ハイパースケール

ハイパースケールとは

ハイパースケールとは、多数のサーバーがネットワーク化された、適応性の高いコンピューティングシステムを構成するために使用されるハードウェアとソフトウェアのアーキテクチャを指します。IDC によって提供される定義には、1 万平方フィート以上の設置面積で 5,000 台のサーバーの最小しきい値が含まれています。 

水平スケール（スケールアウト）は、より多くのサーバーを展開またはアクティブ化することで需要に迅速に対応し、一方、垂直スケール（スケールアップ）は、既存のハードウェアのパワー、速度、および帯域幅を増大させます。ハイパースケールテクノロジーによって提供される大容量は、クラウドコンピューティングやビッグデータアプリケーションに最適です。ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）は、サーバーとクライアント間のトラフィックを転送するための特殊な負荷分散とともに、もう 1 つの重要な要素です。 

ハイパースケールリソース

• ハイパースケールはどのように機能しますか？
  ハイパースケールソリューションは、柔軟性と拡張性を促進するように設計された大規模なサーバーアレイとコンピューティングプロセスにより、ハードウェアの効率を最適化します。ロードバランサーは、新しい要求が適切にルーティングされるように、各サーバーのワークロードと容量を継続的に監視します。人工知能（AI）は、ハイパースケールストレージ、負荷分散、および光ファイバー伝送プロセスに適用して、パフォーマンスを最適化し、アイドル状態または十分に活用されていない機器のスイッチを切ることができます。
• ハイパースケールのメリット
  ハイパースケールアーキテクチャに関連する規模は、効率的な冷却と配電、サーバー間でのバランスの取れたワークロード、ビルトインされた冗長性などのメリットを提供します。これらの属性により、大量のデータの保存、検索、およびバックアップも容易になります。クライアント企業にとって、ハイパースケールプロバイダーのサービスを活用することにより、ダウンタイムのリスクが少なくなり、独自のサーバーを購入して保守するよりも費用効果が高くなる可能性があります。これにより、社内の IT 担当者の時間に対する要求を大幅に減少させることができます。
• ハイパースケールの課題
  ハイパースケールテクノロジーが提供する規模の経済は、課題を引き起こす可能性があります。大量のトラフィックと複雑なフローにより、リアルタイムのデータ監視が困難になる可能性があります。外部トラフィックへの可視性も、ファイバーと接続の速度と量によって複雑になる可能性があります。データの集中により侵害の影響が増大するため、セキュリティ上の懸念が高まります。自動化と機械学習（ML）は、ハイパースケールプロバイダーの可観測性とセキュリティを向上させるために使用されているツールのうちの 2 つです。

ハイパースケールモデル

変化するサービス要件にメモリ、ストレージ、およびコンピューティングパワーの割り当てを正確に一致させる機能は、従来のデータセンターモデルとは一線を画すハイパースケールの特徴です。仮想マシン（VM）テクノロジーを使用すると、ソフトウェアアプリケーションをある物理的な場所から別の場所に迅速に移動できます。高密度サーバー、冗長性を向上させる並列ノード、および継続的な監視は、他の一般的な機能です。単一のアーキテクチャやサーバー構成は理想的ではないため、進化するオペレーター、サービスプロバイダー、および顧客のニーズに対応するために新しいモデルが開発されています。

