{"id":35973,"date":"2019-10-31T22:08:54","date_gmt":"2019-10-31T19:08:54","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/avtomatizatsiya-dlya-samyh-malenkih-chast-pervaya-kotoraya-posle-nulevoj-virtualizatsiya-seti\/"},"modified":"2019-10-31T22:08:54","modified_gmt":"2019-10-31T19:08:54","slug":"avtomatizatsiya-dlya-samyh-malenkih-chast-pervaya-kotoraya-posle-nulevoj-virtualizatsiya-seti","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/avtomatizatsiya-dlya-samyh-malenkih-chast-pervaya-kotoraya-posle-nulevoj-virtualizatsiya-seti","title":{"rendered":"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>In <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/453516\/\">vorherigen Version<\/a><\/noindex> Ich habe ein Framework f\u00fcr die Netzwerkautomatisierung beschrieben. Laut R\u00fcckmeldungen konnten einige Leute durch diesen ersten Ansatz bereits einige Fragen klarer verstehen. Das freut mich sehr, denn unser Ziel in diesem Zyklus ist es, nicht mit Python-Skripten \u00fcber Ansible zu arbeiten, sondern ein System aufzubauen.<\/p>\n<p>Dieses Framework legt auch die Reihenfolge fest, in der wir uns mit dem Thema auseinandersetzen werden.<br \/>\nDie Netzwerkvirtualisierung, die in dieser Ausgabe behandelt wird, passt nicht wirklich in das Thema ADSM, wo wir Automatisierung besprechen. <\/p>\n<p>Aber lassen Sie uns einen anderen Blickwinkel einnehmen.<\/p>\n<p>Bereits seit geraumer Zeit nutzen viele Dienste ein und dasselbe Netzwerk. Bei einem Telekommunikationsanbieter sind das zum Beispiel 2G, 3G, LTE, DSL und B2B. Bei Rechenzentren: Konnektivit\u00e4t f\u00fcr verschiedene Kunden, Internet, Blockspeicher, Objektspeicher.<\/p>\n<p>Und alle Dienste erfordern eine Isolation voneinander. So entstanden Overlay-Netzwerke.<\/p>\n<p>Und alle Dienste m\u00f6chten nicht warten, bis jemand sie manuell konfiguriert. So kamen Orchestratoren und SDN ins Spiel.<\/p>\n<p>Der erste Schritt zur systematischen Automatisierung von Netzwerken, genauer gesagt von Teilen davon, wurde schon lange unternommen und ist an vielen Stellen umgesetzt: VMWare, OpenStack, Google Compute Cloud, AWS, Facebook.<\/p>\n<p>Genau darum werden wir uns heute k\u00fcmmern. <\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/kdpv.jpg\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/e0bf73b7b71c383c5526da48a6f6b776.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h1>Inhalt<\/h1>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li><b>Gr\u00fcnde<\/b><\/li>\n<li><b>Terminologie<\/b><\/li>\n<li><b>Underlay \u2013 physisches Netzwerk<\/b><\/li>\n<li><b>Overlay \u2013 virtuelles Netzwerk<\/b>\n<ul>\n<li>Overlay mit ToR-Ger\u00e4ten<\/li>\n<li>Overlay vom Host<\/li>\n<li>Am Beispiel von Tungsten Fabric\n<ul>\n<li>Kommunikation innerhalb eines physischen Ger\u00e4ts<\/li>\n<li>Kommunikation zwischen VM, die auf verschiedenen physischen Ger\u00e4ten platziert sind<\/li>\n<li>Verbindung zur Au\u00dfenwelt<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n <\/li>\n<\/ul>\n<p>\n <\/li>\n<li><b>FAQ<\/b><\/li>\n<li><b>Fazit<\/b><\/li>\n<li><b>N\u00fctzliche Links<\/b><\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<h1>Gr\u00fcnde<\/h1>\n<p>\nUnd da wir gerade dar\u00fcber sprechen, sollten wir auch die Voraussetzungen f\u00fcr die Netzwerkvirtualisierung erw\u00e4hnen. Tats\u00e4chlich hat dieser Prozess nicht erst gestern begonnen. <\/p>\n<p>Wahrscheinlich haben Sie schon oft geh\u00f6rt, dass das Netzwerk immer der tr\u00e4gste Teil eines Systems war. Und das ist in vielerlei Hinsicht wahr. Das Netzwerk ist die Basis, auf der alles aufbaut, und \u00c4nderungen daran sind ziemlich schwierig \u2013 Dienste k\u00f6nnen es nicht ertragen, wenn das Netzwerk ausf\u00e4llt. Oft kann die Stilllegung eines einzelnen Knotens einen Gro\u00dfteil der Anwendungen lahmlegen und viele Kunden beeinflussen. Teilweise deshalb kann das Netzwerkteam gegen \u00c4nderungen resistent sein \u2013 weil es im Moment irgendwie funktioniert (<i>wir wissen m\u00f6glicherweise sogar nicht, wie)<\/i>), und hier muss etwas Neues eingerichtet werden, und es ist unklar, wie sich das auf das Netzwerk auswirken wird.<\/p>\n<p>Um nicht darauf zu warten, dass die Netzwerktechniker VLANs bereitstellen und keine Dienste an jedem Knoten im Netzwerk eintragen zu m\u00fcssen, haben die Leute Overlay-Netzwerke erfunden \u2013 eine Vielzahl von \u00fcberlagerten Netzwerken: GRE, IPinIP, MPLS, MPLS L2\/L3VPN, VXLAN, GENEVE, MPLSoverUDP, MPLSoverGRE usw.<\/p>\n<p>Ihr Reiz liegt in zwei einfachen Aspekten:<\/p>\n<ul>\n<li>Es werden nur die Endknoten konfiguriert \u2013 die Transitger\u00e4te bleiben unber\u00fchrt. Das beschleunigt den Prozess erheblich und kann es sogar erm\u00f6glichen, die Abteilung f\u00fcr Netzwerkinfrastruktur aus dem Prozess der Einf\u00fchrung neuer Dienste herauszunehmen.<\/li>\n<li>Die Last ist tief in den Headern verborgen \u2013 die Transitknoten m\u00fcssen nichts dar\u00fcber wissen, \u00fcber die Adressierung auf den Hosts oder die Routen des Overlay-Netzwerks. Das bedeutet, dass weniger Informationen in den Tabellen gespeichert werden m\u00fcssen, was einfachere und g\u00fcnstigere Ger\u00e4te erm\u00f6glicht.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nIn dieser nicht ganz vollst\u00e4ndigen Ausgabe plane ich nicht, alle m\u00f6glichen Technologien zu behandeln, sondern eher den Rahmen f\u00fcr die Arbeit mit Overlay-Netzwerken im Rechenzentrum zu skizzieren.<\/p>\n<p>Die gesamte Serie wird ein Rechenzentrum beschreiben, das aus Reihen identischer Racks besteht, in denen die gleiche Serverhardware installiert ist. <\/p>\n<p>Auf dieser Hardware werden virtuelle Maschinen\/Container\/Serverless-Dienste bereitgestellt.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/a6863eb2804a298304d1e93daecf90d9.