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ELASTISCHE LASTVERTEILUNG

IN VIRTUALISIERTEN

UMGEBUNGEN MIT BROCADE

Jürgen Luksch

Systems Engineer Application Delivery

September 2010

www.brocade.com/adx

http://www.brocade.com/adx

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10/1/2010© 2010 Brocade Communications Systems, Inc. 2

Virtualisierung und Application Delivery

MARKT-TREND: APPLICATION DELIVERY

Server Virtualisierung und Cloud Architekturen

© 2010 Brocade Communications Systems, Inc.

VMVM

Shared Resource PoolDedicated VMs

VM VMVM

Servers

Private/Public Cloud

• Serverkonsolidierung

• Abstraktion von Anwendungen

• Elastische Resourcen

• Kapazität/Leistung auf Abruf

5

MARKT-TREND: DATA CENTER

Virtuelle Unternehmen

© 2010 Brocade Communications Systems, Inc. 6

Zentralisiert Verteilt

Mainframe

Mini Computers

Client/Server

Tra

ffic

V

olu

me

Internet, Web 2.0

Vergangenheit Zukunft

Virtuelle Unternehmen

A Unified Network Strategy and Architecture

TM

Brocade One Architecture

© 2010 Brocade Communications Systems, Inc. Company Proprietary Information 8

PRIVATE CLOUD

MLX

ADX

RemoteExtension

ADX

VCS

Data Center

VCS

VCS

MLX

SP

NETWORKMLX MLX

APPLICATION

HOSTING

MLX

ENTERPRISE CAMPUS EDGE

CX/SX CX/SX

REMOTE

ENTERPRISE EDGEPUBLIC EDGE

DCX

DCX

DCX

VCS

Data Center

DCX

ADX

DATA CENTER

HOSTING

Virtualisierung und Verwaltungsprobleme

• Virtualisierung bringt

Konsolidierung und

Kosteneinsparungen, stellt aber

auch neue Herausforderungen

• Keine einzelne Software bietet

Applikations-Monitoring von VIP-

Ressourcen zur Infrastruktur

• “Virtualisierungsnebel” hemmt

Fehleranalyse

• Mobilität von VMs erhöht

Schwierigkeiten bei

Fehlerbehebungen

Sichtbarkeit von physikalischen und virtuellen Anwendungsressourcen

9

Client

www.my*website.com/welcome.html

Virtual IP

“Fo

g”

of

Vir

tua

liza

tio

nVM

App

VM

Web

VM

App

VM

Web

Hypervisor

Brocade

ServerIron ADX

15

10

5

0

Lastverteilung in virtualisierten

ServerumgebungenKapazitätsplanungsprobleme


• Ressourcenplanung zunehmend

schwieriger

• Server-Konsolidierung verringert

existierenden Kapazitätspuffer

• Virtualisierung selbst nutzt keine

freiwerdenden Ressourcen

Ressourcen 66% der Zeit im Leerlauf

SLA

• Überprovisionierung lässt teure Ressourcen brachliegen

• Unterprovisionierung lässt SLAs verfehlen Vorhersage der erwarteten Last

Vorgehaltene Ressourcen (125% der Spitzenlast)

Aktuelle Last korrekt vorhergesehen

Aktuelle Last: höher als vorgesehen

Example

Financial Reporting Application

Resource Requirements

Brocade Application Resource Broker


Erfassen

AnalysierenHandeln

Report

• Analysiert Anwendungsverfügbarkeit

und Leistung im Netz und der VM-

Infrastruktur

• Erfasst Anwendungs-Antwortzeiten,

Verbindungsanzahl und VM-CPU

Auslastung

• Reportet, alarmiert und startet

zusätzliche Applikations-Ressourcen

Brocade Application

Resource Broker

• Plugin für VMWare vSphere v4.0

• Unterstützt vCenter 4.0, 4.1 und

vSphere Client

Application Resource Broker v1.0

Brocade Application Resource BrokerBrocade ADX Softwaremodul für Private Cloud-Infrastrukturen

