ソリューション概要Cisco ASR 9000：キャリア イーサネット ネットワーク アーキテクチャの概要ネットワークの移行が必要な場合、従来ではその初期段階として IP/Multiprotocol Label Switching（IP/MPLS; マルチプロトコル ラベル スイッチング）プロトコル スイートを使用したネットワークの統合を行っていました。しかし、現在では多くのサービス プロバイダーが、サービス インフラストラクチャ ネットワークに対応したキャリア イーサネットを使用して物理メディアを統合したいと考えるようになっています。これは、コスト面でのメリットがあるだけでなく、リテールおよびホールセール ビジネス モデルにおける個人/企業向けの帯域幅要件の急増に対処する必要があるためです。 
図 1 各サービス向けに最適化されたパケット ネットワーク 概要ネットワーク環境の劇的な変化に伴い、サービス プロバイダー ネットワークを構築するためのアプローチにも変化が求められています。各サービス プロバイダーにとって、インフラストラクチャとサービスの統合やサービス製品の統合などは共通の課題となっています。統合型キャリア イーサネット インフラストラクチャを使用すれば、このような問題を解決できます。サービス プロバイダーのお客様は、スケーラビリティに優れ堅牢なキャリア イーサネット アグリゲーションを実現する分散型のプラットフォームを必要としており、それを使用してネットワークを確実に展開できるようにしたいと考えています。ただし、このようなプラットフォームには、常に使用可能なサービス トランスポートと耐障害性が不可欠です。 Cisco ASR 9000 シリーズは、キャリア イーサネット向けに最適化された次世代型のアグリゲーション サービス プラットフォームであり、スケーラビリティと信頼性に優れています。また、大規模なスイッチング容量とモジュラ型 OS（Cisco IOS®-XR）を搭載しており、包括的で柔軟なキャリア イーサネット サービス トランスポート機能および VPN 機能を提供します。Cisco ASR 9000 シリーズは個人向け、企業向け、モバイル向けなど、各種のトランスポート サービスを提供するあらゆるアプリケーションに適しています。 スケーラビリティ、信頼性、および耐用年数を向上させることで Operating Expenses（OpEx; 運用コスト）の削減を可能にした Cisco ASR 9000 シリーズを使用することで、サービス プロバイダーは自社のアーキテクチャや機能を強化でき、市場における新たな優位性を確立できます。
サービス大半のアプリケーション環境では、ノードおよびネットワークの両レベルでキャリア クラスの要件が満たされていなければなりません。稼働中のシステムをキャリア イーサネット ベースのネットワークに統合する場合も同様です。そのため、イーサネット ネットワークにもノードおよびネットワークの両レベルで同じキャリア クラス要件を適用し、スケーラビリティ、管理性、および信頼性を確保することが重要です。 
図 2 サービス要件 キャリア イーサネット ネットワークは、1 つのアプリケーションまたはサービスに特化した各インフラストラクチャの動作を引き継ぐだけでなく、同じノード上で発生するさまざまな状況に対応するため、各種の異なるアクセス テクノロジーおよびサービスをサポートしていなければなりません（図 2 を参照）。つまり、各サービスで必要なすべての固有の要件を 1 つのキャリア イーサネット サービス トランスポート インフラストラクチャでカバーする必要があります。 Cisco ASR 9000 シリーズは、DSL Forum TR-101 および Metro Ethernet Forum 6/10 の最も一般的な機能モデルおよび接続モデルに基づいており、さらに、これらのモデルを Fixed WiMAX および Ethernet To The Home（ETTH）に拡張しています。これにより、異なるアクセス テクノロジー間で同じタイプの SLA を使用できるようにし、必要なすべてのサービスを実装できるようにしています。表 1 に、さまざまなサービス プロバイダーが使用するキャリア イーサネット ネットワーク用のサービス定義を示します。 表 1 キャリア イーサネットにおけるサービス定義
キャリア イーサネット ネットワークのアーキテクチャネットワーク インフラストラクチャには、上記のような幅広い要件に対応するためのさまざまなテクノロジーを実装する必要があります。これにより、従来は互いに異なっていた複数のネットワークを 1 つのアグリゲーション ネットワークに統合できます。また、それぞれ 1 つのサービスおよび機能に特化していた複数のプラットフォームが 1 つのマルチサービス エッジを形成し、トランスポートは共通の IP /MPLS ベースのキャリア イーサネット アグリゲーションおよび分散ネットワークを統合します。 