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<h1>Terminologie<\/h1>\n<p>\nIm Folgenden <b>dem Server durch<\/b> werde ich das Programm, das die Server-Seite der Client-Server-Kommunikation implementiert, benennen.<\/p>\n<p>Physische Maschinen im Rack werden als Server <b>nicht<\/b> bezeichnet.<\/p>\n<p><b>Physische Maschine<\/b> \u2014 ein x86-Computer, der in einem Rack installiert ist. Der Begriff <b>Host<\/b>. So werden wir es \u201a<b>Maschine<\/b>\u2018 oder <b>Host<\/b>.<\/p>\n<p><b>Hypervisor<\/b> \u2014 eine Anwendung, die auf einer physischen Maschine l\u00e4uft und die physikalischen Ressourcen emuliert, auf denen die virtuellen Maschinen laufen. In der Literatur und im Netz wird das Wort \u00abHypervisor\u00bb manchmal synonym mit \u00abHost\u00bb verwendet.<\/p>\n<p><b>Virtuelle Maschine<\/b> \u2014 ein Betriebssystem, das auf einer physischen Maschine \u00fcber einem Hypervisor l\u00e4uft. In diesem Kontext ist es nicht entscheidend, ob es sich tats\u00e4chlich um eine virtuelle Maschine oder einfach um einen Container handelt. Lass uns das \u201a<b>VM<\/b>&#171;<\/p>\n<p><b>Tenant<\/b> \u2014 ein breiter Begriff, den ich in diesem Artikel als separaten Dienst oder Kunden definieren werde.<\/p>\n<p><b>Multitenancy<\/b> oder Multi-Tenancy \u2013 die Nutzung derselben Anwendung durch verschiedene Kunden\/Dienste. Dabei wird die Isolierung der Kunden durch die Architektur der Anwendung und nicht durch separate Instanzen erreicht.<\/p>\n<p><b>ToR \u2013 Top of the Rack Switch<\/b> \u2013 ein in einem Rack installierter Switch, an den alle physischen Maschinen angeschlossen sind.<\/p>\n<blockquote><p> Neben der ToR-Topologie praktizieren verschiedene Anbieter auch End of Row (EoR) oder Middle of Row (obwohl Letzteres eine vernachl\u00e4ssigbare Seltenheit ist und ich die Abk\u00fcrzung MoR nicht gesehen habe).\n<\/p><\/blockquote>\n<p> <b>Unterlagenetzwerk<\/b> oder physisches Netzwerk oder Underlay \u2013 die physische Netzwerkinfrastruktur: Switches, Router, Kabel.<\/p>\n<p><b>Overlay-Netzwerk<\/b> oder virtuelle Netzwerke oder Overlays \u2013 ein virtuelles Netzwerk von Tunneln, das \u00fcber dem physischen Netzwerk arbeitet.<\/p>\n<p><b>L3-Fabrik oder IP-Fabrik<\/b> \u2013 eine beeindruckende menschliche Erfindung, die es erm\u00f6glicht, bei Gespr\u00e4chen STP nicht zu wiederholen und TRILL nicht zu lernen. Ein Konzept, bei dem das gesamte Netzwerk bis zur Zugriffsebene ausschlie\u00dflich L3 ist, ohne VLANs und folglich riesige, ausgedehnte Broadcast-Dom\u00e4nen. Woher der Begriff \u201eFabrik\u201c stammt, werden wir im n\u00e4chsten Teil untersuchen.<\/p>\n<p><b>SDN<\/b> \u2014 Software Defined Network. Braucht kaum eine Einf\u00fchrung. Der Ansatz zur Netzwerkverwaltung, bei dem \u00c4nderungen im Netzwerk nicht von Menschen, sondern von Software vorgenommen werden. Bedeutet in der Regel, dass die Control Plane au\u00dferhalb der Endger\u00e4te auf einen Controller verlagert wird.<\/p>\n<p><b>NFV<\/b> \u2014 Network Function Virtualization \u2014 die Virtualisierung von Netzwerkelementen, die besagt, dass einige Funktionen des Netzwerks in Form von virtuellen Maschinen oder Containern ausgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen, um die Einf\u00fchrung neuer Dienste zu beschleunigen, Service Chaining zu erm\u00f6glichen und die horizontale Skalierbarkeit zu vereinfachen.<\/p>\n<p><b>VNF<\/b> \u2014 Virtual Network Function. Ein spezifisches virtuelles Ger\u00e4t: Router, Switch, Firewall, NAT, IPS\/IDS usw.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/971b6a28a9caab5f3a7067ce4d25749c.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<blockquote><p> Ich vereinfache die Beschreibung jetzt absichtlich auf eine spezifische Implementierung, um den Leser nicht zu verwirren. F\u00fcr eine tiefere Lekt\u00fcre verweise ich auf den Abschnitt <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"#LINKS\">Links<\/a><\/noindex>. Dar\u00fcber hinaus verspricht Roma Gorge, der diesen Artikel f\u00fcr Ungenauigkeiten kritisiert, eine separate Ausgabe \u00fcber Server- und Netvirtualisierungstechnologien zu schreiben, die detaillierter und sorgf\u00e4ltiger ausfallen wird.<\/p><\/blockquote>\n<p>Die meisten Netzwerke lassen sich heute eindeutig in zwei Bereiche unterteilen: <\/p>\n<p><b>Underlay<\/b> \u2014 ein physisches Netzwerk mit stabiler Konfiguration.<br \/>\n<b>Overlay<\/b> \u2014 Abstraktion \u00fcber dem Underlay zur Isolierung von Mandanten. <\/p>\n<p>Das gilt sowohl f\u00fcr den Fall des Rechenzentrums (den wir in diesem Artikel behandeln werden) als auch f\u00fcr den ISP (den wir nicht behandeln werden, da dies bereits in <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/linkmeup.ru\/sdsm\">CDSM<\/a><\/noindex>). Bei Unternehmensnetzwerken ist die Situation nat\u00fcrlich etwas anders. <\/p>\n<p>Bild mit Fokus auf das Netzwerk:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/7b7dabc6d9f3b87c598346bf9195d568.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<h1>Underlay<\/h1>\n<p>\nUnderlay ist das physische Netzwerk: Hardware-Switches und Kabel. Ger\u00e4te im Underlay wissen, wie sie die physischen Maschinen erreichen.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/776a77a3821fe79a7323947e0bdf67e8.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nEs basiert auf standardisierten Protokollen und Technologien. Nicht zuletzt, weil Hardware-Ger\u00e4te bis heute auf propriet\u00e4rer Software laufen, die weder die Programmierung der Chips noch die Implementierung eigener Protokolle zul\u00e4sst. Daher ist Kompatibilit\u00e4t mit anderen Anbietern und Standardisierung notwendig.<\/p>\n<blockquote><p>Jemand wie Google kann sich jedoch erlauben, eigene Switches zu entwickeln und auf g\u00e4ngige Protokolle zu verzichten. Aber LAN_DC ist nicht Google.