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事例にみるSDNを用いた

ネットワーク仮想化のメリット

2014年7月10日

NEC SDN戦略本部シニアエキスパート

宮永直樹

（2-F）

© NEC Corporation 2014

Agenda

▌はじめに

▌SDN/OpenFlowに関する最新動向

▌活用事例にみるSDNのメリット

▌SDNへの移行～全部機器を入れ替えないといけないの？～

▌ Interop Tokyo 2014のデモにみるSDNの将来


汎用サーバ

ネットワーク専用機器によるネットワーク制御とデータ転送処理が一体となった静的なネットワーク

ネットワーク制御とデータ転送処理を分離

汎用サーバ上のソフトウェアでデータ転送処理のみを行う機器を動的に制御

分離＆

動的制御

これまで

ネットワーク制御ソフトウェア

ネットワーク制御機能を持つ専用機器データ転送処理のみを行う機器

これから

データ転送処理

SDN（Software-Defined Networking）とは？

▌SDN・・・ネットワークをソフトウェアで動的に制御すること、

およびそのアーキテクチャ


SDNの適用例①：災害に強い社会インフラの実現

音楽配信

動画配信

メール

音声通話

動画配信

メール

音声通話

ソフトウェアで

サービス配分を

動的に変更

音楽配信

▌災害時に、安否確認が集中する場合でも、ICTサービス配分を動的に

変更することで、メール・音声通話を優先させる

災害時通常時


SDNの適用例②：使いやすい社会インフラの実現

▌ネットショップのセールやキャンペーンでアクセスが急増する場合でも、

ネットワークを最適に制御することで、スムーズな利用が可能に

SDN化現在

つながらな～い！

セールが終了

しちゃう！

買えた！


SDNの領域

▌NECはハードからソフトまで幅広い環境をSDN領域と定義 SDN：ネットワークを制御するソフトウェア/アプリケーションを含むSL全般

OpenFlow：スイッチをコントロールするプロトコルの標準（技術標準）

アプリケーション

サーバ管理ソフト

NW管理ソフト

OpenFlow

コントローラ

OpenFlow

スイッチハード

ソフト

装置（ハード＋ソフト）

NECが考える SDN領域

ProgrammableFlow

技術の製品化領域 (UNIVERGE PFシリーズ)

OpenFlowで定義された

プロトコル標準化の領域


*1 OpenFlow ：ネットワークを制御するプロトコルの標準 *2 OSS : Open Source Software

*3 ISG : Industry Specification Group

2010 2009 2008 2011 2012 2013

OpenFlowの研究開発

Open Networking Foundation

Open Networking Research Center

NFV ISG

Open Daylight

OpenFlow Switch Consortium

ｽﾀﾝﾌｫｰﾄﾞ大学Clean Slate

Programに参加

通信事業者によるSDN標準化活動

SDNソフトウェアのOSS活動

OpenFlow仕様策定・標準化 SDN研究開発

★世界初SDN製品発売

*3

*2

ＮＥＣ

ＮＥＣ

ＮＥＣ

ＮＥＣ

ＮＥＣ

OpenFlow/SDNの標準化動向

▌スタンフォード大学のClean Slate ProgramからOpenFlowの開発研究へ。

▌標準化団体ONFからオープンソースOpenDaylight、キャリア系のNFVなど

SDNの動きが活発化

http://www.opendaylight.org/


・Board：

Google, Facebook, DT, Verizon, Microsoft,

NTT Communications, Yahoo, GoldmanSachs,

Stanford, UC Berkeley, D.Pitt(Executive Director)

・TSG：

Broadcomm, NTT Communications, Microsoft,

BigSwitch, Google, HP, Cisco, GoldmanSachs,

Stanford

・Council：WG議長とE.D.で構成

・WG構成（WG議長）：

Extensibility WG (HP)

Configuration & Management WG (Microsoft)

Testing & Interoperability WG (IXIA)

Hybrid WG (CISCO)

Market Education WG (Ciena)

Architecture & Framework WG (Big Switch)

Forwarding Abstractions WG (Brocade)

