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2012.11.22技術ブログ

OpenFlowでデータセンターネットワークの運用を自動化

「OpenFlow」や「SDN」が雑誌などで多く取り上げられています。そこで、今回はOpenFlowやSDNの解説をすると共に、真の姿について考察してみます。

ネットワーク分野でのイノベーション

OpenFlowは、これまで密結合であった、ネットワーク機器(スイッチ)の「パケットを転送する機能(データプレーン)」と「パケット転送を制御する機能(コントロールプレーン)」を分離し、コントロールプレーンの部分を外部のコントローラと呼ばれる機器に外出しできるようにしたものです。
この説明だけではよく分からないと思いますが、OpenFlowの特徴は大きく次の3つで言い表すことができます。まず1つ目は、コントローラからスイッチを制御するプロトコルがONF(Open Networking Foundation)参考1によって標準化されていること。2つ目は、1台のコントローラから複数台のスイッチを制御する集中制御型のアーキテクチャであること。この2つの特徴により、マルチベンダで構成された複数のスイッチを、ベンダに依存しない方法で外部から制御することができるのです参考2。そして、3つ目は、パケットの様々な情報を見て経路を制御できること。例えば、送信元のアドレスによって経路を変えられるため、構成の異なるネットワークを仮想化することができます。
コントローラはソフトウェアで実装できるため、コントローラによってネットワークを制御することを「SDN(Software-Defined Networking)」と呼んでいます。

OpenFlowによってインフラ全体の運用を自動化

しかし、スイッチの設定が自動化されたからと言って、それだけでは運用コストの削減にはつながりません。データセンターネットワークには、ロードバランサーやファイアウォールなどのネットワーク機器やサーバー、ストレージなどもあります。これらの機器も同じように制御できる必要があります。そこで、最近では、OpenStackやCloudStackなどのサーバーやストレージを管理するオーケストレーターと呼ばれるソフトウェアと連携し、データセンター全体の制御が可能になってきました。NTTデータでも、統合運用管理ソフトウェアのHinemos®に、OpenFlowによる仮想ネットワーク管理機能を追加し、サーバーとネットワークの両方の管理ができるようにしています参考3
私は、「SDN」の真の姿は、業務アプリケーションの開発者がネットワークやサーバー、ストレージなどのインフラリソースを自由に制御できる環境だと考えています参考4。Javaなどのソケット関数から必要なインフラリソースを指定すると自動的に確保してくれるようなイメージです。技術的に難しい面はあるかと思いますが、このような環境の実現を目指して取り組んでいます。

【図】

図:著者の考えるSDNの真の姿

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