Развитие программной платформы Cisco WAN Automation Engine
0 likes•191 views
Документ описывает программную платформу Cisco WAN Automation Engine (WAE), предназначенную для автоматизации и оптимизации сетевых процессов с использованием программных интерфейсов и модульной архитектуры. Он акцентирует внимание на функциональных возможностях WAE, таких как управление трафиком, мониторинг выполнения SLA и интеграция с существующими решениями. Кроме того, рассматриваются способы анализа сетевой эффективности и автоматического восстановления после аварий.
Развитие программной платформы Cisco WAN Automation Engine
- 2. Развитие программной платформы Cisco WAN Automation Engine Олег Феоктистов Системный инженер © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
- 3. Cодержание • Введение: назначение продукта • Архитектура Cisco WAE • Функциональные возможности • Применение (use cases) • Планы развития Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
- 4. • Программная SDN платформа. Создает модель сети, определяет и визуализирует потоки данных. Позволяет давать оценку отказам, оптимизировать нагрузку и задавать маршруты на многовендорных сетях • Обеспечивает возможность использования приложений для планирования, прогнозирования загрузки, трафик-инжиниринга с помощью программных интерфейсов • WAE – не является контроллером, но использует контроллеры WAE? Что это?
- 5. Стратегия SDN для SP Покрытие всех технологий и доменов для максимальной эффективности Простая интеграция с существующими и будущими решениями OSS/BSS Модульная архитектура с использованием открытых APIs и стандартных протоколов Оркестрация через множество доменов для контроля всей сети BSS OSS (Fulfillment and Assurance) Service-Intent API SDN / APIs Orchestration, Service, and Policy Implementation Branch, CPE Control Multi-layer WAN SDN Data Center and NFV Control EMS, NMS Netconf, YANG CLI, SNMP BGP Segment Routing PCEP Openflow Openstack, vCenter Multi-Vendor End-to-End Management and Orchestration (Physical and Virtual) CPE Metro and Access WAN Data Centre WAE
- 6. WAN Automation Engine Эволюция: возможности по оптимизации и автоматизации • Абстракция реальной сети • «А что если?» • Оптимизация • Историческая и текущая отчетность • Узкие места • Анализ сетевой эффективности Оперативные изменения, Интеграция, API • Мониторинг выполнения требований качества сервиса • Автоматизация изменений на сети Сетевая модель База данных за разные периоды Программирование сети Динамическое обеспечение SLA WAE
- 7. Оптимизация и планирование (Optimization and Prediction Module) Архитектура WAE … WAN Automation Engine Сбор данных (Collector) Программирование (Deployer)Интеграция (Network Interface) Управление сетевой моделью сети (Network Model Manager) Service Interface APIs SNMP NetFlow Optical Plug-In BGP-LS ( ODL) NMS/EMS NSO Device Mgr. PCEP ( ODL) Controller Plug-In WAE Design BW Cal. BW OD Service Orchestator Ex: NSO WAE Live Co-ordinated Maintenance Third Party Apps …Telemetry Data
- 8. Как это работает? WAE Design Тонкий клиент Offline modeling and analysis Visualization Web интерфейс • WAE Live • Администрирование сервера • WAE приложения (!!!) OSS WAE Planning server WAE Automation server WAE сервер Администраторы ISIS, OSPF BGP, … MPLS, RSVP - TE LSPs, QoS, … L2/L3 VPNs IP/MPLS сеть NSO server