Open Networking Foundation

▌ONFの構成

2011年3月に設立、150社が加盟（2014年5月時点）

OpenFlowの標準スペックを策定（現在のスペックは1.4）

議論は基本的に非公開、グループ会社で1票の投票権

https://www.opennetworking.org/about/board-and-officers

https://www.opennetworking.org/about/tag

https://www.opennetworking.org/about/board-and-officers/255-dan-pitt

https://www.opennetworking.org/working-groups/overview

https://www.opennetworking.org/working-groups/overview

https://www.opennetworking.org/working-groups/market-ed


OpenDaylight Project

▌主要ネットワーク関連ベンダ18社により発足したLinux FoundationのSDNのオープンソースプロジェクト（2013年4月8日）

▌参加企業が自社の持つSDN関連コードをプロジェクトに寄贈し、 SDNフレームワークの構築を進める

▌2014年2月、最初のソフトウエア「Hydrogen」をリリース済

発足メンバー（18社） :

Arista Networks, BigSwitch

Networks, Brocade, Cisco, Citrix,

Dell, Ericsson, Fujitsu, HP, IBM,

Intel, Juniper, Microsoft, NEC,

Nuage Networks, PLUMgrid, RedHat,

VMware


Network Function Virtualization （NFV）

▌2012年10月ドイツで開催されたSDN and OpenFlow World Congressにおいて、世界の大手13のキャリアがNetwork Function Virtualization （NFV）に関するホワイトペーパーを発表

（AT&T, BT, CenturyLink, China Mobile, Colt, Deutsche Telekom, KDDI, NTT, Orange, Telecom Italia, Telefonica, Telstra, Verizon）

▌目的は、現状「専用装置」で構成されている固定／モバイルNWを「汎用サーバ上の仮想アプライアンス」で構成することにより、コモディティ化すること他、ベンダロックインの回避、コストの削減、標準化によるサービス追加・変更の容易化など

▌ETSIの下部組織としてNFV を検討する IndustrySpecification Group （ISG）を立ち上げ

※メンバーはONFに近いメンバー

出典：http://portal.etsi.org/NFV/NFV_White_Paper.pdf


キャリアインフラネットワークのNFV

▌汎用サーバ上にVMとして実装。ハードウェア（サーバ／ストレージ／NW）共通化

▌仮想アプライアンスの活用

▌サービスチェーニング FW→LB→IPS→VM


SDNによるネットワーク市場の変化

▌水平分業型事業モデルへの変化

プロプラ※・サイロ型垂直統合型のNWソリューションが水平分業型に変化

IT領域で起きたオープン化・コモディティー化・OSS活用の変化とインターネット型事業モデル・サービス/アウトソーシング化の変化が、急速にNW領域でも進展

▌NWとIT・アプリケーションの融合

アプリケーションがNW制御機能を取り込んだ新たな顧客価値を生み出す

（IT系ソフトプレーヤがNW領域に参入）

NW技術単体ではなく、NW技術とIT技術さらにアプリケーションも融合したビジネスへ

▌OSSと共に市場形成

ベンダーロックインを嫌うユーザコミュニティーの力学により、主要なソフト機能がOSS

によって具現化され、OSSの進展と同時にSDN関連ソフトウェア市場が顕在化

垂直統合型の大手ベンダーと、OSSコミュニティーを活かしつつ部分的に自社ソフトウェア・ソリューションの事業化を志向するベンダーに分化

※プロプラ：クローズな環境で開発されているソフトウェア


活用事例にみるSDNのメリット


先行するSDN製品の提供

2013/6/10発表

最新仕様 OpenFlow1.3

対応製品販売

UNIVERGE PFシリーズ

2013/5/29発表

商用クラウド基盤で

いちはやく

OpenFlowベースの

SDNを実現～運用を自動化～

WebSAM vDC Automation

UNIVERGE PF6800

長年にわたる企業／データセンターへの運用実績

“シンプル運用”へのこだわり

豊富なクラウド運用での知見を実装した

クラウド基盤

国内外での豊富な商用実績

パートナーとのオープンな連携を実現

世界初のOpenFlow製品

IT

ネット

ワーク

SDN対応製品「UNIVERGE PFシリーズ」

統合運用管理ソフトウェア

＊グランプリ、準グランプリ受賞は、Interop Tokyo 2013 Best of Show Award People’s choice部門（プロダクト部門）

