텔코(telco) 클라우드

27
June. 2016 안종석 NAIM Networks, Inc. [email protected] 텔코(Telco) 클라우드

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Page 1: 텔코(Telco) 클라우드

June. 2016

안종석NAIM Networks, [email protected]

텔코(Telco) 클라우드

Page 2: 텔코(Telco) 클라우드

2Copyright ⓒ 2015 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

Contents

I. Market Trend• 엔터프라이즈/텔코 , 시장별 서비스 특징• 클라우드 관리 , 매니지드 클라우드 서비스• 멀티 클라우드 통합 관리

II. 기술• 서비스 설계 고려 요소• 텔코 클라우드를 위한 서비스 고려• 클라우드 네트워킹 / SDN (ONOS)• CORD , 아키텍처 , DevOps , 오케스트레이션• TOSCA , YANG, 오픈스택, NIC

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3Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

I. Market Trend – Telecom Infra Project

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4Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

I. Market Trend – 텔코 클라우드 엔지니어

Cloud Engineer @ telco market

Description :

We are seeking highly creative and curious Cloud Engineers, at all levels, who are passionate about cutting-edge distributed computing. As part of a team team that’s leading the next wave of disruption on a whole new scale, you will play an integral part in advancing Cloud eco-system and culture of technical technical excellence. You will champion the Cloud Management Platform (CMP), live and breathe Infrastructure Automation, support Hybrid Cloud Solutions, Solutions, and display a strong understanding of Cloud-as-a-Service varieties: PaaS, IaaS, and SaaS. Creating the next generation of network-centric Cloud Cloud architectures, you will make a key contribution supporting end-to-end public Cloud Automation of application delivery, including Infrastructure provisioning and integration with Continuous Integration/Continuous Development (CI/CD) platforms, using existing and emerging technologies. The ideal ideal candidate will have experience moving infrastructure to the Cloud!

Responsibilities & Expectations:

- Stealthily plan and lead the deployment of the cloud solution in a production environment - Develop scripts and glue code to integrate multiple software components- Automate the provisioning of environments pulling strings with Puppet, cooking up some recipes with Chef, or through Ansible, and the deployment of those of those environments using containers, like Docker or Rocket: (and for the love of automation, at least have some configuration management tool through through some version control)- Design and develop automation workflows, performing unit tests and conducting reviews to make sure your work is rigorously designed, elegantly coded, and coded, and effectively tuned for platform performance, and assessing the overall quality of delivered components- Strong verbal and written communication skills are necessary due to the dynamic nature of collaborations with customers, vendors, and other engineering engineering team, solving complex business problems together- Evaluate & build different compute frameworks for all tiers

Basic Qualifications:

- Bachelor’s Degree in Information Systems, Computer Science, or military experience - At least 1 years’ experience with a formal version control tool (Subversion, Git, ClearCase)- At least 2 years’ with large-scale infrastructure designs, implementation, and support

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5Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

텔코(Telco) 환경

많은 부분의 통신사 수익은 새로운 서비스의 도입으로 발생

관리 비용의 증가로 인한 관리 수익의 감소

클라우드, 모바일비디오 등 신규 서비스 등장

가상서버 및 네트워크 연결 속도의 증가

I. Market Trend – 텔코 환경

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엔터프라이즈: 애플리케이션 요구에 적합한 클라우드 자원 텔코 (Telco): 네트워크 기능 가상화 기반 클라우드 데이터센터

• vCPE(virtual Customer Premises Equipment) PoC 예:DPDK 사용 오픈스택, Redhat OST 7, KVM(SRIOV, CPU Pinning, Avoiding NUMA node),

Brocade vRouter 5600

비디오헤드엔드

모바일게이트웨이

PE / 서비스에지

모바일 / 태블릿

셋탑박스 / TV

CE Router / 브로드밴드

모바일 / 태블릿

셋탑박스 / TV

CE Router / 브로드밴드

서비스 1

서비스 2

컨텐츠 2

컨텐츠 1

SP’sCloud

네트워크 기능가상화 (NFV)

I. Market Trend – 엔터프라이즈/텔코

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7Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

클라우드 사업자 솔루션: 자사를 위한 하이브리드 클라우드 솔루션 공개 기반 기술: 오픈스택을 기반으로 확장하는 것이 추세 멀티 클라우드 통합 관리 기술: 누가?

