ShowNet 2021 shownet.conf_mini ShowNetにおけるバックボーン設計と運用について語る ShowNet NOCチームメンバー 中村 遼（東京大学）

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Interop Tokyo 2021
ShowNet Backbone
「ShowNetにおけるバックボーン設計と運用について語る」
shownet.conf mini
ShowNet NOCチームメンバー 中村 遼

2. 2021のShowNetバックボーンの前に…
• ShowNetバックボーンの変遷
• 毎年、前回よりもさらに”先”を目指して設計しています
• 過去を知ると、今年のチャンレンジがさらに面白く！

3. ShowNet Backboneにおける柔軟性への挑戦
• Software-Defined Networking、そしてIP経路制御
• 2016年まではSDN/NFV: OpenFlow, Virtual Appliance
• 2017年、2018年はIP経路制御によるサービスチェイン

4. ShowNet 2019
• SRv6によるService Chaining
• IPv6 Segment Routing
• SR HeaderでSource Routingを実現
• このSRv6でユーザトラフィックを任意のネットワーク
サービスへ転送するデモンストレーションを実施

5. 動きました。が…
• SRv6のコントロールプレーンはまだまだだった
• 当時BGPベースの提案が出はじめた段階
• 実際の機器への実装はまだだった
• ShowNet 2019では手動設定で構築
• ShowNetの構築で多くの課題を確認
• IETFなど業界へフィードバック
IETF 106 Singapore, spring wgにおいて
ShowNetで得られたSRv6 Service Chainingに
関する課題を共有

6. ShowNet 2021: SR-based Backbone
• SR-MPLSによる
柔軟なトラフィック制御
• Flex Algoによる優先制御
• Egress Peer Engineeringによる
計測実験
• 世界最先端・最大規模の
SRv6相互接続性検証
• 400Gbps、Flex Ethernetによる
200Gbpsなどの広帯域リンク

7. SR-MPLSによる柔軟なトラフィック制御
• Flex-Algoによる優先制御
• 広帯域の必要なトラフィックを
選択的に400Gbps, FlexEのリンクへ
• Egress Peer Engineering
• SRを用いて任意のパケットを
任意のピアASへ送信
• これを用いた計測実験を実施中
ptx10001-36mr
asr9902
ne8000-x4
ne8000-m14
asr9904
c8201
ncs55a1
ne8000-f1a
4K映像
トラフィック
EPEによる
計測トラフィック
SR-MPLSバックボーン
mx204

8. IGP Flex-Algorithm: draft-ietf-lsr-flex-algo
• ISIS Flexible Algorithm Definition Sub-TLVを用いて仮想的に
ISISを分割、制御する方式
• Prefix SIDにAlgoをつけて広告
• 各ノードはどのAlgoに所属して
いるか周りのノードに広告
デフォルト
IGP面
Algo 128の
IGP面

9. ShowNet 2021におけるFlexAlgoの利用
• ne8000-x4.noc, ne8000-m14.noc
c8201.nocの3台がFlexalgo(128)
に所属していることを広告
• 広帯域Traffic (8k非圧縮映像など)
をFlexalgo(128)上に載せることで
優先制御を実施
ptx10001-36mr
asr9902
ne8000-x4
ne8000-m14
asr9904
c8201
ncs55a1
ne8000-f1a
8K映像
トラフィック
SR-MPLSによるバックボーン

10. SR-MPLS Egress Peer Engineering
• パケットをLongest Prefix Matchによらずに狙ったピアへ
• draft-ietf-spring-segment-routing-central-epe
• ASBRがBGP PeerごとにSRのセグメント(ラベル)をアサイン
• そのセグメント行きのパケットは、そのピアへ送信される
• これを利用して送信方向のトラフィックを制御できる
AS 64512 AS 64520
AS 64521
Packet
24011

11. SR-MPLS EPEを使った計測実験
• EPEで各AS経由のインターネット全体に対するRTTを計測
• 経由するASでどのような違いが生まれるのか？
• 計測はBGP-LSを用いて自動化
• Peerが上がり、
ラベルが広告されると、
自動で計測をスタート
• draft-ietf-idr-bgpls-
segment-routing-epe-19
ne8000-x4 mx204
The Internet
asr9902
cRPDを使ったBGP-LSによる
Peering Segmentの受信
計測パケット
crpd EPE計測サーバ

12. 計測結果のごく一部を紹介:
North AmericaまでのRound Trip Time分布

13. 計測結果のごく一部を紹介:
North AmericaまでのRound Trip Time分布
グラフの見方:
例「全RTTのうち50%が
RTT 163ms以内におさまっている」

14. 計測結果のごく一部を紹介:
North AmericaまでのRound Trip Time分布
130msくらいまで
はほぼ差は無し

15. 計測結果のごく一部を紹介:
North AmericaまでのRound Trip Time分布
宛先の75%がおさまる
RTTでは送信ASの選び方
で数msの差が生まれる:
175ms VS 180ms

16. 計測結果のごく一部を紹介:
North AmericaまでのRound Trip Time分布
RTTが225msを超えると、
送信先ASによる差は
ほとんど無くなる

17. その他にも様々な計測を行いました
• 今後の発表をお待ちください