国立情報学研究所 学術情報基盤オープンフォーラム 2020
クラウドトラック２

学認クラウドオンデマンド構築サービスの利用方法と最新情報
2020年6月9日

佐賀 一繁
国立情報学研究所
クラウド基盤研究開発センター／クラウド支援室

「学認クラウド」は、クラウドの導⼊・利活⽤を⽀援する国⽴情報学研究所のサービス群の総称です。
https://cloud.gakunin.jp/

導⼊検討

活⽤

調達

学認クラウド

導⼊⽀援サービス

学認クラウドオンデマンド構築サービス

学認クラウドゲートウェイサービス
研究教育のためのクラウド環境構築を技術的に⽀援

クラウドサービスにワンストップでアクセスするためのポータル機能・初期導⼊⽀援・オンデマンド構築機能
・情報共有

選択の基準や、導⼊・活⽤に関わる情報を整備し、お伝えするサービス

2020/6/9 NII 学術情報基盤オープンフォーラム 2020

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© National Institute of Informatics 2020

サービス概要

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学認クラウドオンデマンド構築サービス概要n クラウドの導⼊⽅法についてn 機関とクラウドの計算資源を安全に連携する⽅法がわからない
n 設定⽅法や⽤語がプロバイダ毎に異なるので分かりにくい→ 1. 初期導⼊⽀援

n クラウド上のアプリ環境構築について

n オンデマンドにアプリ環境を構築・再構築したい
n 構築・再構築の運⽤を簡単にしたい
n 構成変更に対し柔軟に対応できるようにしたい→ 2. オンデマンド構築機能

n クラウド上のアプリ環境構築のノウハウについて

n 教育・研究⽤のアプリ環境構築のノウハウが広く流通してない→ 3. 情報共有

オンデマンド構築サービスは、こんなお悩みに応えます
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1. 初期導入支援
n 本サービス導入のための接続方法のご相談
n 本サービス導入時のクラウドプロバイダ設定支援 など
SINET通信業者施設
オンデマンド構築
機能
VCコントローラ

クラウドプロバイダ

SINETクラウド接続（L2VPN） or インターネット接続

利用機関

この設定はどうしたら良いですか？

設定画面
（共有）

TV会議システムによる設定支援※ 仮想セグメント
AWS: VPCAzure: VNet...

利用機関の仮想セグメント

NII
本サービス運用担当者
事前にお送りしたスクリプトを実行してくだいさい

利用機関担当者
スクリプトベースの設定ツールの提供

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2. オンデマンド構築機能
n テンプレート(Jupyter Notebook形式)ベースのアプリ環境
構築・再構築機能
n 一つのクラウド上のシンプルなアプリ環境から、複数のクラウドにまたがる複雑なアプリ環境まで構築可能
n クラウドプロバイダ毎に異なる計算資源操作インターフェースを抽象化

⽬的のテンプレートを⽤意すれば構築・再構築が容易に
1. ログイン2. テンプレート選択
3. 構築実⾏

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3. 情報共有n 利用機関・利用グループ毎に専用Wikiページを提供
n ドキュメント類
n 運用情報n 質疑応答履歴 ...

n リポジトリ（一般公開）
n チュートリアル（ハンズオン教材）
n https://github.com/nii-gakunin-cloud/handson/

n NIIやアプリコミュニティが作成した著名アプリの構築テンプレートとコンテナイメージ
n OpenHPC、CoursewareHub、Moodle ...
n https://github.com/nii-gakunin-cloud/ocs-templates/n 利用者間情報交換の場としても利用予定
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利用方法

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オンデマンド構築機能の構成と提供物
学認クラウドオンデマンド構築サービス（オンデマンド構築機能）
アカウント

アクセストークン管理
構築環境管理 等

クラウド環境管理者（VC管理者）

ssh

WebUI(https)

クラウド環境構築担当者（VC利用者）

アプリ利用者

クラウド環境構築

VCP マネージャ

Jupyter
Notebook

NII
オンデマンド構築
サービス運用担当者

サービス管理他利用機関や他利用グループのVC利用者

VCコントローラ

機能拡張

VCP

秘匿情報管理収集・可視化

プライベートレジストリ

VCノード

app
bins/libs
Container

VCP SDK
VC利用者環境
ソフトウェアVCP Base Container
OS (kernel)

アプリ利用
ベース
コンテナ

仮想ルータ
VCP I/F(rest)

