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クラウド ネットワー ーキング: 新 機 軸 のネットワー ーク 手 法 によるクラウド コンピューティング モデル 2010 年 第 1 四 半 期 1

Arista の Cloud Networking (クラウド ネットワーキング) クラウド コンピューティングの 登 場 で データセンター ネットワークのスループッ トや 耐 障 害 性 に 対 する 考 え 方 は 変 化 しました スケーラビリティ 制 御 のしやすさ 可 視 性 カスタマイズ 性 を 備 えたクラウド ネットワークを 実 現 するのが 大 きな 進 化 を 遂 げた コンテナ 型 データセンター の 手 法 です 株 式 非 上 場 の 中 小 企 業 から 大 手 上 場 企 業 に 至 るまで Web ベースのアプリケーションを 活 用 するうえで クラウド コンピューティ ングは 強 力 な 武 器 になります 共 有 サーバやストレージ リソース プールを 利 用 して 従 来 のエンタープライズ ソリューションよりもはるかに 短 時 間 でアプリケーションを 稼 働 できます 最 新 の Web アプリケーションをクラウド インフラに 展 開 するという 手 法 で 得 られるワンランク 上 の 機 動 性 は 従 来 のサイロ 型 のコンピューティング モデル ではまず 得 られません 仮 想 化 とクラウドに 対 応 した 新 しいコンピューティング モデ ルでは 高 いスケーラビリティを 備 えたネットワーク インフラが 欠 かせません 現 時 点 の 1/10Gb と 将 来 の 40/100Gb の 両 方 に 対 応 した 高 速 イーサネット 接 続 が 大 規 模 に 必 要 とな ります またクラウドでは ネットワークにも 高 い 可 用 性 が 求 められます ネットワーク 障 害 が 発 生 すると 数 千 のサーバに 影 響 が 及 ぶおそれがあり 新 時 代 のオープンな 連 携 が 阻 害 されかねません 2

グリーン クラウドと 10 ギガビットの 広 がり クラウド ネットワーキングは 従 来 のエンタープライズ ネットワークとは 設 計 が 異 な ります 大 規 模 なコンテンツ プロバイダの 場 合 は 物 理 コンテナで 10 万 以 上 のサーバを 稼 働 するパブリック クラウドを 構 築 しています 一 方 小 規 模 なプライベート クラウ ドの 場 合 は 数 千 のサーバを 従 来 型 の 構 成 の 企 業 ネットワークと 共 存 させています クラ ウドによる 構 築 と 従 来 のラックによる 構 築 の 違 いは 言 うなれば 組 み 立 て 式 住 宅 と 完 全 注 文 住 宅 の 建 築 の 違 いによく 似 ています 完 全 注 文 住 宅 は 建 築 の 自 由 度 が 高 く あらゆ る 面 を 独 自 に 決 められますが その 分 複 雑 で 費 用 もかかります 当 然 ながら 組 み 立 て 式 住 宅 の 方 が 経 済 的 で 建 築 期 間 も 短 くて 済 みます 管 理 も 楽 で 信 頼 性 もきちんと 確 保 で きます 適 切 な 計 画 のもと 独 自 の"フック"を 追 加 することも 可 能 です クラウドでは ネットワーキング レイヤとコンピューティング クラウドは 不 可 分 の 存 在 で 全 体 として 1 つのソリューションを 構 成 します 運 用 コストや 導 入 コストに 加 えて 電 力 消 費 もきわめて 重 要 です 現 在 の 市 場 では グリーン クラウドや 省 電 力 性 といった 面 の 比 重 が 高 まっています 電 力 コストは 立 地 によっても 異 なります たとえ ば 米 国 の 太 平 洋 岸 北 西 地 区 は 1KWh あたり 0.03 ドルであるのに 対 し ヨーロッパは 同 0.30 ドルです Arista の 71xx ファミリなど 電 力 効 率 のよい 10Gb イーサネットを 利 用 す ると 総 消 費 電 力 を 抑 えられ コストを 10~20% 削 減 できます 総 コストが 数 千 ドル 規 模 に 及 ぶこともある 一 般 的 なクラウドにとっては 非 常 に 大 きな 削 減 効 果 です クラウドの 新 しいスタック 従 来 からの OSI 参 照 モデルは 全 7 層 で 構 成 され ネットワークのレイヤ( 第 2/3/4 層 )と アプリケーションのレイヤ( 第 7 層 )が 明 確 に 分 かれています これに 対 し クラウ ド ネットワーキングでは ネットワーク インフラがマシンや Web アプリケーション と 結 び 付 いており OSI のレイヤ 間 の 区 別 を 超 越 しています ステートレス サーバで 持 続 的 な 状 態 とサーバ リソース プールを 切 り 分 けるには アプリケーション ドメ インを 分 離 できるノンブロッキングで 堅 牢 なネットワーク ファブリックが 必 要 です スタック レイヤ アプリケー ション OS ハイパーバイザ サーバ ストレージ ネットワーク 例 SAAS PAAS Web アプリ 内 部 アプリ Linux Windows Solaris の 任 意 のバージョン ESX Hyper-V KVM XVM ベアメタル ステートレス サーバ ネットワーク 接 続 ファイル ストレージ クラウド ネットワーキング クラウドの 新 しいスタック メリット オンデマンド スケジューラによりアプリケー ション アクセスを 最 大 化 Linux Windows Solaris の 任 意 のバージョン アプリと OS をハードウェアから 分 離 サーバの 管 理 コストを 最 小 化 別 個 の SAN が 不 要 アプリケーションの 動 的 なプロビジョニングと 配 置 を 実 現 3

