成果報告書詳細
管理番号20110000001337
タイトル平成22年度成果報告書 次世代高効率ネットワークデバイス技術開発(2)
公開日2011/8/30
報告書年度2010 - 2010
委託先名アラクサラネットワークス株式会社
プロジェクト番号P07012
部署名電子・材料・ナノテクノロジー部
和文要約平成19年度から開始した「次世代高効率ネットワークデバイス技術開発」プロジェクトは,次世代高効率ネットワーク実現に向けたデバイス基盤技術の確立とシステム化の検証を目的とする。本成果報告書では,このプロジェクトで実施する開発項目のうち,次世代ネットワークに向けた大規模エッジルータのシステム化に関する成果について報告する。大規模エッジルータは,高速なデータ転送能力と共に,エンドユーザ向けの各種サービスを実現するための機能を併せ持つ装置である。次世代の大規模エッジルータでは,これらの機能も含めて高速性と省電力性を両立することが求められる。そこで,本プロジェクトでは,数Tbpsから10Tbpsの転送容量と拡張性,経済性を備えるスケーラブル・ルータアーキテクチャの実現に必要な技術開発とその検証を実施した。具体的には,ネットワークの安定運用に必須なルータ機能であるトラヒック計測・分析の40Gbpsネットワーク対応,大規模なスケーラブル・ルータの管理を容易化する装置管理技術,ルータ内部の機能モジュールを高速接続する100Gbps光バックプレーン技術の開発と検証をそれぞれ実施した。トラヒック計測・分析については,超高速ネットワーク時代のトラヒックモニタリングのあり方から再検討し,AFM(Aggregated Flow Mining)と呼ぶ大容量トラヒック向き分析アルゴリズムを基にした高速トラヒック分析方式を開発した。そして,それに基づくトラヒック分析装置を試作し,目標である40Gbps,4Mフロー/秒のトラヒックが処理可能なことを確認した。スケーラブル・ルータの装置管理技術については,複数台のルータモジュールから構成されるスケーラブル・ルータを,ネットワーク管理者が論理的に1台のルータとして管理できるようにするための設定情報管理方式とユーザインタフェースを開発した。そして,これら機能を搭載したスケーラブル・ルータ装置管理サーバを試作し,複数のルータモジュールとなる現行ルータ装置と組み合わせてスケーラブル・ルータを構成し,機能の確認を行った。光バックプレーン技術については,本プロジェクトの別開発項目にて試作した100Gbps小型省電力光モジュールを使用することを前提に,保守性に配慮したルータ筐体構造や光/電気混在バックプレーンコネクタ,ルータ装置の可用性を高める制御技術を開発し,光バックプレーン搭載ルータの試作と動作検証を行った。以上の技術開発と試作・検証により,スケーラブル・ルータアーキテクチャに基づき,本プロジェクトで開発した省電力ネットワークデバイスを活用した大規模エッジルータに関し,目標性能の達成と運用管理面まで含めた機能の実現に向けた基本技術の確立とその有効性確認を行うことができた。
英文要約Title:Development of Next-generation High-efficiency Network Device Technology, Next-generation High-efficiency Network System Technology, Large-scale Edge-router System Technology (FY2007-FY2010) Final Report
The project "Development of Next-generation High-efficiency Network Device Technology", since 2007, aims to establish basic technology for next generation high-efficiency network device and to verify effectiveness of the system constructed with these devices. In this report, we describe a result of systematization of large-scale edge-router for next generation network with the devices developed by this project. In general, a large-scale edge-router has not only the capability for high-speed data transfer but many kinds of functions to realize services for end user of the network. So it is required that these functions of the large-scale edge-router for next generation network works at higher speed and by saved energy. Then we developed technology for scalable router architecture to realize transfer capacity of 10Tbps, extensibility and economical efficiency. More specifically, we developed 40Gbps traffic analysis technology that is one of the important router functions to operate network stably, large scalable router management technology, and 100Gbps optical backplane technology that connects with modules inside a router. For the traffic analysis technology, we restudied at first the way to analyze very high-speed and high-capacity traffic. Then we studied high-speed traffic analysis technology based on the algorism "Aggregated Flow Mining (AFM)" that is suitable for analyzing very high capacity traffic data and also developed a prototype of traffic analyzer based on studied technology. Finally we confirmed the prototype can process 40Gbps and 4 million flows per second traffic. For the management technology of scalable router, we studied a method of managing configuration information and user interface design to handle multiple router modules as one logical router. Based on these studies, we developed a prototype of scalable router management server and constructed scalable router consisted of this server and multiple normal routers. Finally we confirmed the functions of this server work well to handle the scalable router as single router. For the optical backplane technology, we studied router chassis structure and complex connector for optical/electrical backplane with simple maintenance and operation. We also studied control technology to improve availability of optical backplane router. Based on these studies, we developed a prototype of router with optical backplane that uses 100Gbps compact and low-power optical transceiver modules developed by this project, and we confirmed it works well. By the result of the development and evaluation as described above, we confirmed that the large-scale edge-router based on scalable router architecture and using low-power network devices developed by this project achieved the aimed performance and functions.
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