検証過程で見たネットワークコントローラの課題とキャリアからの要望

NTTコミュニケーションズ株式会社
技術開発部
木村 安宏
2015年11月9日

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自己紹介

 所属
• NTTコミュニケーションズ

技術開発部

 担当
• NFV担当
 これまでの業務• 法人のお客さま向けのNWの構築及び運用担当

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Today’s Topic NFVのメリットとネットワークコントローラへの期待 検証から見えた効果と課題

 ネットワークコントローラへの要望と今後の展望

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NFVのメリットとネットワークコントローラへの期待

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NFVによる新しいネットワークサービス
ネットワーク機器を仮想化し、汎用サーバーに取り込むことによりCAPEX/OPEXの削減、柔軟なオペレーションを実現する技術
NFV(Network Functions Virtualization)=ネットワーク機能仮想化
従来のネットワーク

仮想化されたネットワーク
カスタマーポータル
ネットワーク機能のソフトウェア化

パケット解析 Firewall(DPI)

Carrier
Grade NAT

WAN
Router
Acceleration

Cache

お客さま

[自動化]
オーケストレータ/コントローラ

ネットワーク機能ごとに専用機器が利用されている

汎用サーバー・ストレージ・スイッチ

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ネットワーク機器の仮想化専用機器で制御していたネットワーク機能をソフトウェア化し汎用サーバー上で実行する
１）NW専用機器

ルータ

FW
従来の NW専用機器(機能ごとに異なる機器)

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2）ソフトウェア化

3）汎用サーバーで実行

仮想ルータ

仮想FW
機能をソフトウェア化⇒仮想アプライアンス

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サーバーの仮想化技術を用いて汎用サーバー上で1つ～複数の仮想アプラ
イアンスを展開することが可能

NFVのメリット：CAPEX/OPEXの削減 1
CAPEX(設備投資コスト)について
 現時点ではほぼ安くならない• サーバとライセンスを購入すると箱ものとほぼ同じ価格に。。。
• 低帯域のものはライセンスを大量に購入すると結局高い• 高帯域のものはそもそも1ライセンスが高い• 仮想APのサーバ要求仕様によっては○○専用サーバになる可能性

OPEX(運用コスト)について
 トラブル切り分けはより困難になる• ネットワーク、サーバ、ソフトウェアに強い人材が必要• 構成把握等カオス• 育成コスト、トラブル対応も含めた運用コストの算出が必要

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NFVのメリット： CAPEX/OPEXの削減 2
CAPEX/OPEXの考察
 NW機能を仮想化しただけでは、劇的なコスト削減は期待できない• CAPEX：条件によっては多少は安価になるかも• OPEX：サーバも含めた運用体制整備などコスト増の要素もあり
 NFVならではの運用でコスト削減はできないか？
• オートヒーリングやオートスケールによる運用稼動の削減• オートXでどこまで運用コスト削減ができるかがポイントの1つ

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NFVのメリット：柔軟で迅速なネットワーク構築
 ニーズに応じてスピーディーなネットワーク構築が可能• 物理構成を変更することなくリモートから機能追加が可能• サービスチェインによる柔軟なNWの組み換え
 必要なときだけ使用する柔軟な運用• 必要なときだけ機能を有効、不要になったら無効• 仮想アプライアンスのライセンスの考え方は課題

カスタマーポータル

DPI追加！

NFV基盤

必要に応じてデプロイ
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柔軟なNWの組み換え

NFVのメリット：省エネ、省スペース
 条件が整えば大幅に効果が期待できる• サーバに複数のNW機能を載せることによる集約効果• 機器台数の減少によりスペース及び消費電力を削減• 仮想アプライアンスのサーバ要件によっては集約不可
参考：社内検証網をNFV技術を用いて更改した結果

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NFVのメリット：製品の納期短縮
 専用ハードと比較し納期は短縮可能• インストールメディア送付とライセンスの発行で納品完了• 場合によってはメール1通で完了するケースも• 迅速なお客さまビジネスにつながる• 汎用サーバの納期は忘れてはならない
NFVの場合-納期は即納～1ヶ月程度-ソフトウェアでの提供-汎用サーバがあれば即利用可能

専用ハードの場合-納期は1ヶ月～3ヶ月程度

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10ネットワークコントローラへの期待
 NFVのメリットは単にNW仮想化するだけでは十分に発揮できない メリットを最大限に活用するための仕組み作りが必要 ネットワークコントローラに期待すること• オートXによる運用改善効果• 迅速・柔軟なネットワーク構築• 仮想、物理を問わずネットワークを管理
オートXによるコスト削減

NWコントローラに期待
迅速・柔軟なNW構築
省エネ・省スペース
NW仮想化で実現
製品納期の短縮Copyright © NTT Communications Corporation. All rights reserved.

