実用化に向けて続々登場 ベンダー各社が掲げる OpenFlowソリューション Part 1 クラウドデータセンタソリューション ProgrammableFlow 第 章 スプールのアーキテクチャです ネットワーク OpenFlow ベースでのファブリックアーキテク 処理に必要なリソースをプールから動

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1 第 1 特集 もし OpenFlow でやれと言われたら 第 Part 実用化に向けて続々登場 ベンダー各社が掲げる OpenFlowソリューション 章 1 クラウドデータセンタソリューション ProgrammableFlow 日本電気株式会社 クラウドシステム研究所 所長代理 岩田 淳 a-iwata@ah.jp.nec.com タセンタ向けの製品として OpenFlow/SDN はじめに 技術を採用した ProgrammableFlow シリーズの 製品注 を世界初で商用化に成功し 2011 年 4 昨今ネットワーク業界で注目を集めている技 術 が OpenFlow/SDN 技 術 IWATA Atsushi 注1 で す OpenFlow/ 月から商用ユーザへ出荷提供しています 以下 では データセンタ領域の現状の課題を挙げ SDN 技術は ネットワーク仮想化 プログラマビ それをどのように ProgrammableFlow ソリュー リティ IT/NWオーケストレーション などの機 ションで解決するかについて紹介します 能を具備し クラウドデータセンタ領域ほかでの ダイナミックリソース拡張機能 活用が期待されています 本稿では 本技術に 基づいた NEC の商用製品 ProgrammableFlow 現在のデータセンタのネットワークは 帯域 によるクラウドデータセンタソリューション注2 と 制御装置やファイアウォール 以下 FW ロー OpenFlow/SDNの将来展望について述べます ドバランサ 以下 LB を L2 スイッチなどで多 ProgrammableFlow クラウドデータセンタでは 突然の高負荷や 利用者の増加に対応したシームレスなサービス 段に接続した複雑な構成になっており 新たに サーバやユーザの追加を行う際には 各機器に 個別に設定変更やネットワーク構成の見直しを 行う必要があり 運用管理が非常に複雑になっ ています 拡張機能 複数ユーザを収容するためのネット 図 1 は ProgrammableFlow に基づくデータセ ワーク仮想化機能 負荷に応じたデータセンタ ンタの構成例です OpenFlow スイッチから構 の ICT リソースの柔軟な電力制御機能や利用者 成される ネットワークプール と FW/LB な に負担のない機能修正や機能拡張機能 仮想 どのネットワークアプライアンスから構成され サーバ向けの柔軟なアクセスコントロール対応 る アプライアンスプール と ユーザ環境を収 などを実現する必要があります NEC は本要 容する仮想サーバ 物理サーバから構成される 求条件を満たす企業データセンタ クラウドデー サーバプール からなるダイナミックなリソー 注 1 Open Networking Foundation, Open Networking Research Center, 注 2 飯島明夫 他 クラウドコンピューティング時代のデータセンタとネットワークの省エネ技術 NEC 技報 Vol クラウドネットワークプラットフォーム Univerge PF シリーズ 注 Software Design

