技術概要
キャンパスファブリックIP Closの概要アーキテクチャ
EVPN-VXLANアーキテクチャを採用したキャンパスファブリックは、オーバーレイネットワークをアンダーレイネットワークから切り離します。このアプローチは、ネットワーク管理者が1つ以上のL3ネットワークにまたがって論理L2ネットワークを作成できるようにすることで、最新のエンタープライズネットワークのニーズに対応します。異なるルーティングインスタンスを設定することで、各ルーティングインスタンスに個別のルーティングおよびスイッチングテーブルがあるため、仮想ネットワークの分離を強制できます。
ジュニパーのMist™ポータルワークフローにより、キャンパスファブリックを簡単に作成できます。
アンダーレイネットワーク
EVPN-VXLANファブリックアーキテクチャにより、ネットワークインフラストラクチャがシンプルで、キャンパスやデータセンター全体で一貫性のあるものになります。すべてのコア、ディストリビューション、アクセスデバイスをL3インフラストラクチャを使用して接続する必要があります。予測可能なパフォーマンスを確保し、一貫性と拡張性に優れたアーキテクチャを実現するために、 Closベースの IPファブリックを展開することをお勧めします。
任意のL3ルーティングプロトコルを使用して、アクセス、コア、およびディストリビューションデバイス間でループバックアドレスを交換できます。BGPには、プレフィックスフィルタリング、トラフィックエンジニアリング、ルートタグ付けの向上などのメリットがあります。この例では、アンダーレイルーティングプロトコルとしてeBGPを使用しています。Mistは、キャンパスファブリックのみのアンダーレイとオーバーレイのプライベート自律システム番号とすべてのBGP設定を自動的にプロビジョニングします。外部の BGP ピアとのピアリングを可能にする追加の BGP スピーカーを提供するオプションがあります。
アンダーレイ BGP は、ピアからループバックアドレスを学習するために使用され、オーバーレイ BGP がループバックアドレスを使用してネイバーを確立できるようにします。その後、オーバーレイを使用してEVPNルートを交換します。
を実行する隣接層間のポイントツーポイント/31リンク
ネットワークオーバーレイにより、物理ネットワークに依存しない接続とアドレス指定が可能になります。イーサネットフレームはUDP/IPデータグラムに包まれており、アンダーレイ上で伝送するためにIPにカプセル化されています。VXLANにより、基盤となる物理L3ネットワークに仮想L2サブネットまたはVLANを広げることができます。
VXLANオーバーレイネットワークでは、各L2サブネットまたはセグメントは、仮想ネットワーク識別子(VNI)によって一意に識別されます。VNI は、VLAN ID と同じ方法でトラフィックをセグメント化します。このマッピングは、コアブロックまたはサービスブロックに存在する可能性のあるアクセススイッチと境界ゲートウェイで発生します。VLAN の場合と同様に、同じ仮想ネットワーク内のエンドポイントは相互に直接通信できます。
異なる仮想ネットワークのエンドポイントには、VXLAN間ルーティングをサポートするデバイス(通常はルーター)、またはL3ゲートウェイと呼ばれるハイエンドスイッチが必要です。VXLANのカプセル化とカプセル化解除を実行するエンティティは、VTEPと呼ばれます。各VTEPはL2ゲートウェイとして知られており、通常、デバイスのループバックアドレスが割り当てられます。ここでも、VXLAN(通称VNI)からVLANへのマッピングが行われます。
VXLANは、コントロールプレーンプロトコルを使用することなく、L3 IPキャンパスファブリック全体のトンネリングプロトコルとして導入できます。ただし、VXLANトンネルのみを使用したからといって、イーサネットプロトコルのフラッドや学習動作は変わりません。
コントロールプレーンプロトコルなしでVXLANを使用する主な方法は、スタティックユニキャストVXLANトンネルとVXLANトンネルの2つです。これらのメソッドは、マルチキャスト アンダーレイでシグナリングされ、固有のフラッドと学習の問題は解決しません。また、これらの方法は、大規模なマルチテナント環境では拡張が困難です。これらの方法は、このJVDの範囲外です。
EVPNを理解する
EVPNは、MACやIPアドレスなどのエンドポイント到達可能性情報を他のBGPピアに配布するためのBGP拡張機能です。このコントロールプレーンテクノロジーは、MACアドレスとIPアドレスのエンドポイント配信にマルチプロトコルBGP(MP-BGP)を使用しますが、MACアドレスはタイプ2 EVPNルートとして扱われます。EVPNにより、VTEPとして動作するデバイスは、エンドポイントに関する到達可能性に関する情報をお互いに交換できます。
サポートされているEVPN標準ジュニパー: https://www.juniper.net/documentation/us/en/software/junos/evpn-vxlan/topics/concept/evpn.html