12

VM VM

Network

Resources

VM Resources

Application Resources

Brocade

ADX

Ressourcen-MonitoringRessourcen-

Bereitstellung von Last

erhöht ist

Ressourcen-Abschaltung

wenn Last vermindert ist

Anwender

Brocade

ADXBrocade

ADX

VM VM VM VM VM VM VM

VM

AnwenderAnwender

Application

Resource

Broker

VMware

vCenter

Application

Resource

Broker

VMware

vCenter

Application

Resource

Broker

VMware

vCenter

Application

Resource

Broker

VM

Brocade Application Resource BrokerBeispielregeln für Ressourcenverwaltung

13

Metric Operator Threshold Action

CPU Usage/Instance > 70% Log

CPU Usage/Instance > 80% Provision VM

CPU Usage/Instance < 40% Decommission VM

Response Time (latency) /

Instance> 100ms Provision VM

Concurrent Connections > 2000 Provision VM

Average Response Time < 20ms Decommission VM

Brocade Application Resource Broker

GlobaleSchicht

Anwendungs-dienste

Applikations-Schicht

Speicher

Brocade One mit Application Delivery-Produkten


ApplicationBrocade

ServerIron

ADX

• Globale RZ/Standortauswahl

• Server offload

• Anwendungs-verfügbarkeit

• Security

• Dienste auf Applikationsebene

• VM- und Anwendungs-zustand erfassen

• Ressourcen-bereitstellung bei Last

Brocade

ServerIron

ADX

VM

VM VM VMAnwender

VM VM VM

VM

Brocade Application Delivery Controllers (ADC)

• Layer 4 und 7 Lastverteilung

• Globale Lastverteilung /

Ausweich-RZ

• Hochverfügbarkeit von

Anwendungen

• Serverentlastung (z.B. SSL)

• Server/Anwendungssicherheit

Anwendungsleistung und Verfügbarkeit optimieren

© 2010 Brocade Communications Systems, Inc 17

Anwender

Server

ADC

•70+ Gbit/s Durchsatz

•Hochleistungs DDoS Angriffs-

schutz

•Höchste SSL Leistung

•Modulare Plattform ermöglicht

Leistungssteigerung nach

wachsenden Anforderungen

•Skalierbare Prozessoren und

Anschlüsse

Investitions-

schutz

Leistung Expansion

•Leistung auf Abruf

•Aktivierung von Prozessoren,

Speicher, Anschlüssen und

Funktionen über Software-

Lizenzen

•Modulare Plattform ermöglicht

Leistungssteigerung nach

wachsenden Anforderungen

Brocade ServerIron ADX Platform

18

•10 RU Chassis

•Bis zu4 ASMs

•Jedes ASM = 8 Cores (BPs)

•Bis zu 32 Netzwerkprozessoren

•Gleiche Einschübe wie

ADX 4000

•Redundante Managementkarte

•4 RU Chassis

•Bis zu 2 ASMs

•Jedes ASM = 8 Cores (BPs)

•Bis zu 16 Netzwerkprozessoren

•4 x 10Gb und 12 x 1Gb

Anschlusskarten

ADX 4000ADX 10000 ADX 1000

•1 RU Feste

Hardwarekonfiguration, modular

über Lizenzaktivierung

•16 x 1Gb und bis zu 2 x10Gb ports

•Höchste SSL Leistung

Brocade ServerIron ADX Platform

19

ServerIron ADX - Funktionen

• Lastverteilungs-Algorithmen

• Hochverfügbarkeit und Ausfallsicherheit

• Persistenz

• Anwendungs- und Server-Verfügbarkeitsprüfungen

• Content Switching (HTTP Header, Cookie, XML…)

