ShowNet バックボーンの取り組み 〜多様なネットワーク環境を柔軟に統合するルーティングテクノロジー〜

2024年6月に幕張メッセで実施されたInterop Tokyo ShowNetブース内ステージでのNOCチームメンバーによる講演資料

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1. ShowNet 2024 L2/L3 Stage
2. 2 L2/L3分科会の担当範囲 = ShowNet バックボーン
3. L2L3 2024 テーマ 3 多様化するネットワーク環境を柔軟に統合する ルーティングテクノロジー Compressed SIDを用いたSRv6のさらなる活用 SRv6による地上ネットワークと衛星回線の シームレスな統合に向けた取り組み キャンパス・アクセスネットワークにおける Ethernet VPNの活用
4. 4 Compressed SIDを用いた SRv6のさらなる活用 = SRv6 uSID バックボーン キャンパス・ アクセスネットワークにおける Ethernet VPNの活用 = EVPN Type 5 による L3VPN SRv6による地上ネットワークと衛星回線の シームレスな統合に向けた取り組み = 地上・衛星 2系統での SRv6-VPN
5. ShowNet Backboneのキーテクノロジー Segment Routing ネットワーク上の要素を”Segment”と表現 例: ノード、隣接関係、BGP Peer、サービス（VPNなど） ヘッドエンドのルータでパケットにSegmentのリストを挿入 1. パケットはリストの最初のSegmentを持つノードへ届く 2. ノードはパケットの宛先をリストの次のSegmentに書き換えて送信  パケットは送信元が指定した箇所を経由しながら転送される(Source Routing) A B C D E Packet List: C,B,D Packet Packet
6. 2024年のShowNet Backbone 6 EVPN-VXLAN Type5 L3VPN fx2 • 今年のBackboneは SRv6 uSIDを用いた Layer-3 VPN • ユーザアクセス網は EVPN-VXLAN Type-5 によるLayer-3 VPN SRv6 uSID L3VPN MX304 uSID:6007 NE8000m4-2 uSID:6008 MX204 uSID:6001 Cisco8608 uSID:6002 NE8000m4-1 uSID:6003 ACX7348 uSID:6009 FX2 uSID:6010 Cisco8201 uSID:6004 PTX10002 uSID:6005 NCS57b1 uSID:6006 ce5732 catalyst9300 nexus93108tc ex4400
7. SRv6 uSID L3VPN MX304 uSID:6007 NE8000m4-2 uSID:6008 MX204 uSID:6001 Cisco8608 uSID:6002 NE8000m4-1 uSID:6003 ACX7348 uSID:6009 FX2 uSID:6010 Cisco8201 uSID:6004 PTX10002 uSID:6005 NCS57b1 uSID:6006 SRv6 Micro SIDの活用 7 • SRv6 uSIDによるバックボーン  uSID block: fcbb:bb00/32  Device Locator: 60XX • Full Length SIDも併用  SRv6 over Satellite 実験  EVPN-VPWS等 Packet Fcbb:bb00:6001:6005: 6010:e001:: Packet Fcbb:bb00:6010:e001:: Packet 例えばDAが fcbb:bb00:6001:6005:6010:: の場合 MX204 → PTX10002 → FX2の順に進む End.udt4/udt6 のSIDでEnd端末でVPNを終端する
8. • Stateful PCE と PCC による SRv6-TE (uSID) の管理・可視化 • 2種のPCE、5種のPCC を用いた相互接続検証を実施 • 詳細はサイドビューにて！ PCEP Interop 8 MX304 NE8000m4-2 ACX7348 MX204 Cisco8608 crosswork-network -controller pola-pce NE8000m4-1 PCEP SRv6 uSID domain Stateful PCE: SRv6 Policy の発行・管理 PCC: SRv6 Policy による Traffic Engineering
9. SRv6 L3VPN over 衛星回線 • 僻地を想定し、普段は地上のバックボーン回線を利用 • バックボーン障害時には衛星リンクを利用 • ヘテロジニアスな回線をSRv6で統合して利用する試み • 回線種別に応じたTraffic Engineeringも可能 9 3ホール南側に 衛星車が来ています！
10. SRv6 Layer-3 VPN over 衛星回線実験 10 地上局 静止衛星 Internet x Space Summit FX2 地上経由 衛星経由 SID A uSID Cisco Accedian Skylight 「SFP型ハードウェアセンサーモジュール」 をバックボーンルータに導入し、計測を実施中 車載アンテナ • SIDの使い分けにより 経由する回線を制御
11. SRv6 (uSID)を使ってよかったこと SRv6にしてよかったことはそのまま継続 アンダーレイの単純化 （IPv6 Link Local Only） BGPによる成熟したソリューション 128BitのIPv6アドレスなのでInternet越しの通信も実現可能 uSIDによるHardware flendlyなTraffic Engineeringを実現 1つのIPv6 Addressで6つのSegmentを表現可能 TE を行う場合、一部のケースで拡張ヘッダが不要に 今後なんとかしたいこと Network Programmabilityの活用 11 interface FourHundredGigE0/0/0/0 description fhg-0-0-0-0.cisco8711.noc mtu 9017 ipv6 enable
12. アクセスネットワークのL3VPN化 エンタープライズ、キャンパスネットワークではまだまだ VLANが用いられている 運用コスト、スケーラビリティが課題 今年のShowNetではEVPN VXLANを用いてフルL3VPN化 全区間をL3化し、Dynamic Routing ProtocolによるTEを実現 → 運用コストやスケーラビリティの課題を解決 L2延伸が必要な際にはEVPN VXLAN Type2にて延伸することも可能
13. EVPN-VXLANによるLayer-3 VPN VXLAN: EthernetフレームをIP越しに転送するオーバーレイ EVPN: VXLANの転送先を解決するためのBGPの拡張 BGPのL2VPN EVPN SAFIでIP Prefixを広告 13 Layer-3 Network MAC A IP: Y Payload BGPルートリフレクタ MAC A Payload MAC A Payload Host: MAC A データセンターやキャリアでの利用を想定し標準化、実装が進んだ技術 最近はキャンパススイッチでも実装が進んでいる
14. ShowNetのアクセス網構成 EVPN Type5によるEVPN/VXLAN網 2つのゲートウェイに異なるIP addressを付与 Routing protocolによる冗長構成 アンダーレイはOSPFで冗長化 エンタープライズ向けスイッチを含む3社6機種で相互接続 14 EVPN/VXLAN網 Type5によるL3VPN ce5732 catalyst9300 nexus93108tc ex4400 MX304 NE8000m4-2
15. EVPN/VXLAN Type5の何が良かったか アンダーレイの構成は引き続きL3 MC-LAGや筐体を論理的に統合する機能が不要で冗長を取るのが楽 全体の規模が大きくなっても設定が必要なのはVTEPとBGPのみ Routingで経路制御可能 L3終端しているのでLoopフリー 1台ずつ独立構成 どのRouterを優先するか Routing Protocolで制御可能
16. 16 Compressed SIDを用いた SRv6のさらなる活用 = SRv6 uSID バックボーン キャンパス・ アクセスネットワークにおける Ethernet VPNの活用 = EVPN Type 5 による L3VPN SRv6による地上ネットワークと衛星回線の シームレスな統合に向けた取り組み = 地上・衛星 2系統での SRv6-VPN
18. Special Thanks 18