インターネットの最新技術をモバイル網に持ち込んで最強のエッジコンピューティング基盤を作ってみた

by SoftBank Tech Night

Slide 1

Slide 1 text

Slide 2

Slide 2 text

Slide 3

Slide 3 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. エッジコンピューティングの提供場所プライベート空間（オンプレミス）パブリック空間コンピューティングリソースの配置ユーザ敷地内ネットワークプロバイダ内アクセスネットワーク Wi-Fi、ローカル5G パブリック5G テナンシーシングルテナンシーマルチテナンシー顧客法人法人アプリケーションユーザ法人コンシュマー/法人 3

Slide 4

Slide 4 text

Slide 5

Slide 5 text

Slide 6

Slide 6 text

Slide 7

Slide 7 text

Slide 8

Slide 8 text

Slide 9

Slide 9 text

Slide 10

Slide 10 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. モバイルバックホールモバイルコアインターネット UPF (PSA) 5Gモバイル網でのエッジコンピューティングモバイルコアの交換機(UPF)に仮想的な通信回線(PDU Session)を確立するためそのままではエッジサーバにはアクセスできない PDU Session UPF (User Plane Function) PDU (Protocol Data Unit) PSA (PDU Session Anchor) 10

Slide 11

Slide 11 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. モバイルバックホールモバイルコアインターネット UPF (C-PSA) 5Gモバイル網でのエッジコンピューティング交換機(UPF)をばらまいて仮想的な通信回線(PDU Session)を分岐させればOK UPF (L-PSA) UPF (ULCL) UPF (ULCL) UPF (ULCL) UPF (ULCL) UPF (L-PSA) UPF (L-PSA) UPF (L-PSA) ※Session Breakout方式 C-PSA (Central PSA) L-PSA (Local PSA) ULCL (Uplink Classiﬁer) 11

Slide 12

Slide 12 text

Slide 13

Slide 13 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. モバイルバックホールモバイルコアインターネット UPF (C-PSA) 5Gモバイル網でのエッジコンピューティング本当にやろうとすると結構たくさん課題がある UPF (L-PSA) UPF (ULCL) UPF (ULCL) UPF (ULCL) UPF (ULCL) UPF (L-PSA) UPF (L-PSA) UPF (L-PSA) 何で分岐させるの？どうやって選ぶの？どうやって選ぶの？サイトが落ちたらどうなるの？アプリがデプロイされていなかったらどうなるの？誰が制御するの？ 13

Slide 14

Slide 14 text

Slide 15

Slide 15 text

Slide 16

Slide 16 text

Slide 17

Slide 17 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. パラダイムシフトこれまでのモバイルネットワークエッジコンピューティングのモバイルネットワーク Topology Point-to-Point (P2P) MultiPoint-to-Point (MP2P) Architecture 回線交換パケット交換 System 集中管理自律分散 Method セッション管理 IP経路制御 Beyond 5Gを見据えたエッジコンピューティングの時代にはモバイルネットワークのパラダイムシフトが必要 17

Slide 18

Slide 18 text

Slide 19

Slide 19 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. Segment Routing 19 ● 送信元がルーティングを制御できる最新のルーティング技術 ● 途中のルータで実行して欲しい動作(Segment)をパケットヘッダにつける ● データプレーンにはMPLS(SR-MPLS)とIPv6(SRv6)がある Segment Routing Network A B D E G X Y Payload Src=X, Dst=Y Payload SRH(A,B,F,G) Src=X, Dst=Y F C Payload Src=X, Dst=Y

Slide 20

Slide 20 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. SRv6 (Segment Routing over IPv6 dataplane) 20 A B C D E X F 2001:DB8::A 2001:DB8::B 2001:DB8::E 2001:DB8::C 2001:DB8::D Payload SRH(A,B,E,F) Src=X, Dst=F Next Header Hdr Ext Length Routing Type Segment Left = 3 Last Entry Flags Tags Segment List[0] 2001:DB8::F Segment List[1] 2001:DB8::E Segment List[2] 2001:DB8::B Segment List[3] 2001:DB8::A ● Segment RoutingのデータプレーンにIPv6を使う ● IPv6拡張ヘッダ(Routing Header)を拡張したSRH(Segment Routing Header) でSegmentを表現する

Slide 21

Slide 21 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. CONFIDENTIAL SRv6 Network Programming ● Segmentが提供する機能(Function)を定義する ● 実行する機能をIPv6 Addressの中にエンコーディングする 21 A B C D E X F 2001:DB8::A 2001:DB8::B 2001:DB8::E 2001:DB8::C 2001:DB8::D Payload SRH(A,B,E,F) Src=X, Dst=F Next Header Hdr Ext Length Routing Type Segment Left = 3 Last Entry Flags Tags Segment List[0] 2001:DB8::F Segment List[1] 2001:DB8::E Segment List[2] 2001:DB8:0:B:1:1::1 Segment List[3] 2001:DB8::A 2001:DB8:0:B:(Locator) 1:1: →func1 1:2: →func2 Locator Function Argument 128bit IPv6 Address

Slide 22

Slide 22 text

Slide 23

Slide 23 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. SRv6 Mobile User Plane SRv6のネットワークプログラマビリティを活用してモバイルの仮想回線(GTP-U)とバックボーンの仮想NW(SRv6)を相互変換する DN SRv6 VPN MUP GW MUP PE MUP Controller 5GC Direction Action Description Uplink End.M.GTP4.D GTP-UをDecapしてSRv6でEncapする Downlink End.M.GTP4.E SRv6からGTP-Uパケットを再構成する Direction Action Description Uplink End.DT4 SRv6をDecapしてDNに転送する Downlink H.Encaps GTP-Uの情報をSIDに埋め込んでSRv6にEncapする Session情報 BGP BGP GTP-U eth IPv4 UDP GTP-U user’s packet eth IPv6 SRH SID user’s packet user’s packet user’s packet 23

Slide 24

Slide 24 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. SRv6を活用したモバイル網モバイルバックホール SRv6 インターネット SRv6MUPを使えばパケット交換のアーキテクチャでモバイルバックホール内を「ルーティング」できる MUP-GW MUP-GW MUP-GW MUP-GW MUP-PE MUP-PE MUP-PE MUP-PE モバイルコア MUP-PE UPF (C-PSA) GTP-UとSRv6の相互変換 (End.M.GTP4.{E,D}) 端末のモビリティ (BGP UPDATE) 通常のIPルーティングでパケットを転送 SMF 24

Slide 25

Slide 25 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. SRv6MUPの何がうれしい？エッジコンピューティングがモバイルコアから完全に切り離される従来どおりのクラウドネイティブな手法でアプリケーションを開発・デプロイできるモバイルコアに負荷を与えずにエッジサイトのデプロイと運用ができるイノベーションの加速に貢献できる！アプリケーションコンピューティング 25

Slide 26

Slide 26 text

Slide 27

Slide 27 text

Slide 28

Slide 28 text

Slide 29

Slide 29 text

Copyright © 2023 SoftBank Corp. all rights reserved. ソフトバンクのネットワーク CORE Backbone NW Area NW 3G 4G MPLS-VPN ATM SR SRv6-VPN 2018年2月 SR運用開始 2019年4月 SRv6運用開始 2022年2月 SRv6MUP開発成功 2022年4月 SRv6の全国展開完了 Flex-Algo導入開始 5G SA 5G SRv6ネットワークを全国のエリアバックボーンに展開済み 29