インターネットの舞台裏
- 1. © BIGLOBE Inc. 20161 同志社⼤学 ネットワークシステム構成論 インターネットの舞台裏 2016/1/6 ビッグローブ株式会社 土屋 太二
- 2. © BIGLOBE Inc. 20162 自己紹介 l 土屋 太二（つちや たいじ） – 29歳 – 社会人5年目 l インターネットサービスプロバイダ(ISP)の ビッグローブ株式会社 で ネットワークエンジニアをやってます。 2016/1/6
- 3. © BIGLOBE Inc. 20163 土屋の学生時代 l 2005年 同志社大学 工学部 情報システムデザイン学科 入学 p 「世界を変えるような面白い仕事がしたい」 p 3回生のときにVR研究に憧れ p 高橋研で、ウェアラブルARの研究を立ち上げ l 2009年 奈良先端大学 入学 p AR/ヒューマン・インタフェースの研究に がっつり2年間向き合う p 就職活動では研究開発を志望 2016/1/6
- 4. © BIGLOBE Inc. 20164 土屋の就職活動 l 希望していた研究部門に落ちまくる p 自身の実力（覚悟と行動力）が足りなかった。。 l 面白そう！と直感した NECビッグローブ（現:ビッグローブ）に入社 p 技術力の基礎を獲得するために 自身が最も苦手だったインフラ部門を希望 p ネットワークエンジニアとして 楽しく過ごしています 2016/1/6
- 5. © BIGLOBE Inc. 20165 本講義で伝えたいこと l インターネットの裏側を知ってもらう l インターネットサービスプロバイダ(ISP)の 役割を知ってもらう l ネットワークエンジニアの仕事 を知ってもらう 2016/1/6 （注意） 本資料には、技術的な内容がでてきますが、 完璧に理解していただく必要はありません。 「こんな世界もあるんだ。」程度に捉えていただければOKです。
- 6. © BIGLOBE Inc. 20166 本講義の目次 1. どうやってWebコンテンツに通信している の？ 2. ネットワークってなに？ 3. インターネットってなに？ 4. ISPって何をする会社？ 5. ネットワークをつなげるってどういうこと？ 6. ネットワークエンジニアってどんな仕事？ 7. まとめ 2016/1/6
- 7. © BIGLOBE Inc. 20167 みなさん インターネット 使ってますか？ 2016/1/6
- 8. © BIGLOBE Inc. 20168 世の中のインターネットサービス 2016/1/6 Google Yahoo Japan BIGLOBE LINE Skype Facebook ニコニコ動画 Twitter amazon Netflix YouTube
- 9. © BIGLOBE Inc. 20169 WEBコンテンツを利用する通信(よくみる図) 2016/1/6 Webサーバ DNSサーバ PC Webコンテンツ Webブラウザで URLにアクセス ① URL（ドメイン名） 名前解決リクエスト ② URL(ドメイン名)と IP アドレスの変換結果 ③ IPアドレスに対して Webリクエスト ④ Webの結果データ
- 10. © BIGLOBE Inc. 201610 Q. 実際はどのようにして PCとWebコンテンツが 通信しているの？ 2016/1/6
- 11. © BIGLOBE Inc. 201611 A. パケットが物理回線を渡り、 世界のどこかにある Webサーバまで辿って 通信してます 2016/1/6
- 12. © BIGLOBE Inc. 201612 WEBコンテンツを利用する通信(概念) アクセス ネットワーク ISP ネットワーク http://www.example.com にWEBブラウザでアクセス コンテンツ事業者 ネットワーク インターネット DNSサーバで名前解決 http://www.example.com ⇔ 10.10.10.1 2016/1/6 日本中の 家/会社/端末 に通信を届ける 物理回線を提供 通信(パケット)を インターネットに届ける 出入り口を提供 Webコンテンツを 保持、配信 www.example.com IPアドレス:10.10.10.1
- 13. © BIGLOBE Inc. 201613 2016/1/6 WEBコンテンツを利用する通信(物理回線) Webサーバ 架空ケーブル 海底ケーブル DNSサーバ ケーブル用トンネル（とう道）
- 14. © BIGLOBE Inc. 201614 ユーザ宅の回線設備 2016/1/6 NTT西日本 フレッツ光ガイド 工事について より引用 http://etel.co.jp/guide/construction.html
- 15. © BIGLOBE Inc. 201615 とう道 2016/1/6 Bizコンパス ケーブルが走る地下トンネル「とう道」の秘密に迫る より引用 http://www.bizcompass.jp/original/bu-growth-024-1.html#more-135033
