IP-Fabric-Architektur mit EVPN Control-Plane

 

Die Markenwelt der freenet Group macht den Konzern zum Digital-Lifestyle-Provider und größten netzunabhängigen Telekommunikationsanbieter in Deutschland. So versorgt das Unternehmen aktuell rund 13 Millionen Kunden mit digitalen Produkten; neben dem Kerngeschäft Mobilfunk zählen dazu auch Leistungen im Segment TV und Medien sowie Hosting-Services für Geschäftskunden.

Das Herzstück zur Bereitstellung aller Internetdienste, sowohl für alle Konzerntöchter als auch für externe Geschäftskunden, findet sich in Düsseldorf. Hier betreibt die freenet Datenkommunikations GmbH als 100%iges Tochterunternehmen das zentrale Rechenzentrum der Unternehmensgruppe – eine Infrastruktur, die mit dem Konzernerfolg gewachsen ist und über die Jahre fortwährend an Komplexität gewonnen hat.

 

Weiterentwicklung des internen Service-Providers

Als Wartungspartner leistet das Xantaro Technical Assistance Center (XTAC) bereits viele Jahre Support. Auch als es 2017 zu einem enormen Netzwerkausfall kommt, arbeitet das XTAC intensiv mit dem Team der freenet an Wiederherstellung und Stabilisierung des Betriebs. In dieser Krisensituation wird klar, dass Handlungsbedarf besteht. So entschließt sich der Konzern kurzfristig, die Expertise der Xantaro-Engineers für ein Netzwerk-Audit zu nutzen, um die Funktionalität des Multi-Vendor-Layer2-Netzwerks genauer zu bewerten. Das Ergebnis: Um zukünftiges Wachstum und die zuverlässige Bereitstellung neuer, innovativer Services gewährleisten zu können, muss das bisherige RZ-Design modernisiert werden.

„Unsere Infrastruktur eignete sich nicht mehr zur Abbildung moderner, anspruchsvoller Cloud-Anwendungen“, so Andreas Jürgensen, Leiter Infrastruktur bei der freenet AG/mobilcom-debitel, über die Ausgangslage. „Wiederholt kam es zu Wechselwirkungen, die aufgrund der Spanning-Tree-Architektur teils RZ-weite Auswirkungen hatten und nur mit hohem Aufwand identifiziert und behoben werden konnten.“ Denn das Design wird zum damaligen Zeitpunkt mit VLAN-Trunks und mittels des klassischen Spanning-Tree-Protokolls betrieben, was ab einer gewissen Skalierung, die die Infrastruktur erreicht hatte, Herausforderungen für die Stabilität des Netzbetriebs birgt.

Konfrontiert mit dem Großprojekt, das vom eigenen Team nicht zusätzlich bewältigt werden kann, setzt die freenet Group weiterhin auf das Know-how des Integrators und beauftragt die Xantaro Deutschland GmbH mit Planung und Realisierung des neuen Datacenter-Designs. Da weite Teile des Rechenzentrumsnetzwerks der freenet Datenkommunikations GmbH auf Systemen von Juniper Networks basieren, mit denen sich das Betriebsteam gut auskennt, steht zudem fest, dass es auch für die Modernisierung Technologie dieses Herstellers sein soll.

 

Ein innovativer Ansatz für hochperformante Infrastrukturen

Insgesamt sollte das Augenmerk bei der Netzmodernisierung auf Verkleinerung der Fehlerdomänen zur schnelleren Identifizierung im Störungsfall sowie Verbesserung der Stabilität liegen. Aber auch ein höherer Automatisierungsgrad, granulare Kontrolle der Verkehrsflüsse und die Möglichkeit zur Abbildung von Cloud-Anbindungen bzw. Hybrid-Cloud-Services sollten erreicht werden, um für die Zukunft gewappnet zu sein.

Gemeinsam evaluieren Xantaro und der Technologiepartner Juniper Networks zunächst mögliche Szenarien. Darunter ist auch ein innovativer Ansatz basierend auf einer Layer-3 Clos-Fabric mit Ende-zu-Ende EVPN-Overlay, der alle Anforderungen an die zukünftige Infrastruktur erfüllen sollte und auf welchen schließlich die Entscheidung fällt. Das daraufhin erstellte High-Level-Design sieht moderne Juniper Networks MX-, QFX- und EX-Series-Komponenten mit konsequenten Redundanzen zur Gewährleistung des Betriebs vor. Um das Investitionsbudget der freenet Group so effizient wie möglich zu nutzen, werden wo möglich vorhandene Komponenten wieder-verwendet.

 

Theorie vs. Praxis: Entscheidung für Stabilität

Doch in einem modernen Datacenter spielen eine Vielzahl an Faktoren wichtige Rollen und jede Änderung nimmt Einfluss auf den Betrieb – insbesondere der Einsatz innovativer Technologie bedeutet auch eine Gratwanderung zwischen Modernität und Zuverlässigkeit, die es abzuwägen gilt. So stellen auch freenet, Xantaro und Juniper Networks im Laufe des Projekts fest, wie essentiell das Testen unter realistischen Bedingungen ist.

