ユニバーサルCPEとは何ですか？

ユニバーサルCPE（uCPE）とは、x86演算機能を内蔵した顧客宅内機器であり、ファイアウォール、WAN最適化装置、SD-WANコントローラーなどのサードパーティ製仮想ネットワーク機能（VNF）を、ネイティブなネットワークおよびセキュリティソフトウェアと併せて単一の支社用デバイス上で仮想マシンとしてホストします。これにより、単一用途のアプライアンスを積み重ねた構成を、一元的に管理される単一のプラットフォームに置き換えることができます。

主なポイント

• uCPEは、各支店のアプライアンスを1台のx86ベースのVOS搭載デバイスに統合します。
• サードパーティ製のVNFは、ネイティブのVOSネットワークおよびセキュリティ機能と並行して、VM上で実行されます。
• サービスチェーンは、レイヤー2またはレイヤー3の順序でVNFとVOSを結びつけます。
• Versa ディレクターは、VNFカタログ、ライフサイクル、およびZTPオンボーディングを管理します。
• 最小ハードウェア要件：CPU 8基、RAM 16 GB、ディスク 128 GB、ベアメタル環境のみ。

このページの内容： その重要性 ・ 仕組み ・ 種類 ・ uCPE およびVersa · よくある質問

uCPEはなぜ重要なのでしょうか？

支店に必要なあらゆる機器――ルーター、ファイアウォール、WANオプティマイザー、SD-WANエッジ――は、それぞれラックへの設置、配線、電源接続、パッチ接続が必要な追加の筐体を意味してきました。 小規模な支店でも、単機能のデバイスが4～5台も積み重なることがあり、それぞれに独自のOS、ライセンス、更新サイクルがあり、設置や交換のたびに技術者の出張が必要となります。このモデルは数百カ所の拠点に拡大することはできず、新しい機能を導入するたびに通常は新しいハードウェアが必要となるため、チームが展開したい新しい機能の実現を遅らせてしまいます。

uCPEは、ハードウェアそのものではなく機能そのものを移行させることで、このパターンを打ち破ります。 支社にある単一のx86サーバー上でハイパーバイザーを実行し、ルーティング、セキュリティ、サードパーティの機能を仮想マシンとしてホストするため、WAN最適化機能の追加は、ハードウェアの調達や現地訪問を必要とせず、中央のコントローラーからプッシュされるソフトウェアの展開となります。これが、ネットワーク機能仮想化（NFV）の支社エッジにおける具体化です。つまり、機能をハードウェアから切り離すことで、オンデマンドでの展開、拡張、および廃止を可能にするものです。

uCPEとは何ですか？

本質的に、uCPEとは、ハイパーバイザー（通常はKVMや類似の仮想化レイヤー）を実行する、認定済みのホワイトボックスまたはx86サーバーであり、複数の仮想マシンを並行してホストすることができます。 これらの仮想マシンのうち1つ以上が、ベンダーが提供する仮想ネットワーク機能（VNF）を実行します。あるベンダーの次世代ファイアウォールや、別のベンダーのWANオプティマイザーなどがこれにあたり、それぞれが標準的なディスクイメージとしてパッケージ化されており、プラットフォームは他のワークロードと同様に、これらを起動、設定、監視することができます。

このデバイスのネイティブネットワークおよびセキュリティスタックは、これらのゲストVNFに置き換えられるのではなく、それらと並行して動作します。トラフィックは、一連の機能（サービスチェーン）を順に経由してルーティングされ、同一のボックス上でネイティブサービスとサードパーティ製VNFが組み合わされます。そのため、パケットはファイアウォールを通過した後、WANオプティマイザーを経て、WANへと送信されるといった流れになります。中央管理プラットフォームは、ベンダーカタログ、VMのライフサイクル、およびこれらを結びつけるサービスチェーンポリシーを一元的に管理します。

uCPEの種類

uCPEの導入形態は、固定された製品階層ではなく、いくつかの独立した軸に沿って多様化しています。

シングルテナントとマルチテナント。シングルテナントの展開では、uCPEは1つの顧客組織にサービスを提供し、その組織のチームがチェーン化されたVNFを直接管理します。一方、マルチテナントの展開では、プロバイダー組織がサービスチェーンを所有し、1つまたは複数の顧客テナントに代わってVNFをプロビジョニングします。

