データセンターを支える光伝送技術 〜データセンター間を相互接続する技術：光伝送技術を知る（6）（1/3 ページ）

近年、地理的に分散した複数個のデータセンターを接続するデータセンター間相互接続通信（DCI：Data Center Interconnect）が注目されている。今回は、そうした技術の幾つかを解説する。

[高井厚志，EE Times Japan]

データセンター間の相互接続

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　近年、地理的に分散した複数個のデータセンターを接続するデータセンター間相互接続通信（DCI：Data Center Interconnect）が注目されている。

　データセンター間相互接続（DCI）は大きく2種類ある。一つはインターネット通信を含むデータセンター資源の高効率化やコスト低減、バックアップなどを目的とした、広域通信ネットワーク（WAN：Wide Area NetworkやMAN：Metropolitan Area Network）を用いる接続。もう一つは最近話題となっている、離れたデータセンターにあるサーバ間の東西トラフィックを接続することで、さらなるスケールの拡張を狙ったハイパーデータセンター間接続である。

図1　データセンター間相互接続（DCI）の概要（クリックで拡大）

DCIの形式

　一つ目の広域通信ネットワークを用いたDCIにはさまざまな形式があり、時代とともに変化してきた。

　初期では、バックボーンネットワーク（あるいはWAN）を利用し、データセンターを接続していた。災害時などのビジネス継続（Business Continuity）やバックアップなどが目的であった。インターネットの発展とともに、ISP（Internet Service Provider）へのサービス向上や、データセンター資源効率を高めるためにグローバルにデータセンターを開設し、それらを接続するようになっていった。

　これらのDCIでは、一般的に専用線など通信オペレータによって管理されたネットワークで接続され通信容量や品質はオペレータによって保証されるが、コストとセキュリティが課題である。

　「ドットコム」ブームなどによるインターネット利用の爆発的拡大に対し、スケールアップのため近接してデータセンターが次々に開設されたが、これらのデータセンターを結ぶことで、効率の向上を狙った。

　具体的には、主に数百メートル〜数十キロメートル離れた場所にデータセンターを設営し、比較的短距離で低レイテンシかつ高いセキュリティのMAN（Metropolitan Area Network）を利用して、接続した。さまざまなネットワークシステムが開発され、ネットワークオペレータもこれに適したサービスを提供し始めたのである。

　ハイパースケールデータセンターオーナーの出現で変化したのは、広域ネットワークを自社に構築し始めたことである。データセンターの設置によって局所的に発生する膨大な通信需要に、通信サービス会社の投資が追い付かなかったことが原因だ。

　ダークファイバーやファイバーリンクのリースを利用したり、ファイバーケーブルの敷設に投資したりして、自社専用の長距離伝送網を運営するようになってきた。図2は、公表されているGoogleとMicrosoftの大陸間海底通信を含む、世界中を結ぶファイバー通信網である。

図2　Google（上）とMicrosoft（下）のグローバルファイバー通信網（クリックで拡大）

　WANやMANを利用したDCIでは、長距離伝送の装置や部品が使用されている。

　一般的に、データセンターのコアルーターが伝送装置に接続される。データは異なる波長の光信号に載せられ、波長多重伝送される。その伝送速度や波長、ファイバーのルートなどの管理は通信オペレータ（自社の場合も同様）が行い、エンド・ツー・エンドでの接続を保証する。最近は、デジタルコヒーレント技術を用い、1本のファイバーで、400Gビット/秒（bps）や600Gbpsの伝送速度で、20Tbpsの大容量データを数千キロメートル伝送することが可能になっている。詳細は省くが、最近のSDN/NFV（Software Defined Network/Network Function Virtualization）やDisaggregation技術が参入障壁を低くし、柔軟なネットワークが構築可能である。