Fix path to images in scale out doc
[integration.git] / docs / docs_scaleout.rst
1 .. _docs_scaleout:
2
3 VF Module Scale Out Use Case
4 ----------------------------
5
6 Source files
7 ~~~~~~~~~~~~
8 - Heat templates directory: https://git.onap.org/demo/tree/heat/vLB_CDS?h=dublin
9
10 Additional files
11 ~~~~~~~~~~~~~~~~
12 - DCAE blueprint: https://git.onap.org/integration/tree/docs/files/scaleout/k8s-tca-clamp-policy-05162019.yaml
13 - TOSCA model template: https://git.onap.org/integration/tree/docs/files/scaleout/service-Vloadbalancercds-template.yml
14 - Naming policy script: https://git.onap.org/integration/tree/docs/files/scaleout/push_naming_policy.sh
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16 Description
17 ~~~~~~~~~~~
18 The scale out use case uses a VNF composed of three virtual functions. A traffic generator (vPacketGen), a load balancer (vLB), and a DNS (vDNS). Communication between the vPacketGen and the vLB, and the vLB and the vDNS occurs via two separate private networks. In addition, all virtual functions have an interface to the ONAP OAM private network, as shown in the topology below.
19
20 .. figure:: files/scaleout/topology.png
21    :align: center
22
23 The vPacketGen issues DNS lookup queries that reach the DNS server via the vLB. vDNS replies reach the packet generator via the vLB as well. The vLB reports the average amount of traffic per vDNS instances over a given time interval (e.g. 10 seconds) to the DCAE collector via the ONAP OAM private network.
24
25 To run the use case, make sure that the security group in OpenStack has ingress/egress entries for protocol 47 (GRE). Users can test the VNF by running DNS queries from the vPakcketGen:
26
27 ::
28
29   dig @vLoadBalancer_IP host1.dnsdemo.onap.org
30
31 The output below means that the vLB has been set up correctly, has forwarded the DNS queries to a vDNS instance, and the vPacketGen has received the vDNS reply message. 
32
33 ::
34
35     ; <<>> DiG 9.10.3-P4-Ubuntu <<>> @192.168.9.111 host1.dnsdemo.onap.org
36     ; (1 server found)
37     ;; global options: +cmd
38     ;; Got answer:
39     ;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 31892
40     ;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 1, ADDITIONAL: 2
41     ;; WARNING: recursion requested but not available
42     
43     ;; OPT PSEUDOSECTION:
44     ; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
45     ;; QUESTION SECTION:
46     ;host1.dnsdemo.onap.org.            IN      A
47     
48     ;; ANSWER SECTION:
49     host1.dnsdemo.onap.org.     604800  IN      A       10.0.100.101
50     
51     ;; AUTHORITY SECTION:
52     dnsdemo.onap.org.   604800  IN      NS      dnsdemo.onap.org.
53     
54     ;; ADDITIONAL SECTION:
55     dnsdemo.onap.org.   604800  IN      A       10.0.100.100
56     
57     ;; Query time: 0 msec
58     ;; SERVER: 192.168.9.111#53(192.168.9.111)
59     ;; WHEN: Fri Nov 10 17:39:12 UTC 2017
60     ;; MSG SIZE  rcvd: 97
61
62
63 The Scale Out Use Case
64 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
65 The Scale Out use case shows how users/network operators can add Virtual Network Function Components (VNFCs) as part of a VF Module that has been instantiated in the Service model, in order to increase capacity of the network. ONAP Dublin release supports scale out with manual trigger by directly calling SO APIs and closed-loop-enabled automation from Policy. For Dublin, the APPC controller is used to demonstrate accepting request from SO to execute the Scale Out operation. APPC can be used to scale different VNF types, not only the VNF described in this document.
66
67
68 VNF Instantiation
69 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
70 For Dublin, the scale out use case integrates with the Controller Design Studio (CDS) ONAP component to automate the generation of cloud configuration at VNF instantiation time. Users can model this configuration at VNF design time and onboard the blueprint to CDS via the CDS GUI. The blueprint includes naming policies and network configuration details (e.g. IP address families, network names, etc.) that CDS will use during VNF instantiation to generate resource names and assign network configuration to VMs through the cloud orchestrator.
71
72 Please look at the CDS documentation for details about how to create configuration models, blueprints, and use the CDS tool: https://wiki.onap.org/display/DW/Modeling+Concepts. For running the use case, users can use the standard model package that CDS provides out of the box, which can be found here: https://wiki.onap.org/pages/viewpage.action?pageId=64007442
73
74 Once the configuration blueprint is uploaded to CDS, users can create and instantiate the service using SDC. For details about service design and creation, please refer to the SDC wiki page: https://wiki.onap.org/display/DW/Design
75
76 During the creation of the service, there are a few extra steps that need to be executed to make the VNF ready for scale out. These require users to login to the SDC Portal as service designer user (username: cs0008, password: demo123456!).
