次世代ネットワークに向けて IPv6 テクノロジーを採用

有名な樽効果は、「バケツにどれだけの水が入るかは、最も短い木片によって決まる」ということを教えてくれます。企業がデジタル変革に着手する際には、基盤となる IT インフラストラクチャ サービスが企業の発展のペースに追いつくことができるかどうかが重要になります。ここ数年、GPUやFPGAなどのハードウェアによってコンピューティング能力は飛躍的に向上し、SSDソリッドステートドライブの普及によりストレージ性能も大幅に向上しました。 ITインフラの重要な一部であるネットワークが、企業のデジタル変革を妨げる「ショートボード」とならないように、SDNやIPv6などの技術を活用してどのように改革すればよいのでしょうか。

さらに、次世代ネットワークは、25G または 100G ネットワーク カードによってもたらされるパフォーマンスの課題にどのように対処すればよいのでしょうか。 UCloud 仮想ネットワークはどのように進化し、これらの問題を解決するのでしょうか? 12 月 21 日、上海で開催される UCloud ユーザー カンファレンスの「製品とテクノロジー セッション」では、次世代ネットワークに関する話題を共有します。その時、UCloud の技術担当副社長であるヤン・レイが、これらの問題について深く考え、皆様を次世代ネットワークの技術動向へと導きます。

クラウドコンピューティングは仮想ネットワークに新たな課題をもたらす

従来のデータセンター ネットワークは物理的なスイッチとルーターで構成されていますが、クラウド時代では、SDN や NFV などのテクノロジの導入により、データセンターのネットワーク境界は、クラウド サーバー内の仮想ネットワークからデータセンター相互接続の仮想ネットワークまで、絶えず拡大しています。実際、ネットワーク仮想化はクラウド コンピューティングの時代においては新しい概念ではありません。簡単に言えば、物理ネットワーク上で複数の論理ネットワークをシミュレートすることです。一般的な形式には、VLAN、VPC、VPN などがあります。では、パブリック クラウド環境における仮想ネットワークはどのような新たな課題に直面するのでしょうか?

まず、ネットワーク仮想化では複数のテナントを分離する機能が必要です。最も初期の VLAN プロトコルの VID は 12 ビットのみで、4094 個の仮想ネットワークのみをサポートしていました。明らかに、これはパブリック クラウド ベンダーにとって十分ではありませんでした。 Overlay テクノロジーの登場により、この問題は解決されました。初期の NVGRE から、より主流の VxLAN や GENEVE まで、それらはすべて 24 ビット (16M) のテナント ID をサポートしており、これはパブリック クラウドのマルチテナント要件を満たすものです。

2つ目は、VPC（仮想プライベートクラウド）の機能です。 VPC では、異なるテナントまたは同じテナントのネットワーク アドレスが重複できますが、ブロードキャスト ドメインは独立したままです。つまり、ユーザーは VPC を使用してパブリック クラウド上で独自のプライベート ネットワークを分離し、さまざまなビジネスの分離された展開を実現できます。

最後に、柔軟で弾力性のあるコントロール プレーンを提供するために、ネットワーク仮想化を SDN テクノロジーと緊急に組み合わせる必要があります。従来のネットワークに新しいテナントを追加する場合は、新しいハードウェア機器を再構成する必要があります。しかし、SDN を使用すると、物理的な機器に触れることなくソフトウェアによってネットワーク構成を動的に変更できるため、仮想ネットワークを簡単かつ迅速に動的に変更することができます。

UCloud 仮想ネットワークの進化

UCloud は 2012 年に設立された当初、EBTables と IPTables を組み合わせてテナント分離を実現していましたが、この技術的ソリューションではユーザーに安全で安定したサービスを提供するには不十分であることがすぐにわかりました。そこで、2013 年から、UCloud の仮想ネットワークでは、テナントの分離を実現するために SDN テクノロジー、つまり VPC を使い始めました。約 5 年間のテクノロジーのアップグレードと製品の反復を経て、最新の VPC 2.0 バージョンでは、柔軟なカスタム ネットワーク セグメント、アベイラビリティー ゾーン全体のサブネット、NAT ゲートウェイとネットワーク ACL 構成を追加する機能、およびその他の機能がサポートされています。

