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ネットワーク管理者ガイド

SD-WANとMPLS

SD-WANとMPLSは同じ目的を果たしますが、動作原理が異なります。ネットワークチームが適切な選択を行えるよう、両者の技術的な比較を以下に示します。

12〜17分
デントン千倉

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    SD-WANとMPLSはそれぞれ異なるニーズに対応します。移行やどちらかを選択する前に、それぞれのトレードオフを理解することが不可欠です。

    • MPLSはQoSと決定論的なルーティングを保証するが、クラウドファースト環境においては高価で柔軟性に欠ける。

    • SD-WANは低コストと高い俊敏性を提供するが、変動するインターネットパフォーマンスを補うためには、堅牢な監視が必要となる。

    • 多くの企業はハイブリッド方式を採用しており、遅延に敏感なトラフィックにはMPLSを、一般的なインターネットワークロードにはSD-WANを使用している。

    • 真にレイテンシに敏感なアプリケーションにはMPLSを維持しつつ、いくつかのサイトでSD-WANを試験的に導入するハイブリッドWANの設計図を定義し、スケールアウトする前に、合成データとフローベースのモニタリングを用いて両方のアンダーレイを計測する。

    この記事は、リモートオフィスやデータセンターを接続するために、MPLSとSD-WANのどちらを選択するかという決断を迫られているネットワーク管理者の方々を支援することを目的としています。まず、それぞれの概要を説明し、各サービスのメリットとデメリットを比較することで、ニーズと予算に合ったテクノロジーを選択できるようお手伝いします。まずは、背景情報から始めましょう。 

    2010年代後半、ソフトウェア定義型アーキテクチャはネットワーク業界にいくつかの大きな変化をもたらしました。簡単に言うと、「ソフトウェア定義型」とは、ネットワークインフラストラクチャの仮想化とプログラムによる構成を指し、ネットワークのパフォーマンス、俊敏性、監視機能を大幅に向上させることができます。

    ソフトウェア定義ネットワークは、ネットワーク機器の制御プレーン管理を、ネットワークトラフィックを転送するデータプレーン（アンダーレイとも呼ばれる）から分離します。制御プレーンは、ネットワーク全体を把握し、アンダーレイネットワーク機器をプログラムできるコントローラ（名称はベンダーによって異なります）で構成されます。

    ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）は、エンドポイント間でトラフィックを転送するために使用される基盤となるハードウェアを抽象化するソフトウェアオーバーレイネットワークを構築します。ネットワーク分野において、ソフトウェア定義技術には複数の用途があります。

    • ソフトウェア定義ネットワーク（SDN） ハードウェア層を抽象化することで、LAN接続のコスト削減と俊敏性の向上に利用されます。
    • ソフトウェア定義型モバイルネットワーク（SDMN） ―モバイルネットワークの変革に用いられる。
    • ソフトウェア定義型ローカルエリアネットワーク（SD-LAN） 有線ネットワークおよびWi-Fiネットワークにおけるポリシー主導型アーキテクチャを実現するために使用されます。
    • ソフトウェア定義データセンター（SDDC） ネットワーク、CPU、ストレージ、セキュリティの仮想化をサービスとして提供するために使用されます。
    • ソフトウェア定義型広域ネットワーク（SD-WAN）ハードウェア層を抽象化することで、WAN接続のコストを削減し、俊敏性を向上させるために使用されます。

    リストの最後の技術であるSD-WANは、かつて主流だったマルチプロトコルラベルスイッチング（MPLS）に代わり、多くの組織にとって主要なWAN接続ソリューションとなりつつあります。しかし、MPLSは決して過去の技術ではなく、場合によってはSD-WANとMPLSを併用することも可能です。 

    最新のWAN環境をより深く理解し、最適なソリューションを選択するために、この記事ではMPLSとSD-WANのメリットとデメリットを探ります。しかし、その前に、まずは両者の概要を見ていきましょう。

