プラットフォームアーキテクチャ

このトピックでは、アーキテクチャの指針と基準に焦点を当てている。ソフトウェアスタックとOSS/BSSの主要コンポーネント、および仮想デバイスからクラウドやその他の宛先への「パケットウォーク」が対象となる。

Network Edge アーキテクチャには、複数の標準化団体やベンダーが策定した、ハードウェア、ソフトウェア、設計原則の完全なスタックが含まれています。

一般的な傾向と基準

Equinixは、欧州電気通信標準化機構(ETSI)が定めた標準に基づいて、Network Edge用のフルスタックプラットフォームを構築した。具体的には、ETSIはNFV Industry Specification Groupを設立し、ネットワーク機能仮想化のランドスケープの大部分を定義した。

ETSI NFVフレームワークは、大きく3つの要素で構成されています。

• ネットワーク機能仮想化インフラストラクチャ（NFVI）：仮想ネットワーク機能(VNF)が導入されるすべてのハードウェア(サーバ、ストレージ、およびネットワーク)とソフトウェアコンポーネントで構成されるサブシステム。これには、コンピューティング、ストレージ、ネットワークリソース、および関連する仮想化レイヤー（ハイパーバイザ）が含まれる。
• 管理とオーケストレーション（MANO）：ネットワーク機能仮想化オーケストレータ(NFVO)、仮想インフラストラクチャマネージャ(VIM)、および仮想ネットワーク機能マネージャ(VNFM)を含むサブシステム。
• 仮想ネットワーク機能（VNF）：NFVI上で1つ以上の仮想マシン(VM)としてインスタンス化されるネットワーク機能のソフトウェア実装。

このフレームワークの上に、エクイニクスが長年にわたって調達または構築してきたレガシーシステム、現行システム、および新しい運用、ビジネスサポートシステムを重ね合わせることで、標準化されたアーキテクチャを実現しています：

各コンポーネント内には複数のシステムがあり、そのうちのいくつかを以下に詳しく説明する。

これらのネットワーク機能をNFVI上で動作する純粋なソフトウェアとして実装することが、NFVの基本コンセプトである。VNFは、ルータやファイアウォールなどの従来のネットワーク機能の仮想化バージョンであるが、NATやBGPなどの個別のアクションでもあり得る。この概念は、多くの点で従来のハードウェア導入実装とは根本的に異なる。ソフトウェアをハードウェアから切り離すことで、これらのネットワーク機能のライフサイクルと開発が別々のサイクルで可能になる。このデカップリングにより、ハードウェア/インフラストラクチャリソースを多くのソフトウェアネットワーク機能で共有できるモデルが可能になる。

仮想ルーターや仮想スイッチのような）VNFの実装は通常、従来のルーターやスイッチのような物理ネットワーク機能（PNF）の本質的な機能動作や外部運用インターフェースを変更することはない。

VNFは、単一の仮想マシン、複数のVM、または他の機能と単一の共有VM内に実装された機能として実装することができます。

ネットワークアーキテクチャと機器

アーキテクチャのNFViコンポーネント内には、ほとんどのハードウェア展開が存在する。Equinixは、コンピュートノード、管理デバイス、トップオブラックアグリゲーションスイッチ、ボーダールーターを他のサービス、ストレージ、およびフルスイートを可能にするその他の側面に完全な補完を導入している。各展開の深さと規模は、市場、予測、容量、その他の要因によって異なる可能性がある。

この完全なスイートは、Point of Deployment（POD）と呼ばれる。各ポッドは、同じメトロに複数のポッドが配置されている場合でも、他のすべてのポッドから独立している。

フルPODには、冗長化されたラック上部のアグリゲーションスイッチと、運用/サポート、監視、または新しい資産の継続的なオーケストレーションなどの内部使用のための管理スイッチも含まれます。

ポッド内で、Equinixは各VNFのソフトウェアイメージを実行する仮想マシンをホストする。当社のVMはKVMベースで、インフラストラクチャはOpenStackプラットフォーム上にある。

各仮想デバイスは、その上のアグリゲーションスイッチや相互接続プラットフォームとVXLAN技術で論理的に接続され、VPPがデバイス間やPODの出入りのネットワークをオーケストレーションしています。

VPPは、パケットのスイッチングとルーティングに関するインテリジェントな決定を行うベクターパケット処理ソフトウェアである。VPPはEquinix FabricおよびEC（インターネット）相互接続プラットフォームにトラフィックを送受信し、ポッドレベルで障害が発生した場合に完全な冗長性を維持する。冗長で復元力のあるアーキテクチャについては、「復元力の設計」を参照。