- 16. © BIGLOBE Inc. 201616 海底ケーブル 2016/1/6 Bizコンパス グローバル通信を支える国際海底ケーブルの基礎知識 より引用 http://www.bizcompass.jp/original/bu-growth-008-1.html Quora How are major undersea cables laid in the ocean? より引用 https://www.quora.com/How-are-major- undersea-cables-laid-in-the-ocean
- 17. © BIGLOBE Inc. 201617 世界中に張り巡らされた回線 2016/1/6 国内回線の一部 アルテリア 情報通信インフラ https://www.marubeni-access.com/ja/ service/business_field/ 海底ケーブル submarine cable map http://www.submarinecablemap.com/
- 18. © BIGLOBE Inc. 201618 通信速度 2016/1/6 1つのパケットが 日本<->アメリカ(西海岸) を往復する時間 = 110ミリ秒
- 19. © BIGLOBE Inc. 201619 通信量 2016/1/6 BIGLOBEと インターネットの間に流れる 最大通信量 = 約300Gbit/秒 = 37.5GB/秒 = （ざっくり）2700万パケット/秒 ※1パケット = 1500byteで概算。実際はもっと小さい値です。 片面1層ブルーレイディスクで 25GB
- 20. © BIGLOBE Inc. 201620 アクセス ネットワーク ISP ネットワーク コンテンツ事業者 ネットワーク インターネット 2016/1/6
- 21. © BIGLOBE Inc. 201621 Q. ネットワーク ってなに？ 2016/1/6
- 22. © BIGLOBE Inc. 201622 A. ネットワーク = ルータのつながり 2016/1/6 ルータ ルータ ルータ
- 23. © BIGLOBE Inc. 201623 アクセス ネットワーク ISP ネットワーク コンテンツ事業者 ネットワーク 2016/1/6 インターネット ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ
- 24. © BIGLOBE Inc. 201624 2016/1/6 ネットワークを構成する設備 データセンタ内部 CLARA ONLINE 東京データセンタ https://svc.clara.jp/service/infrastructure/tokyo.htm ルータ Cisco ASR 9000 Series Aggregation Services Routers http://www.cisco.com/c/en/us/products/routers/asr-9000- series-aggregation-services-routers/index.html# 光ファイバーケーブル(10Gbps) ネットワーク入門サイト 光ケーブル http://beginners-network.com/hikari.html Juniper 「Interop Tokyo 2014 ShowNetプライベートツアー@J-Netブログ」 http://goo.gl/8ps5gP ラック内の配線されたルータ
- 25. © BIGLOBE Inc. 201625 アクセス ネットワーク ISP ネットワーク コンテンツ事業者 ネットワーク インターネット 2016/1/6
- 26. © BIGLOBE Inc. 201626 Q. インターネット ってなに？ 2016/1/6
- 27. © BIGLOBE Inc. 201627 A. インターネット = ネットワークのつながり 2016/1/6 ルータ A社ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ C社ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ B社ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ
- 28. © BIGLOBE Inc. 201628 インターネットとは • The Internetの語源 – Inter (～の間の) + Network の造語 – ネットワークのネットワーク 組織が所有するネットワークが 繋ぎ合ったものがインターネット 2016/1/6 A社 ネットワーク B社 ネットワーク C社 ネットワーク 相互接続 ルータ ルータ ルータ ルータルータ ルータ
- 29. © BIGLOBE Inc. 201629 2016/1/6 インターネットの実体 アクセス ネットワーク ISP インターネット ISP インターネット ISP 携帯電話 事業者 ケーブルTV データセンタ 事業者 相互接続 （IX） 相互接続 （IX） コンテンツ 配信代行 事業者 （CDN） クラウド 事業者 コンテンツ 事業者 コンテンツ事業者 大規模 ISP コンテンツ 事業者 インターネットは、 １つの組織が管理してるのではなく 各々の組織が各々のネットワークを 管理/運用して構成されている 5万以上のネットワークがつながりインターネットを構成
- 30. © BIGLOBE Inc. 201630 インターネットを構成する ネットワークを持つ組織 2016/1/6