EVPN-VXLANとは: https://www.juniper.net/us/en/research-topics/what-is-evpn-vxlan.html
EVPNを使用するメリットは次のとおりです。
- MACアドレスのモビリティ
- マルチテナント
- 複数リンクにわたるロードバランシング
- 迅速なコンバージェンス
- 高可用性
- 規模
- スタンダードベースの相互運用性
EVPNは、全アクティブモデルを通じてマルチパス転送と冗長性を提供します。アクセスレイヤーは、2つ以上の配信デバイスに接続し、すべてのリンクを使用してトラフィックを転送できます。アクセス リンクまたはディストリビューション デバイスに障害が発生した場合、トラフィックは、残りのアクティブなリンクを使用してアクセス レイヤーからディストリビューション レイヤーに向かってフローされます。逆方向のトラフィックの場合、リモートディストリビューションデバイスは、マルチホームイーサネットセグメントに接続された残りのアクティブなディストリビューションデバイスにトラフィックを送信するように、転送テーブルを更新します。
EVPNの技術的能力には以下が含まれます。
- フラッディングを最小限に抑制—EVPNは、VTEP間でエンドホストMACアドレスを共有するコントロールプレーンを作成します。
- マルチホーミング—EVPNはクライアントデバイスのマルチホーミングをサポートします。マルチホーミングをサポートするためには、アクセススイッチ間のエンドポイントアドレスの同期を可能にするEVPNのような制御プロトコルが必要です。トポロジー上を移動するトラフィックは、複数のパス間をインテリジェントに移動する必要があるからです。
- エイリアシング—EVPNは、デバイスをキャンパスファブリックのアクセスレイヤーに接続するときに、すべてアクティブなマルチホーミングを活用します。マルチホームアクセスレイヤースイッチの接続はESI-LAGと呼ばれ、アクセスレイヤーデバイスは標準のLACPを使用して各アクセススイッチに接続します。
- スプリット ホライズン—スプリット ホライズンは、ネットワーク内の BUM トラフィックのループを防ぎます。スプリット ホライズンでは、パケットが受信したのと同じインターフェイスを介して送り返されることはなく、ループを防ぐことができます。
オーバーレイネットワーク(データプレーン)
VXLANは、アンダーレイネットワークを介してネットワークエンドポイント間のイーサネットフレームをトンネリングするオーバーレイデータプレーンカプセル化プロトコルです。ネットワークの VXLAN カプセル化とカプセル化解除を実行するデバイスは、VTEP と呼ばれます。VTEP は、フレームを VXLAN トンネルに送信する前に、仮想ネットワーク識別子(VNI)を含む VXLAN ヘッダーで元のフレームをラップします。VNIは、パケットをイングレススイッチの元のVLANにマッピングします。VXLANヘッダーを適用した後、フレームはUDP/IPデータグラムにカプセル化され、IPファブリックを介してリモートVTEPに送信されます。ここでVXLANヘッダーが削除され、VNI-to-VLAN変換がエグレススイッチで行われます。
VTEPは、デバイスのループバックアドレスに関連付けられたソフトウェアエンティティで、VXLANトンネルを発信および終了します。IP ClosファブリックのVXLANトンネルは、以下でプロビジョニングされます。
- アクセススイッチにより、キャンパスファブリックIP Clos全体にサービスを拡張します。
- コアスイッチは、境界ルーターとして機能する場合、キャンパスファブリックと外部ネットワークを相互接続します。
- キャンパスファブリックと外部ネットワークを相互接続するサービスブロックデバイス。
オーバーレイネットワーク(コントロールプレーン)
EVPNシグナリングを備えたマルチプロトコル境界ゲートウェイプロトコル(MP-BGP)は、オーバーレイコントロールプレーンプロトコルとして機能します。隣接レイヤースイッチは、ループバックアドレスを使用してeBGPピアを設定し、ネクストホップはアンダーレイBGPセッションによって通知されます。例えば、コアデバイスとディストリビューションデバイスは互いにeBGPセッションを確立し、アクセスデバイスとディストリビューションデバイスは互いにeBGPセッションを確立します。キャンパスファブリックに参加しているスイッチでL2転送テーブルの更新があった場合、新しいMACルートを含むBGP更新メッセージをファブリック内の他のデバイスに送信します。その後、これらのデバイスはローカルEVPNデータベースとルーティングテーブルを更新します。
を使用したEVPN VXLANオーバーレイネットワーク
耐障害性とロードバランシング
