NFV(Network Functions Virtualization)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

NFV(Network Functions Virtualization)とは
NFVの構成要素と機能
NFVIの役割とVNFとの関係性
NFV MANOフレームワークの機能
vCPE、vEPCなどのNFVユースケース
NFVの導入によるメリットと課題
NFV導入によるCAPEX・OPEXの削減効果
NFVがもたらすサービス提供の迅速化
NFV運用における相互運用性の課題
NFVの今後の展望と発展の方向性
NFVとSDNの連携によるネットワーク制御の高度化
NFVを活用したマルチアクセスエッジコンピューティング
AIやMLを活用したNFVの自律運用の可能性
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NFV(Network Functions Virtualization)とは

NFV(Network Functions Virtualization)は、ネットワーク機能の仮想化を意味します。従来、専用ハードウェアで実現していたルーター、ファイアウォール、ロードバランサーなどの機能を、汎用サーバー上で動作する仮想マシンとして実装する技術です。

NFVは、ネットワークの構築・運用コストの削減、サービス提供までのリードタイムの短縮、トラフィック変動への柔軟な対応などのメリットがあります。通信事業者や企業のネットワークインフラの効率化と最適化に貢献するソリューションとして注目されているのです。

NFVを実現するためには、仮想化基盤、オーケストレーション、管理・運用システムなどの要素技術が必要となります。それらを組み合わせ、ネットワーク機能を柔軟に組み合わせて、サービスを迅速に立ち上げることが可能になるのです。

また、NFVはSDN(Software-Defined Networking)と連携することで、より高度で柔軟なネットワーク制御を実現できます。SDNがネットワークの制御を集中化・プログラマブル化するのに対し、NFVはネットワーク機能そのものを仮想化するアプローチを取ります。

NFVは、次世代のネットワークインフラを支える重要な技術の一つであり、5Gネットワークの実現にも不可欠な要素として位置づけられています。通信事業者や企業は、NFVの導入によって、より柔軟で効率的なネットワークサービスを提供できるようになるでしょう。

NFVの構成要素と機能

NFVに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

NFVIの役割とVNFとの関係性
NFV MANOフレームワークの機能
vCPE、vEPCなどのNFVユースケース

NFVIの役割とVNFとの関係性

NFVI(NFV Infrastructure)は、NFVを実現するための基盤となる仮想化環境です。コンピュート、ストレージ、ネットワークリソースを仮想化し、VNF(Virtualized Network Function)に対して抽象化されたリソースを提供します。

VNFは、ルーター、ファイアウォール、ロードバランサーなどのネットワーク機能をソフトウェアで実装したものであり、NFVIの上で動作します。NFVIは、VNFに対して柔軟かつスケーラブルなリソース割り当てを行うことで、ネットワークサービスの迅速な展開と運用を可能にするのです。

NFVIとVNFの連携により、ハードウェアに依存しないネットワーク機能の実現、リソース利用効率の向上、サービス提供までの時間短縮などのメリットが得られます。NFVアーキテクチャにおいて、NFVIとVNFは密接に関連し、協調動作することでNFVの価値を最大限に引き出すことができるでしょう。

NFV MANOフレームワークの機能

NFV MANO(Management and Orchestration)は、NFVの管理・運用を行うためのフレームワークです。VNFのライフサイクル管理、リソース管理、サービスオーケストレーションなどの機能を提供します。

NFV MANOは、VNF Manager(VNFM)、NFV Orchestrator(NFVO)、Virtualized Infrastructure Manager(VIM)の3つのコンポーネントで構成されています。VNFMはVNFの監視や設定変更などを担当し、NFVOはサービスの設計や編成を行います。

VIMは、NFVIのリソース管理を行い、コンピュート、ストレージ、ネットワークの仮想リソースを割り当てます。NFV MANOは、これらのコンポーネントが連携することで、NFVサービスの自動化と最適化を実現し、運用コストの削減と品質の向上に貢献するのです。

vCPE、vEPCなどのNFVユースケース

NFVは、様々なネットワークサービスの仮想化に適用可能であり、多彩なユースケースが存在します。vCPE(Virtual Customer Premises Equipment)は、企業の拠点に設置されるルーターやファイアウォールなどの機能を仮想化し、クラウドから提供するサービスです。

vEPC(Virtual Evolved Packet Core)は、モバイルコアネットワークの機能を仮想化したものであり、5Gネットワークにおける重要な構成要素の一つです。このほかにも、vCDN(Virtual Content Delivery Network)、vSBC(Virtual Session Border Controller)など、NFVを活用した様々なサービスが登場しています。

NFVは、ネットワークサービスの柔軟性、スケーラビリティ、コスト効率を向上させ、新しいサービスの創出を促進します。通信事業者や企業は、NFVの活用により、市場のニーズに迅速に対応し、競争力のあるサービスを提供できるようになるでしょう。

NFVの導入によるメリットと課題

NFVに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

NFV導入によるCAPEX・OPEXの削減効果
NFVがもたらすサービス提供の迅速化
NFV運用における相互運用性の課題

NFV導入によるCAPEX・OPEXの削減効果

NFVの導入は、ネットワークインフラのCAPEX(Capital Expenditure)とOPEX(Operating Expense)の削減に大きく貢献します。従来、専用ハードウェアの調達や設置に必要だった初期投資を抑制できるほか、汎用サーバーの活用によって設備の集約と効率化が図れます。

