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Cisco ACI (Application Centric Infrastructure)

データセンター運用の効率化と迅速なアプリケーション展開

シスコシステムズ合同会社

データセンターバーチャライゼーション事業

テクニカルソリューションズアーキテクト

水島勇人

2014年10月17日

インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco Unified Computing System (UCS)

* Intel、インテル、Intel ロゴ、Xeon、Xeon Inside は、アメリカ合衆国およびその他の国における Intel Corporation の商標です。

* 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。

Cisco Confidential 2 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

トピック

データセンターの進化

Application Centric Infrastructure

まとめ


ゴール: ITをサービスとして提供（IT as a Service）

ヒト、プロセス、テクノロジー

統合インフラストラクチャ

ビジネスゴール ITサービスの提供オンデマンド

インテル® Xeon® プロセッサー搭載

Cisco UCS

4 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

これからのデータセンター要件

仮想化密度とサーバI/O 10G LOM,

40G/100G収容

ビッグデータ

IP トラフィック 25% CAGR

“ベアメタル”

75%は物理サーバ

マルチ/ハイブリッドクラウド

~45%のDCはマルチハイパーバイザ環境

1. Morgan Stanley CIO Survey, 2013 2. HP 3. Information Week 2013 Virtualization Mgmt Survey, 2013 4. Cisco Global Cloud Index Forecast (2013-2017)

低TCO | ワークロードの柔軟 | アジリティ | コンプライアンス/セキュリティ

インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS


Cisco のデータセンター戦略 IT-as-a-Serviceを提供するためのプラットフォーム

Cisco UCS Cisco ACI Hybrid Cloud

プログラマブルステートレス

インテリジェントファブリック

モジュラー型ステートレス

コンピューティング

コンピュート/ネットワークリソース利用の最適化オートスケール

Intercloud



Cisco UCS --- Service Profile ステートレスなコンピュートリソースに Service Profile を適用

SIM カード電話のID

Network Policy

Storage Policy

Server Policy

Service Profile サーバのID



ユニファイドマネージメント

Service Profile

サーバハードウェアの抽象化

Cisco UCS: Service Profile ワークロードモビリティのためのステートレスコンピューティング

Adapter

LAN 接続 SAN 接続

Server

UNIFIED MANAGEMENT



アプリケーション中心の

ポリシーベースネットワーク制御 1 仮想 + 物理 2 オープン・セキュア 3

次世代インフラの基盤

• スタンドアロン・ACI対応

• プログラマブル 10/40/100G*

• 今後１０年以上に渡る投資保護

Cisco Nexus 9000 Series

*100G Ready

データセンターネットワークを次のレベルへ Cisco ACI & Cisco Nexus 9000


Cisco UCS


Cisco ACI スケーラブルステートレスファブリック

Outside (Tenant

VRF)

App DB Web

QoS

Filter

QoS

Service

QoS

Filter

Cisco ACI ファブリック

Application Policy Infrastructure

Controller スケーラブルステートレスファブリック

APIC

9


Cisco UCS


Cisco Application Centric Infrastructure （ACI）

APIC

物理ネットワークコンピューティグマルチDC WANルータ&クラウ

ド

L4–L7サービス（FW, LB, etc.）ストレージ

Integrated WAN Edge

ハイパーバイザー仮想ネットワーク

Nexus 9500

Nexus 9300 and 9500

Nexus 2K

Nexus 7K

APIC（Application Policy Infrastructure Controller）と Nexus 9000 ファブリックからなる新しいデータセンターアーキテクチャー


Cisco UCS


Cisco ACI のもたらすこと

ネットワークリサービスのリソースプール化

特長

• ファブリック • シンプル＆ステートレス（ポリシーモデル） • 高いパフォーマンス、拡張性、可視性 • 自動化 • セキュリティ


Cisco UCS


ファブリック型ネットワーク

40G

10G

エンドポイントは全てLeafに接続物理、仮想サーバ、FW、ストレージ etc.

