* 本資料に記載の各社社名、製品名は、各社の商標または登録商標です。

<Seminar>

大平 伸一

SDN応用技術室

シスコ データセンター SDN戦略 3本の矢

テクニカルソリューションズアーキテクト

SDNテクノロジーのマーケット状況 2016年から2020年までの国内SDN、NFV市場予測

データセンターSDN、企業ネットワークSDN、通信キャリアSDNの各マーケット別の市場予測 2015年にはSDN市場をリードするデータセンターSDNの導入が進み、122億円まで成長。 国内全体では、201億円規模 2020年までには、年間平均成長率（CARG）が38.5%と高い成長が期待され、データセンターSDNの市場規模は、620億円まで拡大する見込み。

Source :IDC Japan SDN market forecast report

シスコ データセンター戦略＆ビジョン Defined by Applications. Driven by Policy. Delivered as a Service / Solution

ビジネス の成果 効率性 スピード デジタル化

ビジネスの要求

コンピュート クラウド ネットワーク

Policy

Policy

Policy

シスコ データセンター SDN ソリューション Programmable Network Programmable Fabric Application Centric

Infrastructure

DB DB

Web Web App Web App

業界標準 VxLAN-BGP EVPN NX-OSへNX-APIを実装

（デバイス プログラマビリティ）

オープン ソースを活用した自動化 (Puppet, Chef, Ansible など)

全Nexusシリーズでサポート

セキュリティ、集中管理、 コンプライアンス、拡張性を両立

アプリケーション視点での自動化

監視、管理ソフトウェア、Firewall、

IPS、ロードバランサなど 多数のエコ パートナーとの協業

公共、エンタープライズ、SP市場

規模や運用スタイルに合わせ シスコ SDN管理ソフトウェアを

ラインナップ オーバレイ & アンダーレイ

ネットワークの自動化 運用管理や監視の効率化

VTS DCNM10

Creation Expansion

Fault Mgmt Reporting

Connection NFM

公共、エンタープライズ、SP市場 エンタープライズ、SP、メガスケールDC

オープン NX-OS デバイス レベルのSDN

Programmable Network

NX-OSへNX-APIを実装

（デバイス プログラマビリティ）

オープン ソースを活用した自動化 (Puppet, Chef, Ansible など)

全Nexusシリーズでサポート

エンタープライズ、SP、メガスケールDC

オープンNX-OS は、独立したアーキテクチャー デバイス レベルのSoftware Defined Operation

3階層 “Core-Dist-Access” Spine-Leaf

• スケールアップ デザイン • ディストリビューションでルーティングやサービス集約を行う

• 1+1 冗長デザインと負荷分散

• スケールアウト デザイン • Leafでルーティングやサービスの集約を行う

• N数台の冗長デザインと負荷分散

オープン NX-OS 組込み型 または 外部型エージェント

RPM upload YUM Install

組込み型エージェント

Linux Kernel

外部型エージェント

(Ansibleなど) ASIC

Build Server

NX-OS RPM やオブジェクト

モデル

エージェントマネージャー ( Puppet

Masterなど)

NX-OS API オブジェクト モデル経由でデバイスへ

アクセス

エージェントプロトコル

• 組込み型エージェント

• スイッチ上にカスタム コードをインストール可能

• インフラサービスのためにRPM ベースのパッケージ提供

• 3rd パーティ デーモンやパッケージ対応 ( Puppet, Chef, Nagiosなど)

• 外部型エージェントや ツール (Ansibleなど)

• デバイス レベルでのAPIアクセス

• NX-OS オブジェクト モデルは、Symmetric JSON API をサポート

Puppet Master Server

Native Linux Service /etc/init.d/puppet.d

NX-OS

Cisco Puppet Agent

パッケージとアプリケーションの管理 Cisco Puppet/Chef Agent: アーキテクチャー

NX-API Cisco Puppet Module(Incl Utility

GEMs)