77
78 After importing the Vendor Software Package (VSP), as described in the SDC wiki page, users need to set property values in the Property Assignment window, as shown below:
79
80 .. figure:: files/scaleout/9.png
81    :align: center
82
83 These properties include parameters in the Heat template (which will be overridden by CDS and then don't need to be changed) and other parameters that describe the VNF type or are used to link the service to the configuration in the CDS package.
84
85 Users can search for parameter names starting with "nf" to assign values that describe the VNF type, such as nf_type, nf_function, and nf_role. Users are free to choose the values they like. Users should also set "skip_post_instantiation" to "TRUE", as for Dublin CDS is not used for post-instantiation configuration. 
86
87 .. figure:: files/scaleout/10.png
88    :align: center
89
90 For CDS parameters, users can search for names starting with "sdnc". These parameters have to match the configuration blueprint in CDS. To use the standard blueprint shipped with CDS, please set the parameters as below. For further details, please refer to the CDS documentation.
91
92 .. figure:: files/scaleout/11.png
93    :align: center
94
95
96 After importing the VSP, users need to onboard the DCAE blueprint and the Policy Model used to design closed loops in CLAMP. From the "Composition" tab in the service menu, select the artifact icon on the right, as shown below:
97
98 .. figure:: files/scaleout/1.png
99    :align: center
100
101 Upload the DCAE blueprint linked at the top of the page using the pop-up window.
102
103 .. figure:: files/scaleout/2.png
104    :align: center
105
106 The blueprint will appear in the artifacts section on the right.
107
108 .. figure:: files/scaleout/3.png
109    :align: center
110
111 To attach a Policy Model to the service, open the Policy drop-down list on left.
112
113 .. figure:: files/scaleout/4.png
114    :align: center
115
116 Then, add the TCA Policy.
117
118 .. figure:: files/scaleout/5.png
119    :align: center
120
121 The Policy will be attached to the service.
122
123 .. figure:: files/scaleout/6.png
124    :align: center
125
126 Finally, users need to provide the maximum number of instances that ONAP is allowed to create as part of the scale out use case by setting up deployment properties. 
127
128 .. figure:: files/scaleout/7.png
129    :align: center
130
131 This VNF only supports scaling the vDNS, so users should select the vDNS module from the right panel and then click the "max_vf_module_instance" link. The maximum number of instances to scale can be set to an arbitrary number higher than zero.
132
133 .. figure:: files/scaleout/8.png
134    :align: center
135
136 At this point, users can complete the service creation by testing, accepting, and distributing the Service Models as described in the SDC wiki page.
137
138 In order to instantiate the VNF using CDS features, users need to deploy the naming policy that CDS uses for resource name generation to the Policy Engine. User can copy and run the script at the top of the page from any ONAP pod, for example Robot or Drools. The script uses the Policy endpoint defined in the Kubernetes domain, so the execution has to be triggered from some pod in the Kubernetes space.
139
140 ::
141
142     kubectl exec -it dev-policy-drools-0
143     ./push_naming_policy.sh
144
145
146 Closed Loop Design from CLAMP
147 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
148 Once the service is distributed, users can design the closed loop from CLAMP, using the GUI at https://clamp.api.simpledemo.onap.org:30258/designer/index.html
149
150 Use the "Closed Loop" link to open a distributed model.
151
152 .. figure:: files/scaleout/12.png
153    :align: center
154
155 Select the closed loop associated to the distributed service model.
156
157 .. figure:: files/scaleout/13.png
158    :align: center
159
160 The closed loop main page for TCA microservices is shown below.
161
162 .. figure:: files/scaleout/14.png
163    :align: center
164
165 Click on the TCA box to create a configuration policy. From the pop-up window, users need to click "Add item" to create a new policy and fill it in with specific information, as shown below.
166
167 .. figure:: files/scaleout/15.png
168    :align: center
169
170 For this use case, the control loop schema type is "VM", while the event name has to match the event name reported in the VNF telemetry, which is "vLoadBalancer".
171
172 Once the policy item has been created, users can define a threshold that will be used at runtime to evaluate telemetry reported by the vLB. When the specified threshold is crossed, DCAE generates an ONSET event that will tell Policy Engine which closed loop to activate.
