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NFV の商用化の開発と運用の経験から将来のネットワークアーキテクチャを考える 株式会社 NTT ドコモネットワーク開発部中島佳宏 2020/10/15 1 1

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(1)

1

NFVの商用化の開発と運用の経験から

将来のネットワークアーキテクチャを考える

株式会社NTTドコモ

ネットワーク開発部

中島 佳宏

2020/10/15

1

(2)

Copyright ©2020 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved.

ネットワーク仮想化によるコアネットワークの進化

無線方式の進化と共にコアネットワークも進化

ネットワーク仮想化(NFV)により汎用ハードウェアを効率的に利用

2020年代

2010年代

2000年代

1990年代

1980年代

アナログ

交換機

デジタル

交換機

ATM

交換機

All IP

ネットワーク

仮想化ネットワーク

IAサーバ

aTCA

交換機

1G

2G

3G

4G

5G

(3)

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ドコモのネットワーク仮想基盤の構成

ネットワー

クカード

NFVインフラ/ハイパーバイザ

ストレージ

CPU/メモリ

VNF

オーケストレータ

オペレーションシステム

OpenStack

パケット

接続機能 (EPC)

音声接続機能

(IMS)

VNFM

標準化準拠のアーキテクチャでオープンソース、汎用ハードウェアを

活用したマルチベンダ対応のネットワーク仮想化基盤を構築

仮想化管理

システム

その他機能

(4)

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2016

2017

2018

2019

2020

2016

2017

2018

2019

2020

ネットワーク仮想化の導入状況

4

4%

28%

40%

仮想化比率

1万

14万

仮想化基盤の規模 (vCPU)

18万

仮想化システムの増加と全国展開にむけ適応率と規模も拡大中

(5)

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ネットワーク仮想化導入により得られたメリット

メリット① 通信混雑時の

つながりやすさ

の向上

メリット② 通信サービスの

信頼性

向上

(6)

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ネットワーク仮想化基盤の現在

6

通信事業者として

“通信サービスを継続したまま"

仮想化基盤やNFVO/VNFMのアップデートを完了!

Compute HostCompute Host Compute Host

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

Compute Host

Compute Host Compute Host

VM

Compute Host Compute Host

VM

VM

VM

VM

Compute HostCompute Host

VM

VM

VM

VM

VM

VM

Compute Host Compute Host Compute Host

VM VM

VM VM

Compute HostCompute Host Compute Host

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

Compute Host

Compute Host Compute Host

VM

Compute Host Compute Host

VM

VM

VM

VM

Compute Host Compute Host Compute Host

VM

VM

アップグレードのためのヒーリング

新しいバージョン上にヒーリングでVMを戻す

旧バージョン

OPSシステムと連携しVNFのサービスを継続したままのVIM/NFVIのアップデート

• SOL001 (VNF Descriptor)

• SOL002 (Ve-Vnfm)

• SOL003 (Or-Vnfm)

• SOL004 (VNF package)

ETSI NFVのStage-3仕様に準拠したIFを用いてNFVO/VNFMのアップデート

ネットワーク カード NFVインフラ/ハイパーバイザ ストレージ CPU/メモリ VNF オーケストレータ オペレーションシステム OpenStack パケット 接続機能 (EPC) 音声接続機能 (IMS) VNFM 仮想化管理 システム その他機能 SOL 003 SOL001 SOL004 SOL 002

(7)

Copyright ©2020 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved. ISG NFV Computing Hardware Storage Hardwar e Network Hardwar e Hardware resources Virtualisation Layer Virtualised

Infrastructure Manager VNF Manager VNF 2 Orchestrat or OSS/BSS NFVI VNF 3 VNF 1 Virtual Computing Virtual Storage Virtual Network EMS 2 EMS 3 EMS 1 Or-Vi Or-Vnfm Vi-Vnfm Os-Ma Ve-Vnfm Nf-Vi Vn-Nf Vl-Ha

