flexeのご紹介 - janog 39.5 発表資料

FlexE(FlexEthernet)Juniper NetworksAkira Suzuki ([email protected])

ブロードバンドトラフィック（総務省）

http://www.soumu.go.jp/main_content/000462459.pdf 総務省報道資料より参照我が国のインターネットにおけるトラヒックの集計・試算

トラフィックの伸びが著しい！

発表概要

FlexE(FlexEthernet)は、OIF(Optical Internetworking Forum)にて2016年前半にVer1.0として実装⽅針が策定され、現在もVer 2.0に向けワーキンググループで継続的に続いている。広帯域な200/400G Ethernet(IEEE802.3bs)についても進んでいます。

【具体的にどういうものか…】現在のLAG(リンクアグリゲーション)の振り分けで使われるHashを利⽤することなく、HWチップ(Ethernet PHY)上で効率的にトラフィック分散させることができる技術です。

インターフェイス利⽤、集約の効率化Opex/Capexの低減

その技術を使うことでどのようなメリットがあるか、そして、現状の実装⽅針での問題点の話などを含めた情報提供ができればと考えています。

FlexEの利⽤の想定FlexEの利⽤が想定される環境例(DCI)

Internet伝送NW

DC1

WDMDC2

DC3

: 利用の想定箇所

Core

Spine

Spine

Core

Core

Spine

Leaf

Leaf

Leaf

現状のLAG

LAG回線・帯域の有効利⽤とはいえ…

LAG Bundle

Packet Drops

LAG Members

LB

@ 70% utilization

課題：LAG上のトラフィックのアンバランスにより、パケットドロップが発⽣する。

Header Silicon Hash Transformation

具体的な解決策として・・・

例えば…Bandwidth Based Adaptive Load-balancing

Adaptive

§ モニターモジュールがLinkの使⽤量をモニタリング

§ 使⽤量の“差“を検知して、転送先決定のアルゴリズムの情報をUpdateする。

§ トラフィック量の少ないLinkのIndexが転送先に選択される。

link-1link-2

link-n

Header Hash Xform

rate1rate2

rate-n

Monitor

左記の例では、Adaptive有効前とくらべて、30%程度の帯域を有効活⽤。

物理レイヤの違い

MAC

PCS

PMA

PMD

標準的なEthernet FlexE

MAC

PCS

PMA

PMD

FlexE shim FlexShimが distribution,追加される idle control

L1/L

2

MACフレーム作成

符号化

シリアル化

電気/光変換

FlexEthernetを使うことで

R T

Flex

Ete

rmin

atio

n

PMD

PMD

PMD

PMD

Flex

Ete

rmin

atio

n

OTN

物理的に異なるインターフェイスを1つのEthernetにする技術標準のEthernetの仕組みを利⽤し、低いレイヤで分割する。

MAC

Router 伝送装置

•••

blocktransmissionorder

Length20Sub-calendars

Length20nCalendar

PHYAslo

t19

PHYAslo

t0

PHYBslo

t19

PHYBslo

t0

PHYCslo

t19

PHYCslo

t0

PHYDslo

t19

PHYDslo

t0

PHYA

PHYB

PHYC

PHYD

slot1

9

slot0

Layer1で分割するため、Link毎にロードバランスの不均衡が発⽣しない。

インターフェイスの節約

25G単位での細かいステップで増速が可能となる

伝送装置の帯域有効化

FlexEthernet Tutorial, Possible New Work Items for 802.1 Related to OIF Flex Ethernet を参考

200 G ~

FlexEthernet機能: bonding• 効率的で且つ即時的な利便性

–通常の⾮効率的なHashの利⽤を⾏わない–効率分散による広帯域提供、既存のPHY利⽤が可能。

R T

Flex

E

PMD

PMD

PMD

PMD

200G

TransportpipeislargerthanavailablePMD10

0G

/

Router 伝送装置10

0G


FlexEthernet機能: sub-rating• パケットフォワーディングエンジン/NPUの利用

–長距離伝送と固定/未定義のイーサネットレートに制約されない

R TPMD 10

0G

TransportpipeissmallerthanPMD

50G

PMD

T

PMD

R

PMD10

0G


Flex

E

Flex

E

50G

50G

R Flex

E

PMD

50 G50 G

100G

• 一つまたは複数のPMDをまとめ、広帯域を実現


FlexEthernet機能:channelization

Transport

R RPMD

Flex

E

50G

R PMD

Flex

E

50G

R RPMD

Flex

E

100G

FlexEthernet と Link aggregationの違いUser1(BW:10G)

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

Data3

Data4

FlexShim

Data2

User2(BW:10G)User3(BW:10G)User4(BW:10G)

100Gport

To RouterOr

伝送機器

100Gport

To RouterOr

伝送機器

FlexE(Ex)

User1(BW:10G)

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

Data3

Data4

Data2

User2(BW:10G)User3(BW:10G)User4(BW:10G)

Data1

Data4

To RouterOr

伝送機器

To RouterOr

伝送機器

LAG(Ex)Layer 1 - 2

Layer 2 - 4

LAGHashItems

Bundle

100Gport

100Gport

Bundle

Data1

Data4

Data1

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

Data2

Data3

Data4

Data1

……

……

Summary1. Ethernet PHYを1~Nのようにグループにまとめて使うことで、柔軟な帯域利用、且つハードウェアベースでの効率的なトラフィック分散が可能。ただし、現状module跨ぎでの利用に課題

2. 25/50/100Gなどと言った細かい帯域での制御が可能で、将来的に考えられる帯域増加への対策または打開策となる可能性がある

3. 400Gインターフェイスを利用することを想定した場合、100Gインターフェイスを4つ利用した方が、投資コストが安い可能性も想定される。

Thank you

参照、引用資料について

- OIF公開資料http://www.oiforum.com/wp-content/uploads/OIF-FLEXE-01.0.pdf

- IEEE公開資料http://www.ieee802.org/1/files/public/docs2016/new-flexe-huang-possible-work-0516-v01.pdf

- FlexEthernet Tutorial

flexeのご紹介 - janog 39.5 発表資料

Technology