    MPLSSD-WAN
    信頼性の向上非常に信頼性が高い。通信事業者からの専用回線。 非常に信頼性が高い。フェイルオーバーの設定も簡単で、MPLSを含む複数のアンダーレイを使用できる。 
    セキュリティ概ね安全です。リンクは専用回線／プライベート回線です。ただし、通信の暗号化は引き続き推奨されます。 一般的に安全です。一部のソリューションには、セキュリティ機能が組み込まれています。 
    パフォーマンス最も信頼性の高いパフォーマンス同等の性能だが、保証内容は少ない。
    費用高価な。同等の性能と信頼性を持ちながら、MPLSよりも安価です。 
    展開する時間準備には数週間から数ヶ月かかる場合があります。ソフトウェア定義型の性質とアンダーレイの柔軟性により、導入時間が大幅に短縮されます（多くの場合、1日未満）。 
    交通手段の自立MPLS回線は本質的に専用線である。下敷き材の運搬方法に完全な柔軟性を持たせる。
    アプリケーション制御ポリシー柔軟性に限界があり、追加の機器が必要になる場合があります。SD-WAN制御プレーンに組み込まれています。 
    養子縁組広く普及している。成熟した技術。 SD-WANの導入は拡大しており、普及が進んでいる。ただし、MPLSほど成熟しているわけではない。

    MPLSとは何ですか？

    MPLSは、シンプルなラベルに基づいたルーティング技術であり、OSI（開放型システム相互接続）モデルのレイヤ2とレイヤ3の「間」で動作します。 

    MPLSの仕組みをよりよく理解するために、少し立ち戻って「従来型」のルーティングの仕組みを見てみましょう。 

    パケット（本来、送信元アドレスと宛先アドレスを持つ）がネットワークを通過する際、ルーターはルーティングテーブルを参照して、パケットヘッダーの宛先IPアドレスから次のホップIPアドレスを確認します。次のホップIPアドレスが判明すると、パケットは次のホップルーターに転送され、パケットが宛先に到達するまでこのプロセスが繰り返されます。

    MPLSはこのプロセスを効率化し、パケットに付加されたラベルに基づいてデバイスがパケットを転送できるようにします。ラベルにはネットワーク内のパスが関連付けられており、トラフィックフローをより適切に制御できます。MPLSヘッダーに含まれる情報に基づいて、ラベルによって識別されるトラフィックに、異なるクラスのサービス特性を適用できます。

    MPLSは、その優れた性能と、MPLSベンダーがトラフィックルーティング用の専用回線を提供していることから、1990年代以降、WAN接続の技術として広く普及しました。複数のWAN拠点間で大規模な接続を構築しようとする企業にとって、MPLSは最適なソリューションでした。 

    MPLSリンクが「プライベート」とみなされる理由をよりよく理解するために、以下の図をご覧ください。この図は、顧客Aと顧客Bがそれぞれ独立した回線を持つMPLSネットワークを示しています。赤いリンクは顧客A専用、青いリンクは顧客B専用です。

    SD-WANとは何ですか？

    ソフトウェア定義型広域ネットワーク（SD-WAN）は、ソフトウェアによって定義されるWAN接続方式です。 

    SD-WANでは、MPLS、ブロードバンド、LTEといった複数の種類の基盤接続を柔軟に利用できます。SD-WANは、これらの基盤技術の上に制御プレーンを構築し、ハードウェアを抽象化します。これにより、プロビジョニングの効率化、フェイルオーバーの簡素化、そして運用上の柔軟性が大幅に向上します。さらに、アプリケーションの可視化と高度なネットワークパフォーマンス監視機能により、SD-WANは他のソリューションと比較してWAN接続において優位性を発揮します。 

    SD-WANが解決する問題 

    従来、WANの役割は、支店やキャンパスのユーザーがデータセンターにホストされているアプリケーションにアクセスできるようにすることでした。これを信頼性とセキュリティを確保して実現するために、サービスプロバイダーからMPLS回線が契約されていました。