図 3 マルチサービス ネットワークのアーキテクチャ IP NGN キャリア イーサネット デザインの中核を形成するのは、マルチサービス対応の IP/MPLS ベース イーサネット アグリゲーション ノードおよび配信ノードです。これは、IP NGN アーキテクチャのネットワーク レイヤとなります（図 3 を参照）。このようなインフラストラクチャ コンポーネントは、すべてのサービスで必要なキャリア クラス要件を満たすうえで重要になります。また、このアーキテクチャでは、統合によって Capital Expenses（CapEx; 資本コスト）と運用コストの両面でのメリットがもたらされることが不可欠です。 アグリゲーション ノードの機能IP NGN キャリア イーサネット デザインは、さまざまな物理トポロジ（通常はリング内またはハブアンドスポーク構成内）に展開されたアグリゲーション ノードおよび配信ノードで構成されます。
図 4 Cisco ASR 9000 の階層型 QoS 配信ノードの機能配信ノードは、アグリゲーション ネットワークおよびサービス エッジ ノード間の境界ポイントであり、Broadband Network Gateway（BNG）と Multi-Service Edge（MSE）にイーサネット ハンドオフを提供します。また、アグリゲーション ネットワークの EoMPLS および H-VPLS トランスポート サービスを集約し、IPTV サービスの中間 IP/MPLS フォワーディング ノードとして機能します。配信ノードとしての Cisco ASR 9000 の主な機能は次のとおりです。
個人向けサービスを提供する場合のアーキテクチャCisco ASR 9000 は、レイヤ 2 および レイヤ 3 の両モードでアクセス側論理インターフェイス（UNI）を使用できます。つまり、同じ物理インターフェイスにより、複数の レイヤ 2 インターフェイスと レイヤ 3 インターフェイスを同時に定義することができます。DSL Forum TR-101 の推奨事項に基づき、アグリゲーション ノードで個人向けサービスを集約する場合の接続モデルが 3 つ定義されています。
図 5 個人向けサービスを提供する場合のアーキテクチャ 個人向け High Sped Internet（HSI）サービス個人向けのインターネット アクセス（必要に応じて VoIP テレフォニー）サービスは、加入者およびサービス識別型の IP エッジを使用する BNG 経由で提供されます。BNG は、トランスポート SLA に対応した動的なポリシー制御を使用して、加入者の Authentication, Authorization and Accounting（AAA; 認証、認可、アカウンティング）を実装します。アグリゲーション側の Cisco ASR 9000 からのトランスポートは、配信ノードへの疑似回線に基づいて提供されます。 複数のアクセス ノードから提供される個人向けトラフィックは、使用するアクセス ノード UNI や接続モデルに関係なく、単一の疑似回線に集約され、アグリゲーション ネットワークおよびカプセル化された BNG 802.1Q または QinQ 間でイーサネット UNI を生成します。ノードに障害が発生した場合、各疑似回線の保護は、バックアップ疑似回線から冗長配信ノードまでの間で行われます。必要に応じて TE-FRR を設定すれば、中間リンクやノード障害からのリカバリを迅速に行えます。 
図 6 HSI サービス トランスポート アーキテクチャ 個人向けビデオ サービス個人向けのブロードキャスト TV/VoD（必要に応じて VoIP）サービスを提供する場合には、IP サービス対応エッジを提供するアグリゲーション側の Cisco ASR 9000 を使用します。Cisco ASR 9000 は、サービス レベルのトランスポート SLA を適用しています。アグリゲーション ネットワークにおける TV および VoD のトランスポートは、次の 2 つのモデルに基づいています。
インターネット アクセスおよび TV/VoD サービスは異なるトランスポート SLA （異なるセッション タイムアウト、アイドル タイムアウト、認可とアカウンティングの要件など）を使用しますが、これらのサービスはクライアント側の異なる IP サブネットに基づいて提供されます。つまり、インターネット アクセス用の IP サブネットと TV/VoD 用の IP サブネットが存在します。ブリッジド CPE デバイスを使用する場合、これらの IP サブネットは個人向けデバイスで直接使用されますが、ルーテッド Network Address Translation（NAT; ネットワーク アドレス変換） CPE デバイスの場合、CPE は個人向けデバイスおよびこれらの IP サブネット間のマッピング機能を提供します。 これにより、個人向けのインターネット アクセスと TV/VoD サービス提供モデルの共存が可能になり、特定のネットワーク構成の一部としてアクセス ノード UNI および接続モデルを統合できます。 