New Gen Server

ネットワーク仮想化の商用開発と運用の経験

アップグレード作業の迅速化・効率化の促進や,

仮想化基盤を長く使えるようにする設計や取り組みは重要

アプリ個別のきめ細やかな制御より,個別アプリのVNF

に共通で使えるシンプルな管理制御への移行が重要

黎明期のテレコム拡張は将来のアップグレードのリスクに変化,

メジャー機能化の推進または特殊機能は制限すべき

カスタマイズから標準や

デファクトへの移行は大変

ソフトウエアとHWとの分離は

さらに促進すべき

オペレータとして長期運用やアップグレード・マイグレションを見据えた

アプリと基盤含めた全体設計や先行的な検討はとても重要

OpenStackの

開発に合わせ

アップグレード

Server アプリ Program Guest OS Hypervisor I/O MMU SR-IOV NIC VF VF driver アプリ Program Guest OS VF 別VF driver

New Gen Server

Hypervisor I/O MMU SR-IOV NIC アプリ Program Guest OS VF Virtio-net Hypervisor I/O MMU Virtio-capable SR-IOV NIC

安定的な基盤を

長期的に運用したい

NFVインフラ/ハイパーバイザ Version X VNF OpenStack Version X パケット 接続機能 (EPC) 音声接続機 能(IMS) VNFM テレコム 拡張 テレコム拡張 テレコム 拡張 テレコム 拡張 テレコム拡張 テレコム拡張 NFVインフラ/ハイパーバイザ Version X+1 VNF OpenStack Version X+1 パケット 接続機能 (EPC) 音声接続機 能(IMS) VNFM テレコム 拡張 テレコム拡張 テレコム拡張

Com pute HostCom pute Host Com pute Host

VM VM VMVM VM VMVM

Com pute Host Com pute Host Com pute Host

VM

Com pute HostCom pute Host

VM VM VM VM

Com pute HostCom pute Host

VM VM VM VM

VM VM

Com pute Host Com pute Host Com pute Host

VM VM VM VM

Com pute HostCom pute Host Com pute Host

VM VM VMVM

VM VM VMVM

Com pute Host Com pute Host Com pute Host

VM

Com pute Host Com pute Host

VM VM VM VM

Com pute Host Com pute Host Com pute Host

VM VM アップグレードのためのヒーリング 新しいバージョン上にヒーリングでVMを戻す 旧バージョン

月単位の作業 x 規模

影 響 影 響 個別 ドライバ が内在 VNFM パケット 接続機能 (EPC) 音声接続機 能(IMS) VNFM パケット 接続機能 (EPC) 音声接続機 能(IMS) G-VNFM パケット 接続機能 (EPC) 音声接続機 能(IMS) パケット 接続機能 (EPC) 音声接続機 能(IMS) 影 響 影 響 影 響 影 響 影 響

(8)

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今後のNW仮想化の高度化にむけて

8 … PaaS 仮想化基盤 仮想化基盤

既存アプリ

仮想化基盤

経済的なNW

開発・検証・設備の

費用の効率化

災害・故障に強いNW

全国リソースを活用した

サービスの高可用化

APLの進化を支える基盤

zero-touch化

クラウドネイティブ対応

サービスの迅速な提供

開発の短期間化

依存性の排除

ダイナミックな移動

仮想リソースの

進化支援のための

API高度化

開発効率化

高性能化

ネットワーク仮想化の効果最大化に向けた課題にとりくむ

アプリケーションの進化

VIM/局舎連携による全国リソース共有と

柔軟な仮想資源の移動

クラウドフレンドリー化

クラウドに最適化

Compute Host Compute Host

Compute Host

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

Compute Host

Compute Host Compute Host

VM

Compute Host Compute Host

VM

VM

VM

VM

Compute Host Compute Host Compute Host

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

Compute Host

Compute Host Compute Host

VM

Compute Host Compute Host

VM

VM

VM

VM

(9)