    従来のWANアーキテクチャは、インターネット回線で構成されており、場合によってはMPLS回線とアクティブ/バックアップモードで連携して動作します。このようなアーキテクチャでは、インターネット接続はネットワークの中央部、つまりユーザーがインターネットにアクセスできるデータセンターにのみ存在します。 

    しかし、クラウドコンピューティングとリモートワークの普及に伴い、MPLSではスマートかつ経済的に解決できない課題が生じました。さらに、帯域幅の消費量が急速に増加する中で、MPLSの帯域幅コストが高騰したことから、信頼性の高い代替手段への需要が高まりました。そこで登場するのがSD-WANです。 

    SD-WANソリューションが解決を目指すMPLSの問題点には、以下のようなものがあります。

    • クラウドパフォーマンスが低い MPLSは、同一企業内のサイト間接続を念頭に設計されました。クラウド接続はこのパラダイムを覆し、多くの場合、インターネット宛てのトラフィックのバックホールが必要となります。これにより、Office 365、Salesforce、Google Workspaceなどの人気SaaSアプリケーションといったクラウドベースのインフラストラクチャでパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。クラウドアプリケーションに依存する企業が増えるにつれて、この問題はますます深刻化しています。 
    • アプリケーションの詳細な可視性と制御が不足している SD-WANは基盤となるインフラストラクチャにソフトウェアオーバーレイを提供するため、ユーザーはネットワークパフォーマンスに関するより詳細な情報を取得し、ポリシーベースのルーティングやトラフィックシェーピング技術によってトラフィックをさらに最適化することができます。  
    • 運用上の機敏性が限られている – MPLS回線のプロビジョニングには数週間かかる場合があります。一方、パブリックインターネットリンクを使用したSD-WANのプロビジョニングは大幅に高速化され、ベンダーによっては単一サイトのプロビジョニングが数分から数時間で完了します。 
    • 高コスト MPLSの帯域幅は高価です。一方、公共インターネットの帯域幅は安価です。SD-WANは、複数のリンク間でフェイルオーバーを設定できるため、信頼性を損なうことなく、手頃な価格のインターネット帯域幅を活用できます。さらに、MPLSから切り替えることで、企業は専用回線やサービスへの支払いを不要にできます。 

    SD-WANはどのように機能するのか？

    SD-WANは、サイト間に暗号化されたトンネルを確立することによって構築される仮想WANアーキテクチャです。これらのトンネルがオーバーレイを形成します。 

    具体的な実装方法は様々ですが、各SD-WANソリューションには以下の要素が含まれています。

    • エッジデバイス これらのデバイスは、オーバーレイ・トンネルが確立される接続点です。ベンダーによって名称は異なりますが、いずれもSD-WANオーバーレイでユーザーのトラフィックを受信するという同じ役割を担っています。
    • コントローラデバイス これらのデバイスは制御プレーンの一部であり、複数の役割を果たす必要があります。これらの役割の特性は、ベンダーに基づいて単一のボックスに統合できます。
      • 管理者の役割 – 日常業務においてソリューションを管理するために使用される実際の管理プラットフォーム。これには、構成、監視、トラブルシューティングが含まれます。
      • ルーティング情報管理担当者 – オーバーレイネットワーク（エッジデバイス）内でルーティング情報を配布できるようにする役割。
      • オンボーディングの役割 エッジデバイスが最初にオンラインになったとき、設定を取得する必要があります。この役割を担うコントローラは、エッジデバイスに初期設定または完全な設定を提供できます。
      • 分析担当者 エッジデバイスから受信した統計情報を集約し、サードパーティへのエクスポート機能や、監視やトラブルシューティング時に使用できる関連情報を含むダッシュボードを作成する機能を提供します。

    下の図は、標準的なSD-WANトポロジーを示しています。このトポロジーでは、支店とデータセンター間の通信はMPLSまたはブロードバンド接続を介して行われ、支店はクラウドアプリケーションに直接アクセスできます。

    すべてのSD-WANソリューションには、ネットワークの意図した動作を実現するために、構成ポリシーをエッジデバイスにプッシュする集中管理システムが備わっています。ポリシーは、グローバルに適用することも、デバイスごとに適用することも可能です。 

