VMware Cloud Foundation® 9.1 徹底解説！Distributed Transit Gateway (DTGW) と VNA がもたらす新たなネットワークアーキテクチャ

VMware Cloud Foundation® 9.1 では、単なる機能追加にとどまらない、ネットワークアーキテクチャの根本的な進化とパラダイムシフトが起きています。その中でもインフラ管理者やネットワークエンジニアにとって最大のハイライトと言えるのが、分散ネットワークアーキテクチャの完成です。

1. DTGW（Distributed Transit Gateway）モードの紹介とユースケース

DTGW（Distributed Transit Gateway）とは？

VMware Cloud Foundation® 9.0 から導入された Distributed Transit Gateway（DTGW）は、ネットワークトラフィックを一元化された VMware NSX® Edgeノード（Centralized Edge）を経由させることなく、各ハイパーバイザー（ESXi）上で直接分散ルーティングを行う軽量なアプローチです。

メリットと物理ネットワークとの連携

このアーキテクチャの最大のメリットは、特定のエッジノードにトラフィックが集中することによるパフォーマンスのボトルネックを回避し、分散型でスケーラブルな通信を提供できる点にあります。通信の方向に応じて、DTGWは以下の2つのアプローチでネットワークを最適化しています。

• 東西（East-West）通信: VMware NSX® の Overlay 技術を用いることで、物理インフラ側に一切の設定追加をすることなく、仮想基盤内で自由かつスケーラブルなネットワークを実現します。
• 南北（North-South）通信: Overlay を行わず、VMが稼働しているESXiホストから物理ネットワークへ直接 VLAN で通信されます。これにより、エッジノードまでトラフィックを迂回させる従来の方式と比較して、極めて効率的で低遅延な通信を提供できます。

また、このような南北通信の特性上、DTGW環境における Public subnet のデフォルトゲートウェイは、仮想ルーター（VMware NSX®）ではなく物理ネットワーク（物理ルーターやコアスイッチなど）に配置されるという重要なアーキテクチャ上の特徴があります。これには運用上の考慮点と、強力な移行メリットの両面が存在します。

• 運用上の考慮点: Public subnet の追加や変更を行う際、物理ネットワーク側でのルーティングやVLANの設定変更が必要になります。そのため、組織によってはサーバーインフラチームとネットワークチームとの間で緊密な連携が不可欠となります。
• 移行のメリット: 一方で、既存環境で VMware NSX® Overlay ネットワークを採用しておらず、従来のレガシーな Port Group（VLAN）ベースのネットワークを利用しているユーザーにとっては非常に有利に働きます。デフォルトゲートウェイを物理ネットワークに置いたまま、ネットワークのコアアーキテクチャを大きく変更することなく、VMware Cloud Foundation® 9.1 の最新環境（VPCなど）へシームレスに移行できるという大きな強みとなります。

デメリット（旧バージョンでの課題）と VMware Cloud Foundation® 9.1 での大幅な改善

ハイパーバイザー上での分散ルーティングは非常に効率的ですが、VMware Cloud Foundation® 9.0 の時点の DTGW には、ステートフルNATやロードバランサーといった一般的に使用されるステートフルなネットワークサービスのサポートが欠如しているという大きな課題がありました。

すべてのステートフルサービスを完全な分散型で実装することは技術的に容易ではなく、ESXiノードに単純に処理をオフロードすることも困難です。この制約により、Kubernetesを基盤とする Supervisor Cluster などの要件を満たすことができず、DTGWベースのトポロジの採用を阻む要因となっていました。

しかし、この大きなデメリットは、最新の VMware Cloud Foundation® 9.1 において大幅に改善されています。分散アーキテクチャの利点（ボトルネックの排除）を活かしつつ、NATやロードバランサーなどのステートフルサービスを完全にサポートし、Supervisor Cluster の構成要件も満たせるようになりました。この課題を解決した中核コンポーネントのアーキテクチャについては、第2章で詳しく紹介します。

2. VNA（Virtual Network Appliance）の紹介と解説：分散環境にステートフルサービスをもたらす新星

前章で触れた「DTGWではNATやロードバランサーが使えない」という課題を美しく解決するために、VMware Cloud Foundation® 9.1 で新たに導入された中核コンポーネントが「VNA（Virtual Network Appliance）」です。

VNAとは何か？

VNAは、分散トランジットゲートウェイ（DTGW）に接続されたVPCに対して、NAT、ロードバランサー（LB）、DNSフォワーダーといった「ステートフルなネットワークサービス」を提供する専用の仮想アプライアンスです。これまでDTGW環境では導入のブロック要因となっていた Kubernetes ベースの Supervisor Cluster なども、VNAの登場により高速性を維持したまま要件をクリアできるようになりました。

