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テレコムのビッグデータ解析 & AI サイバーセキュリティ
NVIDIA にて Telco AI および 5G/B5G 領域のデベロッパーリレーションズ兼エバンジェリストをつとめる野⽥真が、ビッグデータ解析と AI サイバーセキュリティについてまとめました。ぜひご一読ください。
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テレコムのビッグデータ解析 & AI サイバーセキュリティ
- 1. 野⽥ 真 デベロッパーリレーションズ/エバンジェリスト (TelcoAI & 5G/B5G) テレコムのビッグデータ解析 & AIサイバーセキュリティ
- 2.
- 3. 3 WIRELESS NETWORK OPERATIONSUSE CASES テレコム事業者のネットワーク解析 ワイヤレスネットワークのユースケース ワイヤレス インフラの リアルタイム可⽤性確認 デバイス 障害検出 ユーザーの動向 ヒートマップ ⾃然災害などによる 影響の可視化 不正デバイス アクセスポイント発⾒ トランスポート レイヤーとの間での 各種メトリックの相関分析 RANの最適化 *セル/ハンドオーバー ネットワーク状況の予測
- 4. 4 APACHE SPARK 16,000 以上の企業の数⼗万のデータサイエンティストが⽤いるデファクトツール Hadoop での処理と⽐較し 100 倍以上の⾼速化も可能 250 以上の企業から 1,000 を超えるコントリビューター 分散/スケールアウト型のデータ処理を実⾏するリーディング フレームワーク 2020 2010 2000 データ処理要求
- 5. 5 SPARK の活⽤ 消費者向けインターネット ⾦融サービステレコム 公共・政府 レコメンデーション 広告分析 視聴者の区分 不正⾏為の検知 リスク分析 ポートフォリオ管理 ネットワーク品質向上 ユーザー エクスペリエンス改善 IoT 分析 脅威の検知 各種解析 多くの業界のデータ解析で⽤いられ、テレコムでも広く使われる
- 6. 6 SPARK の進化 前処理 トレーニング ストレージ CPUPowered Cluster GPU Powered Cluster データ ソース Spark 2.x Spark 3.0 データ ソース Spark XGBoost | TensorFlow | PyTorch GPU Powered Cluster 前処理 トレーニング Spark XGBoost | TensorFlow | PyTorch Spark オーケストレーション Spark オーケストレーション • データの前処理からトレーニングまで、 1 パイプラインで実⾏可能に • 前処理も GPU で⾼速化が可能に • インフラが統⼀、簡素化 Spark 3.0 の特⻑
- 7. 7 SPARK 3.0におけるNVIDIAの⾰新 Spark 3.0向けRAPIDSアクセラレータ SQLおよびDataFrame操作をインターセプトして⾼速化し、 ETLパフォーマンスを⼤幅に向上 Spark コンポーネントの変更 Catalystのクエリ オプティマイザで列挙型処理をサポート Sparkプロセス間のデータ転送を最適化するSpark の Shuffleの実装 SparkにおけるGPUを利⽤したスケジューリング Spark 3.0は、GPUによって加速化されたワークロードを、必 要なGPUリソースを含むサーバーに直接配置する Sparkスタンドアロン、YARN、Kubernetesクラスタ コードを変更せずにデータ サイエンス パイプラインを⾼速化 エンドツーエンド APACHE SPARK 3.0 パイプライン ⾼速化した ML/DL フレームワーク RAPIDS ⾼速化したAPACHE SPARK コンポーネント 分散型、スケールアウト型のデータサイエンスとAIアプリケーション Spark SQL XGBoost TensorFlow PyTorch DataFrames Apache Spark 向けRAPIDSアクセラレータ GPU アクセラレーテッド インフラストラクチャ Horovod
- 8. 8 SPARK ⾼速化の為の RAPIDSACCELERATOR UCX Libraries RAPIDS libcudf (C++ Libraries) CUDA JNI bindings Mapping From Java/Scala to C++ RAPIDS Accelerator for Spark DISTRIBUTED SCALE-OUT SPARK APPLICATIONS Spark SQL API Spark Shuffle DataFrame API if gpu_enabled(operation, data_type) call-out to RAPIDS else execute standard Spark operation JNI bindings Mapping From Java/Scala to C++ ●Custom Implementation of Spark Shuffle ●Optimized to use RDMA and GPU- to-GPU direct communication APACHE SPARK CORE RAPIDS –データ分析およびマシンラーニングを GPU ⾼速化する為のオープンソース https://developer.nvidia.com/rapids
- 9. 9 GTC21: Deep-Learning Data-PipelineOptimization for Network Data Analysis in SK Telecom by Employing Spark Rapids for Custom Data Source https://www.nvidia.com/en-us/on-demand/session/gtcspring21-s31400/ ユースケース
- 10. 10 GTC21: Deep-Learning Data-PipelineOptimization for Network Data Analysis in SK Telecom by Employing Spark Rapids for Custom Data Source https://www.nvidia.com/en-us/on-demand/session/gtcspring21-s31400/ ユースケース
- 11. 11 8X better ネットワーク品質解析 検索パフォーマンス 4.5X better リアルタイム 不動⼈⼝予測 (DL) GPU によるネットワーク解析導⼊後のパフォーマンス より少ないコンピューティングリソースで、⾼速な解析を実現し、タイムリーなネットワーク可視化と最適化が可能に GTC21: Deep-Learning Data-Pipeline Optimization for Network Data Analysis in SK Telecom by Employing Spark Rapids for Custom Data Source https://www.nvidia.com/en-us/on-demand/session/gtcspring21-s31400/ ユースケース
- 12.