• URL Umschreiben

• Layer 7 Inhaltsregeln für beliebige IP-Anwendungen

• TCP Verbindungs-Offload

• SSL-Beschleunigung

• Statisches und Dynamisches Routing, L2/3 in

Anschlussgeschwindigkeit

• Lastverteilung über mehrere Standorte

• Rollenbasierte Verwaltung

News: Brocade Application NetworkingCapacity on demand für Cloud Architekturen

Brocade Application

Resource Broker

Brocade ServerIron ADX

1008-1

Brocade ServerIron ADX

Software v12.2

Gather

AnalyzeAct

Report

Visibility and on-demand

provisioning of application

resources for private clouds

Entry-level platform has

capacity on demand to grow

with your business

New capabilities for Enterprise

and Service Provider

application delivery networks

21

Brocade ServerIron ADX 1000Capacity on Demand: Einfach Skalieren

22

1008-1 1016-2 1016-4 1216-4

L7 Thoughput 2 Gbps 4.5 Gbps 9 Gbps 9 Gbps

CPS (L4/L7) 50k/22.5k 100k/45k 200k/90k 200k/90k

TPS (L4/L7) 500k/37.5k 1M / 75k 2M/150k 2M/150k

Ports 8x1GE 16x1GE 16x1GE 16x1GE,

2x10GE

Kapaziät im Betrieb

erhöhen

Upgrade mit

Softwarelizenz

Bis zu 9 Gbps Durchsatz

Höchste Performance in

1RU Bauform

Sowohl 10GE als auch

GE Anschlüsse

Upgrade mit

Lizenzschlüssel

Interface-FlexibilitätPerformanceCapacity On Demand

Kapazität

vervierfachen, ohne

Hardware-Austausch!

SW-Lizenzupgrade

CASE STUDY: SERVICE PROVIDER

High-Performance Content Delivery Network


Challenge• Support 500% annual traffic growth while

streaming content to millions of clients

• Content delivery performance is a competitive differentiator

Solution• 25+ sites, each with hundreds of servers

and Brocade ADCs

• DSR implementation with advanced routing protocols to enable GSLB; Brocade end-to-end solution with ADCs, backbone routers, and top-of-rack switches

Benefits• Over 2 Terabit WAN capacity for the fastest

streaming packet throughput

• Rapid scalability and high availability accommodates fast-growing customer base

• High performance reduces content delivery latency, increasing competitive advantage

Brocade

ServerIron

ADX 4000

10 GbE10 GbE

GbE

Active-Active

High AvailabilityContent

Servers

Internet

Anwendungsspezifisches Lastverteilung


FIX Servers

FIX Clients

Brocade

ServerIron ADX

• Lastverteilung z.B. des FIX-Protokolls auf Anwendungsebene: (z.B. Analyse des SenderCompID-Präfix)

Vorteile bei FIX

• Sehr geringe Latenz mit ServerIron ADX

• Hochskalierbar für Durchsatz und Verbindungsrate

• Differenzierbare Service-Qualitätsstufen pro Anwender

Sicherheits-Infrastruktur Load Balancing


Brocade Lösung

• 200+ ServerIron Paare vor Firewall-Installation weltweit

• DDoS Schutz mit 16 Mio. SYNs/spro ServerIron ADX

Vorteile ServerIron ADX

• Skalierbar, Höchste Sicherheit

• Unterstützt IPv4 und IPv6

• Transparente, horizontale Skalierbarkeit: Keine Änderung der Netzwerktopologie bei Kapazitätserweiterung

• Firewalls und Intranet von DDoS Attacken geschützt, zusätzliche Sicherheitsebene

Brocade

ServerIron ADX

High-Availability

Pair

Firewall

Private

Intranet

Internet

Brocade

ServerIron ADX

High-Availability

Pair

Message Reputation and Email ServersProviding SPAM Mitigation and Load Balancing Services

Effective SPAM Mitigation

• Message Reputation Service is costly

and difficult to scale

• Multiple servers are often needed to

deal with the high volume of email and

SPAM

• Some mechanism is needed to quickly

discard known SPAM from getting to

complex reputation servers

ServerIron IP Black List Support

• ServerIron can import IP Black Lists from

a number of trusted sites

• ServerIron IP Black List support

eliminates up to 30% of SPAM

• This allows reputation servers to focus

on more complex SPAM mitigation

ServerIron

Email Servers

Message Reputation

SPAM Servers

Internet

IP Black List Sites

IP Blacklist

DoS, DDoS und SYN-Attack Abwehr SYN-Guard für Schutz von Servern im Datenpfad

Realisierung im Datenpfad:

• TCP SYN Pakete werden vom ServerIron mit

speziellen Sequenznummern beantwortet

• Wenn keine Antworte eintrifft (DoS-Attack

vermutet, verwirft SI die Anfrage und meldet

dies

• Falls Client-ACK ankommt (überprüft), wird

die Verbindung zum Server durchgeschaltet.

• Verhindet Überlauf von Server-

Netzwerktabellen bei einem möglichen

Netzangriff

• Hardware-basierte Implementierung im

ServerIron ADX garantiert Schutz bi bis zu

120 Mio. SYN-Attacken pro Sekunde ohne

CPU-Last dass keine korrekten

Verbindungen beeinträchtigt werden.

