先端ネットワーク利用研究に関するワークショップ
ADVNET2020

NICT 総合テストベッドUpdate
2020年10月9日
国立研究開発法人 情報通信研究機構

総合テストベッド研究開発推進センター
研究開発推進センター長

原井 洋明

本発表の内容• NICT総合テストベッドの概要・利用状況• 利用事例 (午後の講演関連)• NICT提供側トピックス• JGN 国際連携の取組• テストベッド分科会での取組• 次期ネットワークテストベッド検討ワーキンググループ• データ分析・可視化タスクフォース• 活用研究会での外部リソース提供

• まとめ

2

NICT総合テストベッドの概要•

技術実証と社会実証の一体的推進の場として「NICT総合テストベッド」を利用者に提供•「NICT総合テストベッド」において、利用者は、超高速研究開発ネットワークテストベッド（JGN）、広域SDNテストベッド（RISE）、大規模エミュレーションテストベッド（StarBED）、大規模IoTサービステストベッド（JOSE）等を自由に組み合わせ、独自に環境等を構築して利用可能•

海外の研究機関とのネットワーク接続等を提供し、国際共同研究・連携や国際展開を推進•

その他、キャラバンテストベッドやLPWAテストベッド等との連携運用や統合化を推進
M2Mクラウド基盤
2018年4月～

大規模エミュレーションテストベッド「StarBED」
100万ノードレベルのエミュレーションによるハードウェア・ソフトウェアの検証基盤
・数百 PCサーバ群

大規模IoTサービステストベッド「JOSE」
IoT技術の検証基盤とIoTサービスのフィールド実証環境を提供
・分散拠点とストレージ

IoTゲートウェイ
LTEでユーザ拠点を繋ぐ
2017年10月～

広域SDNテストベッド「RISE」
SDN技術によりICTサービスの実証
環境をユーザーが自在に構築可能
・15拠点間でネットワーク仮想化

キャラバンテストベッド
ユーザに実証環境貸出
2017年11月～

P4テストベッド次期テストベッド候補展開

SINET52020年3月より提供

超高速研究開発ネットワーク「JGN」
最先端のネットワーク技術の検証と国内・海外における実証環境の構築を支援
・国内海外24拠点、最大100Gbps帯域伝送（集中管理)

海外拠点• AI データテストベッド• けいはんなM2M-DC• 他の機構内テストベッドや設備

LPWAテストベッド

大容量高精細モニタリング

複数LPWA比較試験環境特性把握

2018年8月～

2020年2月より提供

3超高速研究開発ネットワーク「JGN」
ICT技術開発の基盤となる超高速研究開発ネットワーク「JGN」を整備
・国内、海外のアクセスポイントを最大100Gbpsの広帯域な回線で接続し、L2／L3接続、仮想化サービス、光テストベッド等のサービスを提供
・リアルな広域ネットワーク環境を用いて、次世代バックボーンネットワーク技術の検証が可能
・StarBED、JOSE、RISEのネットワーク環境としても活用可能【国内外に広がるアクセスポイント・相互接続ネットワーク】•••

レイヤ2(Ethernet)/レイヤ3(IP) 拠点間接続
国内外のアクセスポイント(AP)へ直接接続• 商用サービス(フレッツ等)での接続
相互接続する学術研究ネットワークや地域ネットワーク経由の接続• 大学・高専から学術情報ネットワークSINET経由での接続• 地域ネットワーク経由での接続【利用者向け仮想ルータ/サーバ/ストレージサービス】••

各拠点の仮想ルータを使った広域でのネットワーク実験
主要拠点に配備する仮想マシン(VM)(仮想サーバ・ストレージ)利用【拠点間光ファイバ】•

低損失の光ファイバ芯線• 小金井ー大手町ー東京大学間• テラビット級の光伝送実験も可能

SINET・地域ネットワーク・
海外学術研究機関ネットワークとはJGNデータセンタ等拠点で接続

4

JGN国際回線 海外機関との接続

AER

APR

5

NICT総合テストベッド利用状況（2016～2019）

社会実装、IoT
関連での利用が増加

6

各種利用実績（2016～2019）
利用条件の整備や広報活動の推進により着実に利用活性化を実現
利用プロジェクト件数

今中長期の総利用プロジェクト件数（含む終了プロジェクト）

271
参加研究機関数（延べ）上記271件の参加研究機関数

544
7

利用事例

高速ソフトウェアルーターの研究

エヌ･ティ･ティ･コミュニケーションズ株式会社様
Session 2：• JGNで100Gbpsレベルのソフトウェ
アルーターを開発・検証しています（2019年度～2020年度）• 神奈川工科大 丸山研究室と共同研究• 近日中にビジネスとしても立ち上げる予定です（産学官連携）• さっぽろ雪まつり実験でソフトウェ
アルーターを活用しました• 後ほどの発表で説明します
非圧縮8K超高精細映像リアルタイム転送を実現するソフトウェアルータ
を用いた100Gbps広域マルチキャストテストベッド実験8