図 7 HSI サービス トランスポート アーキテクチャ 企業向けサービスを提供する場合のアーキテクチャ企業向けサービスは、中央集中型の MSE、およびアグリゲーション側の Cisco ASR 9000 ノードによる MSE 機能の統合という 2 つのアーキテクチャ モデルに基づいて提供されます。 イーサネット レイヤ 2/レイヤ 3 における VPN（ポイントツーポイントおよびマルチポイント）は、多重化された Metro Ethernet Forum（MEF 6/10）サービス（xDSL、WiMAX、およびイーサネット アクセス）および多重化されていないイーサネット UNI（イーサネット アクセス）により提供されます。 
図 8 企業向けサービスを提供する場合のアーキテクチャ 中央集中型の MSE による企業向けサービス提供モデル：中央集中型の MSE を使用した企業向けサービス アーキテクチャでは、サービス関連のネットワーク フォワーディング機能およびトランスポート SLA の適用機能をエッジ ネットワーク経由で MSE ノードに配置します。MSE を使用すると、MPLS VPN サービス用の IP Virtual Route Forwarding（VRF）インスタンス内にある加入者の QinQ または 802.1ad（多重化されたイーサネット アクセス UNI 向け）および QinAny（多重化されていないイーサネット アクセス UNI 向け）サービス インスタンス、イーサネット回線サービス用の EoMPLS 疑似回線、およびイーサネット LAN サービス用の VPLS がマッピングされます（注：QinAny は、特定の S-VLAN ID に一致するサブインターフェイスまたはサービス分類を定義しますが、C-VLAN は含みません。このモデルは、多重化されていないリモートの UNI トランスポートに適しています）。 アグリゲーション ネットワークでは、EoMPLS 疑似回線に基づいたトランスポート サービスが提供されます。EoMPLS 疑似回線では、同一または異なるアクセス ノードからの複数の加入者サービス インスタンス（QinQ および QinAny）が 1 つの EoMPLS 疑似回線にマッピングされ、アグリゲーション ネットワークおよび MSE 間のイーサネット インターフェイスで終端されます。 
図 9 企業向けサービスを提供する場合の中央集中型トランスポート アーキテクチャ 企業向けの分散型サービス提供モデル：企業向けサービス アーキテクチャに基づいた分散型アグリゲーション ノードでは、アグリゲーション ノードのレイヤ 2/レイヤ 3 および VPN 機能を統合することにより、サービス関連のネットワーク フォワーディング機能とトランスポート SLA の強化機能をアグリゲーション ネットワークに配置します。アグリゲーション ノードは、加入者のイーサネット ポート、802.1Q、QinQ/802.1ad（多重化された Ethernet to the Building [ETTB] アクセス ネットワーク UNI 用）および QinAny（多重化されていない ETTB アクセス ネットワーク UNI 用）サービス インスタンスを、レイヤ 2/レイヤ 3 VPN トランスポート インスタンスにマッピングします。 レイヤ 3 VPN サービスのアグリゲーション ネットワークで使用するトランスポートは、MPLS および マルチキャスト VPN に基づいており、VRF フォワーディング インスタンスにマッピングされる加入者サービス インスタンスです。イーサネット回線サービスで使用するトランスポートは、EoMPLS 疑似回線に基づいています。加入者サービス インスタンスは、他のサービス インスタンスまたは EoMPLS 疑似回線に対してローカルまたはリモートで相互接続されます。イーサネット LAN サービスのトランスポートを有効にするには、疑似回線トランスポートを使用して、アグリゲーション ノードのブリッジ ドメイン機能で指定された加入者サービス インスタンスを、VPLS コア メッシュを形成している配信ノード側から H-VPLS インスタンスに接続します。配信ノードは、アグリゲーション ネットワークおよびコア ネットワーク間の自律間システム、複数のセグメントからなる疑似回線、および VPLS 自動検出に基づいて、MPLS Network Node Interface（NNI）インターフェイスを実装します。 