• Cisco Puppet Agent RPM/ソフトウェア パッケージは、Puppetforge と Github上に掲載

• Puppet Masterサーバ上にCisco Puppet Module をインストール

• スイッチ上に Puppet Agent rpm をインストール

• スイッチ上のAgentは定期的にPuppet Master を ポーリングし、あるべき状態へ更新

Linux ソフトウェア リポジトリ Yum/RPM インストール

puppet/chef.rpm

Puppet/Chef と オープンNX-OS 使用例

• サーバ管理者は新しい物理サーバや仮想 マシンの追加時にToRスイッチの設定変更が必要になる。 Puppet/Chef Master

Puppet/Chef Agent 管理者

• スイッチ向けのImage ファイルやパッチ ファイルの管理および展開が可能

• Puppet/Chef Masterは、これらのサーバ追加に伴うネットワーク変更（VLAN、セグメント、ACL）の処理を実施

• Syslog, DNS, SNMPなどの共通のサービスに関する変更も一括で実施

Nexus シリーズ Puppet/Chef Agent 実装方法

LXC

カーネル (WRL5)

NXOS Root FS (WRL5)

NXO

S V

SH

(C

LI)

NXO

S

Ser

vice

s

Cisco WRL5 Puppet Agent

Cisco Utilities

Cisco Resource &

Provider

Customer Intent

ネイティブ NX-OS ベース （Bash）

コンテナベース （guestshell）

カーネル (WRL5)

NXOS Root FS (WRL5)

NXO

S V

SH

(C

LI)

NXO

S

Ser

vice

s

Cisco Utilities

Cisco Resource &

Provider

Customer Intent

Cisco CentOS Puppet Agent

Nexus 3000 / 9000 シリーズにてサポート済 Nexus 3000 / 9000 シリーズにてサポート済 Nexus 5500 / 5600 / 7000 シリーズ NX-OS 7.3 よりサポート（Nexus5000 は除く）

オープンNX-OS用 Chef/Puppet用 Types/Providerの実装

Cisco NX-OS サポート構成

Command Config SNMP group SNMP Server

TACACS server

TACACS Server Host

SNMP Community

Interface OSPF OSPF

SNMP user

Interface

OSPF vrf

VTP VLAN VXLAN ….

PIM ACL FabricPath STP

Cisco提供 Chef/Puppet用Types および Providers:

https://github.com/cisco/cisco-network-chef-cookbook

https://github.com/cisco/cisco-network-puppet-module

BGP

オープンNX-OS用 Ansible モジュールの実装

https://github.com/jedelman8/nxos-ansible/tree/master/library

Command SNMP group SNMP Server SNMP Community SNMP user

Interface VTP VLAN

Modules:

AAA server AAA Server host

ACL

Copy

Dir Feature File Copy

Get Facts

Get Interface

Get IPv4 Interface Get Neighbors HSRP IGMP

NTP Switchport VPC

UDLD

Cisco NX-OS サポート構成

プログラマブル ファブリック 自動化と管理 DCNM、VTS、NFM

Programmable Fabric

業界標準 VxLAN-BGP EVPN

公共、エンタープライズ、SP市場

規模や運用スタイルに合わせ シスコ SDN管理ソフトウェアを

ラインナップ オーバレイ & アンダーレイ

ネットワークの自動化 運用管理や監視の効率化

VTS DCNM10

Creation Expansion

Fault Mgmt Reporting

Connection NFM

• 様々な業界でデータセンターネットワークの 仮想化と自動化に関心が高まっています。

• 多くのIT担当者は、従来のCLIベースの管理から新しい管理手法を模索しています。

• シスコはデータセンターにおける次世代ネットワークのあり方としてポリシーモデル ACI を促進しています。 一方で、いくつかのIT担当者は、ACIへ移行する前段階として、中間的な運用管理のイノベーションを求める声もあります。

