PROJECT
■ プロジェクト名
Model Driven Network DevOps PJ (MDDO)
■ プロジェクト期間
2021年8月〜
■ 目的
NW構成情報(トポロジ)データを中心にした設計・構築・運用プロセスの検討とPoCの実施・評価
■ ゴール
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構成情報を中核とした将来的なNWシステムの運用ライフサイクルをデモとして提示できるようになること
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その際に必要な技術・考え方・ツール等を取りまとめて公開し、オープンに応用検討ができるようになること
実施の狙いと背景
情報システムの運用自動化が進んでいますが、ネットワークの運用においては導入範囲は限定的です。これには以下の要因があると考えています。
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ネットワークの設計・構築・運用では、複数のデバイスが相互にどう連携しながら動くかを考える必要がある。ノード単体の操作は、複数のノードがつながるネットワークシステム全体の動きを考えながら決めなければいけない。
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ネットワークの構成変更時に「何が起きるのか」を洗い出すためには事前の検証作業が必要だが、多数のデバイスからなるネットワーク検証環境を定常的に用意するのは難しい。
1.については、自動化システムでネットワークの構造情報(トポロジ情報)を扱えるようになる必要があります。本プロジェクトはRFC8345をもとにトポロジ情報・機器設定情報をデータ化し、ネットワーク構造に基づいたオペレーションの自動化を可能にします。
2.についてはネットワークのトポロジ情報の応用として、「ネットワーク・デジタルツイン」を実現することでネットワークの運用プロセスを変えていこうとしています。
実施内容
実ネットワーク情報をもとにしたトポロジデータ構築
基礎機能として、実際に動いているネットワーク(商用ネットワーク)のトポロジ情報を、実際に動いているネットワークの設定情報から構築します。
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入力: 実ネットワークの構成情報
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ネットワーク機器のコンフィグファイル
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物理トポロジ情報 (NetBoxを利用)
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出力: ネットワーク構成情報(RFC8345ベース)…レイヤ別のトポロジ+各ノード/ポートの設定情報
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L1-L3トポロジ
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OSPFトポロジ
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BGPトポロジ
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障害(リンクダウン)シミュレーション
トポロジデータをもとに、設定上の不整合の検出(静的検査)・障害発生時のE2E(end-to-end)通信シミュレーションを実行します。シミュレータにはBatfishを使用し、障害発生後に経路が安定した状況(定常状態)でのE2E通信をシミュレートします。テストパターン=障害(リンクダウン)箇所はトポロジデータをもとに機械的に生成し、網羅的な自動テスト(CI)を実現します。
ネットワーク・デジタルツインの構築と応用
トポロジデータをもとに、仮想化環境上で実際に動くネットワーク…ネットワーク・デジタルツイン（本番環境の「コピー」）環境を構築します。サイズが大きい(ノード数の多い)ネットワークを再現するためにコンテナ型のノードを使用し、設定変更・トポロジ変更に伴うネットワークの状態変化が検証可能な環境を自動的に提供します。また、ネットワーク・デジタルツインによる検証〜本番作業プロセスの在り方について検討しています。
2022〜24年度はネットワーク・デジタルツインで実現可能なこととその課題など、運用上難しかった検証〜本番作業プロセスとしてどういったことが可能かについて検討・開発を進めました。
「デジタルツイン」とは言っても理想的に完全な環境を作るのは困難で、どこかであきらめなければいけない部分があります。自動で構築される = 中身が見えていない、かつ、「商用環境に近いが完全に同じではない」環境をどのようにとらえるかが運用オペレータ視点ではポイントになります。2025年度はデジタルツイン環境を運用業務(現場)で使うことにフォーカスして、ネットワークオペレータにとって信頼できるデジタルツインとは何かについて検討しました。
プロジェクト成果物
プロジェクトの成果物(開発したもの、対外的に発表した資料のリスト等)はGithubで公開しています。公開されている情報についてはどなたでも利用可能です。
本プロジェクトで扱う実ネットワークは、ISPで実際に利用されている商用ネットワークの構成を基に簡略化したネットワークを使用しています。コンフィグファイル等の検証用データや、それらを基に生成されるトポロジデータなどは以下のリポジトリで公開されています。
プロジェクト参加社
以下のメンバーで運営しています。参加希望の相談は随時受け付けています。
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TISI株式会社
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NTTドコモビジネス株式会社
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ビッグローブ株式会社