VMware NSX® Edge と VNA のアーキテクチャ・機能比較

VNAの実体は、従来の「VMware NSX® Edge トランスポートノード」のテクノロジーをベースにしつつ、VPCのネットワークサービス用に自動構成されるよう最適化されたラッパー（Wrapper）です。ベースは同じですが、トラフィックの処理方式と提供できる機能が異なります。

VMware NSX® Edge と VNA のスペック（フォームファクタ）比較

仮想アプライアンス（VM）として比較した場合、合計リソース（CPU・メモリ・ディスク）は共通ですが、VNAはステートフルサービスのリダイレクト処理に特化しているため、CPUが「データパス（DP）コア」と「Linuxコア」に明確に分割されている点が特徴です。

※高可用性を担保するため、VNAは最低2台以上のノードでActive/Standbyの「VNAクラスター」を構成することが推奨されます。

「アーキテクチャが新しくなると、構築や設定も難しくなるのでは？」と思われるかもしれません。しかしご安心ください。 VMware Cloud Foundation Operations® からワークロードドメインを新規作成する際、ウィザード内で同時にDTGW（Distributed Connectivity）やVNAクラスターの構成を指定できるようになりました。事前の複雑な VMware NSX® の作り込みは不要で、シームレスかつ非常に簡単な操作で最先端のネットワーク環境を作り上げることができます。

3. vCenter からの DTGW VPC と Subnet の構築方法：ネットワークと仮想基盤の真の統合

VMware Cloud Foundation® 9.1 における分散ネットワーク（DTGW）と VNA の導入は、単にデータ転送のアーキテクチャが進化しただけではありません。「構築・運用管理の操作性」という面でも劇的なパラダイムシフトが起きています。

VMware Cloud Foundation Operations® からのシームレスな Day 0 展開

これまで、新しい環境（ワークロードドメイン）を展開した後、高度なネットワークを構成するには、VMware NSX® Manager にログインして複雑な設定をステップ・バイ・ステップで行う必要がありました。

しかし VMware Cloud Foundation® 9.1 では、VMware Cloud Foundation Operations® からワークロードドメインを新規作成するウィザードの中で、同時に DTGW 構成や VNA クラスターのデプロイを直接指定できるようになりました。具体的には、ウィザードの「VMware NSX® Manager」の設定ステップにおいて「分散接続 (Distributed Connectivity)」を選択するだけで、VPC向けの Transit Gateway 用 IP ブロックや外部 IP ブロック、さらには VNA クラスター（VMのFQDNやIPアドレス）の展開までを一括して指定可能です。

vSphere Client への完全な機能統合とトポロジーの可視化（Day 1 以降）

基盤が準備された後、実際に開発者やアプリケーションチーム向けに VPC やサブネットを払い出す運用フェーズにも大きな進化があります。vCenter（vSphere Client）の UI だけで、VPC や Transit Gateway、IPAM（IPアドレス管理）の構成・管理が完全に完結するようになりました。DHCP サーバーの構成から Traceflow を使ったトラフィック分析まで、すべて vCenter だけで実行可能です。

さらに大きな売りとなるのが、vCenter 上でネットワークトポロジーがグラフィカルに確認できるようになったことです。Transit Gateway や VPC の論理的な繋がりを直感的なトポロジーマップとして閲覧できるため、インフラ管理者は複雑なネットワーク構成を視覚的に把握しながら運用を行えます。

4. パケットウォーク：Private サブネットから外部ネットワークへの通信

VPC 環境における実際の通信フローを理解する上で、分散ルーター（DR）と VNA（サービスルーター：SR）の間でどのようにトラフィックが制御されているかを知ることは非常に重要です。ここでは「Private サブネットに配置された VM から、外部ネットワーク（物理網）への通信」というシナリオに焦点を当ててパケットウォークを解説します。

⚠️ 大前提：すべてのトラフィックが VNA にリダイレクトされるわけではありません。

「必要なトラフィックだけを VNA にリダイレクトし、ホストでステートレスに処理できるものはホスト内で完結させる」というこの洗練されたトラフィック制御こそが、DTGW の高速な分散ルーティングと、VNA によるステートフルサービスの共存を見事に実現しています。

おわりに：分散ネットワークと運用統合がもたらす VCF の新たな基準

かつては「分散ルーティングの圧倒的なパフォーマンス」と「NATやロードバランサーといったステートフルサービスの利便性」は、アーキテクチャの構造上、トレードオフの関係にありました。しかし、VNAの「Bump in the Wire (BITW) アーキテクチャ」により、VMware Cloud Foundation® 9.1 はこのジレンマを見事に解決しました。

さらに素晴らしいのは、この高度なネットワークアーキテクチャが、VMware Cloud Foundation® 9.1 Operations による自動デプロイと vCenter に統合された UI によって、かつてないほど簡単に構築・消費できるようになった点です。モダンアプリケーションや Supervisor Cluster の要件をフルに満たしつつ、エッジのボトルネックを排除したこの新しいネットワークは、間違いなく今後のプライベートクラウドのスタンダードとなっていくでしょう。