nictの次世代テストベッドに関する海外事例からの示唆 ·...

NICTの次世代テストベッドに関する

海外事例からの示唆

2015年5月16日

株式会社野村総合研究所

コンサルティング事業本部

ICT・メディア産業コンサルティング部

廣戸健一郎

〒100-0005

東京都千代田区丸の内1-6-5 丸の内北口ビル

TBWG-18-03

Copyright（C） 2014 Nomura Research Institute, Ltd. All rights reserved.

本日の内容

1

海外テストベッドピックアップ

欧州のFI-PPPプロジェクトについて

NICTの次世代テストベッドへの示唆


本日の内容

2





世界の主要な通信系テストベッドと内容：米国系

3

テストベッド名概要

（Internet 2）高速バックボーンネットワークのプラットフォーム

GENI 大規模テストベッド（相互連携）を構築するためのテストベッド

Intercloud IEEEが主催する、クラウド間のインターオペラビリティ検証のためのテストベッド

DETER サイバーセキュリティ研究のためのテストベッド


世界の主要な通信系テストベッドと内容：欧州系

4


(GEANT) 高速バックボーンネットワークのプラットフォーム

2020年にかけて最大2Tbps の回線準備中

Smart Santander スマートシティのテストベッド。（Fireプロジェクト傘下）

OFELIA Open Flow のテストベッド。（Fireプロジェクト傘下）

w-iLab.t センサNW無線のテストベッド。（Fireプロジェクト傘下）

IRIS ソフトウェア無線のテストベッド。（Fireプロジェクト傘下）

FI-WARE ※ クラウドツールのプラットフォーム。（FI-PPP傘下）

XIFI ※ クラウドネットワークのプラットフォーム。（FI-PPP傘下）


世界の主要な通信系テストベッドと内容：その他アジア地域

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韓国 Jeju Smart Grid スマートグリッドのテストベッド

台湾第四代行動寬頻測試實驗室

中国も関与するTD-LTEのテストベッド。


米国DETER:サイバーセキュリティのための研究テストベッド。DARPA予算のDDoS攻撃の研究が発展し現在の形になった。

自身で研究を進めるDETER Project と、テストベッドを提供する DETER Lab. に分かれる

Starbed とDETER は連携し相互接続していた

6

元々はDARPA の予算でDDoS攻撃防衛の

ために実施されていた研究プロジェクトが発展したもの

現在、アメリカ合衆国国土安全保障省と国防省）からの予算で運営されている。

実際の設備は、南カリフォルニア大学とUC

バークレーにあり、20人の「コラボレータ」により運営されている

現在２００弱の大学・組織が同テストベッドを利用している

南カリフォルニア大学と、ＵＣバークレーに基本施設があり、400台を超えるマルチコアサーバーと、それぞれが1ギガバイトのNW接続

これらの上で動作する、アプリケーションソフトウェアスタック、バーチャルマシンモニタ、ネットワークエミュレーション、ネットワークシミュレータなどが利用可能

システム構成運営主体・利用者


欧州 OFELIA: 2010年にFP7でスタートしたOpenFlow研究テストベッド。予算は2013年までで6.3mil €投入

オープンフロー対応スイッチや各種ネットワーク基盤を備えた”island”と呼ばれる設備からなり、実験の制御を行うcontrol frameworkも提供した。欧州+南米も含め、11 islandまで拡大した。

各island組織は、FP7終了後もテストベッドを無償・ベストエフォートで継続する方針を表明

7

OFELIA Control Framework OFELIA island facility(例)

GEANT

ja.net

VPN

サーバ

OF enables switches×3

(Arista,Brocade,Extreme)

Canpus

Ethernet

Switching

仮想サーバ

（Xen/KVM)

OF controllers

光ネットワーク

10G

1or10G

DWDM


本日の内容

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ユースケースの拡張

事業化・起業家募集

FI-PPP のスケジュールと予算。Phase1, 2 時点は、ユースケースプロジェクトと、FI-WARE, XIFIなどが同時に走っている。Phase3は起業化フェーズ。

Phase 1, 2011-12, 予算：€90 million

Phase2, 2013-14,予算： €80 million

Phase3, 2014-16, 予算：€130 million

9

ENVIROFI

FI-CON TENT

OUTSMART

SAFE CITY

FINSENY

SMART AGRIFOOD

INSTANT MOBILITY

FINEST

FI-WARE

INFINITY

XIFI

Use Case Phase2

Use Case Phase2

Use Case Phase2

Use Case Phase2

Use Case Phase2

Call1 Call2

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Call3

ユースケースＰＪＴ


FI-PPPの構造。ユースケースプロジェクト(Phase1は8、Phase2は5) と FI-WARE, XIFI, INFINITY といった横串プロジェクトにより構成されている

