ネットワーク・デジタルツインの実運用への適用に立ちはだかる課題と対策/ood2025

ネットワーク・デジタルツインの実運用への適用に立ちはだかる課題と対策 Model Driven Network DevOps Project 1 2025-12-04
Okinawa Open Days 2025 伊藤忠テクノソリューションズ株式会社ビッグローブ株式会社 TIS株式会社 NTTドコモビジネス株式会社山口滝口・前野・島袋萩原田島 © 2025 Okinawa Open Laboratory

• NW構成情報をモデル化するアプローチによってNW運用を改善する。 • 去年まではトポロジーモデルの開発を行なってきた。プロジェクトの狙い © 2025 Okinawa Open Laboratory
3 etwork etwork情報 on o ent et とのインタェース構成情報化・たデータースのをできる情報のコング et をでのはっちをるる

ネットワーク・デジタルツインの活用例今回のターゲットネットワーク・デジタルツインを検証環境としてNW運用に組み込むネットワーク・デジタルツインの活用 © 2025 Okinawa Open Laboratory 5
検証環境として利用 AIOps等のテストデータ CI・自動テスト

• デジタルツインは信用できない？ • 数十~百相当のノード数の多い環境で中身をて確認するのは難しい • コピーして作ったデジタルツイン環境は本当に商用と同等なのか？ →デジタルツインに対して信用
無いと課題運用者から見た不安感 © 2025 Okinawa Open Laboratory 7

なぜ「信用」の話になるのか 8 Original(商用NW) 規模・複雑だから問題を見つけにい想規模・複雑をそのままデジタルツインで
できると部切り捨て・縮小・省略など「丸めて」しまと「本来見たかった複雑はでちゃんと見るのか」問題になる Copy Copy 実リソース・コスト・能観点で何かしら妥協するる

従来型の検証環境信用できる由 9 従来の検証環境(物理・仮想) ネットワーク・デジタルツイン(仮想) 特徴構築に時間かかる…常に1環境を保持して使いまわす。(シーケンシャル)
構築自動・短時間…仮想化技術の特性を活かして複数面を使い捨てる(パラレル) 環境度どちら NW範囲縮小・ダウングレード・能制 ( できない能)などる構成る材商用と近い材（物・仮想）商用からかけ離た材(コンテナ) 商用環境との関係商用・検証環境どちら正となりる商用正・検証環境副商用環境との同期の取り方都度設計・同期(手動) で構成ドリトを防止する同期た状態で起動する作ステップ進むほど商用からずてい・ードバック難しなる • 従来の検証環境は商用と近い材を使っている・都度設計構築するといとろから信用を得ている。 • 方デジタルツインはどか…

従来型の検証環境とデジタルツインの比較 10 商用(物 ) 検証(物 ) 検証(仮想) 同期同期同期
同期同期同期同期同期商用(物 ) 検証(仮想) 検証(仮想) 検証(仮想) Copy Feedback Copy Copy Feedback 従来型の検証環境ネットワーク・デジタルツインまいかなかったら捨ててやり直す • 物・仮想どちら都度同期 • 見たいのに合わせて設計・構築 • 初期起動時は常に同期た状態 • 商用環境から自動構築 • 従来はなかった検証環境の方リソースコスト環境備リードタイムの柔軟性モノはもう同じではない本番と同じ構成要素(機材) を使っている →結果同じだろ

信用を積み上げるプロセス • 信用を積み上げるプロセス対策となる • デジタルツイン上で振る舞いを →チェックを細か繰り返して信用を獲得してい ©
2025 Okinawa Open Laboratory 12 る時の振る舞い振る舞いの商用環境デジタルツイン振る舞い致するならデジタルツインは正しできている →信用できるチェック

トラブル ~ 切戻し ~ 将来予測 • 商用環境のトラブル~切戻しデジタルツイン上でできるので将来予測の結果
信用できるはず • 実績を積み上げて信用を獲得してい © 2025 Okinawa Open Laboratory 13 商用環境デジタルツイン 1. トラブル発生 5. トラブル 7. 切り戻し完了 12. 商用作後 6.切戻し手順デジタルツイン上でトラブルを商用と同等な手順で切戻し実施振る舞い致するはずだ 10.未来予測振る舞い同じなら対応策の検証信頼できるはず事象の切り戻し 3. 切り戻し完了 2.切戻し実施 4. コピー予測 9.根本対処リハーサル 11.リハーサルをに商用作 13. 商用環境デジタルツインと同じふるまいをするはず 8. 振る舞いをチェック