    例えば、通信事業者は、特定の種類のトラフィックに対して、遅延、パケット損失、またはその他のSD-WANソリューションで利用可能な基準に関して特定の要件を満たす特定のリンクを使用する必要があると決定する場合があります。これは動的パス選択と呼ばれ、リンクの状態に基づいてトラフィックをルーティングすることを可能にします。

    SD-WANのメリット

    ここまでで、SD-WANの利点のいくつかは明らかになったはずです。クラウド接続、リモートワーク、そして帯域幅を大量に消費するアプリケーションが普及する現代において、SD-WANがなぜこれほど人気を集めているのかを理解するために、まだ触れていないメリットを詳しく見ていきましょう。 

    WANコストの削減

    MPLS回線は高価です。MPLS回線はWANにおいて一定の役割を果たしていますが、そのほとんどは廃止され、ブロードバンドやLTEといった他の種類の接続に置き換えられる可能性があります。MPLS回線の価格は、他の伝送媒体と比較してかなり高額です。さらに、地理的な位置によってMPLS回線の価格はさらに高くなる可能性があります。

    WANの可用性と帯域幅の向上 

    SD-WANでは、利用可能なすべてのリンク間でトラフィックを負荷分散することで、基盤となるすべての伝送方式を同時に使用できます。これにより、利用可能な帯域幅が増加するだけでなく、高可用性とアクティブ/アクティブのフェイルオーバー機能も実現します。 

    より高速なクラウドアクセス 

    日常的に使用される多くのアプリケーションはクラウド上でホストされています。SD-WANは、トラフィックを中央拠点にバックホールしてからインターネットに送信するのではなく、支店で直接インターネットにアクセスできるようにします。これにより、データセンターでしかアクセスできない他の重要なアプリケーションのために帯域幅を節約できるだけでなく、レイテンシが低減されることでパフォーマンスも向上します。

    アプリケーションの可視性と制御

    トラフィックを制御するには、トラフィックの内容を把握する必要があります。SD-WANでは、パケット検査によってネットワークの詳細な可視性を実現できます。さらに、ソフトウェア定義型であるため、ルーティングポリシーをきめ細かく変更したり、特定の要件に基づいてトラフィックを最適化したりすることが容易です。 

    SD-WANのユースケース

    SD-WANの一般的なユースケースには以下が含まれます。

    • MPLSの代替品
      • 公共ネットワークおよびプライベートネットワークを介した、支店、データセンター、クラウド間の安全な接続。
    • インターネットへの直接アクセス
      • 支店レベルでのローカルインターネット接続の中断。
    • WANパフォーマンスの最適化
      • アプリケーション認識型ルーティングによって実現されます。
      • サービスの質。
      • 前方誤り訂正とパケット複製。
      • TCP最適化。
    • マルチクラウド接続
      • 最適な経路でクラウドアプリケーション（IaaSまたはSaaS）への接続を可能にします。

    MPLSの長所と短所

    MPLSとSD-WANについて詳しく見てきたので、それぞれのWAN接続ソリューションの長所と短所を見ていきましょう。 

    MPLSのメリット

    • 信頼性の向上 専用MPLS回線は信頼性の高さで定評があり、多くの場合、プロバイダのサービスレベル契約（SLA）によって保証されています。さらに、高可用性機能が組み込まれているため、多くの場合、MPLSは障害発生時に迅速にサービスを復旧できます（高速リルーティングを使用すれば、50ミリ秒未満で復旧可能です）。
    • セキュリティ／プライバシー 転送はラベルを使用して行われるため、パケットのラベルスタックのいずれかによって特定の顧客/VPNを識別でき、複数の顧客のトラフィックを完全に分離することが可能です。ある顧客のトラフィックが他の顧客のトラフィックと混ざることはありません。 ただし、MPLSトラフィックは本来暗号化されているわけではないことに注意が必要です。これについては、後述の「MPLSのデメリット」のセクションで詳しく説明します。
    • パフォーマンス MPLSはサービスプロバイダが管理するサービスであるため、帯域幅と品質を保証するのはサービスプロバイダの役割です。通常、サービスプロバイダはネットワークをアップグレードし、顧客が契約したすべてのMPLSサービスの合計がネットワーク容量を超過しないようにします。さらに、QoS（サービス品質）を使用することで、顧客のトラフィックに優先順位を割り当て、ミッションクリティカルなトラフィック（VoIP通話など）の確実な配信を確保できます。 

