インターネット構成法 第10回 トータルデザイン 担当：　村井　純

第3回課題のReview 現在の提出者数 ４６人 たくさんの人が調査してくれたもの 比較的多方面の調査が得られた 履修者の半分くらい 現在の提出者数　４６人 履修者の半分くらい たくさんの人が調査してくれたもの フレッツ網とCNSとの接続 ADSLユーザの不満？ 比較的多方面の調査が得られた 他の人の課題を見て、情報を共有しよう

今日の授業内容 レポートで寄せられた意見を検討 現在のCNSのデザインポリシを読み取ろう 利用者の要求は満たされているか？ CNSの問題点？ 何をどう変えるべきか？ そこで考慮すべき事項は何か 現在のCNSのデザインポリシを読み取ろう ユーザにどんな接続性を提供したいのか？ 自由なネットワーク利用 vs. 安全なネットワーク利用 利用者の要求は満たされているか？ リソース（人的資源、財務、既設のデバイス）との相談

要求、ポリシ、デザイン、実装 基本的設計ポリシ サービスポリシ 運用ポリシ セキュリティポリシ 構築手法 設計項目 ユーザの 要求 ユーザの アドレス資源の 割り当て 基本的設計ポリシ サービスポリシ 運用ポリシ セキュリティポリシ サービス地域 外部からの Firewall 経路制御 他キャンパス との接続 構築手法 設計項目 帯域 無線 ユーザの 要求 ユーザの 要求

フレッツ網との接続が細い？ レポートから： フレッツADSLを利用してCNSに接続すると、どうも遅い気がする。 どうしてADSLは8Mも普及しているのにNTTとの接続がそれより細いのか？

地域IP網とCNSの接続 NTT保土ヶ谷局 1.5Mbps(NTT Digital Access 1500) ｘ 2 既に回線が飽和しつつある CNSとNTTの専用線が通信のボトルネック

接続の現状 帯域の使用率が非常に高い 帯域が頭打ちの時間にはパケットロスが発生 特に1.sfc.keio.ac.jpは帯域が頭打ちの時間がある 帯域が頭打ちの時間にはパケットロスが発生 パケットロスが起こるとTCPはパケットの再送を行うため、回線の利用効率が下がる 帯域の使用率 パケットロス率

対外線の増強 どれだけ増強すればいいか？ これまでのトラフィック傾向と今後の予測 増強に当たっての現実的な選択 増強のタイミング

トラフィック傾向の把握 これまでの傾向 これからの傾向 MRTGなどグラフから分かる傾向 実際のユーザの動向 経験的に1年たったらトラフィックは倍になる 今後ネットワークをどのように使うかが鍵 みんな在宅で授業を受け、ビデオ会議をするか 本当にみんながフレッツをCNS経由で使うか

対外線の増強 どれだけ増強すればいいか？ これまでのトラフィック傾向と今後の予測 増強に当たっての現実的な選択 増強のタイミング

トラフィック傾向の把握 これまでの傾向 これからの傾向 MRTGなどグラフから分かる傾向 実際のユーザの動向 経験的に1年たったらトラフィックは倍になる 今後ネットワークをどのように使うかが鍵 みんな在宅で授業を受け、ビデオ会議をするか 本当にみんながフレッツをCNS経由で使うか

バックボーン帯域の設計 エンドユーザが受信する最大帯域幅は8Mbps エンドユーザの数は10人 バックボーンの帯域は ではない 実際にバックボーンに80Mbpsも用意する必要はない 8Mbps * 10 = 80Mbps

増強に当たっての判断(1/2) 利用状況 コスト エンドユーザが帯域をフルに使い続ける可能性は低い InternetではEnd-Endで通信帯域が決定され、およそ数百k どまり バックボーン使用状況を見ながら増強の程度を判断 コスト バックボーンにかかるコストはラスト・ワンマイルのコストより遥かに高い DA1500の場合、最低でも月額15万円以上 エンドユーザは1.5Mbpsでも月額数千円 何も通信していない 1Mbpsも出ていない エンドユーザ側の使用帯域の例（フレッツADSL 8M） ※これでもかなり帯域を利用しているケース！

