【interop tokyo 2014】 internet of everything / sdn とシスコ技術者認定

Internet of Everything / SDN とシスコ技術者認定 Learning@Cisco

Interop Tokyo 2014

2014年6月

Cisco Confidential 2 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Internet of Everything

Cisco Public 3 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Internet of Everything（IoE）とは背景：インターネットに接続する「モノ」は爆発的に増加

1995 2011 2020 2000 Source: Cisco IBSG, 2012

2億

500億

毎年1.3倍

毎年1.4倍

毎年2倍?

“Fixed” computing

(you go to

the device)

Mobility / BYOD

(the device

goes with you)


(people, process,

data, things)

100億

Internet of Things

(age of devices)

センサーの小型化/低価格化

スマートデバイスの普及

クラウドコンピューティングの普及

ソーシャルネットワークの普及


Internet of Everything（IoE）とはモノ/人/データ/プロセスの連携（1/2）

People

Things Data

Process

People to

People(P2P) Machine to

People(M2P)

Machine to

Machine(M2M)

Internet of Everythingの考え方

現在、世の中の99.4%のモノはインターネットにつながっていない


により…

【近い将来】

• モノだけでなく人、プロセス、データのインテリジェントな連携を実現

• 膨大な情報から適切なアクションを即時に導き出すことにより、個人/企業/国家の新たなケイパビリティ(できること)の創造、従来にない価値を創出

Point：

Internet of Things（IoT）をベースに、ネットワークインテリジェンスを高めることにより、異なるシステム内の情報を有機的に連携


Internet of Everything（IoE）とはモノ/人/データ/プロセスの連携（2/2）

Source: Cisco IBSG, 2012

• 物理的なモノがインターネットに相互接続

• 従来に比べて、より自律敵なデータ収集/蓄積/発信を実現

• モノの情報が相互に関連し、より価値のある情報へと変換

• デバイスを通して集積されたデータを解析/処理

• 分散したデータが統合化され、関連付けられることにより、

有用度の高い情報へと昇華

• 人/モノ/データが連携されることによりビジネスプロセスの自動化（自律化）や最適化を実現

• ビジネスプロセスに沿って、正確な情報が適したタイミングで相応しい人やモノに提供される

Things （モノ）

People （人）

Data （情報）

Process （プロセス）

• スマートフォン、タブレット、PCなどのデバイスを通して

各種ネットワークに接続する

• センシング技術によりデバイスと一体化して情報発信

IoEを構成する人/モノ/情報/プロセス


Internet of Everything（IoE）とは IoEの全体像

インターネット

P2P

People-to-People

M2M

Machine-to-Machine

P2M

People-to-Machine



情報解析アプリケーション自動化・制御アプリケーション

クラウドサービスプラットフォーム

スマート

シティー

パブリック

セーフティ工業/農業ヘルスケアエネルギーリテール交通/

オートモティブ


P2P

People-to-People

M2M

Machine-to-Machine

P2M

People-to-Machine



情報解析アプリケーション自動化・制御アプリケーション

クラウドサービスプラットフォーム

スマート

シティー

パブリック

セーフティ工業/農業ヘルスケアエネルギーリテール交通/

オートモティブ

Machine側で情報を自律的に発信人間が主体的に操作して情報を発信

New インターネット


P2P

People-to-People

M2M

Machine-to-Machine

P2M

People-to-Machine

http://www.monogocoro.jp/2010/02/05/sunsine-ac-module.html

http://astore.amazon.co.jp/jihanki-22/


IoEプラットフォーム

インダストリアプリケーション

ネットワーク

ゲートウェイフィールドネットワーク IPネットワーク

スマート

シティー

パブリック

セーフティー工業/農業ヘルスケア

交通/オート

モーティブエネルギーリテール

データ管理

デバイス管理

セキュリティ管理

運用

管理

課金

管理

データ変換ルールエンジン

データ蓄積コンプレックス

イベント処理

スマートオブジェクト

センサースマートデバイス装置

アセット

管理

IoE のアーキテクチャ IoE の構成要素（一般例）

ビジネスプロセス

マネジメント

データ

分析


IoEプラットフォーム

インダストリアプリケーション

スマート

シティー

パブリック

セーフティ工業/農業ヘルスケア

交通/オート

モーティブエネルギーリテール

データ管理

デバイス管理

セキュリティ管理

運用

管理

課金

管理

データ変換ルールエンジン

データ蓄積コンプレックス

イベント処理アセット

管理ビジネスプロセス

