NTTコミュニケーションズにおけるMPLS-TPの適用
2010年11月1日（月）NTTコミュニケーションズ株式会社
先端IPアーキテクチャセンタ
上野 哲

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0目次

1. Introduction

2. 標準化中のMPLS-TPについてキャリアとして期待すること／懸念することについて
3. MPLS-TPの導入
NTT コミュニケーションズにおいてMPLS-TPを導入した立場として適用内容とネットワーク／運用上のメリットについて

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11. Introduction

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エンタープライズ向け通信ビジネス市場の推移
エンタープライズ向け通信ビジネス市場の推移• 専用線やFR／CRといったレガシー系サービスが縮退• IP-VPN／Group-VPNおよび広域イーサネットサービスが拡大⇒ Ethernetをベースとしたサービスが拡充

14

IP-VPN/Group-VPN/e-VLAN
1210

フレームリレー／セルリレー

8IP-VPN

6Group-VPN

4

広域イーサネットサービス（eVLAN)

2

レガシー系サービス

年度

092008200720062005200420032002200
1020

契約回線数（万回線）

専用線（出典）NTTCom決算資料
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3基盤網のトレンド 基盤網としては・・・• アクセス回線 →グラフ参照
1. UNI（アクセス回線）は2005年度を境にATMからEthernetに主役交代
2. ATMアクセス回線はゆるやかに縮退• 中継回線
1. ATMを用いたネットワーク⇒ Ethernetフローを効率的かつ高品質に伝送するネットワークにShift⇒ 中継区間において新しいトランスポート技術の必要性が生じている

（千回線）
300

ATM
250200
メガデータネッツ
ATMメガリンク
ビジネスイーサ
フレッツ・グループアクセス

150100EtherEthernet

500ATM

20022003200420052006

2007

2008

2009

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4

出展；インフォメーションNTT東日本2010「サービス概況等」

パケットトランスポート技術
 高信頼パケットトランスポート技術の必要• EthernetへのShiftと既存のATMサービスへの考慮• MPLS技術を伝送に求められる要件に特化した MPLS-TPに注目#項目
トランスポートへの要件
1 転送処理転送方式 MPLSと同様
MPLSと同様（D-Plane） QoS
2 NW収容P to P
PWEサポート
P to MP －3 OAM
多様なOAM機能
・柔軟な管理ドメイン（E-E、Seg)
・試験用OAMの拡充（TST、PM）
・警報転送機能実装（AIS,RDI）
4 プロテク
リニア 双方向切替による高信頼化
リングション
5 NW
パス管理 双方向パス管理、C/D分離
経路管理 パスを明示的かつ集中管理
マネジ
メント（M-Plane） 帯域制御 帯域を明示的かつ集中管理

MPLS-TP
IP-MPLS
MPLSラベル転送
同じ
MPLS-Diffserv (TC)同じ
Ether, FR, ATM, TDM
同じ（VPWS）
検討中
IP-VPN etc
マルチレイヤ管理－マルチドメイン管理－
CC、LB、TST、PM BFD/VCCV,LSP-Ping
AIS、RDI
性能情報－
1：1双方向切替
送信側切替
1+1双方向切替
Bi-directional
Uni-directional
NMS管理によるコスト計算による明示設定
トポロジー自動認識
NMS管理による
RSVP-TE Ex.
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5
帯域設計

2. 標準化中のMPLS-TPについて

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C（社内限り）

現状の標準化動向について
 まずは標準化の現状について・・・
現在MPLS-TPはIETFにて標準化中① Requirement：ＲＦＣ化済み② Framework：標準化スケジュールが遅延、2011年2月にRFC化予定③ Solution：2011年2月にOAM、2011年11月にProtectionがRFC化予定⇒次世代パケットトランスポート技術として期待されるMPLS-TPだが標準化の内容について懸念点もある
2009
3Q
4Q
①Requirement②Framework③OAM Solution③ProtectionSolution

1Q

2010
2Q
3Q

4Q

1Q

2011
2Q
3Q

4Q

IETF（RFC）
IETF（RFC）
IETF（RFC）
IETF（RFC）

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Today

7

運用面で懸念すること（１） ＯＡＭのソリューション
• OAMは2方式で議論されており一本化されていない• 運用上の優位性を注視する必要がある• 基本的には相互接続の観点から一本化を図っていくようにする必要がある
OAM方式