\n<\/p><\/blockquote>\n<p> Das Underlay \u00e4ndert sich vergleichsweise selten, da seine Aufgabe die grundlegende IP-Konnektivit\u00e4t zwischen physischen Maschinen ist. Underlay wei\u00df nichts \u00fcber die darauf laufenden Dienste, Kunden oder Mandanten \u2014 es muss lediglich das Paket von einer Maschine zur anderen liefern.<br \/>\nUnderlay kann zum Beispiel so aussehen: <\/p>\n<ul>\n<li>IPv4+OSPF<\/li>\n<li>IPv6+ISIS+BGP+L3VPN<\/li>\n<li>L2+TRILL<\/li>\n<li>L2+STP<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nEin Underlay-Netzwerk wird klassisch \u00fcber CLI\/GUI\/NETCONF konfiguriert.<\/p>\n<p>Manuell, mit Skripten, propriet\u00e4ren Tools.<\/p>\n<p>Eine detaillierte Betrachtung des Underlays wird in der n\u00e4chsten Artikelreihe behandelt.<\/p>\n<p><\/p>\n<h1>Overlay<\/h1>\n<p>\nOverlay ist ein virtuelles Netzwerk von Tunneln, das \u00fcber das Underlay gespannt ist und es erm\u00f6glicht, dass VMs eines Kunden untereinander kommunizieren, w\u00e4hrend sie von anderen Kunden isoliert bleiben.<\/p>\n<p>Die Kundendaten werden in Tunnel-Headern eingekapselt, um \u00fcber das gemeinsame Netzwerk \u00fcbertragen zu werden.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/3060bc4913c55c21b785083fbe0b603b.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nSo k\u00f6nnen VMs eines Kunden (eines Dienstes) \u00fcber das Overlay miteinander kommunizieren, ohne zu wissen, welchen tats\u00e4chlichen Weg das Paket nimmt. <\/p>\n<p>Overlay k\u00f6nnte zum Beispiel so aussehen, wie ich bereits oben erw\u00e4hnt habe:<\/p>\n<ul>\n<li>GRE-Tunnel<\/li>\n<li>VXLAN<\/li>\n<li>EVPN<\/li>\n<li>L3VPN<\/li>\n<li>GENEVE<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nEin Overlay-Netzwerk wird in der Regel \u00fcber einen zentralen Controller eingerichtet und verwaltet. Von dort aus werden Konfiguration, Control Plane und Data Plane an die Ger\u00e4te geliefert, die f\u00fcr das Routing und die Kapselung des Kundenverkehrs zust\u00e4ndig sind. Ein wenig <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"#TF\">unten<\/a><\/noindex> Ja, das ist SDN in reinster Form.<\/p>\n<p><b>Es gibt zwei grundlegend verschiedene Ans\u00e4tze zur Organisation eines Overlay-Netzwerks: <\/b><\/p>\n<p>Es gibt zwei grundlegend unterschiedliche Ans\u00e4tze zur Organisation von Overlay-Netzen:<\/p>\n<ol>\n<li>Overlay mit ToR-Ger\u00e4ten<\/li>\n<li>Overlay vom Host<\/li>\n<\/ol>\n<h2>Overlay mit ToR-Ger\u00e4ten<\/h2>\n<p>\nEin Overlay kann auf einem Zugangs-Switch (ToR), der im Rack steht, beginnen, wie es beispielsweise bei einer VXLAN-Fabrik der Fall ist. <\/p>\n<p>Dies ist ein bew\u00e4hrter Mechanismus in ISP-Netzen, und alle Anbieter von Netzwerkger\u00e4ten unterst\u00fctzen ihn.<\/p>\n<p>In diesem Fall muss der ToR-Switch jedoch in der Lage sein, verschiedene Dienste entsprechend zu trennen, und der Netzwerkadministrator muss in gewissem Ma\u00dfe mit den Administratoren der virtuellen Maschinen zusammenarbeiten und (auch automatisch) \u00c4nderungen an der Konfiguration der Ger\u00e4te vornehmen.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/9a5fe4d4a0cbb7e5c3bbac82527c6a6a.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nHier verweise ich den Leser auf den Artikel \u00fcber <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/344326\/\">VXLAN auf Habr\u00e9<\/a><\/noindex> unseren alten Freund <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/users\/bormoglotx\/\">@bormoglotx<\/a><\/noindex>.<br \/>\nIn diesem <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.enog.org\/wp-content\/uploads\/presentations\/enog-16\/18-Scaleway-P14-fabric-ENOG16.pdf\">Pr\u00e4sentationen mit ENOG<\/a><\/noindex> beschreiben ausf\u00fchrlich die Ans\u00e4tze zum Aufbau eines DC-Netzes mit einer EVPN VXLAN-Fabrik. <\/p>\n<p>F\u00fcr ein tieferes Verst\u00e4ndnis kann man das Buch von Cisco lesen <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.cisco.com\/c\/dam\/en\/us\/td\/docs\/switches\/datacenter\/nexus9000\/sw\/vxlan_evpn\/VXLAN_EVPN.pdf\">A Modern, Open, and Scalable Fabric: VXLAN EVPN<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<blockquote><p> Ich m\u00f6chte darauf hinweisen, dass VXLAN nur ein Kapselungsverfahren ist und die Termination von Tunneln nicht unbedingt am ToR-Ger\u00e4t, sondern auch am Host erfolgen kann, wie es beispielsweise bei OpenStack der Fall ist.<\/p>\n<p>Eine VXLAN-Fabrik, bei der das Overlay am ToR-Ger\u00e4t beginnt, ist jedoch eines der etablierten Designs von Overlay-Netzwerken.\n<\/p><\/blockquote>\n<p><\/p>\n<h2>Overlay vom Host<\/h2>\n<p>\nEin anderer Ansatz besteht darin, Tunnel an End-Hosts zu beginnen und zu terminieren.<br \/>\nIn diesem Fall bleibt das Netzwerk (Underlay) so einfach und statisch wie m\u00f6glich.<br \/>\nDer Host \u00fcbernimmt die notwendigen Kapselungen.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/c9c2971369d1b3e5f026d6844afeb67f.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nDaf\u00fcr ist es notwendig, eine spezielle Anwendung auf den Hosts zu starten, aber es lohnt sich. <\/p>\n<p>Erstens ist es einfacher, einen Client auf einer Linux-Maschine zu starten oder, sagen wir mal, - es ist \u00fcberhaupt m\u00f6glich - w\u00e4hrend man wahrscheinlich bei einem Switch auf propriet\u00e4re SDN-L\u00f6sungen zur\u00fcckgreifen muss, was die Idee der Multi-Vendor-F\u00e4higkeit untergr\u00e4bt.<\/p>\n<p>Zweitens kann der ToR-Switch in diesem Fall sowohl aus Sicht des Control Plane als auch des Data Plane so einfach wie m\u00f6glich gehalten werden. Tats\u00e4chlich muss er dann nicht mit dem SDN-Controller kommunizieren und es ist nicht n\u00f6tig, Netzwerke\/ARPs aller verbundenen Clients zu speichern \u2013 es reicht aus, die IP-Adresse der physischen Maschine zu kennen, was die Switching-\/Routing-Tabellen erheblich vereinfacht.<\/p>\n<p>\nIn der ADS-M-Serie w\u00e4hle ich den Overlay-Ansatz vom Host aus - fortan sprechen wir nur dar\u00fcber und werden nicht zur VXLAN-Fabrik zur\u00fcckkehren.