- 9. Создание модели сети в WAE Процесс сетевого снимка включает обнаружение (discovery) сетевой топологии, опрос измерительных счетчиков, моделирования трафика и сохранение результатов На выходе данного процесса предоставляется Сетевая абстракция – модель сети (Plan File). Файл содержит снимок сети на определенный момент времени Данная сетевая модель доступна к обращению через APIs или WAE Design Обнаружение сети Опрос интерфейсных счетчиков Сбор статистики Определение потоков данных Имитация и анализ отказов Архив данных Модель сети Модель сети Модель сети
- 10. Методы опроса сети в WAE Обнаружение сети Опрос сетевых счетчиков Последовательность обнаружения • IGP DB (топология) • Node information • Interfaces information • BGP • RSVP • VPN • Multicast • … Последовательность опроса • Interfaces • RSVP • VPN • QoS Queues • …. WAE коллектор Seed маршрутизатор IGB DB SNMP, CLI, Netflow, etc
- 11. Определение матрицы трафика (1) Измеренный (measured) трафик: Сетевой коллектор опрашивает сеть чтобы получить статистику с интерфейсов Traffic Demands - имитированный трафик: Demands представляют собой определенный объем трафика между каждой парой сетевых устройств Demands: • Маршрутизируются на основе топологии и состояния сети, а также используемых сетевых протоколов • Используются в анализе отказов «А что если?», изменения метрик IGP и проектировании LSP. • Представляют ценность для планирования и определения поведения трафика на сети в различных ситуациях Demand Deduction Опрос счетчиков
- 12. Определение матрицы трафика (2) Более подробно об определении матрицы трафика в документе White Paper: “Building Accurate Traffic Matrices with Demand Deduction”
- 13. Приложение WAE Design Визуализация Графическое представление утилизации линков трафиком Настраиваемое представление топологии Маршруты трафика, наикратчайший путь и LSP Моделирование на сетевом уровне Всеобъемлющий анализ сетевых отказов Определение наихудших сценариев отказа Оптимизация и трафик инжиниринг Детальные рекомендации по тюнингу метрик IGP и LSP Планирование ресурсов сети Матрица трафика и топология Тренды трафика/прогнозы роста Моделирование сети – добавление/удаление/изменение Плановое обслуживание Анализ рисков во время окон обслуживания Моделирование останова узлов, линков и т.д.
- 14. Оценка рисков С помощью симуляции отказов можно определить Куда перенаправится трафик (какое влияние окажет на линки) С помощью симуляция отказов группы компонент можно определить риск на уровне глобальной сети, включая Влияние отказов отдельного сегмента Наихудший сценарий Пример - Оценить влияние выхода линков (один за другим)
- 15. Наихудший сценарий (Worst-Case) Worst-Case случай единичных аварий для интерфейса на Site A в сторону Site C будет 86% утилизация.
- 16. Наихудший сценарий на уровне сети «Worst-Case» на уровне сети представляет собой композитный взгляд всех отдельных Worst-Case результатов
- 17. Степень влияния отказов (Failure Impact) Например, влияние отказа «Failure Impact» линка между Site A и Site C является утилизация до 91% интерфейса узла D в сторону узла B
- 18. Степень влияния отказа на уровне сети «Failure Impact» на уровне сети также представляет собой композитный взгляд всех отдельных Failure Impact результатов
- 19. Накопление исторических знаний Снимки сети производятся на периодичной основе WAE WAE Live Users ISIS, OSPF BGP, … MPLS, RSVP - TE LSPs, QoS, … L2/L3 VPNs Например, каждые 30 минут Накопление сведений => Исторические данные
- 20. Функция приложения WAE Live Аналитика Создание отчетов по объемам трафика, состояний и т.д. Расписание и фильтрация отправки данных по электронной почте Обзор Просмотр текущих и исторических данных по всем and historical data across Интерфейсам, очередям, узлам, LSPs и demands Сортировка, фильтрация отчетов и навигация по интересующим объектам Карта сети Представление текущей сетевой топологии и состояния компонент Просмотр потоков трафика и возможных проблем на сети из-за перегрузок Возможность дальнейшего изучения деталей