対象Draft

BFD/LSP-PingベースOAM draft-ietf-mpls-tp-fault
draft-ietf-mpls-tp-bfd-cc-cv
draft-ietf-mpls-tp-loss-delay
draft-ietf-mpls-tp-on-demand-cv
Y.1731ベースOAM

draft-bhh-mpls-tp-oam-y1731

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8運用面での懸念すること（２）セグメント区間モニタリング• On-demand試験（LB、ＤＭ、TST）を特定のセグメント区間で試験を実施したい場合の方式(ソリューション）に懸念
1. SPME (Sub-path Maintenance Entity)⇒ＴＣＭ（Shimヘッダをouterに一段Stack）を用いることにより区間を指定⇒試験に使用するLSPが転送に用いているLSPと異なる等問題がある⇒標準で規格化が進む予定だが課題については解決していく必要がある
2.ＭＩＰ挿入⇒試験区間を自由に設定して試験が可能なＭＩＰ挿入が理想だが、議論されている標準の内容では許容されていない

MEP

MIP・ユーザトラヒック
・Proactive OAM
での常時監視（CC）

MIP

MIP

MIP

MEP

MIP

MEP

MIP

MIP

MEP

一時的に試験用LSPを設定してＭＥＰを設けてその間で試験
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9運用面での懸念すること（３）OAM試験におけるMIP点の指定方法• OAM試験はTTLを用いてMIP点を指定する方法で議論が進んでいる• 伝送装置をHOP数で管理するための厳密性に課題が残っている例）Protectionで切り替えた際のTTL HOPの管理が丌明確A⇒GのMIPにLBを実行する際にProtectionの状態でHOP数が異なってしまい
このHOP数の管理をどうするのか考慮ができていない。

3
TTL＝51A

TTL＝414

D2B

ActiveE

5CGH

42F
Protection

3

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MPLS-TP標準化に期待すること• MPLS-TPのRequirement （RFC 5654、RFC5860）やFrameworkの内容をSolutionにしっかりと反映してほしい
1. OAM機能（保守性の向上）• 機能の充実 （CC、LB、AIS/RDI、DM、LM、TST）• 試験管理点をIF単位に持たせる方式（詳細：3章）• 試験区間の自由な設定
2. Protection 切替機能
• P2P Linear Protection• スケジュールの遵守

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113. MPLS-TPの導入

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MPLS-TP適用（インフラ） インフラとしてはMPLS-TPアグリゲーションネットワークへ適用• Ethernetフローの効率的伝送
PWE• ATMなどのレガシー系装置老朽化対応
Ethernet• NWシンプル化によるCAPEX、OPEXの削減 ATM

LSP

PPPFREtc.
アクセスネットワーク
ADSL回線

アグリゲーションネットワーク

MPLS-TPサービス
ネットワークOCN
IP-VPN

Ethernet回線

多重/分配
e-VLAN

ATM回線
STM回線
MPLS Japan2008 鈴木氏 発表

多種なサービスとアクセスを『つなぐ』役
割専用線(MPLS-TP)
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MPLS-TP適用（サービス）
 MPLS-TPを用いた高品質なEthernet専用線• 専用線としての帯域保障の確保→ 高品質を考慮した収容設計→ QoS機能を用いたサービス網収容• 信頼性、稼働率の向上→ C/D分離による確実なData Forwarding• 保守性の向上→ 素早さ：OAMを用いた遠隔での試験→ 正確さ：物理位置を考慮したOAMによる切分け• 故障が発生してしまった際の素早い故障通知→ プロアクティブ通知
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14高品質を考慮した収容設計
 従来のEthernetサービスと異なる収容設計• NMSを用いてNWトポロジーを意識した一元的な収容設計• P2Pでの契約帯域の積上げ• バーストトラヒックも考慮してマージをもった帯域設計

・契約帯域で積上げ収容・バースト耐性を考慮
・高品質伝送（転送優先）

品質保障型

保証型
サービスの契
約帯
域

提供回線

中継パス

契約帯域のΣ以上の帯域を保持収容設計する

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QoS機能を用いたサービス網収容 サービスレベルに合わせてQoSを設定することにより品質向上• パケット単位の優先制御をTC（旧ＥＸＰ）フィールドを用いることにより可能• 集約したサービス種別ごとに品質を厳密に担保できる

MPLSのTCフィールド（旧EXPフィールド）を活用
・サービス網の収容設計にQoS機能を適用
・各サービス網の特性にあわせたQoS選択

ポリサ
カラーリング

LSP
振分

クラス1（高優先）

遅延・ゆらぎ条件が厳しい
高品質伝送型サービス網収容黄閾値 赤閾値
クラス2

遅延・ゆらぎ条件が厳しくない帯域確
保型サービス網収容黄閾値 赤閾値
クラス3

優先キューによる転送優先

クラス4

カラーによる廃棄優先

ベストエフォート
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16適用したMPLS-TPのアーキテクチャ（C/D分離）
 C/D分離によるパス（Dataプレーン）の高信頼• ハード処理による確実なData Forwarding• NEからソフト処理依存度の高いControlプレーン処理を排除• NW管理はTransport NMS/EMSへの集中し保守性向上
従来IP系システムの管理概念
Managementプレーン

OpS

MPLS-TPシステムの管理概念

Control/Managementプレーン
網管理Transport NMS/EMS

トポロジ管理ラベル管理 網管理

トラヒック管理

トラヒック管理 装置管理
NE

トラフィック情報収集

Controlプレーン トポロジ認識
ソフト処理
Dataプレーン
ハード処理

シグナリング OAM処理
ルーティング 経路切替

フレーム伝送禁止行為ガードTransport NE

トラフィック情報収集
Dataプレーン
OAM処理
ハード処理 経路切替
フレーム伝送Copyright © 2010 NTT Communications Corporation. All Rights Reserved.