<\/p>\n<p>\nAm einfachsten ist es, dies anhand von Beispielen zu erl\u00e4utern. Als Beispiel nehmen wir die OpenSource-SDN-Plattform OpenContrail, die heute bekannt ist als <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/tungsten.io\">Tungsten Fabric<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<blockquote><p> Am Ende des Artikels werde ich einige Gedanken zur Analogie mit OpenFlow und OpenvSwitch pr\u00e4sentieren.\n<\/p><\/blockquote>\n<p><\/p>\n<h2>Am Beispiel von Tungsten Fabric<\/h2>\n<p>\nAuf jeder physischen Maschine gibt es <b>vRouter<\/b> \u2013 ein virtueller Router, der \u00fcber die mit ihm verbundenen Netzwerke und deren zugeh\u00f6rige Clients informiert ist \u2013 im Wesentlichen ein PE-Router. F\u00fcr jeden Kunden wird eine isolierte Routing-Tabelle (VRF) gepflegt. Der vRouter f\u00fchrt das Overlay-Tunneling durch.<\/p>\n<p>Ein wenig mehr Informationen zum vRouter \u2014 am Ende des Artikels.<\/p>\n<p>Jede VM, die sich auf dem Hypervisor befindet, verbindet sich \u00fcber <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/TUN\/TAP\">TAP-Schnittstelle<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p><b>TAP<\/b> \u2014 Terminal Access Point \u2014 eine virtuelle Schnittstelle im Linux-Kernel, die Netzwerkinteraktionen erm\u00f6glicht.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/a6fa1b4370ba4e787303ae647a28f5ed.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nWenn hinter dem vRouter mehrere Netzwerke vorhanden sind, wird f\u00fcr jedes Netzwerk eine virtuelle Schnittstelle erstellt, der eine IP-Adresse zugewiesen wird \u2013 dies wird die Standardgateway-Adresse sein.<br \/>\nAlle Netzwerke eines Kunden werden in eine <b>VRF<\/b> (eine Tabelle) eingeordnet, unterschiedliche in verschiedene.<br \/>\n<i>Ich m\u00f6chte anmerken, dass es nicht ganz so einfach ist und empfehle dem neugierigen Leser, zum Ende des Artikels zu gehen.<\/i>.<\/p>\n<p>Damit vRouter miteinander kommunizieren k\u00f6nnen und folglich auch die dahinterstehenden VMs, tauschen sie Routing-Informationen \u00fcber <b>SDN-Controller<\/b>.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/sdn-controller.png\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/8b133e10582dbde9c0670ad98c1840de.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Um in die Au\u00dfenwelt zu gelangen, gibt es einen Ausgang aus der Matrix \u2013 das virtuelle Netzwerk-Gateway <b>VNGW<\/b> \u2013 Virtual Network GateWay (<i>dieser Begriff ist von mir<\/i>).<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/vngw.png\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/9ac4d084d9b58b7ed1bc2c0ed6d06059.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>\nJetzt betrachten wir Beispiele f\u00fcr Kommunikationen \u2013 dann wird es klar.<\/p>\n<p><\/p>\n<h3>Kommunikation innerhalb eines physischen Ger\u00e4ts<\/h3>\n<p>\nVM0 m\u00f6chte ein Paket an VM2 senden. Nehmen wir vorerst an, dass dies VMs eines Kunden sind.<\/p>\n<h4>Data Plane<\/h4>\n<p><\/p>\n<ol>\n<li>VM0 hat eine Standardroute \u00fcber sein Interface eth0. Das Paket wird dorthin gesendet.<br \/>\n Dieses Interface eth0 ist tats\u00e4chlich virtuell mit dem virtuellen Router vRouter \u00fcber das TAP-Interface tap0 verbunden.<\/li>\n<li>Der vRouter analysiert, \u00fcber welches Interface das Paket empfangen wurde, d.h. zu welchem Kunden (VRF) es geh\u00f6rt, und vergleicht die Zieladresse mit der Routing-Tabelle dieses Clients.<\/li>\n<li>Sobald der vRouter erkennt, dass der Empf\u00e4nger auf demselben Rechner \u00fcber einen anderen Port erreichbar ist, sendet er das Paket einfach ohne zus\u00e4tzliche Header an ihn. Zu diesem Zweck ist bereits ein ARP-Eintrag im vRouter vorhanden. <\/li>\n<\/ol>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/a42da3f48a3f538eb92c1908d9d66921.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nIn diesem Fall gelangt das Paket nicht ins physische Netzwerk \u2013 es wird innerhalb des vRouter geroutet.<\/p>\n<p><\/p>\n<h4>Control Plane<\/h4>\n<p>\nDer Hypervisor informiert beim Start der virtuellen Maschine:<\/p>\n<ul>\n<li>Ihre eigene IP-Adresse.<\/li>\n<li>Der Standard-Routing-Pfad f\u00fchrt \u00fcber die IP-Adresse des vRouters in diesem Netzwerk.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nDer Hypervisor informiert den vRouter \u00fcber eine spezielle API:<\/p>\n<ul>\n<li>Dass ein virtuelles Interface erstellt werden muss.<\/li>\n<li>Welches Virtual Network f\u00fcr sie (VM) erstellt werden muss.<\/li>\n<li>An welches VRF es (VN) gebunden werden soll.<\/li>\n<li>Einen statischen ARP-Eintrag f\u00fcr diese VM \u2013 welches Interface mit ihrer IP-Adresse verbunden ist und welche MAC-Adresse ihm zugeordnet ist.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<blockquote><p> Und erneut wurde das tats\u00e4chliche Interaktionsverfahren zur besseren Verst\u00e4ndlichkeit vereinfacht.\n<\/p><\/blockquote>\n<p> <img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/593d7ad41782e882a88732b475bf91cb.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nSo sieht der vRouter alle VMs eines Kunden auf dieser Maschine als direkt angeschlossene Netzwerke und kann selbst zwischen ihnen routen.<\/p>\n<p>\nVM0 und VM1 geh\u00f6ren verschiedenen Kunden und befinden sich daher in unterschiedlichen vRouter-Tabellen.<\/p>\n<p>Ob sie direkt miteinander kommunizieren k\u00f6nnen, h\u00e4ngt von den Einstellungen des vRouters und dem Design des Netzwerks ab.<br \/>\nWenn beide VMs \u00f6ffentliche Adressen verwenden oder NAT direkt auf dem vRouter erfolgt, kann auch eine direkte Routing-Verbindung zum vRouter eingerichtet werden.<\/p>\n<p>Andernfalls k\u00f6nnte es zu \u00dcberschneidungen in den Adressr\u00e4umen kommen \u2013 man muss \u00fcber einen NAT-Server gehen, um eine \u00f6ffentliche Adresse zu erhalten \u2013 das ist vergleichbar mit dem Zugang zu externen Netzwerken, was weiter unten erkl\u00e4rt wird.