マネジメント

データ

分析

ネットワーク

ゲートウェイフィールドネットワーク IPネットワーク

スマートオブジェクト

センサースマートデバイス装置

3G/LTE WiFi Ethernet

M2M Gateway

Embedded Router

Wireless AP IE Switch

CE300

IoT Gateway

ISR

CGR

UCS Series

920MHz WiFi

CG-EndPoint Software

IoE のアーキテクチャ IoE の構成要素（シスコ製品のマッピング）


• End-to-End

• QoS, Security, Routing, Device/Network Management

• Smart objects

• access technology (WiFi, 920MHz mesh, PLC, 3G/LTE, WirelessHART, ISA100 mesh routing (RPL) ,

standardization (WiSUN alliance, Echonet Lite)

• Multi-Service Edge

• Fog Computing, Cisco Open Network Environment, multi-access technology

• Core Network

• Partial Mesh Core, Layer integration, Hotspot 2.0, L2/L3 transport, distributed date service

• Data Center Cloud

• Big Data Management / Analysis, Cloud Computing, Virtual Service , Dynamic Provisioning, Disaster

Recovery

IoE の主要なテクノロジーコンポーネント


Field Area Network CG IPv6 Endpoint – Reference Design


2012年7月25日に解禁スマートメーターやHEMS/BEMS向けの通信技術として

注目される

• 低消費電力

• 2 - 6W程度

• WiFiの消費電力 10 - 15W 程度

• 高い到達性

• 20mWで最大3km程度

• 干渉が少ない

• 大規模マルチホップ対応可能

920MHz 帯近距離無線


• 背景

• IEEE 802.15.4にIPv6を通すためのアダプテーション層の必要性

• 802.15.4 MTUサイズが127バイト。 IPv6の最低MTUは1280byte

• IPv6はMulticastを多用。そのままではパケットのスループット、バッテリーに影響

• IPv6に適用させるための機能を策定

• パケット断片化/再構成

• ヘッダ圧縮 (40バイトが最大3バイト)

• 近隣発見の最適化(Multicastの抑制)

6lowpan


• 背景

• 802.15.4 のような不安定リンクでのrouting protocol 技術の必要性

• 既存プロトコルは安定した環境/リンク前提

• 要求条件

• 低消費電力 / 低CPU性能

• 頻繁に変わる可能性のあるネットワークトポロジ

• 耐スケーラビリティ

• 自己管理（自動発見/自動ネットワーク構築等）

RPL：Routing Protocol for LLNs (Low power and Lossy Link) RFC6550


• 背景

• Web サービス（HTTP+ テキストデータ）を主流とした多くの情報交換プロトコルでは、

データサイズ大。特に802.15.4 ではデータサイズの拡大は課題に。

• 要求条件

HTTP+REST アーキテクチャをそのまま binaryのプロトコルに

• HTTP GET, PUT, POST, DELETE

CoAP


• Two decades of experience in routing …

• But very different challenges

• Constrained devices ! (few Kbytes of RAM, dozens of Kbytes of Flash, 8/16-

bit micro-contoller)

• Low-speed highly unstable loosy links

• (oscillation avoidance is a key)

• Potentially very large scale (10-100sK nodes)

• Unattended devices in harsh environments

• Required a deep understanding of the requirements

• Under very tight timeline

Routing in Sensor Networks: not technically trivial problem …


Routing Metrics in LLNs Node Metrics Link Metrics

Node State and Attributes Object

Purpose is to reflects node workload (CPU, Memory…)

“O” flag signals overload of resource

“A” flag signal node can act as traffic aggregator

Throughput Object

Currently available throughput (Bytes per second)

Throughput range supported

Node Energy Object

“T” flag: Node type: 0 = Mains, 1 = Battery, 2 = Scavenger

“I” bit: Use node type as a constraint (include/exclude)