• プログラマブル ファブリックは、そのような IT担当者/お客様の要望にお応えするための SDNソリューションです。

プログラマブル ファブリックの必要性

CLI

Basic Element Manager

Scripting to the CLI

and/or API

ACI

Cisco Prime DCNM LAN 元祖、Nexusスイッチ シリーズおよびMDSスイッチ シリーズ向けのDCネットワーク管理 ソフトウェアとして誕生。 LANおよびSAN環境の両面での運用ツール

Cisco ACI/APIC 完全なFCAPSとポリシーベース

アーキテクチャーによるシングルポイント管理と自動化を実現 Nexus9000シリーズとAPICによるシスコSDNリード ソリューション

Open NX-OS Programmable Networksを実現するキーファンクション Nexusスイッチ上に共通のREST-API（NX-API）やNX-OSコンテナの

機能実装により、オープンソースの運用管理ツール（Puppet、Chef、Ansible）などとの連携が可能

2007 2014前期

2014 後期

Cisco VTS Programmable-Fabric を実現

する管理ソフトウェアOpenstackとの連携による自動化に対応 Nexus9K,7K,5K,3Kおよび仮想ルータによるVXLANオーバレイネットワークの管理

2015 2016

Nexus Fabric Manager Programmable-Fabric を実現する管理ソフトウェア コンシューマー向けのVXLANオーバレイ ネットワーク管理ソフトウェア 簡単な操作でVXLANベースのネットワーク運用が可能

DCネットワークの運用管理と自動化の進化 単なるインフラ管理から FCAPS ソリューションへ

DCNM release 10 Programmable-Fabric を実現する管理ソフトウェア Prime DCNMを大幅な機能強化により 1000台規模のVXLANオーバレイ ネットワーク

だけでなく、アンダーレイのネットワークの自動化やモニタリング、運用管理も可能

Creation Expansion

Fault Mgmt Reporting

Connection

SDN管理ソフトウェア選択の指針 - ファブリック運用モデルの違い、ネットワーク規模の違い

- 管理者の NX-OS CLI スキルの違い、既存ハードウェアの活用の有無の違い

- 初期投資コストの違い

プログラマブル ファブリックの選択

Datacenter Network Manager10(DCNM) • エンタープライズDC向け • オーバレイとアンダーレイにフォーカス • マルチPod、マルチサイト対応 • カスタマイズ可能なアンダーレイのデザイン • スイッチ機能のサポートの量の多さ • シスコNexusプラットフォームのサポート数の多さ

• OpenStack や vCenter 連携

Virtual Topology System (VTS) • サービス プロバイダ向け • オーバレイにフォーカス • マルチプラットフォーム サポート • OpenStack や vCenter 連携

Nexus Fabric Manager （NFM) • 中小企業向け • ブロードキャスト ドメインの作成 • 簡素化されたアンダーレイとオーバーレイの管理

• ポイント＆クリックのシンプルなGUIインターフェイス

Creation Expansion

Fault Mgmt Reporting

Connection

プログラマブル ファブリックの共通点 VXLAN オーバーレイ ベースのデータセンター ファブリック

主なVXLANファブリックの特長: • モビリティ • マイクロ セグメンテーション • 自動化とプログラマビリティ • ネットワークの抽象化 • レイヤ2＋レイヤ3の接続性 • 物理サーバと仮想サーバの混在 • 拡張性

RR RR

センター集中型データベース • プロビジョニングとコントロール プレーンを密に統合

• 拡張性に制限有

プログラマブル ファブリック VXLAN オーバレイ ベースの管理モデル

分散型ネットワーク プロトコル

プロビジョニングとコントロール プレーンを分離

拡張性に優れる

Controller

Provisioning Overlay CP

Controller Provisioning

Overlay CP

OpenFlow OVSDB BGP/LISP

NefConf-YANG REST-API OpFlex, OVSDB

• マルチ サイト、マルチ ファブリック/Pod管理 • オーバーレイ / アンダーレイ トポロジ管理

(L2, VPC, VDC, VXLAN, Fabric Path)