<\/p>\n<h3>Kommunikation zwischen VM, die auf verschiedenen physischen Ger\u00e4ten platziert sind<\/h3>\n<p><\/p>\n<h4>Data Plane<\/h4>\n<p><\/p>\n<ol>\n<li>Der Beginn ist genau derselbe: VM-0 sendet ein Paket an VM-7 (172.17.3.2) gem\u00e4\u00df seiner Standardeinstellung.<\/li>\n<li>vRouter empf\u00e4ngt es und erkennt diesmal, dass der Empf\u00e4nger sich auf einer anderen Maschine befindet und \u00fcber das Tunnel Tunnel0 erreichbar ist.<\/li>\n<li>Zuerst f\u00fcgt es ein MPLS-Label hinzu, das das entfernte Interface identifiziert, damit vRouter auf der anderen Seite bestimmen kann, wo dieses Paket platziert werden soll, ohne zus\u00e4tzliche Umwege.\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/inter-hv-dp.png\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/1e159049376e2bf458b8c6cb5878cc17.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex>\n <\/li>\n<li>Tunnel0 hat die Quelladresse 10.0.0.2 und den Empf\u00e4nger: 10.0.1.2.<br \/>\n vRouter f\u00fcgt GRE- (oder UDP-)Headers und eine neue IP-Adresse zum urspr\u00fcnglichen Paket hinzu.<\/li>\n<li>In der Routing-Tabelle hat vRouter eine Standardroute \u00fcber die Adresse ToR1 10.0.0.1. Dorthin wird das Paket gesendet.\n<p> <img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/8cb98a8ec43d202259acf6a1fcaeb3ee.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n \n <\/li>\n<li>ToR1 als Teil des Underlay-Netzwerks wei\u00df (z.B. \u00fcber OSPF), wie man zu 10.0.1.2 gelangt, und sendet das Paket \u00fcber den festgelegten Pfad. Beachten Sie, dass hier ECMP aktiviert ist. In der Abbildung gibt es zwei Next Hops, und verschiedene Str\u00f6me werden basierend auf Hashing auf diese verteilt. In einer echten Fabrik k\u00f6nnte es hier eher vier Next Hops geben.\n<p>Es ist dabei nicht notwendig, zu wissen, was sich unter dem externen IP-Header befindet. Das hei\u00dft, unter der IP kann beispielsweise eine Zusammenstellung von IPv6 \u00fcber MPLS \u00fcber Ethernet \u00fcber MPLS \u00fcber GRE \u00fcber... sein.<\/li>\n<li>Entsprechend entfernt der vRouter auf der empfangenden Seite GRE und versteht anhand des MPLS-Tags, welches Interface das Paket erhalten soll, entpackt es und sendet es im urspr\u00fcnglichen Zustand an den Empf\u00e4nger.<\/li>\n<\/ol>\n<h4>Control Plane<\/h4>\n<p>\nBeim Start der Maschine geschieht alles, was oben beschrieben wurde.<\/p>\n<p>Und zus\u00e4tzlich das Folgende:<\/p>\n<ul>\n<li>F\u00fcr jeden Kunden weist der vRouter ein MPLS-Tag zu. Dies ist ein Service-Tag f\u00fcr L3VPN, mit dem die Kunden innerhalb einer physischen Maschine getrennt werden.<br \/>\n<blockquote><p> Tats\u00e4chlich wird das MPLS-Ticket immer vom vRouter zugewiesen, da im Voraus nicht bekannt ist, dass eine Maschine nur mit anderen Maschinen hinter demselben vRouter interagieren wird, und es ist sehr wahrscheinlich, dass dies nicht der Fall ist. \n <\/p><\/blockquote>\n<\/li>\n<li>Der vRouter stellt eine Verbindung zum SDN-Controller \u00fcber das BGP-Protokoll (oder ein \u00e4hnliches \u2013 im Fall von TF ist es XMPP 0_o) her.<\/li>\n<li>\u00dcber diese Sitzung informiert der vRouter den SDN-Controller \u00fcber die Routen zu den angeschlossenen Netzwerken:\n<ul>\n<li>Netzadresse<\/li>\n<li>Kapselungsmethode (MPLSoGRE, MPLSoUDP, VXLAN)<\/li>\n<li>MPLS-Tag des Kunden<\/li>\n<li>Seine IP-Adresse als nexthop<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n <\/li>\n<li>Der SDN-Controller erh\u00e4lt Routen von allen angeschlossenen vRoutern und spiegelt sie an andere weiter. Er fungiert also als Route Reflector.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nDas Gleiche geschieht auch in die entgegengesetzte Richtung.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/inter-hv-cp.png\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/feef9181133f3a50a5cb21aa7ba16dc0.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Overlay kann sich jede Minute \u00e4ndern. So funktioniert es in \u00f6ffentlichen Clouds, wenn Kunden regelm\u00e4\u00dfig ihre virtuellen Maschinen starten und stoppen.<\/p>\n<p>Der zentrale Controller \u00fcbernimmt alle Herausforderungen, die mit der Konfiguration und Kontrolle der Switching\/Routing-Tabellen auf vRouter verbunden sind.<\/p>\n<p>Gro\u00df gesagt, kommuniziert der Controller mit allen vRoutern \u00fcber BGP (oder ein \u00e4hnliches Protokoll) und \u00fcbertr\u00e4gt einfach die Routing-Informationen. BGP hat beispielsweise bereits eine Address-Family zur \u00dcbertragung der Kapselungsmethode. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/tools.ietf.org\/html\/rfc4023\">MPLS-in-GRE<\/a><\/noindex> oder <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/tools.ietf.org\/html\/rfc7510\">MPLS-in-UDP<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p>Dabei bleibt die Konfiguration des Underlay-Netzwerks in keiner Weise unver\u00e4ndert, die \u00fcbrigens um ein Vielfaches schwerer zu automatisieren ist, und es ist einfacher, sie mit einem ungeschickten Handgriff zu besch\u00e4digen.<\/p>\n<h3>Verbindung zur Au\u00dfenwelt<\/h3>\n<p>\nIrgendwo muss die Simulation enden, und es ist notwendig, aus der virtuellen Welt in die reale zu treten. Und ein Gateway-Telefon ist erforderlich.<\/p>\n<p>Es werden zwei Ans\u00e4tze praktiziert:<\/p>\n<ol>\n<li>Ein Hardware-Router wird installiert.<\/li>\n<li>Es wird eine Art Appliance gestartet, die die Funktionen eines Routers implementiert (ja, ja, nach SDN haben wir es jetzt auch mit VNF zu tun). Nennen wir ihn virtueller Gateway.<\/li>\n<\/ol>\n<p><\/p>\n<blockquote><p> Der Vorteil des zweiten Ansatzes mit kosteng\u00fcnstiger horizontaler Skalierbarkeit liegt darin, dass nicht gen\u00fcgend Leistung vorhanden ist \u2013 eine weitere virtuelle Maschine mit einem Gateway wurde gestartet. Auf jeder physischen Maschine, ohne dass man nach freien Racks, Einheiten, Stromanschl\u00fcssen suchen, die Hardware kaufen, transportieren, installieren, verkabeln, konfigurieren und dann noch fehlerhafte Komponenten austauschen muss.