I. Market Trend – 클라우드 관리

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8Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.IMS (IP Multimedia Subsystem)

엔터프라이즈 (Enterprise) : 요청/응답 기반 클라우드 서비스 텔코 (Telco): 실시간 멀티미디어 서비스 5G (2020?)

Telco Cloud

시그널링시그널링

미디어미디어

시그널링시그널링

미디어미디어

• 실시간 멀티미디어 애플리케이션

– 지연과 유실에 민감– 음성의 경우 LTE는 200 ms를 넘지 않아야– 초단위 지연 발생시 음성 품질 저하를 감지

I. Market Trend – 시장별 서비스 특징

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9Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

Mobile Edge와 5G의 지연(Latency) 목표 지원 (Verizon)

• 5G 지연 요구 수준 만족하는 에지 클라우드 서비스 (Verizon 예)

지연 (Latency) 요구 수준 ms

HFT(High-frequency 트레이딩)

가상현실(VR) 게임

클라우드 지원 드라이빙 (Car)

AR – 비게임(non-gameing)

고화질 클라우드 게임 (FPS)

Fios On Demand / Go90

Webpage first told load

IM 채팅

허용 지연프로세싱/버퍼링/표시를 위한애플리케이션 허용 지연

에지클라우드

적용

중앙(core)클라우드

적용

The U.S. telecom behemoth Verizon Communications Inc. VZ is currently conducting field trials for its upcoming 5G wireless network with its partners. The company is looking at mobile hotspot and fixed wireless for initial deployment of the next-generation 5G wireless networks in the U.S. in 2017

By Zacks Equity Research April 22, 2016

Verizon Fios Internetgo90 - Mobile TV Network

I. Market Trend – 5G Use Case

Page 10: 텔코(Telco) 클라우드

10Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

II. 기술 - 서비스 설계 고려 요소

Google 2015

에지클라우드

적용

코어클라우드

적용

클라우드 서비스 구분

• 데이터 플레인 분리/테이블의 캐시 사용/마이크로 세그먼트 구조 바람직

• 텔코는 데이터센터 내에서 처리 가능한 서비스 제공 구조(에지 클라우드)

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텔코(Telco)는 멀티 클라우드 서비스를 위한 하드웨어 인프라 구축 5G 고려, 현재 LTE는 GTP 터널링 사용 (과금, 로밍, 기타 시그널링) Data Plane과 API 제공 Abstraction Layer

에지 클라우드

에지 클라우드

에지 클라우드

코어 클라우드

코어 클라우드

코어 클라우드

5G?

II. 기술 – 텔코 클라우드를 위한 서비스 고려

GPRS Tunneling Protocol (GTP) general packet radio service (GPRS)

Page 12: 텔코(Telco) 클라우드

12Copyright ⓒ 2016 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

데이터센터 환경에서 클라우드 서비스 기술 사용

• Verizon (2015 예)

지연감소 분산 구조

코어네트워크 부담 감소

대형은 서버당 10 Gb

20-50 Rack/Regional DC

소형은 서버당 최대 100 Gb

2-6 Rack/edge DC

• Blueplanet (2016 예)

CORD 기반

가입자 규모별 구성

최대 15 Rack

Backbone Edge AccessInternet

Regional DC Edge DC

버라이존(Verizon)

블루플래닛(blueplanet)

Central Local

CORD (Central Office Re‐architected as Datacenter)

II. 기술 – CORD

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CORD

Leaf‐Spine패브릭

BBUs(Multi‐RATs)

Front‐ Haul To RRUs Back Haul RRU

ResidentialResidential Software Stack vOLT, vSG, vRouter, 

vCDN

5GMobility Stack over Multiple RATs

4GMobility Software 

Stack : vBBU, VOD, vCDN, 

vDNS

Host 1

Host 2

Host 3

가상 계층

VNF-2C

VNF-2C

VNF-2C

VNF-1 VNF-3

라우터1

라우터2

OperatorMobile Core

vSG (Virtual Subscriber Gateway)BBU (Baseband Unit) RRU (Remote Radio Unit)