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5G時代のコアネットワークで実現したいこと

経済性の追求

– スケールメリットを生かしたハードウエアやソフトウエアの経済化

– インフラ設備として省電力・省スペース化、高収容・高性能なノードの実現

– ベンダ都合のEoLやEoSの回避と設備ライフサイクルの長延化

– 新規機能開発のための開発範囲の局所化・開発期間の短縮・検証の自動化

信頼性の向上

– 故障からの自動復旧と故障時計画保守の実現

– 急激なトラヒック需要変化に対する柔軟な容量の追加・削減

– 高い可用性と冗長化

自動化・保守運用の効率化

– 構築や構成変更の容易化

– アプリ種別によらず統一的な保守運用方法の実現 (サービス個別の保守方法の削減)

– 自動化促進によるマニュアル作業の削減・現地作業の削減

– 改修やアップグレード作業の短期間化・容易化

サービスの早期提供

(10)

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次世代NWアーキテクチャの検討のねらい

5GCでのアプリの要件分析

… PaaS 仮想化基盤 仮想化基盤

既存アプリ

仮想化基盤

クラウドフレンドリー化

クラウドに最適化

仮想化における課題と解決の方向性

次世代NWアーキテクチャの策定

ドコモの仮想化基盤の課題を解決しネットワーク仮想化の

効果を最大化する次世代NWアーキテクチャの検討をすすめている

5G時代のアプリの要件・最新のクラウド技術・コンテナ技術を踏まえた検討

ドコモでの仮想化基盤の商用経験やノウハウを活かし,

仮想化の課題の解決や効果最大化に向けた技術検討

ドコモ (オペレータ)の課題を解決するための

仮想化基盤とアプリの両方のアーキテクチャを検討する

(11)

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次世代ネットワークアーキテクチャの実現にむけての検討項目

従来からのテレコム要件のベースラインの実現を確保しつつ

5G時代に求められる新機能の具備・

構築や保守の高度化・効率化の実現をめざす

基盤

5GC時代の

アプリ

保守系

NW設計:

既存ノードとインターワークしたうえで

仮想化・コンテナ化にむけて

なにをかえないといけないのか

アプリのアーキテクチャ:

従来のテレコム要件を満たしつつ

5GCの新しいアプリ要件を

どう実装すべきか?

規制制御:

アプリの進化に伴い

変える必要があるのか

基盤:

5GCの新しいアプリ要件

(特にコンテナ・コンテナオーケストレーション)

にむけて何を対応しないといけないか

保守:

アプリのコンテナ化・マイクロサービス化への

対応や基盤の保守にむけて何を変えるのか?

(12)

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5GCの概要

5GC

5GC

AUSF

UDM

AMF

SMF

PCF

UPF

RAN

UE

モビリティ管理

認証

加入者データ

セッション管理

ポリシー管理

DN

SBA

CUPS

U-plane処理

NWスライシング

EPCと親和性の高い技術をもちいて柔軟にNWを構築

1. SBA (Service Based Architecture): 機能をサービスとして定義

2. CUPS (C/U-plane separation):

制御信号処理とパケット処理を分離・柔軟な配置

3. NWスライシング: 複数QoSの異なる個別NWを提供

(13)

4G時代のコアNWアーキテクチャから5GCアーキテクチャへの変更点

SGi S12 S3 S1-MME PCRF Gx S6a HSS Operator's IP Services (e.g. IMS, PSS etc.)

Rx S10 UE SGSN LTE-Uu E-UTRAN MME S11 Serving Gateway PDN Gateway S1-U S4 UTRAN GERAN UE (R)AN UPF AF AMF SMF PCF UDM DN N6 NRF NEF N3 N2 N4 AUSF Nausf Namf Nsmf Npcf Nnrf

Nnef Nudm Naf NSSF Nnssf N9 SCP

APIを用いて組み合わせる

装置をP2Pで接続

収容規模が装置自体に束縛

新設

ToR-SW(SSW相当) ToR-SW(SSW相当) IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA ServerSLB#01 SLB#11 MMP#14 MMP#05 MMP#04 MMP#15 MMP#16 MMP#06 FS#0 FS#1 MMP#17 MMP#08 MMP#07 MMP#18 MMP#10 MMP#00 MMP#11 MMP#02 MMP#01 MMP#12 MMP#13 MMP#03 SLB#00 SLB#10 スケールアウト