<\/p>\n<p>Die Nachteile eines virtuellen Gateways liegen darin, dass die physische Routereinheit um ein Vielfaches leistungsf\u00e4higer ist als eine multicore virtuelle Maschine, w\u00e4hrend die Software, die auf die Hardwarebasis abgestimmt ist, deutlich stabiler funktioniert. (<i>nein<\/i>). Man kann auch nicht leugnen, dass das Hardware-Software-System einfach funktioniert, nur eine Konfiguration ben\u00f6tigt, w\u00e4hrend der Start und Betrieb eines virtuellen Gateways eine Aufgabe f\u00fcr versierte Ingenieure ist.\n<\/p><\/blockquote>\n<p> Mit einem seiner F\u00fc\u00dfe schaut das Gateway in das Overlay-Virtualnetzwerk, wie eine gew\u00f6hnliche virtuelle Maschine, und kann mit allen anderen VMs interagieren. Gleichzeitig kann es die Netzwerke aller Kunden terminieren und somit das Routing zwischen ihnen durchf\u00fchren.<\/p>\n<p>Mit dem anderen Bein blickt der Gateway bereits ins Backbone-Netz und wei\u00df, wie man ins Internet gelangt.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/552fa0428ff8dd3aed76091a86a72109.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<h4>Data Plane<\/h4>\n<p>\nDer Prozess sieht folgenderma\u00dfen aus: <\/p>\n<ol>\n<li>VM-0 sendet ein Paket an einen Empf\u00e4nger in der Au\u00dfenwelt (185.147.83.177) \u00fcber das Interface eth0, wobei der Standard weiterhin der gleiche vRouter ist.<\/li>\n<li>Der vRouter empf\u00e4ngt dieses Paket und f\u00fchrt eine Zieladresse-Suche in der Routing-Tabelle durch \u2013 er findet die Standardroute \u00fcber den Gateway VNGW1 durch Tunnel 1. <br \/>\n Au\u00dferdem sieht er, dass es sich um einen GRE-Tunnel mit SIP 10.0.0.2 und DIP 10.0.255.2 handelt, und dass zuerst das MPLS-Label des Kunden gesetzt werden muss, das VNGW1 erwartet.\n <\/li>\n<li>Der vRouter verpackt das urspr\u00fcngliche Paket in MPLS-, GRE- und neuen IP-Headern und sendet es standardm\u00e4\u00dfig an die Adresse ToR1 10.0.0.1.<\/li>\n<li>Das zugrunde liegende Netzwerk liefert das Paket an den Gateway VNGW1.<\/li>\n<li>Der Gateway VNGW1 entfernt die Tunnel-Header GRE und MPLS, sieht die Zieladresse, bezieht sich auf seine Routing-Tabelle und erkennt, dass es ins Internet geht \u2013 also \u00fcber Full View oder Default. Bei Bedarf wird eine NAT-\u00dcbersetzung durchgef\u00fchrt.<\/li>\n<li>Von VNGW zu Border k\u00f6nnte es ein gew\u00f6hnliches IP-Netz sein, was jedoch unwahrscheinlich ist.<br \/>\n Es k\u00f6nnte ein klassisches MPLS-Netz (IGP+LDP\/RSVP TE) sein oder eine R\u00fcckfabrik mit BGP LU oder ein GRE-Tunnel von VNGW bis zur Border \u00fcber das IP-Netz.<br \/>\n VNGW1 f\u00fchrt die notwendigen Kapselungen durch und sendet das urspr\u00fcngliche Paket in Richtung Border.<\/li>\n<\/ol>\n<p>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/outside-dp.png\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/a66e490c75f8220349398af814d4ebf2.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Der R\u00fcckverkehr durchl\u00e4uft die gleichen Schritte in umgekehrter Reihenfolge. <\/p>\n<ol>\n<li>Der Border sendet das Paket an VNGW1 weiter.<\/li>\n<li>Dieser analysiert das Paket, pr\u00fcft die Zieladresse und stellt fest, dass sie \u00fcber Tunnel Tunnel1 (MPLSoGRE oder MPLSoUDP) erreichbar ist.<\/li>\n<li>Daraufhin f\u00fcgt er die MPLS-Markierung, den GRE\/UDP-Header und die neue IP hinzu und sendet es an sein ToR3 10.0.255.1.<br \/>\n Die Zieladresse des Tunnels ist die IP-Adresse des vRouters, hinter dem die Ziel-VM steht \u2013 10.0.0.2.<\/li>\n<li>Das Unternetz liefert das Paket zum entsprechenden vRouter. <\/li>\n<li>Der Ziel-vRouter entfernt GRE\/UDP, bestimmt das Interface anhand der MPLS-Markierung und sendet das rohe IP-Paket an sein TAP-Interface, das mit eth0 der VM verbunden ist.<\/li>\n<\/ol>\n<p>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/outside-dp-reverse.png\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/ba6748694a822fc04f4e872658d1fbbb.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<p><\/p>\n<h4>Control Plane<\/h4>\n<p>\nVNGW1 etabliert BGP-Nachbarschaft mit dem SDN-Controller, von dem es alle Routing-Informationen \u00fcber die Kunden erh\u00e4lt: welche IP-Adresse (vRouter) zu welchem Kunden geh\u00f6rt und mit welchem MPLS-Label er identifiziert wird.<\/p>\n<p>Ebenso informiert der SDN-Controller \u00fcber die Standardroute mit dem Label dieses Kunden, wobei er sich selbst als nexthop angibt. Diese Standardroute gelangt dann zu den vRoutern.<\/p>\n<p>Am VNGW erfolgt normalerweise die Aggregation von Routen oder die NAT-\u00dcbersetzung.<\/p>\n<p>In die andere Richtung gibt er in die Sitzung mit den Border Routern oder Route Reflectors genau diese aggregierte Route zur\u00fcck. Von ihnen erh\u00e4lt er die Standardroute oder Full-View oder etwas anderes.<\/p>\n<p>In Bezug auf Kapselung und Datenverkehrsaustausch unterscheidet sich VNGW nicht von vRouter. <br \/>\nWenn man den Bereich etwas erweitert, k\u00f6nnen zu VNGW und vRoutern auch andere Netzwerkger\u00e4te hinzugf\u00fcgt werden, wie Firewalls, Bereinigungs- oder Traffic-Anreicherungs-Farmen, IPS usw.<\/p>\n<p>Durch die sequenzielle Erstellung von VRF und die korrekte Ank\u00fcndigung von Routen kann der Datenverkehr so gelenkt werden, wie man es m\u00f6chte, was als Service Chaining bekannt ist.<\/p>\n<p>Hier fungiert der SDN-Controller als Route-Reflector zwischen VNGW, vRoutern und anderen Netzwerkger\u00e4ten.<\/p>\n<p>Doch tats\u00e4chlich gibt der Controller auch Informationen \u00fcber ACL und PBR (Policy Based Routing) weiter, was dazu f\u00fchrt, dass einzelne Datenstr\u00f6me nicht den Pfad folgen, den die Route vorgibt.