1SINET5とクラウドを活用した学術情報基盤

合田 憲人
国立情報学研究所

Kento Aida, National Institute of Informatics

本日の話題
1. SINETの現状
2. SINET5による学術情報基盤の新展開
3. SINET5におけるクラウド導入・利用支援

Kento Aida, National Institute of Informatics

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SINETの現状 － 最先端の学術情報基盤
 SINETは、①大型実験施設等の共同利用（国際共同実験含む）、②各研究分野での連携力強化、③学術情報の発信やビッグデータの共有、④大学教育の質的向上等のための基盤
 全国８００以上の大学・研究機関等の約３００万人が利用（国立100％、公立約78％、私立約55％）①実験施設等の共同利用 （国際共同実験含む）
地震観測

LHD

衛星DB

DDBJ J-PARC③情報発信・ビッグデータ共有
学術情報クラウド基盤

LHC

ITER
オープンアクセス

天文VLBI

HPCISPring-8&SACLA

Neutrino

Belle IIALMA

測地VLBIクラウド
学術情報連携SINET国際回線

MOOC

SINET
②各研究分野での連携力強化

VPN

参加機関数817

④教育改革

VPN

VPN

* VPN: Virtual Private
Network

大学等

大学等

大学等

民間企業
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SINET利用例 － 高エネルギー研究

おめでとうございます 小林・益川理論の検証を目的としたBelle実験、ニュートリノ観測を目的としたスーパーカミオカンデ実験、ヒッグス粒子の発見を目的としたLHC（スイス）のATLAS実験等、が発生する大容量データの転送やセキュアな通信環境形成に利用されており、ノーベル物理学賞受賞に影ながら貢献
提供： 高エネルギー加速器研究機構、東大宇宙線研究所、東大素粒子物理国際研究センター

CP対称性の破れ

ニュートリノ

Belle II(soon)

Belle

Super Kamiokande
筑波

筑波

神岡

大容量データヒッグス粒子Tsukuba
VPN

研究機関

CERN LHC ATLAS

大学A
大学D

各大学で並行解析

大学B

大学C

スイス
超高速でセキュアな通信環境

LHC:ATLAS:

大型ハドロン衝突型加速器
高エネルギー陽子衝突反応測定器

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SINET利用例 － ALMA
 チリのアタカマ砂漠の66台の高精度アンテナで観測される天文データを、REUNA、RedCLARA、Internet2、SINETの連携により天文台まで転送
提供： 国立天文台

ALMA: Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
（観測例）

Tokyo

SINE
T
LosAngeles
SINE
T PacificWave
TijuanaCredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

赤色巨星のまわりに不思議な渦巻き構造を発見

NewYork
AtlanticWave

Miami

R Sculptoris
Panama

ALMA Artist’ s View

RedCLARA

アタカマ砂漠（標高5000m）
REUNA

SaoPaulo

Santiago

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SINET利用例 － HPCI 研究機関（理研・計算科学研究機構等）や大学の情報基盤センターなどが保有するスーパーコンピュータやストレージを超高速で全国から共同利用することに貢献
 HPCIの拠点を収容するSINETノードは全て40Gbps回線で接続
出典： 計算科学研究機構

拠点間のトラフィック例

20Gbps
8時間程度

6SINETの現状 － 直結のクラウドサービス
 SINETに直結した商用クラウドサービス（利用可能１５）を、６３の加入機関に提供中（H27.11月現在）• 商用クラウドサービスを高速・安全・低価格で利用可能
さくらインターネット

クラウドデータセンタ

直結
高性能セキュアネットワーク（L2VPN)

NTT東

札幌

HOTnet

自由に選択可能：利用可：調整中

大学・研究機関等
CTC

ミライネット

NTTデータ九州

福岡

UQ

NTTスマコネ大阪

VMware vCloud

岐阜

NTTコム

東京
NHNテコラス

横浜
GMOクラウド

富士通

NTTスマコネ
IIJ

AWS

NEC
NJC

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SINET5 － 学術情報基盤の新展開
 平成２８年４月より、クラウド、セキュリティ、コンテンツも強化したSINET5を運用開始予定

学術情報の公開・共有

大学間連携支援 学術情報流通と

 仕様統一したシステムによるオープンアクセスの推進
 大学の機関リポジトリ拡充

大学間連携、各種資源の相互利用の促進

学術認証
フェデレーション
HPCI認証学術コンテンツ基盤の推進

セキュリティ強化

クラウド活用支援

 暗号技術活用による クラウド利活用促進による大幅なIT経費削減・研究教育環境の高度化

無線LAN
ローミング

クラウド支援サービス
SINET直結クラウド

情報の保護、安全な認証
 ネットワーク機能連携によるサイバーアタック対策

電子証明書
VPN

学術情報ネットワークの構築・運用
 国内回線全国100Gbps化
 海外（米国・欧州・アジア）との高速接続
 多様化するニーズに応えるSDNなどの最新ネットワーク技術の導入