• 最大1000台までのスイッチを統合管理 • イメージ管理、SMU, GIRに対応 • スイッチ単位 / ファブリック単位のヘルス スコアを提供

• ISO 仮想アプライアンスによる容易な展開 （VmwareまたはKVM上で動作） • HTML5ベースの管理者視点の新Web GUI

Cisco DCNM10 概要 Dashboard画面

Topology画面

Cisco DCNM10 概要 (続き) • アンダーレイ ネットワーク

• POAP による初期セットアップの自動化 • カスタマイズに優れたテンプレート ベース • スイッチのCPU、メモリ使用率のモニタリング • 物理接続のリンク ステータス管理 • Border-Leaf/Edge-Routerの統合管理

• オーバレイ ネットワーク • VXLAN fabricサポート (検索, オーバレイ ビュー, エラー検出) • L3/L2 VNIベースのVTEPスイッチ検索機能 • 24-bit Segment ID をサポート • VXLANネットワークの自動コンフィグレーション サポート

（トップダウン型とボトムアップ型の2種類が存在） • OpenStackやUCS Directorとの連携も可能

Cisco DCNM 10 アーキテクチャー オーバレイ および アンダーレイ ネットワーク プロビジョニング

DCNM cluster

NXAPI [Southbound]

Cisco Nexus プラットフォーム

サウス バンドAPIを使い、Nexus スイッチのNXAPIを制御

REST [Northbound] ノースバンドは、REST-APIをサポート

1000+

Nexus 5000 Nexus9000 Nexus 7000

モジュラー デバイス パックにより 素早く新しいHWプラットフォームへ対応

最大1000台のスイッチを1組のDCNMクラスタで管理できる

内部DBによるDCNMのHA構成をサポート

カスタム可能なテンプレート ベースのPOAP機能によりゼロタッチ コンフィグを実現。 標準でVXLAN-EVPN向けのテンプレートも提供

物理、L2、L3、VXLAN、VPC視点での様々なトポロジー ビューをサポート

Nexus 3000 Nexus 2000

DCNMから Push型の設定

イベントによる 自動設定

Cisco DCNM10 主な特徴 Multi Tenant 管理

テナント VRF （L3 VNI）

Network（L2 VNI）

マルチテナントやマルチシステムをVXLANベース（L3 VNI ,L2 VNI）で管理

Cisco DCNM10 主な特徴 VNI / VLAN マッピング管理

HW VTEP単位(Nexusスイッチ)でのVNIとVLANのマッピング情報を管理

Cisco DCNM10 主な特徴 バックアップ / リストア管理

設定の世代管理 設定取得のスケジューリング

Nexusスイッチ上で混在するアンダーレイ コンフィグとオーバレイ コンフィグの 状態を世代別に管理可能

Cisco Virtual Topology System

フレキシブルなオーバレイ

オープン性、プログラマビリティ

自動化

拡張性のあるVXALNマネジメント

VMware vCenter

REST API

Cisco Nexus シリーズ （2000 シリーズから 9000シリーズ）

オーケストレータ ソフトとの連携 オーバレイのプロビジョニング DCI/WAN インテグレーション

RESTベースのノース バウンド APIマルチ ハイパーバイザ サポート

（VMware ,KVM）

MP-BGP EVPN マルチテナント ネットワーク ハイパフォーマンスな仮想ルータ

GUI

Group Based Policy モデル ベアメタル / 仮想ワークロード Service Chaining

Cisco Network Services Orchestrator (Tail-f)

YANG CLI NX-API BGP-EVPN

Cisco VTS: Virtual Topology System 概要

Cisco VTS アーキテクチャー

Spine Border

vCenter GUI

3rd Party VM Manager Cisco NSO

REST API

V V

V V

V

V

RR RR

MP-

BG

P

BGP EVPN Virtual Topology System (VTS)