当社は、BGPプロトコル実装の一環としてBFDをサポートしています。これにより、デバイスやリンクに障害が発生した場合に、ルーティングプロトコルのタイマーに依存することなく、迅速なコンバージェンスを実現します。ジュニパー Mist は、アンダーレイとオーバーレイのそれぞれに最小間隔 1000 ミリ秒で BFD を設定します。パケットごとのロード バランシングは、デフォルトで、転送プレーンで有効にされた等価コスト マルチパス(ECMP)ルーティングを使用して、キャンパス ファブリック内のすべてのリンクでサポートされます。
イーサネットセグメント識別子(ESI)
サーバーやアクセスポイントなどのデバイスが、キャンパスファブリックのアクセスレイヤーで2台以上のスイッチにマルチホームされると、アクセスレイヤーデバイスにESI-LAGが形成されます。このESIは、ESIに参加しているすべてのアクセスレイヤースイッチ間でイーサネットセグメントを識別する10オクテットの整数です。MP-BGP は、この情報を調整するために使用されるコントロール プレーン プロトコルです。ESI-LAGは、不良リンクが発生した場合にリンクフェイルオーバーを有効にし、アクティブ-アクティブロードバランシングをサポートし、ジュニパーMistによって自動的に割り当てられます。
サービスブロック
重要なインフラサービスを専用のジュニパーネットワークススイッチから離して配置する必要があります。これには、WANやファイアウォール接続、RADIUS、DHCPサーバーなどが含まれます。リーンコアを導入する必要がある場合、専用のサービスブロックにより、コアがVXLANトンネルのカプセル化とカプセル化解除、複数のルーティングインスタンス、追加のL3ルーティングプロトコルをサポートする必要性がなくなります。サービスブロックボーダー機能は、コア層から直接、または専用のスイッチペアとしてサポートされます。
アクセスレイヤー
アクセス層は、パーソナルコンピュータ、VoIP電話、プリンター、IoTデバイスなどのエンドユーザーデバイスへのネットワーク接続と、無線アクセスポイントへの接続を提供します。EVPN-VXLANネットワークは、すべてのアクセスレイヤースイッチを拡張します。
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この例では、各アクセススイッチまたはバーチャルシャーシは、2台以上の分散型スイッチにマルチホームされています。ジュニパーのバーチャルシャーシは、分散型スイッチに必要なポート数を削減し、キャンパス全体のファイバーの可用性を最適化します。バーチャルシャーシは、最大10台のメンバースイッチをサポートし(スイッチモデルによって異なります)、単一のデバイスとして管理されます。 https://www.juniper.net/documentation/us/en/software/junos/vcf-best-practices-guide/vcf-best-practices-guide.pdf を参照してください。
EVPNをコントロールプレーンプロトコルとして実行することで、どのアクセススイッチやバーチャルシャーシデバイスでも、ディストリビューションレイヤーへのアクティブ-アクティブマルチホーミングを有効にすることができます。EVPNは、任意の数のアクセスレイヤースイッチにわたって水平方向に拡張できる、スタンダードベースのマルチホーミングソリューションを提供します。
単一または複数のPoD設計
ジュニパーのMistキャンパスファブリックは、1つのPoD(Point of Delivery)(正式名称はサイト設計)または複数のPoDのみの導入に対応しています。以下に示す組織の導入は、マルチPoD構造に沿う必要がある企業を対象としています。
ジュニパーアクセスポイント
私たちのネットワークでは、優先APデバイスとしてジュニパーアクセスポイント(AP)を選択しています。これらは、現代のクラウドおよびスマートデバイス時代の厳しいネットワーキングニーズを満たすためにゼロから設計されています。ジュニパー Mist は、有線 LAN と無線LANの両方に独自の機能を提供します。
- 有線および無線アシュアランス—ジュニパーMistは有線および無線アシュアランスで有効化されています。設定が完了すると、スループット、容量、ローミング、稼働時間などの主要な有線および無線パフォーマンスメトリックに対するサービスレベル期待値(SLE)がジュニパー Mist platformで監視されます。このJVDは、ジュニパーのMist Wired アシュアランスクラウドサービスを使用しています。
- 仮想ネットワークアシスタント「Marvis®」—有線および無線による迅速なトラブルシューティング、トレンド分析、異常検知、事前対応型の問題修正を提供する統合AIエンジンです。
ジュニパー Mist Edge
