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NFVの課題-肥大化するデータプレーン処理時間と障害検知

電子メールやWebブラウジングなど、ネットワークは今、単に情報を「伝える」手段から、「蓄積してくれる」手段に大きく変化し、ユーザーの情報が巨大化し続ける一方、そのサービスのマネタイズは容易ではありません。サーバの効率的運用を実現するために生まれた技術がVM(Virtual Machine: 仮想マシン)でした。

そして今、テレコムの世界がこの技術を取り込もうとしています。NFV(Network Functions Virtualization)とは、従来高価な専用機で行っていた通信ノードを、IA(Intel® Architecture)サーバのVM上にソフトウェアとして実現することにより、通信インフラへの投資コストを劇的に下げることを目的に生まれたコンセプトです。通信事業者はこのNFVに、CAPEX(Capital Expenditure:設備の価値を維持または向上させるための設備投資に関する資本的支出)とOPEX(Operating Expense:事業などを運営していくために継続して必要となる費用)を最適化する技術として大変注目しています。NFVはインターネットの出現以来、ネットワークインフラ技術のエコシステムを根底から変えてしまうと見られています。

データセンタが巨大化してゆく中、VMプラットフォームがサーバ運用の効率化において中心的な役割を果たしてゆくことは自明ですが、残念ながらユーザートラフィックの増加はこれを上回るペースで推移し、今後も加速するものと予測されています。一方、IAサーバ上で動作するCPUの処理スピードを左右する周波数はほぼ限界に達しているだけでなく、インテル®が採用するシェアードバスアーキテクチャではいくらコア数を増加させたところで大きな改善を見込むことは不可能です。

VMを処理するインテル®のCPUはデータプレーンの処理にあまり向いていないことも事実です。特にIPパケットのフォワーディングに必要なフローテーブル(発着IPアドレスとポート番号)の検索は、データプレーン処理時間のほとんどを占め、フロー数が増えれば増えるほど、この処理がボトルネックとなる傾向にあります。このように、NFVにおいてホストCPUがデータプレーン処理に集中するあまり、コントロールプレーンの処理を疎かにするようでは本末転倒であり、この問題をサーバの容量を増加させることで解決することはNFVの本来の目的に反するものです。