増強に当たっての判断(2/2) 選択可能なサービス タイミング コストに見合うサービスが受けられるか いつ、どのくらい困ったら増強するか 地域や回線を引く距離で受けられるサービスが異なる 広域イーサネット、ATM など タイミング いつ、どのくらい困ったら増強するか 数10%のパケットロスは増強するべき時か？ いつを見越して増強するのか 半年後？　1年後？　5年後？ バックボーン以外の設備やネットワークの設計にも関連

レポートから： 動画像を編集するときに、メディアサーバとのファイルのやり取りを高速化したい メディアサーバへの高速な通信 レポートから： 動画像を編集するときに、メディアサーバとのファイルのやり取りを高速化したい

メディアサーバ IntelliStation メディアサーバ ユーザが大容量のファイルを一時保存 DVのキャプチャリング、編集 DVD作成 2D, 3Dコンピュータグラフィックス メディアサーバ ユーザが大容量のファイルを一時保存 e-Server xSeries 360 CPU ：Xeon プロセッサMP 1.5GHz Memory：2GB HDD :3.5TB IntelliStation e-Server xSeries 360

ネットワーク内部の通信の高速化 メディアサーバとのファイルのやり取りを高速化 ボトルネックはどこか 7Gbyteのファイル(DV30分程度) 30Mbpsで転送すると30分 300Mbpsで転送すれば3分 ボトルネックはどこか 通信メディアの転送性能 ハードディスクへの読み出し・書き込み速度 中間にあるルータやスイッチのパケット処理能力 pps(Packet Per Sec) 300Mbpsのストリーム 1パケット1500byteとすると 25,000 pps 1パケット64byteなら 約600,000pps

ネットワークの高速化 高速化する必要がある範囲 PCとサーバが直接接続ならNICとスイッチだけ 離れているなら中間全てに十分な性能が必要 ルータ 中間 ネットワーク スイッチ スイッチ ルータ

期待されるパフォーマンスがでるか？ 通信速度以外にボトルネックが生じる可能性 複数のセッションを張ったときの帯域消費 ディスクの書き込み速度の限界 RAIDコントローラの性能、CPUの性能 内部バス速度(32bit PCI bus vs 64bit PCI bus)

SCSI HDDの書込み速度(15000回転クラス) IBM Ultrastar 36Z15 647Mbps Seagate Cheetah 15K.3 891Mbps Seagate Cheetah X15 36LP 709Mbps Maxtor Atlas 15K 860Mbps

CNSにdynamic routingは必要？ レポートから： キャンパスの拡張などを考えると、CNSもdynamic routingを使ったほうがいいのでは？

CNSの経路制御 ITCを中心にしたスター型トポロジ Staticで経路制御 階層化の欠点 階層化 新しいネットワークが加わったら？ 末端のネットワーク(講義棟・ユーザセグメント) バックボーン 更にコアのルータが存在 Staticで経路制御 新しいネットワークが加わったら？ 経路の設定が必要なのは上流のルータだけ 階層化の欠点 急所ができやすい Single Point of Failure 冗長化が必要 機器や回線の信頼性とも関連

ＣＮＳの経路制御 Default経路を利用すれば目的地に辿り着く 上流から下流にだけ、staticの経路を設定 WIDE Internet 133.27.0.0/16 他キャンパス 133.27.0.0/16 default ITC default κ 新 default default default ι 無線 メディア 133.27.80.0/27

山根さんの講義資料から ここがコア 経路が必要なのはここだけ

ＣＮＳの経路制御 Default経路を利用すれば目的地に辿り着く 上流から下流にだけ、staticの経路を設定 WIDE Internet 133.27.0.0/16 他キャンパス 133.27.0.0/16 default ITC default κ 新 default default default ι 無線 メディア 133.27.80.0/27