ブレード (VDU)レベルのスケールアウト

EPC/aTCA

EPC/NFV

ToR- SW( SSW相当) ToR- SW( SSW相当) IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server IA Server SLB#0 1SLB#11 M MP# 14 M MP# 05 M MP# 04 MMP# 15 M MP# 16 MMP# 06 FS#0 FS#1 MMP# 17 MMP# 08 MMP# 07 MMP# 18 MMP# 10 MMP# 00 MMP# 11 M MP# 02 MMP# 01 M MP# 12 MMP# 13 MMP# 03 SLB#00 SLB#10 SLB#0 1SLB#11 MMP# 14 M MP# 05 M MP# 0 4 M MP# 1 5 MMP# 16 M MP# 0 6 FS#0 FS#1 MMP# 17 MMP# 08 MMP# 07 MMP# 18 MMP# 10 MMP# 00 MMP# 11 MMP# 02 MMP# 01 MMP# 12 M MP# 13 M MP# 03 SLB#00 SLB#10 SLB#01 SLB#11 M MP# 14 M MP# 05 MMP# 04 M MP# 15 M MP# 16 MMP# 06 FS#0 FS#1 MMP# 17 M MP# 08 MMP# 07 M MP# 18 MMP# 10 MMP# 00 MMP# 11 MMP# 02 MMP# 0 1 MMP# 1 2 MMP# 13 MMP# 0 3 SLB#00 SLB#10 SLB#01 SLB#11 MMP# 14 MMP# 05 MMP# 04 MMP# 15 M MP# 16 MMP# 06 FS#0 FS#1 MMP# 17 MMP# 08 MMP# 07 MMP# 18 MMP# 10 MMP# 00 M MP# 1 1 MMP# 0 2 M MP# 01 MMP# 12 MMP# 1 3 MMP# 03 SLB#00SLB#10 スケール アウト

5GC/クラウド

API提供レベルでのスケールアウト

装置をPoint-to-Pointで接続しサービスを実現から,

ソフトウエア機能部をAPIで接続しサービスを実現へ

スケールアップ指向から,ブレード (VDU) ごとのスケールアウト指向をへて,

より細かい機能レベルでのスケールアウト指向へ

テレコム専用プロトコルの活用

Web系プロトコルでテレコム要件を実現

NW機能のを自由に組み合わせ・カスタマイズ

汎用的なユースケースに基づくノード配置

柔軟に収容数を変更可能なスケールアウト型のNWアーキテクチャへ

仮想化技術の活用を前提に

アプリの実行環境を動的に増減設

(オーケストレーション)

(14)

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5GCアーキテクチャ変更に伴う新たな要件について

14

1. NFでのより細かい機能 (API) レベルでの管理・保守機能

2. 各NFを組み合わせサービスとして実現するための連携管理とその資源確保

(サービスや資源のオーケストレーション)

3. Web系開発スタイルやデプロイ方式への対応

(コンテナ環境やコンテナオーケストレーションの対応)

VNF A-1

仮想資源

C-Plane SMF

VNF A

C-Plane U-Plane FS 保守機能

D

B

C-Plane

D

B

C-Plane DB U-Plane U-Plane

仮想資源

VNF A-2

分解

C-Plane SMF C-Plane

SMF U-PlaneU-PlaneU-Plane

DB ファイル システム 保守機能 メモリ DB DB ファイル システム 保守機能 U-PlaneU-Plane U-Plane agent

内部実装の

さらなる機能分解

既存

5GC時代

機能レベルに応じた

資源確保

機能ごとのスケーラ

ビリティの向上

機能を組み合わせるための

オーケストレーション

(15)

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5GCのキーワードと実装の関連性

SMF

SMF

AMF

PCF

SBA

によるノードの接続 (標準化済)

5GC

SMF

ロード バランサ 処理A 処理B セッション データベー ス 構成管理 データベー ス 管理機能

ノードの内部の

機能分担レベル

(アーキテクチャ)