173
174 .. figure:: files/scaleout/16.png
175    :align: center
176
177 After the configuration policy is created, users need to create the operational policy, which the Policy Engine uses to determine which actions and parameters should be used during closed loop.
178
179 .. figure:: files/scaleout/17.png
180    :align: center
181
182 Select "VF Module Create" recipe and "SO" actor. The payload section is:
183
184 ::
185
186     requestParameters: '{"usePreload":false,"userParams":[]}'
187     configurationParameters: '[{"ip-addr":"$.vf-module-topology.vf-module-parameters.param[17].value","oam-ip-addr":"$.vf-module-topology.vf-module-parameters.param[31].value"}]' 
188
189 Policy Engine passes the payload to SO, which will then use it during VF module instantiation to resolve configuration parameters. The JSON path
190
191 ::
192
193     "ip-addr":"$.vf-module-topology.vf-module-parameters.param[17].value"
194
195 indicates that resolution for parameter "ip-addr" is available at "$.vf-module-topology.vf-module-parameters.param[17].value" in the JSON object linked by the VF module self-link in AAI. For the vPacketGen/vLB/vDNS VNF, use the JSON paths provided in the example above.
196
197 The target type to select is VF module, as we are scaling a VF module. Please select the vDNS module as target resource ID.
198
199 .. figure:: files/scaleout/18.png
200    :align: center
201
202 For what regards guard policies, either "Frequency Limiter", or "MinMax", or both can be used for the scale out use case. The example below shows the definition of a "Frequency Limiter" guard policy. Irrespective of the guard policy type, the policy name should be x.y.scaleout.
203
204 Once the operational policy design is completed, users can submit and then deploy the closed loop clicking the "Submit" and "Deploy" buttons, respectively, as shown below.
205
206 .. figure:: files/scaleout/20.png
207    :align: center
208
209 At this point, the closed loop is deployed to Policy Engine and DCAE, and a new microservice will be deployed to the DCAE platform.
210
211
212 Creating a VNF Template with CDT
213 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
214 Before running scale out use case, the users need to create a VNF template using the Controller Design Tool (CDT), a design-time tool that allows users to create and on-board VNF templates into APPC. The template describes which control operation can be executed against the VNF (e.g. scale out, health check, modify configuration, etc.), the protocols that the VNF supports, port numbers, VNF APIs, and credentials for authentication. Being VNF agnostic, APPC uses these templates to "learn" about specific VNFs and the supported operations.
215 CDT requires two input:
216
217 1) the list of parameters that APPC will receive (ip-addr, oam-ip-addr, enabled in the example above); 
218
219 2) the VNF API that APPC will use to reconfigure the VNF.
220  
221 Below is an example of the parameters file (yaml format), which we call parameters.yaml:
222 ::
223
224     version: V1
225     vnf-parameter-list:
226     - name: ip-addr
227       type: null
228       description: null
229       required: "true"
230       default: null
231       source: Manual
232       rule-type: null
233       request-keys: null
234       response-keys: null
235     - name: oam-ip-addr
236       type: null
237       description: null
238       required: "true"
239       default: null
240       source: Manual
241       rule-type: null
242       request-keys: null
243       response-keys: null
244     - name: enabled
245       type: null
246       description: null
247       required: "false"
248       default: null
249       source: Manual
250       rule-type: null
251       request-keys: null
252       response-keys: null
253  
254 Here is an example of API for the vLB VNF used for this use case. We name the file after the vnf-type contained in SDNC (i.e. Vloadbalancerms..vdns..module-3):
255 ::
256
257     <vlb-business-vnf-onap-plugin xmlns="urn:opendaylight:params:xml:ns:yang:vlb-business-vnf-onap-plugin">
258         <vdns-instances>
259             <vdns-instance>
260                 <ip-addr>${ip-addr}</ip-addr>
261                 <oam-ip-addr>${oam-ip-addr}</oam-ip-addr>
262                 <enabled>true</enabled>
263             </vdns-instance>
264         </vdns-instances>
265     </vlb-business-vnf-onap-plugin>
266  
267 To create the VNF template in CDT, the following steps are required:
268
269 - Connect to the CDT GUI: http://ANY-K8S-IP:30289
270 - Click "My VNF" Tab. Create your user ID, if necessary
271 - Click "Create new VNF" entering the VNF type as reported in VID or AAI, e.g. vLoadBalancerMS/vLoadBalancerMS 0
272 - Select "ConfigScaleOut" action
273 - Create a new template identifier using the VNF type name in service model as template name, e.g. Vloadbalancerms..vdns..module-3
274 - Select protocol (Netconf-XML), VNF username (admin), and VNF port number (2831 for NETCONF)
275 - Click "Parameter Definition" Tab and upload the parameters (.yaml) file
276 - Click "Template Tab" and upload API template (.yaml) file
277 - Click "Reference Data" Tab
278 - Click "Save All to APPC"
279  
280 For health check operation, we just need to specify the protocol, the port number and username of the VNF (REST, 8183, and "admin" respectively, in the case of vLB/vDNS) and the API. For the vLB/vDNS, the API is: 
281 ::
282
283   restconf/operational/health-vnf-onap-plugin:health-vnf-onap-plugin-state/health-check
284  
285 Note that we don't need to create a VNF template for health check, so the "Template" flag can be set to "N". Again, the user has to click "Save All to APPC" to update the APPC database.