• ハイパースケールクラウドとは
  インターネットとクラウドコンピューティングは、ユーザーがアプリケーションとデータストレージにアクセスする方法を一新しました。これらの機能をローカルサーバーから大規模なクラウドサービスプロバイダー（CSP）が管理するリモートデータセンターに移すことにより、企業は社内の運用に影響を与えることなく、オンデマンドでインフラを増強できます。ハイパースケールクラウドプロバイダーは、サービスとしてのソフトウェア（SaaS）、サービスとしてのインフラストラクチャ（IaaS）、データ分析などの従来のクラウド製品に、超大規模なレベルのデータセンター容量と弾力性を追加します。
• ハイパースケールとクラウドコンピューティングの比較
  これらの用語は同じ意味で使用されることもありますが、クラウド展開は必ずしもそのような大規模に達するとは限りません。 ハイパースケールデータセンター は、クラウドコンピューティングよりもはるかに多くをサポートできます。プライベートクラウドの展開は比較的小規模な場合がありますが、インターネットを介して複数の顧客にリソースを提供するために使用されるパブリッククラウド（サービスとしてのクラウド）は、多くの場合、ハイパースケールの定義に当てはまります。組織が独自のコンピューティングとストレージのニーズを満たすために構築および運用するエンタープライズデータセンターが、大量のサーバーと高度なオーケストレーション機能を組み込むと、その結果はエンタープライズハイパースケールと呼ばれます。
• ハイパースケールクラウドプロバイダー
  ハイパースケールクラウドプロバイダーは、顧客の要件を満たすためにインフラと知的財産（IP）に多額の投資を行っています。顧客が標準化されたプラットフォーム間での移植性を求めるにつれ、相互運用性が重要となります。Synergy Research Group のデータでは、Amazon Web Services (AWS)、Microsoft、Google の 3 社が、すべてのインストールの半分以上を占めていることを示しています。これらの 3 つのプロバイダーは、進化する 5G および IoT の要件を満たすために必要なハイパースケールエッジデータセンターの計画と開発の取り組みも主導しています。
• ハイパースケールコロケーション
  コロケーションにより、企業は新しいデータセンターを構築するのではなく、既存のデータセンターの一部を借りることができます。ハイパースケールコロケーションは、小売業者や卸売業者などの関連する業界が同じ屋根の下にある場合に、有益な相乗効果を生み出すことができます。各テナントが負担する電力、冷却、通信の全体的なコストが削減される上、稼働時間、セキュリティ、拡張性が著しく向上します。ハイパースケール企業はまた、テナントに余剰能力をリースすることで、効率と収益性を向上させることもできます。
• ハイパースケールアーキテクチャ
  ハイパースケールアーキテクチャの明確な定義はありませんが、一般的な特性には、ペタバイトレベル（またはそれ以上）のストレージ容量、複雑な負荷分散およびデータ転送機能を実行するディスクリートソフトウェアレイヤー、組み込みの冗長性、およびコモディティサーバーハードウェアなどがあります。小規模なプライベートデータセンターで使用されるサーバーとは異なり、ハイパースケールサーバーは通常、より広いラックを使用し、再構成を容易にするように設計されています。この機能の組み合わせにより、実質的にハードウェアからインテリジェンスが削除され、代わりに高度なソフトウェアと自動化に依存してデータストレージを管理し、アプリケーションを迅速に拡張できます。
• ハイパースケールとハイパーコンバージドの比較
  コンピューティングをストレージおよびネットワーキング機能から分離するハイパースケールアーキテクチャとは異なり、ハイパーコンバージドアーキテクチャは、これらのコンポーネントを事前にパッケージ化されたモジュラーソリューションに統合します。仮想環境で作成されたソフトウェア定義の要素では、ハイパーコンバージドビルディングブロックの 3 つのコンポーネントを分離することはできません。ハイパーコンバージドアーキテクチャにより、単一の接点を介して迅速にスケールアップまたはスケールダウンすることが容易になります。その他の利点には、バンドルされた圧縮、暗号化、および冗長性機能が含まれます。

ハイパースケールの接続性

ハイパースケールモデルがより分散化するにつれて、エッジコンピューティングとマルチクラウド戦略がますます一般的になっています。データセンター内の物理的な接続と、ハイパースケールの場所をシームレスに統合する高速ファイバーリンクの接続性を保証する必要があります。

• データセンター相互接続（DCI）は、世界中のインテリジェントエッジコンピューティングセンターだけでなく、大規模なデータセンターを相互リンクするために使用されます。 
• DCI 接続テストは、スループットを迅速に検証し、レイテンシやその他の問題の原因を正確に特定することにより、インストールを容易にします。
• PAM4 変調と前方誤り訂正（FEC）により、超高速の 400～800G イーサネット DCI 接続はさらに複雑になります。 

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数秒で完了する自動化された MPO 端面検査、複数の 400G または 800G ポートの同時テスト、仮想サービスアクティベーションと監視は、進化するハイパースケール相互接続アーキテクチャに対応するために必要なテスト機能の一部です。

ハイパースケールテストの実践

ファイバー接続、ネットワークパフォーマンス、およびサービス品質に関する多くのハイパースケールのテスト慣行は、規模が大幅に大きいだけで、従来のデータセンターのテストと一致したままです。テストの複雑さが増しても、稼働時間の信頼性はより重要となります。フルキャパシティーに近い状態で実行されている DCI は、スループットを検証し、障害が発生する前に潜在的な問題を見つけるために、一貫してテストおよび監視する必要があります。リソースの需要を最小限に抑えるために、自動監視ソリューションを使用する必要があります。

