Circuitos Q-IN-Q: Aproximando a rede multi-campi no contexto metropolitano
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- Ana Carolina Estrela Peres
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1 Ponto de Presença da RNP em Santa Catarina Rede Metropolitana de Educação e Pesquisa da Região de Florianópolis 04 e 05 Outubro/2012 Circuitos Q-IN-Q: Aproximando a rede multi-campi no contexto metropolitano Murilo Vetter REMEP-FLN murilo@pop-sc.rnp.br Organização: Apoio: Patrocínio: Instituição:
2 Agenda Introdução Opções de interconexões multi-campi MTU, Desempenho e BDP Motivações Formas de entrega L2 Como a instituição abre o Q-in-Q? Restrições Frames Q-in-Q Configuração Caso de uso Potenciais Usuários Como solicitar? PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
3 Introdução Instituição A Campus Central Como interconectar uma instituição multi-campi interconectada à rede metropolitana mantendo políticas de firewall e interconexão de acesso? centralizadas? Rede Metro REMEP-FLN Instituição A Campus Remoto PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
4 Outras opções de Interconexão Multi-campi GRE/IPSEC/VPNs: Configuração de L3 VPNs entre os campi MPLS/VPLS: Interconexões virtuais entre os campi Circuitos 802.1Q L2: Configuração de VLANs entre os equipamentos de borda da instituição Entrega o próprio circuito ou porta Ethernet PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
5 Opções de Interconexão Multi-campi na REMEP-FLN Circuitos Q-in-Q/Mistos L2: Configuração de túneis Q-in-Q entre os equipamentos de borda da instituição Entrega o próprio circuito ou configuração mistas de Q-in-Q e VLANs O próprio usuário consegue transportar VLANs entre os CAMPI sem depender da REMEP Aumenta o número de VLANs suportados na rede Metro Diminui os conflitos de VLAN-ID Pode existir sobreposição de VLAN-ID entre clientes distintos PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
6 MTU Maximum Transmission Unit MTU descreve o tamanho máximo de um pacote IP que pode ser transferido sobre um link sem fragmentação Tamanhos comuns de MTU são: 1500 bytes (Ethernet, WLAN) 4470 bytes (FDDI, default para POS e links seriais) 9000 bytes (Convenção da Internet2 e GÉANT, limite de alguns adaptadores Gigabit Ethernet, Jumbo Frame), podendo ser um pouco maior, mas não recomenda-se o uso bytes (ATM, SMDS) PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
7 Desempenho VAZÃO EM TCP Servidor HP ML385 Vazão máxima com Jumbo frame não habilitado Vazão e perdas - Camada 3 [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1024/ (0.25%) [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1056/ (0.26%) [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1088/ (0.27%) [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1056/ (0.26%) Vazão e perdas - Camada 2 [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1024/ (0.25%) [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1056/ (0.26%) [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1088/ (0.27%) [ 3] sec 569 MBytes 955 Mbits/sec ms 1056/ (0.26%) Vazão e perdas - Camada 3 [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 25/69704 (0.036%) [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 35/69715 (0.05%) [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 30/69709 (0.043%) [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 35/69714 (0.05%) Vazão e perdas - Camada 2 [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 25/69704 (0.036%) [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 35/69714 (0.05%) [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 30/69709 (0.043%) [ 3] sec 591 MBytes 992 Mbits/sec ms 35/69715 (0.05%) Servidor HP ML385 Vazão máxima com Jumbo frame habilitado OBS: RTT de rede local PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
8 Desempenho - VAZÃO EM TCP Vazão medida em equipamento com interface de rede genérica Estação M2 Medição da vazão máxima com Jumbo frame não habilitado [ 3] sec 53.9 MBytes 452 Mbits/sec ms 0/37706 (0%) [ 3] sec 54.0 MBytes 453 Mbits/sec ms 0/37725 (0%) [ 3] sec 54.7 MBytes 458 Mbits/sec ms 0/38206 (0%) [ 3] sec 54.3 MBytes 456 Mbits/sec ms 0/37964 (0%) Estação M2 Medição da vazão máxima com Jumbo frame habilitado [ 4] sec 67.3 MBytes 565 Mbits/sec ms 0/10083 (0%) [ 4] sec 67.3 MBytes 565 Mbits/sec ms 0/10084 (0%) [ 4] sec 67.3 MBytes 565 Mbits/sec ms 0/10081 (0%) [ 4] sec 67.4 MBytes 565 Mbits/sec ms 0/10090 (0%) OBS: RTT de rede local PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