▌NECはSDN技術力と、企業・データセンター市場での長年の実績を活かし、

シンプルな運用を実現するSDN製品を提供


マーケット国内海外

企業官公庁

・日本通運

・金沢大学附属病院

・南日本情報処理センター

・ＮＥＣビッグローブ

・テレビ朝日

・東洋製罐グループホールディングス

・東日本旅客鉄道

・日本事務器

・西日本高速道路株式会社

・名古屋市立大学病院・新日鉄住金ソリューションズ

・省庁・研究機関・大学・流通業・製造業・放送局・電機メーカー・商社・システムインテグレータ

・スタンフォード大学

・Selerity Corp （米国）

テレコムキャリア

・NTTコミュニケーションズ

（Bizホスティング）

・GenesisHosting （米国） ※

・Tervela （米国） ※

・Telefónica （スペイン）

・Portugal Telecom （ポルトガル）

・Myanmar Posts and Telecommunications

（ミャンマー連邦共和国）

・Cricket Communications （米国）

これまでのSDN事例／実証実験例

様々な企業・団体（100社以上）の実運用システム・実証実験で稼働中

（敬称略）

※：サービスプロバイダ

2014年7月現在

▌企業・団体での採用・実証実験がグローバルに加速


データセンター

オフィス

拠点間NW

企業LAN

VM VM

データセンター内NW

データセンター間NW

仮想化基盤

Data

ce

nte

r

Enterprise

VM VM VM VM

SDNの適用領域とメリット

物理に依存しない柔軟性

効率的なDR

セキュリティ向上

仮想化基盤の

プロファイル化・自動化

③さらに迅速性向上

運用コスト削減

①仮想化による機器統合

コスト削減

追加はユーザの手で

②迅速性向上



事例にみるSDNのメリット：①ネットワーク仮想化による統合

▌データセンタへの適用

・業務サーバの仮想化基盤への統合にあわせて、NWも物理統合。

・論理分離により従来通りのセキュリティを確保。

・機器点数を2分の1以下に。

住民情報系

内部情報系

住民情報系・OA系の2つのNWが存在

FW FW FW

FW

LAN

・NWのファブリック化にあわせて、ファイアウォールも統合。

・ファイアウォールを数十台から2台に。

製造某製造業B様

公共某自治体A様

グループ会社のファイアウォールがたくさん

DC NW （FW統合）

DC NW （仮想化基盤）

OA系ネットワーク

住民情報系ネットワーク

VM VM VM VM

VM VM VM VM

OpenFlowファブリック

FW プール

各グループ会社

共有サーバ

各グループ会社

共有サーバ


（おさらい）なぜ今、ネットワーク仮想化が話題なのか？

▌弊社セミナーでのアンケート結果

“今後5年間で社内システムにおける仮想化の進行度は？”

