導入事例

大学共同利用機関法人自然科学研究機構 国立天文台 様

教育・研究機関

Extremeスイッチでネットワークを40GbE化
観測データの大容量化などに対応できるインフラを整備

お客様の課題

  • 観測データ増大などに伴うネットワークの帯域不足
  • 費用対効果の高い高速なネットワークの構築
  • 将来にわたる拡張性や可用性の確保

TEDのソリューション

  • Extreme社製スイッチに関する豊富な製品知識と経験
  • 最新ネットワーク機器の性能・機能をフルに活用
  • 導入段階で発覚したトラブルに的確・臨機応変に対処
大江 将史氏

大学共同利用機関法人
自然科学研究機構
国立天文台
天文データセンター
助教
大江 将史氏

日本の天文学のけん引役である国立天文台。従来は10GbEネットワークを利用していましたが、望遠鏡の高解像度化などによって、帯域不足が懸念され始めていました。そこで、ネットワーク刷新を契機に、40GbE化に取り組みました。その実現の要件を満たしたのが、Extreme Networks (以下、Extreme社)の スイッチ 。狙い通りの帯域や信頼性などを備えたネットワークが、高いコストパフォーマンスのもとに実現できています。

観測データ増大やシステムの進化で10GbEでは帯域不足となる

国立天文台は日本の天文学のナショナルセンターです。「すばる望遠鏡」をはじめ世界最先端の観測施設を備えており、大学共同利用機関として全国の研究者を支えたり、国際プロジェクトの窓口になったりするなど、日本と世界の天文学および関連分野の発展のために広く活動しています。
最近では、国立天文台を代表とする東アジア、欧米やチリの諸国が協力して、チリ・アンデス山中の標高5000mの高原に建設した「アルマ望遠鏡」(正式名称「アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計」)が観測を開始しました。すばる望遠鏡やハッブル宇宙望遠鏡の約10倍の分解能を誇るなど、超高性能な電波望遠鏡として、大きな期待を集めています。また、5ヶ国協力のもとハワイ・マウナケア山に、次世代の大型光学赤外線望遠鏡「TMT」(Thirty Meter Telescope:30メートル望遠鏡)の設置も進めています。
これらの観測・研究活動や組織の運営を支えるネットワーク基盤の設計・導入・運用を担当する助教 工学博士の大江氏は次のように語ります。

「ICTの有効活用によって、国立天文台の研究活動や組織運営の生産性を高め、天文学のさらなる発展に貢献できます。重要なインフラであるネットワークは、単にスピードだけでなく、ピークトラフィックへの対応力、低遅延性、ロスレス性能など、観測施設やシステムによって求められる特性が異なります。それらを踏まえ、コストパフォーマンスや信頼性やメンテナンス性なども重視しつつ、ネットワークを構築しています」(大江氏)

国立天文台では、東京都・三鷹地区や長野県・野辺山地区、岩手県・水沢地区、岡山県・岡山地区といった国内の主要観測所を結ぶネットワークについて5年周期で入れ替えを行っています。2011年秋より、2013年の刷新に向けて、スイッチの選定に着手しました。
従来のネットワークは10GbEでした。しかし、近年は例えば、すばる望遠鏡に新しく搭載された超広視野主焦点カメラ「HSC」(Hyper Suprime-Cam)の観測データが1晩あたり約300GBに達するなど、一部のシステムやハイパフォーマンスコンピューティングなどで、10GbEでは不足するようになっていました。そこで次期ネットワークでは、要所を40GbE化することを定めました。

「観測施設の高性能化などに伴い、日々扱うデータが大容量化しています。あわせて、サーバーも40GbE/10GbEのNICが低価格で手に入りかつ、その処理もフルレートで可能である時代を迎え、各種システムで必要となるトラフィックもこれからどんどん増えていくでしょう。次期ネットワークは今後5年間使うことも考慮すると、10GbEだけでは足りず、40GbE化が必須となると考えました」(大江氏)

40GbEに対応したExtreme社のスイッチを採用

大江氏は新ネットワークのスイッチの選定にあたり、仕様書を作成しました。

「各種製品の動向調査をもとに、通信速度については、40GbEがフルレートかつノンブロッキングで得られることを要件に挙げました。そして、広いキャンパス内で40GbEで接続することが求められるため、長距離に対応した40GBASE-LR4への準拠も条件としました。他にも信頼性やコスト・保守運用などの面でも要件を定め、仕様書にまとめました」(大江氏)