- 21. Стратегические инициативы WAE Segment Routing Интеграция с NSO Конвергентные сети Приложения WAE Координированные обслуживание, планирование «емкости» сети Разработано для SDN | Основа для управления сетью с уровня приложений Data Centre A Интеллектуальная конфигурация оборудования многовендорной сети Глобальный обзор топологии | Оптимизация на всех уровнях Будущее: добавить активацию, планирование и оптимизацию OTN Data Centre B
- 22. Сценарии применения: Управление WAN сервисами на базе Segment Routing Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 22
- 23. • Программирование запросов со стороны приложений в сторону Cisco WAE для применения политик трафик инжиниринга на сети • Внедрение политик трафик инжиниринга (SR TE) с помощью PCE • Автоматическая ре-оптимизация существующих маршрутов после изменений сетевой топологии Динамическое обеспечение SLA Traffic Engineering на базе технологии Segment Routing
- 24. P1 PE1 P2 PE2 CE1 CE2 Компоненты решения DSM WAEAPP PCEP BGP-LS REST APIs IS-IS Segment Routing IP / MPLS network BGP-LS = BGP Link State PCEP = Path Computation Element Protocol
- 25. P1 PE1 P2 PE2 CE1 CE2 Начальное состояние IGP-маршрут Lo0 SID 16041 Lo0 SID 16141 Lo0 SID 16142 Lo0 SID 16042 10 100 10 10 10 10 10 10 5 100 5 30 5 20 0 Использование MPLS меток распространяемых с помощью расширений SR для протокола ISIS, трафик данных CE1-CE2 следует по LSP использующим лучший IGP маршрут IGP metric = RED TE metric = BLUE 16042 IP IP IP IP POP (PHP)
- 26. P1 PE1 P2 PE2 CE1 CE2 Lo0 SID 16142 Lo0 SID 16042 Запрос от приложения Требование к наименьшей задержке WAEAPP 10 100 10 10 10 10 10 10 5 100 5 30 5 20 16142 16042 1 REST API APP запрашивает PATH PE1-PE2 с задержкой < 45 msec; или любой другой минимальной задержкой когда не контракт не выполняется IP IP 16142 16042 IP IP POP (PHP) IGP metric = RED TE metric = BLUE 2 WAE расчитывает путь удовлетворяющий контракту Путь найден !!! Контракт обеспечен == суммарная TE метрика 20 3 WAE внедряет путь (туннель) на сети используя PCEP Cледующие инструкции в атрибуте SR ERO: Следовать IGP маршруту до P2 затем следовать IGP маршруту до PE2 1 4 POP (PHP) 4 WAE отвечает в сторону APP Path Путь найден – контракт выполняется
- 27. P1 PE1 P2 PE2 CE1 CE2 Lo0 SID 16142 Lo0 SID 16042 Отказ линка A (1/2) Локальное восстановление: TI-LFA WAEAPP 10 100 10 10 10 10 5 100 5 30 5 20 6 Самостоятельное восстановление сети в пределах 50-msec используя IP Fast Reroute (TI-LFA) Оптимальный запасной маршрут реконвергенция IGP Контроллер не задействован!!! IP IP IGP metric = RED TE metric = BLUE TI-LFA = Topology Independent Loop Free Alternate IP POP (PHP) 16142 16042 IP POP (PHP) 16042 IP 5 Link Fails 7 BGP-LS update отправляется в сторону WAE
- 28. P1 PE1 P2 PE2 CE1 CE2 Lo0 SID 16142 Lo0 SID 16042 Отказ линка A (2/2) Динамическое обеспечение SLA WAEAPP 10 100 10 10 10 10 5 100 5 30 5 20 IP IP IGP metric = RED TE metric = BLUE Adj SID = Adjacency SID 16142 24001 16042 IP POP (PHP) 8 WAE реагирует на изменение топологии Перерасчет сетевого пути Путь найден!!! Контракт обеспечен == суммарная TE метрика 40 Нет необходимости «беспокоить» APP !!! 16142 24001 16042 9 WAE внедряет новый путь на сети Следующие инструкции в SR ERO: Следовать IGP пути до P2 затем следовать через линк P2-P1 с min TE метрикой затем следовать IGP пути до PE2 Adj SID 24001 Dynamic SLA Management
