データセンターインターコネクトとは

2 つ以上の個別のデータセンターをリンクして、リソースのプール、従業員の作業負荷のバランス、データの複製、災害復旧計画を実施し、ビジネスデータを限界に近づけるために使用されるテクノロジーを指します。光ファイバー DCI は、伝送距離に基づいて 3 つのカテゴリーに分類できます。

• キャンパス DCI：通常、最大 5 km 以内で、同じキャンパスの複数のデータセンターを相互接続します。
• メトロ DCI：100km 以内で、地域やアベイラビリティゾーン内のデータセンターキャンパス間の相互接続です。
• 海底：海底光ファイバーケーブルを使用した、数百キロにわたる超長距離データセンター相互接続   

TIA 942-A Data Center

クラウドコンピューティングと IoT が新たなレベルの規模と複雑さを推進し続ける中、帯域幅を最大化し、レイテンシを最小化するために、さまざまな光伝送テクノロジーが利用されています。

ストレージと速度に対する需要増により、世界中で新しい設置場所が増加しており、インターコネクトが数千に及ぶハイパースケールカテゴリーのものも多くが含まれます。256 QAM 変調により、400G を単一の波長で実現できるようになりました。障害検出、スループット、レイテンシ、およびストレステストは、依然としてインストール時に不可欠ですが、このイノベーションにより、待望の容量増加が実現します。

VIAVI は、DCIS の構築、試運転、拡張、監視のための強力で革新的なデータセンターソリューションを提供することで、データセンターインターコネクト市場を End-to-End でサポートします。この総合的なアプローチには、DCI に対する堅牢なパフォーマンス検証と、ハイパースケールエコシステムに不可欠な機器の包括的なテストが含まれます。

「ハイパースケール」という用語は、一見無限に見える施設内に無数のサーバーを収容する大規模な場所と同義になっています。クラウドサービスプロバイダー、インターネットコンテンツプロバイダー （ICP）、およびビッグデータストレージの各業界は、実際の施設を前例のないレベルにまで拡大してきています。 

ハイパースケールは、これらの新しいデータセンターの規模だけでなく、そのアーキテクチャの定義にも使用されるようになっています。それらのサイズと規模は、始めるのに便利です。ハイパースケールデータセンターには、最低 5,000 台の稼働サーバーと、少なくとも 10,000 平方フィートの広さがあります。ただし、一般に、ハイパースケールの施設は非常に大きく、多くの場合、サーバー数は数万台に及びます。設置面積やサーバーの数以外にも、内部で何が起きているのかという点も同様に重要です。そこでは、ますます細分化され高密度で使用電力を最適化したインフラを使用して、同種のスケールアウト型グリーンフィールドアプリケーションポートフォリオを構築しています。 

ハイパースケーラー は、数百万の顧客にほぼ完璧なサービスを提供でき、また提供する必要があります。カスタマイズされたコンピューティング、高速ネットワーク、高度な仮想化ソフトウェアが多くの都市よりも多くの不動産を占有するという利点があるにもかかわらず、1 つのセンターではこれらの需要に個々に対応できません。新しいハイパースケールのパラダイムでは、データセンター接続ソリューションによってすべての場所の間を結合する要素が提供され、大規模な複合体を 1 つのエンティティとして動作できるようになります。ヘルスケア企業は、このテクノロジーの恩恵を受ける業界の一例にすぎません。   

インターコネクトソリューションの素早い導入と使用は、サーバーの容量や床面積を追加することなく、拡張性と汎用性を維持するための効率的な方法です。この重要な DCI テクノロジーをメトロと長距離の接続に利用すると、外部からの侵入、偶発的な断線、または切断に対する脆弱性が高まり、コストのかかる停止を引き起こす可能性があります。このために、ファイバー監視ソリューションとパフォーマンス監視ソリューションは、プロアクティブな方法で DCI を保護し、平均修理時間 (MTTR) を最小限に抑えるために不可欠なツールです。 