①

36%

②

29%

③7%

④⑤

4%

24%


2013年7～9月 NEC/VMware仮想化サミット

2012年2月 NEC、VMware、EMCセミナ

一部仮想化

仮想化共通基盤

全社規模の仮想化

課金や自動化、セルフ化

不明

一部仮想化

仮想化共通基盤

課金や自動化、セルフ化

不明

ステップアップステップ

アップ増加中

多くの企業で「仮想化共通基盤」を検討、ネットワークも見直しへ

※出展：2012年、2013年度に実施したNECの仮想化関連セミナーアンケート結果

①

32%

②

30%

③

17%

④⑤

5% 16%

全社規模の仮想化



▌オフィスLANへの適用イメージ

ポリシーの異なる多数のネットワークを一元的に収容

【用途別】・ゲストユーザ、イベント来場者・請負社員、開発委託会社・BYOD

【業種による用途例】・大学/研究機関事務用＆教研用

・地方公共団体住民情報系＆内部情報系

・製造業・流通業情報系＆基幹系＆開発系＆グループ会社

・金融系情報系＆勘定系＆開発系

・研究所・SIer プロジェクトA、B・・・

・病院電子カルテシステム、眼科、麻酔科・・・

社員

関連会社B

共用部

地下

共用部

関連会社A

特定システム向け個別ネットワーク

関連会社A用ネットワーク

ゲストユーザ用

DMZ

運用監視ネットワーク

関連会社B用ネットワーク

情報系ネットワーク

フロアの使い方必要なネットワーク仮想ネットワークの利用例

オフィス LAN



▌自営網及び広域網への適用

NEC、JR東日本東京駅でSDNを

活用した駅構内共通ネットワークを構築

～鉄道業界で世界初、駅構内にSDNを

導入し、環境変化に柔軟に対応～

2014年2月24日NECプレスリリースより

NEC、NEXCO西日本にSDNを

活用した基幹ネットワークを構築

～道路業界で世界初、SDNで災害対応の

強化や柔軟なサービス拡充を実現～

New!! 広域網

2014年5月7日NECプレスリリースより


業務システム

仮想ネットワーク

物理ネットワーク

手動設定（マニュアル運用）

ネットワーク

業務システム

事例にみるSDNのメリット：②追加はユーザの手で

▌プール化によりネットワークの追加はユーザ自身で可能

欲しいときにすぐ追加が可能、運用コスト削減

複雑な冗長設計が必要であり、追加作業でも専門的な知識を持ったベンダSEが必要

追加作業なら専門的な知識を持たないユーザや派遣社員でも運用可能

複雑な部分（冗長経路など）をオートマ化

論理的な追加はとても簡単

物理NWの構築はSEが実施

After Before

ユーザ

ベンダ NW SE

ユーザ

ベンダ NW SE

構築も追加も複雑な冗長設計神経質な作業

DC NW オフィス LAN


事例にみるSDNのメリット：②追加はユーザの手で

▌設定変更のコスト比較

設定変更対象のスイッチ：20台の場合

従来型のネットワーク：9日間

事前打合せ現地サーベイ

ヒアリング N日

作業着手

ネットワーク設計

5日間

コンフィグ作成

3日間

設定作業

2日間

SDN：2日間

ネットワーク

設計

1日

設定作業

1日

事前打合せ現地サーベイ

ヒアリング N日

平日昼間の作業

夜間/土日の作業

オフィス LAN


セルフサービスポータル

利用者

仮想ネットワークコントローラ

仮想サーバ

コントローラ

リソースプール仮想ネットワーク

A社向け

物理ネットワーク

B社向け

C社向け

サーバ

ストレージ

ネットワーク

事例にみるSDNのメリット：③自動化による迅速性

▌事業者は迅速性を特に重視

▌NEC Cloud IaaSでのSDN利用事例仮想サーバと仮想ネットワークをプール化一連のプロビジョニング作業を自動化

▌プロビジョニング最短５分

迅速な仮想ネットワーク

作成

ネットワーク初期費＋運用費

約50％削減



※１ＳＴＤの最小構成： 1.4NCU x 1vCPU 、4GBメモリ、100GB システムディスク

※２ＨＡの最小構成： 2NCU x 1vCPU、2GBメモリ、100GB システムディスク

スタンダード（ＳＴＤ）ハイアベイラビリティ（ＨＡ）

特長高いコストパフォーマンス高性能・高信頼

稼働率目標 99.95% 99.99%

CPU性能範囲 1.4NCU×1vCPU～1.4NCU×6vCPU 2NCU×1vCPU～4NCU×8vCPU

リソース調達時間 5分～（ポータル申し込み後） 15分～（ポータル申し込み後）

価格 6,700円／月～（※1）

（課金単位：月、時間）

10,900円／月～（※2）

（課金単位：月、時間）

適する用途

・Ｗｅｂサーバ群・大規模並列処理サーバ群・期間限定の利用（開発・評価環境）・１トランザクションが軽いＡＰサーバ群

・高性能検索サーバ・基幹業務などサーバ単体での高信頼性を求めるシステム・１トランザクションが重いＡＰサーバ群

クラウド基盤ソフトウェア/ ハードウェア

ＯＳＳ（ＯｐｅｎＳｔａｃｋ他）/

NECデータセンター専用省電力高集積サーバ

NEC製品（WebSAM他）/

NEC製品（EXPRESSサーバ、iStorage）

【参考】NEC Cloud IaaSの２つのサービス

▌2014年4月25日サービス開始

▌2つのサービスにより広範なニーズへの対応を実現

スタンダード：コストパフォーマンスに優れ、並列処理に向いたサービス

ハイアベイラビリティ：サーバ単体で高性能・高信頼を実現するサービス


～全部機器を入れ替えないといけないの？～

SDNへの移行


仮想ネットワーク

ＳＤＮへの移行：レガシースイッチとの組み合わせ

▌仮想ネットワークとネットワーク認証（従来技術）の組み合わせ

認証サーバ（RADIUS）

開発系ネットワーク基幹系ネットワーク情報系ネットワーク

ActiveDirectoryサーバレガシースイッチ

・MACアドレス認証・Web認証・802.1X認証

インターネット

どんなユーザがつながってきても、認証により適切な仮想ネットワークへ自動的にマッピング。フロア移動や、レイアウト変更を行っても、ネットワークの設計変更/設定変更を行う必要がない