Um also die vielfältigen Anforderungen des Betriebs ausreichend zu berücksichtigen, wird das Netz der freenet in Xantaros Frankfurter XT³Lab detailliert nachgestellt. Dieses ist umfassend sowohl mit den neusten Juniper-Technologien als auch mit speziellen Test-Systemen ausgestattet und ermöglicht den Engineers, das Zusammenspiel von Systemen und Software-Releases genau zu eruieren. Dabei kommt ihnen auch Xantaros eigens entwickelte Test-Automatisierungslösung zugute – mittels „XFAST“ werden unzählige Testdurchläufe automatisiert durchgeführt, so dass das Team in einer Vielzahl von Test-Setups auch herausfindet, welche Auswirkung zum Beispiel Änderung von Konfigurationen haben werden. Die Ergebnisse bringen schließlich Gewissheit: Das initiale innovative Ende-zu-Ende-Design kann im Netzwerk der freenet zum aktuellen Zeitpunkt nicht die erforderliche Stabilität gewährleisten. So beschließen die Parteien gemeinsam, die IP-Fabric-Architektur anzupassen und einen segmentierten konservativeren Ansatz umzusetzen.

 


 


 

Diese Lösung sieht einen eigenständigen gerouteten Layer-3-Unterbau mit Spine-/Leaf-Architektur pro Datacenter sowie einen zentralen MPLS-Unterbau zur Koppelung der Rechenzentren (DCI) vor. Als Control-Plane wird in allen drei Bereichen EVPN verwendet. Die Overlay- und EVPN-Fehlerdomänen werden hierbei getrennt und auf das jeweilige Datacenter bzw. den DCI-Bereich beschränkt. Somit können Probleme oder Störungen in einem Block isoliert werden und beeinträchtigen nicht benachbarte Bereiche oder Datacenter.

Als Overlay wird für die Rechenzentren EVPN/VxLAN und im DCI EVPN/MPLS eingesetzt. Die Anbindung zwischen Datacenter und DCI-Block erfolgt dabei auf Basis von EVPN Active/Active Multihomed-Layer-2-Übergängen zwischen DC-Spine und DCI-PE. Dies reduziert die Komplexität der DCI-Ebene gegenüber einem Ende-zu-Ende-EVPN-Design erheblich, ohne relevante Einschränkungen der Funktionalitäten mit sich zu bringen.

Layer-2 Broadcast-Domänen können nun selektiv und portweise basierend auf EVPN-Ethernet-Segmenten sowohl RZ-lokal als auch übergreifend erstellt werden; möglich sind reine Punkt-zu-Punkt- aber auch Many-to-Many-Setups.

 

Gemeinsam ans Ziel

„Es war eine aufreibende Zeit“, erzählt Stephan Feldhoff, Interim-Manager Rechenzentrum der freenet Datenkommunikations GmbH. „Die Tatsache, dass Xantaro das bestehende Netz und die Anforderungsprofile der vielen Anwendungen und Services bereits kannte, war hier ein sehr großer Pluspunkt.“ Zudem verfügt das Expertenteam über herstellerübergreifendes Know-how in Technologien verschiedener Hersteller, die in einem Netzwerk zusammenspielen, und sorgt als lokaler Partner und Schnittstelle zu seinen Partnern bei Bedarf für die notwendige Aufmerksamkeit und Unterstützung.

Und auch die Lösung kam nicht von ungefähr. Denn die Erfahrung im Bereich Datacenter und der Kombination von MX- und QFX-Komponenten, Technologien wie EVPN und VxLAN sowie innovativer JUNOS-Software, die Xantaro aus anderen Kundenprojekten einbringen konnte, spielte eine wichtige Rolle.

So zeigt sich Stephan Feldhoff nach Abschluss des Projektes sehr zufrieden: „Mit der IP-Fabric ist das Konzern-Rechenzentrum jetzt mit einer hochverfügbaren, einfach skalierbaren und zukunftssicheren Netzwerkplattform ausgestattet.“ So befinden sich neue Dienste wie z.B. die Hybrid-Cloud aktuell im Aufbau. Und auch der nächste Step ist bereits anvisiert; die Bandbreite innerhalb der IP-Fabric soll gemeinsam mit Xantaro verdoppelt werden.

 

 


Weitere Informationen unter www.freenet-group.de

 


 

PROJEKT-ÜBERBLICK


Kunde:  freenet Group /
freenet Datenkommunikations GmbH

Branche: Service-Provider, Datacenter

Hersteller:   Juniper Networks

Produkte:  MX10003, QFX10002, QFX5110

 


HINTERGRUND & ANFORDERUNGEN

  • hohes Ausfallrisiko durch Kapazitätsauslastung und veraltetes Design
  • erschwertes Troubleshooting durch große Fehlerdomänen

 

KONZEPT & REALISIERUNG

  • Netzwerk-Audit
  • Planung einer zukunftssicheren RZ-Infrastruktur basierend auf innovativen, kapazitätsstarken Juniper Networks MX-Routers und QFX-Switches
  • intensive, realitätsnahe Tests
  • IP-Fabric-Architektur mit EVPN/VxLAN-Overlay und EVPN/MPLS DC-Interconnect

 

RESULTAT

  • höchste Verfügbarkeit zur Gewährleistung von Diensten durch moderne Technologie und konsequente Redundanzen
  • Verkleinerung der Fehlerdomänen zur schnelleren Identifizierung im Störungsfall
  • Skalierbarkeit und Zukunftsfähigkeit; Möglichkeit zur Abbildung neuer  Services (z.B. Hybrid-Cloud)