ネットワーク自動化とは

ネットワーク自動化により、開発者がコンピューティング・ネットワークの管理とプロビジョニングに費やす時間、労力、および費用が削減され、サービスのアップグレードと導入をより迅速に実装できるようになります。ネットワーキング・テクノロジーの大幅な進化にもかかわらず、ネットワーク管理プラクティスは何十年にもわたってほとんど変わらず、手動プロセスに大きく依存しています。

しかし、手動でのネットワーク構成と管理は面倒でエラーが発生しやすい作業であり、現代のネットワークに伴う動的かつ予測不可能なワークロードの要求を処理するには不十分です。

ネットワーク自動化は、ネットワークの構成とテスト、リソースのプロビジョニング、負荷分散、ワークフロー展開などのプロセスを自動的に実行することで、これらの問題に対処します。反復的なネットワーク・タスクを自動化することで、組織は人員の需要を最小限に抑え、運用コストを削減し、ITスタッフが（時間のかかる手動による保守ではなく）イノベーションに集中できるようになります。

また、プロセスを自動化することで、ネットワーク構成とポリシーがエコシステム全体に均一に適用されるようになり、企業は人為的ミスによって引き起こされがちなネットワークの停止やセキュリティー問題を最小限に抑えることができます。ネットワークの自動化により、IT部門はネットワークの接続性、性能、レジリエンス、俊敏性、リソースなどを向上させることができます。

ネットワークの自動化は、標準のコマンドライン・インターフェース（CLI）の引数を通じて、またはネットワーク・デバイス（ルーター、スイッチ、ファイアウォール、サーバー、その他のデバイスなど）全体に適用されるソフトウェア層の使用を通じて実現できます。

CLIは、コマンドラインと呼ばれるテキスト行を使用してプログラムを実行し、コンピューターのオペレーティング・システムとやり取りするユーザー・インターフェースです。ネットワーク管理者が自動ワークフローを作成する場合、演算子（特定のアクションを開始する記号または特殊文字）を使用して、以前のコマンドの成功または失敗に基づいてイベント・シーケンスを作成し、実行できます。また、コマンド・リストをテキスト・ファイル（シェル・スクリプトと呼ばれる）にコンパイルして、CLIが単一のコマンドラインを使用して複数のコマンドを同時に実行できるようにすることもできます。

ネットワーク自動化ソフトウェアは、ネットワーク・タスクをすぐに使用できるプログラムに簡素化し、ユーザー・インターフェースから簡単に選択、スケジューリング、展開できるようにします。アプリケーション・プログラミング・インターフェース（API）を利用して、オンプレミス・データセンター、パブリッククラウドとプライベートクラウド、ハイブリッドクラウドとマルチクラウド環境全体のハードウェアおよびネットワーク・デバイスとの通信を容易にします。

ソフトウェア・ソリューションでは、たとえば、インベントリー、モジュール、プラグイン、API エンドポイントを、サービス・プロバイダー全体で使用できる検索可能で展開可能なオートメーション・プレイブックに整理することで、ネットワーク権限とデバイス構成を自動化できます。

また、人工知能（AI）と機械学習（ML）のテクノロジーを統合することで、ネットワーク自動化ツールにより、チームはネットワーク速度と運用効率を大幅に向上させることができます。

AI駆動型の自動化エンジンはネットワークとアプリケーションのパフォーマンスを評価し、必要に応じて構成を自動的に調整します。ML機能を使用することで、ネットワーク自動化ツールは帯域幅の使用状況とパフォーマンスの傾向を分析し、確立されたパラメーターとパフォーマンス・メトリクスに基づいて物理および仮想ネットワーク資産を構成できます。MLベースの自動化機能は経験から学習するため、システムは時間の経過とともにますます熟練し、より迅速に問題を解決できるようになります。

ほとんどのネットワーク自動化戦略は、ソフトウェア駆動型の自動化とCLIベースの自動化の両方のメリットを（さまざまな程度にわたって）活用し、企業が超高速で可用性の高いコンピューティング・ネットワークを構築できるように支援します。

ネットワークの自動化は、データセンター・ネットワーク、クラウド・ネットワーク、ワイヤレス・ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク（LAN）、ソフトウェア定義型のワイド・エリア・ネットワーク（SD-WAN）など、あらゆるネットワーク・タイプに適用できます。基本的に、CLIまたはAPIを利用するあらゆるネットワーク・リソースを自動化できます。