利用事例

地理空間情報と環境情報を活用した
災害避難共助支援による減災力向上に関する研究開発

愛媛大学様
Session 3：
研究開発の目的
南海トラフ巨大地震の懸念 →共助・自助による減災力を向上するためのコミュニティベースの避難支援システムを開発し、実践。
システムの特徴：• 地域住民が持ち寄った地理空間情報と、その土地固有の気象や気候等の環境情報を活用• 避難経路や気象条件をより直感的に設定可能• 環境および防災教育用教材を充実し、まち作りコミュニティ活動等を支援する機能を開発することによって、平時から使えるシステムとする。
9利用事例早稲田大学様Session 3：

スマート自転車とオープンデータを活用した道路インフラ維持システム◆ 概要・特徴
近年、インフラ老朽化に対する危機感が高まる一方、電動アシスト自転車のシェアの拡大が見込まれている。本研究開発では、電動アシスト自転車に演算器を装着し、道路損傷検知、段差検知等の画像処理を実行し、クラウドから情報提供するシステムの開発を進めている。

研究室内サーバ

https

商用クラウド

https
(ICN)

計測・演算・通信系

深層学習を活用した画像処理
1.
2.
3.
4.

道路損傷検知段差検知
混雑度検知
高精細画像の活用

https
(ICN)

ブラウザ閲覧

画像、位置、時刻等

行政機関、被験者等

https

https

Google Map 上のアノテーション表示
Takadanobaba

Waseda UniversityAsagaya

蓄電系

JOSE

スマート自転車

クラウドシステム（電動アシスト自転車＋演算器）（画像処理、データ蓄積）

popup

Shinjuku

32

10

トピックス2020

マルチテナントP4テストベッドを試行開始
P4: Programming Protocol-independent Packet Processors• ネットワークプログラマビリティの新技術をマルチテナント化• パケット処理の基本動作をプログラム可能• 最短2日で開通 (step0)• 図中の拠点ヘ他拠点等から接続

空間分割マルチテナント

Behavior Model v2活用
• OSS, c++ベース

時分割マルチテナント

Edgecore Wedge 100BF-32X• Switch LSI: Barefoot Tofino• CPU: Pentium D-1517• スイッチ容量: 3.2Tbps• パケットバッファ 22MB

step1-1
シングルユーザ対応

step0
マルチユーザ対応

step1-2
マルチユーザ対応

小金井

小金井
福岡 岡山大阪名古屋 東京

2020
step0

大阪 名古屋2021

空間分割マルチテナント

2022

大阪 名古屋

東京

2023

2024

step1-1 (時分割) ※step1-2 (空間分割) ※

東京

2025
※同時展開
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トピックス2020

エッジコンピューティングテストベッド試行• 様々なエッジコンピューティング・疑似インフラ環境（市内エッジ、県内エッジ、クラウド等のネットワーク伝搬遅延、複数箇所の仮想基地局）を構成• スマートシティ等のサイバーフィジカルシステムに対し、システム全体の動作検証が可能
FW・ルーティング制御によりテストベッドユーザ間のトラフィックを隔離

県内エッジ

市内エッジ
コンテナ

ユーザが作成したDockerイメージを展開
クラウドコンテナ

コンテナ

コンテナ

コンテナ

コンテナ コンテナ

仮想リージョン（トポロジ抽象化）に基づくコンテナ配置
KubernetesによるDockerコンテナ管理

StarBEDサーバ群＋

ネットワーク伝搬遅延エミュレーション

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トピックス2020

我が国の気象データの利活用• 気象庁から転送された気象衛星データを NICTで加工しリアルタイム可視化（ひまわりリアルタイムWeb)*• 国内の学術機関（大学や研究所等）や海外の機関に対して気象衛星から送られてくるデータをJGNを経由して各機関に配信・流通*** JGN-A16043: サイエンスクラウドによるビッグデータ• 我が国の気象関連の研究データ利活用を推進
科学研究およびクラウド技術開発**JGN-A19016: インターネット等による静止気象衛星画• 研究コミュニティの形成につながる取組
像データ配信及び利活用に関する研究