5GCのノードレベル

コンテナ環境 コ ン テ ナ 制 御

ノードの実装レベル

(コンテナ環境)

ノードを実現するため内部処理の機能分離

マイクロサービスとしての実装

標準化IF ベンダ内 IF

ハードウエア含めた

ノードの実装レベル

コンテナ環境 コ ン テ ナ 制 御 V M V M V M V M V M V M V M

IAS IAS IAS IAS

ベンダ内 IF ベンダ内 IF 仮想化 基盤 NFVO/ VNFM VIM

マイクロサービス:

処理を機能ごとに細分化し,APIを介して提供

コンテナ:

マイクロサービスを動作させる環境

①仮想化基盤上でコンテナ環境を提供

コンテナ環境 I A S I A S I A S I A S I A S I A S I A S

② ベアメタルサーバ上でコンテナ環境を提供

処理プロセス A処理スレッド 共有 メモリ B処理スレッド 処理サービス A処理サービス B処理サービス 共有データ 保持サービス 直接データ 読み書き API呼び出し コ ン テ ナ 制 御

(16)

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テレコムアプリのコンテナ化の考察

16

テレコムアプリの処理については,本来コンテナが不得意な領域であり,

アプリのコンテナ化への改造やコンテナ基盤自体の拡張を行う必要あり

サーバ

テレコム拡張済

コンテナ基盤

必須の拡張機能

1. 性能安定化のための拡張

2. NW処理アクセラレータ対応拡張

3. 複数NWサブネット収容拡張

4. テレコムプロトコル対応拡張

テレコムアプリ収容にむけたコンテナ基盤の拡張

5GC

CP

EPC UP IMS CP EPC UP 5GC UP Web系 ロジック 処理 内部が 密結合 疎結合内部が DB ルータ OSとの連携強 (低レイヤ処理・NW機能) キャッシュ 機構 ファイ ルサー バ OSとの連携弱 (低レイヤ処理・NW機能の処理少ない) IMS UP LB SCP

従来テレコムアプリ

コンテナ化には

アプリの内部の

構造変更が必要

コンテナの適応範囲

コンテナの領域

(17)

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テレコムアプリのベースラインの要件とコンテナアプリ開発の考え方と対応

コンテナ環境をテレコムに合わせ手を入れるか or

アプリを改造すべきか or VMとのハイブリッド構成にすべきか?

主なギャップ項目

一般的なコンテナの状況

右の要件を実現するための手段

大項

中項目

テレコム的な詳細

対応可否

デフォルトの

コンテナの制約

コンテナ

拡張

VMで

対応

アプリの

拡張

機能

処理内容

ステートフルな処理が必要

プラグイン対応

ステートレスを中心に対象

ステート情報はPaaSで

-複雑なアプリ構成

アプリ対応

シンプルなアプリを対象

-

NW

複数IF対応

プラグイン対応

1POD 1IF

処理オフロード機能対応

(

SR-IOV, DPDK

)

プラグイン対応

オフロード機能は非対応

-対象プロトコル

TCP, UDP, ICMP,

SCTP

,

VxLAN,

α機能

TCP, UDP, ICMPのみ

-死活監視

インラインNWでの死活監視

アプリ対応

HTTPのGET要求で死活監

-

-

非機

性能

高いスループット

プラグイン対応

ヘビーなトラヒック量は想定外

-即時切り替え

プラグイン対応

10秒から分レベル

(18)

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アプリケーションの内部の改善の考察 (1/2)

18

信頼性や性能などのテレコム要件を考慮し,

機能分離を図りモノリスから分散処理指向のアーキテクチャへ改造

プロトコル処理

+シナリオ処理

+データ管理

処理VM

プロトコル処理 シナリオブロック セッション情報

対向

装置

改善後

既存

プロトコル処理

APL-GW

プロトコル処理

データスト

セッション情報

シナリオ処理

データ管理

処理VM

プロトコル処理 シナリオブロック セッション情報

処理VM

プロトコル処理 シナリオブロック セッション情報

シナリオ制

シナリオブロック

シナリオ制

シナリオブロック

シナリオ制

シナリオブロック

Scalable

Scalable

対向

装置

各処理部でセッション情報を持つため、

障害時のレプリケーションや

減設時のデータ追出しが必要

データを持たないため

障害時のレプリケーションや減設

時のデータ追出しが不要

(=スケーリング容易)