管理者はさまざまなタイプの自動化ワークフローを導入することもできます。そのような自動化ワークフローには次のようなものがあります。

オーケストレーションの自動化は、複数のシステムやデバイスの連携を必要とする複雑なプロセスの自動化に重点を置いています。ネットワーク・サービス、アプリケーション（多くの場合、仮想ネットワーク用）、ロード・バランサー、ファイアウォールを展開および管理します。例えば、自動化されたオーケストレーションのワークフローによって、分散アプリケーションをネットワーク全体で接続し、データ・フローを加速し、システム・エラーを最小限に抑えることができます。

プロビジョニングの自動化により、ITチームは新しいデバイスをコンピューティング・ネットワークにシームレスに追加できます。その結果、新しいデバイスやコンポーネントと必要なすべての構成、設定、リソースを迅速かつ自動で統合できるため、人員による介入が不要になります。

スクリプト駆動型の自動化では、コンピューター・プログラミング言語で記述されたスクリプトを使用して、特定のトリガーに応答してタスクを実行します。従来、これらの自動化フローはPerlやTclなどの言語で記述されていましたが、今日のスクリプトはオープンソース言語（Pythonなど）は、より柔軟で使いやすい言語です。

インテリジェントなネットワーク自動化とも呼ばれるソフトウェアベースの自動化では、管理ポータルを使用して、手動のスクリプトを必要とせずにタスクの実行を効率化します。自動化ソフトウェアは、簡素化されたネットワーク・ポリシーに基づいてタスクを作成し実行するためのテンプレートも開発チームに提供します。

インテントベースの自動化は、ネットワーク自動化をさらに改良したアプローチを開発者に提供します。AIとMLを使用してユーザーとビジネスの意図をよりよく理解し、その結果に基づいてネットワーク・ポリシーの適用を自動的に調整します。具体的には、ネットワーク管理者がパフォーマンス・サービス・レベルを設定し、ネットワークはこれらのレベルを維持するように調整するか、レベルに達しない場合は達成させます。

セキュリティー自動化では、AI、ML、その他のセキュリティ・ツールを使用してセキュリティー・タスク（脆弱性スキャン、ポリシー適用、侵入検知、インシデント対応、パッチ適用など）を自動化します。開発者が規制コンプライアンスを維持し、セキュリティーにまつわる脅威からネットワークを保護できるようにします。

ネットワークが最適に機能するためには、アプリケーション・サーバーの負荷をアーキテクチャー全体で分散させる必要があります。負荷分散プロセスを自動化することで、手動による負荷分散作業に頼るのではなく、問題が発生したときにフェールオーバー・サーバーが迅速に対応し、アプリケーションが最高のパフォーマンスでで動作するようになります。

多くの主要なネットワーク自動化ツールはAIOpsの原則に基づいており、高度なアルゴリズムを使用してネットワークの状態をリアルタイムで評価します。しかしオートメーション・ツールには、企業がネットワーク管理の実践を最適化するのに役立つ、次のような幅広い機能とテクノロジーが含まれています。

• 構成管理。自動化ツールは、各ネットワーク・デバイスの構成を自動的に展開、更新、バックアップすることができ、デバイス間でエンドツーエンドの一貫性を維持し、必要に応じて迅速なロールバックを実行できます。

• プロビジョニング。ネットワーク自動化ソリューションにより、デバイスがネットワークに接続するときに自動的に構成されるゼロタッチ・プロビジョニングが可能になり、新しいサービスの展開が加速します。

• ワークフローの自動化。自動化ツールは、日常的な業務と、ネットワーク診断の実行やソフトウェアの更新などの複雑なワークフローの両方を自動化できます。

• 監視とアラート。自動化は、帯域幅の使用状況、デバイスの健全性、トラフィック・パターン、その他のパフォーマンスを継続的に追跡し、システムが事前定義されたしきい値に達したとき、または異常を検出したときにアラートを送信します。この先見的なアプローチにより、チームはエンドユーザーに影響が及ぶ前に問題を見つけて修正できます。