データセンターのハードウェアとソフトウェアをカスタマイズすると、相互運用性がプレミアムテストソリューションに不可欠となります。これには、ハイパースケールの多様性に対応するためのオープン API をサポートするテストツールが含まれます。高密度と大容量を可能にする PCIe や MPO のような一般的なインターフェイスに対する需要が高まっており、それらを効率的にテストおよび管理するためのソリューションが必要です。

• MAP-2100 のようなビット誤り率テスターは、 ネットワークテストを実行するための人員がほとんど、あるいは全くいない環境向けに特別に開発されました。 
• ハイパースケールエコシステムを対象としたネットワーク監視ソリューションは、複数の物理的または仮想のアクセスポイントから大規模なパフォーマンス監視テストを柔軟に開始できます。
• MPO やリボンファイバーなどの要素に対して定義されたテストのベストプラクティスは、展開内で大規模に適用できます。

ハイパースケールソリューション

新しいデータセンターのインストールにより、サイズ、複雑さ、密度が増え続けています。もともと他の大容量ファイバーアプリケーション用に開発されたテストソリューションや製品を使用して、ハイパースケールのパフォーマンスを検証および保守することもできます。

• 端面検査：データセンター内およびデータセンター間の大量のファイバー接続には、信頼性が高く効率的な端面検査ツールが必要です。単一の粒子、欠陥、または汚染された端面は、挿入損失とネットワークパフォーマンスの低下を引き起こす可能性があります。ハイパースケールアプリケーション用の最高の端面検査ツールには、コンパクトなフォームファクター、自動検査ルーチン、および多芯ファイバーコネクターの互換性が含まれます。 

  
• ファイバー監視：ハイパースケールデータセンター業界内での光ファイバーの増加により、ファイバーの監視は困難ながらも不可欠なタスクとなっています。導通、光損失測定、光パワー測定、および OTDR 用の多用途のテストツールが必須です。これは、ネットワーク構築、アクティベーション、トラブルシューティング活動のすべての段階で当てはまります。ONMSi 遠隔ファイバーテストシステム（RFTS）のような自動ファイバー監視システムは、即時アラート機能を備えたスケーラブルで中央集約型のファイバー監視を提供できます。

  
• MPO：多芯ファイバープッシュオン（MPO）コネクターは、かつては主に高密度トランクケーブルに使用されていました。今日、ハイパースケール密度の制約により、パッチパネル、サーバー、およびスイッチ接続に MPO が急速に採用されるようになっています。ファイバーのテストと検査は、自動化された合否結果機能を備えた専用の MPO テストソリューションを使って高速化することができます。

  
• 400G および 800G の高速伝送：高い帯域幅需要のある IoTや 5G のような新技術により、400G や 800G のような最先端の高速イーサネット規格がハイパースケールソリューションに不可欠なものとなりました。スケーラブルな自動テストツールは、高度なエラー率とスループットテストを実行してパフォーマンスを検証できます。業界標準の Y.1564 および RFC2544 サービスアクティベーションのワークフローも、レイテンシ、ジッター、およびフレーム損失を高速で評価します。

  
• 仮想テスト：かつては現場でネットワーク作業者を必要としたポータブル型テスト測定器は、現在では、Fusion テストエージェントを介して仮想的に操作し、リソース要件を削減することができます。ソフトウェアベースの Fusion プラットフォームを使用すると、ネットワークを監視し、SLA を検証できます。RFC 6349 TCP スループットテストなどのイーサネットアクティベーションタスクも、仮想的に開始および実行できます。

  
• 5G ネットワーク 分散型の非集約型の 5G ネットワークは、ハイパースケールソリューションと、ネットワーク機能、アプリケーション、およびセキュリティの仮想テストに対する需要をさらに高めています。TeraVM ソリューションは、物理ネットワーク機能と仮想化ネットワークの機能の両方を検証し、数百万の固有のアプリケーションフローをエミュレートして、全体的な QoE を評価するための貴重なツールです。完全な End-to-End の RANtoCore™ テストおよび検証ソリューションの詳細。  

  
• 可観測性：可観測性の概念は、より高いレベルのパフォーマンスと信頼性を引き起こす、ネットワークに対するより深いレベルの洞察に結びついています。VIAVI Observer プラットフォームは、貴重なネットワークデータソースを利用して、柔軟で直感的なダッシュボードと実用的な洞察を生み出します。これにより、問題の解決が速くなり、拡張性が向上し、サービスの提供が最適化されます。パフォーマンス管理と安全性の詳細

  

