Cisco ACI Fundamentals

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Cisco ACI 勉強会で使用した資料です。初心者向けとなっているので正確性に欠ける表現をしている個所もあります。

間違いなどがあればコメント頂けると助かります。

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基本

ACI って何?

Application Centric Infrastructure の略語

  • Cisco が提供するプロダクト名称の略(特定の機器名称ではない)
  • 主にデータセンタ向けを想定しているサービス(俗にいうSDN に分類される)
  • Cisco は他にもSDN 向けサービスを出しているが、そのうちの一つ(イチオシらしいよ)

英語名称のとおり、アプリケーションを中心にした基盤

  • 仮想化を中心に発展/進化するサーバやアプリケーション環境に対して今後の成長に耐えうるネットワークインフラ
  • アプリケーションエンジニア( ≠ ネットワークエンジニア)でもネットワーク機器の設定を自分たちでできるように、色々と抽象化して複雑な考え方を無くした

ACI とはCisco が販売するネットワーク機器およびサーバを組み合わせて提供するプロダクト名

[REFERENCE] なぜACIなのか?

 

Hardware の基本(機器)

ACI はプロダクト名称であって特定機器名ではありません 。ACI を構成する機器には大きく2種類あり、

  • APIC (Application Policy Infrastructure Controller) エーピックと呼ぶことが多い。 APIC と言う名称で売られているが正体はCisco UCS サーバ
  • Nexus スイッチ(9000 シリーズ、2000 シリーズ) 9000 シリーズも、95xx、93xx の2種類のみです。92xx はACI では使われません。2000 シリーズはFabric Extender(FEX)とも呼ばれます。必須機器ではなく、Cisco も推奨はしていません。

 

Hardware の基本(構成)

APIC、Nexus は用途が決まっています。大きく3つあり・・・

  • APIC は(他にも用途はありますが)設定を管理するサーバと思っていれば大丈夫です。 通常はAPIC の入力画面を通じてSpine/Leaf に設定を配布します。
  • Nexus はデータ転送用のL2/L3 スイッチです。 さらにSpine (スパイン)とLeaf (リーフ)と呼ぶ役割に分かれる Nexus 9500、Nexus 9300 の一部がSpine、Nexus 9300 の一部がLeaf

  • Spine は従来のコアスイッチの役目
  • Leaf は従来のアクセススイッチの役目
  •  APIC も接続形態的にはLeaf に接続します。
  • Leaf – Leaf 間やSpine – Spine 間を接続することはできません。
  •  Spine/Leaf の2階層が原則です。
  • 最近ではMulti-Tier とよぶ3階層構成もあるが基本は2階層と考えます。

Leaf はアクセスSWなので、サーバ収容ポートが足りなければLeaf スイッチを増やす(&上位との接続)

Spine はコアSWなので転送容量(赤+緑)が足りなければSpine スイッチ(青)を増やす(&下位との接続)

または既存のSpine – Leaf 間でリンク増設

 

Hardware の基本(APIC)

APIC は規模に応じてAPIC-M、APIC-L の2種類があります。CPU やストレージなどスペックに差はありますが、大規模か否かだけで機能差はありません。

[NOTE] APIC

[REFERENCE] APIC appliance product specifications Table 2

さらに世代に応じて、1世代、2世代、3世代があります。こちらは世代により機能差があります。 これらから、APIC はAPIC-M1、APIC-L1、APIC-M2、APIC-L2、APICM-3、APICL-3 と呼ばれることもあります。また、APIC は複数台の冗長構成(クラスタ構成)が必須なので、APIC-xx Cluster とも呼ばれます。

  • APIC-M1/L1・・・既にEoL のため気にしなくていい
  • APIC-M2/L2・・・現役ですがEoL アナウンスがでたのでそろそろ販売停止
  • APIC-M3/L3・・・最新のモデルだが、利用可能なOS Versionに制約あり

APIC-1 とAPIC-2 は旧Version から現在の4.2台まで利用可能ですが、APIC-3 は4.0 以上しか利用できません。既にAPIC-2 に終了アナウンスが出ているので、実質、これからのAPIC はM3/L3 になります。

APIC は最低3台からのクラスタ構成です。1台でも動きますがCisco のサポートが受けられるのは3台構成からです。3台は全てACT/ACT で動作します。ACT/SBY ではありません。

  • 正常な状態は 3台全てが稼働している状態です。この時にはAPIC へ設定追加、削除、変更が可能です(Read/Write)。
  • 1台が故障し、2台が稼働している状態であれば、同様にAPIC へ設定追加、削除、変更が可能です(Read/Write)。
  • 2台が故障し、1台が稼働している状態ではAPIC へ設定追加、削除、変更はできません。設定確認ができるだけです(Read Only)。

正確には何台稼働しているか?ではなく、中で使われているデータベースのデータが生きているか否かで決まってきますが、今は上記の理解でことたります。また、実際に故障はしていなくても、リンク障害などで1台と2台にAPIC が分かれてしまうような(スプリットブレイン)状態でも上記に該当します。