• データ分析と予測的な問題解決。ネットワーク自動化プラットフォームは、AIおよびMLアルゴリズムを使用してパターンを識別して解釈し、ネットワークの状態をリアルタイムで分析します。データ分析から得られる知見により、自動化ツールは通常のネットワーク動作をより深く理解し、ネットワークの問題を予測することができます。例えば、予測アルゴリズムによってデータ・トラフィックの急増が予測された場合、データ・フローを他のサーバーに優先的にリダイレクトして、サーバーの負荷をより適切に分散できます。

• 自律的なソリューション実装。ネットワーク自動化ソリューションは、コンピューティング・ネットワークの自律的な修復を支援し、閉ループの自動化フィードバックに基づいて問題のトラブルシューティングを行います。システムが問題を検出すると、自動的に構成を調整し、パッチを適用し、ネットワーク・トラフィックのルートを変更します。自己修復ネットワークは、企業がネットワーク・インフラストラクチャーを維持して最適化し、ユーザーのネットワークのダウンタイムを最小限に抑えられるように支援します。

• 継続的な学習と適応。ネットワーク環境の進化に伴い、自動化ソフトウェアも進化します。自動化ツールはネットワーク内のあらゆるアクションと反応から学習し、アルゴリズムと戦略を継続的に改良することで、将来のパフォーマンス向上に貢献します。継続的な学習は、ネットワークのレジリエンスと俊敏性を維持し、現代の企業の絶えず変化するニーズに対応できるよう支援します。

ネットワーク自動化には、より強力で高速なネットワークの構築を目指す企業向けに、以下のようなさまざまなユースケースやアプリケーションがあります。

多数のIoT（モノのインターネット）センサーやデバイスがある環境では、ネットワーク自動化によって管理プロセスを効率化できます。自動化ツールは、自動デバイス検出、プロビジョニング、構成を実装できるため、多様なIoTデバイスをコンピューティング・ネットワークに統合することに伴う煩雑さを軽減できます。

DevOps環境では、ネットワーク管理者は自動化ワークフローを継続的インテグレーション/継続的デリバリー（CI/CD）パイプラインに組み込むことができます。このプロセスにより、システムはアプリケーションの更新とともに自動テストと構成の展開を実行できるため、開発ライフサイクル全体を通じてネットワークの変更がアプリの変更と同期し続けるようになります。

機密データや個人データを送信および保管するコンピューティング・ネットワークを持つ組織（教育機関、医療施設、官公庁・自治体など）の場合、ネットワーク自動化は管理者が厳格なセキュリティー・プロトコルを維持するのに役立ちます。

これらのネットワークは、大量のユーザーやデバイスを扱うことが多く、セキュリティーの更新に対応し続けることが困難になる場合があります。

自動化によりセキュリティー・パッチの自動展開が可能になるため、すべてのネットワーク・デバイスを常に更新し、最新の脅威から保護することができます。さらに、自動化ツールは、適正評価作業（コンプライアンス・チェックやセキュリティー監査など）を自動化し、構成変更やユーザーの活動を追跡して、企業が規制コンプライアンスを維持できるように支援します。

仮想化された自動化されたネットワークを構築するために、ネットワーク管理者は ソフトウェア定義型ネットワークとNFVを組み合わせることができます。

SDNは、API駆動型の仮想オーバーレイを使用して物理インフラストラクチャーを管理します。これにより、管理者は仮想マシン（VM）間に仮想ソフトウェア・ネットワークを構築し、複数の物理ネットワークを同時に監視できます。NFVは、ネットワーク機能（負荷分散や暗号化など）を物理ハードウェアから VM に移行するネットワーク・アーキテクチャー・プロセスです。

SDNとNFVを組み合わせて使用すると、ビジネス目標とサービス目標に基づいてネットワークを構成し、動的に調整できます。

SDNでは構成と最適化のためにネットワークを集中管理するのに対し、NFVはハードウェアから機能を切り離して、迅速なサービス導入と拡張性を実現します。この組み合わせは、トラフィック急増時に自動化ワークフローがトラフィックを需要の少ないサービスに自動的に再ルーティングできるため、トラフィック・パターンが予測できない環境で特に有益です。

ネットワーク自動化は、特にネットワーク全体のデバイスの互換性と相互運用性を考慮すると、複雑な作業になる可能性があります。しかし、自動化はネットワーク・アーキテクチャーを最適化する上で企業に複数のメリットをもたらします。そのようなメリットには次のようなものがあります。