仕様書に基づき入札を行った結果、Extreme社のスイッチが選ばれました。三鷹地区基幹部のスイッチに採用された製品が、10GbEおよび40GbEを高密度で提供する最新のシャーシ型スイッチ「Black Diamond X8」です。

「40GbEへの対応をはじめ、機能や信頼性など、私たちの要求を最も満たしていた製品がBlack Diamond X8でした」(大江氏)

三鷹地区や水沢地区の末端部では、高速系に同じくExtreme社の40GBASE-LR4準拠スイッチ「Summit X650」と「Summit X670」、一般系に「Summit X440」と「Summit X460」が入札を経て採用されました。他地区も同様に、基幹部や末端部にExtremeのスイッチが導入されました。

40GbEのネットワークを最適なコストで構築

2012年秋にExtreme社のスイッチの採用を決定した後、導入に取りかかり、2013年春に新ネットワークが稼働開始しました。

「Black Diamond X8を軸に、40Gbpsの帯域が狙い通り出せています。大きなトラブルもなく、スムーズに構築できました。冗長化による信頼性の高さ、拡張性の高さ、きめ細かくコントロール可能な点にも満足しています。」(大江氏)

加えて、複数種類のスイッチを組み合わせて使う際の柔軟性の高さも、大江氏は高く評価しています。

「Extremeのスイッチは安価な下位モデルでも、ルーティング機能が付いているなど、高性能・高機能なのがよいですね。しかも、上位モデルと中位・下位モデルを組み合わせて、ネットワークを構成できるのが大きいです。今回のネットワーク刷新では、中位・下位モデルを効果的に組み入れることで、私たちが必要とする性能や信頼性を実現しつつ、トータルでコストを大幅に削減できました」(大江氏)

今回のExtreme社のスイッチ導入は、インテグレータであるネットワンシステムズ株式会社が「国立天文台情報ネットワークシステム 一式」を受注し、基盤システムとなるキャンパスネットワークの構築を東京エレクトロンデバイスの支援のもとに行いました。

「実際にネットワークを組んでみると、机上の設計段階ではわからなかった問題が浮上するものです。東京エレクトロンデバイスのエンジニアは、まさに“職人”と呼べるほど技術も経験値も高く、問題の解決策を現場で素早く出してくれるので助かりました。たとえ、その場では対処療法的な対策しかできなくても、後日、ファームウェアのアップデートなど根本的な解決策を持ってきてくれます。しかも、機器に詳しいので、性能や機能を100%使い切れます。パートナーとして、非常に頼もしいですね」(大江氏)

国立天文台では今後、観測施設やシステムの進化、ワークスタイルの変化などに応じたネットワークの構築・運用をより推進していきます。

「国立天文台ではICTの存在が年々大きくなっています。ネットワークはこれからますます高速で高い信頼が求められるなか、常に時代の一歩先を進んで、ネットワークの最適化に取り組んでいきたいと思います」(大江氏)

国立天文台のネットワーク構成イメージ

ピンチアウトで拡大

  • ネットワークに高速性が求められる箇所を40GbE化
  • 安価な中位・下位モデルの併用による構築コスト最適化
  • 施設やシステムの進化に耐えうるネットワークを実現

お客様プロフィール

会社名
大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 国立天文台
設立
1888年
代表
国立天文台長 林 正彦
WEBサイト
http://www.nao.ac.jp/
大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 国立天文台 様

【お客様施設のご紹介】 天文学の最先端を担う国立天文台

国立天文台は地球・太陽系から恒星・銀河・銀河団・大規模構造・膨張宇宙へとつながる宇宙のさまざまな現象の観測と理論研究を深めることによって、人類の知的基盤を豊かなものとし、宇宙・地球・生命を一体としてとらえる新たな“自然観創成”の役割を果たすことを掲げています。
国内の施設には主要観測所以外にも、東北から沖縄までの各地に観測局や天文台などがあります。また、国立天文台を基盤とする大学院「総合研究大学院大学物理科学研究科天文科学専攻」も展開しています。
大学共同利用機関として、全国の大学の研究者(教員、研究員、大学院生)が施設や設備を利用できる制度を柱に、観測・研究・開発を広く推進。最近では、アルマ望遠鏡やTMTの設置以外にも、すばる望遠鏡のHSCでアイソン彗星を撮影したり、アルマ望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡で宇宙初期に存在する巨大な天体「ヒミコ」を観測したりするなど、国内外の大学や研究チームとのコラボレーションによる観測・研究・開発の支援を意欲的に行っています。

南米・チリのアルマ望遠鏡群
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

記事は 2013年12月 取材・掲載のものです。

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