レイヤー2とレイヤー3のサービスチェイニングの比較。VNFは、レイヤー2では透過的にチェイン化できるため、その機能はルーティングホップとして認識されることなくトラフィックを検査します。一方、レイヤー3では、VNFは独自のアドレスを持つ独立したルーティングセグメントとなります。

ベアメタルのホワイトボックス対認定アプライアンス。導入環境によっては、ベンダー中立のホワイトボックスサーバー上でハイパーバイザーを実行する場合もあれば、認定済みの専用アプライアンスを使用し、CPU、メモリ、NICの組み合わせがハイパーバイザーおよびVNFカタログに対して検証済みであることを保証する場合もあります。

uCPE およびVersa

Versa同社のuCPEソリューションは、VOSの認定を受けたx86ベースのホワイトボックスアプライアンス上で動作します。ハイパーバイザーはVM内でネストして実行できないため、ベアメタルハードウェア（最低8個のCPU、16 GBのRAM、128 GBのディスク）が必要です。 ハイパーバイザーパッケージをインストールすると、OVSブリッジと、ゲストVNFをVOSデータプレーンに接続するuCPE固有のインターフェース（vni-0/300～vni-0/307）が作成されます。「VOSデバイスでのuCPEの設定」および「uCPEインターフェースの設定」を参照してください。

Versa Directorは、Fortinet、Palo AltoNetworks 、Juniperなど、サポート対象のサードパーティ製VNFのベンダーカタログを管理しており、各VMの初回起動時に設定を行うcloud-initプロファイルが含まれています。 管理者は、ネイティブのVOSサービスとゲストVNFの順序を指定するサービスチェーンテンプレートを作成し、ゼロタッチプロビジョニングの際にそれらをプッシュします。uCPEは、VersaのAdvanced SD-Router階層の一部です。SD-BranchやSD-Securityとどのように連携するかについては、「ソリューションのユースケース」を参照してください。

よくある質問

uCPEとvCPEの違いは何ですか？

vCPEでは通常、ネットワーク機能を支店からプロバイダーのクラウドやデータセンターに移行させます。一方、uCPEでは、演算処理を支店内に残します。つまり、ローカルのx86デバイスがVNFをVMとしてオンサイトでホストするため、低遅延が求められる機能や、WANの障害時にも稼働し続けなければならない機能において、この点が重要となります。

uCPEにはどのようなハードウェアが必要ですか？

Versaのプラットフォームでは、uCPEにはベアメタルのx86ハードウェア（VM上では実行できません）が必要であり、最低でもCPU 8コア、RAM 16 GB、ディスク容量128 GBを備えている必要があります。サービスチェーンテンプレートをプッシュする前に、ハイパーバイザーパッケージをインストールしておく必要があります。

uCPE上で動作可能なVNFを提供しているベンダーはどこですか？

カタログの内容はプラットフォームによって異なります。Versaの uCPE ベンダーカタログには、Fortinet、Palo AltoNetworks 、Juniper、Riverbed、Secui、Microsoft、Adtran、Viasat が含まれており、それぞれが qcow2 ディスクイメージとしてVersa Director にアップロードされ、初回起動時に cloud-init プロファイルを通じて設定されます。

uCPEはNFVと同じものですか？

いいえ。NFV（ネットワーク機能仮想化）とは、ネットワーク機能を専用ハードウェアではなくソフトウェアとして実行するという、より広範な業界の概念です。uCPEは、その概念を顧客の構内に適用し、仮想化された機能をプロバイダーのデータセンターではなく、現地でホストするものです。

uCPEデバイスはどのようにプロビジョニングされますか？

ゼロタッチ・プロビジョニングによるuCPEデバイスの導入：デバイスはコントローラーに接続し、設定情報や必要なVNFディスクイメージを自動的に受信し、技術者が手動で設定を行うことなくゲスト仮想マシンを起動します。これらの一連の処理は、支店でデバイスが初めて電源投入された際に自動的に開始されます。

uCPEに関する詳細

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