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ENVIROFI 環境計測及びそのアプリケーション

FI-CONTENT 放送、通信、ゲーム、CGMなどコンテンツビジネス

FI-STAR FI を活用したヘルスケアドメインでのトライアル

FINESCE スマートエネルギー

FINEST 高度な交通と物流ネットワーク

FINSENY Smart Grid

Flspace （食糧輸送を前提とした）ビジネスコラボレーション

FITMAN 産業界主導の「スマート工場」

INSTANT MOBILITY 人・モノのマルチモーダル物流

OUT SMART スマートシティ（エネルギー、水、廃棄物などのリソース管理）

SAFECITY パブリックセイフティー

SMART AGRI FOOD 食糧及び農業技術 FI-

WARE

GE

(generic

enable

r) の提供を通

じて各プロジェクトを

支援し、

GEを成果物

として完成させる。

INFINITY: 欧州域内で（有償・無償で）利用できるテストベッドが検索可能なXIPI というＷｅｂサイトを運営

ユースケースプロジェクト

XIF

I: ユースケースプロジ

ェクトの通信・クラウ

ドプラットフォームを

構築する。


FI-WARE: Open Stack 上で動作するツール類（GE）を作るプロジェクト。FP7予算（2ndフェーズで€36mil）で60以上のツールが開発された。

11

AMAZON で言えば以下のようなツール類に相当するものをOpen Stack向けに構築

•Amazon EMR

•Amazon RDS

•Amazon Redshift

•Amazon Route 53

•Amazon S3

•Amazon SES

•Amazon SNS

•Amazon SQS

•Amazon VPC

•Auto Scaling

•Amazon CloudFormation

•AWS Data Pipeline

etc.


XIFI: 欧州各地の商用データセンタ・NWを借り上げ接続し、FI-WARE及び各ユースケースPJTが動作する基盤を構築するプロジェクト

バックボーンNW部分は、主として欧州のJGNに相当するGEANT を活用し、GEANTで接続できない部分は商用NWを新しく借り上げて接続している

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欧州域内12カ国のデータセンタを接続。現在17カ国に拡張する計画あり

22のパートナー（通信会社・SI会社・大学）から来た200人の専門家が分業で開発に従事（200人はXIFI専業ではなく、XIFI のため50%ほどの稼働を充てているとのこと）

2014年は無線NW も拡張していく。（現在はドイツテレコム圏内でLTE

が利用できるだけ）

DNS Session

Auth

Firewall

APPS

IoT

Data

Security

Cloud

composition AppsServ Mediator WireCloud MashupFac

GWdatadhi1 GWdatadhi1 Thingsman Deviceman Protoadaptor

Bigdata Cap cdvideo location qbroker pubsub semantics

datahdi dbanon secmonitoring OSSI Siem Sec Storage

Proxy IPv4

Proxy IPv6

Vertical

Applications Internet

IPv4

Internet

IPv6


FI-PPP の背景にある時代・技術認識

現在のインターネット産業において、『プラットフォーム』を抑えた米国に対し、欧州は後塵を拝している

現状認識として、既存のインターネット産業はすべて米国中心に動いている

負けた理由を突き詰めれば、 Amazon, Google, Facebook などの米国企業にプラットフォームを握られてしまったこと

近い将来、IoT, Big Data, Cloud の3つの大波が同時に来ることで、近い将来のインターネット産業は、.com ブームの頃のような、激しい動きになると想定される

IoT, Big Data, Cloud を巻き取る欧州発のプラットフォームを作り、これがスタンダードになれば、欧州が Future Internet を牽引するようになれる

このためにはシステムを統合し、データも統合された非常に使いやすいプラットフォームを作り、多くの開発者が様々なニーズに基づいたアプリを作れる環境を早期に用意すれば良い

IoT, Cloud, Big Data を対象にした次の世代のGoogle Play のようなものを作りたい

出せるデータはギリギリまで公開・共有する。細分化されたシステムも限界まで統合する。そうすることで、Open Innovation が活性化され、様々な事業が生まれる

13


本日の内容

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NRI のＩＴロードマップ：ＳＩ業界の視点では、クラウド・ビッグデータ・SDNやこれに対応したセキュリティ・運用ツールの技術革新が望まれる