286 At this time, CDT doesn't allow users to provide VNF password from the GUI. To update the VNF password we need to log into the APPC Maria DB container and change the password manually:
287 ::
288
289   mysql -u sdnctl -p (type "gamma" when password is prompted)
290   use sdnctl;
291   UPDATE DEVICE_AUTHENTICATION SET PASSWORD='admin' WHERE 
292   VNF_TYPE='vLoadBalancerMS/vLoadBalancerMS 0'; (use your VNF type)
293
294
295 Setting the Controller Type in SO Database
296 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
297 Users need to specify which controller to use for the scale out use case. For Dublin, the supported controller is APPC. Users need to create an association between the controller and the VNF type in the SO database.
298
299 To do so:
300
301 - Connect to one of the replicas of the MariaDB database
302 - Type
303
304 ::
305
306     mysql -ucataloguser -pcatalog123
307
308 - Use catalogdb databalse
309
310 ::
311
312     use catalogdb;
313
314 - Create an association between APPC and the VNF type, for example:
315
316 ::
317
318     INSER INTO controller_selection_reference (`VNF_TYPE`, `CONTROLLER_NAME`, `ACTION_CATEGORY`) VALUES ('<VNF Type>', 'APPC', 'ConfigScaleOut');
319     INSER INTO controller_selection_reference (`VNF_TYPE`, `CONTROLLER_NAME`, `ACTION_CATEGORY`) VALUES ('<VNF Type>', 'APPC', 'HealthCheck');
320
321 SO has a default entry for VNF type "vLoadBalancerMS/vLoadBalancerMS 0"
322
323
324 How to Use
325 ~~~~~~~~~~
326 After the VNF has been instantiated using the CDS configuration blueprint, user should manually configure the vLB to open a connection towards the vDNS. At this time, the use case doesn't support automated post-instantiation configuration with CDS. Note that this step is NOT required during scale out operations, as VNF reconfiguration will be triggered by SO and executed by APPC. To change the state of the vLB, the users can run the following REST call, replacing the IP addresses in the VNF endpoint and JSON object to match the private IP addresses of their vDNS instance:
327
328 ::
329
330   curl -X PUT \
331   http://10.12.5.78:8183/restconf/config/vlb-business-vnf-onap-plugin:vlb-business-vnf-onap-plugin/vdns-instances/vdns-instance/192.168.10.59 \
332   -H 'Accept: application/json' \
333   -H 'Content-Type: application/json' \
334   -H 'Postman-Token: a708b064-adb1-4804-89a7-ee604f5fe76f' \
335   -H 'cache-control: no-cache' \
336   -d '{
337     "vdns-instance": [
338         {
339             "ip-addr": "192.168.10.59",
340             "oam-ip-addr": "10.0.101.49",
341             "enabled": true
342         }
343     ]}'
344
345 At this point, the VNF is fully set up. To allow automated scale out via closed loop, the users need to inventory the VNF resources in AAI. This is done by running the heatbridge python script in /root/oom/kubernetes/robot in the Rancher VM in the Kubernetes cluster:
346
347 ::
348
349     ./demo-k8s.ete onap heatbridge <vLB stack_name in OpenStack> <service_instance_id> vLB vlb_onap_private_ip_0
