5G、IoT、人工知能(AI)のような新しい技術の実装にともない、ネットワーク・エッジではコンピューティング能力を向上させるニーズが高まっています。このような成長により、インターネットを連結する役割を担うIP接続とIPプロトコルには、Cienaさらに大きな負担がかかっています。

必要とされる規模のIPノードをサポートするために、新しい革新的なネットワーク・アーキテクチャーが必要になります。 IPネットワークは、進化する必要があります。Software-Defined Networking(SDN)機能を取り入れることで実現される自動化とインテリジェンスを活用すると同時に、所有と運用を大幅に単純化する必要があります。 

レガシー・アプローチでは実現できない費用対効果の高いIPネットワークのスケールアップ・ダウン

まず、現在のアプローチが有効に機能しない理由を客観的に理解してみましょう。たとえば、従来のIPベースのネットワークでパケット転送を行うときには、スタンドアロン・ルーター群がすべてのノードの経路ルックアップを実行し、ホップバイホップで経路を決定します。IPベースのネットワークは、事前割り当てされたパス・コストに基づいてパケット転送を決定するように設計された、IGP(Interior Gateway Protocol、内部ゲートウェイ・プロトコル)を使用します。オプション・パスの使用率が低かったり使用されていなかったりする場合でも、送信元と宛先がよく似ているパケットは同じ経路をたどります。その結果、輻湊が生じます。

この問題を解決しようとして、トラフィック・エンジニアリング(TE)が導入されました。これにより、ホップバイホップ・ベースで転送を決めるのではなく、イングレス・ルーターが特定のトラフィック・フローの送信元から宛先までのパスを決定します。これにより、コストが低くても輻湊が生じているパスを通っていたトラフィックが、使用率が低いパスを経由して送信されるようになります。つまり、トラフィックの「ロード・バランシング」が行われます。

IPネットワークのトラフィック・フローのエンドツーエンド・パスに沿ってリソースを予約するために、RSVP(Resource Reservation Protocol、リソース予約プロトコル)も導入されました。RSVPシグナリング・プロトコルが、マルチプロトコル・ラベル・スイッチング(MPLS)機能によって、MPLS-TEをサポートするように拡張されました。これにより、RSVPはRSVP-TE拡張を使用して、MPLS-TEネットワークでラベル・スイッチド・パス(LSP)を設定できるようになります。

ネットワーク事業者がトラフィック・エンジニアリングされたMPLSネットワークを設計および導入する場合、現在の主力技術となるのがRSVP-TEを使用する方法です。

問題は生じるでしょうか。LDP(Label Distribution Protocol、ラベル・ディストリビューション・プロトコル)と、特にRSVP-TEプロトコルは、実装、保守、運用、問題発生時のトラブルシューティングが複雑になります。これらのプロトコルは、ネットワークで大量のシグナリング・トラフィックを発生させ、トポロジーの認識が限定的であり、ネットワークで膨大な数のMPLSトンネルを生成します。

そのため、ネットワーク事業者はRSVP-TEネットワーク・アーキテクチャーをサポートする高度なスキルを備えた運用スタッフを必要とし、RSVP-TEネットワークを拡張するときの作業が非常に困難になります。

Segment Routingを使ったネットワークの単純化

Segment Routing(SR)は、IPネットワークの単純化に向けた大きな動きのひとつです。SRは、ベンダーとサービス・プロバイダーが10年近く議論を重ねてきた技術であり、新しい技術ではありません。しかしながら、初期の議論にSDNが含まれていなかったため、達成できるメリットは大きく制限されました。

SRは、IPルーティングを実装する柔軟で拡張性の高い方法です。ソースでパスを選択し、そのパスをリンクの番号付きリストとしてパケット・ヘッダーに直接埋め込みます。SRパスは、転送にホップバイホップ・シグナリング、LDP、またはRSVPを使用するのではなく、「セグメント」を使用します。全体として、ネットワークの所有および運用が大幅に単純化されます。