請負会社社員

社員

悪意のある人

オフィス LAN

適切な仮想ネットワークへ（Dynamic VLAN）


ＳＤＮへの移行：移行ステップ

▌マイグレーションステップ例

1. DCのサーバ接続ネットワークをSDN化して機器集約し、設備コスト削減

2. LANのエッジにレガシースイッチを活用してSDN化して、運用コスト削減

3. DCバックボーンとDC間WANにSDNを適用し、回線利用効率を最適化

設備コスト削減

メインデータセンターサブデータセンター

本社

DCのサーバ接続SW統合


LAN

エッジ置換


LAN

エッジ置換

DC・本社間 WAN SDN化


拠点拡大 SDN SDN

支社製造拠点販売拠点

SDN


SDNによる自動化へのアプローチ


インフラ構築のネックは？

▌ネットワークがインフラ構築のネック

２週間

５日間

運用

数分

インフラ

設計企画

要件定義接続

サーバ

構築

ネットワーク

構築（サーバ・ネットワーク設計）

空白の時間


従来：インフラ構築に必要な作業（２週間）

▌ネットワーク技術者と構築作業者による作業が必要

（３）ＩＰアドレス、ＶＬＡＮ番号など

機器の数だけ払い出す

データセンター

構築作業者

ネットワーク

技術者

（１）必要なリソースを決定

ex)ルータ、スイッチ

ロードバランサなど

（２）リソースを確保し接続

（４）機器１台ずつに

ログインして設定

（５）サーバとネットワークを接続

ex)サーバ１台づつに

ルーティング設定などが必要


仮想化基盤の自動化へのステップ

システムの要件確認

従来

物理設計

論理設計

設定

テスト


仮想化

論理設計

設定

テスト


標準化

プロファイルの選択

テスト

自動化へ

▌これからは標準化（プロファイル化）して自動化へ

従来はシステム個々にFirewall・Load Ballancerを用意

ネットワーク設計、設定、テストを個々に実施

仮想化を契機に、標準化してプロファイル化

サーバとネットワークのリソースプロファイルを選択


自動化へのステップ：自動化のイメージ

▌ IaaS利用者はWebベースで、必要なリソースを入力

▌仮想ネットワークもいくつ欲しいかを入力しておき、

各VMがどの仮想ネットワークに接続するかを指定

サービス選択メニュー

仮想マシン申込みフォーム

去年までの話

セルフサービスポータル画面イメージ

IaaS利用者


自動化へのステップ：自動化のイメージ

▌サーバ・ネットワークの一括プロビジョニング

Firewallやロードバランサも含めて、仮想ネットワークの生成や設定を自動化

VLink設定

FW設定

LB設定

仮想マシン作成

SV作成

ファイアウォール

ProgrammableFlow

ロードバランサ

PFC

vRT・vBR作成

FW・VLAN接続

LB・VLAN接続

仮想ＮＷ作成

VTN作成

仮想FW作成

仮想LB作成

テナント契約時

ProgrammableFlow

ファイアウォール

ロードバランサ

サーバ

VLAN設定

VTN 仮想FW

仮想LB

仮想SV

WebSAM

vDC Automation

vRT vBR

LB設定

FW設定

去年までの話


自動化へのステップ：プロファイルの選択のイメージ

▌サーバやネットワークのリソースをパターン化

どのデータセンターにリソースを割り付けるか、プロファイルをチェック

サービス利用者

データセンターリソースプロファイルアクティブスタンバイ

東京データセンター基幹システム竹 □ □

大阪データセンター基幹システム竹 □ □

ファイアウォール：あり

ロードバランサ：ありサーバ（VM）：Web

ストレージ：あり

基幹システム竹

✔ ✔

NEW!


自動化へのステップ：プロビジョニングのイメージ

▌DCへのプロビジョニングのイメージ

サービスレイヤ

FW

LB PFS