利用機関

アプリ
コンテナ

SINET通信業者施設

appbins/libs
Container

Hardware / VM
クラウドプロバイダ

CLI

仮想セグメント

アプリ実行環境

SINET クラウド接続（L2VPN）: OCSの制御通信: アプリケーションの通信

VCP: Virtual Cloud Provider

n 提供物（利用グループ単位）n クライアントソフトウェア環境（利用グループ環境にインストール）

n VCP SDK: 資源管理インターフェース。プロバイダの管理インターフェースを抽象化
n Jupyter Notebook NII 拡張

n VCコントローラ（SINET通信業者施設の NII サーバにて動作）n クラウド上の資源の生成・削除・管理コントローラ

n VCノードのVCP Base Containern クラウド上の計算資源を管理するための、ベースコンテナ

n VCPマネージャのアカウント

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テンプレートn アプリ環境構築ワークフローが記述された Jupyter
Notebook 形式のファイル
n 構築ドキュメント（文字、画像、動画...）、構築スクリプト、実行結果（記録）を１つのファイルに集約可能

Jupyter Notebook + NII 拡張の画⾯
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オンデマンド構築機能によるアプリ環境構築
n 準備： テンプレートとアプリケーションコンテナの作成（例）n アプリ環境構築ワークフローを記述したテンプレートの作成
n 各種情報とVCPの初期化
n VCノード（クラウドインスタンス）のspec設定（プロバイダ、フレーバ、数、ssh鍵ファイルなど）
n VCノードの確保・起動
n アプリ実行環境のコンテナ操作

n 構築したアプリ環境の停止、再起動、削除テンプレートの作成
n 再起動とコストを意識した停止操作
n 構築した環境の削除操作

n アプリケーション実行環境の構築とコンテナ化
n アプリケーション実行環境構築とコンテナ化（Dockerコンテナイメージ）n 作成したコンテナイメージをプライベートレジストリに格納（レジストリに格納しないで、構築テンプレート実行毎に構築することも可能）

n 動作確認2020/6/9 NII 学術情報基盤オープンフォーラム 202011

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オンデマンド構築機能によるアプリ環境構築(続)n アプリ環境運用
n アプリ環境の構築
n アプリ環境が必要なときにJupyterNotebookにログイン
n 上記作成・確認済みテンプレートを実行して環境を構築・再構築、もしくは再起動テンプレートを実行して環境を再起動

n アプリ環境の提供
n エンドユーザがアプリを実行

n アプリ環境の停止もしくは削除
n アプリ環境の不使用時や不要時にJupyterNotebookにログイン
n 当該アプリ環境の停止や削除を行うテンプレートの実行※ Jupyter Notebook ではなく、VCP SDK を利用する Python ス
クリプトによる操作も可能
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例：OpenPose 環境構築
GPUインスタンスを使ったOpenPose環境の構築例
まとめ実行を展開→↓各ステップをまとめ実行表示

VCノード（計算資源）
確保・起動↑↑
アプリ環境構築↓↓
アプリ実⾏

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サービス利用環境

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接続形態
n SINET接続
n 特徴： 高速、低遅延、セキュア（インターネット接続比）
n 利用機関ルータ接続
利用機関

クラウド環境管理者（VC管理者）
アクセストークン管理
構築環境管理 等

クラウド環境構築担
当者（VC利用者）

WebUI(https)クラウド環境構築

VC利用者
環境ソフト
ウェア

アプリ
利用者

n 利用機関のルータを使用

学認クラウドオンデマンド構築サービス（オンデマンド構築機能）
ssh

VCP
マネージャ

サービス
運用管理

NII
オンデマンド構築
サービス運用担当者

SINET通信業者施設

VCP I/F(rest)n L3

n AWS, Oracle

VCコントローラ

アプリ利用

n Azure, さくら, 北大

CLI

利用機関
ルータ

利用グループの仮想セグメントn L3+BGP

アプリ実行環境

AWS, Azure: BGP
北大, さくら： 一般

SINET クラウド接続（L2VPN）

クラウドプロバイダ: OCSの制御通信: アプリケーションの通信

n 仮想ルータ接続
利用機関

クラウド環境構築担
当者（VC利用者）

アプリ
利用者

学認クラウドオンデマンド構築サービス（オンデマンド構築機能）

クラウド環境管理者（VC管理者）
アクセストークン管理
構築環境管理 等

WebUI(https)

VCP
マネージャ

サービス
運用管理

ssh

NII
オンデマンド構築
サービス運用担当者

クラウド
環境構築

VC利用者
環境ソフト
ウェア
アプリ利用

VCコントローラ
仮想ルータ
（BGP）
VCP I/F(rest)

