A SINET6 agrega 400G e resiliência para apoiar a pesquisa e a educação no Japão

A rede de informações acadêmicas da SINET, administrada pelo National Institute of Informatics do Japão, apoia a pesquisa e a educação em todo o país e muito além. A SINET6, que iniciou em abril de 2022, utiliza as soluções da Juniper para atingir quatro grandes objetivos: Conectividade 400G, pontos de presença (POPs) adicionais, redundância e segurança aprimoradas na rede doméstica.

Visão geral


Empresa National Institute of Informatics
Indústria Governamental e sem fins lucrativos
Produtos usados Série MXSérie ACXSolução de proteção contra DDoS conjunta da Juniper e Corero
Região APAC
Imagem do National Institute of Informatics
Sucesso do cliente em um piscar de olhos

Atualizou a infraestrutura de rede que apoia a pesquisa e educação no Japão

Construção da rede 400G com 70 pontos de conexão em todo o país

Redundância de roteador de baixo custo no ponto de conexão

Medidas reforçadas contra os ataques de DDoS 

Desafio

Satisfazer as necessidades de pesquisa com uso intensivo de dados e expandir as funções no setor educacional

A Science Information Network, ou SINET, criada e operada pelo National Institute of Informatics, é uma rede de comunicações de informações que está no centro da infraestrutura de informação acadêmica de ponta do Japão. A SINET tem pontos de conexão em todo o Japão e fornece uma rede de última geração que é usada por universidades nacionais e organizações de pesquisa. A SINET conecta as redes de pesquisa nos Estados Unidos, Europa e Ásia, além de ser usada como a infraestrutura para projetos de pesquisa avançados internacionais.

Desde que a primeira versão da SINET foi criada em 1992, ela tem sido atualizada a cada quatro ou seis anos para incorporar tecnologias de última geração e métodos inovadores. A SINET5, que está em operação desde 2016, é uma rede de alta velocidade de 100 Gbps que se estende por todo o país e garante alta confiabilidade usando um design redundante com várias camadas. Em 2019, foi estabelecida uma conexão de 400 Gbps entre Tóquio e Osaka, além disso, foram estabelecidas conexões de 100 Gbps com os Estados Unidos, Europa e Ásia para atender à necessidade de transmissão de alta velocidade de dados de pesquisa avançada. A SINET fornece não apenas linhas de rede, mas uma variedade de outros serviços, incluindo conexões de Internet de alta velocidade, VPNs de alta velocidade, serviços sob demanda e serviços móveis seguros. Isso garante a conectividade com instalações de testes em larga escala, supercomputadores e serviços comerciais em nuvem em cada região e apoia a pesquisa conjunta e a educação remota.

"Embora o significado e a função da SINET não tenham mudado significativamente desde o início, as necessidades quanto aos dados de pesquisa mudaram. O volume de dados está explodindo e a necessidade de análise de dados está crescendo. É possível que o enorme volume de dados de teste acumulados no passado seja novamente utilizado para novas análises e pesquisas", disse Takashi Kurimoto, professor associado da divisão de pesquisa científica em Arquitetura de Sistemas de Informação do National Institute of Informatics e diretor adjunto do Research and Development Center for Academic Networks. Kurimoto continuou, "Desde a metade da SINET5, há um movimento crescente para aplicar a SINET no setor educacional, incluindo escolas de ensino fundamental e médio. Espera-se que a SINET desempenhe um papel central na iniciativa escolar GIGA e na Sociedade 5.0. Está sendo exigido da SINET que desempenhe um papel ativo em uma gama de áreas mais ampla do que nunca".

Em resposta a essas necessidades, o National Institute of Informatics avaliou e construiu a SINET6 para reforçar serviços que são mais rápidos, de banda larga e mais fáceis de usar, adotando tecnologias de última geração, como transmissão óptica 400G e virtualização de funções de rede (NFV). A operação em larga escala da SINET 6 começou em abril de 2022.

National Institute of Informatics Challenge
Solução

Expandir o alcance e a resiliência da SINET

Houve quatro grandes atualizações na SINET6: adoção de 400 Gbps, pontos de conexão expandidos, maior redundância e segurança reforçada com a mitigação de DDoS em tempo real.

A SINET5, que usou 100 Gbps de comunicação, enfrentou inicialmente dificuldades com a implementação porque alguns aspectos da nova tecnologia eram pouco familiares. 400 Gbps é uma tecnologia ainda mais avançada com presença limitada no mercado, e como resultado, foi necessário começar pelo entendimento das especificações técnicas detalhadas.

Alguns laboratórios e observatórios no Japão foram abertos em locais remotos, devido à natureza de suas pesquisas e às condições geográficas. Com a SINET5, foram estabelecidos pontos de conexão em todas as prefeituras, mas com a SINET6, o número de pontos de conexão foi aumentado em aproximadamente 1,5 vez para 70, melhorando a conectividade. A expansão utilizando switches L2 foi inicialmente considerada, mas foi constatado que mesmo a opção de 100 Gbps seria inadequada para algumas pesquisas e equipamentos, então foi adotada uma proposta para fornecer a todos as mesmas especificações.