- 13.
- 14. 14 NVIDIA MORPHEUS 概要 最適化されたAI パイプラインと学習済み AI 機能により、 テレコム データセンター ファブリック全体の IP トラフィックを リアルタイムで瞬時に分析 NVIDIA MORPHEUS データ 推論 ポストプロセス フィードバック 確認 EGX スタック (アーリーアクセス中)
- 15. 15 Triton サイバーログ アクセラレー ション RAPIDS Tensor RT Pub/Sub リアルタイムテレメトリ セキュリティ ポリシー EGX スタック DOCA テレメトリ DOCA フロー ポリシー エンジン センサー側 ペナルティフリーの可視化 マイクロセグメント化されたセキュリティ オーケストレーション側 ⾃動化されたリアルタイムの脅威の 検知と対応 前処理 推論 アクション 形成 ポスト プロセス MORPHEUS AI フレームワーク DPU *NVIDIA BlueFieldなど MORPHEUS AI サイバーセキュリティ SDK サイバーエコシステムに向けたオープン AI フレームワーク NVIDIA 認証サーバー
- 16.
- 17. 17 MORPHEUS にパッケージされる AIモデル モデル名 アプリケーション 提供時期 Leaked Sensitive Data 漏洩した認証情報、キー、パスワード、クレジットカード番号、銀⾏⼝座番号などを検索し、分類 提供中 Anomalous Behavioral Profiling 69% の企業が、悪意ある DNS トラフィックやコンピューティング リソースの吸い上げを引き起こすクリプト マイニング マルウェアを 経験。このモデルで調整可能な⾏動プロファイルの1つ Phishing Detection メールのペイロードを解析し、スパムやフィッシングを検知 近⽇中に 提供開始予定 Predictive Maintenance 既存のルールではフラグが⽴たないようなサーバーログのエラーを、NLPの⼿法を⽤いて特定 Network Mapping リアルタイムのネットワーク グラフで変化を分析 - 複雑な設定ミスや動作の異常を特定するために使⽤ Asset Classification ネットワーク上のアセットをどのように利⽤しているかに応じて分類 Domain Generating Algorithm Detection (DGA) 軽量 (リアルタイム) での DGA 検知を⾏うことができるモデル Generic Lightweight Online Detection of Anomalies (LODA) LODA は、多くの異なるテレメトリ ストリームに展開され、異常を監視。逐次データ（時系列を含む）にも対応
- 18. 18 https://ai.googleblog.com/2018/11/open-sourcing-bert-state- of-art-pre.html GTC21: Morpheus: AIInferencing for Cybersecurity Pipelines https://www.nvidia.com/en-us/on-demand/session/gtcspring21-s33291/ BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding https://arxiv.org/abs/1810.04805 最先端の⾃然⾔語処理 をサイバーセキュリティのログ分析に応⽤
- 19. 19 GTC21: Morpheus: AIInferencing for Cybersecurity Pipelines https://www.nvidia.com/en-us/on-demand/session/gtcspring21-s33291/ CLOUDFLARE WORKERS を MORPHEUS で強化 ユースケース
- 20. 20 AWS DEVKIT (P0) EGXスタック CLX/ Streamz Triton Tensor RT RAPIDS 前処理 推論 ポスト プロセ ス/ 検証 アクション 形成 Pub / Sub (Kafka) Streamz MLFlow クラウドやその他のソース NVIDIA Morpheus 開発キットのリリース ⾃動化されたリアルタイムの脅威の検出と対応 MORPHEUS AI フレームワーク AWS G4 インスタンス (GPU) アーリーアクセス中、詳細はこちらをご参照下さい。 -> https://developer.nvidia.com/morpheus-early-access