    MPLSのデメリット

    • 費用 MPLS回線にはSLA（サービスレベル契約）が適用されるため、サービスプロバイダーはSLAを確実に遵守する必要があります。つまり、コストが高くなるということです。帯域幅需要の継続的な増加に伴いコストは上昇し続けるため、MPLS回線は大量のトラフィックには適していません。 
    • セキュリティ/暗号化 MPLSでは、顧客間の通信は分離されますが、暗号化はされません。MPLSキャリアを完全に信頼している場合は、これは問題にならないかもしれません。しかし、完全な信頼は優れたセキュリティ対策とは言えず、MPLS回線であっても暗号化された通信方法のみを使用するのが賢明な選択となる場合が多いです。
    • 展開する時間 MPLS回線のプロビジョニングには通常、かなりの時間がかかります。場合によっては、第三者を介して顧客に提供されるため、さらに遅延が長引く可能性があります。

    SD-WANのメリットとデメリット

    それでは、SD-WANのメリットとデメリットを見ていきましょう。

    SD-WANのメリット

    • パフォーマンス SD-WANは、すべてのWANリンクを活用し、トラフィックをすべてのリンクに分散させると同時に、いずれかのWANリンクに障害が発生した場合でも高い可用性を維持できます。さらに、クラウドワークロードに関しては、SD-WANはMPLSをはるかに凌駕します。 
    • 展開時間と運用効率SD-WANアーキテクチャを使用すると、MPLSベースのアーキテクチャよりもサイトのプロビジョニングがはるかに高速になります。さらに、SD-WANは必要に応じてリモートユーザーやデバイスを迅速に接続することを容易にします。 
    • 拡張性 新しいリンクはいつでも追加でき、追加後すぐにトラフィックはリンクを経由して流れ始めます。
    • 交通手段の自立 SD-WANエッジデバイスには、MPLS、ブロードバンド、LTEなど、さまざまな種類のリンクを接続できます。
    • 費用 SD-WANはあらゆる種類の接続方式に対応しています。ブロードバンド接続はMPLS回線よりもはるかに安価です。世界の地域によっては、ブロードバンド回線はMPLSと同等の信頼性を備えているため、ビジネスの観点から見ても、総合的な価値提案として容易に選択できます。
    • セキュリティ SD-WANオーバーレイはMPLSとインターネットの両方で構築できますが、両方のトランスポートドメインを通過するトラフィックは同じ方法で保護できます。トラフィックは、ネットワークの中央ポイント（通常はデータセンター）で検査する必要なく、ブランチレベルで検査およびクリーンアップできます。 
    • アプリケーション固有のポリシー SD-WANはユーザーのトラフィックを検出できるため、きめ細かなルーティングとセキュリティポリシーを適用できます。特定のトラフィックは検査して特定のWANインターフェース経由で転送する一方、その他の種類のトラフィックはすべてのWANリンクに負荷分散して検査しないように設定できます。
    • 地方分権化 – すべてのエッジデバイスは一元的に管理されますが、ネットワーク機能とセキュリティ機能は支店レベルで実装できます。ダイレクトインターネットアクセス機能により、トラフィックを支店から直接インターネットに送信し、ローカルで検査することが可能です。

