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OpenStack使ったクラウド型NFVの動作検証、レッドハットとデル、インテル、ブロケードが世界初で実施

2015年10月20日(火)志度 昌宏(IT Leaders編集部)

クラウドによるコンピューティング資源やアプリケーションの仮想化/サービス化が進むなか、通信/サービス事業者が持つ各種通信設備に関しても仮想化/サービス化の議論が進行している。専用機器を汎用的なサーバーで実現するNFV(Network Function Virtualization)だ。だが、実際にNFVで商用サービスが展開できるのか−−。そうした疑問への答えの1つになる検証実験を、レッドハットとデル、インテル、ブロケード コミュニケーションズ システムズの各日本法人が世界初で実施したと2015年10月20日に発表した。

 レッドハットとデル、インテル、ブロケード コミュニケーションズ システムズの4社が実施したのは、NFV(Network Function Virtualization)の中でも、vCPE(Virtual Customer Premises Equipment:仮想顧客構内設備)と呼ばれる機能。ネットワークを利用するために利用企業が所有または設置していた通信機器、すなわちルーターやファイヤウオールなどをなくし、同等の機能を通信事業者がサービスとして提供する(図1)。ユーザー企業にすれば、通信機器に対するTCO(総所有コスト)の削減が期待できる。

図1:vCPE(Virtual Customer Premises Equipment:仮想顧客構内設備)では通信機器の機能をクラウドから提供する図1:vCPE(Virtual Customer Premises Equipment:仮想顧客構内設備)では通信機器の機能をクラウドから提供する
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 今回の実証で確かめられたのは、1台のx86サーバー上で、40台の仮想ルーターをvCPEで実現し、それぞれに1Gbpsの通信速度を均等に維持しながら合計で40Gbpsに近い通信速度が確保できること。検証した4社によれば、「具体的に、1台のサーバー上で何台のルーターを稼働させ、どれだけの通信速度が確保できるかどうかの検証は、今回が世界初」という。

 ルーターなどの機能を汎用的なサーバーを使って実現すること自体は昨今のSoftware Defined(ソフトウェア定義)の進展により当然の流れ。その中で、この検証に価値があるのは、「全ルーターが均等な負荷に対し、均等に処理できたこと」。すなわち、vCPEのサービスレベルを提示できることになり、通信/サービス事業者にすれば、ビジネスモデルの設計が可能になるなど大きな意義がある。

OpenStackで仮想ルーターが使うCPUをPinning

 検証環境は、デル製の1Uのラック型サーバー「Dell PowerEdge R630」を使い、レッドハットのOpenStack製品である「Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform 7」を使って、ブロケードの仮想ルーター「Brocade 5600 vRouter」をマネジメントするもの。ここにテスト機器から各ルーターに1Gbpsの負荷をかけた(図2)。

図2:NFVの検証環境の概要図2:NFVの検証環境の概要
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 均等な性能確保を担っているのは、OpenStackが持つ「CPU Pinning(仮想マシンに割り当てるCPUの範囲の制限)」の機能である。特に、共有メモリー型のマルチプロセサシステムのアーキテクチャーの1つである「NUMA(Non-Uniform Memory Access)に対応していることが重要という。

 OpenStackのマネジメント対象であるブロケードのvRouterは、インテルが提供する「DPDK:Data Plane Development Kit:データプレーン開発キット」を使って、コントロールプレーンとデータプレーンを分離。データプレーンに割り当てるCPU数を変えることで処理性能を確保する仕組みを持っている。そこで、vRouteに4つのvCPUを割り当て、うち3つをデータプレーン専用にした。

 今回の検証は、クラウド関連ビジネスの活性化に向けた任意団体OSCA(Open Standard Cloud Associaton)の成果の1つでもある。2012年2月に発足した団体で、現在はIT機器ベンダー20社とインターネットの研究団体であるWIDEが参加する。技術検証のための分科会においてテーマを設定し、実証するとともに、結果をホワイトペーパーなどとして公表する。

 今回の検証についても、ホワイトペーパー検証ビデオが、それぞれ公開されている。

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