ネットワーク・デジタルツインは信用の基点ないと課題 • 信用を積み上げるプロセス対策となる • デジタルツインを少しずつ信用できるよになる
• トラブル ~ 切戻し ~ 将来予測 • モデル育成ェーズ • トポロジーモデルから生成したデジタルツインの信用を積み上げるまとめ © 2025 Okinawa Open Laboratory 16

ェーズ 17 現行運用 • 手書き( 用)構成図・ドキュメント・等を基にした運用 • 構成変更は実
(実環境)直接操作モデル「育成」期 • 行運用に対する判断材料の提供・支援等情報参照での利用 • 構成変更は従来運用を維持 • モデルの精度・モデルを使ったオペレーションの信頼性向上 • モデルを信頼できるよにする • モデルを「育てる」モデル中心運用 • 構成変更の自動化・効率化へのモデル利用 • 操作対象をモデルデータに切り替るターゲットユースケースのひとつ … 動作検証

© 2025 Okinawa Open Laboratory ”モデル”を核とした運用プロセス 18 platform interface 実機
ハードウェア製品 VM ソトウェア製品コンテナソトウェア製品 k8s等のオーケストレータ UI なデータの選択可視化・操作検査システム構成素の関係性を踏また Validation シミュレーション実なて可能なテスト宣言的なシステム運用 CI/自動テストなどソトウェア開発やクラウド開発のストプラクテスのとりみデプロイ前のテストと予測可能性静的な検査・動的なテスト練習・トレーニング・育成 CI 自動テストシステム構成データ

成果公開 • プロジェクトページ • https://www.okinawaopenlabs.org/mdnd • 開発したツールデモ用のデータ等はGithubで公開しています • https://github.com/ool-mddo/playground
• デモスライド • OOLブースで展示中 19 © 2025 Okinawa Open Laboratory

ネットワーク・デジタルツインの実運用への適用に立ちはだかる課題と対策検証パート Mo el Driven etwork DevOps Proje t
2025-12-04 Okinawa Open Days 2025 ビッグローブ株式会社プロダクト技術本部滝口敏行

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FY25の検証テーマ

• 各再現フェーズで起る商用とNDT(Network Digital Twin)のGAPに関してどのよなアプローチをするとで信用を積み重ねられるのかを検証する NDT上での信用の積み重ねを検証する商用環境デジタルツイン 1. トラブル発生 5. トラブル 7. 切り戻し完了 12. 商用作後 6.切戻し手順 10.未来予測 3. 切り戻し完了 2.切戻し実施 4. コピー 9.根本対処リハーサル 11.リハーサルをに商用作 13. 商用環境デジタルツインと同じふるまいをするはず 8. 振る舞いをチェック GAP GAP GAP 過去(トラブル)の再現現在(切戻し)の再現根本対処(予測)

ISPネットワークにおける POIと接続するルータを増設するシナリオ • 増設ルータ(edge-tk12)はコアスイッチ(core-sw01) およびPOI02と接続 • POIとの接続直後は増設ルータ経由の通信はない ※コンテナ基盤としては containerlab, CNFはjuniper社のcRPDを使用デモ構成トポロジー変更箇所トラフィックの流れ

デモシナリオ増設する箇所トラフィックの流れトラフィックの流れトラフィックの流れ再度接続過去(トラブル)の再現現在(切戻し)の再現根本対処(予測) POIとのBGP接続時に増設ルータ側に意図しない経路切り替えが発生切戻し作業を行い、元の通信経路へ復旧 NDT上で原因特定根本対処の手順をNDTで実施し、効果を判断

デモ内容時間の都合上デモ内容は点に絞ります。詳しいデモ内容はブースにて解説します。

• 「1.トラブル発生」から「3.切戻し完了」までのェーズはすでに作完了済み。 • 「４.コピー」のフェーズからデモを開始する。前提状態商用環境デジタルツイン 1. トラブル発生 5. トラブル再現 7. 切り戻し完了 12. 商用作業後 6.切戻し手順再現 10.未来予測 3. 切り戻し完了 2.切戻し実施 4. コピー 9.根本対処リハーサル 11.リハーサルを元に商用作業 13. 商用環境がデジタルツインと同じふるまいをするはず 8. 振る舞いをチェック過去(トラブル)の再現現在(切戻し)の再現根本対処(予測)

