Optické komunikace 2015 - Oddělení optických sítí

Optické komunikace 2015
Softwarově řízená optická
infrastruktura pro podporu
experimentů
Michal Hažlinský, Josef Vojtěch, Ondřej Havliš,
Jan Kundrát a Pavel Škoda
CESNET
Oddělení optických sítí
[email protected]
http://www.cesnet.cz/
http://czechlight.cesnet.cz/
20. říjen 2015
1
?Testbed?
•  Univerzální prostředí
•  Sloužící pro testování a vývoj
•  Současných a nových
•  Technologií
•  Služeb
•  Určené pro
•  Výzkumnou a akademickou sféru
•  Výzkumníkům, experimentátorům, Ph.D studentům
•  Uživatelům třetím stranám
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
2
Sdílené prostředí pro spolupráci a
Testbed jako služba
•  Sdílené prostředí
• 
Využívá různé virtualizační nástroje k vytvoření izolovaných prostředí
• 
• 
Testbedů
Více testbedů může sdílet infrastrukturu v jeden čas je-li dostatek volných
prostředků
• 
Možnost využití služeb produkčních sítí a propojení s podobnými službami
ve světě
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
3
Sdílené prostředí pro spolupráci a
Testbed jako služba
•  Cíl
• 
Snadněji a rychleji sestavit síťové prostředí pro testování a experimenty
•  Požadované vlastnosti
• 
Poskytnout uživatelům úplný přístup k požadovaným zdrojům co
nejjednodušším způsobem
• 
Flexibilita a škálovatelnost
• 
Spolehlivost
• 
• 
Selhání konkrétního experimentu nezpůsobí fatální selhání celé infrastruktury
Umožnit replikovatelnost experimentů
• 
20. říjen 2015
Řízené prostředí
Optické komunikace 2015
4
GÉANT Testbed Service
•  Aktivita započala v roce 2013 v projektu GN3plus a pokračuje
dále v současném projektu GN4
•  Služba v rámci projektu GEANT nabízející uživatelům dynamicky
vytvářená izolovaná experimentální prostředí provozovaná nad
reálným fyzickým hardwarem
•  Uživatel má požadovanou kapacitu vždy vyhrazenou pro sebe
•  V současné době nasazeno 7 uzlů v sedmi zemích v PoP sítě
GEANT
• 
Praha, Bratislava, Ljubljana, Milano, Londýn, Amsterdam, Hamburk
•  Každý uzel vybaven
• 
PC servery
• 
HW switch s podporou OpenFlow v1.3
• 
Páteřní MPLS přepínač
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
5
GÉANT Testbed Service
Control Framework
•  Vyvinut aktivitou SA2 jako open source
•  Komunikuje s jinými SW komponenty, které spravují dílčí druhy
prostředků
• 
OpenStack
• 
OpenNSA
•  Umožňuje plánování a
rezervace prostředků
pro jednotlivé projekty
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
6
GÉANT Testbed Service
Použití Control Framework
•  Uživatelský testbed - Softwarově řízená infrastruktura
• 
Založení projektu, Definice testbedu, Rezervace zdrojů, Aktivace
•  Domain Specific Language
Testbed_Alpha {
host {
id=”A"
location=”src"
port { id=”if1" }
}
host {
id=”C"
location=“dst"
port { id=”if2" }
}
link {
id=”L3"
port { id=”src" }
port { id=”dst" }
}
adjacency A.port1, L3.src
adjacency C.port1, L3.dst
}
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
7
GÉANT Testbed Service
Podpora „backendu“
•  Navržen pro různé druhy prostředků
GTS framework
Resource manager
RCA-OS
(OpenStack)
RCA-VC
RCAOpenFlow
RCAPhotonic
Virtual PC
Ethernet
circuit
OpenFlow
switching instance
Virtualization and
Control layer
OpenStack
NSI/OpenNSA
DWDM network
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
8
Fotonický Testbed
Motivace
•  Umožňuje sdílení zdrojů na fotonické vrstvě
• 
optických vláken, de/mux, zesilovačů, optických přepínačů...