Cloud Networking (クラウド ネットワーキング)に 求 められる 要 件 Arista の Cloud Networking (クラウド ネットワーキング)は 従 来 のネットワークの 流 儀 を 超 えて スケーラビリティ 統 制 管 理 プロセスの 新 たな 枠 組 みを 定 めるもので す これらの 問 題 を 解 決 するためには ソフトウェア アーキテクチャを 出 発 点 として 新 たな 発 想 でクラウド ネットワーク ファブリックを 設 計 することが 欠 かせません クラウド ネットワーキングに 求 められる 主 な 要 件 は 次 のとおりです スケーラビリティ:クラウド ネットワークがボトルネックとならないように 包 括 的 なスループットに 対 応 できるスケーラビリティが 求 められます そのため 近 い 将 来 には 1 秒 あたり 数 兆 に 及 ぶ 数 のパケットを 処 理 できるスループットのク ラウド ネットワーキング ファブリックが 必 要 になります 低 レイテンシー: クラウド ネットワークのファブリック 全 体 でマイクロ 秒 単 位 のレ イテンシーが 求 められます レイテンシーが 低 いほど アプリケーションのパフ ォーマンスやサーバの 使 用 率 が 向 上 します 確 実 なパフォーマンス: 動 画 音 声 Web トラフィックなど 1 つのネットワークで 多 種 多 様 なサービスを 同 時 に 提 供 できるよう クラウド ネットワークには 予 測 可 能 なパフォーマンスが 求 められます 自 己 回 復 性 :24 時 間 365 日 動 き 続 けるクラウド ネットワークにダウンタイムは 許 さ れません 自 己 回 復 性 や サービス 内 のソフトウェアの 自 動 更 新 の 機 能 を 備 えた ネットワーク アーキテクチャが 求 められます 管 理 の 拡 張 性 : 大 規 模 なクラウド ネットワークでは リアルタイム アップグレー ドへの 対 応 や イメージとパッチの 管 理 方 法 は ネットワーク 管 理 者 にとって 頭 の 痛 い 問 題 です 大 規 模 ネットワークの 運 用 を 大 幅 に 簡 素 化 し プロビジョニン グ 監 視 メンテナンス アップグレード トラブルシューティングなどを 自 動 化 できる 手 法 が 求 められます 現 在 のモノリシックなネットワーキング ソフトウェア スタックでは クラウド ネッ トワークの 実 現 は 困 難 です Arista の Extensible Operating System(EOS )では ソフト ウェアと 設 定 情 報 をファブリック 全 体 に 分 散 させ プロセスと 状 態 を 分 離 することによ って インフラ 全 体 での 一 貫 性 がシームレスに 確 保 されています このため クラウド のプロビジョニング 新 しいサーバやサービスの 追 加 イメージやパッチの 更 新 も 簡 単 です 4