４.「コピー」４．「コピー」事前定義 (増設リソースの定義) ４．「コピー」 NDTの環境の起動 (E2Eトラフィックも印可)

⇒ここでGAPが発生 ①コンテナ基盤上で回線開通前の状態できない ②商用IF名を使ったアドホックなトポロジー変更できない ⇒次ページにて対応内容を解説４.「コピー」 -増設対象のルータをNDT上へ追加- 商用環境デジタルツイン 1. トラブル発生 5. トラブル 7. 切り戻し完了 12. 商用作後 6.切戻し手順 10.未来予測 3. 切り戻し完了 2.切戻し実施 4. コピー 9.根本対処リハーサル 11.リハーサルをに商用作 13. 商用環境デジタルツインと同じふるまいをするはず 8. 振る舞いをチェック GAP 過去(トラブル)の再現現在(切戻し)の再現根本対処(予測)

①コンテナ基盤上で回線開通前の状態できない通信不可用のBridgeを用意しに繋る portをShutdown 状態にする仕組みで４.「コピー」のGAPについて GAP ②商用IF名を使ったアドホックなトポロジー変更ができない商用IF名でNWトポロジー追加する自動化機能を実装通信不可用のBridge if shutdown if shutdown if shutdown ⇐増設対象増設対象⇒ ~/playground/demo/candidate_model_ops$ ./topo_frontend.py link – src as65520-edge01[Ethernet3] –dst edge-tk12[ge-0/0/0.0] ~/playground/demo/candidate_model_ops$ ./topo_frontend.py link - -src edge-tk12[ge-0/0/1.0] --dst core-tk01[ge-0/0/0.0] 各Bridgeへportを繋ぎ変え、想定構成図の(赤枠)を再現 L3トポロジー図 L3トポロジー図

４．「コピー」～５.「トラブル再現」４．「コピー」トポロジーの変更 (アドホックは変更を実現) ５.「トラブル再現」 BGPの接続 (商用の操作を再現)

• 商用手順をNDT上で実行するにたりGAP 発生 ①物とCNF(Container Network Function)の構成差分 ②オペレーション時の読み替問題 ⇒次ページにて対応内容を解説５.「トラブル再現」GAPの発生商用環境デジタルツイン 1. トラブル発生 5. トラブル再現 7. 切り戻し完了 12. 商用作後 6.切戻し手順 10.未来予測 3. 切り戻し完了 2.切戻し実施 4. コピー 9.根本対処リハーサル 11.リハーサルをに商用作 13. 商用環境デジタルツインと同じふるまいをするはず 8. 振る舞いをチェック GAP 過去(トラブル)の再現現在(切戻し)の再現根本対処(予測)

• 物とCNFの構成差分による実行・できないコマンド・能 - シャーシ型・ボックス型等の機種依存コマンド - CNFの製品コンセプトでオミットされた機能 ⇒ の差分はいったんSKIPする。トラブル時に須な場合は再現可能なCNF/VNFに対象を置き換えする。 ①物理とCNFの構成差分 root@edge-tk12> show chassis ^ syntax error, expecting <command>. root@edge-tk12> show chassishardware ^ シャーシ型機種依存コマンドの実行エラー GAP 機種依存コマンド root@edge-tk12# set interfaces eth1 disable ^ syntax error. オミットされたコマンド root@edge-tk12# set interfaces eth1 gigether- options802.3ad ^ syntax error.