Spine

Leaf


スケールアウト型ファブリックシステムの成長とともにファブリックを拡張

サーバ収容数拡張

POD帯域拡張

Spineを増設

Leafを増設

配線を増やす

さらに帯域拡張


シンプル＆ステートレス

APIC

ポリシーベースファブリック


Cisco ACI (Application Centric Infrastructure) ネットワークへの新しいアプローチ

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、設定ルーター設計、設定

負荷分散装置設計、設定

FW/ACL 設計、設定

設定すべきポイント


Cisco ACI (Application Centric Infrastructure) ネットワークへの新しいアプローチ

従来のネットワークへのアプローチ Cisco ACI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)


ポリシー

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)



WAN接続

Firewall

LB to App

Connect to

DB

Connect to

App

High Priority

アプリケーションからみた接続要件

DB WEB APP F/W

ADC ADC

Cisco ACI はアプリケーションのニーズを理解

アプリケーションの接続要件をそのままネットワーク設定にマップ

ネットワークの

設定情報

WEB APP DB


ポリシーアプリケーション中心のネットワーク要件の定義

アプリケーション構成要素の相互の依存性

アプリケーションの接続要件をその構成要素の誰が誰に話すかで定義

DB

サーバ群

App

サーバ群

Web

サーバ群ユーザ

18

EPG EPG EPG EPG Contract Contract Contract


アプリケーションのポリシーモデルと生成

ファブリック内の転送はすべてポリシーによって管理

• IP アドレスはファブリック内であればどこにも移動可能

• 設定されたポリシーに応じてデバイスは自動的にそのステートを生成

DB Tier

Storage Storage

Application Client

Web Tier

App Tier

ポリシー：アプリケーションの要件定義

ポリシーの自動適用:

VM VM VM

10.2.4.7

VM

10.9.3.37

VM

10.32.3.7

VM VM

APIC


マルチハイパーバイザー対応どんな仮想ネットワークもポリシーを中心に管理

仮想インフラの統合ネットワーク管理者

アプリ管理者

物理サーバ

VLAN

VXLAN

VLAN

NVGRE

VLAN

VXLAN VLAN

ESX Hyper-V KVM ハイパーバイザ

管理

ACI Fabric

APIC

APIC

仮想サーバ

• VLAN, VXLAN, NVGRE 統合ゲートウェイ

• ハイパーバイザー選択の自由

• 仮想化管理ツールとのポリシー連携

• 仮想マシンの検知とポリシー適用自動化

• 仮想、物理の一貫したポリシー


Cisco UCS


Layer 4 - 7 サービスインテグレーション

•高次のセキュリティや可能性のネットワークサービスを提供する専用アプライアンスと連携（FW,負荷分散装置 etc.)

•ポリシー集中管理

•一貫したポリシーアーキテクチャ •仮想、物理 •ポリシーは完全にポータブル

Web Server

App Tier A

Web Server

Web Server

App Tier B

App Server

Chain “Security 5”

Policy Redirection

Application Admin

Service Admin

Serv

ice

Gra

ph

begin end Stage 1 …..

Stage N

…

Firewall

inst

…

Load Balancer

……..

Serv

ice P

rofile


100 200 300

ACI

いままでの

Network

Time (秒)

分散型データベース処理時間

Based on common network load and link failure scenarios

高いパフォーマンス

輻輳管理

60%

90%

パフォーマンスの劇的な改善

ダイナミックな負荷分散

ダイナミックなパケットの優先制御アプリケーション

計算完了時間

30%削減

ネットワーク利用率

60%


可視性アプリケーション稼働状況の見える化と最適化

アクション：新規物理サーバの追加

既存仮想サーバの

ライブマイグレーション

負荷分散の再設定

システムの

イベント発生

開発環境 • Leaf 1 and 2

• Spine 1 – 3

• Atomic counters

本番環境 • Leaf 2 and 3

• Spine 1 – 2

• Atomic counters

検証環境 • Leaf 3 and 4

• Spine 2 – 3

• Atomic counters

ホップごとの

見える化

物理環境と

仮想環境の

統合管理

ACI は今までにない分析機能を提供

アプリケーション、テナント、インフラごとの情報を提供:

