SD-WAN nativa da nuvem: a WAN que seus aplicativos Kubernetes merecem

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Co-autores: Alberto Rodriguez-Natal, Vijoy Pandey, Lori Jakab, Fabio Maino

Esta semana, na KubeCon Europe 2020, apresentamos o projeto Cloud-Native SD-WAN (CN-WAN) para melhorar a integração entre SD-WAN e Kubernetes. CN-WAN é uma implementação de código aberto de referência que ilustra como as soluções SD-WAN, como Cisco Viptela SD-WAN, podem se integrar perfeitamente ao ecossistema Kubernetes para se tornarem cientes das necessidades dos aplicativos nativos da nuvem. O CN-WAN mapeia os atributos do aplicativo Kubernetes para recursos de rede SD-WAN para otimizar automaticamente o desempenho do aplicativo na WAN.

Alguns antecedentes: as empresas estão migrando aplicativos modernos para arquiteturas nativas da nuvem, incluindo arquiteturas de microsserviços. Muitos usam Kubernetes para orquestrar microsserviços em contêineres e estão adotando práticas de DevOps para gerenciamento e implantação. Além disso, os aplicativos modernos são frequentemente distribuídos em nuvens, pontos de presença, centros de dados, etc., e os usuários e dados também podem estar em muitos locais diferentes. Portanto, maximizar o desempenho do aplicativo geralmente requer a otimização da conectividade em todos os itens acima. Historicamente, isso tem sido complicado, manual e desafiador.

Em muitos casos, as empresas implantam um SD-WAN para conectar um cluster Kubernetes com usuários ou cargas de trabalho que consomem aplicativos nativos da nuvem. Em uma empresa típica, as equipes NetOps aproveitam sua experiência em rede para programar políticas SD-WAN para otimizar a conectividade geral para os aplicativos hospedados do Kubernetes, com o objetivo de reduzir a latência, reduzir a perda de pacotes, etc. A empresa geralmente também tem equipes DevOps que mantém e otimizar a infraestrutura do Kubernetes. No entanto, apesar dos esforços das equipes NetOps e DevOps, hoje o Kubernetes e o SD-WAN operam principalmente como navios à noite, muitas vezes sem se avisarem. A integração entre SD-WAN e Kubernetes normalmente envolve coordenação manual demorada entre as duas equipes.

Felizmente, as soluções SD-WAN modernas costumam ter APIs que permitem que influenciem programaticamente como seu tráfego é tratado na WAN. Isso permite oportunidades interessantes e valiosas para automação e otimização de aplicativos. Acreditamos que haja uma oportunidade de emparelhar a natureza declarativa do Kubernetes com a natureza programável das soluções SD-WAN modernas. Isso nos permite não apenas melhorar a conectividade para o cluster Kubernetes, mas também simplificar e automatizar o consumo de recursos SD-WAN por aplicativos nativos da nuvem.

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Em nossa postagem anterior, Simplificando a jornada de DevOps e NetOps usando Cisco SD-WAN Cloud Hub com Google Cloud, descrevemos como Cisco SD-WAN Cloud Hub simplifica o fluxo de trabalho para DevOps e NetOps, automatizando as tarefas necessárias para oferecer uma melhor experiência de aplicativo sobre o SD-WAN. As ideias destacadas nessa postagem podem ser aplicadas a qualquer carga de trabalho, incluindo cargas de trabalho nativas da nuvem. Para tanto, abrimos o código-fonte do CN-WAN, um conjunto de componentes que podem ser usados ​​para melhor integrar uma solução SD-WAN, como Cisco Viptela SD-WAN, com Kubernetes para (1) permitir que as equipes de DevOps expressem a WAN necessidades dos microsserviços que eles implantam em um cluster Kubernetes e (2) permitem que o NetOps renderize automaticamente as necessidades de microsserviços em otimizações dinâmicas de WAN.

Integração perfeita de Kubernetes e SD-WAN via CN-WAN

Considere o exemplo de um aplicativo nativo de nuvem de videoconferência, composto de vários microsserviços (voz, vídeo, slides, bate-papo etc.). Esses microsserviços podem ter requisitos diferentes sobre como seu tráfego deve ser tratado na WAN. Por exemplo, um microsserviço de vídeo requer mais largura de banda do que um microsserviço de bate-papo e um microsserviço de voz é mais sensível à latência do que um de compartilhamento de slides.