当社が提供するもの

多様な VIAVI テスト製品は、ハイパースケールの構築、アクティブ化、およびメンテナンスのすべての側面とフェーズをカバーしています。より大規模で高密度のデータセンターとエッジコンピューティングへの移行過程全体で、ファイバー端面検査は全体的なテスト戦略の主要部分であり続けています。

• 認証試験：MPO コネクターの使用率の急速な拡大により、FiberChek サイドワインダーは自動化された多芯ファイバーの端面認証の理想的なソリューションとなっています。SmartClass ファイバー MPOLxなどの MPO インターフェイス用に特別に設計された光損失テストセット（OLTS）もまた、Tier 1ファイバー認証試験をより簡単で信頼性の高いものにしています。

• 高速テスト：ハイパースケールの高速接続性をサポートするには、光トランスポートネットワーク (OTN)のテストとイーサネットのサービスアクティベーションを迅速かつ正確に実行する必要があります。
  • MTS-5800 100G は、ファイバーテスト、サービスアクティベーション、およびトラブルシューティング用の、業界をリードする、頑丈でコンパクトなデュアルポート 100G テスト測定器です。この用途の広いツールは、メトロ/コアアプリケーションおよび DCI テストに使用できます。
  • MTS-5800 は、再現可能な手法と手順で操作の一貫性をサポートします。
  • 用途が広く、クラウド対応の OneAdvisor-1000は、フルレートとプロトコルカバレッジ、PAM4 ネイティブ接続、400G およびレガシーテクノロジーのサービスアクティベーションテストにより、高速テストを次のレベルに引き上げます。

• 多芯ファイバー、オールインワン：ハイパースケールアーキテクチャは、MPO 接続を介して、自動化 OTDR テストのための理想的な環境を生み出します。多芯ファイバー MPO スイッチモジュールは、MPO が支配的な高密度ファイバー環境向けのオールインワンソリューションです。MTS テストプラットフォームと組み合わせて使用すると、時間のかかるファンアウト/ブレイクアウトケーブルを必要とせずに、OTDR を介してファイバーを特性評価できます。認証試験のための自動テストワークフローは、最大 12 本のファイバーに対して同時に実行できます。

• 自動化テスト：テストプロセスの自動化（TPA）は、ハイパースケールの構築時間、手動のテストプロセス、およびトレーニング時間を削減します。自動化により、ハイパースケールデータセンター間の効率的なスループットと BER テスト、および複雑な 5G ネットワークスライシングの End-to-End 検証が可能となります。

  • SmartClass ファイバー MPOLx 光損失テストセットは、ネイティブ MPO 接続、自動化されたワークフロー、およびリンクの両端の完全な可視性を使って Tier 1 ファイバー認定試験に TPA をもたらします。包括的な 12芯 テスト結果を 6 秒以内に提供します。
  • ハンドヘルド型オプティメーター光ファイバーメーターは、完全に自動化されたワンタッチのファイバーリンク認証試験を 1 分以内に完了することにより、「テストなし」オプションを無関係なものにします。

  

  
  

  
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• スタンドアロン、リモートファイバー監視：高度なリモートテストソリューションは、スケーラブルで無人のハイパースケールクラウド環境に最適です ファイバー監視を使って、劣化、ファイバータップ、侵入などの検出されたイベントは、アラートにすばやく変換され、SLA 契約と DCI の稼働時間を保護します。ONMSi 遠隔ファイバーテストシステム（RFTS）は、継続的な OTDR「スイープ」を実行して、ネットワーク全体のファイバーの劣化を正確に検出および予測します。ハイパースケールデータセンターの OpEx、MTTR、およびネットワークのダウンタイムが大幅に削減されます。

• 可観測性と検証：5G のハイパースケールクラウドとエッジコンピューティングを可能にする同じ機械学習（ML）、人工知能（AI）、およびネットワーク機能仮想化（NFV）のブレークスルーも、高度なハイパースケールテストソリューションを推進しています。
  • Observer プラットフォームは、強化されたフローデータとトラフィック会話の詳細をリアルタイムの健全性評価と貴重なエンドユーザーエクスペリエンススコアにインテリジェント変換することにより、従来の監視を超えたものとなっています。

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  • 柔軟性のある TeraVM ソフトウェアアプライアンスは、仮想化ネットワークの機能の検証に最適です。アクセス、モバイルネットワークのバックホール、セキュリティなどの主要なネットワークセグメントは、ラボ、データセンター、またはクラウドで完全に検証できます。

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