また、仮想化によるリソース利用効率の向上、自動化によるオペレーションの簡素化、リモート管理による保守コストの削減など、運用面でのコスト最適化も期待できます。NFVは、ネットワークインフラの構築と運用に関わるコストを大幅に削減し、事業者の収益性向上に寄与するのです。

さらに、NFVの柔軟性を活かすことで、トラフィック変動に応じたリソースの動的な割り当てが可能となり、過剰な設備投資を避けられます。NFVは、ネットワークインフラのコスト構造を変革し、事業者にとって大きなメリットをもたらすソリューションと言えるでしょう。

NFVがもたらすサービス提供の迅速化

NFVは、新しいネットワークサービスの開発と提供を大幅に迅速化します。ソフトウェアベースのVNFを組み合わせることで、サービスの設計から展開までのプロセスを自動化し、リードタイムを短縮できます。

また、NFVの柔軟性により、サービスの規模や構成を容易に変更できるため、市場のニーズに素早く対応することが可能です。このようなサービス提供の迅速化は、事業者の競争力強化に直結するでしょう。

NFVは、ネットワークサービスのイノベーションを加速し、新しい価値創造の機会を生み出します。事業者は、NFVを活用することで、差別化された魅力的なサービスを短期間で市場に投入し、ユーザーのニーズに的確に応えられるようになるのです。

NFV運用における相互運用性の課題

NFVの導入においては、マルチベンダー環境での相互運用性の確保が重要な課題の一つです。異なるベンダーのVNFやNFVI、NFV MANOコンポーネントが連携して動作するためには、標準化とオープン化が不可欠となります。

業界団体やオープンソースコミュニティを中心に、NFVの標準仕様や参照アーキテクチャの策定が進められていますが、実装レベルでの相互運用性の検証と向上が求められます。マルチベンダー環境でのシームレスな連携を実現するには、テストや認証プログラムの整備も重要です。

NFV運用の自動化と最適化のためには、データモデルやインターフェースの標準化も欠かせません。相互運用性の課題に取り組み、マルチベンダー環境でのNFV運用を円滑化することが、NFVの本格的な普及に向けた鍵を握るでしょう。

NFVの今後の展望と発展の方向性

NFVに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

NFVとSDNの連携によるネットワーク制御の高度化
NFVを活用したマルチアクセスエッジコンピューティング
AIやMLを活用したNFVの自律運用の可能性

NFVとSDNの連携によるネットワーク制御の高度化

NFVとSDN(Software-Defined Networking)の連携は、次世代ネットワークの実現に向けて重要な役割を果たします。NFVがネットワーク機能の仮想化を担う一方、SDNはネットワークの制御を集中化・プログラマブル化します。

両者を組み合わせることで、より高度で柔軟なネットワーク制御が可能となるのです。NFVとSDNの連携により、ネットワークサービスの迅速な展開、動的な構成変更、トラフィックの最適な制御などが実現できます。

また、NFVとSDNの融合は、ネットワークスライシングやゼロタッチプロビジョニングなど、5Gネットワークの主要な機能を支える基盤技術としても注目されています。NFVとSDNの相乗効果により、ネットワークの俊敏性と効率性が飛躍的に向上するでしょう。

NFVを活用したマルチアクセスエッジコンピューティング

NFVは、マルチアクセスエッジコンピューティング(MEC)の実現にも大きく貢献します。MECは、ネットワークの縁端にコンピューティングリソースを配置し、ローカルで処理を行うことで、低遅延かつ高効率なサービス提供を目指す技術です。

NFVを活用することで、MECに必要なネットワーク機能やアプリケーションをエッジノードに柔軟に展開できます。これにより、トラフィックのローカル処理やリアルタイム性の高いサービスの実現が容易になるのです。

また、NFVとMECの連携により、IoTやAI、ARなどの新しいアプリケーションの展開が加速されるでしょう。NFVは、MECを支える重要な基盤技術の一つであり、エッジコンピューティングの発展を促進する役割を担っています。

AIやMLを活用したNFVの自律運用の可能性

NFVの運用において、AI(Artificial Intelligence)やML(Machine Learning)の活用が注目されています。ネットワークのパフォーマンスデータや障害情報を分析し、リソース割り当ての最適化や異常の検知、自動復旧などを行うことで、NFVの運用効率を大幅に向上できる可能性があります。

また、AIやMLを用いて、VNFの配置や構成の最適化、トラフィック予測に基づくスケーリング制御など、NFVの自律運用の実現も期待されています。運用の自動化と知能化により、人的な介入を最小限に抑えつつ、ネットワークの安定性と性能を維持できるようになるでしょう。

NFVとAI、MLの融合は、ネットワーク運用のパラダイムシフトを引き起こす可能性を秘めています。人間の管理負担を軽減しつつ、ネットワークの最適化と自律化を実現するNFVの新しい姿が、近い将来に現実のものとなるかもしれません。