• ヘルススコア

• 遅延

• アトミックカウンター

• リソースの利用状況

ワークロードの配置、移動にも柔軟に対応

イベントやクエリーをトリガー

APIC


自動化管理者は抽象化されたポリシーレイヤーの自動化を意識するだけ

具体的な

転送ステート

抽象化されたモデル

管理対象

オブジェクト

物理、論理

リソース

API, CLI, GUI

インフラアプリ

管理者

ポリシーモデル APIC

ファブリック Nexus9000

抽象化された管理モデル：プログラムの容易さ


ACIにおけるAPI

APIC

REST (XML/JSON)

DevOps Python SDK

OpenStack

• APIC = ACI Fabric 全体に対する単一管理ポイント

• APICは、物理レイヤーから論理レイヤーまでネットワークのすべてを把握インフラとしてのネットワークユーザにとってのネットワーク


抽象化されたネットワークのプログラミング

• APICは、目的達成のための方法(How)ではなく、目的が何か(What)を伝える • あるべき状態を伝える方法 = ポリシーモデル

• 従来の手法：命令型プログラミング → How 「Web サーバの Eth0 をスイッチ100のポート Eth 2/1 に接続し、 Eth 2/1 を Subnet1(VLAN100) に設定し、App サーバの Eth0 をスイッ200チのポート Eth2/2 に接続し、Eth 2/2 を Subnet2(VLAN101) に設定し、VLAN100 の SVI には 10.10.100.254/24、VLAN101 の SVI には 10.10.101.254 を設定し、OSPFでNeighborを指定し、VLAN interface 100 に HTTP80 のみ許可する ACL を設定する...」

• 新しい手法：宣言型プログラミング → What 「WebサーバEPG から AppサーバEPG への通信は HTTP80 のみ許可する」


集中化されたセキュリティ

L4-7サービスの自動化、統合

セキュリティポリシー管理

高レベルのリアルタイム監視

スケーラブルマルチテナント

コンプライアンス

システマチックなアプローチ—物理、仮想



Cisco ACI の構成要素

Cisco Nexus 9508 36p 40G QSFP+ line card

Spineスイッチ

（固定型、モジュラー型）

Leaf スイッチ

APIC コントローラ

Cisco Nexus 9336PQ 36p 40G QSFP+

Cisco Nexus 93128TX 96p 100M/ 1/10GT & 8p 40G QSFP+

Cisco Nexus 9396PX 48p 1G/10G SFP+ & 12p 40G QSFP+

Leaf毎のLicense体型

APIC-M1, APIC-CLUSTER-M1 <1,000 10G Leaf ポート

APIC-L1, APIC-CLUSTER-L1 >1,000 10G Leaf ポート



Layer 4..7 システム管理ストレージ管理

オーケストレータ管理

ストレージ SME

サーバSME ネットワークSME

セキュリティ SME アプリSME OS SME

オープンRESTful API

ポリシーベースプロビジョニング

APIC

Cisco APIC Application Policy Infrastructure Controller

APIC

• クラスター化されたコントローラー

• 最小3台から最大31台のクラスタ

• コントローラ障害時もファブリックに

影響なし



Cisco ACI のもたらすこと

ネットワークサービスのリソースプール化

特長 • ファブリック • シンプル＆ステートレス（ポリシーモデル） • 高いパフォーマンス、拡張性、可視性 • 自動化 • セキュリティ



インフラをリソースとして管理するための管理ソリューション

マルチハイパーバイザマルチベンダー統合管理

Cisco UCS Director サーバ、ネットワーク、ストレージ、仮想化の統合管理と自動化

複数 Cisco UCS Managerの統合管理

ブレードサーバラックマウントサーバ統合管理

ACI Fabric および

連携する仮想スイッチ L4-7デバイスの統合管理

Cisco APIC ネットワークの統合管理

Cisco UCS Central 複数拠点UCS ドメインの統合管理

Cisco UCS Manager Cisco UCSサーバの統合管理


インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco Unified Computing System (UCS)

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