APIC は最低3台からのクラスタ構成のACT/ACT として動作します。各APIC がIP アドレスを持ち、そのIP アドレス宛にアクセスしますが、設定内容は同期されるためにどのAPIC にアクセスしても差はありません。

ACI やCisco の他のプロダクト扱っていると、CIMC(しーあいえむしー)と言う用語が出てきます。

CIMC = Cisco Intelligent Management Controller(UCSに搭載されたサーバ管理用のソフト) CIMC はUCS が通電さえしていれば本体の電源がOFF であっても、アクセスすることができます(GUIです)。

APIC (UCS) には2種類の管理用ポートがあり、

  1. Out of Bad (OoB)ポート ⇒ APICにアクセスするためのポート
  2. CIMCポート ⇒ UCSにアクセスするためのポート

どちらもIP アドレスを設定し、管理用ネットワークに接続して利用します。

APIC にアクセスするには3通りの方法があります。

  • コンソールポートからアクセス
  • USB インタフェースがあるので、外付けのモニター&キーボードを使いアクセス
  • CIMC 経由でUCS にアクセスし、CIMC 管理画面から仮想KVM コンソールを使いアクセス これだとネットワーク経由でアクセスできるので便利

CIMC の便利な点はHTTP 経由でAPIC OS ファイルを仮想メディアとしてマウントし、APIC の再インストールをおこなうことができます。仮想KVM 経由のアクセスではAPIC を再起動させたり、Function キーも使えるのでリモートからOS 初期化、再インストールすることもできます。  

 

Hardware の基本(Nexus)

Nexus は独自のASIC を積んでおり、世代により名称が異なります。末尾に-EX、-FX、-FX2 が付くものが最近のものです(右にいくほうがより新しく、高価)。例として、

  • Nexus 93128TX
  • Nexus 9372TX-E
  • Nexus 93108TC-EX
  • Nexus 93108TC-FX
  • Nexus 93240YC-FX2

何も付かない無印と-E は古い世代でASIC のアーキテクチャが全然違うので全くの別物で機能差も激しいです。CCO にもこの機能は-EX 以降に限るという注釈が頻繁に出てきます。検証の際には世代を気にしましょう。上記の他に-GX が付くものもあり、-FX2 より新しいですが、ACI ではまだリリースされていないので気にしなくて大丈夫です。

Spine/Leaf に使うNexus はモデルによりSpine 用Nexus、Leaf 用Nexus と決まっています。Nexus 95xx/93xx なら何でもOK という訳ではありません。Spine/Leaf どちらにも使えるNexus がリリース予定と聞いていますが、基本的な考えは用途毎に決まっていると考えるのが良いです。

[NOTE] Spine

[NOTE] Leaf  

 

Software の基本

ACI ではAPIC とNexus (Spine/Leaf) が必要ですが、それらにはOS が必要です。最近ではAPIC OS Version 4.2(2g) がリリースされました。 Spine/Leaf のVersion はAPIC Version に1を付加したものという命名規則があります。

上記で言えば、1 + 4.2(2g)なので、14.2(2g)

4.2(2g)

4 = major (製品のアーキテクチャ、プラットフォーム、または機能内容の大きな変更)

2 = minor (新機能追加)

2g = 括弧内は基本Bug 修正

Nexus はACI で使うNexus と通常のデータセンタ向けスイッチのNexus があります。ハードは同じですが、OS は ACI-OS (ACI mode とか呼ぶ) とNX-OS と別モノなのでACI では必ずACI-OS を使う必要があります。

ACI ではAPIC とNexus (Spine/Leaf) のOS Version は4.2(2g) と14.2(2g) のように揃えて利用します。異なるVersion であっても動作はしますが恒常的に使うにはサポートが受けられないので注意が必要です。

ACI は非常に短いサイクルでOSの更新がおこなれます。おおむね、4か月に1回のペースで新Version がでてきます(メジャー、マイナー等は問わない)。そのため、導入前の検証や問い合わせ回答のための確認検証をおこなう場合には必ずOS Version を揃えます。括弧内のBug Fix くらいなら大丈夫だろうという考えは危険です。ACI に限らず、デグレすることはよくあるので注意しましょう。

ACI では開発スパンが短いので、早いものだとサポートが半年くらいで切れてしまうケースもあります。それでは困るので、Cisco が最低18ヶ月はサポートするVersion をLong Lived と呼びます(意味だけ覚えておけばOK)。

[REFERENCE] Recommended Cisco APIC and Cisco Nexus 9000 Series ACI-Mode Switches Releases

現在のLong Lived は3.2 と4.2です。  

 

基本のまとめ

ざっくり言えば・・・

ACI はUCS サーバとNexus スイッチで構成され、専用OS が動作するデータセンターネットワーク  

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