28

Unified Communications (UC) Hochverfügbarkeit, Sicherheit, Flexibilität

Anforderungen bei Unified

Communications:

• Nutzer Antwortzeiten müssen

zuverlässig kurz sein

• Hochverfügbarkeit ein Muss

bei diesen geschäftskritischen

Anwendungen

• Kommunikationskanäle

müssen sicher und zuverlässig

sein

A/V Conf Server

IIS Server

Telephony Conf Server

Web Conf Server

Focus

IM Conf Server

Active

Director

y

SQL Server Backend

ServerIron HA Pair

UC Users

ServerIron ADX UC Lösungen:

Im Markt der skalierbarste Hochgeschwindigkeits L4-7 Netzwerkswitch für kürzeste Antwortzeiten

Transparente Skalierbarkeit

ServerIron ADX Hochverfügbarkeit verhindert Ausfall der Kommunikationsdienstleistungen

Denial-of-Service-Schutz der UC-Komponenten auf voller Leitungsgeschwindigkeit

Von Brocade und Microsoft zertifizierte MS Unified Communications Lösung mit ServerIron ADX

Microsoft Exchange 2010 Lastverteilung

• ServerIron ADX und Exchange 2010:

• ServerIron ADX ist als Hardware-Lastverteiler für Microsoft Exchange

Server 2010 Umgebungen offiziell zertifiziert

• Exchange 2010 hat neue Anforderungen für Lastverteiler:

• Änderung der Architektur in Microsoft Exchange 2010 erfordert Lastverteiler für

Hochverfügbarkeit für die Client Access Server (CAS),

ADX and Exchange 2010 Lösungshandbuch:

www.brocade.com/exchange

Zusätzliche Informationen über Brocade

und Microsoft

www.brocade.com/microsoft

http://www.brocade.com/exchange

http://www.brocade.com/microsoft

Desaster Recovery:

Global Sever Load BalancingRedundanz über mehrere Standorte und verbesserte Leistung

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ServerIron

DNS

Datacenter

Datacenter

Datacenter

ServerIron ADX GSLB Lösung

• GSLB Steuerung arbeitet mit lokalen ADPs zusammen um globale Last auf Standorte zu verteilen

• Erkennt Zustand eines Standortes, Last, Nutzerpräferenz und Dienstantwortzeiten für

Standortauswahl

• Ermöglicht transparenten Standortübergang im Katastrophenfall oder Standortausfall

• Wird über “Route Health Injection” bei OSPF, IPv6 durchgeführt, oder DNS (Domain Name Service)

Anforderungen an Globale

Lastverteilung:

• Ausfall von Standorten muss

transparent überbrückt werden

• Auswahl des besten Standortes

für einen Anwender

• Sowohl DNS-basierte als auch

andere Steuerungsprotokolle

für Redundanz über mehrere

Standorte nutzen

• Stellt Zugang zu Ausweich-RZ

im Katastrophenfall zu

Verfügung

SSL BeschleunigungModerne Hardware Beschleunigung

SSL-Beschleunigung:

• SSL wird auf dem ADX angenommen, Anwender-Verbindungen können über eine einzige TCP-Verbindung zum Server geleitet werden

• Server muss nicht SSL verarbeiten (hohe Prozessorlast) und Verbindungs-management wird vereinfacht

• SSL Proxy Modus erlaubt sichere Verbindung zum Server über separate SSL-Verbindung

• Flexibel durch Unerstützung von vielen Verschlüsselungsmethoden und Algorithmen

• Bis zu 200,000 SSL TPS (Transaktionen/s)

• Bis zu 13 Gbit/s SSL Durchsatz

IPv6 Gateway

• Ermöglicht Einsatz von IPv6-Diensten

parallel zu IPv4, ohne dass die interne

Anwendung angepasst wird, z.B. bis alle

Server auf IPv6 migriert sind

• Eine ideale Plattform für die

Bereitstellung von IPv6-basierten

Anwendungen mit HTTP, DNS und

andere TCP-und UDP Protokollen

• ServerIron ADX IPv6 Gateway unterstützt

IPv6 Routing, Layer 4-7 Analyse und

Anwendungsprüfung auf Schicht 7

• IPv6-Router-Funktionen, inkl. Interface-

Adressierung, Standardgateways,

Routen-Ankündigungen sowie statische

und dynamische Routing-Protokolle

Stellt Anwendungen transparent aktuelle Netzprotokolle zu Verfügung

33

IPv6 Anwender

IPv4 Application

Servers

IPv6 Application

Servers

Brocade

ServerIron ADX

Management: CLI und GUI

Managementmöglichkeiten

(Inkl. Role Based

Management)

CLI: Telnet, SSH

GUI: HTTP, HTTPS

SNMP

SFlow Reporting

Brocade Network Advisor

Unified SAN/LAN Management

• New License Model

• The choice of managing SAN/

LAN or both

• Starter Bundles and

individual additional licenses

• A free of charge LAN and SAN

version with restricted

featuresets

• Upgrade Path for existing

INM Users• An existing Support contract

will be mandatory to migrate

from INM to the new

plattform!