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/fs.linkmeup.ru\/images\/adsm\/1\/outside-cp.png\"><img decoding=\"async\" alt=\"Automatisierung f\u00fcr die Kleinsten. Teil eins (nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/dbba5a93d64edf56dc9c2b82311c5a11.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<h1>FAQ<\/h1>\n<p><b>Warum machst du st\u00e4ndig diese Bemerkung zu GRE\/UDP?<\/b><\/p>\n<p>Nun, das ist eigentlich spezifisch f\u00fcr Tungsten Fabric \u2013 man kann es durchaus ignorieren.<\/p>\n<p>Aber selbst der TF, noch als OpenContrail, unterst\u00fctzte beide Kapselungen: MPLS in GRE und MPLS in UDP. <\/p>\n<p>UDP hat den Vorteil, dass im Quellportfeld seines Headers sehr einfach eine Hash-Funktion der urspr\u00fcnglichen IP+Proto+Port kodiert werden kann, was eine Lastverteilung erm\u00f6glicht. <\/p>\n<p>Im Fall von GRE gibt es leider nur \u00e4u\u00dfere IP- und GRE-Header, die f\u00fcr den gesamten inkapsulierten Traffic gleich sind. Eine Lastverteilung ist hier nicht m\u00f6glich, da nur wenige so tief in das Paket eindringen k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Bis vor kurzem konnten Router, wenn sie dynamische Tunnel unterst\u00fctzten, lediglich MPLSoGRE. Erst ganz k\u00fcrzlich lernten sie, auch MPLSoUDP zu verwenden. Daher muss immer auf die M\u00f6glichkeit von zwei unterschiedlichen Inkapsulierungen hingewiesen werden.<\/p>\n<p>Fairerweise sollte man erw\u00e4hnen, dass TF auch die L2-Konnektivit\u00e4t \u00fcber VXLAN unterst\u00fctzt.<\/p>\n<p>\n<b>Du hast versprochen, Parallelen zu OpenFlow zu ziehen.<\/b><br \/>\nSie bieten definitiv Gemeinsamkeiten. Der vSwitch im selben OpenStack vollbringt \u00e4hnliche Leistungen mithilfe von VXLAN, das \u00fcbrigens auch einen UDP-Header verwendet.<\/p>\n<p>Im Data Plane arbeiten sie ziemlich \u00e4hnlich, w\u00e4hrend das Control Plane signifikant unterschiedlich ist. Tungsten Fabric nutzt XMPP zur \u00dcbertragung von Routeninformationen an den vRouter, w\u00e4hrend OpenStack OpenFlow einsetzt.<\/p>\n<p>\n<b>Kannst du etwas mehr \u00fcber den vRouter erz\u00e4hlen?<\/b><br \/>\nEr besteht aus zwei Teilen: dem vRouter Agent und dem vRouter Forwarder.<\/p>\n<p>Der erste wird im User Space des Host-Betriebssystems gestartet und kommuniziert mit dem SDN-Controller, indem er Informationen \u00fcber Routen, VRF und ACL austauscht.<\/p>\n<p>Der zweite implementiert das Data Plane \u2013 normalerweise im Kernel Space, kann aber auch auf SmartNICs betrieben werden \u2013 Netzwerkarten mit CPU und einem separaten programmierbaren Schaltchip, was die CPU-Last des Hostsystems verringert und das Netzwerk schneller und vorhersehbarer macht. <\/p>\n<p>Es ist auch m\u00f6glich, dass der vRouter eine DPDK-Anwendung im User Space ist. <\/p>\n<p>Der vRouter-Agent \u00fcbertr\u00e4gt die Einstellungen an den vRouter Forwarder.<\/p>\n<p>\n<b>Was ist ein virtuelles Netzwerk?<\/b><br \/>\nIch erw\u00e4hnte zu Beginn des Artikels das VRF, dass jeder Mandant mit seinem eigenen VRF verbunden ist. Und w\u00e4hrend das f\u00fcr ein oberfl\u00e4chliches Verst\u00e4ndnis der Funktionsweise des Overlay-Netzwerks ausreichte, ist es beim n\u00e4chsten Durchgang notwendig, genauere Angaben zu machen.<\/p>\n<p>In der Regel wird in Virtualisierungsmechanismen die Entit\u00e4t Virtual Network (kann als Eigenname betrachtet werden) unabh\u00e4ngig von Clients\/Tenants\/virtuellen Maschinen eingef\u00fchrt \u2013 es ist ein v\u00f6llig eigenst\u00e4ndiges Element. Dieses Virtual Network kann dann \u00fcber Schnittstellen in einen Tenant, einen anderen oder auch in mehrere integriert werden. So wird beispielsweise Service Chaining realisiert, bei dem der Datenverkehr \u00fcber bestimmte Knoten in der gew\u00fcnschten Reihenfolge geleitet wird, indem einfach die Virtual Networks in der richtigen Reihenfolge erstellt und zugewiesen werden.<\/p>\n<p>Daher gibt es keine direkte Entsprechung zwischen Virtual Network und Tenant.<\/p>\n<h1>Fazit<\/h1>\n<p>\nDies ist eine sehr oberfl\u00e4chliche Beschreibung der Funktionsweise eines virtuellen Netzwerks mit Overlay vom Host und dem SDN-Controller. Aber unabh\u00e4ngig davon, welche Virtualisierungsplattform Sie heute verwenden, wird sie \u00e4hnlich funktionieren, egal ob es sich um VMWare, ACI, OpenStack, CloudStack, Tungsten Fabric oder Juniper Contrail handelt. Sie unterscheiden sich in den Arten der Kapselung und Header, den Protokollen zur Informations\u00fcbertragung an die Endger\u00e4te, aber das Prinzip eines programmierbaren Overlay-Netzes, das \u00fcber einem vergleichsweise einfachen und statischen Underlay-Netzwerk arbeitet, bleibt gleich.<br \/>\nEs l\u00e4sst sich sagen, dass der Bereich der Erstellung von privaten Clouds, basierend auf SDN mit Overlay-Netzwerken, derzeit die Oberhand gewonnen hat. Das bedeutet jedoch nicht, dass OpenFlow in der modernen Welt keinen Platz hat \u2013 es wird in OpenStack und in VMWare NSX verwendet, und soweit ich wei\u00df, nutzt Google es zur Einrichtung des Underlay-Netzwerks.<\/p>\n<p>Hier unten habe ich Links zu ausf\u00fchrlicheren Materialien aufgef\u00fchrt, falls Sie das Thema tiefer erforschen m\u00f6chten. <\/p>\n<p>Und wie steht es um unser Underlay? <\/p>\n<p>An sich nicht viel. Es hat sich w\u00e4hrend der gesamten Zeit nicht ver\u00e4ndert. Alles, was es im Fall eines Overlays vom Host aus tun muss, ist, die Routen und ARPs zu aktualisieren, sobald vRouter\/VNGW erscheinen oder verschwinden, und die Pakete zwischen ihnen zu transportieren.<\/p>\n<p>Lassen Sie uns eine Liste der Anforderungen an das Underlay-Netzwerk formulieren.<\/p>\n<ol>\n<li>F\u00e4hig sein, ein Routing-Protokoll, in unserem Fall \u2013 BGP, zu unterst\u00fctzen.<\/li>\n<li>Eine breite Bandbreite haben, idealerweise ohne \u00dcberbuchung, damit keine Pakete aufgrund von \u00dcberlastungen verloren gehen.<\/li>\n<li>Die Unterst\u00fctzung von ECMP ist ein wesentlicher Bestandteil der Fabrik.