- 29. P1 PE1 P2 PE2 CE1 CE2 Lo0 SID 16142 Отказ линка B DSM с нотификацией о нарушении SLA WAEAPP 10 100 10 10 10 10 5 100 5 30 5 20 IP IP IGP metric = RED TE metric = BLUE TI-LFA = Topology Independent Loop Free Alternate 24003 16042 IP POP (PHP) 11 WAE реагирует на изменение топологии Перерасчет сетевого пути Путь найден!!! Вне контракта == суммарная TE метрика 50 24003 16042 12 WAE внедряет новый тоннель на сети Следующие инструкции в SR-ERO: Следовать через PE1-P1 с min TE метрикой then follow IGP path to PE2 10 Second link fails (BGP-LS update) 13 Adj SID 24003 13 WAE сообщает в сторону APP Путь найден, но вне контракта
- 30. Сценарии применения: Интеграция WAE с NSO и XTC Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 30
- 31. Интеграция WAE c NSO, XTC/OSC и др. WAE SNMP NetFlowCLI XTC/ODL NSO (Device manager) NC/YANGCLIBGP-LS PCEP Network Interface NSO (Network Orchestrator) “Абстракция сервиса” Модель сервиса и оркестрация “Абстрация сети” Расчет маршрутов, модель сети “Абстракция устройств” Контроллеры, «сетевые драйверы» “Протоколы” SB методы взаимодействия
- 32. Сервис «End-to-End» и оркестрация транспорта NSO WAE A1 B1 A3 B3 A4 B4 A6 B6 A7 B7 A9 B9 C2 C5 C8 A2 A5 A8 B2 B5 B8 Metro 1 CORE Metro 2 T1 T1’ NSO: многовендорная сервисная оркестрация и автоматизация WAE: многовендорная оркестрация транспорта и автоматизация NSO + WAE: Автоматизация сервиса «end-to-end» и транспорта с обеспечением выполнения требований качества
- 33. Требования для активации «end-to-end» сервиса A1 B1 A3 B3 A4 B4 A6 B6 A7 B7 A9 B9 C2 C5 C8 A2 A5 A8 B2 B5 B8 Region1 CORE Region2 T1 T1’ NSO (Device manager)int Gige 0/0/0/0 l2transport int Gige 0/0/0/0.1 dot1q vlan 1 xconnect group custX-vlan1 p2p vlan1 int Gige 0/0/0/0.1 . . . int Gige 0/1/0/0 l2transport int Gige 0/1/0/0.1 dot1q vlan 1 xconnect group custX-vlan1 p2p vlan1 int Gige 0/1/0/0.1 . . . L2VPN Service Как обеспечить провижининг транспортного соединения, необходимой полосы пропускания между сервисными устройствами и удовлетворить требуемый уровень сервиса?
- 34. Пример: Обеспечить LSP маршрут, удовлетворяющий определенным требованиям сквозь несколько AS, между двумя маршрутизаторами и поддержкой SR на сети (обеспечивая непересекающееся устройства на пути когда возможно, затем линки, а при недоступности наикратчайший путь) Оркестрация транспорта NSO & WAE A1 B1 A3 B3 A4 B4 A6 B6 A7 B7 A9 B9 C2 C5 C8 A2 A5 A8 B2 B5 B8 Region1 CORE Region2 T1 T1’ WAN Automation Engine Analytics Calendaring Optimization and Prediction Collector DeployerNetwork Interface Current Model New ModelNetwork Modeler NSO (dev. mgr.) interface tunnel-te 1 destination <DST> ipv4 unnumbered L0 path-protection path option 1 explicit name <T1> segment-routing verbatim path option 2 explicit name <T1-B> segment-routing verbatim Запрос на расчет LSP от A до B, с параметрами SLA Ответ, стек {SID1, SID2, ..} RESTful APIs interface tunnel-te 1 destination <DST> ipv4 unnumbered L0 path-protection path-option 1 explicit name <T1> segment-routing verbatim path-option 2 explicit name <T1-B> segment-routing verbatim Модификация пути Динамическое обеспечение SLA: Мониторинг и обслуживание заданной Заказчиком политики Начальная конфигурация