9 Bandwidth Delay Product (BDP) BDP de caminho fim-a-fim: Produto da lagura de banda de contenção/gargalo e o atraso do caminho Pode-se pensar BDP como uma capacidade memória de um caminho fim-a-fim É a quantidade de dados que cabem inteiramente no caminho entre os dois sistemas finais BDP ajuda a estimar o tamanho ótimo da janela TCP Caminhos de redes com BDP alto são chamados de Long Fat Networks (LFN) Redes de satélite tem alta banda e alto atraso BDP é um parâmetro importante para a performance de protocolos baseados em janela window-based protocols tal como o TCP PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
10 Bandwidth Delay Product (BDP) Exemplo: Link 2Mbps, atraso RTT = 300ms (bps) x 0,30 (s) = / 8 = bytes => Valor da janela TCP ou 2/8 = 0,25 * 0,3 = 0,75M = 75Kbyes 10Mbps, atraso 100ms x 0,10 = / 8 = Bytes = 125KBytes PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
11 Efeito do tamanho da Janela TCP Medição Rede GIGA Efeito da tamanho da janela TCP na Vazão 64KB = 42Mbps 75KB = 100Mbps 420KB = 413Mbps RTT ~ 6ms Larg. Banda=1G PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
12 Motivação para implementação de Circuitos Q-in-Q/Mistos Instituições possuem campi remotos => FATO Regras de negócio entre REMEP-FLN e instituições são distintas Tabela de alocação de VLANs adotam políticas diferentes Flexibiliza do uso da rede Instituições: Dá independência na administração da rede local vs remota Não há necessidade de negociação entre instituição e REMEP- FLN de qual VLAN configurar pois pode haver sobreposição de uso por diferentes instituições na rede metropolitana e assim misturando o tráfego REMEP-FLN: Segregar o tráfego entre diferentes clientes Permite o uso de todo o escopo de utilização de VLAN entre os diferentes campi PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
13 Porta Ethernet Como é feita a entrega? Conexão direta nas portas dos equipamentos da REMEP-FLN Configuração: VLAN UNTAG (1 por porta) Circuitos L Q Conexão direta nas portas dos equipamentos da REMEP-FLN Configuração: VLAN TAG (1 ou + por porta) Circuitos L2 Q-in-Q Conexão direta nas portas dos equipamentos da REMEP-FLN Configuração: VLAN Q-IN-Q (1 por porta) Circuitos L2 Mistos Conexão direta nas portas dos equipamentos da REMEP-FLN e Q-in-Q configurado no cliente Configuração: VLAN Q-IN-Q (1 ou + por porta) + VLAN TAG (1 ou + por porta) PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
14 Formas de Entregar Conectividade Ethernet Camada 2 a Instituição Porta Ethernet (UNTAG VLAN) LAN Circuitos L Q (TAG VLAN) LAN Tag 100 Tag 200 Circuitos L2 Q-in-Q (TAG VLAN ENCAPSULADA EM Q-IN-Q) LAN Q-in-Q 100 Tag 1000 Tag 2000 Tag 3000 Tag 4000 Circuitos L2 Mistos (TAG VLAN E Q-IN-Q) LAN Q-in-Q 100 Tag 200 Tag 1000 Tag 2000 PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
15 Como a instituição abre o túnel Q-in-Q nos circuitos Q-in-Q? Circuitos Q-in-Q Na porta de UP-Link Q-in-Q a instituição configura as VLANs entre um campus e outro que fecham o túnel Instituição Campus Central REMEP-FLN Configuração Q-in-Q (REMEP-FLN) VLAN Q-in-Q Configuração VLANs (Instituição) Instituição Campus Remoto PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
16 Como a instituição abre o túnel Q-in-Q nos circuitos mistos? Cenário 1: Instituição Para cada circuito Q-in-Q a instituição conecta um LOOP Físico no Switch de Borda Configura 1 porta do LOOP com o Q-in-Q e outra com a alimentação das VLANs A porta de UP-Link é configurada com a VLAN Q-in-Q e outras VLANs que se deseje para outros fins (ex: vlan da rede de gerência) REMEP-FLN Configuração da vlan Q-in-Q entre as portas de interconexão da instituição Instituição Campus Central Configuração Q-in-Q + VLANs Tuneladas + VLANs Não Tuneladas (Instituição) REMEP-FLN Configuração VLANs + Q-in-Q (REMEP-FLN) Q-in-Q Instituição Campus Remoto PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