“E” flag: Estimated energy remaining

Latency

Can be used as a metric or constraint

Constraint - max latency allowable on path

Metric - additive metric updated along path

Hop Count Object

Can be used as a metric or constraint

Constraint - max number of hops that can be traversed

Metric - total number of hops traversed

Link Reliability

Link Quality Level Reliability (LQL)

0=Unknown, 1=High, 2=Medium, 3=Low

Expected Transmission Count (ETX)

(Average number of TX to deliver a packet)

Link Colour

Metric or constraint, arbitrary admin value


SDN / ACI (Application Centric Infrastructure)


• SDNが備えているもの

• Intelligence

• Orchestration

• Programmability

• SDNがもたらすもの

• 柔軟な論理Networkの構築（仮想オーバーレイ、ネットワーク仮想化）

• Network Resourceの最適な運用（リソースオーケストレーション）

SDN おさらい

POLICY ANALYTICS Orchestration

Network

Harvest Network

Intelligence

Program for Optimized Experience

read

write

具体的には何？？


• Northbound APIs

• アプリケーションがネットワークサービスに対しアクセス・リクエストするための API, PCEP, XMPP, HTML5, ALTO, Cisco-NPS/gSOAP, …

• East/West APIs

• エレメント間でデータ交換、負荷分散、冗長化するための API

• DHT, BGP-LS, …

• Southbound APIs

• インフラレイヤに双方向でアクセスし、情報を取得・設定するための APIs Routing Protocols: ISIS, OSPF, BGP, BGP-LS, PCEP, RSVP, OF, GMPLS-UNI, …

APIs


Component

Apps

overlays

CDN

. . . Cloud

*aaS Application

Layer

Network

Layer

DNS

Northbound API

Controller

Southbound API (Read) • BGP-LS

• SNMP

• OnePK

• NETCONF/YANG

• CLI

• TL1

• I2RS

• OpenFlow

Southbound API (Write) • PCEP

• SNMP

• OpnePK

• NETCONF/YANG

• CLI

• TL1

• I2RS

• OpenFlow


• draft-ietf-idr-ls-distribution

• モチベーション：マルチレイヤ環境において各レイヤのトポロジ情報が欲しい

(aggregation, abstraction, addition/deletion, …)

• どうやって？：IGP からトポロジ情報および部分的なステート情報をもらう

(Nodes, Links, Prefixes, TE info, Resources, TE-LSP state, ...)

BGP Link State

BGP-LS


Network

Harvest Network

Intelligence


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• つまり BGP-LS とは

• IGP のトポロジ情報を収集し、集約/フィルタ/抽象し化し、BGP Link-State NLRI によって BGP peer にアドバタイズするしくみ

• あくまでも外部サーバ（ALTO server や PCE）にトポロジ情報を渡すことが目的であり、ルータがルーティングに利用する目的で使うことは想定していない

• IGP とネイバーを張る必要はなく、BGP-LS クライアントとして動作すればよい

• BGP の基本的なポリシー制御のしくみをそのまま利用可能

• 新しい AFI/SAFI, NLRI, Path Attribute を定義

• Link State NLRI (a topology element: link, node or prefix)

• Link State Attribute

• RR を使った階層化も可能

• LS NLRI は片方向で伝搬される

BGP Link State

BGP-LS


• RFC5440 で標準化（2009年）

• PCC（Client）が必要なPathの条件（帯域など）

をPCEにRequest。 (PCReq)

• PCE が条件に合うPath (Path-List) をReply。(PCRep)

• PCC はReply に従ってPath（TE-LSPなど）を張る。

• PCE-PCE 間でのやり取りにも使用される。

• http://tools.ietf.org/html/rfc5440

• Optical Layer (OTN, WSON) への対応

PCEP extensions for GMPLS

(draft-ietf-pce-gmpls-pcep-extensions-08)

Path Computation Element Communication Protocol PCEP


Network

Harvest Network

Intelligence


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http://tools.ietf.org/html/rfc5440


• draft-ietf-pce-stateful-pce-06

• 従来のPCE（Stateless）はLSPの計算だけを実行し、LSPの状態までは把握し

ない

• Stateful PCE → LSPの状態を把握・変更できるPCE

• Stateful PCEのためのPCEP拡張

• LSP State Synchronization → PCCの持っているLSP情報をPCEに同期する

• LSP State Report → PCCからPCEにLSPの状態を知らせる

• LSP Update Request → PCEからPCCにLSPの更新を命令できる

PCEP Extensions for Stateful PCE Stateful PCEP


Network

Harvest Network

Intelligence


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• OpenFlow コントローラ〜OpenFlow スイッチ間の制御プロトコル