超高速・高機能回線

アクセス回線共同調達

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SINET5 － 超高速・低遅延ネットワーク基盤
 全国規模でダークファイバを入手し、最先端の伝送装置を用いて、100Gbpsネットワークを経済的に実現。米国回線を100Gbps化し、欧州に対して直結回線を確保
 各ノード間を論理的にメッシュ状に接続することで低遅延化し、通常時利用する現用経路と障害時に切り替わる予備経路で構成することで高信頼化を実現： 現用経路（最短遅延）： 予備経路（一部のみ示す）
ノード
ノード

GWノードノード

ノード

ノード

ノード

ロンドン
ノード

ノード
ノード

：国内回線
：国際回線

ロサンゼルス
ニューヨークシンガポール

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SINET5 － サービス機能の拡充 （例1）
 SINET5上で、利用者から直接、接続対地、ユーザVLAN-ID、開始・終了時間、帯域等を指定してL2VPN/VPLSをオンデマンドで設定
 SINET4のレイヤ1オンデマンドサービスはレイヤ2サービスに統合
 国際連携によりグローバルなL2ODを実現するためにNSI (Network Services Interface)を実
装
GlobalRequester

他のネットワーク
NSI

NSI
接続対地、ユーザVLAN-ID、開始・終了時間、帯域等を指定：LS4用VLAN：L2ODパス

NETCONF

ユーザ

User X

User X

L2ｵﾝﾃﾞﾏﾝﾄﾞ
ｻｰﾊﾞ

LS4

LS4

LS4

LS4

LS4

User Y

LS4

User Y

経路指定も可能としておく

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SINET5 － サービス機能の拡充（例２） SINET上で自由に大学LANを複数拠点に拡張できるような仕組みを検討中 SINET利用時のVLAN数の制限がなくVLANを自動認識して接続
 既に複数の大学から要望があり、一緒にサービスを作り上げていく予定

クラウドDC
大学Aキャンパス4

DC-LAN

大学A専用
ﾊﾞｰﾁｬﾙｽｲｯﾁ

大学A専用
ﾊﾞｰﾁｬﾙｽｲｯﾁ

コントローラ
（開発予定）

SINET5

大学LANを自由に拡張可能
大学A専用
ﾊﾞｰﾁｬﾙｽｲｯﾁ• VLAN-IDの範囲を指定するだけ• SINET上でVLANの制限なし

キャンパスLAN
運用者

大学A
キャンパス1

大学Aキャンパス2

大学Aキャンパス311

SINET5 － 100Gbps対応高速データ転送
 100Gbps対応データ転送機能を開発中であり、今年3月のJGN-X上での実験により、 約84Gbpsの転送性能を確認している。

RTT 27ms

26時間31分55秒

１ＰＢデータ転送例

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SINET5 － バックボーンの運用安定化
 バックボーン部分（中継側と外部ネットワークとの接続部）のトラフィック分析機能を強化予定
 トラフィック分析から得た知見を共有するコミュニティも形成していく予定 加入機関のセキュリティ機能との連携は、今後の検討課題：トラフィックサンプルを分析：トラフィックを分析：加入機関との連携部分(今後検討）

ISP

ISP
ISP

ISP

ISP

ISP
トランジットISP

IX

ISP

IX

IX

ISP

IX
GWルータ

GWルータ

SINET5

ルータ

ルータ
ルータ

ルータ

加入機関

加入機関
加入機関

加入機関

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SINET5 － 学術情報基盤の新展開
 平成２８年４月より、クラウド、セキュリティ、コンテンツも強化したSINET5を運用開始予定

学術情報の公開・共有

大学間連携支援 学術情報流通と

 仕様統一したシステムによるオープンアクセスの推進
 大学の機関リポジトリ拡充

大学間連携、各種資源の相互利用の促進

学術認証
フェデレーション
HPCI認証学術コンテンツ基盤の推進

セキュリティ強化

クラウド活用支援

 暗号技術活用による クラウド利活用促進による大幅なIT経費削減・研究教育環境の高度化

無線LAN
ローミング

クラウド支援サービス
SINET直結クラウド

情報の保護、安全な認証
 ネットワーク機能連携によるサイバーアタック対策

電子証明書
VPN

学術情報ネットワークの構築・運用 国内回線全国100Gbps化
 海外（米国・欧州・アジア）との高速接続
 多様化するニーズに応えるSDNなどの最新ネットワーク技術の導入

超高速・高機能回線

アクセス回線共同調達

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クラウド導入・利用支援
大学・研究機関がクラウドサービスを導入および利用するための支援サービスを実施．

大学・研究機関

利用開始

高度利用

学認クラウドインタークラウド
クラウドDC接続
運用中
計画中
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クラウドへの期待と不安
クラウドサービスへの高い関心 と 判断の迷い

