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Juniper® Cloud-Native Routerの概要

概要

5Gは、高帯域幅、低遅延、大容量化を実現する一方で、基地局やセルサイトの数の増加、大容量のバックホールリンクの増加、セルサイトルーターやアグリゲーションルーターの増加など、インフラストラクチャの新たな課題ももたらします。サービスプロバイダは、分散型RAN(D-RAN)トポロジーにクラウドネイティブインフラストラクチャを統合しようとしています。D-RAN(分散型RAN)トポロジーは、通常、電力、スペース、冷却能力が制限された小規模なリーススペースです。無線アクセスネットワーク(RAN)の細分化と、5Gデータセンターのクラウドハイパースケーラーへの拡張により、クラウドネイティブルーティングに新たな要件が加わりました。

Juniper Cloud-Native Routerは、サービスプロバイダが5G展開のための拡張要件を柔軟に展開できるため、CapExとOpExの両方を削減できます。

Juniper Cloud-Native Router(JCNR)はコンテナ化されたルーターで、ジュニパーの実績あるルーティング技術と、コントローラとしての Junos®コンテナ化ルーティングプロトコルデーモン(cRPD) と、高性能なContrail®データプレーン開発キット(DPDK)vRouterフォワーディングプレーンを組み合わせたものです。Kubernetesに実装されており、Kubernetes CNI(コンテナネットワーク)フレームワークとシームレスに相互作用します。

ユースケース

Cloud-Native Routerには、以下のユースケースがあります。

  • 無線アクセスネットワーク(RAN)

    新しい5G専用サイトは、集中型RAN(C-RAN)と分散型RAN(D-RAN)が混在しています。C-RANサイトは、通常、キャリアが所有する大規模なサイトで、引き続き物理ルーターを展開しています。一方、D-RANサイトは、ユーザーに近い数万もの小規模なサイトです。設備投資と運用コストの最適化は、多数のD-RANサイトにとって大きな要因です。また、これらの施設は通常リース物件であり、スペース、電力、冷却能力は限られています。モバイル コアに戻るトランジットのための専用回線を介した接続は制限されています。Juniper Cloud-Native Routerは、D-RANの制約で動作するように設計されています。分散ユニット(DU)と統合され、既存の1 Uサーバーにインストールできます。

  • 通信事業者のVPC(仮想プライベートクラウド)

    5Gデータセンターは、より多くの無線サイトをサポートするために、クラウドハイパースケーラーへと拡張しています。パブリッククラウド環境で利用可能なクラウドネイティブルーティングは、MPLS、サービス品質(QoS)、L3 VPNなどのTelco VPCのルーティング需要をサポートしていません。Juniper Cloud-Native Routerは、コンテナ化されたネットワーク機能(CNF)としてクラウドに直接統合され、クラウドネイティブのKubernetesコンポーネントとして管理されると同時に、高度なルーティング機能を提供します。

アーキテクチャと主要コンポーネント

Juniper Cloud-Native Routerは、コントロールプレーン(Cloud-Native Router Controller )としてのJunosコンテナ化ルーティングプロトコルデーモン(cRPD) で構成されており、トポロジー検出、ルートアドバタイズメントとフォワーディング情報ベース(FIB)プログラミング、および動的アンダーレイとオーバーレイを提供します。Data Plane Development Kit(DPDK)対応のvRouterを転送プレーンとして使用し、ポッド内のDPDKアプリケーションにパケット転送を提供し、プロトコルセッションにホストパスI/Oを提供します。3つ目のコンポーネントは、Cloud-Native Routerコンテナネットワークインターフェイス(CNI)で、セカンダリCNIとしてKubernetesと対話し、ポッドインターフェイスの作成、アドレスの割り当て、cRPD設定の生成を行います。

データ プレーン開発キット (DPDK) は、ライブラリとドライバーのオープン ソース セットです。DPDK を使用すると、ネットワーク インターフェイス カード (NIC) がダイレクト メモリ アクセス (DMA) パケットをアプリケーションのアドレス空間に直接送信できるため、パケット処理が高速になります。アプリケーションはパケットをポーリングして、NIC からの割り込みのオーバーヘッドを回避します。DPDKとの統合により、vRouterは、vRouterをカーネルモジュールとして実行した場合よりも多くのパケット/秒を処理できます。

この統合ソリューションでは、JCNR Controllerは、高性能なリモートプロシージャコールであるgRPCベースのサービスを使用してメッセージを交換し、vRouterと通信することで、完全に機能するCloud-Native Routerを構築しています。この緊密なコミュニケーションにより、次のことが可能になります。

  • ファブリックとワークロードのインターフェイスについてさらに詳しく

  • 必要に応じて、Kubernetes ポッドの DPDK またはカーネルベースのインターフェイスをプロビジョニングします

  • Pod の IPv4 および IPv6 アドレス割り当てを構成する

  • ルーティングテーブルへのルートのインストール

  • ISIS、BGP、OSPFなどのルーティングプロトコルを実行

顔立ち

  • Helmを使用して、汎用コンピューティングデバイスでの簡単なデプロイ、削除、アップグレード

  • DPDKベースのJCNR-vRouterによるパケット転送性能の向上

  • ルーティング、スイッチング、フォワーディングスタックをソフトウェアで完備

  • MAC学習、MACエージング、MAC制限、L2統計などの基本的なL2機能

  • 管理トラフィックの無線ユニット(RU)へのL2到達可能性

  • 5G ミリ波 DU や 4G DU などの DU(物理分散ユニット)への L2 または L3 到達可能性

  • VLAN tagging

  • ブリッジ ドメイン

  • トランク ポートとアクセス ポート

  • イーサネットNIC上の複数の仮想機能(VF)のサポート

  • ボンディングされたVFインターフェイスのサポート

  • 設定可能なL2アクセスコントロールリスト(ACL)

  • ファブリックインターフェイス上のエグレスブロードキャスト、不明なユニキャスト、マルチキャストトラフィックのレート制限

  • IPv4 および IPv6 ルーティング

  • すぐに使えるソフトウェアベースのオープン無線アクセスネットワーク(O-RAN)のサポート

  • コンテナ化された導入による迅速なスピンアップ

  • 拡張性の高いソリューション