インターネット構成法 第10回
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Transcript インターネット構成法 第10回
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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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インターネット構成法 2002
Q1
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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
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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
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インターネット構成法 2002