- 35. Пример: Обеспечить LSP маршрут, удовлетворяющий определенным требованиям сквозь несколько AS, между двумя маршрутизаторами и поддержкой SR на сети (обеспечивая непересекающееся устройства на пути когда возможно, затем линки, а при недоступности наикратчайший путь) Оркестрация транспорта NSO & WAE A1 B1 A3 B3 A4 B4 A6 B6 A7 B7 A9 B9 C2 C5 C8 A2 A5 A8 B2 B5 B8 Region1 CORE Region2 T1 T1’ WAN Automation Engine Analytics Calendaring Optimization and Prediction Collector DeployerNetwork Interface Current Model New ModelNetwork Modeler NSO (dev. mgr.) mpls traffic-eng pce address ipv4 x.x.x.x interface tunnel-te 1 pce delegation destination <DST> ipv4 unnumbered L0 path-protection path-option 1 dynamic segment-routing pce Запрос на расчет LSP от A до B, с параметрами SLA Ответ, стек {SID1, SID2, ..} RESTful APIs mpls traffic-eng pce address ipv4 x.x.x.x interface tunnel-te 1 pce delegation destination <DST> ipv4 unnumbered L0 path-protection path-option 1 dynamic segment-routing pce Делегирование контроля за PCEP туннелем на WAE Динамическое обеспечение SLA: Мониторинг и обслуживание заданной Заказчиком политики Начальная конфигурация
- 36. Cisco PCE – немного подробнее Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 36
- 37. • XTC или XR Transport Controller: • Выполняется как IOS-XR функция (развитие с релиза 3.5.2) • Сбор топологии: BGP, ISIS, OSPF и BGP Link-State • Внедрение туннелей: PCEP SR TE, RSVP TE, BGP SR-TE (H2-CY2017) • Вычисление: доступность, непересекающиеся пути, минимальная задержка • NB-интерфейсы для приложений: Netconf/Yang, gRPC,.. • WAE или Wan Automation Engine: • Выполняется как приложение для XTC • Сбор топологии через XTC • Сбор телеметрии: FNF, Streaming Telemetry, SNMP • Внедряет TE туннели с помощью XTC • Вычисление: оптимизация нагрузки, анализ «А что если?», проактивное и реактивное планирование ресурсов Cisco PCE архитектура
- 38. Описание процесса с делегацией управления на XTC NE XTC WAE NSO 6 1 3 4 2 5 1. NSO активирует сервис (NC/Y) • PW: “foo”, NH:”1.1.1.1” • TE Policy: “Low Latency” 2. NE to request path (PCEP) • NH:”1.1.1.1” • PCEP policy: “TE metric” 3. XTC рассчитывает путь 4. XTC возвращает путь и атрибуты (PCEP) • ERO: 18001, 18002, 16001 (example) 5. NE производит апдейты (PCEP) 6. XTC сообщает WAE о новом LSP (NC/Y) Примечание: BGP-LS используется для получения актуального состояние сети BGP-LS Topo Change
- 39. Описание процесса инициализации с WAE NE XTC WAE1 1. WAE вычисляет путь 2. WAE передает список ERO на XTC 3. XTC активирует туннель с помощью PCEP 4. NE отравляет отчеты по статусу туннеля на XTC 5. XTC отравляет отчеты на WAE Примечание: BGP-LS используется для получения актуального состояние сети 3 BGP-LS PCEP 2 Topo Change 4 5
- 40. Возможный сценарий реализации PCE: XTC + WAE Core ISIS 1 Access 1 OSPF ASBR1 ASBR2 XTC ToR10 ToR19 Access 2 ISIS 2 ABR5 ABR6 AC20 AC29 XTC XTC XTC RR WAE Netconf/Yang gRPC PCEPPCEP BGP LS ASBR3 ASBR4 NSO
- 41. Сценарии применения: WAE для управления нескольких уровней сети Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 41
- 42. Многоуровневая автоматизация управления Многоуровневая визуализация, оптимизация Представление сети | Оптимизация на нескольких уровнях Многоуровневая активация маршрутов От месяцев к минутам | Простые специальные приложения Маршрутизация с учетом ограничений Координированное обслуживание Информация об используемых уровнях для сервиса Многоуровневая hitless перемаршрутизация Многоуровневое восстановление Экономия интерфейсов | Zero Touches Резервирование 1 к N
- 43. Пример поддержки уровней L1/L3 43 • Топология L3
- 44. Пример поддержки уровней L1/L3 44 • Топология L1
- 45. Пример поддержки уровней L1/L3 45 • Топология L1 • Линк ”sea-slc”
- 46. Пример поддержки уровней L1/L3 46 • Топология L1 • Линк ”sea-slc” • Имитация аварии • Влияние на L3 • Линк ”sea-chi”
- 47. Пример поддержки уровней L1/L3 47 • Топология L3 • Линк ”slc-kcy”
- 48. Пример поддержки уровней L1/L3 48 • Топология L1 • Линк ”sea-slc” • Имитация аварии • Влияние на L3 • Линки ”sjc-kcy”, “sjc-chi”, “sea- chi”