"Precisávamos escolher um produto que priorizasse a eficiência de custos e garantisse alta confiabilidade ao empregar a tecnologia de ponta de 400G. Os produtos da Juniper Networks demonstraram alta confiabilidade e desempenho de custos com a SINET5, e os modelos mais recentes são compatíveis com 400 Gbps. Por esses motivos, eles também foram investigados como candidatos importantes para a SINET6", explicou Kurimoto.

Com a SINET5, um roteador foi instalado em cada ponto de conexão, e como resultado, sempre que a manutenção etc., era realizada, não era possível prestar serviços. As instituições assinantes que não podiam desligar suas redes tinham que estender linhas de backup a diferentes pontos de conexão SINET ou conectar linhas de backup a uma rede que não fosse a SINET. Para resolver isso, a instalação de equipamentos redundantes nos pontos de conexão foi um requisito importante para a SINET6. Entretanto, a instalação de dois roteadores em cada ponto de conexão resultaria em alto custo, portanto, era necessário um método mais eficiente.

O que o National Institute of Informatics enfocou para resolver esse problema foi o PseudoWire Headend Termination (PWHT), uma nova tecnologia da Juniper.Com o PWHT, foi possível instalar pequenos multiplexadores de linha (série ACX) em vez de roteadores redundantes (série MX). Isso possibilita a conexão a um roteador SINET em um ponto de conexão diferente. As velocidades de conexão são reduzidas, mas a conectividade pode ser mantida enquanto se controlam os custos.

À medida que as linhas e serviços são expandidos, o valor da SINET como uma rede de pesquisa aumenta, mas também aumenta a possibilidade de ataques cibernéticos. A SINET6 apresenta linhas de conexão à Internet de ultra-alta velocidade e até mesmo ataques DDoS em larga escala podem ser esperados. As velocidades das linhas de conexão dos assinantes também aumentaram, de modo que os impactos dos ataques de DDoS são maiores. A Corero (atualmente TDD) da Juniper está agora sendo aplicada à SINET6 como uma tecnologia de contramedida de DDoS que funciona em colaboração com a série MX para detectar e prevenir o tráfego de ataques com alta velocidade, baixa carga e alta precisão.

National Institute of Informatics Solution
Resultado

Expandir o alcance de universidades a escolas primárias

Com a SINET6, o National Institute of Informatics construiu uma rede estável de alto desempenho de 400 Gbps em todo o país com a série MX em sua base. O número de pontos de conexão foi aumentado e foi criado um ambiente que torna as conexões por parte das universidades e instituições de pesquisa em cada região ainda mais fáceis do que antes.

A capacidade de fornecer maior redundância de hardware para linhas de backup, algo que foi solicitado por muitas instituições assinantes com a SINET5, é visto por Kurimoto como uma grande conquista. Os roteadores redundantes de alto desempenho consomem muitos recursos, incluindo eletricidade e espaço de instalação e, por causa disso, foram alcançados ganhos de eficiência que não são visíveis. Há também maiores expectativas de contramedidas reforçadas para DDoS em preparação para o futuro.

As especificações da SINET6, que utiliza tecnologia de ponta, são extremamente avançadas. Durante as investigações iniciais, Kurimoto e outras pessoas pensaram que a implementação seria difícil. Sem dúvida, é verdade que houve dificuldades, mas o Sr. Kurimoto lembra: "Conseguimos implantar plenamente o ambiente de rede por meio da colaboração com vários parceiros comerciais", entre eles a Juniper Networks, que ajudou na construção e operação da SINET5.

"A Juniper Networks esteve envolvida neste projeto desde seu início e pudemos participar de discussões muito minuciosas. A Juniper Networks contribuiu para investigar várias tecnologias e métodos, assim como para avaliar a viabilidade da SINET6. Conseguimos introduzir tecnologia de última geração com a ajuda da Juniper Networks e estamos extremamente satisfeitos", disse Kurimoto.

Como mencionado na abertura, a SINET6 está sendo considerada para uso em uma gama mais ampla de pesquisa e educação do que anteriormente e espera-se que evolua ainda mais como um serviço de rede. À medida que as instituições assinantes aumentam e suas necessidades se diversificam, será necessário aumentar a eficiência e automatizar as operações. Pensando no futuro, o planejamento para a próxima geração da SINET já começou.

National Institute of Informatics Outcome
"Conseguimos implantar plenamente o ambiente de rede, colaborando com diversos parceiros comerciais. A Juniper esteve envolvida neste projeto desde o início e propôs várias tecnologias e métodos, dessa forma, pudemos participar de discussões muito minuciosas. A Juniper Networks contribuiu para a investigação de várias tecnologias e métodos, assim como para a avaliação da viabilidade da SINET6. Conseguimos introduzir tecnologia de última geração com a ajuda da Juniper Networks e estamos extremamente satisfeitos".
Takashi Kurimoto Professor associado de Ciência de Arquitetura na National Institute of Informatics e diretor-adjunto na Academic Network Research and Development Center
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Publicado em setembro de 2022