• 商用のIF名でオペレーション： CNFでのIF名で操作するとになる。マッピング能を基に商用IF名から NDT上のIF名への変換をした手順を事前備する発生。 • トラック確認：振る舞いの確認に使トラック監視画面マッピング能を基にOriginal IF名を埋め込みする対応発生。 ②オペレーション時の読み替え問題 GAP

５.「トラブル再現」～６.「切戻し再現」５.「トラブル再現」経路切り替わりの発生６．「切戻し手順の再現」商用実績手順を GAPありで再現

７．「切戻し完了」～8.「振舞いチェック」７．「切戻し完了」８．「振る舞いのチェック」商用と同じ状態と確認

９．根本対処リハーサル～10.未来予測 root@core-tk01> show route inet.0: 49 destinations, 94 routes (49 active, 0 holddown, 0 hidden) + = Active Route, - = Last Active, * = Both <省略> 10.100.0.0/24 *[BGP/170] 00:02:16, MED 100, localpref 100, from 192.168.254.12 AS path: 65520 I, validation-state: unverified > to 192.168.1.12 via eth1 [BGP/170] 23:34:30, MED 100, localpref 100, from 192.168.255.11 AS path: 65520 I, validation-state: unverified > to 192.168.1.11 via eth1 想定では赤字の経路が優先されてほしいが、青字の経路が優先されている。 ⇒設定ミスの箇所を特定 [edit] root@edge-tk12# delete interfaces lo0 unit 0 family inet address 192.168.254.12/32 set interfaces lo0 unit 0 family inet address 192.168.255.12/32 delete routing-options router-id 192.168.254.12 set routing-options router-id 192.168.255.12 根本対処のリハーサル実施 ↑想定経路で通信できている原因特定 (トラブル再現させる) 根本対処をすることで、想定経路で通信できるという予測が NDT上で確認できた

考察

• NWのふるまいに関するGAP • コンテナ基盤上で回線開通前の状態できない • オペレーション・手順等のGAP • 商用IF名を使ったアドホックなトポロジー変更できない • L1作をL3のトポロジ操作としてNDT上での • 増設するリソースの扱い(事前定義) • オペレーション時の読み替 • NDTの完成度をげるための能・技術 • 物とCNFの構成差分による実行・できないコマンド・能 • 商用IF名を使ったアドホックなトポロジー変更できない • 名前変換の複雑化(Original-IF名/brのポート名/CNFのIF名) 直面したGAPの分類

過去(トラブル) 在(切戻し)の各ェーズにて NDT (Network Digital Twin) 商用と同様に振る舞うこと確認できた。によっての過去と在の間のGAPが存在して NDT上の振る舞い信用できるとわかった。 ⇒延長線上で NDT上での未来の予測も信用できる考察商用環境デジタルツイン 1. トラブル発生 5. トラブル 7. 切り戻し完了 12. 商用作後 6.切戻し手順 10.未来予測 3. 切り戻し完了 2.切戻し実施 4. コピー 9.根本対処リハーサル 11.リハーサルをに商用作 13. 商用環境がデジタルツインと同じふるまいをするはず 8. 振る舞いをチェック GAP GAP GAP 過去(トラブル)の再現現在(切戻し)の再現根本対処(予測)

• containerlab: CNFのIF定義 ethX⇒各NOSごとのIF表記に対応 • Nokia社のCNFのSR-SIM：物と同様のコマンド系を実 [おまけ]物理とCNFの構成差分の解消も進んでいる IFの読み替え A:admin@edge-tk12-a# show port =============================================== Ports on Slot 1 =============================================== Port Admin Link Port Cfg Oper LAG/ Port Port Port C/QS/S/XFP/ Id State State MTU MTU Bndl Mode Encp Type MDIMDX ------------------------------------------------------------------------------- 1/1/c1 Down Down conn 100GBASE-LR4* ＜省略＞ 1/1/c12 Up Link Up conn 100GBASE-LR4* 1/1/c12/1 Up Yes Up 8704 8704 - netw null cgige ＜省略＞ 1/1/c21 Up Link Up conn 100GBASE-LR4* 1/1/c21/1 Up Yes Up 8704 8704 - netw null cgige A:admin@edge-tk12-a# show card 1 memory-pools ================================================ Card 1 Memory Pools ================================================ Name Max Allowed Current Size Max So Far In Use ------------------------------------------------------------------------------- IOM No limit 2,159,706,112 2,161,803,264 2,144,510,160 ＜省略＞ A:admin@edge-tk12-a# show card a memory-pools ================================================= Card a Memory Pools ================================================= Name Max Allowed Current Size Max So Far In Use ------------------------------------------------------------------------------- BFD No limit 9,444,656 9,444,656 8,318,528 BGP No limit 6,291,504 6,291,504 5,015,536

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