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先端技術

中核技術

成熟技術

システム連携/

ミドルウェア

フロント技術

クライアント端末

セキュリティサーバー・ストレージ関連技術

運用管理マネジメントコンテンツ/ ナレッジ管理/ コラボレーション

開発ツール・開発方式

開発言語データベース

ネットワーク/ ネットワーク

アプリケーション

OS/サーバーソフト

メインフレーム

PC サーバ

ストレージ仮想化

ストレージ自動階層化

スケールアウト型ストレージ

統合コンピューティング・システム

Windows Server 2008

サーバ仮想化

パブリック・クラウド

プライベート・クラウド

Windows7

Windows8

Windows Server 2012

ESB

BPM・BAM

SOA

MDM

BRMS

グループウェア

SaaS型グループウェア

コンテンツマネジメント

検索エンジン

テキスト・マイニング

セマンティックWeb

ソーシャルソフトウェア

RDBMS

オープンソースDB

インメモリDB

DWH

DWHアプライアンス

データマイニング

商用BI

オープンソースBI

分散メモリキャッシュ

NO-SQL DB

CEP

Hadoop

統計解析ソフト

ビッグデータ

クラウド型DWH

LTE

IPv6

Web会議＆コラボレーション

IP電話

UC

音声アプリケーション

SDN/Openflow

スマートフォン

ICカード

RFID

スマートTV/ インターネット動画配信

スマートTV/ ハイブリッドキャスト

デジタルサイネージ

デスクトップ仮想化

シンクライアント専用端末

スレートPC /タブレット

NFC

ウェアラブル端末

ハードウェアトークン

生体認証

シングル・サインオン

リスクベース認証

スパム、フィッシング対策

マルウェア対策

UTM

次世代ファイヤウォール

SIEM

DLP

ファイル秘匿分散

C#

PHP

Ruby

Python

Ajax

Flash/Flex

HTML5

EJB

UML

PJ管理ツール

性能測定ツール

テストツール

ソフトウェア構成・変更管理ツール

アジャイル開発

MDA

開発フレームワーク

要件定義分析ツール

形式手法

エクスペリエンス・デザイン

モバイルアプリケーション開発ツール

DevOps 継続的インテグレーション

継続的デリバリ

統合運用ツール

構成管理ツール /CMDB

消費電力モニタリング

ITプロセスオートメーション

SaaS型運用管理ツール

統合監視ソフト

PJ マネジメント EA

ITIL

BC/DR

コンプライアンス、リスク管理、 SOX法対応

BABOK

位置情報認識

音声認識

感情認識

モーションキャプチャー

拡張現実

レコメンドエンジン

サイト最適化エンジン

価格最適化エンジン

Webアクセス解析

クラウドビッグデータ

SDN/OpenFlow

運用ツール類

クラウドサービスに対応したセキュリティ


通信業界の現在の課題：「純」通信産業においては、無線通信に絡んだ複雑なかつ困難な技術課題を解決する必要が生じている

トラフィックの伸びを吸収するためには、現状の10倍近い基地局が設置された、3G, 4G, 5G +

WiFiなどからなる無線通信環境をコントロールする必要が生じると見られる。無線通信と有線通信の双方に関わる困難な技術課題と想定される。

16

82.2

105.2 123.5

154.6 181.3

234.8

274.3

328.9 349.0

422.0

469.8

546.4 586.2

0

100

200

300

400

500

600

700

H2

2.1

2

H2

3.0

3

H2

3.0

6

H2

3.0

9

H2

3.1

2

H2

4.0

3

H2

4.0

6

H2

4.0

9

H2

4.1

2

H2

5.0

3

H2

5.0

6

H2

5.0

9

H2

5.1

2

(Gbps) 月間平均トラヒック（総務省）

2020年のトラフィック1.6^6年 ≒ 17倍

周波数割当ての増加分

（1.5倍？） ×

技術進化による吸収（bps/Hz の向上）（2倍？） ×

基地局増設による吸収

（6倍）

1.5～1.6倍/年

トラフィック量予測から予測される将来の無線通信システムの在り方


海外テストベッドの動向からの示唆

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海外テストベッドからの示唆

欧州プロジェクトからの示唆

通信技術・産業の視点からの示唆

研究テーマについて

・SDN/Openflow

・スマートシティ

・５Ｇなど無線システム

・センサNW

・情報セキュリティ

・クラウド間連携

・ビッグデータ

・IoT

・クラウド

・ビッグデータ

・SDN/OpenFlow

・及びこれに関係するセキュリティ・運用ツール類

・５Ｇなど無線システムの革新

テストベッドの考え方について

・Big Data 時代を見据えた回線高速化

・単一目的の小規模テストベッド

・アプリケーションレイヤへの重点シフト

・テストベッド連携

・Open Innovation

・クラウド時代の覇権獲得のためツール類整備

・研究者のための情報整理


テーマについて：

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通信レイヤ

中上位レイヤ

固定通信無線通信

SDN/Open Flow 現在のNICT テストベッドの位置づけ

クラウド

ビッグデータ

IoT, センサNW

スマートシティ

第5世代等

無線通信

次世代のNICT テストベッドの位置づけ

（NRI提言）


テストベッドの運用について：

テストベッドに関する情報発信の取り組み

国内及び海外で利用できるテストベッドの情報を集約し、国内の研究者向けに提供することで研究に広がりを持たせること

小規模テストベッド

IoT や無線通信の個別要素技術の検証用に、１部屋／１フロア内で収まるような、小さなテストベッドをいくつか用意し、提供すること

テストベッド間連携

NICＴのみならず、国内・海外の他のテストベッドと接続することで、利用者の研究に広がりを持たせること

共通開発プラットフォームの構築

テストベッドインフラをさらに利用促進し、また新たなネットワーク技術創出の基盤としてゆくため、インターネット経由で利用できるAPI機能を提供すること

開発者が一般的に必要とする典型的なミドルウェア機能の提供

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