- 31. © BIGLOBE Inc. 201631 アクセス事業者(通信キャリア) l アクセス事業者(通信キャリア) p ユーザをインターネットに届けるための 物理回線設備を維持管理し、提供する事業者 2016/1/6 ケーブル用トンネル（とう道）架空ケーブル
- 32. © BIGLOBE Inc. 201632 ISP / ケーブルTV / 携帯電話事業者 2016/1/6 l ISP (Internet Service Provider) p 個人/法人ユーザ向けにインターネット接続を提供する事業者 l ケーブルTV (Cable TV Provider) p ケーブルテレビ回線上でインターネット接続を提供する事業者 l 携帯電話事業者 p 携帯端末ユーザ向けにインターネット接続を提供する事業者 ISP CATV 携帯電話 インターネット アクセス回線
- 33. © BIGLOBE Inc. 201633 コンテンツ事業者 l コンテンツ事業者 p WEBコンテンツやオンラインサービスを提供する 事業者 p 大規模なコンテンツを持つ事業者の場合、 自前でネットワーク設備を所有/運用し、 コンテンツのインターネット接続まで確保 2016/1/6 インターネット コンテンツ事業者 自社 コンテンツ
- 34. © BIGLOBE Inc. 201634 DC / クラウド 事業者 2016/1/6 l DC (Data Center) 事業者 / クラウド事業者 p 個人/法人ユーザにインフラリソースを提供し、 顧客コンテンツにインターネット接続を提供する 事業者 p SIサービスとして24時間365日のインフラ運用まで 提供する事業者も インターネット DC事業者 クラウド 事業者 顧客 コンテンツ
- 35. © BIGLOBE Inc. 201635 CDN事業者 l CDN(Contents Delivery Network) p アクセスが集中する大規模のコンテンツを 所有するコンテンツ事業者に代わって、 コンテンツを分散配信する事業者 2016/1/6 CDN 日本エリア 顧客 コンテンツ CDN シンガポールエリア 顧客 コンテンツ インターネット CDN アメリカエリア 顧客 コンテンツ
- 36. © BIGLOBE Inc. 201636 大学 / 研究機関 l 大学、研究機関 p 研究用途のために実験ネットワークを運用 p 用途によってインターネット接続を提供 2016/1/6 大学 / 研究機関 インターネット 実験 ネットワーク 実験 ネットワーク 実験 ネットワーク
- 37. © BIGLOBE Inc. 201637 IX l IX(Internet eXchange, インターネット相互接続事業者) p 組織所有のネットワーク同士の相互接続を サービス提供する事業者 2016/1/6 ISP IX ISP DC/ クラウド 事業者 コンテンツ 事業者
- 38. © BIGLOBE Inc. 201638 2016/1/6 Q. ISPって何をする会社？
- 39. © BIGLOBE Inc. 201639 2016/1/6 A. ISPの役割 = お客様の通信を インターネットへ 届けること
- 40. © BIGLOBE Inc. 201640 インターネットにおけるISPの役割 l ISP: Internet Service Provider ＝ユーザにインターネット接続を提供する事業者 ＝ユーザに対して、全世界のあらゆる インターネットサービスとの通信を届ける出入口 Google OCN Facebook ニコニコ動画 Twitter 2016/1/6
- 41. © BIGLOBE Inc. 201641 こんなISPはイヤだ 2016/1/6
- 42. © BIGLOBE Inc. 201642 ダメなISPの例1 l オンラインゲームがカクカク http://morguefile.com/archive/display/47657 2016/1/6
- 43. © BIGLOBE Inc. 201643 ダメなISPの例2 l 音声通話サービスがまとも繋がらない あれ。。声が。。途切れて。。聞こえてくるよ。。 2016/1/6
- 44. © BIGLOBE Inc. 201644 ダメなISPの例3 l 料金が高い BBC NEWS Why is broadband more expensive in the US? http://www.bbc.com/news/magazine-24528383 日本は 約4000円/月 アメリカは 約10000円/月 2016/1/6
- 45. © BIGLOBE Inc. 201645 ISPの提供価値 早く、安く、品質よく、 全世界につなげることがISPの提供価値 2016/1/6
- 46. © BIGLOBE Inc. 201646 インターネット BIGLOBEネットワーク概要 アクセス事業者ネットワーク （FTTH） アクセス事業者ネットワーク （MVNO） データセンター ネットワーク データセンター ネットワーク ((( ((( ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ BIGLOBE ポータルサイト BIGLOBE メール 2016/1/6
