Framework for Large-Scale emulations (thesis)

Transcript

1. Framework voor Large-Scale emulaties door Ah-Lun Tang
2. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
3. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
4. Onderzoek bij iMinds Netwerktechnologieën Netwerkprotocollen Netwerktopologieën Probleem
5. Probleem Virtual Wall
6. Emulab (Utah) Honderdtal machines Verbinden op flexibele manier Topologie emuleren Probleem Virtual Wall
7. Zeer grote topologieën niet mogelijk Aantal machines beperkt Probleem Virtual Wall
8. Zeer grote topologieën niet mogelijk Aantal machines beperkt Probleem Virtual Wall
9. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
10. Doelstelling Grote netwerken Genereren Hergebruiken Emuleren (virtualisatie) Technologieën onderzoeken
11. Genereren Framework API Bouwstenen voor topologie Topologieën eenvoudig samenstellen Complexere topologie ondersteunen Doelstelling
12. Hergebruiken Topologie opslaan Leesbaar formaat: XML Te transformeren naar ander formaat Doelstelling
13. Emuleren Op Virtual Wall Op basis van XML document Grote topologie: virtualisatie Doelstelling
14. Onderzoek Quagga OSPF BGP OpenFlow RouteFlow ... Doelstelling
15. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
16. Bestaande oplossingen? Mininet Geautomatiseerd Virtualisatie: grote topologieën Zeer simpele netwerkknopen/nodes Nodes kunnen geen Quagga draaien Enkel script, geen XML
17. Geautomatiseerd Virtualisatie: grote topologieën Zeer simpele netwerkknopen/nodes Nodes kunnen geen Quagga draaien Enkel script, geen XML Bestaande oplossingen? Mininet
18. Bestaande oplossingen? Mininet Geautomatiseerd Virtualisatie: grote topologieën Zeer simpele netwerkknopen/nodes Nodes kunnen geen Quagga draaien Enkel script, geen XML
19. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
20. Virtualisatie Wat is virtualisatie? Hardware Fysieke machine
21. Hardware Besturingssysteem Fysieke machine Besturings systeem Virtualisatie Wat is virtualisatie?
22. Machine opdelen in Virtuele Machines Fysieke machine VM VM VM VM Virtualisatie Wat is virtualisatie? Besturings systeem
23. Fysieke machine VM VM VM VM OS OS OS OS Virtualisatie Wat is virtualisatie? Besturings systeem Machine opdelen in Virtuele Machines
24. Hypervisor Volledige virtualisatie Gedeeltelijke virtualisatie Virtualisatie Hoe?
25. Maakt en beheert virtuele machines = virtual machine manager/monitor VM VM VM VM Virtualisatie Hypervisor
26. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Virtualisatie Hypervisor
27. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Hardware Virtualisatie Hypervisor
28. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Hardware Besturingssysteem Virtualisatie Hypervisor
29. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Hardware Besturingssysteem Hosted Hypervisor Virtualisatie Hypervisor
30. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Hardware Besturingssysteem Hosted Hypervisor VM VM VM VM VM VM VM VM Virtualisatie Hypervisor
31. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Hardware Virtualisatie Hypervisor Hardware Besturingssysteem Hosted Hypervisor VM VM VM VM VM VM VM VM
32. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Hardware Bare-metal hypervisor Virtualisatie Hypervisor Hardware Besturingssysteem Hosted Hypervisor VM VM VM VM VM VM VM VM
33. Hosted hypervisor Bare-metal hypervisor Hardware Bare-metal hypervisor VM VM VM VM VM VM VM VM Virtualisatie Hypervisor Hardware Besturingssysteem Hosted Hypervisor VM VM VM VM VM VM VM VM
34. VMware Workstation, VirtualBox, ... VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer,... Virtualisatie Hypervisor Hardware Besturingssysteem Hosted Hypervisor VM VM VM VM VM VM VM VM Hardware Bare-metal hypervisor VM VM VM VM VM VM VM VM