17 Como a instituição abre o túnel Q-in-Q nos circuitos mistos? Cenário 2: Instituição Utilização de 2 switches para abrir o Q-in-Q, um deles podendo ser o switch de borda Na porta do primeiro switch vai a configuração do Q-in-Q e na porta do outro switch vai a configuração das VLANS REMEP-FLN Configuração da vlan Q-in-Q entre as portas de interconexão da instituição Instituição Campus Central Configuração VLANs + Q-in-Q (Instituição) Configuração VLANs + Q-in-Q (REMEP-FLN) REMEP-FLN Q-in-Q Configuração Q-in-Q (Instituição) Configuração VLANs Tuneladas (Instituição) Instituição Campus Remoto PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
18 Restrições da implantação Q-in-Q Equipamentos com suporte a: MTU maior que a padrão de 1500 ou Jumbo Frame => + 4 bytes para cabeçalho Q-in-Q Configuração de túneis Q-in-Q Até que nível de encapsulamento? Possibilidade de implantação de mais de um nível de Encapsulamento Q-in-Q Para cenários de circuitos mistos com implementação por LOOP, não se pode encapsular uma VLAN com o mesmo ID do túnel por provoca LOOP de VLAN PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
19 Frames de Túneis Q-in-Q RFC 802.1ad Tecnicamente é um cabeçalho adicional no Frame Ethernet Cabeçalho de 4 bytes Identificador Frame ID VLAN Q-IN-Q PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
20 Configuração Circuitos L2 Q-in-Q/Mistos com implementação com 2 equipamentos system mtu jumbo 9000 vlan 2300 interface GigabitEthernet0/23 switchport mode dot1q-tunnel switchport access vlan 2300 no cdp enable Configuração REMEP-FLN / Switch Cliente Q-in-Q REMEP-FLN / Instituição Switch Q-in-Q 0/23 0/25 Configuração Instituição / Equipamento configura VLANs tuneladas vlan 250 vlan 251 interface GigabitEthernet0/25 switchport switchport trunk encapsulation dot1q switchport mode trunk switchport trunk allowed vlan 250,251 Instituição PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
21 Configuração Circuitos L2 Mistos com implementação com LOOP Físico REMEP-FLN 2/12 0/28 0/23 0/24 Instituição Configuração REMEP-FLN system jumbomtu 9196 vlan 2000 vlan 2300 interface GigabitEthernet2/12 switchport switchport trunk encapsulation dot1q switchport mode trunk switchport trunk allowed vlan 2000,2300 mtu 9196 PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
22 Configuração Circuitos L2 Mistos com implementação com LOOP Físico REMEP-FLN Configuração Instituição 2/12 0/28 system mtu jumbo 9000 vlan 250 vlan 251 vlan 2000 vlan 2300 interface GigabitEthernet0/28 switchport switchport trunk encapsulation dot1q switchport mode trunk switchport trunk allowed vlan 2000,2300 0/23 0/24 Instituição PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
23 Configuração Circuitos L2 Mistos com implementação com LOOP Físico REMEP-FLN Configuração Instituição (Continuação) 2/12 0/28 interface GigabitEthernet0/24 switchport switchport trunk encapsulation dot1q switchport mode trunk switchport trunk allowed vlan 250,251 0/23 0/24 Instituição interface GigabitEthernet0/23 switchport switchport mode dot1q-tunnel switchport access vlan 2300 no cdp enable PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
24 Caso de Uso - UFSC PoP-SC Central REMEP-FLN PoP-UFSC Q-in-Q HU Entrega de Circuitos L2 Mistos por campus entrega-se a VLAN Q-in-Q na qual vão se concentrar o tráfego da UFSC e a VLAN de gerência da REMEP-FLN PoP-UDESC PoP-Centro Mangue TV-UFSC PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
25 Caso de Uso - UFSC UFSC Switch Campus Trindade Equipamento Túnel Q-IN-Q zoom LOOP Físico Q-IN-Q Porta de UP-LINK PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
26 Potenciais Usuários UFSC => Já atendido UDESC IFSC UNISUL PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
27 Como solicitar o serviço? 1. Abertura de chamada através do canal remep@pop-sc.rnp.br 2. Levantamento de pré-requisitos e definição de qual tipo de serviço melhor se encaixa para a instituição 3. Realizar projeto em parceria entre a equipe da REMEP-FLN e a instituição 4. Aprovar projeto 5. Definir data de implantação abrindo janela de manutenção 6. Implantar projeto 7. Configurar ambiente de monitoração 8. Documentar implantação as-build 9. Entrar em operação PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
28 Organização: Apoio: Patrocínio: Murilo Vetter OBRIGADO PoP-SC/RNP & REMEP-FLN FLORIANÓPOLIS/SC 04 & 05 de OUTUBRO de
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