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MPLS-TPのOAM機能による保守性向上
監視に用いているMPLS-TP OAMとイーサOAMの連携• 下位のレイヤの警報を上位にエスカレーションできるように厳密に規定⇒ 波及警報を抑止することにより故障箇所の特定を明確化

Ethernet

終端装置

終端装置

MPLS-TPEthernet

終端装置

MPLS-TP伝送装置
LOC

Eth-AIS

Eth-AIS
Linkdown

検出送出

AIS
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MPLS-TPのOAM機能による保守性向上
 MPLS-TP LBを用いた”素早い”故障切分けの実現• MPLS-TP区間の故障をOAMを用いることにより素早い切り分け可能• EMS / NMSを用いた遠隔でのOAMの実行が可能

LB送信指示EMS／NMS

MPLS-TPLB

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19MPLS-TPのOAM機能による保守性向上
 MPLS-TP LBを用いた”正確”な故障切分けの実現• Active／Standby LSPへの試験の実施• Ingress／Egress IFに管理点（MEP/MIP）を配置→NTTの提案で標準化中のOAM
フレームワークに反映済み

MPLS-TPMEP

MIP

MIP
？

Ingressのみ(1node 1MIP/MEP)

MEP
Ingress／Egressに配備(1node 2MIP/MEP)

MEP
○？

×

MIP

MIP

MIP

MIP

MIP

MIP

MEP
○×

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プロアクティブ通知機能の適用
 素早い故障通知を支える機能• MPLS-TP OAM “ＣＣ”を用いた常時監視• 中継区間の故障で影響のあるサービス回線のお客様へ
ＣＣ断を契機に自動的に故障通知（Proactive 通知）→ イーサOAM CC (Y.1731)やLinkdown監視と組合わせて素早い故障通知を実現
お客様EMS／NMS
LOC
故障MPLS-TPCC・ 一定周期でのフレーム送信による接続性監視・CC断でLOC (Loss of CC)通知

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Ethernet専用線サービス
 高品質なEthernetトランスポートサービス
MPLS-TPの高品質化要素を用いたサービスを提供• Ｃ（コントロール）プレーンとＤ（データ）プレーンを物理的にも論理的にも分離しており、Ｃプレーンに異常が発生してもＤプレーンには影響無し（C/D分離）• MPLS-TP OAMを用いることにより常時回線監視が可能、遠隔での回線試験が可能（OAM機能）• 故障時の素早い切替
トランスポートMPLS
装置の制御部

異常発生

C（コントロール）プレーン
お客さま拠点
お客さま機器 イーサネットOAM付
終端装置

C/Dプレーン分離のため
Dプレーンに影響なし

お客さま拠点
NTTcomビル等

NTTcomビル等
異常発生

切替

UNI：イーサネット

イーサネットOAM付 お客さま機器終端装置

UNI：イーサネット

D（データ）プレーン
イーサネットレベルでの監視
エンド・ツー・エンドで 99.999％の稼働率
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最後に
• 旧来設備の設備更改や高品質サービスを求められるお客様の要件には応えていく必要がある。われわれはお客様に早く、高品質なサービスを提供するため、本日発表
したような観点で現在標準化中となるMPLS-TPの早期提供を実施している• MPLS-TPの標準化には今後のパケットトランスポート技術として大きな期待をもっており、課題として残っている事項に関しては積極的に取り組んで生きたい
1. OAM方式やプロテクション切替方式
2. IF単位のMIPの指定方式
3. セグメント試験（SPME)の方式
キャリアとしての要件が反映されるように行動していきたい

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本日はご清聴頂き有難う御座いました

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以降、参考資料

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【参考】帯域保証SLA – スループット試験
エンドエンドでのトラヒックの担保
ユーザの申告に基づいてon-demandにスループットや遅延を測定
イーサOAMにおける導通特性試験（TSTスループット試験）を用いることによりエンドエンドでのユーザ帯域を保障が可能→イーサＯＡＭとMPLS-TP OAMを使い分けることで高品質なサービスを提供可能

MPLS-TP

Ether スループット試験

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