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 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 Slide: 2 インターネット構成法 2002 今日の授業内容 レポートで寄せられた意見を検討 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? Slide: 3 インターネット構成法 2002 要求、ポリシ、デザイン、実装 ユーザの 要求 ユーザの 要求 ユーザの 要求 構築手法 設計項目 無線 外部からの Firewall ユーザの 要求 他キャンパス との接続 セキュリティポリシ 帯域 サービス地域 サービスポリシ 基本的設計ポリシ Slide: 4 経路制御 アドレス資源の 割り当て 運用ポリシ ユーザの 要求 インターネット構成法 2002 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 Slide: 6 インターネット構成法 2002 接続の現状 帯域の使用率が非常に高い 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 Slide: 7 インターネット構成法 2002 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 Slide: 8 インターネット構成法 2002 トラフィック傾向の把握 これまでの傾向 MRTGなどグラフから分かる傾向 実際のユーザの動向 これからの傾向 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 Slide: 9 インターネット構成法 2002 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 Slide: 10 インターネット構成法 2002 トラフィック傾向の把握 これまでの傾向 MRTGなどグラフから分かる傾向 実際のユーザの動向 これからの傾向 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 Slide: 11 インターネット構成法 2002 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 8Mbps * 10 = 80Mbps 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 Slide: 12 インターネット構成法 2002 増強に当たっての判断(1/2) 利用状況 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 1Mbpsも出ていない 何も通信していない 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! インターネット構成法 2002 Slide: 13 増強に当たっての判断(2/2) 選択可能なサービス コストに見合うサービスが受けられるか 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 Slide: 14 インターネット構成法 2002 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 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 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 e-Server xSeries 360 CPU :Xeon プロセッサMP 1.5GHz Memory:2GB HDD :3.5TB e-Server xSeries 360 Slide: 16 インターネット構成法 2002 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 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 Slide: 17 インターネット構成法 2002 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 スイッチ スイッチ 中間 ネットワー ク ルータ Slide: 18 インターネット構成法 2002 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) Slide: 19 インターネット構成法 2002 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 Slide: 20 インターネット構成法 2002 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 階層化 Staticで経路制御 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 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 Slide: 22 インターネット構成法 2002 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 133.27.0.0/16 WIDE Internet 他キャンパス 133.27.0.0/16 default ITC default κ 新 default default default ι 無線 133.27.80.0/27 メディア Slide: 23 インターネット構成法 2002 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 Slide: 24 インターネット構成法 2002 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 133.27.0.0/16 WIDE Internet 他キャンパス 133.27.0.0/16 default ITC default κ 新 default default default ι 無線 133.27.80.0/27 メディア Slide: 25 インターネット構成法 2002 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 Slide: 26 インターネット構成法 2002 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 他組織と接続する場合 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 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 Slide: 27 インターネット構成法 2002 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 3549 AS 2915 AS 7673 AS 2687 AS 7500 R AS2500 R 村井 研 Keio UUnet R R WIDE Internet Backbone R R R 阪大 Slide: 28 インターネット構成法 2002 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 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 Slide: 30 インターネット構成法 2002 既存のネットワークを再構成する 現状を把握 ユーザの要求を満たしているか 問題点の洗い出し ボトルネックは何か どのように改善すべきか 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? Slide: 31 インターネット構成法 2002 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 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 Slide: 32 インターネット構成法 2002 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) CNS全体を技術的に美しくデザインする 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 Slide: 34 インターネット構成法 2002 ポイント ポリシ 技術的構成要素 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 Slide: 35 インターネット構成法 2002 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 ほとんど使い切っている 距離による違い ITCと講義棟との間はマルチモードファイバ 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 Slide: 36 インターネット構成法 2002 日吉への接続 WDM終端機器 最新の技術 10Gbps 日吉 WDMを用いた 日吉への接続 日吉へのGW WDM終端機器 Slide: 37 インターネット構成法 2002 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 Slide: 38 インターネット構成法 2002 Q1 Slide: 39 インターネット構成法 2002 日吉への接続 WDM終端機器 最新の技術 10Gbps 日吉 WDMを用いた 日吉への接続 日吉へのGW WDM終端機器 Slide: 40 インターネット構成法 2002 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) CNS全体を技術的に美しくデザインする 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 Slide: 41 インターネット構成法 2002
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