350
351 Heatbridge is needed for control loops because DCAE and Policy runs queries against AAI using vServer names as key.
352
353 For scale out with manual trigger, VID is not supported at this time. Users can run the use case by directly calling SO APIs:
354
355 ::
356
357   curl -X POST \
358   http://10.12.5.86:30277/onap/so/infra/serviceInstantiation/v7/serviceInstances/7d3ca782-c486-44b3-9fe5-39f322d8ee80/vnfs/9d33cf2d-d6aa-4b9e-a311-460a6be5a7de/vfModules/scaleOut \
359   -H 'Accept: application/json' \
360   -H 'Authorization: Basic SW5mcmFQb3J0YWxDbGllbnQ6cGFzc3dvcmQxJA==' \
361   -H 'Cache-Control: no-cache' \
362   -H 'Connection: keep-alive' \
363   -H 'Content-Type: application/json' \
364   -H 'Host: 10.12.5.86:30277' \
365   -H 'Postman-Token: 12f2601a-4eb2-402c-a51a-f29502359501,9befda68-b2c9-4e7a-90ca-1be9c24ef664' \
366   -H 'User-Agent: PostmanRuntime/7.15.0' \
367   -H 'accept-encoding: gzip, deflate' \
368   -H 'cache-control: no-cache' \
369   -H 'content-length: 2422' \
370   -H 'cookie: JSESSIONID=B3BA24216367F9D39E3DF5E8CBA4BC64' \
371   -b JSESSIONID=B3BA24216367F9D39E3DF5E8CBA4BC64 \
372   -d '{
373     "requestDetails": {
374         "modelInfo": {
375             "modelCustomizationName": "VdnsloadbalancerCds..vdns..module-3",
376             "modelCustomizationId": "ec2f6466-a786-41f9-98f3-86506ceb57aa",
377             "modelInvariantId": "8e134fbd-d6fe-4b0a-b4da-286c69dfed2f",
378             "modelVersionId": "297c4829-a412-4db2-bcf4-8f8ab8890772",
379             "modelName": "VdnsloadbalancerCds..vdns..module-3",
380             "modelType": "vfModule",
381             "modelVersion": "1"
382         },
383         "cloudConfiguration": {
384             "lcpCloudRegionId": "RegionOne",
385             "tenantId": "d570c718cbc545029f40e50b75eb13df",
386             "cloudOwner": "CloudOwner"
387         },
388         "requestInfo": {
389             "instanceName": "RegionOne_ONAP-NF_20190613T023006695Z_1",
390             "source": "VID",
391             "suppressRollback": false,
392             "requestorId": "demo"
393         },
394         "requestParameters": {
395             "userParams": []
396         },
397         "relatedInstanceList": [
398             {
399                 "relatedInstance": {
400                     "instanceId": "7d3ca782-c486-44b3-9fe5-39f322d8ee80",
401                     "modelInfo": {
402                         "modelType": "service",
403                         "modelInvariantId": "a158d0c9-7de4-4011-a838-f1fb8fa26be8",
404                         "modelVersionId": "a68d8e71-206b-4ed7-a759-533a4473304b",
405                         "modelName": "vDNSLoadBalancerService_CDS",
406                         "modelVersion": "2.0"
407                     }
408                 }
409             },
410             {
411                 "relatedInstance": {
412                     "instanceId": "9d33cf2d-d6aa-4b9e-a311-460a6be5a7de",
413                     "modelInfo": {
414                         "modelType": "vnf",
415                         "modelInvariantId": "7cc46834-962b-463a-93b8-8c88d45c4fb1",
416                         "modelVersionId": "94cb4ca9-7084-4236-869f-9ba114245e41",
417                         "modelName": "vDNSLOADBALANCER_CDS",
418                         "modelVersion": "3.0",
419                         "modelCustomizationId": "69a4ebc7-0200-435b-930a-3cb247d7a3fd"
420                     }
421                 }
422             }
423         ],
424         "configurationParameters": [
425             {
426                 "ip-addr": "$.vf-module-topology.vf-module-parameters.param[17].value",
427                 "oam-ip-addr": "$.vf-module-topology.vf-module-parameters.param[31].value"
428             }
429         ]
430     }}'
431
432
433 To fill in the JSON object, users can refer to the Service Model TOSCA template at the top of the page. The template contains all the model (invariant/version/customization) IDs of service, VNF, and VF modules that the input request to SO needs.
434
435
436 Test Status and Plans
437 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
438 Dublin Scale Out test cases can be found here: https://wiki.onap.org/pages/viewpage.action?pageId=59966105
439
440 Known Issues and Resolutions
441 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
442 1) When running closed loop-enabled scale out, the closed loop designed in CLAMP conflicts with the default closed loop defined for the old vLB/vDNS use case
443
444 Resolution: Change TCA configuration for the old vLB/vDNS use case
445
446 - Connect to Consul: http://<ANY K8S VM IP ADDRESS>:30270 and click on "Key/Value" → "dcae-tca-analytics"
447 - Change "eventName" in the vLB default policy to something different, for example "vLB" instead of the default value "vLoadBalancer"
448 - Change "subscriberConsumerGroup" in the TCA configuration to something different, for example "OpenDCAE-c13" instead of the default value "OpenDCAE-c12"
449 - Click "UPDATE" to upload the new TCA configuration