• TCP または TLS コネクションを用いる

• OpenFlow スイッチにはユニークな Datapath ID が割り当てられる

• ヘッダフィールド、アクション、および統計情報の組をフローと呼ぶ（コン

トローラからスイッチに送られ、フローテーブルに格納される）

• Open Networking Foundation（2011 年設立）にて標準化が行われている

• Version 1.3 ではキャリア網への適用が想定され、MPLS, IPv6, PBB などが

サポートされる

• 最新 version は 1.3.2 (Apr. 25, 2013)

• https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow-spec-v1.3.2.pdf

OpenFlow Protocol


Network

Harvest Network

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https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow-spec-v1.3.2.pdf










• IOS/XE/XR/NX の API を利用して外部ソフトウェアからロジックを作成・ルータ

を制御可能とする技術

• 制御チャネルは Cleartext (TCP 15001) または暗号化テキスト (TCP 15002)

• Cisco の公開する Service Sets を利用可能（経路制御、QoS 制御、アクセス制

御 etc）

• IOS XR では 4.3.1 よりサポート

One Platform Kit

OnePK


Network

Harvest Network

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IETF I2RS Working Group で議論中。

既存のRouting System に対する介入手段（API）

の標準化。

主にRIB を操作することにFocus。

（⇔ OpenFlow）

Read、Write 双方向を考慮。

http://tools.ietf.org/id/draft-ward-i2rs-framework-00.txt

http://datatracker.ietf.org/doc/draft-liu-i2rs-architecture/?include_text=1

http://tools.ietf.org/html/draft-rfernando-i2rs-yang-mods-00

http://datatracker.ietf.org/doc/draft-nitinb-i2rs-rib-info-model/?include_text=1

I2RS Interface to Routing System


Network

Harvest Network

Intelligence


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• Read (Polling & Trap）とWrite（ただし限定的）に対応可能

• CPU使用率をMetric に加えたい場合など

• 簡易的な認証も備えている

Simple Network Management Protocol SNMP


Network

Harvest Network

Intelligence


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• ネットワーク機器の設定をXMLで操作するProtocol

• CLI、SNMPより柔軟性・拡張性の高い操作を提供する

• YANGという書式を用いて情報を記述する（SNMPでいうMIB相当）


Network Configuration Protocol Netconf


Network

Harvest Network

Intelligence


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• ネットワーク管理プロトコル

• 主に北米のテレコムキャリアを中心に使用されている

• GR-831 "Operations Application Messages - Language for Operations

Application Message" - Telcordia Technologies(Bell Communications Research,

Inc. : Bellcore)