11検証から見えた効果と課題

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検証したコントローラのタイプ
 ネットワークの管理に特化したコントローラ• 仮想APの管理は他のシステムに任せNW部分を管理
 ワークフローや仮想AP管理も含まれたコントローラ• NW設定だけでなくワークフローや仮想APデプロイなども実施
NFV MANO
NFV
Orchestrator

OSS/BSS
VNFs
EM

EM

EM

VNF

VNF

VNF

VNF Manager

NFV Infrastructure (NFVI)

VirtualComputing

VirtualStorage

Virtual
Network

Virtualization Layer
HardwareCopyright © NTT Communications Corporation. All rights reserved.

VIM(Virtualised
InfrastructureManager)ネットワークの管理に特化したコントローラの検証 1
特徴 コントローラの特徴• 物理及び仮想環境のNWをコントローラで一元管理

 物理SW及びHypervisor上の仮想SWを管理
 フィルタ条件(VLANやプロトコル)によってテナント分けが可能
コントローラ オーバーレイ(VXLAN）でノード間の通信を確保

REST API
Compute node
仮想APvNIC

Compute node
仮想AP
vNIC

仮想AP
vNIC

仮想AP
vNIC

仮想AP
vNIC

Virtual Switch

Virtual Switch

SWSW
VXLAN

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仮想AP
vNIC

ネットワークの管理に特化したコントローラの検証 2
ｼﾅﾘｵ

 検証内容• VIMとの連携検証
 VMwareと連携し仮想基盤NWの設定をコントローラから実施
 物理NW設定を含めたNW構築の容易性を検証• アプライアンスとの連携検証
 コントローラからアプライアンスの設定(Config)を実施
 NW基盤と仮想APを一気通貫で管理できることの有効性を検証【VIM連携イメージ】
コントローラSWSW
ESXi
コントローラが無い場合はVMwareの設
定範囲

vDS
PortGroup
仮想AP

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コントローラの設定範囲

デプロイはVMwareの設定範囲

ネットワークの管理に特化したコントローラの検証 3
 検証で感じたコントローラの有効性• NWを一元管理効果

 仮想化基盤NWと物理NWを統一のプラットフォームから管理可能
 オーケストレータから見てNW設定は1つのコントローラを叩けばよい• NW設定の隠蔽
 VIM連携で予めVLANをレンジで割当てておけば自動でVLANを選択 ノード跨ぐ通信でもノード間の設定を意識する必要なし
 NW知識が無いサーバ技術者でも簡易な運用なら可能• 豊富なAPI オーケストレータ連携、他のコントローラ連携が容易と思われる
 APIが充実しているので使う機能のAPIを調べて叩く運用がオススメ

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ネットワークの管理に特化したコントローラの検証 4
 コントローラの課題• VIMとのステータス確認(データの整合性)

課題

 互いのステータスを定期的に確認する機構が無い
 故障や手動で設定が消えた場合でもシステムとして気がつけない• 連携時のエラーチェック機能
 VIM及びアプライアンスに命令を投げるだけでエラーチェック機構が無い
 コントローラではVIMのNW設定が消えていても実際には残っているなど• アプライアンスのConfig管理
 コントローラとアプライアンスとでConfig管理が出来ていない アプライアンス全ての設定がコントローラから出きる訳ではない

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ワークフローや仮想AP管理も含まれたコントローラ 1
 コントローラの特徴• ワークフローを用いたオートメーションの実現

特徴

 ワークフローを定義し次のアクションの自動化が可能
 監視システムとの連携しトリガーに基づいた保守対応の自動化も可能• VIMと連携
 VIMと連携しNW部分だけでなく仮想APのデプロイが可能 テンプレートを用いたリソース設計やConfig投入が可能
コントローラワークフローに基づきコントロール

Compute node
REST API
仮想AP
vNIC

仮想AP
vNIC

仮想AP
vNIC

Virtual Switch

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NMS(監視サーバ)

ワークフローや仮想AP管理も含まれたコントローラ 2
ｼﾅﾘｵ

 検証シナリオ• オートヒーリング 仮想APを仮想化基盤側から強制終了
 監視サーバにて故障検知
 コントローラから別のコンピュートノードに仮想APをデプロイ• オートスケール 高トラフィックを発生させ仮想APのCPU使用率を高騰させる
 監視サーバにてCPU使用率閾値超えを検知
 コントローラからリソースを増強した仮想APのデプロイ
オートヒーリング
vRouter#1
強制終了

