MPLS Japan 2019 : Data & Control Plane を繋ぐ API

MPLS Japan 2019 : Data & Control Plane を繋ぐ API

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  MPLS JAPAN 2019 Data& Control Plane を繋ぐ API Kentaro Ebisawa, Principal Researcher Toyota Motor Corporation InfoTech, Connected Advanced Development Div. ～現状と実装 ～
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 昨年の今頃 そして、１年が経ち …
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 多様なプラットフォームの拡充 NPUSwitch ASIC FPGA CPU 処理性能（スループット） ターゲット（チップ・エミュレーター） Ethernet Switch 高性能 xx Tbps Barefoot (Intel) xxx Gbps x Gbps Xilinx, Intel xx Gbps Netronome (BMv2, eBPF) SmartNIC 高性能 + 拡張性 Server VM/CT 拡張性・仮想環境 プラットフォーム種別 P4 で記述したプログラムが動作する環境（チップ・エミュレーター）
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 広がるデータプレーン・プログラミングの輪 「日本 P4 ユーザ会」 発足 2019年6月28日 https://p4users.org/committee-members/
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 https://p4users.org/
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 日本 P4 ユーザ会 2019 開催 システムインテグレーター コミュニティ リサーチ ユーザー（狭義の） テクノロジープロバイダー 2019年10月11日
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 日本 P4 ユーザ会 2019 開催 145人＋スタッフ
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 次の１年 コントロールプレーン 実装手法の検討 これまでの１年 データプレーン 実装手法の理解拡大
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 コントロールプレーンの実装場所 dataplane (parser & match / action table) protocol daemons (ospf, is-is, bgp, mpls …) Controller & Application dataplane (parser & match / action table) Controller & Application プロトコルデーモンを介した制御 コントローラーからの直接制御
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 コントロールプレーンの実装場所 dataplane (parser & match / action table) protocol daemons (ospf, is-is, bgp, mpls …) Controller & Application プロトコルデーモンを介した制御 良いところ • コントローラーとの接続が切れても動作 • 各ノードの自律的な動作が可能 • コントローラーがシンプルに 苦労するところ • 多機能＆安定なプロトコル実装 • データプレーンとのインテグレーション（開発） • データプレーン変更へのプロトコル実装の追従 • データプレーン変更時のAPI変更
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 コントロールプレーンの実装場所 dataplane (parser & match / action table) Controller & Application コントローラーからの直接制御良いところ • ユースケースに応じたコントロールプレーンと データプレーン両方の変更が容易 • データプレーン変更時もAPIの変更は不要 （データのみ変更） 苦労するところ • コントローラーが複雑に（パス計算など） • コントローラーとの接続断時の冗長化
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 “カスタマイズされたデータプレーン” ＆ “コントロールプレーン” 実装例
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 Lumina Flow Manager Lumina SDN Controller https://noviflow.com/ WAN Edge & CORE (SD-CORE) • MPLS VPN ベースのサービスを短期間・低コストで実現 • MPLS forwarding • Segment Routing • Traffic Engineering • Streaming Telemetry • Service Automation（マルチドメイン） • Tofino (P4) ベースの White Box Switch • OpenDaylight （SDN Controller）
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 • ロードバランサー、パケットブローカー、INT（遅延測定）など • コントローラー（CyberMapper）を通じ REST API で操作 • OpenFlow や P4 Runtime を用いたアクセスも可能 https://noviflow.com/
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 • Programmable Spine / Leaf Switch を利用した "Software Defined Fabric" • サーバーの仮想スイッチと連携し ASIC へとオフロード • 低遅延や拡張性を実現 https://www.kaloom.com/
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 "Using Programmable Chip and Open Source SW Toward Disaggregated Network Packet Broker and 5G UPF“, P4 Workshop, May 1st, 2019 • "Prism Controller" を用い P4 で作ったデータプレーンを管理 • モバイルプロトコル（GTP）にも対応 • Network Packet Broker (NPB), 5G UPF (with N4 interface) http://www.kulcloud.com/
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 「ボトムアップ」 から 「トップダウン」 へ "How We Might Get Humans Out of the Way - Keynote by Nick McKeown", ONF Connect 2019 https://www.opennetworking.org/onf-connect-2019-resources/ https://www.opennetworking.org/wp-content/uploads/2019/09/Connect-2019-Nick-McKeown.pdf ASIC の機能 ⇒ スイッチが実現可能な機能 スイッチで実現したい機能 ⇒ ASICの機能
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 「ボトムアップ」 から 「トップダウン」 へ "How We Might Get Humans Out of the Way - Keynote by Nick McKeown", ONF Connect 2019 https://www.opennetworking.org/onf-connect-2019-resources/ https://www.opennetworking.org/wp-content/uploads/2019/09/Connect-2019-Nick-McKeown.pdf ASIC の機能 ⇒ スイッチが実現可能な機能 スイッチで実現したい機能 ⇒ ASICの機能 実現可能な ユースケースの数 トップダウンの力
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 コントロールプレーンの実装場所 dataplane (parser & match / action table) Controller & Application コントローラーからの直接制御コントローラーによる独自データプレーン 直接制御によるユースケースの拡大 「データプレーンの変化に追従可能」 な プロトコル実装の不在 （少なくても現時点では） コントローラーからのデータプレーン直接制御が より多くの恩恵をもたらたす
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 “データプレーン” と “コントロールプレーン” を繋ぐ API
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 APIの標準化・コントロールプレーンとの連携 ONS 2018, "Tutorial: P4 and P4Runtime Technical Introduction and Use Cases for Service Providers" https://events.linuxfoundation.org/wp-content/uploads/2017/12/Tutorial-P4-and-P4Runtime-Technical-Introduction-and-Use-Cases-for-Service-Providers-Carmelo-Cascone-Open-Networking-Foundation.pdf https://p4.org/specs/
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 P4 で記述できないスイッチ機能へのアクセス P4の記述と同期して動作する必要がある設定・統計の管理（Port ID, Stats etc.） P4Runtime provides a flexible mechanism for configuring the forwarding pipeline on a network switch. gNMI is a framework for network device management that uses gRPC as the transport mechanism. Open Sourced on 2019年9月10日 https://github.com/stratum/stratum
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 https://www.apresiatac.jp/blog/201910071861/
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  MPLS JAPAN 2019Data& Control Plane を繋ぐ API｜海老澤健太郎＠トヨタ自動車 まとめ White Box & Disaggregation により トップダウンなネットワーク設計が可能に 実現したいユースケース コントロールプレーンの選択・実装 データプレーンの実装・統合 APIの標準化・オープンソース化により コントロールプレーンもオープンな技術で実装可能に