• New look & feel• Improved managebility

Performance Validation

Performance Target ServerIron ADX 1000 ServerIron ADX 4000 ServerIron ADX 10000

Maximum application cores 4 16 32

Maximum Gigabit Ethernet Ports 16 (Cu) 24 (Cu or SFP) 48 (Cu or SFP)

Maximum 10 Gigabit Ethernet Ports 2 (XFP) 8 (XFP) 16 (XFP)

Maximum system memory 8 GB 32 GB 64 GB

Maximum DNS queries/sec 1,750,000 7,000,000 14,000,000

Layer 4 connections/sec (HTTP 1.0) 200,000 800,000 1,600,000

Layer 4 transactions/sec (HTTP 1.1) 2,000,000 8,000,000 16,000,000

Layer 7 connections/sec (HTTP 1.0) 90,000 360,000 720,000

Layer 7 transactions/sec (HTTP 1.1) 175,000 700,000 1,400,000

Layer 4 aggregate throughput (Gbps) 9 35 70

Layer 7 aggregate throughput (Gbps) 9 35 70

Maximum SSL TPS (transactions/sec) 28,672 114,688 229,376

DoS protection (SYN/sec) 15,000,000 60,000,000 120,000,000

Maximum concurrent connections 16,000,000 64,000,000 128,000,000

Maximum number of VIPs 1024 4096 4096

Maximum number of real servers 4096 16384 16384

Layer 3 switching capabilities OSPF, RIPv2, VRRP, VRRP-E OSPF, RIPv2, VRRP, VRRP-E OSPF, RIPv2, VRRP, VRRP-E

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Performance Metric ADX 1008-1 ADX 1016-2 ADX 1016-4 ADX 1216-4

Number of application cores 1 2 4 4

Total application core memory 2GB 4GB 8GB 8GB

Layer 4 aggregate throughput 2GB 4.5GB 9GB 9GB

Layer 7 aggregate throughput 2GB 4.5GB 9GB 9GB

Layer 4 connections/second (HTTP 1.0) 50,000 100,000 200,000 200,000

Layer 4 transactions/second (HTTP 1.1) 500,000 1M 2M 2M

Layer 7 connections/second (HTTP 1.0) 22,500 45,000 90,000 90,000

Layer 7 transactions/second (HTTP 1.1) 37,500 75,000 150,000 150,000

DNS queries/second (fast stateless mode) 437,500 875,000 1.75M 1.75M

Maximum concurrent connections 4M 8M 16M 16M

Maximum concurrent session entries 8M 16M 32M 32M

Maximum 1 Gigabit Ethernet interfaces (Copper) 8 16 16 16

Maximum 10 Gigabit Ethernet interfaces (XFP) 0 0 0 2

SSL transactions per second 7,168 14,336 28,672 28,672

SSL bulk throughput 0.45GB 0.9GB 1.8GB 1.8GB

Max number of VIPs 32 1024 1024 1024

Max number of Real Servers 256 4096 4096 4096

Max number of application ports 2048 8192 8192 8192

DoS attack protection (SYN/sec) 3M 7M 15M 15M

Comparison of ADX 1000 Models

Cloud-gestütze ADC LösungTraditionelle ADC Lösung

Application Delivery im Cloud Computing

41

ADC Hardware

Anwender

Server

• Standard-

Hardware

• Hypervisor

• Blade-Systeme

Clients

Server

ADC Virtual

Appliance

• Spezielle Hardeware

• Fest im Netz plaziert

• Dynamisch

• Kosten-effektiv

• Schnelle Integration

Vielen Dank.

Jürgen Luksch

[email protected]

www.brocade.com/adx




elastische lastverteilung in virtualisierten … · adx 4000 •redundante managementkarte •4 ru...

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