Compute#1
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オートスケール
vRouter#1

vRouter#2

同一の仮想APをデプロイ

Compute#2

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CPU高騰

CPU数をvRouter#2 1→２に増加させ
デプロイ
Compute#1

ワークフローや仮想AP管理も含まれたコントローラ 3
 検証で感じたコントローラの有効性• オートXによる運用改善効果

 オートXによる柔軟性のあるNWはこれまでに無いもの 故障の初期対応はオートXに任せ後から復旧解析する運用も視野に• ワークフローによる対応の可視化 アクションを1つ1つ作りこむので動作内容が明確
 フロー中に不具合が生じた場合も問題箇所の切り分けが容易

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ワークフローや仮想AP管理も含まれたコントローラ 4
 コントローラの課題• ワークフローの作りこみの難しさ

課題 各社毎に異なるシナリオ/ワークフローの作り方 現状、ベンダーのサポート無しで作りこむには難しい テンプレートとノウハウを充実させることが大事• そもそもワークフローでよいのか？
 メリットもあるが作りこみの稼動は相当かかると見込まれる キャリアクラスの運用でもテンプレートを豊富にすれば対応できるのか？
 インテントドリブンという考え方は適用できるのか？

• VIMとのステータス確認(データの整合性)
 互いのステータスを定期的に確認する機構が無い
 故障や手動で設定が消えた場合でもシステムとして気がつけない

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ネットワークコントローラへの要望と今後の展望

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ネットワークコントローラへの要望 1
要望 コントローラの現状• PoCをまわすには耐えれるレベル• 商用サービスに組み込む為には技術的にも体制的にも課題が残る[再掲]ネットワークコントローラに期待すること

オートXによるコスト削減
NWコントローラに期待
迅速・柔軟なNW構築
省エネ・省スペース
NW仮想化で実現

製品納期の短縮Copyright © NTT Communications Corporation. All rights reserved.

ネットワークコントローラへの要望 2
要望 技術的要望• データの整合性の確保
 アプライアンスやVIMとのデータの整合性を取っていただきたい 少なくともデータの差分を確認し差異がある場合はエラーをあげて• 複数データセンタ対応
 複数データセンタの仮想化基盤を管理できるようにしていただきたい 中央で一括制御するのか、距離遅延があっても制御できるのか
 分散管理にするのか、その場合、DC間で統一ポリシーが保てるのか• 仮想アプライアンスのライセンス管理の検討
 ライセンスの投入(アクティベーション)が必要な仮想APの対処
 ベンダー毎に投入方法が異なる…
 [APベンダさんへのお願い]ライセンス投入不要なVerを提供して欲しい

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ネットワークコントローラへの要望 3
 体制的要望• 連携するOSS含めた長期のサポート

要望 商用サービス化した場合、複数年のサポートは必須
 OSSの旧Verでもセキュリティパッチの提供
 もしくはVerUPしても他には影響ないようにしていただきたい• ナレッジ蓄積と保守体制
 ナレッジの蓄積はどんどん積み上げていっていただきたい トラブルがある都度、本国に確認して返信が遅くなるのはちょっと。。

• マニュアルの充実
 マニュアル(設定、コマンドリファレンス、エラーコード等)の充実

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今後の展望 1
 NFV及びコントローラをどこに導入するのかの見極め• エンタープライズ向けサービス展望 お客さま要望に迅速に対応できベストマッチ!?

• バックボーン/コアノードへの適用
 仮想アプライアンスを含めた安定性の追及が必要
 数十G、100Gを超える仮想APの登場にも期待 自社開発か市中品か• 開発をどうやって継続していくか、組織/体制を維持できるか• 作り込めば痒い所に手が届くが運用を市場に合わせれば安価に？

 サービスチェイニングの方式の検討• NSH、ベンダー独自、OpenFlowなどから何を選択するか

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今後の展望 2展望

 尽きることの無いネットワークに対する要望• SD-WAN機能も追加？
• どこまで機能を拡大するのか、コントローラ間で連携するか

 実運用を想定した検証は、今後の重要検証項目• 現状は仮想APが数台での検証、大規模検証も必要• 他システムとの接続検証はこれから、OSS/BSSとの連携も必須

 ビジネスモデルの検討• 新たなサービス作り インタラクティブなサービス提供を目指す セルフマネージによる安価でフレキシブルなサービスの実現

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ご清聴ありがとうございました

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