<\/li>\n<li>In der Lage sein, QoS bereitzustellen, einschlie\u00dflich anspruchsvoller Dinge wie ECN.<\/li>\n<li>Die Unterst\u00fctzung von NETCONF \u2013 eine Vorbereitung f\u00fcr die Zukunft.<\/li>\n<\/ol>\n<p>\nIch habe nur wenig Zeit damit verbracht, mich mit dem Underlay-Netzwerk zu besch\u00e4ftigen. Das liegt daran, dass ich mich in dieser Reihe genau darauf konzentrieren werde, w\u00e4hrend wir das Overlay nur am Rande behandeln.<\/p>\n<p>Offensichtlich schr\u00e4nke ich uns alle stark ein, indem ich als Beispiel ein Rechenzentrum verwende, das auf Clos-Netzwerk-Architektur mit reinem IP-Routing und Overlay von Hosts basiert.<\/p>\n<p>Ich bin jedoch \u00fcberzeugt, dass jedes Netzwerk, das ein Design hat, in formalen Begriffen beschrieben und automatisiert werden kann. Mein Ziel ist es hier, die Ans\u00e4tze zur Automatisierung zu verstehen und nicht alle durch eine allgemeine L\u00f6sung zu verwirren.<\/p>\n<p>Im Rahmen des ADSM planen Roman Gorge und ich, eine spezielle Ausgabe \u00fcber die Virtualisierung von Rechenressourcen und deren Interaktion mit der Netzwerkvirtualisierung zu ver\u00f6ffentlichen. Bleiben Sie dran.<\/p>\n<p><\/p>\n<h1>N\u00fctzliche Links<\/h1>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/tungstenfabric.github.io\/website\/\">Tungsten Fabric Architektur<\/a><\/noindex>.<\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/youtu.be\/Kr6WIYPts8I?t=3157\">about:cloud<\/a><\/noindex>. 6 Stunden \u00fcber Yandex.Cloud, wo auch das virtuelle Netzwerk auf TF behandelt wird.<\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/docs.openvswitch.org\/en\/latest\/intro\/what-is-ovs\/\">Was ist Open vSwitch?<\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/344326\/\">Einf\u00fchrung in VxLAN<\/a><\/noindex>.<\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/tools.ietf.org\/html\/rfc7348\">RFC 7348. Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN): Ein Rahmen f\u00fcr das \u00dcberlagern virtualisierter Layer-2-Netzwerke \u00fcber Layer-3-Netzwerke.<br \/>\n <\/a><\/noindex><\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.enog.org\/wp-content\/uploads\/presentations\/enog-16\/18-Scaleway-P14-fabric-ENOG16.pdf\">Scaleway-Ansatz f\u00fcr VXLAN EVPN Fabric<\/a><\/noindex>. Hier wird das gesamte Rechenzentrum beschrieben, einschlie\u00dflich Underlay, Overlay, Ans\u00e4tze zur Multi-Homing und Management.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<h5>Vielen Dank<\/h5>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li><noindex>Roman Gorge<\/noindex> \u2014 dem ehemaligen Gastgeber des Podcasts linkmeup und jetzt Experten f\u00fcr Cloud-Plattformen. F\u00fcr Kommentare und Korrekturen. Wir freuen uns auch auf seinen ausf\u00fchrlicheren Artikel \u00fcber Virtualisierung in naher Zukunft.<\/li>\n<li><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.alexander-shalimov.com\">Alexander Schalimow<\/a><\/noindex> \u2014 meinem Kollegen und Experten f\u00fcr die Entwicklung virtueller Netzwerke. F\u00fcr Kommentare und Korrekturen.<\/li>\n<li><noindex>Walentyn Sinizyn<\/noindex> \u2014 meinem Kollegen und Experten f\u00fcr Tungsten Fabric. F\u00fcr Kommentare und Korrekturen.<\/li>\n<li><noindex>Artyom Tschernobai<\/noindex> \u2014 Illustrator f\u00fcr linkmeup. F\u00fcr die KDPV.<\/li>\n<li>Alexander Limonow. F\u00fcr das Meme \u00abautomato\u00bb.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/458622\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0412 \u043f\u0440\u0435\u0434\u044b\u0434\u0443\u0449\u0435\u043c \u0432\u044b\u043f\u0443\u0441\u043a\u0435 \u044f \u043e\u043f\u0438\u0441\u0430\u043b \u0444\u0440\u0435\u0439\u043c\u0432\u043e\u0440\u043a \u0441\u0435\u0442\u0435\u0432\u043e\u0439 \u0430\u0432\u0442\u043e\u043c\u0430\u0442\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u0438. \u041f\u043e \u043e\u0442\u0437\u044b\u0432\u0430\u043c \u0443 \u043d\u0435\u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0445 \u043b\u044e\u0434\u0435\u0439 \u0434\u0430\u0436\u0435 \u044d\u0442\u043e\u0442 \u043f\u0435\u0440\u0432\u044b\u0439 \u043f\u043e\u0434\u0445\u043e\u0434 \u043a \u043f\u0440\u043e\u0431\u043b\u0435\u043c\u0435 \u0443\u0436\u0435 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die Kleinsten. Teil eins (der nach dem nullten). Netzwerkvirtualisierung | ProHoster","description":"In der vorherigen Ausgabe habe ich das Framework zur Netzwerkautomatisierung beschrieben. Laut einigen R\u00fcckmeldungen hat dieser erste Ansatz zur Probleml\u00f6sung bereits einige Fragen gekl\u00e4rt. Das freut mich sehr, denn unser Ziel in dieser Serie ist es nicht, mit Python-Skripten Ansible zu \u00fcberfluten, sondern ein System aufzubauen. Dieses Framework gibt den Rahmen vor, in dem wir uns damit befassen werden.","canonical_url":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/avtomatizatsiya-dlya-samyh-malenkih-chast-pervaya-kotoraya-posle-nulevoj-virtualizatsiya-seti","robots":"max-image-preview:large","keywords":"","webmasterTools":{"miscellaneous":""},"schema":null,"og:locale":"de_DE","og:site_name":"ProHoster | \u041a\u0443\u043f\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430\u0434\u0435\u0436\u043d\u044b\u0439 \u0445\u043e\u0441\u0442\u0438\u043d\u0433 \u0434\u043b\u044f \u0441\u0430\u0439\u0442\u043e\u0432 \u0441 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0442\u043e\u0439 \u043e\u0442 DDoS, VPS VDS \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u044b","og:type":"article","og:title":"\ud83e\udd47\u0410\u0432\u0442\u043e\u043c\u0430\u0442\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u044f \u0414\u043b\u044f \u0421\u0430\u043c\u044b\u0445 \u041c\u0430\u043b\u0435\u043d\u044c\u043a\u0438\u0445. \u0427\u0430\u0441\u0442\u044c \u043f\u0435\u0440\u0432\u0430\u044f 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