2 実用化に向けて続々登場 ベンダー各社が掲げる OpenFlowソリューション Part 1 クラウドデータセンタソリューション ProgrammableFlow 第 章 スプールのアーキテクチャです ネットワーク OpenFlow ベースでのファブリックアーキテク 処理に必要なリソースをプールから動的に組み チャを実現します サーバ L2 スイッチ ルー 合わせることにより 従来のネットワークに比 タなどが異なるスイッチのリンクポートに対し べてリソースの共有化を図れ トータルコスト てリンクアグリゲーション LAG の設定を行 の削減が可能です うことで Multi-Chasis LAG での運用もでき ネットワークプールで構成されるネットワー ます また スイッチの増減設時にネットワー クは ProgrammableFlow コントローラ 以下 クを止めずに かつパケットロスなくオペレー による管理により複数のスイッチがあた ションができ スケールアウト型の形態でネッ かも 1 つの仮想スイッチ 仮想スイッチファブ トワークの性能を向上できる特長があります リ ッ ク と し て 動 作 す る か た ち と な り 図 1 OpenFlow/SDN による次世代データセンタ構成 ネットワーク仮想化機能 1 つの仮想スイッチファブリックを複数のテ ナントに分割するネットワーク仮想化機能を持 ちます 具体的には以下の機能を有します NW可視化 インターネットなど 前述のリソースプールから お客様向けのテ NWシンプル化 プール化 論理 物理リソース設計割り当て機能 ナント対応に必要な物理リソース L2/Lスイッ 群 集中一括制御 チリソース ネットワークアプライアンスの割り 当てポート サーバリソースポート のみを仮想 NW仮想化 対応 NWプール 的に切り出し 動的にテナントへ割り当てる機 能 論理 物理のマッピング機能 です 図 2 に 示 すように 各 テナント単 位 に 仮 想 ル ータ 帯域制御 vrouter 仮想ブリッジ vbridge 仮想リン ファイアウォール ウィルスチェック サーバ負荷 分散装置 侵入検知 ユーザ認証 キャッシュサーバ ク vlink 外部ノード vexternal などのオブ アプライアンスプール ジェクトによって論理的にネットワーク設計を 行えます こ れ を 仮 想 ネ ット ワ ー ク VTN サーバプール Virtual Tenant Network と呼びます そして 図 2 ネットワーク仮想化機能 VTN1 vrouter 仮想ネットワーク vrouter VTN2 vbridge vbridge 物理ネットワーク OpenFlow プロトコル FW/NAT LB スイッチプール アプライアンスプール サーバプール Nov

3 1 もし OpenFlow でやれと言われたら? SDN 仮想化 ネットワークはどうなるの? VM Live Migration2 VLAN ProgrammableFlow 図 ProgrammableFlow VTN#1 VTN#2 VTN#N VTN#1 Layer2/ 図 4 FW NAT LB FW NAT LB 10G 40G 1G N-Active vrouter vbridge 42 - Software Design

4 実用化に向けて続々登場ベンダー各社が掲げる OpenFlow ソリューション Part 1 クラウドデータセンタソリューション ProgrammableFlow 第章 4 VM VM Live Migration OpenFlow/ SDN VM VM VM VM VM Live Migration 5 Hyper-V OpenFlow Virtual Switch Windows Server 2012 Windows Server 2012 Windows Server 2012 図 5 Hyper-V OpenFlow Virtual Switch NEC Microsoft Windows Server 2012 Hyper-V OpenFlow Virtual Switch PF PF1000 Windows Server 2012 Extensible Switch API Capturing Filtering Forwarding Forwarding Extension Nov

5 1 もし OpenFlow でやれと言われたら? SDN 仮想化 ネットワークはどうなるの? PF1000 Hyper-V Hyper-V OpenFlow 図 6 VM1 VM2/VM VM1 VM1 VM2 VM VM1 VM FW/LB VM VM NEC Windows Server 2012 Microsoft PF1000 注 4 6 OpenFlow Virtual Switch WS2012 Server #1 Hyper-V Switch PF1000 VM VM1 VM2 VM1 Hyper-V Switch PF1000 ProgrammableFlow 図 7 A B C WS2012 Server #2 VTN FW A B C Software Design

6 実用化に向けて続々登場ベンダー各社が掲げる OpenFlow ソリューション Part 1 クラウドデータセンタソリューション ProgrammableFlow 第章 7 1 OpenFlow TCP/ IP OpenFlow ProgrammableFlow OpenFlow/SDN OpenFlow/SDN 2011 ONF Open Networking Summit SIer NEC NTT Verizon OpenFlow/SDN Google Amazon Yahoo! OpenFlow/SDN NTT SIerOpenFlow/ SDN SI NECIT OpenFlow/SDN Nov

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