- 47. © BIGLOBE Inc. 201647 アクセス事業者ネットワーク （FTTH） アクセス事業者ネットワーク （MVNO） インターネット BIGLOBEネットワーク概要 データセンター ネットワーク データセンター ネットワーク ((( ((( ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ BIGLOBE ポータルサイト BIGLOBE メール 2016/1/6 アクセスネットワーク データセンターネットワーク コアネットワーク 対外ネットワーク
- 48. © BIGLOBE Inc. 201648 l ISPユーザ、MVNOユーザをインターネットに つなげるためのネットワーク アクセスネットワーク アクセス 事業者 ネットワーク アクセス 事業者 ネットワーク ルータ ルータ ルータ コアネットワーク ルータ ((( 認証サーバ 会員管理DB 2016/1/6
- 49. © BIGLOBE Inc. 201649 FTTHの場合 光終端 装置 光終端 装置 光分岐装置 光終端 装置 キャリア ネットワーク 光終端 装置 終端 装置 集約装置 ルータ モデム / ルータ モデム / ルータ 認証サーバ 会員管理DB 光終端 装置 FTTH回線キャリアの設備 BIGLOBEの設備 2016/1/6
- 50. © BIGLOBE Inc. 201650 MVNOの場合 携帯電話 基地局 加入者 パケット 交換機 ルータ 終端装置 認証サーバ 会員管理DB セッション 管理サーバ キャリア ネットワーク 携帯電話キャリアの設備((( ((( ((( BIGLOBEの設備 2016/1/6 中継 パケット 交換機
- 51. © BIGLOBE Inc. 201651 l BIGLOBEサービスをインターネットに つなげるためのネットワーク データセンターネットワーク スイッチ サーバ サーバ サーバ サーバ サーバ スイッチ サーバ サーバ サーバ サーバ サーバ スイッチ サーバ サーバ サーバ サーバ サーバ スイッチ サーバ サーバ サーバ サーバ サーバ スイッチ サーバ サーバ サーバ サーバ サーバ スイッチ サーバ サーバ サーバ サーバ サーバ コアネットワーク 2016/1/6 ルータ ルータ ルータルータ ルータ ルータ ルータルータ
- 52. © BIGLOBE Inc. 201652 コアネットワーク アクセス ネットワーク データセンター ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ ルートリフレクタ ルータ 対外ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ 全世界への 経路情報を保持 l BIGLOBEの全通信を処理するための ネットワーク 2016/1/6
- 53. © BIGLOBE Inc. 201653 l 他社のネットワークとつながるための ネットワーク 対外ネットワーク コアネットワーク ルータ ルータ シンガポール拠点 IX DC/クラウド 事業者 IX ISP IX コンテンツ 事業者 アメリカ拠点 日本拠点 コンテンツ 事業者ルータ 2016/1/6 (※)BIGLOBE対外拠点はこちらで紹介しています。 http://www.biglobe.co.jp/pdf/ PeeringPolicy2013_jp_03.pdf DC/クラウド 事業者 ISP ISP
- 54. © BIGLOBE Inc. 201654 2016/1/6 Q. ネットワークをつなげる ってどういうこと？
- 55. © BIGLOBE Inc. 201655 2016/1/6 A. ルータの仕組みと ネットワークの仕組みを 踏まえて紹介します
- 56. © BIGLOBE Inc. 201656 2016/1/6 ルータの仕組み
- 57. © BIGLOBE Inc. 201657 ルータの仕事 l ルーティング(厳密には動的ルーティング) p 経路情報（ネットワークの地図帳の様なもの） をルータ間で交換して 最適な行き先を計算 l フォワーディング p 計算された経路情報を元に 次のルータに パケットを転送 2016/1/6 ルータA ルータB ルータC ネットワーク A ネットワーク情報 次のルータ ネットワークA ルータB ルータA ルータB ルータC ネットワーク情報 Next hop ネットワークA ルータC ネットワーク情報 次の行き先 ネットワークA ルータB (優先) ネットワークA ルータC パケットの流れ ルータD ネットワーク情報 Next hop ネットワークA ルータD ルータD ネットワーク A ルータ同士が伝言ゲームで 経路情報を教え合います
- 58. © BIGLOBE Inc. 201658 203.0.113.0/24 ルータの基本動作 2016/1/6 ルータA ルータB ルータC l ルータ同士が経路情報を相互に伝え合い、 経路情報にしたがってパケットを転送 192.0.2.0/28 ルータD 192.0.2.16/28 ルータE 192.0.2.32/28 Network Next hop 192.0.2.0/28 ルータC 192.0.2.16/28 ルータD 192.0.2.32/28 ルータE 198.51.100.0/24 直結 203.0.113.0/24 直結 198.51.100.0/24 Network Next hop 192.0.2.0/28 直結 198.51.100.0/24 直結 パケットの流れ Network Next hop 192.0.2.0/28 ルータB 192.0.2.16/28 ルータB 192.0.2.32/28 ルータB 198.51.100.0/24 ルータB 203.0.113.0/24 直結