規模と複雑さが発展し続けているため、アーキテクチャも進化しています。コアルーター、集約ルーター、およびスイッチで構成される従来の 3 層アーキテクチャモデルは、ハイパースケールソリューションのニーズを満たすためにリーフ／スパインアーキテクチャに置き換えられました。トップオブラック（TOR）アーキテクチャは、ラック内のスイッチとサーバー間の接続を同じ場所に配置することで、ケーブル配線を削減します。エンドオブロー／ミドルオブロー（EOR/MOR）アーキテクチャは、スイッチポートを指定された場所に統合し、場合によっては、接続の中心となる場所としてパッチパネルを採用することもあります。

テラビット/秒（Tbps）の範囲でデータセンター間のスループット要件を満たすために、アーキテクチャソリューションではデータセンターインターコネクト構成も考慮する必要があります。ファイバーインフラは、各センターの相対的な場所、東西のトラフィックフロー量、およびハードウェア構成に基づいて選択されます。このアーキテクチャの組み合わせでは、超高密度、高ファイバー数ケーブル配線、256 QAM、および 高密度波長分割多重（DWDM）が基本オプションです。80km 以上の長距離 DCI 伝送では、レイテンシが増加し、EDFA またはラマン増幅、またはメトロやキャンパスでの展開では必要のないその他のアクティブな増幅要素が必要になる場合があります。

データセンターインターコネクトはデータセンターにまで拡張されますか？ 

DCI はデータセンターアーキテクチャに不可欠なコンポーネントですが、独自のテストと信頼性に関する考慮事項がある独立したエンティティでもあるため、カスタムソリューションが必要となります。 

エントランスルームの高度なラックマウント型インターフェイスソリューションは、終端用の接続ポイントとアクセスポイントを提供します。これらのデバイス内のインターフェイスカードには、DCI からデータセンターへのハンドオフを完了するために不可欠なトランスポンダ機能、スイッチング機能、および多重化機能が備わっています。 

ほとんどのセンターにある圧縮され高密度に実装されたハードウェアフットプリントは、数百マイルにも及ぶ可能性のある繊細なソリューションとは対照的です。物理的属性と制約の組み合わせにより、テストソリューションの包括的なポートフォリオによってのみ軽減できる、テストと認証に関する独自の課題が発生します。 

VIAVI SmartClass Fiber OLTS-85 などの高度なファイバーネットワーク認証ソリューションにより、単一のコンパクトなデバイスで完全な Tier 1 のファイバーネットワーク認定試験が可能になり、ローカルエンドとリモートエンドの両方のテストに可視性が提供されます。MPOLx は、損失、極性、終端検査、およびネイティブ MPO 接続インターフェイス上の認定試験用に特別に設計されたフル機能の光損失テストセットです。 

拡大し続ける顧客の需要により、より複雑なワークロードを運ぶ、新しいハイパースケールデータセンターや DCI の設置が飛躍的に増加しています。こうした構築の急増は、従来のスタンドアロン型センターから、DCI をさらに活用することで規定される「メッシュ」ネットワーク構造への移行を反映しています。テスト戦略も同様に進化し、自動化、依存関係、ファイバーネットワークセキュリティ、および接続の集約に重点を置くようになっています。

24 時間 365 日の稼働時間を達成するには、スループット、レイテンシ、ビットエラーレート（BER）などのパフォーマンスメトリックスを、センター内外で入念にテストおよび監視する必要があります。センター間の何マイルにも及ぶ接続ファイバーはまた、何百万人ものユーザー、人、クライアント、および従業員に影響を与える可能性のある故障や中断の無数の新たな機会ももたらします。

複雑に絡み合ったネットワークでは問題を特定するのが難しい場合があるため、ソリューションでは可視性と拡張性を重視する必要があります。独自のハイパースケールロケーションと DCI の急速な展開により、変わった仕様や独自仕様に基づいた相互運用性プロトコルとインフラが多くなり、テストソリューションの開発がさらに複雑になっています。