わからない・
判断できない32%

利用したくない2%

すでに利用している
2%

利用したい
8%

条件によっては利用したい
56%（『コミュニティで紡ぐ次世代大学ICT環境としてのアカデミッククラウド』最終報告会資料「セキュリティに係るアカデミッククラウドシステムの調査検討」より。）
http://www.icer.kyushu-u.ac.jp/sites/default/files/AC_last_report_document_2.pdf

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クラウド導入予定大学数（検討中も含む）(2) 少し遅れて，教育・学習・図書館基盤のクラウド導入予定増．

20

管理運営基盤

181614

その他ICT基盤(1) H27年度より，管理運営基盤，ICT基盤のクラウド導入予定増．

教育・学習基盤、図書館
研究基盤

大学数

12
10
86
4
2

(3) 研究基盤のクラウド導入は少．

0
平成27年度

平成28年度

平成29年度

平成30年度

平成31年度

平成32年度

導入時期（＝システム更新時期）
文部科学省, クラウドコンピューティングの状況及び導入計画等について，2014年

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クラウド導入の課題
 クラウドサービスの導入や比較を行うための判断基準（安全性，信頼性，契約条件等）がわからない．
 研究教育にどのようにクラウドを活用できるのかがわからない．
 クラウドサービスに合った調達方法がわからない．
研究基盤システム
管理運営基盤システム

管理運営基盤システム
研究基盤システム

教育・学習・図書館基盤システム

ICT基盤システム

ICT基盤システム教育・学習・図書館基盤システム

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学認クラウド （仲介サービス）
大学・研究機関がクラウドを導入・利用するための支援サービス
 NIIが大学・研究機関に代わって以下を実施．
 クラウドの選択基準（≈仕様）を示すチェックリストの策定，およびチェックリストに基づくクラウドの評価 →仕様策定コストの削減
 アカデミックディスカウントの枠組み検討 → 導入・利用費用の削減
大学・研究機関

クラウド事業者• チェックリストと調査結果を用いた仕様策定• クラウドの調達• チェックリストに基づく自社クラウドの評価• 参考価格提示

学認クラウドチェックリスト

評価結果

Clou

ポータル

Kento Aida, National Institute of Informatics

運営組織• チェックリストの作成• クラウドの評価• アカデミックディスカウ
ント検討

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チェックリスト 1.0版 公開
学認クラウド 公式Webサイト：
http://cloud.gakunin.jp
学認クラウド検索

大学・研究機関にとっての価値： 自身のニーズに合ったクラウドサービスを探し出せる．
 クラウドを導入する際の着眼点の明確化
 複数のクラウドサービスを共通基準での比較
クラウド事業者にとっての価値： 大学のニーズの把握 的確なクラウド導入の提案・支援

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学認クラウド実証実験
 目的
 チェックリストによる情報整備・流通・共有を試行
 チェックリストの内容やプロセスの妥当性の検証
 課題の抽出・解決
 本運用への準備

 方法
 チェックリストの運用プロセスを参加組織が連携して試行
 ただし，実際の価格交渉や調達は，実験のスコープ外とする

 期間
 2015年9月〜2016年3月末

 参加組織参加組織（2015/12/9時点）

大学・研究機関：13組織

 クラウド利用機関：大学，短大，高専， クラウド事業者： 15組織
大学共同利用機関等
 クラウド事業者：クラウドサービス事業を行っている法人
 NII (クラウド支援室)
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インタークラウド
SINET5の仮想ネットワーク機能を活用することにより，クラウドとネットワークをオンデマンドに融合 大学・研究機関やクラウドにまたがる仮想情報基盤をオンデマンドに構築（仮想ネットワーク構成＋ソフトウェア環境デプロイ）
大学・クラウド間ハイブリッドクラウド

クラウドのより安全・高速な利用
クラウド化の促進
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大学・研究機関間の共同研究基盤

組織間共同研究・教育の加速22インタークラウドの応用例
JAIRO Cloudバックアップサイトの構築
計画停電時等に情報システムの機能をクラウドに自動移行することにより，サービスの可用性を向上させることが可能
backup site (cloud)container

original site
backupvirtual network

backupProxycontainer

container

serviceadmin.
virtual cloudproviderKento Aida, National Institute of Informatics

switch

DNS

user

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インタークラウド応用
ビッグデータ分析ワークフローの実行
地理的に分散したデータ（データベース）や計算機（クラウド，スパコン）を一体的に利用することにより，従来より迅速なデータ分析を行うことが可能．（例：ゲノム解析）

DB

tool

cache

cache

Appappcloud
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workflowuser

supercomputer24

スケジュール
 SINET5の整備・運用に向けた全体スケジュールは以下の通り
 平成28年1月中旬から移行（加入機関アクセス回線の収容替え）を開始
平成26年度 平成27年度 平成28年度 平成29年度 平成30年度 平成31年度 平成32年度 平成33年度

SINET4移行

SINET5 （6年間）

各種調達・詳細設計・構築▲本格運用開始▲全国100Gbps▲米国回線100Gbps＋10Gbps▲欧州直結回線10Gbps×2▲アジア回線10Gbps▲クラウド支援サービス
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