CORD 구성: ONOS(SDN 컨트롤러), OpenStack, XOS and more

RESTful API / TOSCA TOSCA, Yang

RAT (Radio Access Technology)

II. 기술 – CORD 관리 아키텍처

TOSCA (Topology and Orchestration Specification for

Cloud Applications)

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소프트웨어 스택 (Software Stack)

일반 서버에서구동하는 컨테이너

가상 네트워크와 필요한 플로우

제어애플리케이션

VNFaaS

일반 서버에서구동하는 가상머신

가상 네트워크와 필요한 플로우

제어애플리케이션

VNFaaS

II. 기술 – 소프트웨어 스택

Page 15: 텔코(Telco) 클라우드

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표준 TOSCA 기반 오케스트레이션

RESTful API / TOSCA

표준 TOSCA 기반오케스트레이션OSS 시연 동영상

II. 기술 – TOSCA

YANG (Yet Another Next Generation)TOSCA (Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications)

Page 16: 텔코(Telco) 클라우드

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TOSCA YANG

기관 OASIS IETF

적용 기반 IT, 애플리케이션 네트워킹

목적

애플리케이션 중심, 애플리케이션과 관련 가공 기능 적용, 확장성(Scale), 복구(Healing), 업그레이드, 설계 싯점 초점, 이행을 위한 기술(Description)

운영중인 네트워크 기기와 애플리케이션 컨피규레이션, 운영중을 초점, 블랙박스

슬로건 Bring them up and running Configure them

예제CRM 시스템, SQL DB, IPTV 서버, 가상 네트워크 템플릿 적용

새로운 IPTV 서비스 프로비져닝

운영설치, 시작, 컨피규레이션, 확장성, 복구, 업그레이드, 중지, 삭제

시작한 후 / 정지 전에 운영과 컨피규레이션,

작업 방법기업은 템플릿을 작성하고, 사용자는 템플릿린스턴스를 작성함

표준 기구와 기업은 모델을 작성하고, 사영자는 인스턴스를 작성 한다.

TOSCA와 YANG

• CORD와 운영의 인터페이스 표준 TOSCA와 YANG

II. 기술 – TOSCA vs YANG

YANG (Yet Another Next Generation)TOSCA (Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications)

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II. 기술 – SDN 컨트롤러

SDN 컨트롤러 : CORD는 클라우드 네트워킹을 위한 SDN 컨트롤러 사용(ONOS)

Page 18: 텔코(Telco) 클라우드

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에지클라우드

코어클라우드

에지클라우드

Telco 인프라기능

자동화 / 최적화 기능

멀티 벤더멀티 클라우드Orchestration

Platform

애플리케이션 요구 사항

표준 기반 클라우드애플리케이션 요구 기능

App / DB / 컴퓨팅 / 네트워크/ 스토리지 / 정책

II. 기술 – 표준 기반 오케스트레이션

요구 기능 : App, DB, 컴퓨팅, 네트워크, 스토리지, 정책, 기타 인프라: 오픈스택, AWS, Azure, IBM, VMware, 기타

Page 19: 텔코(Telco) 클라우드

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프로비젼

(Provision)

설치

(Install)

구성

(Configure)

적용

(Deploy)

모니터

(Monitor)

성능 제어

(Scale)

II. 기술 – 멀티 클라우드 DevOps

관리의 자동화 자동화를 위한 플러그인 허용

Plugins

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호스트

미들웨어

앱 모듈

연결

멀티 클라우드 오케스트레이션 : 표준 기반 GUI 서비스

생성 소스(TOSCA)

적용 후 맵(오픈스택)

II. 기술 – 멀티 클라우드 오케스트레이션

Page 21: 텔코(Telco) 클라우드

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TOSCA Template

or CSAR

• TOSCA-Parser

Heat Orchestration Template

(HOT) Deploy

TOSCA Types

Validation

TOSCA Nodes

Tests

• Heat-Translator

Map

Validation

Generate

Tests

https://github.com/openstack/heat-translatorhttps://pypi.python.org/pypi/heat-translator

https://github.com/openstack/tosca-parserhttps://pypi.python.org/pypi/tosca-parser