また、Segment Routingは、MPLSやIPv6コントロール・プレーンで動作可能であり、レイヤー3 VPN(L3VPN)やイーサネットVPN(EVPN)などのMPLSのさまざまなマルチサービス機能と統合されます。

Segment RoutingのCiena Adaptive IPTM実装

Ciena Adaptive IPは、Segment Routingを利用して、拡張性、効率性、費用対効果が高い、単純化されたアーキテクチャーへネットワークを進化させる最適なアーキテクチャーを提供します。Adaptive IPはSDNを包含するように設計されており、ネットワーク・ベースの分散化されたインテリジェンスと、コントローラー・ベースの集中型のインテリジェンスを両立させることでメリットを引き出します。

SRを使用して単純化および効率化が進んだ状態にIPネットワークを進化させることは、SR対応のネットワーク・インフラを構築することでも、レガシーIPインフラにおいてSRを実現することでもありません。そのような進化には、インテリジェントな自動プラットフォームの実装に関する広く実証された明確な戦略、Ciena Adaptive IPの機能、および以下が必要になります。

  • ディスアグリゲーション型のオープンなプログラマブル・インフラ。このインフラは、gRPC、OpenConfig、BGP-LSのようなオープン・スタンダードを使用して、リアルタイム・テレメトリーを提供することができます。39xx、51xx、81xx、6500-T、6500PTSのようなCienaプラットフォームは、最適化されたフォームファクターに、拡張性、パフォーマンス、容量、効率化されたIPスタックが統合されたソリューションの最適な例です。
  • 分析。マルチレイヤー/マルチベンダー・ネットワークを理解する能力を備え、ネットワーク・フォレンジックやトポロジー検出を実行し、リアルタイムのネットワーク・リソース使用率やQoS要件に対応して、SRパスのPCE(Path Computation Element)として機能します。Adaptive IP Appsは、すべてのSR実装をサポートする最適なツールセットを提供します。
  • ドメイン・コントローラー。PCEの計算結果に従ってネットワーク・インフラを自動化およびプログラムする能力を備え、NETCONF/YANGのような標準を使用して、Segment Routingポリシーを実装します。Ciena Manage, Control and Plan(MCP)は、効果的なSR導入を実現するために必要なSDN機能を提供します。
Ciena+Adaptive+IP+Diagram

Segment Routingへの移行時に理解しておくべきこと

レガシーIPルーティング、LDP、RSVP-TE実装と比べた場合、SRのメリットは明らかです。Segment Routing(SR)は、近い将来の5Gモバイル・ネットワーク導入などの使用事例をサポートする主要なIPネットワーク・アーキテクチャーとなる可能性が高い技術です。

SRの導入について検討するときには、留意すべき重要な点がいくつかあります。

  • IPネットワークの進化は、新規導入シナリオではありません。既存の導入済みのプラットフォームの大半がSRと互換性がありません。今後、すべての実装は、マルチ・テクノロジー環境をサポートする必要があります。
  • 適応性を備えた、費用対効果の高い、将来の拡張に対応できるネットワークに進化させる唯一の方法は、オープン性の理念と市場にある関連ソリューションを取り入れることです。SR実装のすべてのビルディングブロックがマルチベンダー環境をサポートしている必要があります。
  • そして最後に、SRはボックス中心の実装ではありません。SRの効率性は、最も高度な業界プラクティスに整合し、明確な進化の戦略を持つ、インテリジェントな自動化ソフトウェア・プラットフォームに大きく依存します。 

Segment+Routing+Technology+-+implementation+of+Adaptive+IP

Segment Routing技術 - Adaptive IPの実装

IP/MPLSネットワークを運用しているネットワーク事業者は、複雑さを増大させたり、トータルコスト(TCO)に悪影響を及ぼしたりすることなく、既存のネットワーク・インフラを進化させて、新しいサービスとIPネットワークの成長をサポートする能力を必要としています。CienaのAdaptive IPは、SR実装を成功に導く最適なフレームワークです。