Cisco ACI とエンタープライズ アプリケーション

赤坂 知

June 10, 2015 テクニカルソリューションアーキテクト

* 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。

Agenda

１．VDI環境にACIを活用 ２．Oracle-DB環境にACIを活用 ３．SAP環境にACIを活用 ４．BigData環境にACIを活用

まとめ

EnterpriseアプリケーションとCisco ACI ACIとアプリケーションネットワーク プロファイル

Application Centric Infrastructure (ACI) アプリケーション ネットワーク プロファイル

Beyond SDN ACIでどう運用が変わるのか？ • サーバ/アプリ担当がきっと気づいていない

IaaS/P

aaS

DB

APP

WEB

サーバ＆アプリケーション レベル の視点

DB (ベアメタル)

APP (仮想マシン)

WEB (仮想マシン)

ユーザー アクセス用L3 ユーザー アクセス用L2 ユーザー アクセス用FW

ユーザー アクセス用LB

WEB-APP間FW APP用LB WEB-APP間Private L3

APP-DB間FW

APP-DB間Private L2

サブネット

プロトコル

ACL

QoS

LB設定

仮想 ルーティング

VLAN VXLAN

FW設定

ネットワークレベルの 視点

• ネットワークは実は奥深く、設計、設定が必要

Cisco ACI とは？：アプリケーションとネットワーク • なぜネットワークの設定には時間がかかってしまうのか？ 従来のネットワークへのアプローチ

QoS(優先制御)

L3ネットワーク(VRF, FHRP, ルーティング)

アプリケーション要件

アクセス制御, ファイアウォール, ロギング

モニタリング

ロード バランシング

L2ネットワーク(VLAN, STP, L2マルチパス) スイッチ設計、設定

QoS 設計、設定 ルータ設計、設定

負荷分散装置 設計、設定

FW/ACL 設計、設定

Cisco ACI とは？：アプリケーションとネットワーク • なぜネットワークの設定には時間がかかってしまうのか？ 従来のネットワークへのアプローチ

QoS(優先制御)

L3ネットワーク(VRF, FHRP, ルーティング)

アプリケーション要件

アクセス制御, ファイアウォール, ロギング

モニタリング

ロード バランシング

L2ネットワーク(VLAN, STP, L2マルチパス)

設定すべきポイント

Cisco ACI とは？： アプリケーションとネットワーク • ネットワークに対するアプローチの根本的革新 従来のネットワークでのアプローチ

QoS(優先制御)

L3ネットワーク(VRF, FHRP, ルーティング)

アプリケーション要件

アクセス制御, ファイアウォール, ロギング

モニタリング

ロード バランシング

L2ネットワーク(VLAN, STP, L2マルチパス)

アプリケーション要件

Cisco ACIにおけるアプローチ

ポリシー

テナント A

Cisco ACI とは？： アプリケーション視点のデザイン • EPG (End Point Group) と Contract

アプリケーション A

Appサーバ DBサーバ アプリ利用者 Webサーバ

Web-EPG App-PG DB-EPG 外部EPG

Contract Contract Contract

REST/API(JSON/XML)

ハードウェア管理 論理構成管理

(テナント、ポリシー、etc...)

APIC (Application Policy Infrastructure Controller)

Nexus 9000 Fabric

CLI (SSH)

APICとは ACIのコントローラー

APIC GUI REST/API

VM管理 ソフトウェア

クラウド管理 ソフトウェア

APIC上での アプリケーション ネットワーク プロファイル

外部ネットワーク EPG Webサーバ EPG Appサーバ EPG DBサーバ EPG

Application Network Profile (ANP)

テナント

外部–Web間 コントラクト Web-App間 コントラクト App-DB間 コントラクト

Enterprise アプリケーションと Cisco ACI

企業 A

利用者

External EPG

IT VLAN/subnet

Sales VLAN/Subnet

Fin. VLAN/Subnet

IT Servers VLAN/Subnet

Sales Servers VLAN/Subnet

Fin. Servers VLAN/Subnet

仮想デスクトップVMは、部署ごとのIPアドレスに基づき

必要なサーバにのみアクセスできるようなネットワーク管理が必要。

VDI環境にCisco ACIを活用

部門ごとに仮想デスクトップVMが異なるVLAN/サブネットに所属し、各種サーバへのアクセスには Firewall等の追加のデバイスを用いてアクセスリストでの制御を行っていた

既存ネットワークとVDIの課題

テナント A

VDI環境に Cisco ACIを活用 VMアトリビュート（仮想マシン名など）に基づくEPGのマッピング制御が可能 (2015/Q2リリースのACI-OS)

管理者が手動操作でVMを各EPGに割り当てなくても、自動的にEPGへの関連付けが可能

VDI環境の変更 (増減・変更・削除)時、自動的にネットワーク設定が追従していくことができる

VDI Application Profile

利用者

External EPG

Bridge Domain (Subnet)

IT

Sales

Fin.