HpFP: High-performance and Flexible Protocol
遅延やパケットロスに強い独自設計のデータ通信プロトコル13

トピックス2020

我が国の気象データの利活用• 第4回宇宙開発利用大賞（国土交通大臣賞）を受賞（2020年）• ひまわり衛星の全データをリアルタイムに公開する技術が評価された• JGNを介して「いつでも、どこでも、だれでも」気象衛星データにアクセス可能に

http://www.uchuriyo.space/taishou/14

トピックス2020

SC19出展

国際ネットワーク伝送実験• 2019/11/18(月)-21日(木)米国デンバー（コロラド州）にて開催のSC19に出展• 500Gbps (100Gbps 5回線)国際回線を使った高速ファイルデータ伝送デモンストレーションなどを展示• 国立情報学研究所様が開発するファイル転送プロトコル MMCFTP により、東京−デンバー間100Gbps回線5経路を用いて、メモリツーメモリでのピーク時最大転送速度416.29Gbpsのデータ伝送に成功• APR*やAER**を中心とした 日米欧アジア太平洋地域の13の教育研究ネットワークの協力を 得てNICTが設計・構築した国際実験ネットワーク（図）上で実施• SC19に参加したNICT総合
テストベッド・ユーザの会場内ネットワーク環境を各ユーザごとに提供しデモを支援* APR：Asia Pacific Ring,
2017/12設立**AER：Asiapacific-Europe Ring,
2019/7設立

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Google map

トピックス2020

DMC20コンテスト「Experimental Excellence Award」受賞• 2019年8月から2020年1月まで行われたNSCC(National Supercomputing Center)が主催する広帯域データ伝送コンテスト「Data MoverChallenge 2020（DMC20）」に、NICTが参画。
• コンテストではNRENが提供するインフラ（回線とサーバ）を利用し、各チームが開発したデータ転送ツールとソフトウェアを実装し、データ転送技術を競う。
• パートナーとしてDTNサーバならびに回線（JP-SG100G）提供など技術協力・貢献。

• 競技者としてNICTとJAXAで結成した「チームむさしの」が参加。NICT開発のHCPツールが、GUIを備えた独自のプロトコルに基づいており、厳しい環境で幅広いテストを実施したことが評価され「Experimental Excellence Award」を受賞。
• 特筆する結果として、パケロス耐性の高いHpFPプロトコルを用いることで、RTT800ms, PLR6%環境で10Gbps以上の高い性能を達成。
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テストベッド分科会での活動
IoT推進コンソーシアム
会長：村井純（慶應義塾大学 大学院 政策・メディア研究科委員長
環境情報学部 教授）

ｽﾏｰﾄIoT推進ﾌｫｰﾗﾑ(技術開発WG）

NICTが事務局を務める、スマートIoT推進フォーラムのテストベッド分科会を通して、新たな取組を検討しています

IoT推進ﾗﾎﾞ(先進的ﾓﾃﾞﾙ事業推進WG)

IoTｾｷｭﾘﾃｨ
ＷＧ

ﾃﾞｰﾀ流通促進
ＷＧ

国際連携
ＷＧ

座長：徳田英幸（情報通信研究機構 理事長）

ﾈｯﾄﾜｰｸ等のIoT関連技術の開発・実証、標準化等

2507会員 (2020年9月8日現在）

技術戦略検討部会
部会長：森川博之（東京大学教授）• 産学官の今後の戦略の策定や具体的なプロジェクト組成、テストベッド活用ノウハウの共有、国際標準化活動の推進を実施

研究開発・社会実証プロジェクト部会
部会長：下條 真司（大阪大学教授）• 各プロジェクト成果の情報共有、対外発表。また、具体的な検討結果を技術戦略検討部会
を通じ国際標準化へ向けて議論を展開

分科会長：河口 信夫 教授（名古屋大学）

技術・標準化分科会• 国内外の動向把握と技術・標準化戦略、普及展
開戦略の検討 等

テストベッド分科会• 技術実証・社会実証を促進するテストベッドの要件とその利活用促進策の検討 等

IoT人材育成分科会• IoTの活用等に必要な専門知識の要件に関する検討、技術開発人材等の育成の推進 等

IoT価値創造推進チーム• マーケティング活動のトータルコーディネート• アイデアソン等、イベントの開催• ＩｏＴ導入事例収集支援と会員向け紹介

自律型モビリティプロジェクト• 自律型モビリティシステムの早期実現に向けた技術開発、実証 等

スマートシティプロジェクト• スマートシティの社会実証に向けた技術、課題の検
討 等

異分野データ連携プロジェクト• 異分野ソーシャルビッグデータの横断的な流通・統合を行うための課題の検討 等

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テストベッド分科会

次期ネットワークテストベッド検討WG

リーダ: 九工大 池永先生

• 設立背景最先端ICT技術に関する実証を支援するため、次期ネットワークテストベッド（広域ネットワーク、分散型及びクラスタ型コンピューティング基盤で構成されるテストベッド）について、今後のあるべき姿（利用シーン、機能、性能など）をNICTと共に検討する• 取組実績
2019 秋