Heat

TOSCA (OASIS open standards consortium)• TOSCA Simple Profile for Network Functions Virtualization (NFV) Version 1.0

Committee Specification Draft 03 (17 March 2016)

• 토스카 파서(TOSCA-Parser): Parser for TOSCA Simple Profile in YAML

• 히트번역기(Heat-Translator): An OpenStack project to map and translate non-Heat

Heat (e.g. TOSCA) templates to Heat Orchestration Template (HOT)

CSAR (Cloud Service Archive)

TOSCA YAML HOT YAML

TOSCA (Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications)

• Tacker is an OpenStack project forNFV Orchestration and VNF Management using ETSI MANO Architecture

• Mitaka w/TOSCA-Parser

II. 기술 – TOSCA

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Hosted On

Software ComponentContainer

(Docker Runtime Capability)

Containee(Docker Runtime Requirement)

Requirements

Capabilities

# NOT YET IN TOSCA SPEC. TO BE INVENTED…repositories:

docker_hub:url: xxxcredentials: yyy

node_templates:

docker_webserver:type: tosca.nodes.Containerrequirements:‐ host:  

# omitted for brevityartifacts:‐ my_image: < URI of Docker Image in Repo. >

type: tosca.artifacts.impl.Docker.Image:repository: docker_repo

Container

Container

DockerRocket

artifact_types:tosca.artifacts.impl.Docker.Image:

derived_from: tosca.artifacts.Rootdescription: Docker Image TARmime_type: TBDfile_ext: [ tar ]

Docker Hub(Repo.)

• URI of DockerImage• Relative to Repo.

Artifacts• Docker 

Image• .TAR)

II. 기술 – Containers Portability in TOSCA

Page 23: 텔코(Telco) 클라우드

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Tacker: 멀티 사이트를 위한 오픈 NFV 오케스트레이터 (OpenStack)

• VNF 라이프 사이클 관리

프레임워크 모니터

프레임워크 컨피규레이션

• VNF 카탈로그 관리

TOSCA 탬플릿 지원

• EPA 지원

CPU-Pinning, Huge Page, NUMA awareness, SR-IOV

• 자원 생성 자동화

Flavor, Network and Image creation

Kingbird: 멀티 리전을 관리하며 자원을 동기화 Tricircle: OpenStack L2/L3 네트워크를 연결하여 volume/VM 이동,

이미지 배포, 글로벌 자원 가시화 분산 쿼타 관리

EPA (Enhanced Platform Awareness) NUMA (Non-uniform memory access)

II. 기술 – 오픈스택

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오픈스택 네트워킹 플러그인 SR-IOV (NIC) DPDK (NIC)

VM 성능 높음 보통

지연 낮음 높음

CPU 코어 절약 높음 낮음

네트워크 가상화 VLAN만 지원 VLAN, VxLAN, GRE

Anti-Spoofing 가능 가능

로드밸런싱 No 가능

ACL (Stateless) No 가능

방화벽 보안 (Stateful) No No

VM Migration No 가능

개별 플로우 분석 No No

시장 NFV POP 클러스터 온프레미스 NFV

POP, IaaS, 엔터프라이즈 데이터센터, NFV에서 유용한 NIC 기능을 SR-IOV와 DPDK에서 지원하지 못하고 있음 (현재 특정 벤더 지원)

MS는 FPGA 기반 스마트 NIC 직접 설계 Telco는 GRE, MPLS, NSH등의 하드웨어 지원을 기대함 (현재 특정 벤더 지원)

II. 기술 – 오픈스택과 NIC

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Telco Cloud (멀티 클라우드)

• 범용칩 기반으로 성능 개선 필요

• 스케일 아웃(Scale Out) 가능한 라우터 필요

• 브라운 필드 네트워크 기반

• 캐리어가 진정 원하는 것을 알리기

요약

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