• ネットワーク効率の向上。オートメーションにより、ネットワークのプロビジョニングと管理に必要な時間と労力が大幅に削減されます。構成、デプロイメント、テストのプロセスは迅速かつ自動的に実装され、ネットワーク全体がより効率的に運用されるようになります。ITチームは、面倒な保守作業に費やす時間を減らし、戦略的な目標により多くの時間を費やすことができます。

• 継続的なポリシーの適用。ネットワーク自動化ツールは、インフラ全体にわたってポリシーを自動的に実装および実施し、ネットワークに接続されているすべてのデバイスに対して一貫性のある最新のセキュリティーと運用ポリシーを保証します。

• 容易なスケーリング単。企業の成長に伴い、ネットワークもそれに応じて拡張する必要があります。自動化を利用すると、よりシームレスな拡張性が実現します。管理ワークロードを比例的に増加させることなく、ネットワークが増加した負荷を管理できるようになります。

• 営業コストの削減。反復作業を自動化することで、組織は手作業への依存を減らすことができ、ITチームはネットワーク運用コストを削減できます。

• ネットワーク・セキュリティーの向上。自動化ツールは、ネットワーク監視だけでなく、検出、インシデント対応、パッチ管理の自動化を通じてセキュリティー強化に貢献します。自動化されたセキュリティー・ワークフローは、セキュリティー・ポリシーの遵守を促進し、全体的なセキュリティー体制を強化できるよう支援します。

デジタル・トランスフォーメーションが加速するにつれ、企業は常に変化するビジネス要件に適応できる、より高速で動的なコンピューティング・ネットワークが必要になります。先進的な企業は、これらのニーズに対処し、ネットワークがユーザーの需要に応え続けることができるようにするために、新しい自動化テクノロジーに注目しています。

例えば、AIとMLを使用することで、企業は問題を先見的に解決し、変化するネットワーク条件に適応する自己修復ネットワークを構築し、従来の環境、クラウドネイティブ環境、エッジコンピューティング環境のパフォーマンスを向上させることができます。

未来を牽引するその他の自動化トレンドには、次のようなものがあります。

エッジコンピューティングとIoTデバイスの成長と進化により、ネットワークはデータが生成された場所の近くでデータを処理することが多くなります。次世代の自動化ツールは、これらの分散環境を管理し、データ処理を高速化し、ネットワークの応答性を向上させることができます。

IaCは、高レベルの記述的コーディング言語を使用してITインフラストラクチャーのプロビジョニングを自動化し、チームがコードを使用してネットワーク・インフラストラクチャー、構成、自動化を設定および管理できるようにします。他のユースケースでは、ネットワーク・エンジニアはIaCを使用して自動化ワークフローとバージョン管理システムを最適化し、敏捷性に優れた自己管理型のスケーラブルなコンピューティング・ネットワークを構築しています。

ネットワーク自動化は、サードパーティ製ツールと連携して、マルチベンダーのアーキテクチャーに対応できる、より柔軟でベンダーに依存しないソリューションへと移行しています。これらのツールにより、一元的な自動化が可能になり、AIを使用してサイバーセキュリティーの脅威を予測、防止するAIOpsなどの新しいテクノロジーを簡単に採用できます。

ベンダーに依存しないアプローチにより、企業は独自のインフラストラクチャーの互換性の制限から解放され、より広範なテクノロジーとのシームレスな統合が容易になります。

サイバー脅威は増加し、ますます巧妙化していますが、大規模で分散された自動化されたコンピューティング・ネットワークを保護するには、ゼロトラスト・セキュリティーの原則が役立ちます。ゼロトラスト・アーキテクチャーは、厳格なアクセス制御、認証ルール、暗号化を適用して、場所に関係なく、許可されたユーザーとデバイスのみがリソースにアクセスできるようにします。

5Gネットワークの展開により、特に単一の物理インフラストラクチャーを複数の仮想ネットワークに分割（スライス）するネットワーク・スライシングと動的リソース管理の面で、自動化の新たな可能性が生まれます。

自動化は、5Gの複雑な要求（超信頼性の低遅延通信、さまざまなデータ形式のデータ処理、大規模なIoT導入など）を管理する上で重要な役割を果たします。また、ネットワーク自動化ソリューションにより、サービス・プロバイダーはさまざまな業界や組織に合わせたサービスを提供できます。