SINET通信業者施設

CLI

n AWS, Oraclen BGPルータを所有しない機
関向け形態利用グループの仮想セグメント

アプリ実行環境

SINET クラウド接続（L2VPN）n BGPは仮想ルータを使用

クラウドプロバイダ（2020年5月時点）: OCSの制御通信: アプリケーションの通信

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接続形態(続)n インターネット接続
n 特徴： 本サービスを容易な利用開始可能（SINET接続比）
n 接続：
n 本サービス・プロバイダ間：IPsec 接続
n 利用機関・プロバイダ間： 機関のポリシーに沿った接続
利用機関

クラウド環境管理者（VC管理者）

クラウド環境構築担
当者（VC利用者）

学認クラウドオンデマンド構築サービス（オンデマンド構築機能）

アクセストークン管理
構築環境管理 等

WebUI(https)クラウド環境構築

アプリ
利用者

VCP
マネージャ

ssh

NII
オンデマンド構築
サービス運用担当者

サービス
運用管理

VCコントローラ
VCP I/F(rest)

SINET通信業者施設

Internet接続（IPsec）
Internet接続: OCSの制御通信: アプリケーションの通信

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CLIVC利用者
環境ソフト
ウェア

利用グループの仮想セグメント

アプリ実行環境

クラウドプロバイダ© National Institute of Informatics 2020

利用申請

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サービス利用開始までの流れと時間
n 利用開始までの流れ① クラウドプロバイダとの契約② 国立情報学研究所クラウド利活用サービスの利用申請
n 利用機関につき１申請③ 利用機関／利用グループ本サービス担当者と接続打合せ④ SINET接続の場合：クラウドプロバイダへSINET接続申込み・VLANID調整（プロバイダにより異なる）⑤ 学認クラウドオンデマンド構築サービス接続申込み
n 独立したVCコントローラが必要な利用グループ単位で申込み。複数申込み／利用機関可能⑥ 接続設定⑦ 利用開始⻘︓本サービスの申請・申込み
⾚︓初期導⼊⽀援による共同作業

n 要する時間（契約、機関内調整時間、待ち時間等含まず）
n SINET接続：
n インターネット接続：
2020/6/9 NII 学術情報基盤オープンフォーラム 2020

新規：5週間程度、追加：3週間程度
2週間程度
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サービスの利用について
n サポートプロバイダ

n 商用クラウドプロバイダ
n Amazon Web Services、Microsoft Azure、さくらのクラウド、Oracle Cloudn 学術クラウドプロバイダ

n 北海道大学インタークラウドシステム／サーバサービス

n オンプレミスシステム
n VMwaren 対象利用者

n 大学・研究機関などの研究室、学部、機関全体などの組織
n 教職員個人では申込めません

n 利用要件n 学術認証フェデレーション（学認）への参加が望ましい
n NII OpenIdP でも利用可能

n 利用料金n 本サービスは無償ですn クラウドプロバイダや接続回線など有償サービスは利用者負担です

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試用環境の利用・ご質問について
n まずは試用環境でn 正式な申込みには、少なからぬ労力が必要です。まずは、簡単な申込みで利用できる、試用環境で有用性をご確認ください（無償）n ハンズオンセミナーはCovid-19の影響で開催を停止しています。
再開は、メーリングリストや下記Webページでお知らせしますn 詳細は本サービスのWebページをご覧ください
n https://cloud.gakunin.jp/ocs/

n 各種問い合わせは以下まで
n NIIクラウド支援室 cld-office-support@nii.ac.jp

2020/6/9 NII 学術情報基盤オープンフォーラム 202020

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最新情報

2020/6/9 NII 学術情報基盤オープンフォーラム 202021

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昨年のオープンフォーラムからの差分
n 2019/10
n さくらのクラウドのサポート
n 計算資源情報の収集・可視化機能のGPU対応 など

n 2020/4
n Oracle Cloud のサポート
n 計算資源の停止・再起動機能追加
n アプリケーションテンプレートの正式提供
n OpenHPC、CoursewareHub、Moodlen https://github.com/nii-gakunin-cloud/ocs-templates/

2020/6/9 NII 学術情報基盤オープンフォーラム 202022

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今後の予定n 公開アプリケーションテンプレートの拡充
n オンデマンド構築機能の機能・利便性向上
n オンラインハンズオン環境の整備
n 利用者間の情報交換の場の整備など
n ご意見・ご希望をお寄せください
n NIIクラウド支援室 cld-office-support@nii.ac.jp
n 例えば、n こんな機能があったら便利n こんなアプリケーションテンプレートが欲しい
n ○○プロバイダをサポートしてほしい など

2020/6/9 NII 学術情報基盤オープンフォーラム 202023

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