2 層 構 造 のクラウド トポロジ クラウドのトポロジに 関 して 利 用 者 に 特 に 関 係 するのが コスト パフォーマンス 信 頼 性 です 通 常 は サーバをアクセス 用 のリーフ( 葉 )スイッチに 単 一 ポートで 接 続 し さらにそのスイッチを 負 荷 を 共 有 する 複 数 のスパイン( 幹 )スイッチに 接 続 しま す リーフからスパインへのデュアルホーム 接 続 によって 冗 長 性 が 確 保 され クラウ ドのクロスセクション 帯 域 幅 も 向 上 し 複 数 のリンクと 筐 体 にまたがったアクティブな マルチパスが 構 成 されます サーバとリーフ スイッチの 接 続 には 低 コストな 銅 線 ケ ーブルを 使 用 できます リーフ スイッチとコアのスパイン スイッチの 接 続 は 通 常 はファイバ ケーブルですが コンテナ 環 境 の 場 合 には すべての 接 続 に 低 コストな 銅 線 ケーブルを 使 用 することもあります クラウド ネットワーキングの 設 計 で 多 くのお 客 様 が 望 むのが レイヤ 3 クラウドに 比 べた 管 理 のしやすさを 考 えて かなり 大 規 模 なレイヤ 2 クラウドを 構 築 するという 方 法 です 一 方 で ノード 数 が 数 百 から 数 千 という 穏 やかな 規 模 でレイヤ 2 サブネットを 構 成 するお 客 様 もいます Arista の 製 品 は レイヤ 2 とレイヤ 3 の 転 送 エントリが 十 分 で どちらの 手 法 によるクラウド アーキテクチャにも 対 応 できます 現 実 の 状 況 で お 客 様 の 多 くが 懸 念 する 大 きな 問 題 の 1 つが クラウド ネットワークの バランス です すなわち レイテンシー パケット バッファリングの 信 頼 性 ノンブロッキング ス ループット 総 合 的 なスケーラビリティというそれぞれの 面 でのバランスが 求 められま す いずれかの 面 が 満 たされても 他 の 面 が 犠 牲 になっては 意 味 がありません UDP や マルチキャストなど 多 種 多 様 なネットワーク プロトコルで 膨 大 なデータ 分 析 クエリ を 処 理 するクラウドの 場 合 は パケット バッファを 大 きくすることで パケットの 損 失 を 回 避 し パフォーマンスを 向 上 できる 可 能 性 があります 市 場 データ 処 理 や 科 学 技 術 計 算 のアプリケーションの 一 部 では 600 ナノ 秒 ~ 2 マイクロ 秒 の 安 定 的 なレイテン シーを 持 つスイッチがきわめて 重 要 です 現 在 の 業 界 向 けスイッチの 多 くは レイテン シーが 平 均 でこの 10 倍 です また クラウド ネットワークでは 1/10Gb のリンク ア グリゲーションによる 接 続 への 配 慮 や テラビット 級 のノンブロッキング ファブリッ クでの 万 全 のスループットと 容 量 への 対 応 も 求 められます 複 数 の 10Gb 接 続 のリンク アグリゲーションや 将 来 の 40/100Gb への 対 応 は データセンターでのオーバーサブス クライブを 防 ぐうえで 分 散 には 不 可 欠 です 5

リーフ レベルでは 大 半 のクラウドが 1Gb イーサネットを 使 用 していますが 10Gb イ ーサネットへの 移 行 は 間 近 に 迫 っています 次 世 代 のサーバやストレージ システムは ネットワーク 処 理 能 力 がますます 向 上 しており 1Gb イーサネット ポートから サー バのハードウェア 能 力 をフルに 生 かせる 10Gb イーサネットへの 移 行 がいっそう 加 速 する ことが 予 想 されます サーバのベンダーは 10Gb の NIC を 搭 載 したマザーボードや 低 コ ストのケーブルを 用 意 するようになっており 10Gb 接 続 のコストは 低 下 しています 一 般 的 なギガビット イーサネット 接 続 の 2 倍 にあたる 200~250 ドルというポート 単 価 で 10GbE を 実 現 可 能 です しかも サーバのパフォーマンスは 倍 以 上 への 向 上 が 見 込 まれ ます ノード 数 が 5,000~10,000 のトポロジでは 高 速 イーサネット( 現 時 点 で 10Gb 将 来 は 40/100Gb)と 高 密 度 なスパイン スイッチが スケーラビリティを 確 保 したノン ブロッキング 帯 域 の 実 現 には 欠 かせません ソリューションを 差 別 化 する 鍵 となるのは 費 用 対 効 果 の 高 さ スケーラビリティ 耐 障 害 性 オープンなインターフェイスによる アクセスです まとめ Andy Kessler 氏 は ウォール ストリート ジャーナル 紙 の 寄 稿 記 事 The War for the Web (Web の 覇 権 争 い) で 一 般 の 人 にもわかりやすい 言 葉 を 使 って クラウドについて 解 説 しています その 中 で 同 氏 は Web で 成 功 を 収 めるためのポイントとして 次 の 4 つ を 挙 げています - クラウド デスクトップ コンピュータがなくなるわけではありません しかし 回 線 の 高 速 化 とともに データセンター 内 でネットワーク 化 されたコンピュータでこなせる 処 理 がますます 増 えています これが クラウド です ( 後 略 ) 6

- エッジ クラウドそのものだけでは 役 に 立 ちません デバイスやブラウザ そして 利 用 者 が 必 要 です ( 後 略 ) - スピード クラウドを 構 築 したら そこから 先 はネットワーク 処 理 が 勝 負 です ( 後 略 ) - プラットフォーム ( 前 略 ) 高 速 なクラウドを 構 築 しても 門 戸 を 閉 ざしていては 意 味 がありません 新 しいビジネス アイデアの 数 々を 形 にするためのプラットフォームと して 開 放 し 必 要 に 応 じて 適 切 な 料 金 を 支 払 ってもらうことがポイントです ( 後 略 ) これらの 点 は Arista Networks の 方 向 性 にも 合 致 しています そして 何 より 統 合 型 のク ラウド コンテナの 手 法 によるデータセンターを 利 用 して 従 来 の 閉 じたネットワーク とは 決 別 したいと 考 えている Arista のお 客 様 にとっても 大 きな 指 針 になります 7