意見募集

2019/10-2020/3
計6回検討会実施• 成果
次期ネットワークテストベッドの方向性、備えるべき要件を報告書としてとりまとめ
https://testbed.nict.go.jp/bunkakai/
next-NWtestbed_wg.html

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テストベッド分科会

データ分析・可視化タスクフォース

リーダ: 名大 河口先生

• 設立経緯•IoT 技術の普及においては、データを収集するだけでなく、データを分析・可視化する技術が不可欠•

データ分析や可視化などの ツールやノウハウが十分に共有されていない

データ分析可視化ワークショップ

6/4（木） 実施

Web会議

98名参加

・分析・可視化観点での事例の紹介

・分析・可視化の課題についてのディスカッション
メンバー募集• データ分析・可視化タスクフォース(TF)設立•

ツールやノウハウ を 共有•

データ分析・可視化のためのテストベッド はどうあるべきかを議論•

定期的に会合を開き、「提案・提言」として纏める

第１回データ分析・可視化TF
7/14（火） 実施

第２回データ分析・可視化TF
9/3（木） 実施• オープンデータを使った事例紹介•• IoTデータの分析・可視化の課題• 社会的課題の寄与が期待できるデー
タ分析・可視化のニーズの調査•

データ科学・活用のためのプラットフォームの紹介
ニーズ調査結果を踏まえ
ディスカッション

第３回データ分析・可視化TF
10月下旬 実施予定
・可視化技術の研究紹介
・可視化ニーズや周辺技術の整理
以降も引き続き検討継続
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テストベッド分科会

NICT総合テストベッド活用研究会• 活用研究会とは：•スマートIoT推進フォーラムテストベッド分科会（分科会長：河口信夫教授（名大））の活動の一環として2016年度に設立•

会員のNICT総合テストベッドの利用と情報共有を通じて、今後のテストベッドの利活用推進
方策、拡充すべき機能等について検討•

NICT総合テストベッドの試用環境を提供•

会員数28名（2020年9月時点）• 活用研究会の新たな取組：•

会員が提供する自社のデバイス、ソフトウェア、データ等のサービス・機能を、他の会員が試用できる仕組みを整備。2020年4月から会員による試用サービス提供を開始•

試用できる外部サービス（予定も含む）：① GPUクラウドサービス② データ可視化ソフトウェア③ (予定) NICTサイエンスクラウド（気象・地理データ・アプリ等）④ (予定) IoTキャラバンテストベッドの一部機材（LPWA関連）

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テストベッド分科会

IoTキャラバンテストベッドの展開• LPWAテストベッドとのコラボレーションを実現
Private LoRaの通信方式を採用したNICTのLPWA通信デバイスやLPWA試験機を、YRPの横須賀ハイブリッドLPWAテストベッドに常設。方式の比較検証や通信実験を行いたい利用者をサポート• IoT-GW + LPWA試用サービスの開始（活用研究会にて提供）
センサー、通信デバイス、LTEゲートウェイ(IoT-GW)、クラウド(NICT総合テストベッド
RISEのVM)等をパッケージとして提供。サンプルアプリケーションをインストール済みのため、それを参照・活用しながら利用者自らのカスタマイズが可能

IoTキャラバンテストベッド、LPWAテストベッドはテストベッド分科会での議論を経て実現したテストベッドです。
IoTキャラバンテストベッド：
IoT環境の構築や調査が容易にできる可搬型システム一式を、テストベッド機材としてNICTが提供

LPWAテストベッド：
同一条件下で複数のLPWA方式の比較実験ができるフィールド。
YRPが主体となり横須賀ハイブリッドLPWAテストベッドとして運用 21

まとめ• NICTは、IoT実証を含め、 ICT研究開発成果の技術実証と社会実証の一体的推進が可能なテストベッド「NICT総合テストベッド」を構築・運営しています。
•• 大学・企業・自治体等の幅広いユーザ様にご利用いただき、さまざまな実証を推進しています。
•• スマートIoT推進フォーラム テストベッド分科会で纏められているインフラ、データ利活用の報告を参照し、新たなテストベッドサービスを創成します。
• テストベッドの提供を通じ、皆様によるイノベーションの創発に貢献して参ります。
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