35. Virtualisatie volledig vs gedeeltelijk
36. Hypervisor Virtualisatie volledig vs gedeeltelijk
37. Hypervisor Hardware Virtualisatie volledig vs gedeeltelijk
38. Hypervisor Hardware OS Virtualisatie volledig vs gedeeltelijk
39. Hypervisor Hardware OS Hypervisor Virtualisatie volledig vs gedeeltelijk
40. Hypervisor Hardware OS Hypervisor HW Virtualisatie volledig vs gedeeltelijk
41. Hypervisor Hardware OS Hypervisor HW OS Virtualisatie volledig vs gedeeltelijk
42. Linux unshare Virtualisatie Wat gebruikt Mininet?
43. Functie uit Linux kernel Virtuele machines via isolatie networknamespace isoleren Virtualisatie unshare
44. Virtualisatie unshare Functie uit Linux kernel Virtuele machines via isolatie networknamespace isoleren > unshare --net /bin/bash
45. Virtualisatie unshare Functie uit Linux kernel Virtuele machines via isolatie networknamespace isoleren > unshare --net /bin/bash
46. Hypervisor Hardware OS Virtualisatie unshare Functie uit Linux kernel Virtuele machines via isolatie networknamespace isoleren > unshare --net /bin/bash
47. Hypervisor/Kernel OS Virtualisatie unshare Functie uit Linux kernel Virtuele machines via isolatie networknamespace isoleren > unshare --net /bin/bash
48. Hypervisor/Kernel Bash Virtualisatie unshare Functie uit Linux kernel Virtuele machines via isolatie networknamespace isoleren > unshare --net /bin/bash
49. > unshare --net /bin/bash Uitbreiding LXC Userspace Tools Virtualisatie unshare Hypervisor/Kernel Bash Functie uit Linux kernel Virtuele machines via isolatie networknamespace isoleren
50. Extra pakket bij Ubuntu Maakt gebruik van unshare Volledige distributie in VM Virtualisatie LXC
51. > lxc-create -n vm -t debian Virtualisatie LXC Extra pakket bij Ubuntu Maakt gebruik van unshare Volledige distributie in VM
52. Virtualisatie Keuze voor Large-Scale Framework Unshare & LXC Flexibiliteit Schaalbaarheid
53. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
54. Implementatie Kenmerken topologie Verbindingen & Interfaces Netwerkknopen Switches
55. > ip link add type veth Implementatie Kenmerken topologie Verbindingen & Interfaces Netwerkknopen Switches
56. > ip link add type veth > unshare --net /bin/bash > lxc-create -n node -t debian Implementatie Kenmerken topologie Verbindingen & Interfaces Netwerkknopen Switches
57. > ip link add type veth > unshare --net /bin/bash > lxc-create -n node -t debian > brctl addbr switch Implementatie Kenmerken topologie Verbindingen & Interfaces Netwerkknopen Switches
58. Verbindingen & Interfaces NetworkInterface interface_id link_id address mac routes: list gateway __init__() Implementatie Kenmerken topologie
59. Netwerkknoop Container container_id container_type interfaces: list networks: list scripts template storage __init__() Implementatie Kenmerken topologie
60. Switches Bridge bridge_id bridge_type interfaces: list __init__() Implementatie Kenmerken topologie
61. Voorgedefinieerde set van topologieën ring ster mesh lijn boom bus Implementatie Kenmerken topologie: componenten
62. Aantal knopen in te stellen Te verbinden met andere componenten Implementatie Kenmerken topologie: NetworkComponent
63. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
64. API gebruiken Stappenplan Componenten aanmaken Componenten verbinden Exporteren in XML-formaat Emuleren op Virtual Wall
65. API gebruiken Componenten aanmaken host = add_host(topology) star = create_star(host, nodes, addressing, containertype, template) sun = create_star(host, nodes, addressing, containertype, template)
66. API gebruiken Containers verbinden star_node = star.topology['containers'] ['node1'] sun_node = sun.topology['containers'] ['node1'] connect_elements(star_node, sun_node, star, sun, addressing)
67. API gebruiken Exporteren add_component_to_topology(topology, component) write_topology_xml(topology, output)
68. API gebruiken Emuleren op Virtual Wall > ./lscale.py emulate -f topo.xml
69. Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie Indeling
70. Onderzoek Schaalbaarheid? Unshare versus LXC Hoeveel containers op machine mogelijk? Tijd tot topologie volledig aangemaakt is?
71. Onderzoek Testmachine Machine op wall1.ilabt.iminds.be Intel Xeon E5520 (2.27GHz) 12 GB RAM Ubuntu 12.04 LTS
72. Onderzoek Unshare 1 ring
73. Onderzoek Unshare Ring toevoegen
74. Onderzoek Unshare Ring toevoegen
75. Onderzoek Unshare Ring toevoegen
76. Onderzoek Opzettijd
77. Onderzoek Ping
78. Onderzoek Ping
79. Onderzoek LXC 1 ster
80. Onderzoek LXC ster toevoegen
81. Onderzoek LXC ster toevoegen
82. Onderzoek LXC ster toevoegen
83. Onderzoek Opzettijd
84. Onderzoek lxc-start
85. Onderzoek Ping
86. Indeling Probleemstelling Doelstelling en vereisten Bestaande oplossingen Virtualisatie Implementatie van framework Gebruik van framework Onderzoek & resultaten Conclusie
87. Conclusie Voordelen Snelle generatie topologie Emulatie grotere topologieën Schaalbaar Flexibel (unshare - LXC)
88. Conclusie Tekortkomingen Aantal pseudoterminals LXC werkt trager LXC niet thread-safe
89. Vragen?