- 49. Пример поддержки уровней L1/L3 49 • Топология L3 • Линки ”sjc-kcy”, “sjc-chi”, “sea- chi”
- 50. Пример поддержки уровней L1/L3 50 • Топология L3 • Линки ”sjc-kcy”, “sjc-chi”, “sea- chi” • Индикация недоступности L1 ”slc-kcy”
- 51. Пример поддержки уровней L1/L3 51 • Топология L3 • Топология L1 (background)
- 52. Сценарий многоуровневой сети: оптический Bypass 2 R1 R2Ra Rb Rc O1 O2 Перегрузка! GMPLS UNI GMPLS UNI WAN Приложение ML Задача: Оператор хочет использовать возможности функции lowest cost path, что может потребовать прямого пути по оптической сети минуя пакетный сегмент Решение: WAE определяет когда обходной путь будет наилучшим вариантом и использует GMPLS UNI для изменения топологии. Далее PCEP для организации LSP RESTful APIs3 4 PCEP 2 WAN Automation Engine Analytics CalendaringOptimization and Prediction Collector DeployerNetwork Interface Current Model New ModelNetwork Modeler 1 ЦОД #1 ЦОД #2 2 3 3 Исходные данные: в Inventory имеется информация о неиспользуемых портах IPoDWDM 1 Отчет: Новый линк добавлен в топологию IP/MPLS сети 4
- 53. Планы развития: что будет завтра? Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 53
- 54. Платформа WAE 7: архитектура COLLECT Управление сетевыми моделями OPM DEPLOY NIMO DESIGN Сбор данных • SNMP • Netflow • BGP-LS (XTC) • Telemetry Внедрение • NSO Device Mgr • PCEP (XTC) • Oth. controllers Оптимизация и прогнозированиеWAE Design – основное приложение
- 55. Model – расширяемая абстракция сетевой модели Network Interface – базовый программный компонент NIMO (Network Interface Module) – модуль отвечает за сбор информации для сетевой абстракции или за конфигурацию сетевой инфраструктуры Core Services - внутренние сервисы, такие как модуль оптимизации или запуск процессов по расписанию (Базируется на YANG) Высокоуровневый взгляд WAE YANG Run-Time (YRT)
- 56. Расширяемая абстракция сети Типы NIMO: • Base – не имеют на входе никакой сетевой модели (создают ее) Например, ”Topology Builder” • Add/Aggr/Deploy – получают на вход сетевую модель, обеспечивают наполнение её данными, создают новую сетевую модель Например, ”LSP Configuration” или ”Optical” Cетевая модель является двунаправленной!
- 57. Поддержка иерархии WAE YRT (пример) Отдельная инсталляция WAE YRT – на каждую отдельную сеть (домен сети) Гибкость в управлении общей или частью сети с помощью соответствующего WAE YRT Специализированный Multi-AS NIMO
- 58. WAE the last feature list 6.4.x Theme WAE-NSO SR Support, Multi-layer Planning, Inter-AS Path modeling Features Segment Routing P Support in WAE Design for Disjoint Path P Support in WAE Design for Capacity IP + DWDM Multilayer support to perform Capacity Planning L Discovery of Cisco Layer 1 topology leveraging DWDM Transport Controller (TNC) L Visualization and By-pass Optimization L Multilayer failure simulations and analysis Inter-AS support (Will require a separate server license per domain) P Build composite inter-domain network model P Visualize in WAE Design P Model inter-AS LSP and run tactical optimization P Included with WAE Planning A Included with WAE Automation L Included with WAE L1 Planning
- 59. Вопросы? [email protected] Cisco Connect 2017 © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 59
- 60. #CiscoConnectRu#CiscoConnectRu Спасибо за внимание! Оцените данную сессию в мобильном приложении конференции © 2017 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Контакты: Тел.: +7 495 9611410 www.cisco.com www.facebook.com/CiscoRu www.vk.com/cisco www.instagram.com/ciscoru www.youtube.com/user/CiscoRussiaMedia