SV

Storage

FW

LB PFS

SV

Storage

FW

LB PFS

SV

Storage

FW

LB PFS

SV

Storage

ネットワークプール


アプライアンスプール

サーバプール

PFC

大阪 WebSAM vDC

Automation

東京 WebSAM vDC

Automation

PFC

WebSAM

Cloud Manager UNIVERGE PF6800

Network Coordinator


物理プール東京１物理プール東京２物理プール東京１物理プール東京２

WebSAM 広域インフラ管理

物理レイヤ

NEW!


サーバプール

論理レイヤ



データセンターリソースプロファイルアクティブスタンバイ

東京データセンター基幹システム竹 □ □

大阪データセンター基幹システム竹 □ □

自動化へのステップ：DRのイメージ

▌DR時の切り替わり

スタンバイのデータセンターのリソースプロファイルをクリック

ファイアウォール：あり

ロードバランサ：ありサーバ（VM）：Web

ストレージ：あり

基幹システム竹

✔ ✔

NEW!


自動化へのステップ：DRのイメージ

▌DR時の切り替わりイメージ

サービスレイヤ

論理レイヤ

FW

LB PFS

SV

Storage

FW

LB PFS

SV

Storage

FW

LB PFS

SV

Storage

FW

LB PFS

SV

Storage

PFC

大阪 WebSAM vDC

Automation

東京 WebSAM vDC

Automation

PFC

UNIVERGE PF6800

Network Coordinator

物理プール東京１物理プール東京２物理プール東京１物理プール東京２

WebSAM 広域インフラ管理 WebSAM

Cloud Manager


物理レイヤ



サーバプール



サーバプール

NEW!


Interop Tokyo 2014 SDI ShowCase NECデモ概要

•OpenStack＆OpenFlowを使ったネットワークサービスのオーケストレーション（参考出展）

•DC間のSDN化によりクラウド運用を自動化するソリューション

•OpenFlow相互接続検証

マルチベンダOpenFlowネットワーク

UNIVERGE PF6800

Brocade、Dell、HP、IBMなどの各社OpenFlowスイッチ

UNIVERGE PF5240

UNC UNIVERGE PF6800

Network Coordinator

OpenFlowスイッチ

OpenFlowコントローラ

ネットワークコントローラ

Southbound API Southbound API

Northbound API

アプリケーション（オーケストレータなど）


まとめ

▌見えてきた！エンタープライズでのSDNのメリット

機器統合によるコスト削減

ネットワーク追加をユーザの手で

レガシーネットワークとの併用による移行ステップも

▌データセンターでのSDNの事例も増加！

迅速性が一番のメリット

サーバ・ネットワークのプロファイル化・自動化が今後のカギ

▌OpenFlow

マルチベンダで商用を目指して相互接続を実施

OpenDaylightというオープンソースの登場


未来に向かい、人が生きる、豊かに生きるために欠かせないもの。

それは「安全」「安心」「効率」「公平」という価値が実現された社会です。

NECは、ネットワーク技術とコンピューティング技術をあわせ持つ

類のないインテグレーターとしてリーダーシップを発揮し、

卓越した技術とさまざまな知見やアイデアを融合することで、

世界の国々や地域の人々と協奏しながら、

明るく希望に満ちた暮らしと社会を実現し、未来につなげていきます。

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