図 10 企業向けサービスを提供する場合の分散型トランスポート アーキテクチャ ホールセール向けサービスを提供する場合のアーキテクチャホールセール向けサービス モデルは、個人および企業向けのアクセスをリテール サービス プロバイダーに提供します。このモデルは、Layer 2 Tunneling Protocol version 2（L2TPv2）および MPLS VPN に基づき、レイヤ 3 ハンドオフを実装するインターネット アクセス ホールセールを含むよう定義されています。BNG は、ローカルに設定されたポリシー、またはセッション許可プロセス内でポリシー決定レイヤから取得したリモート ネットワーク フォワーディング ポリシーに基づいて、Point-to-Point over Ethernet（PPPoE）および IP over Ethernet（IPoE）加入者セッションを、対応するホールセール L2TP トンネルまたは MPLS VPN VRF インスタンスにマッピングします。BNG からのレイヤ 3 ハンドオフを使用するインターネット アクセス ホールセールでは、アグリゲーション ネットワーク上の同じ EoMPLS 疑似回線トランスポートをリテール インターネット アクセス サービスと共有する場合があります。 必要に応じて、MPLS VPN ハンドオフを使用するインターネット アクセス ホールセールをトリプル プレー サービスに拡張できます。アグリゲーション ノードは、ISP TV および VoD サービス インスタンス（共有 VLAN）を MPLS およびマルチキャスト VPN に接続します。同じ ISP に対応する BNG インターネット アクセスの PPPoE および IPoE セッションは、同じ MPLS およびマルチキャスト VPN に接続されます。アグリゲーション ノードの IP エッジ機能を使用すると、多数のアクセス ノードに関連する複雑な ISP アドレス管理を最適化できます。 
図 11 ホールセール向けサービスを提供する場合のアーキテクチャ （TV ブロードキャスト用の）ポイントツーポイントおよびポイントツーマルチポイント配信サポートに対応したイーサネット ビット ストリーム ホールセールを使用すると、レイヤ 2 トランスポートおよびハンドオフを使用したホールセール サービスを提供できる場合があります。イーサネット ビット ストリーム ホールセール サービスは DSL アクセスに対応しており、マルチキャスト配信をサポートします。イーサネット ビット ストリーム ホールセールのトランスポートを使用すると、個人および企業向け DSL UNI モデル（DSL アクセス ノード経由の共有 VLAN および加入者 VLAN）をすべて統合できます。 ポイントツーポイント サービス向けのトランスポートでは、EoMPLS 疑似回線、 QinQ ベースのリテール サービス プロバイダーを利用するイーサネット インターフェイス、アクセス ノードを識別する S-VLAN、およびリテール サービス プロバイダーの DSL UNI モデルと接続設定を反映した VLAN が使用されます。ポイントツーポイント トランスポート サービス向けのリテール サービス プロバイダーに対応したピアリング ポイントは、配信ノード レベルに配置することも、コア ネットワーク経由で別のアクセス ポイントに拡張することもできます。 まとめキャリア イーサネット アグリゲーション ネットワークでは、有線、モバイル、リテール、およびホールセールの各サービスに対応した帯域幅、スケーラビリティ、信頼性、およびマルチサービス機能がこれまで以上に必要になってきています。Cisco ASR 9000 シリーズは、このような需要に対応できる拡張性およびスループットを提供します。また、Cisco IP NGN キャリア イーサネット デザインの一部として、さまざまなテクノロジーを柔軟に選択できるようになっています。複数のビジネス モデルをサポートする Cisco ASR 9000 シリーズを使用すれば、サービス プロバイダーは将来の品質面および数量面での必要に応じて、容易に製品を拡張できるようになります。 Cisco ASR 9000 シリーズ向けのサービスシスコでは、ライフサイクル サービス アプローチを通じて、サービス プロバイダーのお客様が IP NGN を導入、運用、および最適化できるようにするための包括的なサポートを提供しています。シスコの Cisco ASR 9000 アグリゲーション サービス ルータ向けのサービスを活用すれば、確実なサービス展開を保証するサービスや実証済みの実例が提供され、十分な Return on Investment（ROI; 投資回収率）、適切な運用効率、最適なパフォーマンス、およびハイ アベイラビリティを実現できるようになります。これらのサービスは、Cisco ASR 9000 の導入および実装後のサポート向けに特別に開発されており、ベスト プラクティスや優れたツール、プロセス、およびラボ環境が含まれています。シスコのサービス チームはお客様ごとの固有の要件に対応し、お客様の収益源である既存のサービスを損なうことなく新しいネットワーク サービスを迅速に市場に投入できるようにします。 シスコが提供するサービスの詳細については、シスコ製品の販売代理店までご連絡いただくか、次の URL にアクセスしてください。 http://www.cisco.com/jp/services/ |
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Cisco ASR 9000：キャリア イーサネット ネットワーク アーキテクチャの概要