- 59. © BIGLOBE Inc. 201659 2016/1/6 ネットワークの仕組み
- 60. © BIGLOBE Inc. 201660 ネットワークのつながり l インターネットは、組織内のネットワークと 組織間のネットワークにより構成 l ネットワーク同士で経路情報を伝え合うことで 世界中の経路情報を集める 2016/1/6 ルータ A社ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ C社ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ B社ネットワーク ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ A社の ルーティングプロトコル C社の ルーティングプロトコル B社の ルーティングプロトコル 世界で統一された ルーティングプロトコル
- 61. © BIGLOBE Inc. 201661 日々発生するトラフィックコントロール 2016/1/6 l 経路情報やパラメータを調整することで 通信の流れ(トラフィック)の通り道をコントロール 回線が輻輳しそうなので トラフィックを分散したい 故障中のルータには トラフィックを流したくない パケット転送料金の高いASには トラフィックを流したくないルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ ルータ A社ネットワーク 利用料高い！ 回線帯域が溢れそう！ 故障中！ B社ネットワーク C社ネットワーク D社ネットワーク E社ネットワーク
- 62. © BIGLOBE Inc. 201662 2016/1/6 Q. ネットワークをつなげる ってどういうこと？ (再掲)
- 63. © BIGLOBE Inc. 201663 2016/1/6 A. それぞれの組織が持つルータが 互いの経路情報を教え合い、 パケットを送り合うこと。 ただし事前に 組織同士での合意が必要。
- 64. © BIGLOBE Inc. 201664 2016/1/6 Q. ネットワークエンジニア ってどんな仕事？
- 65. © BIGLOBE Inc. 201665 ネットワークエンジニアの仕事その1 l 自社内のネットワークを作って守る p 安定稼働かつ低コストなネットワークの設計 p お客様のニーズをネットワークに反映 p ネットワークのトラブルの調査、解決 p 最新技術の検証、導入 2016/1/6 安く、安定性を確保するには どこをどうつなぐ？
- 66. © BIGLOBE Inc. 201666 ネットワークエンジニアの仕事その2 l 業務の自動化 p 日々の業務を少人数でこなすために、 業務を手伝ってくれるソフトウェアを開発 Ø 全ルータの状態を監視し、 トラブル発生を即時に教えてくれるソフトウェア Ø 手間のかかる資料を作成してくれるソフトウェア など 2016/1/6
- 67. © BIGLOBE Inc. 201667 ネットワークエンジニアの仕事その3 l 他社エンジニアと一緒に問題を乗り越える p 自社の努力だけでは、 解決できない問題が多く存在 Ø DoS攻撃の対策 Ø 通信が切れないネットワークの実現 Ø 回線や相互接続の調達費用のコスト削減 など 2016/1/6 カンファレンスの風景 (JANOG35.5) 他社との共同実験の風景 (GREE & Cisco & BIGLOBE)
- 68. © BIGLOBE Inc. 201668 ネットワークエンジニアの面白いポイント l トレンドの変化が激しいインターネット トラフィックを扱う貴重な経験ができる l 世界中のエンジニアと一緒になって インターネットを作り、守る l エンジニア人口が少なく、 社会人から技術を始める人が多いので 早くから専門家になれる 2016/1/6
- 69. © BIGLOBE Inc. 201669 2016/1/6 まとめ
- 70. © BIGLOBE Inc. 201670 本日のまとめ Q. どうやってWebコンテンツに通信しているの？ A. パケットが回線を渡り、どこかにあるWebサーバまで辿って通信してます Q. ネットワークってなに？ A. ネットワーク = ルータのつながり Q. インターネットってなに？ A. インターネット = ネットワークのつながり Q. ISPって何をする会社？ A. ISPの役割 = お客様の通信をインターネットへ届けること Q. ネットワークをつなげるってどういうこと？ A. 組織が持つルータが互いの経路情報を教え合い、パケットを送り合うこと Q. ネットワークエンジニアってどんな仕事？ A. 自社内のネットワークを作って守る / 業務の自動化 / 他社エンジニアと一緒に問題を乗り越える 2016/1/6