    SD-WANの欠点

    • ベンダー依存 SD-WANソリューションはそれぞれ固有のものです。現在、SD-WANソリューションに標準規格は存在しません。動作原理はどれも似ていますが、あるベンダーの機器を別のベンダーの機器と互換性を持たせることはできません。
    • 養子縁組 MPLSは成熟した技術であり、エンジニアは使い慣れています。一方、SD-WANは急速に普及が進んでいますが（ベンダーによって仕様が異なるため）、特定のSD-WANソリューションの導入はそれほど広まっていません。 
    • セキュリティ ほとんどのSD-WANソリューションには当てはまりませんが、一部のソリューションでは統合セキュリティを提供できない場合があります。

    結論：適切な解決策を見つける

    では、SD-WANとMPLSのどちらを選ぶべきでしょうか？

    率直に言って、ゼロから始める場合、多くの場合、SD-WANはMPLSをはるかに凌駕します。しかし、ほとんどの場合においてそれは事実ですが、決して絶対的なものではありません。 

    事業継続性を確保するためにMPLSが必要となる状況もあります。一部のユースケースでは、SLA（サービスレベル契約）が不可欠であり、そのための追加MPLSコストを正当化できる場合があります。今日のインターネットは非常に信頼性が高いとはいえ、依然としてベストエフォート型のサービスです。そのような場合、MPLSを継続して使用するか、運用面からさらに望ましいのは、SD-WANのアンダーレイとしてMPLSを使用することです。 

    覚えておいてください。万能な解決策は存在しません。これらの人気のあるWAN接続ソリューションそれぞれの長所と短所を比較検討し、自社にとって最適な選択をしてください。

    あらゆるWANアーキテクチャに対応する、統合された可視性。

    LogicMonitorは、MPLS回線、SD-WANトンネル、ハイブリッドWAN環境を単一のプラットフォームで監視するため、パフォーマンスの問題がどこから発生しているかを常に把握できます。

    よくあるご質問

    MPLSとは何ですか？また、SD-WANとはどのように異なりますか？

    MPLSはIPアドレスではなくラベルを使用してトラフィックをルーティングするため、サービス品質が保証されます。SD-WANは汎用インターネット接続を使用し、インテリジェントなトラフィック制御を行います。MPLSは決定論的で信頼性が高いものの高価です。一方、SD-WANは柔軟性とコスト効率に優れていますが、インターネット接続の品質に依存します。

    SD-WANはMPLSに取って代わるのか？

    SD-WANはMPLSを完全に置き換えるものではありません。多くの企業はハイブリッド方式を採用しており、レイテンシに敏感なアプリケーションにはMPLSを、一般的なインターネットトラフィックやクラウドアクセスにはSD-WANを使用しています。

    SD-WANとMPLSのコストの違いは何ですか？

    MPLSは、同等のブロードバンドインターネット接続と比較して、メガビットあたりのコストが通常3～5倍高くなります。SD-WANは汎用ブロードバンドを使用するため、コストは大幅に安くなりますが、SD-WANのライセンス取得と管理コストが別途必要となります。

    SD-WANのパフォーマンスをMPLSと比較してどのように監視していますか？

    MPLSの監視は簡単で、安定した専用回線を監視するだけです。一方、SD-WANの監視はパスが動的に変化するため、より複雑です。アンダーレイの各トランスポートリンクとオーバーレイトンネルの状態を監視する必要があります。

    デントン千倉著

    テクニカルライター

    デントン・チクラは、テクニカルライターであり、長年にわたりオブザーバビリティを推進してきた人物です。彼は、サイト信頼性エンジニアやエンジニアリングチームがインターネットの回復力を強化するツールや機能を発見できるよう支援することに注力しています。監視、パフォーマンス、インフラストラクチャの交差点で活動し、複雑なシステムをより理解しやすく使いやすいものにすることで、高度な技術的詳細と実際の運用とのギャップを埋めています。彼の目標は、チームがより迅速に構築し、問題を早期に発見し、よりスマートに復旧できるよう支援し、最終的にはインターネットをすべての人にとってより良く、より信頼性の高い場所にすることです。

    免責事項: このブログで述べられている見解は著者の見解であり、LogicMonitor またはその関連会社の見解を必ずしも反映するものではありません。

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