DCI

RR

サービス プロバイダー志向のアーキテクチャー

ルートリフレクタ

Cisco VTS 主な特徴 HW & SW VTEP ハイブリッド オーバレイ管理 トポロジー画面

■ HW VTEP製品

Nexus9000、7700、5600、3100など

■ SW VTEP製品

Virtual Topology Forwarder （VTF） x86サーバ上で動作する仮想ルータです。

Cisco Vector Packet Processing（VPP）や Intel Data Plane Development Kit（DPDK）に対応し、レイヤ 2、レイヤ 3、VXLAN などのパケット転送処理において高い パフォーマンスを提供します

• 簡素化されたVXLANファブリック管理 – ほぼパラメータ入力なしでアンダーレイを自動作成

– オーバーレイは、VNIを意識せず、Bridgeドメインの概念だけで設定できる

• CCxx 資格保有エンジニア不在でも容易に運用可能

• ファブリック マネージメントの自動化のための CLI scripting スキルも不要

• VXLAN を利用したいが CLI のよる管理は複雑だと感じている管理者向け

Cisco Nexus Fabric Manager (NFM) 概要

ファブリック マネージメント ライフ サイクル

設計 展開

運用 レポート

構築

NFM

• NFMは、物理アプライアンスとして提供

• Leaf ＆ Spineデザイン（Nexus9000のみ）

• VXLANアーキテクチャ • コントロール プレーン: EVPN MP-BGP • Ingress replication (hardware-based) • IGP: OSPF

• ホスト側は、 Port channel または vPC

• Multi-VRF サポート

• ブロードキャスト ドメイン （L2 VNI） VLAN - VXLAN VNI 間の 1対1のマッピング

Cisco NFMアーキテクチャ

L2 L3

Host-Facing vPC

Cisco Nexus 95XX

Cisco Nexus 93XX

Host-Facing Port Channel

Cisco Nexus 93XX

Cisco Nexus 95XX

Switchpool

VTEP

VTEP

VTEP

VTEP

Leaf-Spine Topology

Anycast Anycast Anycast

Cisco Nexus Fabric Manager (NFM) 主な特長 • よりシンプルなファブリック運用 – ポイント＆クリック

• タイルビューを使って各オブジェクトに クイック アクセス、効果的な管理を実現

• シンプルなファブリック マネージメント 1. ファブリックの作成

• 冗長化したファブリックの作成と管理

2. 新しいスイッチをファブリックへ追加 • 新しいスイッチの検知、追加、設定

3. ブロード キャスト ドメイン(L2 VNI)の作成 • VLAN と VLXLANトポロジーの作成と管理

Application Centric Infrastructure ポリシー ベースの 自動化と管理

Application Centric Infrastructure

DB DB

Web Web App Web App

セキュリティ、集中管理、 コンプライアンス、拡張性を両立

アプリケーション視点での自動化

監視、管理ソフトウェア、Firewall、

IPS、ロードバランサなど 多数のエコパートナーとの協業

公共、エンタープライズ、SP市場

6,000+ 50+ 1400+ Nexus 9K and ACI Customers Globally

Ecosystem Partners

ACI Customers

NEW ECOSYSTEM

シスコ ACI の実績 （2016年5月現在）

Security Everywhere

Analytics Everywhere

Policy Everywhere

シスコ DC-SDN 第2ステージへ ポリシーに基づくインフラ制御を拡大

オープン性と プログラマビリティ

Network / L4-7 Compute Storage Security

Data Center

データの移動やワークロードのセキュリティ

セルフ サービス ポータル (IT as a Service)

ポリシーモデルの拡張

自動化と シンプル化

POLICY

プライベート クラウドの構築

Private Cloud Stack

Integrated Infrastructure

クラウドの選択

Managed

Public

Private

Public Cloud Private Cloud

Datacenter

シスコ ACIを中心としたデータセンター セキュリティ エンベデッド L4セキュリティ ホワイトリスト型

全てのLeafスイッチがFirewall サーバ: (物理、仮想、 コンテナ、 マイクロサービス)

