OpenFlow スケーラビリティ／パフォーマンステスティング

OpenFlow
ステージ
Interop Tokyo 2012「OpenFlowオープンステージ」セッション資料
OpenFlow
スケーラビリティ/パフォーマンス
テスティング
株式会社 東陽テクニカ
情報通信システム営業部
Copyright (C) 2012 Toyo Corporation
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アジェンダ
• クラウド/データセンタとSDN/OpenFlow
• OpenFlowテスティング
– OpenFlowテストの検討
– スケーラビリティとパフォーマンス
• Spirent TestCenterテストソリューション
• 東陽テクニカの国内での取り組み
• まとめ
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クラウドの発展
•
• クラウドは既に日本
市場に根付いている
国内パブリッククラウドサービス
国内パブリッククラウドサービス
市場 セグメント別売上額予測
セグメント別売上額予測：
別売上額予測：
2011年
年～2016年
年
– 2016年のパブリックク
ラウドサービス市場は
約3,400億円
Source: IDC Japan, 5/2012
http://www.idcjapan.co.jp/Press/Current/20120508Apr.html
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データセンタのトラフィック
• ワールドワイドで
年33%の高い成長率
http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525
/ns537/ns705/ns1175/Cloud_Index_White_Paper.html
• 大部分がデータセン
タ内のトラフィック
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今のIPネットワークの常識
• ネットワーク装置が自律的に制御
– ルータ自体がルーティングプロトコルによっ
て経路を決定する
– スタティック設定もあるが柔軟性が乏しい
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SDN/OpenFlow
• Software Defined Network
– サーバ/アプリケーション側でネットワークを
集中管理・変更できる
• 大規模なデータセンタなどでメリットが大きい
• OpenFlowはSDNの
デファクト技術
https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads
/openflow/wp-sdn-newnorm.pdf
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OpenFlowの基本動作
• Flowテーブルでパケットの動作を指定
OFC
(OpenFlow Controller)
OFS
(OpenFlow Switch)
Port1
https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads
/openflow/wp-sdn-newnorm.pdf
Port2
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OpenFlowネットワークの
システム構成
OFC
パケット受信
経路問い合わせ
パケット転送
OFS
OFS
経路応答
経路計算
Flowテーブル設定
OFS
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OpenFlowテストの検討
• テストの目的
– 何を目的とするか事前に明確にする
• テスト構成
– 単体テストとシステムテスト
• テスト内容
– 目的に合わせてテスト内容を決める
•
•
•
•
•
コンフォーマンステスト
インターオペラビリティテスト
ファンクションテスト
スケーラビリティ/パフォーマンステスト
オペレーションテスト
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単体テスト
• 機器単体のテストを行う
• 構成が簡単
– 機器自体の動作確認や性能確認に適している
– 条件によってはカバーできないケースがある
DUT
(Device Under Test)
OFC
OFS
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システムテスト
• ある程度の規模のシステムを構成し、テ
ストを行う
• OpenFlowの場合は比較的早く実施される
– あまり複雑な構成だと、問題発見時に原因切
り分けが難しい事も
OFC
SUT
(System Under Test)
OFS
OFS
・・・・・・・
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テストの種類：
コンフォーマンステスト
• プロトコルの仕様通りに実装されている
かどうかを調べる試験
– Pass/Failの判定でその後の評価/対応が簡単
• 初期段階で重要な場合もある
– 無理に当てはめると自由度を狭める
– ベンダ独自で追加した付加機能もFailと判定さ
れる、など
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テストの種類：
インターオペラビリティテスト
• 異なるベンダの機器を接続し、問題が無
いか調べる
• コンフォーマンス・テストが十分であれ
ば不要だが実際は．．．
• ケースによっては非常に重要
• 限られた範囲での適用であれば、重要度
が低い場合も
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テストの種類：
ファンクションテスト
• 機能や動作を確認する
• プロトコル特有の機能やバージョンごと
の違いなどを重点的にテストする
• 単体テストでの初期段階から、スケーラ
ビリティ/パフォーマンス・テスト時点ま
で行われる
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テストの種類：スケーラビリティ/
パフォーマンステスト
• スケーラビリティ(Scalability)
– 拡張性を示す
– 収容できるユーザ、セッション、フロー数
• パフォーマンス(Performance)
– 処理性能を示す
– レイテンシやスループット
• ネットワークの収容設計等で重要
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テストの種類：
オペレーションテスト
• システムのオペレーション時の動作を確
認する
• ネットワーク運用後まで見据えて行う
• OpenFlowネットワークシステムの場合、
非常に重要
• 障害切り替え試験やセキュリティ試験も
含む
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テストの計画
• 目的に応じて適切な計画を策定し、実行
する
システムテスト
オペレーション
スケーラビリティ/パフォーマンス
単体テスト
ファンクション
インターオペ
ラビリティ
コンフォー
マンス
Time
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スケーラビリティ/パフォーマンス
に問題があった場合
http://www.nttdocomo.co.jp/info/notice/page/120221_00.html 18
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OpenFlowネットワークシステムの
スケーラビリティ/パフォーマンス
• OpenFlowプロトコル性能