Bridge Domain (Subnet)

IT Servers

Sales Servers

Fin. Servers Contract

Contract

Contract Contract

Contract

Contract

IT02 IT03 IT01

SL02 SL03 SL01

FI02 FI03 FI01

Oracle-DB環境に Cisco ACIを活用

データ ベースの管理

ベアメタルサーバ プロビジョニング （リソース管理やワークフローの自

動化）

ソフトウェア ベース

分散ストレージ 管理

仮想ネットワーク 管理

ベアメタル サーバのH/W 属性管理

（ファームウェア＆プロファイル

管理）

Oracle Enterprise Manager

Cisco UCS Director

EMC ScaleIO GUI

Cisco APIC Cisco IMC or UCS Manager

分散ストレージを用いた最近流行のRDBMS基盤環境

データ ベース オーケストレータ ストレージ ネットワーク サーバ

Oracle Cisco Cisco

負荷増 •Oracle RACへのDBトランザクション負荷が増大

検知

•Oracle Enterprise Managerによるデータベース負荷検知 •ストレージの性能不足のため、ストレージの追加が必要と判断

スケールアウト

•Cisco UCS Director からストレージノードの スケール アウト指示

NW設定 •Cisco UCS Director によりACI(APIC)へのEPGの自動作成

UCSへのデプロイ

•UCS Director により、UCS上へのPXE BootによるRedhat 及び EMC ScaleIO の自動作成

インストール

•RedHat Linuxの自動インストール •EMC ScaleIO の自動インストール

負荷軽減 •DBトランザクションによる、ストレージへの負荷が軽減を確認

Oracle-DB環境にCisco ACIを活用 Cisco UCS Director

DBのIOPSの性能不足

②ネットワーク プロビジョニング （REST-API）

Scale-I/O ASM共有ディスク (4台⇒ 5台構成）

PWR

SYS

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UCSC240 M3

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UCSC240 M3

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ノード追加によりIOPS性能の向上

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UCSC240 M3

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③ストレージノード プロビジョニング （REST-API）

①ストレージノード追加依頼

（Webブラウザ）

Oracle RAC サーバ

CIMC

自動的に ポリシーの

適用

SAP システム ランドスケープの柔軟で迅速な展開

ACI アプリケーション プロファイルのクローンを展開

Firewall

ADC

WEB

APP

DB

本番環境

APP PROFILE

Firewall

ADC

WEB

APP

DB

パフォーマンス検証

APP PROFILE

Firewall

ADC

WEB

APP

DB

Ehp 検証

APP PROFILE

Firewall

ADC

WEB

APP

DB

SP 比較検証

APP PROFILE

Firewall

ADC

WEB

APP

DB

障害対応

APP PROFILE

Firewall

ADC

WEB

APP

DB

シミュレーション

APP PROFILE

SAP システムランドスケープ環境

SAP システムコピー

APP PROFILE

SAP システム ランドスケープ（複数の同一環境）を SAP のシステム コピーを利用して構築する際、ネットワークについても ACI のアプリケーション プロファイルにより迅速に複製が可能

SAP環境にCisco ACIを活用

SAPシステムの各テナント向け自動プロビジョニング（クラウド事業者向け） 各テナントは、サービス カタログを選択するだけで、SAP アプリを含むシステムが自動的にプロビジョニングされる。また、ACI により、物理、仮想にとらわれず、ネットワークを含めプロビジョニング可能

ACI ファブリック

本番 EPGs

テナント１

品証 EPGs

開発 EPGs

アプリケーション プロファイル

ERP AP

ERP DB

CRM AP

CRM DB

SAP アプリ

本番 EPGs

テナント2

品証 EPGs

開発 EPGs

アプリケーション プロファイル

ERP AP

ERP DB

BW AP

BW DB

SAP アプリ

本番 EPGs

テナント3

品証 EPGs

開発 EPGs

アプリケーション プロファイル

ERP AP

ERP DB

PI AP

PI DB

SAP アプリ サービスカタログ

自動プロビジョニング

本番 EPGs

品証 EPGs

開発 EPGs

アプリケーション プロファイル

ERP AP

ERP DB

CRM AP

CRM DB

SAP アプリ

SAP環境にCisco ACIを活用

Hadoop インフラストラクチャーを構成に必要なコンポーネント

Cisco® ACI Fabric Cisco Application Policy Infrastructure

Controller (APIC)

UCS 6200 Series Fabric Interconnects

Nexus 2232 Fabric Extenders

UCS Manager

UCS 240 M3 Servers

LAN, SAN, Management

LAN, SAN, Management

Common Platform Architecture For

Cisco UCS Director Express for Big Data

Big Data 環境にCisco ACIを活用

Big Data 環境にCisco ACIを活用 Hadoop Map and Reduce トラフィック

Many-to-Many トラフィック パターン

Map 1 Map 2 Map N Map 3

Reducer 1 Reducer 2 Reducer 3 Reducer N

HDFS

シャッフル

アウトプット レプリケーション

NameNode JobTracker ZooKeeper

HadoopクラスタのKeep-Alive等（マウス）のトラフィックが、エレファント トラフィックに影響を受ける可能性がある

ネットワーク トラフィック パターンを理解する事は重要

Leaf 1 Leaf 2

Spine 2 Spine 1

Normal

Congested

従来のネットワークでは Leaf 1 は、Spine 2 と Leaf 2の間に発生している混雑を知らない ダイレクトI/Fではない部分のネットワークの混雑を知る事は最適なトラフィック転送に重要

Dynamic Load Balancing

混雑

リンク障害

Big Data 環境にCisco ACIを活用

混雑状況に応じてダイナミックにトラフィックの負荷分散比率を変更できる

50% Usage ↓ 80% Usage 50% Usage

↓ 20% Usage

まとめ Cisco ACI + アプリケーション

① アプリケーション サイドから見たネットワーク設定が 劇的に楽になる。(自動的)

② とは言え、単なるネットワーク設定が楽でうれしいと いうだけではない。

③ Cisco ACI はシステム全体の性能/機能を向上し、

新しいシステム運用をもたらす。