(19)

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アプリケーションの内部の改善の考察 (2/2)

WEB系で用いられるスケーラビリティの向上のベストプラクティスを参照し

アプリ観点での変化へのアジリティ向上とと機能分離を図る

各VNFが持っていた共通機能はPaaSとして複数のVNFへ提供を図る

VNF

C-Plane U-Plane FS 保守系

DB

C-Plane

DB

C-Plane DB U-Plane U-Plane

VNF

C-Plane U-Plane FS 保守系

DB

C-Plane

DB

C-Plane DB U-Plane U-Plane

・・・

CIS Instance (CaaS基盤, Docker) Container (APL) Container (APL) 保守系共通機能

(Fault, Performance, Config)

コンテナ

APL

PaaS基盤

コンテナ管理部

Container (APL) CaaS Mgr VM (APL) LB NW 管理 構成DB

VNF

VNF

VNF

モニタリング インメモリ DB ファイル システム DNS RDB

(20)

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基盤のライフサイクルも考えないと行けない

20

開発のアジリティ向上のためのコンテナアプリ側に注目しがちだが,

更新頻度が高くなる基盤ソフトウエアの保守・運用と

長期的なサーバ導入や環境構築に向けた考慮は”

すごく重要

弱影響

強結合

仮想化基盤

コンテナ on ベアメタル

マルチベンダポイント

中影響

IAサーバ 仮想化層 Guest OS 通信アプリ VIM VNF M NFVO OSS IAサーバ コンテナOS コンテナ済 通信アプリ コンテナ マネージャ ライブラリ OSS VNF M NFVO ライブラリ SDN-C SDN-C SDN-C SDN-C 重要な点 ランタイム

種別

更新期間

EOSまでの時期

仮想化基盤

0.5年

数年

コンテナオーケストレーション

0.5

半年-1年

種別

更新期間

EOSまでの時期

サーバ

1.5年

3-5年

NW DC SW

3-5年

3-5年

ソフトウエアのEoSupport

HWのEoSales

(21)

アーキテクチャの策定に向けた実装の方向性 (1/2)

コンテナのいいところと仮想マシンのいいところを組み合わせる

コンテナ環境のプラグインはメジャーなものにとどめ,

コンテナで実装するためのコンテナ環境のテレコム拡張は可能限り避ける

主なギャップ項目

解決の方向性

大項目

中項目

詳細

機能

処理内容

ステートフルな処理が必要

ステートフルな処理はVMで実施

複雑なアプリ構成

アプリをコンテナの流儀で実施

NW

複数IF対応

複数IF対応はVM

オフロード機能対応(SR-IOV, DPDK)

オフロード処理は基本VM

対象プロトコル

TCP, UDP, ICMP, SCTP, VxLAN,

コンテナが対応しない処理はVM

死活監視

インラインでのNWに対応した死活監視

外部監視装置を導入

非機能

性能

高いスループット

高い要求はVM

(22)

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アーキテクチャの策定に向けた実装の方向性 (2/2)

5GCの要件と現在のコンテナ技術の成熟度を考慮し,

仮想マシンと仮想マシン上のコンテナ基盤を提供するハイブリッド型のアーキ

コンテナ基盤のアジリティも向上させ

仮想化基盤上で従来のアプリに加え5G時代のアプリも収容可能

処理種別

実装方式

SBAの実装やスケール性を求める処理

(コンテナに適した処理)

コンテナ on VM

外部との接続のために複数IFやプロトコル収容の処理

(loadbalancerの機能)

VM

瞬時の切り替えなど信頼性が要求される処理

(loadbalancerの機能)

VM

データやファイルの永続性を保持することが必要な処理

(PaaSの機能)

VM

LB VM

Worker VM

Worker VM

LB

VM

DB

V

M

VNFM

OAM

VM

LB

VM

K

8

s マ

VM

Wo

rk

er

VM

K8sクラスタ

Logic Logic Logic

VMライフサイクル管理

サービスライフサイクル管理

NFVO

OPS/EM

NFVI

VIM

柔軟なコンテナ環境の構築や

頻繁な環境更新作業をVIM側で自動化

(23)

Copyright ©2020 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved.