– コントローラで処理可能なメッセージ数
– Flowテーブルのエントリ数
OFC
– OFCがサポートするスイッチ数
• データ転送性能
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プロトコル
OFS
– 処理可能なFlow数
– スループットやレイテンシ
– 接続インタフェース数
データ転送
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OpenFlowプロトコル
テストツールの例
• OFlops：OFSをテスト対象
• Cbench：OFCをテスト対象
– Maximum supported packet_in message
generate rate
OFC
OFS
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http://www.openflow.org/wk/index.php/Oflops
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ネットワーク装置に対するスケー
ラビリティ/パフォーマンステスト
• Internet Engineering Task Force (IETF) からいくつかの
ベンチマーク手法が Request For Comment (RFC) とし
て定義されている
– “Informational”であり、
プロトコル標準などと
は異なる
• RFC 1242 / 2544
– ルータのテストに関する
用語と手法
• RFC 2285 / 2889
– スイッチのテストに関す
る用語と手法
http://datatracker.ietf.org/wg/bmwg/charter/
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RFC 2544のテストタイプ詳細
• スループット
– デバイスがロスなく
転送できる最大レー
トを測定
試験対象装置
(DUT: Device Under Test)
• レイテンシ
– パケットの転送にか
かる時間を測定
テスター
• ルータが転送できる最
大レートで測定
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OpenFlowシステムに対するスルー
プット試験
• トラフィックがFlowテーブルへ登録され
た状態で行う
– Packet-inは行わない（別試験とする）
http://tools.ietf.org/html/rfc2544
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Gartner Hype曲線でのOpenFlow
認知度・期待度
テクノロジの 「過度の期待」
黎明期
のピーク期
幻滅期
啓蒙活動期
生産性の
生産性の安定期
時間
http://softwarestrategiesblog.com/2011/08/27/gartner24
releases-hype-cycle-for-networking-and-communications-2011/
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EV（電気自動車）とOpenFlow
• EV
• OpenFlow
– 基本機能
– 基本機能
• 安全性
• 航続距離
• クルマとしての乗り心
地、走り
• ネットワークの品質
– QoS, QoE
• スケーラビリティ
• パフォーマンス
– 付加機能
– 付加機能
• スマートフォンからの
エアコンや充電の制御
• ネットワークの柔軟性
• 一元管理
• 相互接続性
乗る人にとってはEVでも
ガソリン車でも、どっちでも良い
エンドユーザにとってはOpenFlowで
も通常のIP網でも、どっちでも良い
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Spirent Communications社ご紹介
• データ・音声通信およびネットワークに特
化した測定機器メーカとしては米国最大規
模を誇るメーカです
• 東陽テクニカは同社の日本国内における総
代理店です
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Spirent TestCenterの
豊富なテストソリューション
• Spirent TestCenterはブロードバンド・アクセス、
ミドルエッジ・ネットワーク、コア・ネット
ワークと様々なエリアに対応したリアルタイム
解析/レイヤ2-7 IPパフォーマンステスタです。
• 特長
–
–
–
–
–
–
–
高速インターフェース（10G/40G/100G）
IPコア（ルーティング, IP/MPLS）
モバイルバックホール（MPLS-TP, 1588v2）
アクセスネットワーク
仮想化/クラウド環境
データセンタプロトコル, SDN/OpenFlow
試験自動化（コマンド・シーケンサ）
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Spirent TestCenter
“OpenFlowテスト・パッケージ”
• 機能
– OpenFlowプロトコル・エミュレーション機能
• OpenFlowコントローラを擬似し、OpenFlowス
イッチをテスト
– ジェネレータ・アナライザ機能
• 数百万のトラフィック・フローを生成し、遅延や
パケットロス等を解析
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本ソリューションでの試験構成
Spirent TestCenter
“OpenFlowテスト・パッケージ”
を利用した試験システム
通常のOpenFlow試験システム
OFC
OpenFlow
Protocol
OFS
OFS
Data-Plane
Spirent
TestCenter
OFC
OFC:OpenFlow Controller
OFS:OpenFlow Switch
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本ソリューションの活用例
• OpenFlow対応スイッチの製品開発/評価
• OpenFlow対応製品のパフォーマンス試験/
ベンチマーク
• OpenFlowネットワークシステムのスケー
ラビリティ評価
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東陽テクニカの国内での取り組み①
～iPOP2012ショーケースに参加～
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http://www.toyo.co.jp/file/60116_iPOP2012.pdf
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東陽テクニカの国内での取り組み②
～Internet Week 2011のプログラムに協力～
• “仮想化時代のパケットフォワーディング”
– Linuxシステムの転送性能測定に全面協力
http://www.nic.ad.jp/ja/materials/iw/2011/proceedings/s09/ 32
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まとめ
• SDN/OpenFlowは日本のICT業界で今最も
熱いトピックス
• OpenFlowはネットワークの実用的な選択
肢の一つとして進化している
• OpenFlowテストは次のフェーズに向かい
つつある
• 新しい技術ではテストがより一層重要
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ご清聴有難うございました
http://www.toyo.co.jp/spirent
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