山根さんの講義資料から ここがコア 経路が必要なのはここだけ

どんな時Dynamic Routingが必要？ 他のルーティングプロトコルから経路を得ている場合(Redistribute) ネットワークの出口が多数ある場合 経路制御による冗長性の確保 綺麗に階層化できないことが多い 他組織と接続する場合 相手がDynamic Routingを要求する場合も ベンダに依存しないプロトコルが利用できる 現在のCNS このような要求が少ない Static 経路制御なら管理が楽 シンプルなトポロジはトラブルも起こりずらい

Dynamic Routingが必要なトポロジ 例：WIDEインターネット Internet eXchange AS 2516 KDDI AS 9225 AS 7500 AS 3549 AS 2915 AS 7673 UUnet AS 2687 R AS2500 R R WIDE Internet Backbone 村井研 R R R R Keio 阪大

まとめ

ネットワークのデザイン 技術的な側面 と ポリシ的な側面 根底には一貫した設計ポリシ ポリシを実現するのが具体的な設計と実装 そこから派生 サービスポリシ セキュリティポリシ 運用ポリシ etc… ポリシを実現するのが具体的な設計と実装 ポリシが変わらなくても、設計や実装は変化 要求される性能の変化 技術の変化

既存のネットワークを再構成する 現状を把握 問題点の洗い出し どのように改善すべきか ユーザの要求を満たしているか ボトルネックは何か 機器、運用技術 将来の予測 改善に必要なコストと選択可能な手段は何か？

要求と実装のすり合わせ 大事なのは利用者の満足 ユーザから様々な要求 応えられること/応えられないこと ポリシ 相反する要求もある 海外でもCNSが使いたい 相反する要求もある 安全に使いたい vs 便利に使いたい 待ってるだけじゃだめ 利用用途の分析 隠れた要求の発見 ポリシ

最終課題

CNSのデザイン 本講義の内容を踏まえ、SFCに必要なキャンパスネットワークをデザインしなさい(下から選択) Layer1, Layer2, Layer3の構成を明確に CNSで新しく何かを実現する メリット、技術的な問題、解決法 根本的に考え直す キャンパスネットワークってなんだろう？ いろんな団体が勝手にネットワークを作ってもいいのでは？ どうやって資源を共有するか グループワーク？ ディスカッションが必要 授業で扱ってほしいテーマ、疑問があったらTA/SA宛にメール下さい

ポイント ポリシ 技術的構成要素 資源(機材、回線、IP Address) 初期コスト、運用コスト 設計図 セキュリティ、アドレッシング、経路制御　etc… 資源(機材、回線、IP Address) 初期コスト、運用コスト 設計図 Layer2, Layer3がわかるトポロジ図

物理的な配線 パッチパネル ITCと講義棟を光ファイバで接続 各棟に6芯の光ファイバを敷設 距離による違い ほとんど使い切っている 看護医療学部はシングルモードファイバ ITCと他の建物を結ぶ ケーブルの出口

WDMを用いた 日吉への接続 日吉への接続 WDM終端機器 最新の技術 10Gbps 日吉 WDM終端機器 日吉へのGW

ネットワークを構成する機器 CNSの基幹ルータ(gw2) 多くのFiber、UTPを収容 一極集中型のオペレーション CNSの基幹ルータ

Q1

WDMを用いた 日吉への接続 日吉への接続 WDM終端機器 最新の技術 10Gbps 日吉 WDM終端機器 日吉へのGW

CNSのデザイン 本講義の内容を踏まえ、SFCに必要なキャンパスネットワークをデザインしなさい(下から選択) Layer1, Layer2, Layer3の構成を明確に CNSで新しく何かを実現する メリット、技術的な問題、解決法 根本的に考え直す キャンパスネットワークってなんだろう？ いろんな団体が勝手にネットワークを作ってもいいのでは？ どうやって資源を共有するか グループワーク？ ディスカッションが必要 授業で扱ってほしいテーマ、疑問があったらTA/SA宛にメール下さい