2013 年末、クラウド ホストを使用しながら物理マシンを使用するというユーザーのニーズに基づき、UCloud はハードウェア SDN スイッチを使用してパブリック クラウド ネットワークと通信できるクラウド ホスト製品を発売しました。しかし、2015 年までに、ハードウェア SDN スイッチの OpenFlow フロー テーブルのエントリが限られ、大規模なハイブリッド クラウドのニーズをサポートできなくなりました。その後、UCloud はハードウェア SDN スイッチを置き換えるために DPDK テクノロジーを使用したサーバー クラスターを開発し、その後、OVS を補完するものとして、UCloud 仮想ネットワークにさらに多くの DPDK ゲートウェイが登場しました。

2017年までに、25Gネットワ​​ークの発展により、ネットワーク性能の向上速度がCPU性能の向上速度を上回りました。 UCloud は、ハードウェア オフロードに基づく仮想ネットワーク ソリューションの開発を開始し、最終的に、プログラマブル スイッチとスマート ネットワーク カードを同時に推進するという方向性を確定しました。このプロセス中に、UCloud 仮想ネットワーク チームはどのような課題に直面しましたか?この問題を解決するためにどのような技術的ソリューションが使用されますか?

2017年末までに、同国は、IPv4リソースの不足やサービス品質の確保の難しさなどの制約問題に対処するため、IPv6（第6世代インターネットプロトコル）の普及を積極的に推進し始めました。大手通信事業者とクラウドベンダーは、次世代 IPv6 ネットワークのアップグレードと変革を開始しています。現在、UCloud はクラウド プラットフォーム上の一部の製品で IPv6 スイッチングを実現しています。ただし、このプロセスは IPv4 を IPv6 に単純に置き換えるものではないため、膨大な数の IPv6 アドレスに基づいて、基盤となるコア テクノロジーの多くをアップグレードする必要があります。 IPv4 から IPv6 への移行中に、UCloud は IPv4 で実行されている古いサービスと IPv6 ネットワークに切り替えられた新しいサービス間のスムーズな接続をどのように確保しますか?クラウド プラットフォーム上で IPv4 から IPv6 へのネットワークの進化を実現するにはどうすればよいでしょうか?

次世代ネットワークへの道筋を語るカンファレンス

UCloud の仮想ネットワーク プラットフォームの責任者である Xu Liang 氏は、次のように述べています。「初期の SDN やソフトウェア vSwitch からスマート ネットワーク カードやプログラム可能なスイッチに至るまで、ネットワークにおけるソフトウェアの役割はますます重要になっています。」では、「ソフトウェアがネットワークを飲み込む」というトレンドの中で、より安全で、安定し、可用性の高い新世代のネットワークをユーザーに提供するにはどうすればよいでしょうか。将来、どのようなコアネットワーク技術を習得する必要があるでしょうか?

次世代の仮想ネットワークに関するさらなる質問については、12 月 21 日に開催される UCloud ユーザー カンファレンスおよび Think in Cloud 2018 上海の「製品およびテクノロジー セッション」で、より詳細な技術分析が提供されます。さらに、UCloud副社長のヤン・レイ氏は、UCloudのミニマリスト製品設計コンセプト、次世代コンピューティング、グローバルインフラ構築など、最先端のテクノロジートピックに関する詳細な分析も共有します。

下のポスター: グローバル SSH ログインでは、パケット損失 0% と入力効率 28% の向上を達成するためにどのようなネットワーク テクノロジを使用していますか?数秒で全自動スナップショットを撮り、60G/分の回復速度を誇る「時間のターミネーター」は誰でしょうか?ハードウェア分離グループのダウンタイムの影響は 100% ～ 200% 削減され、メモリに起因するダウンタイムの数は 90% 削減されます。この背後にいるのは誰ですか? 25Gbit/s スマート NIC は最大 50Gbit/s までデュアル接続できるというのは本当ですか?写真のQRコードをスキャンして「真実を知る」。