L4-7 セキュリティサービス連携 (物理、仮想）

Next Gen Stateful L4-7 見える化と制御

Network Analytics: 複数階層のセンサー

でデータの収集 (ハードウェアとソフト

ウェア)

App1 DB Web1 QoS

Filter

QoS

Service

QoS

Filter

Branch ポリシー主導型セキュリティ アーキテクチャ

識別と ポリシー フェデレーション

Micro-Segmentation

vDS Cisco AVS IP/MAC EPG Hyper-V vSwitch Open vSwitch Open vSwitch

VLAN VLAN VLAN or VXLAN VLAN VLAN VLAN

Micro-Segmentation アトリビュートの種類

EPG-Web

Micro-Segmentation はどんなワーク ロードに対しても適用可能

アトリビュート タイプ MAC Address Filter Network IP Address Filter Network VNic Dn (vNIC domain name) VM VM Identifier VM VM Name VM Hypervisor Identifier VM VMM Domain VM Datacenter VM Custom Attribute (VMWare AVS/vDS のみ)

VM

Operating System VM

Micro-Segmentationの基本動作

VM Attributes

EPG – Server

vCenter

Base EPG

Coke1 (x.x.x.21)

vSwitch + Opflex

Windows Server

EPG – Server

Base EPG

EPG – Server

Base EPG

AVS with Opflex

VMware ESX server VMware ESX server

vDS + Opflex Pepsi1

(x.x.x.11) Coke2

(x.x.x.22) Pepsi2

(x.x.x.12) Coke3

(x.x.x.23) Pepsi3

(x.x.x.13)

VM Attributes

CokeEPG = VM_name(Coke*)

Coke1 (x.x.x.21)

Coke2 (x.x.x.22)

Coke3 (x.x.x.23)

CokeEPG CokeEPG CokeEPG

1. 全てのVMは、Base EPG内の他のVMと通信ができる

2. Micro-segmentationとしてCokeEPGポリシーを作成

3. CokeEPGポリシーはOpflex により HyperV/ESXへ配信

4. VMの所属するVLANを新CokeEPGのVLANへ自動変更

HV1

FS

5. CokeEPG内のVMは、Base EPG内のVMと通信ができなくなる。

Web Database

開発 Dev VM

MySQL

テスト Test

Web

WAN

Micro-Segmentation 利用例 （本番、開発、テスト環境）

VM MySQL

Web Database

本番 Prod

tcp/3306

インターネット

自動的にAPICによってロードバランサの負荷分散対象サーバとして

登録

Web VM1

Web VM2

192.168.10.1 .10.2

Web VM3

192.168.10.3

3つのポリシーにより、仮想マシンの名前変更だけでネットワークを完全制御 １つのブリッジドメイン

Image 管理＆アップグレード

アンダーレイ ネットワーク （物理ネットワーク）管理

オーバレイ ネットワーク （仮想ネットワーク）作成/管理

セキュリティ管理（GBP/SC）

ハイパーバイザー連携

サポート プラット フォーム Nexus 9000 Application Virtual Switch (AVS) Nexus 7000 (Border Leaf only)

L4-L7 ネットワークサービス

（Cisco,F5,Citrix,Paloalt,Checkpointなど）

Nexus 2000 Nexus 3000 Nexus 5000 Nexus 7000 Nexus 9000

Virtual Topology Forwarder (VTF)

ASR 9000 (DCI)

Nexus 9000

2016年5月時点

Application Centric Infrastructure

- ACI -

Virtual Topology System

- VTS –

Nexus Fabric Manager

- NFM -

Data Center Network Manager 10

- DCNM 10 -

Nexus 1000V Nexus 2000 Nexus 3000 Nexus 5000 Nexus 6000 Nexus 7000 Nexus 9000 MDS 9000

シスコ SDNコントローラー/SDN管理ソフト比較

シスコ データセンター SDN 展示コーナー紹介

データセンター/SDN 詳細説明＆デモ

実施中

受付 Cisco ACI

Cisco DCNM10

Cisco VTS

Cisco CloudCenter

Cisco NFM