MPLS Japan 2012 (Talk: 10min)

ProgrammableFlow
ProgrammableFlow
SDN meets MPLS
- OpenFlow/SDNの本質的な価値とは?
2012年10月15日
日本電気株式会社
岩田 淳
E-mail: a-iwata@ah.jp.nec.com
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Outline▐ 1. OpenFlowとの出会い▐ 2. OpenFlow/SDNと既存技術との共通点と相違点▐ 3. OpenFlow/SDNの本質的価値とは?

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OpenFlowとの出会い

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OpenFlowとの出会い▐ 2006年: Stanford Nick Mckeownとの打ち合わせで、Future Internetへ向けた共同研究プログラム(CleanSlate Program)の打診 & 共同研究加入。
 数多くの研究テーマの中に OpenFlow/SDN関係のテーマ(OpenFlow, Ethane, NetFPGA)あり。

▐ OpenFlowの第一印象 : “Scaleしないじゃん・Single
Point of Failureだよね！”
 Centralized control
 Flow switching など、過去 IP switching (like Ipsilon)のScalabilityの問
題について議論。
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OpenFlowとの出会い #2▐ OpenFlowの本質かもしれない事象・アプローチと出会い
 Open Programmable Interface (Not CLI)
 コントローラ上の新ネットワーク制御ソフトウエア生産性
 コントローラ上のアプリケーションを書くことによるネットワーク制御のイノベーション Merchant Siliconを活用した実装の容易性 (wire-rateperformanceとFlexibilityの両立)
 ＝＞これらの事象からOpenFlowの可能性を発見
 ＝＞Scalability/Single Point of Failureなどは技術で解決できるものと判断し、上記特徴を重視。
▐ 2007年: Stanford大学 Clean Slate Program OpenFlow/SDN研究に注目&スタート、OpenFlow仕様検討、トライアル・実証 (w/ ベンダ、キャリア)
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OpenFlowとの出会い #3▐ 2008年: Stanford大学 Clean Slate Laboratory活動開始
 OpenFlow Consortiumでの OpenFlow spec(v0.8.9, v1.0),
Trial活動 http://www.openflow.org
 研究者派遣 & 密連携
 Stanford/GeorgiaTech/Rutgers/BBN/Internet2/GENI@USA,OFELIA@Europe, JGN-X@NICTと共同での商用Trial推進 => これらのTrialを通して、さまざまなネットワークのユースケースに対して、柔軟にOpenFlowにより対応することを実証。
 => Centralized / Flow Switchingという表面的な機能を超えたネットワークのProgrammabilityというパラダイムを実感。

▐ 2009-2011年:
 ProgrammableFlow 商用製品開発&世界初商用化@2011.3
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OpenFlow
Controller A

OpenFlow
Controller B

OpenFlow
Controller C

sliceAsliceBsliceC

Ｔｒｉａｌ例: 北米 OpenFlow Campus Trial @ GENI #2

FlowVisor
Campus 2
OpenFlowswitches
Inter-Campus
Backbone

Campus 1
FlowVisor

OpenFlow switches

Campus 3
OpenFlowswitchessliceAsliceDsliceEsliceF

Legacydomains

FlowVisorsliceAsliceBsliceCsliceDsliceEsliceF

LegacyNetwork

OpenFlow/SDNと既存技術との共通点と相違点

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既存技術との共通点と相違点 #1 (Data plane)

Dataplane

Page 9OpenFlow/SDN

TRILL/SPBFabric

MPLS

Switching

Flow Switch（L1-L4）

L2 tunnelingLabel Switch

Flow動作

Reactive/
Proactive---

Topology-Driven(Proactive)

Fabric制御(N to 1仮想化)

OpenFlow Fabric(multi path, waypoint,maintenance routing)

L2 Fabric (L2multi-path)---

Slicing(1 toN仮想化)

L1– L4 sliced network L2 overlay

MPLS VPN (L2,L3)

OAM

今後規定 (EtherOAM/MPLS OAM等)---

MPLS-OAM

Protection
Switching

今後規定 (OAM活用)---ITU-T Protection
SwitchingMulticast

Optimized multicast(any fashion)---

MPLS Multicast

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既存技術との共通点と相違点 #2 (Control plane)
Controlplane

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OpenFlow/SDN

TRILL/SPB
FabricMPLS

Control動作 Logically
centralized

Distributed

Distributed

Program i/f(Northbound API)

Programmableinterface (CLI,RestAPI, C, C++,Python, Java, Ruby)

CLI

CLI

Topology
Discovery

Topology Discovery

TRILL/SPBベース OSPF, BGP ベース

Traffic
Logically centralized
Engineering path computation &optimizatoin----

Distributed TE &optimization

Traffic
monitoring

Flow-based
accounting(byte/packet#)

----

MIB

協調動作/自 他のシステムとの協調動化制御
動作 (OSS/BSS)とのOrchestration

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OpenFlow/SDNの本質的価値とは?

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OpenFlowが変えるネットワーク産業構造
ネットワークのオープン化はネットワーク産業を大きく進化させる【前コンピュータ構造】（垂直統合型）【現コンピュータ構造】（アンバンドル型）

クローズアーキテクチャ

オープンアーキテクチャ

クローズアーキテクチャ

アプリケー
ション
ソフトウェア

制御部
組み込み
ソフトウェアアプリケー
ション
ソフトウェア

オープンアーキテクチャ

多様・豊富なネットワーク
ソフトウェア群

専用組み込みOS

オープンなインタフェース（OS）

ハードウェア（PC,サーバ）

スイッチ・ルータ
ハードウェアハードウェア（オープンフローネットワーク）

オープンシステム
によりIT利用が急速に進展

ネットワーク機能はベンダ依存。
ユーザ制御不可

オープンシステムによりプログラマビリティが向上し産業革新を加速

専用ＯＳ

ＯＳ

ハードウェア（メインフレーム）
メインフレーム、オフコン時代
Page 12【ネットワーク産業構造】 【新ネットワーク産業構造】（垂直統合型構造）（アンバンドル型）

OpenFlow/SDNのOpen化による社会の変革▐ OpenFlow/SDNはネットワーク設計、運用（管理制御）、サービスをオープン化するコンセプト。（情報通信産業のゲームチェンジを起こす） => ネットワーク事業のIT化の動き。
▐ ネットワーク産業のオープン化は情報処理産業にも革新的な影響を与える。（新産業＆市場の創出と既存産業＆市場の拡大）（参考）

UNIX/LINUXMSDKの普及によりソフトウェア設計人口は急増

オープン化によるコンピュータ（ソフトウェア）産業の変革
UNIX/Linux/Windowsはコンピュータ産業を爆発的に拡大させた。AndroidもPC/端末産業を変革しつつある。
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言語とツールの普及により
LSI設計人口は急増

システムLSIのソフトウェアプログラマビリティとオープンな開発環境の整備がPLA（→FPGA)産業を爆発的に拡大させ、システムASIC市場を爆発的に拡大させた。

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