【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 20202000
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

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

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

IoEの全体像
インターネット
P2P
People-to-People
M2M
Machine-to-Machine
P2M
People-to-Machine

IoEの全体像
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

IoEの全体像
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

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 WiFiEthernet
M2M Gateway
Embedded Router
Wireless APIE Switch
CE300
IoT Gateway
ISR
CGR
UCS Series
920MHzWiFi
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 ANALYTICSOrchestration
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
*aaSApplication
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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

• 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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

• 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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

• 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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

• 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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

 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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

• 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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

• 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）
http://tools.ietf.org/html/rfc6241
Network Configuration Protocol
Netconf
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

• 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
POLICY ANALYTICS
Orchestration
Network
Harvest Network
Intelligence
Experience
read
write

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
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
ラマビリティ設計者
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
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

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

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