クラウドネイティブ5Gサービスベースアーキテクチャ（SBA）ソリューション

未来を支えるクラウドネイティブ5Gインフラが、今ここに

サービスプロバイダーは、非常に大きな課題に直面しています。5Gの導入には複雑で数年にわたる取り組みが必要であるにもかかわらず、5Gスタンドアロンコアアーキテクチャの実現に向けて今すぐ着手し、競合他社よりも迅速に進めなければなりません。F5は、F5 BIG-IP Next Service Proxy for Kubernetes（BIG-IP Next SPK）と、通信事業者向けのAspen Meshサービスメッシュを通じて、サービスプロバイダーによる5Gビジョンの実現を可能にするソリューションを提供できるようになりました。本書では、サービスベースアーキテクチャを基盤とする5Gインフラストラクチャモデルの概要と、F5のソリューションがそのモデルをどのように実現するかについて説明します。

動的なリソース割り当てを実現するサービスベースアーキテクチャ

スタンドアロン型5Gネットワークのコアには、3GPPで定義されたサービスベースアーキテクチャ（SBA）が採用されます。5Gの中心となるのはアプリケーションです。これを実現するため、5Gネットワークは、ネットワークリソースを最適化して最適なサービス性能を提供できるよう設計されたSBA上で稼働します。SBAは、自己完結型で相互に独立し、再利用可能なさまざまなネットワーク機能で構成されます。ネットワークに動的な弾力性と拡張性をもたらし、ネットワーク全体で容量をきめ細かくプロビジョニングできます。

新しいネットワークコアで重視されるのは、速度やレイテンシよりも、新しいサービスや業務アプリケーションの提供です。ネットワークでは、リソースを動的に割り当てることで、各ユースケースに必要な適切なサービスレベルとネットワーク可用性を確保できるようになります。また、モノのインターネット（IoT）、仮想現実、人工知能、機械学習などの新たな機能によって実現される第4次産業革命のアプリケーションを通じて、法人顧客を支援します。

5Gの鍵を握るクラウドネイティブ

サービスプロバイダーは、マイクロサービスベースのクラウドネイティブソリューションを使用してSBAを構築できます。クラウドネイティブソリューションは、仮想化されたVMベースのネットワークを進化させたものです。これにより、キャパシティをよりきめ細かくプロビジョニングできます。ピーク時ではなく平均的な需要に合わせてキャパシティをプロビジョニングし、効率を最適化できるため、これは5Gにとって極めて重要です。クラウドネイティブネットワーク機能（CNF）は、このソリューションの実現に必要なスピードと柔軟性を備えています。また、クラウドネイティブソリューションを採用することで、大手モバイルネットワーク機器プロバイダーによるベンダーロックインを軽減し、機能と価格に基づいて最適なベンダーを選択できるようになります。

仮想ネットワークと比較して、サービスメッシュで管理されるクラウドネイティブネットワークには、次の利点があります。

• 迅速なデプロイ：クラウドネイティブの機能とアプリを個別にスケーリング、アップグレード、デプロイ可能
• 効率の向上：クラウドネイティブアプリケーションは、仮想マシンベースのソフトウェアと比べてリソース消費量を最大40%削減し、サーバー利用の無駄を減らします
• 運用コストの削減：すべてのエッジクラウド環境にわたる自動化とプログラム可能な運用により、間接コストの削減を支援します

F5のソリューション

F5は、このSBAベースの5Gビジョンを実現するソリューションを提供できるようになりました。F5のソリューションは、次の2つのコンポーネントで構成されています。

BIG-IP Next Service Proxy for Kubernetes

Kubernetesは通信事業者向けに特化して設計されておらず、一部のネットワークプロトコルをネイティブにサポートする機能がありません。F5のソリューションであるBIG-IP Next SPKは、Kubernetes環境に不可欠な通信事業者グレードの機能をもたらします。これにより、通信事業者は既存の4Gネットワークとクラウドネイティブな5Gコアネットワークを橋渡しできます。BIG-IP Next SPKは、5GコアのKubernetesクラスターへのコンテナイングレス（North/South）で、4Gシグナリングトラフィックの管理、可視化、セキュリティを提供します。Red Hat OpenShift上で稼働し、5G HTTP/2-REST、Diameter、SIP、GTP、SCTPなど、通信事業者固有のプロトコルをプロキシすることもできます。

キャリアグレードのAspen Mesh

The Carrier-Grade Aspen Meshソリューションは、Kubernetesクラスター内およびクラスター間を流れるEast/Westトラフィックに対する可観測性、セキュリティ、トラフィック管理を提供します。これにより、サービスプロバイダーは、ネットワークセキュリティの確保と政府要件への準拠に必要なツールを利用できます。また、CNFから独立しているため、サービスプロバイダーは独自のサービスメッシュを所有・管理し、最も重要な資産であるネットワークのパフォーマンスと信頼性を確保できます。

図1：Kubernetesノードへのイングレストラフィック（North/South）とノード内トラフィック（East/West）を管理するF5 BIG-IP Next SPKおよびCarrier-Grade Aspen Mesh。

まとめ

次世代5Gコアを導入・運用することで、革新的かつ高度な5Gソリューションの可能性を最大限に引き出し、ネットワークの拡張性と効率をさらに高めることができます。5Gコア設計における運用の自律性を高めることは、新たなネットワーク技術によって実現し、一般消費者や企業のお客さまに提供される次世代サービスにとって極めて重要です。世界の5Gリーダー各社と連携するF5独自のBIG-IP Next SPKとCarrier-Grade Aspen Meshは、5Gの可能性を現実のものにするうえで重要な役割を果たします。