大規模なキャンパスネットワーク向けに、ジュニパー Mist™ Edgeは、ジュニパー APとの間のトラフィックのオンプレミストンネル終端を介したシームレスなローミングを提供します。ジュニパー Mist Edge は、特定のマイクロサービスを顧客の施設に拡張しつつ、ジュニパー Mist クラウドとその分散型ソフトウェア アーキテクチャを使用して、拡張性と耐障害性に優れた運用、管理、トラブルシューティング、分析を実現します。ジュニパー Mist Edgeは、スタンドアロンアプライアンスとして導入され、さまざまな規模の導入向けに複数のバリエーションが用意されています。
進化するIT部門は、有線、無線、WANネットワークを管理するための統合されたアプローチを求めています。このフルスタックのアプローチにより、運用が簡素化および自動化され、エンドツーエンドのトラブルシューティングが実現し、最終的にはSelf-Driving Network™へと進化します。このJVDへのジュニパーMist platformの統合は、フルスタックの導入と自動化の両方に対応します。
キャンパスファブリックIP Closの導入タイプ
ジュニパーMistのWired アシュアランスは、規模とPoD設計に応じて、3段階および5段階のIP Clos導入をサポートします。
3ステージIP Clos
3ステージIP Closは、ディストリビューションレイヤーを必要とせず、要件が小規模な導入を対象としています。
5ステージIP Clos
3ステージIP Closは、アクセス層、ディストリビューション層、コア層とともに導入することを推奨します。また、複数のPoDを使用し、その後コアスイッチ(下図には表示されていません)を使用してピアリングする場合にも推奨されます。
キャンパスファブリックIP Closでサポートされているプラットフォーム
表1は、キャンパスファブリックのIP Clos導入でサポートされているプラットフォームを示しています。
| サポート対象プラットフォーム | |
|---|---|
| キャンパスファブリックIP Clos導入 | 対応プラットフォーム |
| アクセスレイヤー | EX4100 EX4300-MP EX4400 |
| ディストリビューション層 | EX4400-24X EX4650 QFX5120 QFX5130 QFX5700 EX92xx |
| コア層 | EX4650 QFX5120 QFX5130 QFX5700 QFX10000 EX92xx |
| サービスブロック | EX4400-24X EX4650 QFX5120 QFX5130 QFX5700 EX92xx |
ジュニパーネットワークス® EX4300-MP スイッチのハードウェア上の制限により、VXLAN-GBP には使用できません。このような機能については、ジュニパーネットワークス®のEX4100またはジュニパーネットワークス®のEX4400スイッチを検討してください。
ジュニパー Mist Wired アシュアランス
ジュニパー Mist Wired アシュアランスは、スイッチ、IoTデバイス、アクセスポイント、サーバー、プリンターのキャンパスファブリックに、自動化された運用とサービスレベルを提供するクラウドサービスです。シームレスなオンボーディングと自動プロビジョニングのためのDay 0から始まり、運用と管理のためのDay 2以降まで、すべてのステップを簡素化することです。ジュニパーネットワークス®のEXシリーズスイッチは、スイッチのヘルス指標や異常検知のインサイトを可能にするJunosストリーミングテレメトリ、およびMist AI™機能を提供します。
MistのAIエンジンおよび仮想ネットワークアシスタントであるMarvisは、イベントを監視してアクションを推奨することで、ヘルプデスクの運用を合理化しながら、トラブルシューティングをさらに簡素化します。Marvisは、Self-Driving Networkへの一歩であり、インサイトをアクションに変え、IT運用を事後対応型のトラブルシューティングから事前対応型の修復へと変革します。
ジュニパーのMistクラウドサービスは、オープンAPIを使用して100%プログラム可能で、完全自動化および/または運用サポートシステムとの統合が可能です。たとえば、チケットシステムやIP管理システムなどのITアプリケーションです。
ジュニパー Mist は、WAN、LAN、無線ネットワークに独自の機能を提供します。
- 大規模なUIまたはAPIドリブン構成。
- スループット、容量、ローミング、稼働時間などの主要なパフォーマンス指標のサービスレベル期待値(SLE)
- Marvis—フルスタックネットワーク問題の迅速なトラブルシューティング、トレンド分析、異常検知、事前対応型の問題修復を提供する統合AIエンジン。
- 単一の管理システム。
- ライセンス管理。
- 長期的なトレンド分析とデータストレージのためのプレミアム分析。
ジュニパー Mist Wired アシュアランスの詳細については、次のデータシートをご覧ください。 https://www.juniper.net/content/dam/www/assets/datasheets/us/en/cloud-services/juniper-mist-wired-assurance-datasheet.pdf