O CN-WAN é composto por um conjunto de componentes (um Operador Kubernetes, um Leitor e um Adaptador) que podem automatizar o processo de otimização do SD-WAN para cada microsserviço exposto externamente e ajudar as equipes de NetOps e DevOps a atingir seu objetivo comum de proporcionando uma melhor experiência de aplicação.

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o Operador CN-WAN é executado no cluster Kubernetes, monitorando ativamente os serviços implantados. As equipes DevOps podem usar anotações padrão do Kubernetes nos serviços para definir metadados específicos da WAN, como o Perfil de Tráfego do aplicativo. O CN-WAN Operator então registra automaticamente o serviço junto com os metadados em um Service Registry. Na demonstração que mostramos na KubeCon EU, usamos o Google Service Directory como Service Registry.

o Leitor CN-WAN, no lado SD-WAN, conecta-se ao Service Registry para saber como o Kubernetes está expondo os serviços e os metadados WAN associados extraídos pelo operador CN-WAN. O CN-WAN Reader consulta periodicamente o Registro de Serviços e acompanha as atualizações dos serviços expostos e / ou dos metadados associados. Quando novos (ou atualizados) serviços ou metadados são detectados, o CN-WAN Reader envia uma mensagem para o adaptador CN-WAN para que as políticas SD-WAN possam ser atualizadas.

o Adaptador CN-WAN, também no lado SD-WAN, mapeia os metadados associados ao serviço nas políticas detalhadas de SD-WAN programadas pelo NetOps no controlador SD-WAN. Desta forma, o controlador SD-WAN renderiza automaticamente as políticas SD-WAN, especificadas pelo NetOps para cada tipo de metadados, em otimizações de plano de dados SD-WAN específicas para o serviço. O SD-WAN pode suportar vários tipos de acesso tanto no remetente quanto no receptor (por exemplo, Internet com fio, MPLS, 4G ou 5G sem fio), bem como várias opções de serviço e priorizações por rede de acesso e, claro, vários caminhos entre a origem e o destino . Ao fornecer ao controlador SD-WAN os atributos do aplicativo descritos acima, ele pode otimizar automaticamente e dinamicamente todas as opções de WAN para maximizar o desempenho do aplicativo. Por exemplo, no exemplo simples da figura, o tráfego gerado por um serviço que tem a anotação “Tempo Real” é atribuído a um caminho de baixa latência e quedas mínimas no SD-WAN.

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Tornar SD-WAN ciente das necessidades de aplicativos nativos da nuvem com CN-WAN

Outro exemplo pode ser encontrado no demo CN-WAN lançado para a KubeCon EU (detalhes no final deste post). Essa configuração replica um usuário em um streaming de branch de um serviço de vídeo Kubernetes na nuvem, com o Cisco Viptela SD-WAN conectando o branch e a nuvem. Para a demonstração, estabelecemos dois túneis no SD-WAN, que respectivamente imitam o comportamento de um internet pública link (latência média e largura de banda) e um Internet empresarial link (melhor latência e largura de banda). Todo o tráfego entre o usuário e o cluster passa por padrão por meio do internet pública túnel. No entanto, configuramos o adaptador CN-WAN para direcionar automaticamente o tráfego para serviços anotados com “traffic-profile = video” por meio do Internet empresarial túnel. A demonstração demonstra como apenas adicionando a anotação “traffic-profile = video” ao serviço Kubernetes, o tráfego é automaticamente desviado para o Internet empresarial túnel.

Graças ao projeto Cloud-Native SD-WAN, as soluções SD-WAN, como Cisco Viptela SD-WAN, podem se integrar perfeitamente ao ecossistema Kubernetes para otimizar automaticamente o desempenho do aplicativo com base nos atributos do aplicativo Kubernetes. Acreditamos que CN-WAN + Cisco Viptela SD-WAN fornece uma SD-WAN nativa em nuvem que pode fornecer benefícios de desempenho de aplicativo significativos para seus aplicativos baseados em Kubernetes.

Veja a demonstração KubeCon EU CN-WAN

Visite o site KubeCon EU da Cisco para ouvir Vijoy Pandey, VP e CTO de nuvem da Cisco, discutir sobre CN-WAN em sua apresentação e assistir a uma demonstração do CN-WAN em ação.

O código para o projeto CN-WAN está disponível como código-fonte aberto no GitHub. A equipe CN-WAN pode ser contatada em [email protected] Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco para conversar sobre o projeto e saber mais sobre como estamos planejando integrar os recursos CN-WAN à solução Cisco SD-WAN Cloud Hub.

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