提案する次世代NWアーキテクチャの全体像

テレコム要件を実現するため

コンテナのいいところと仮想マシンのいいところを組み合わせる

K8s Node (Worker)

呼処理

対向システム

制御

対向シス

テム

5GC

NFs

対向シス

テム

対向シス

テム

VM

POD

呼処理

課金系

対向システム

管理

セッション

管理

対向接続

GW

対向シス

テム

プロトコル

ロジック処理

既存プロトコルIF

対向IF

外部ストレージ

K8s Master

モニタリング

ログ

loadbalancer

CHF

課金管理

インメモリDB

RDB

HTTP

コンテナVM

スケーラビリティ向上の

ためin-memory DBを採用

コンテナを

外部監視

ログを保持

外部プロトコルは

一旦VMで終端し

コンテナへ流す

(24)

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プロトタイプ実装による動作検証 ½ 性能観点

24

次世代NWアーキテクチャを具現化したプロトタイプでPoCを実施,

既存と同等の機能やSLAを達成していることを確認

既存アーキテクチャと比較しより効率的な処理が達成できていることを確認

観点

項目

提案アーキでの達成

設備観点

増減説のための

最小リソースの単位

VMよりも

細かい粒度で増設が可能

コアあたりの性能

改善

保守運用

効率

インスタ

従来同等の時間 (NF単位)

スケールアウト

かなりの改善 (Podの追加)

スケールイン

従来より改善

完全復旧時間

かなりの改善 (NF単位)

観点

項目

提案アーキでの達成

接続品質

性能ボトルネック

特になし

レイテンシの悪化

特になし

HW障害時

の影響

不完了呼発生

確率

従来同等

不完了呼発生

時間

従来より短縮

(25)

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プロトタイプ実装による動作検証 2/2 保守・ライフサイクル観点

コンテナ on VMの形態も含む基本ライフサイクルシーケンスを策定し,

そのフィジビリティを仮想化基盤上で確認

基本的な障害ケースにおいて,VM上のコンテナ基盤(CaaS/k8s)と

仮想化基盤(MANO)の連携による復旧動作が可能であることを確認

検証項目

確認結果

VNFのライフ

サイクル

基本動作

インスタ・ターミ・スケーリングに関して、

問題なく動作することを実機確認

障害

障害を発生させ,問題なくヒーリングが動

作可能であることを確認

輻輳

基本的な輻輳を発生させ,スケールアウト

が動作すること確認

【検証項目と結果】

コンテナ環境と

MANOの連携を確認

(26)

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本アーキテクチャで改善される観点のまとめ

26

経済性の追求

– 従来よりも効率的な処理を達成

信頼性の向上

– 迅速に故障からの自動復旧と故障時計画保守の実現

– 急激なトラヒック需要変化に対する柔軟な容量の追加・削減時間の短縮化

– 完全復旧などの時間短縮や高い可用性と冗長化

自動化・保守運用の効率化

– 構築や構成変更の変更が容易化

– アプリ種別によらず統一的な保守運用方法の実現

– 自動化促進

サービスの早期提供

– 新しいコンテナ基盤を導入せずにコンテナ化されたアプリの導入も可能

(27)

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まとめ

✓ これからもネットワーク仮想化の効果最大化や5G時代にむけ,

5G時代のネットワークアーキテクチャやネットワーク仮想化技術の進化へ

取り組みます

✓ 新しいネットワークアーキテクチャの検討をもとに

ETSI NFVや3GPPなどの国際標準化を推進し,

将来のネットワークインフラの発展に貢献します

(28)

参照

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