ネットワーク仮想化への取り組み【後編】～OpenFlow/SDNの仮想化アプローチ「オーバーレイネットワーク」～

ネットワークの世界で起こっている技術的パラダイムシフトの実体ともいえる「ソフトウエア定義ネットワーク(Software Defined Network :以下 SDN)」に基づくネットワーク仮想化。実現に向けた具体的なアプローチと、この分野で業界を牽引するベンダーのひとつである米国Nicira Networks社(ニシラネットワークス、以下、Nicira社)の提供するソリューションについてご紹介します。

SDNによるネットワーク仮想化がもたらすパラダイムシフト

前回は、サーバーやストレージの領域で急速に進展している仮想化の流れが、いままさにネットワークの世界にも及んできており、その実現に向けた要素技術として注目されているSDNをベースとした「OpenFlow」に触れました。
もっとも、ここで留意すべきは、コントローラでの一元管理によってスイッチやルータなどの機器からフロー制御機能とデータ転送機能を分離するOpenFlowが、SDNを構成しうる1つのコンポーネントに過ぎないという見方もあります。言い換えれば、いまネットワークの分野で起こっている技術的なパラダイムシフトの実体は、SDNによるネットワーク仮想化だということにほかなりません。

ネットワーク仮想化を実現する2つのアプローチ – スライスとオーバーレイ

ネットワーク仮想化の実現に向けては、大きく分けて2つのアプローチがあります。その1つは、ネットワークのコア側をスライスするという方式。そして、もう1つのアプローチとなるのが、ネットワークのエッジ側に存在する仮想マシンや物理サーバーの接続をコアネットワーク経由で仮想化して、論理的なネットワークとして接続するというオーバーレイネットワーク方式です。
これら2つのアプローチのうち、現在のシステム環境に適用し易いのは、やはり後者のオーバーレイネットワーク方式だといえます。というのも、この方式では既設のネットワーク資源を活かすことができることに加え、物理的な回線の抜き差しやスイッチの設定変更などの手間も不要であり、機器のコストや運用コストの削減を実現することができるためです。そのほか、従来のネットワーク機器が提供してきたような豊富な機能や高価なハードウエアが不要になったり、VLAN数の制限に縛られないクラウドサービスの実現や、マルチテナントによるクラウドの構築や課金処理など付加価値サービスの提供なども容易であるといったことも、その大きな特長としてあげられます。

(図1)オーバーレイネットワークで実現するネットワーク仮想化

特にレイヤ2ネットワークやVLANの設計では、ループの考慮と冗長構成を両立できるようにしたり、トラブルを回避する対策が必要ですが、今後はIPレベルのマルチパス技術とオーバーレイネットワーク技術とを組み合わせた、高速で高信頼性のファブリックネットワークを構成できるようになっていきます。

クラウドに柔軟なプロビジョニングを実現

ネットワーク仮想化の第一人者であるMartin Casado氏が率いるNicira社は、OpenFlow/SDN、ソフトウエア仮想スイッチOpen vSwitch、OpenStack QuantumなどのNaaSなど、ネットワーク仮想化の分野で積極的な取り組みを推進し、今日、業界を牽引しているベンダーの1つです。その提供する「Nicira Network Virtualization Platform(以下Nicira NVP)」は、ネットワークの仮想化を効果的に実現するソフトウエアとして大きな注目を集めています。
この製品は、ネットワーク上に論理ネットワークを構築するネットワークハイパーバイザー型の仮想化ソフトウエアであり、ネットワーク自体を、そのサービスを提供しているレイヤ2やIPネットワークを構成するハードウエアから分離し、物理インフラを抽象化されたネットワーク・リソースプールとして管理することが可能となります。これにより、クラウド環境に不可欠である柔軟なサービスプロビジョニングを実現できます。