システム/スタックアーキテクチャ

NFV管理およびオーケストレーションスイートには、プラットフォームを容易にするいくつかの主要なソフトウェアコンポーネントが含まれている。リファレンスアーキテクチャのこの部分は、管理およびオーケストレーション(MANO)と呼ばれることが多い

• 仮想インフラストラクチャ管理（VIM） - コンピュート、ストレージ、その他の従来のインフラストラクチャ要素のインスタンス化、構成、予約、その他の機能を処理します。
• 仮想ネットワーク機能マネージャ(VNFM)アクティブな仮想デバイスのライフサイクル、監視、その他のアクティビティを処理する。デバイスの導入、変更管理、最終的にはデバイスのティアダウン/削除のワークフローを実行する。
• Network Functions Virtualization Orchestrator (NFVO) - 適切な設定がソフトウェアイメージにロードされ、インベントリがフェッチされ予約され（IPアドレスやVXLANなど）、他のシステムやOSS/BSSとの調整が必要なその他の機能が確保されます。

Equinixは各リージョンに冗長オーケストレータを維持する。ポータルまたはAPIを介してリクエストが行われると、関連するオーケストレータに到達し、アセット、インベントリの予約、およびリクエストされたデバイスまたはサービスに適した構成とイメージの選択のプロセスを開始する。

ここでは、特定の地域におけるさまざまなシステムの流れと相互作用の一例を紹介します。

必要に応じて、Network EdgeオーケストレータはEquinix Fabricオーケストレータと対話して、VNFのインターフェイスからクラウドまたは選択した他の宛先への接続をアクティブ化するアクティビティを調整する。各アクティビティは定期的にインベントリをチェックして、使用可能な帯域幅、IPアドレッシング、VLAN、またはその他の論理リソースを予約して、プラットフォーム内の他のデバイスに使用されないようにしている。

また、エクイニクスには多数の内部管理・監視ツールがあります。

私たちのスイートには

• モニタリング

  • CPUやRAMの使用率など、物理的および論理的な資産の健全性とパフォーマンス
  • 物理的および仮想的なアクティブコンポーネントとオブジェクトのPODレベルビュー

• 分析とレポート

  • 変更やイベントが発生した際に、異なるコンポーネント間の関係や、それぞれが他に与える影響を判断するためのサービスインパクト分析
  • PODキャパシティ予測 - 計算機、ネットワーク、その他の資産の増強が必要になるタイミングをエンジニアに事前に知らせます。

• オートメーション

  • PODや他のプラットフォームへのアップリンクで容量が増強、追加されると自動検出され、すぐに使用可能な状態になる
  • PODレベルの健全性と変化について報告し、対応する
  • VIMと完全に統合

ステッチする：パケットおよびトラフィックフロー

Network Edgeは、制御およびデータプレーン機能にEVPN/VXLANを使用する。レイヤ2コントロールプレーンとMACラーニングの主な目的は、VNFとそれぞれのCSPルータの間にレイヤ2到達可能性を確立することである。レイヤ2接続が確立されると、VNFとその対応するピア間でレイヤ3ピアリングが確立される。したがって、接続に必要なのはそれだけであるため、1つのVNIで学習されるMACアドレスは2つだけであるが、多くのMACアドレスはVTEPで学習される（VNIごとに2つ）。以下に、ルートピアリングを確立するために、中央から外側に向かって動作するデータフローを示す。

インフラストラクチャコントロールプレーンは、コンピュートVTEPとEquinix Fabric VTEPの間のEVPNで構成され、動的MACアドレス学習を可能にする一方、VXLANはコンピュートノードとEquinix Fabricノードの間のデータプレーンとして使用される。さらに、VNIはVPP vSwitchにマッピングされ、MACアドレスはVPPへの入力時にカプセル化され、次の例ではVNI 10でタグ付けされる。

プライベートクラウドとVNF間のオーバーレイコントロールプレーンセッションを確立する前に、Equinix Fabricとそれぞれのプライベートクラウド間のレイヤ2コントロールプレーンのもう1つのレッグが存在する必要がある。CSPに接続するときのプロビジョニングプロセスでは、VLANが動的にインスタンス化され、通常は.1q接続を介してEquinix Fabricスイッチに接続される。次に示すように、CSPのMACアドレスはこの.1qトランクポートを介して学習される。次の例では、CSPからのMAC:01BがVLAN 462を介してEquinix Fabricスイッチの物理ポートで学習される。レイヤ2コントロールプレーンを完成させるために必要な最後の接続は、Equinix Fabricスイッチ上のルーティングインスタンス（RI）を介して行われる。RIは、EVPNセッションの内部リンクを形成する。レイヤ2コントロールプレーンの最後のレグが完了すると、BGPピアリング用のオーバーレイレイヤ3コントロールプレーンを確立できる。

ソリューション全体は、端から端までこのような感じです。