大量の接続と経路、およびアップタイムの信頼性に対して高い要求があるため、ネットワークとサービスの両方をテストすることがこの環境では不可欠になります。ハイパースケール DCI は、多くの場合、フルキャパシティで継続的に稼働することが期待されます。人間の介入をほとんどまたはまったく必要としない監視ソリューションは、これらの環境、特に仮想アクセスポイントから起動および制御できる環境に論理的に適しています。MAP-2100 ラックマウント型テストユニットは、無人設置場所間の DCI の高精度の帯域幅スループットテスト（RFC 2544, Y.1564）を実行できます。 

DCI のテスト戦略を成功させるには、計画段階と導入段階での End-to-End（E2E）の可視化戦略から始まります。戦略は、継続的な管理とメンテナンス段階を通して実施されます。相互運用性は、オープン API をサポートするテストツールによって柔軟性が向上し、ハイパースケールの組織が独自の自動化コードを確立できようになるため、DCI 環境におけるテストソリューションの重要な属性です。 

これらの新しい環境が共生的な変革を推進する中、VIAVI ソリューションズは、オープンソースのイニシアチブと、独立性と革新への道を維持するベストプラクティスに関して、標準化団体と緊密に連携し続けています。 

データセンターインターコネクトソリューション 

DCI のインストール、アクティベーション、および監視に関連する課題には、継続的なサービス品質を確保するために、最高のファイバーテストソリューションをまとめて使用する必要があります。ハイパースケール技術の急速な進化と、DCI 経路の展開を促進する高い使用率が組み合わされることで、エラーに対する余地はほとんどなくなっています。 

端面検査 
ファイバーは、接続ソリューションの生命線です。汎用性の高い端面検査ソリューションは、検証の重要な要素であり、設置時に発生する欠陥や汚染によりパフォーマンスが低下することを防ぐことができます。自動ルーチン、コンパクトなフォームファクター、および利用可能な多芯ファイバー接続を備えた VIAVI の検査ソリューションは、DCI のファイバー接続保証のための強固な基盤を確立します。

400G および 800G の高速伝送
極端なネットワークに求められる帯域幅は、長距離にわたって大量の情報を伝送することになるため、インターコネクトにまで波及します。400G および 800G カテゴリーのテラビットイーサネットは、より高度なレベルの BER テストと PAM-4 変調のサポートを必要とするデータセンターインターコネクトに採用されているトランスポートテクノロジーの 1 つです。これらの最先端のデータセンターテクノロジーを組み込んだテストソリューションは、ライフサイクルの開発、導入、およびメンテナンスの各フェーズにおいて非常に貴重です。 

メトロ 100G および 200G
メトロカテゴリーの DCI は通常、5～80km の距離にあり、リンクURLは近隣の都市や中規模の地理的地域にあります。メトロインターコネクトは、多くの場合、最適なパフォーマンスを確保するために、ファイバーリンクの適合性、特性評価、およびパフォーマンスのテストを必要とする 100G または 200G のネットワークトポロジーを使用します。自動化されたテストスクリプトを使用したオールインワンのネットワークおよびファイバーテストソリューションにより、ターンアップ、スループット、および高精度のレイテンシテスト要件に必要な効率が追加されます。 

オンデマンドのファイバー監視およびリモートファイバーテスト
DCI では、最大の稼働時間と最小のレイテンシを保証するために、侵入、偶発的な停止、切断、中断に対し一貫して保護する必要があります。ファイバーの品質がわずかに低下しても、スループットが大幅に低下し、ビットエラーレートが上昇する可能性があります。 