•  Inspirováno principy SDN a Testbed as a Service (TaaS)
• 
Flexibilní, snadno a rychle rekonfigurovatelná, reálná optická
infrastruktura
• 
Poskytuje služby třetí straně (uživatelům/experimentátorům)
•  Propojení fotonického testbedu a L2 testbedu a vytvoření
vícevrstvého experimentálního prostředí
• 
Následně propojení s GÉANT Testbed Service (GTS)
•  Fotonické testbedy ve světě
• 
JANET Aurora facility (UK), ESnet DF testbed (USA) ,JGN-X (Japonsko),
KOREN (Korea)
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
9
Fotonický Testbed
Vývoj a popis
•  Myšlenka vznikla v polovině roku 2013
• 
?Jak zrealizovat a na čem?
• 
Využití temných vláken DF a EF Czech Light trase
• 
Open DWDM Czech Light zařízení
• 
Koncem roku 2013 vytvořený všeobecný popis fyzických optických
komponent
• 
Pomocí pseudokódu
CLA PB01F
CLA PB02F
CLA DI01F
CLA DI02F
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
10
Fotonický Testbed
Vývoj a popis
• 
Popis fyzické trasy
PRG_DEM
UX
PRG_AMP
PRG_Band
Splitter
PRG_OAD
M
FIBREspan
_A
PEC_OAD
M
PEC_Band
Splitter
PEC_AMP
PRG_MUX
PEC_MUX
OND_MUX
-DEMUX
FIBREspan
_B
PEC_MUXDEMUX
PEC_DEM
UX
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
11
Fotonický Testbed
Vývoj a popis
•  V roce 2014
• 
Vznikl prvního laboratorního dema „One Setup“
• 
Optické cívky G 655 @ 300 km
• 
Czech Light zařízení
• 
20. říjen 2015
CLA, CLS & CLM
Optické komunikace 2015
12
Fotonický Testbed
Vývoj a popis
•  Současný stav
•  Dvě nezávislé trasy
•  Optické cívky G. 652 @ 300 km +
kompenzátory disperze
•  Optické cívky G. 655 @ 300 km
•  Pro obousměrný přenos přesného
času a frekvence T/F
•  CLS Czech Light Switch
•  Optický přepínač slouží jako centrální
bod pro připojení/odpojení optických
komponent (Mux/Demux, optických
vláken, zesilovačů a kompenzátorů...)
•  CLM Czech Light Multicast Switch
•  Optický multicastový přepínač bude
sloužit jako "univerzální monitor port”
pro měřící přístroje
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
13
Fotonický Testbed
Vývoj a popis
Juniper
EX2200
T1
T2
WSS-MUX
λ1=1550,92nm
WSS-DEMUX
1
1
2
λ2=1550,12nm
Fiber
CLA1
Fiber
CLA1
Fiber
CLA1
3
CLA1
5
1
A2in A2out
2
3
Juniper
MX10
T1
4
DCU
G.652
100km
6
T4
5
B1in B1out
6
G.652
100km
DCU
7
B2in B2out
8
9
G.652
100km
DCU
10
Pin Pout
11
C
5
7
8
8
9
9
λx=tunable XFP
CLS-1
In
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
T3
T4
IDIL-BiDi
EDFA 1
Fiber
Adapter
T/F
2
1
G.655
100km
IN
OUT
4
G.655
100km
In
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
IN
CLS-2
R3
R4
Juniper
MX10
λx=tunable
XFP
OUT
R1
R2
Out
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
R3
R4
IDIL-BiDi
EDFA 2
Fiber
3
R2
6
7
T2
20. říjen 2015
λ2=1550,12nm
4
C
Juniper
EX2200
R1
2
3
4
T3
λ1=1550,92nm
Fiber
6
5
G.655
100km
Adapter
T/F
Out
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Optické komunikace 2015
In
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
CLM
Out
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
14
Fotonický Testbed
Nasazení a rozvoj
•  Nasazení
•  Budoucí nasazení na EF Prahou a Brnem
•  Následné propojení s GÉANT Testbed Service (GTS)
•  Rozvoj
• 
• 
• 
• 
Laboratorní demo umožní simulaci reálné trasy
Testování obousměrného přenosu přesného času a frekvence
Vývoj automatizovaného přepínaní na optické vrstvě
Přístup k měřícím přístrojům
•  OSA,PM, OTDR
•  Přístup k optickým zařízením
•  Kvalitní online výuka pro studenty a doktorandy
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
15
Děkuji za pozornost
20. říjen 2015
Optické komunikace 2015
16