Transaction Language 1 TL1


Network

Harvest Network

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Learning@Cisco シスコ技術者認定


ルーティング＆スイッチング

Cisco Certified Architect

CCIE Routing & Switching

CCNP

セキュリティ

CCIE Security

CCNP Security

CCNA Security

ボイス

CCNP Voice

CCNA Voice

ワイヤレス

CCIE Wireless

CCNP Wireless

CCNA Wireless

サービスプロバイダー

CCIE Service Provider

CCNP SP

CCIE SP Operations

CCNP SP

Operations

サービスプロバイダーオペレーション

CCNA SP

Operations

CCNA SP

CCIE Data

Center

ネットワークデザイン

CCDE

CCDP

CCENT

データセンター

CCDA

エキスパート

アーキテクト

アソシエイト

プロフェッショナル

エントリー

CCNP Data

Center

CCNA Data

Center

ビデオ

CCNA Video

CCENT

CCIE Collabo-

ration

CCNA Routing& Switching

コラボレーション

CCENT

シスコ技術者認定ロードマップ（2014年6月現在）


Voice Transport

Telecommuting / VPN

Wireless

Software Automation

Unified Communications

Collaboration/Video

Comprehensive Security

Ethernet Switching

Routing

Data Center

技術

時間

ナレッジギャップ • テクニカル／ビジネスアーキテクト

• サポートオペレーション

• デザインナー／プランナー

Smart+Connected Communities

Cloud

製品から、システム、ソフトウェア、

そしてサービス＆ソリューションへ

Learning@Cisco ネットワークソリューションチャート


主なIoE 導入分野

Manufacturing Transportation Defense and Security Energy

Government Healthcare Retail Banking and Finance


• 産業界ネットワークエンジニア

• 主なコンポーネント

− 産業界 Routing & Switching

− 産業界セキュリティ

− 産業界ワイヤレス

− プロトコル／規格

IoE で働き方が変わる

Cisco IoE

Certifications

• 50億のデバイスをつなげるために

新しい人材が必要

• これからの10年世界で約200万を越す人材がICT業界で求められる

• 220,000 の新しいエンジニアが2022

年までに毎年輩出される (出典: BLS)

Market Climate Job Roles/Skill Requirements

IOT Specialist Certification developed in

partnership with the Industry – July 2014 Reskill workforce in Manufacturing, Utilities,

Oil & Gas, Mining Industries July 2014

Courses & Exams Available


IoE に関する技術

Connecting

Things Cybersecurity

Network

Programmability

Big Data

and Analytics

Cisco IoE

Certifications

人プロセスデータモノ


ネットワークプログラマビリティ業務の進化と認定資格

• ビジネスアプリケーション開発者

• システムエンジニア/ネットワーク設計者

• ネットワーキングエンジニア

• サポートエンジニア

従来の

ネットワーキング

インフラに

関する職務

• ビジネスアプリケーション開発者：ネットワークプログラマビリティ対応

• ネットワークプログラマビリティ開発者

• ネットワークプログラマビリティ設計者

• ネットワークプログラマビリティ技術者

ネットワーク

プログラマ-

ビリティ認定と

カリキュラム

• ビジネスアプリケーション開発者のカリキュラム

• 開発者のカリキュラム

• 設計者のカリキュラム

• サポートカリキュラム

ネットワーク

プログラマビリティ

認定と

カリキュラム


市場のトレンド合わせた新資格

サイバーセキュリティースペシャリスト

ハンズオントレーニング

シスココントローラートレーニングと認定 (2014年7月予定)

APICトレーニングと認定 (2014年8月予定)

シスコクラウド認定(2015年予定)

シスコビジネス

バリュースペシャリスト

シスコ認定ビジネスバリュープラクティショナー

トランスフォーメティブアーキテクトスペシャリスト

IoTコース及びスペシャリスト試験リリース予定

（2014年7月予定）

サイバー

セキュリティ

ネットワーク

プログラマ

ビリティ

クラウド

ビジネス

トランス

フォメーション

Internet

of Everything

Thank you.


シスコはお客様やパートナーにIoEの機会を提案

A new Model of IT and a $1Tr

Opportunity $19Tr Customer ‘Value at Stake’

People

Data

Process

Things

Cloud

Mobile

Apps

Data

Security


考えられる将来の職種

Innovation Specialist

Mobile Application Developer

サイバーセキュリティ

スペシャリスト

Data Scientist

Customer Outcome

Evangelist

Network Programmer

Business Transformation Architect

Cloud Architects/Brokers

Industrial Network Engineer

Source: IT Career Finder, May 2012, Info World, June 2011, Network World, August 2013, Bureau of Labor Statistics, April 2013


市場の変化は業務役割を変革

• 2.1M new global jobs need to be filled by 2017

• Shortage of 1M+ security professionals

• IT model evolves to Fast IT and software-defined networking

• Market size grows from $300M in 2013 to $3.5B in 2018

• Data center moving into cloud model increase cloud by 24%

• 7M new jobs by 2015

• 3.8M global IT infrastructure workers took business competency training in 2013

• Industry IT professionals must engage in business conversations

• New talent needed to connect 50B devices

• By 2024, there will be 2M unfilled ICT-related jobs globally

• 220,000 new engineers to be trained every year until 2022

Cyber security Network

Programmability Cloud Business

Transformation

Internet

of Everything

【interop tokyo 2014】 internet of everything / sdn と シスコ技術者認定

Technology

【interop tokyo 2014】 internet of everything / sdn とシスコ技術者認定