容量が限界まで拡張されているため、パフォーマンス低下の余地はありません。FTH-5000 または FTH-9000 ラックマウント型 OTDR テストユニットは、ONMSi 遠隔ファイバーテストシステムと連携して動作し、継続的な監視のためのプロアクティブな自動化ソリューションを形成します。ファイバーの不具合は、ピンポイントの精度で特定され、即時評価がトリガーされ、アラートが発生します。センターは、1625～1650nm の範囲の波長を使用して、修理後のサービス中にオンデマンドでテストしたり、ファイバーあたり非常に短いスキャン時間で定期的に監視できます。リモートの自動ファイバー監視は、ファイバー障害を発見し場所を特定し、レイテンシやビットエラーレートを引き起こす可能性のある劣化を見つけるために経時的に追跡できます。

予防保守により、ファイバープラントによる停止の 20% を停止できます。専用ファイバーの場合、両者は客観的なデータにアクセスして、ファイバー障害の境界を定め、適切なチームが修復し、MTTR（平均復旧/解決時間）の主要業績評価指標を管理できます。データセンターの停止の 3 分の 1 はファイバープラントの問題が原因であるため、この手法はアップタイムの SLA 契約条件を管理するために重要です。 

DCI には通常、復元性と高可用性を提供するために、冗長で地理的に一意のファイバー経路が 2～3 つあります。ファイバー監視と ONMSi 製品はいずれも、データセンターインターコネクトの健全性を可視化し、断線、曲がり、コネクタ不良、外れた/切断されたパッチコードが伝送を中断する脅威がある場合に迅速に通知します。 

最後に、高出力のモジュール型 FTH-9000 を高感度モードで使用すると、トラフィックのコピーを取得しようとする光ハッカーからのセキュリティ上の脅威を自動的に特定できます。これは、光カプラーを回線に追加し、ファイバーを曲げて少量の光を取り込むことで実現されます。これは、数百万ドルもするデータセンターのトラフィックに検出されることなくアクセスするためのコスト効率の良い方法です。超高性能 OTDR を使用したこのユースケース専用に設計されたファイバー監視ソリューションと特許取得済みの計算が、この侵入から保護するためには必要です。ほとんどの DCI は、盗難から保護する必要がある規制された機密の個人情報を保持しており、自動監視が防御の最前線です。情報が暗号化されている場合でも、時間の経過とともにコードが解読されたり盗まれたりする可能性があるため、盗難をなくすことが極めて重要です。 

Vulnerabilities in a Data Center Network

仮想テストとアクティベーション
メトロおよびコアネットワークメッシュテストは、仮想化されたテストエージェントによって大幅に簡素化されます。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、ネットワークに組み込まれた仮想テストエージェントとハードウェアを組み合わせて、仮想のサービスアクティベーションとパフォーマンス監視を容易に行うことができます。グローバルなデータセンターインターコネクトの拡大により、これらのツールは技術者の派遣を最小限に抑え、迅速な導入と検証を可能にし、SLA 上の保護に対応します。 

ファイバーテストと認証試験
帯域幅が拡大し続ける中で、お客様の要件を満たすということは、ファイバー容量の増加を意味します。これは、サービス市場の量と多様性の増加、エンドポイント/ユーザーの増加、無数の収益化の機会につながります。ファイバーネットワークは、帯域幅の制約に対処するための明白なソリューションです。 

OTDR/ファイバー特性評価 および OSA テストは、今日の大容量光ファイバーインターコネクトのコミッションイング、構築、およびインサービステストをサポートしています。VIAVI は、基本的なテストから詳細なテストまで、あらゆるニーズに対応するビルトイン自動化機能を備えた、設置、メンテナンス、トラブルシューティングのこのフェーズで必要となる基本的な光ファイバーテストのための最も包括的なファイバーテスターを提供しています。 

MPO 
マルチファイバープッシュオン（MPO）コネクタに固有のコンパクトな設置面積とファイバー密度は、非常に混雑したハイパースケールセンターおよびインターコネクトのもう 1 つのオプションです。ネイティブ MPO 接続のコンバージェンス、自動化されたワークフロー、および高速で信頼性の高いレポートを提供する検査およびテストツールにより、マルチファイバーコネクタの拡張性と効率性を最大限に活用できます。