P2P エージェントプラットフォーム PIAXとそのセンサ応用
寺西 裕一
大阪大学/情報通信研究機構

JGN2plus とその target■ブロードバンドネットワークの■ブロードバンドネットワークの全国普及を目指して全国普及を目指して■■IPv6技術の普及
IPv6技術の普及■次世代インターネット（ＮＧＮ・IPv6）の実現に向けて■光ネットワーク技術の研究開発促進■アプリケーションの開発■国際コミュニティの醸成■新世代ネットワークの実現に向けて■サービス・プラットフォームの研究開発■国際的な実証実験の実施

Post JGN2JGN
JGNⅡ
JGN2plus
1999
2000
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
National
Institute 2001
ofInformation andCommunications Technology2

JGN2plus は、NICTが推進する新世代ネットワークの研究開発を支えるテストベッドとして、JGN2plus のリサーチセンター(SPARC: Service Platform Architecture Research Center )における研究開発活動を支える役割を果たす。

新世代ネットワーク（NWGN）

国際的競争力強化
産学官連携による研究開発の戦略的推進新世代ネットワークを白紙から再設計

みけた取り組
向にクーットワ
新世代ネ

JGN2plus リサーチセンターにおける研究活動■ 新世代ネットワーク運用・管理技術の研究開発
新世代ネットワークに対する国際的気運の高まり(FIND,FP7等）

次世代ネットワーク（NXGN）

固定電話

JGN

携帯電話

携帯電話

JGN2

トネッ
要求る社
す
対・高速化、多様化
クに固定電話

欧 州 （FP７等）
アジア

産学官連携
連携

新しいテストベッドへ
2010年（次世代）
次世代ネットワーク
3(NXGN)先導
米 国 （FIND等）

・高可用、高品質・セキュア、省エネ・未知の課題への対応・機能追加による複雑化・性能向上に限界

JGN2plus

従前
現在
National Institute ofInformation and
現在のネットワーク
Communications Technology

連携

会的

既存技術の限界

インターネット

データ通信網ワー

国際競争と連携2015年（新世代）
新世代ネットワーク(NWGN)

新世代ネットワーク推進フォーラム

JGN2plus の現状(国内)
中国※1: Access Point※2: Internet Exchange※3: Partnership Access Point[10G]• 岡山(岡山市)• 広島基町(広島市)[100M]• ﾃｸﾉｱｰｸ島根(松江市)• ﾆｭｰﾒﾃﾞｨｱﾌﾟﾗｻﾞ山口(山口市)[1G]• 広島大学(東広島市)※3• 鳥取環境大学(鳥取市)※3

北陸

北海道

[1G]
• 金沢(金沢市)• いしかわｸﾘｴｲﾄﾗﾎﾞ(能美市)[100M]• 富山県総合情報ｾﾝﾀｰ(富山市)• 福井ｽｰﾊﾟｰﾊｲｳｪｲAP※1(福井市)[1G]• 札幌(札幌市)

東北[10G]• 仙台(仙台市)• 東北大学(仙台市)[1G]• 岩手県立大学(滝沢村)• 山形県庁(山形市)[100M]• 秋田地域IX※2(秋田市)• 八戸工業大学(八戸市)• 会津大学(会津若松市)(岡山情報ﾊｲｳｪｲ・鳥取情報ﾊｲｳｪｲとの相互接続により、両情報ﾊｲｳｪｲの各APからJGN2plusへの接続が可能です。)

九州

[10G]
• 福岡(福岡市)• 北九州AIM(北九州市)• 九州大学(福岡市)[100M]• NetComさが(佐賀市)• 長崎大学(長崎市)• 豊の国ﾊｲﾊﾟｰﾈｯﾄﾜｰｸAP※1(大分市)• 宮崎大学(宮崎市)• 鹿児島大学(鹿児島市)• 熊本県庁(熊本市)
韓国

近畿信越

[10G]
• 大阪堂島(大阪市)• 大阪大学(茨木市)• NICTけいはんな(精華町)[1G]• 京都大学(京都市)• NICT神戸(神戸市)[100M]• びわ湖情報ﾊｲｳｪｲAP※1(大津市)• 和歌山大学(和歌山市)• 大和路情報ﾊｲｳｪｲAP※1(奈良市)• 兵庫情報ﾊｲｳｪｲAP※1(神戸市)[100M]• 情報ﾌﾞﾛｰﾄﾞｳｪｲながのAP※1(長野市)• 新潟大学(新潟市)• 電算(長野市)※3

関東

JGN2plus/APII 回線

沖縄[1G]• 沖縄(那覇市)• NICT沖縄(恩納村)

四国[1G]• 高知本町(高知市)• 高知工科大学(香美市)※3[100M]• 愛媛大学(松山市)• 香川大学(木田郡)• 徳島大学(徳島市)

光テストベッド東海[10G]• 名古屋熱田(名古屋市)• 名古屋大学(名古屋市)[100M]• ｿﾌﾄﾋﾟｱｼﾞｬﾊﾟﾝ(岐阜市)• 静岡県立大学(静岡市)• 三重県立看護大学(津市)■小金井-■大手町-□白山

JGN2plus
国際回線

米国

タイ

シンガポール

中国[10G]• 大手町AP(千代田区)• NICT大手町(千代田区)• NICT小金井(小金井市)• NICT鹿島(鹿嶋市)• 東京大学(文京区)[1G]• IBBNつくばAP※1(つくば市)[100M]• 宇都宮大学(宇都宮市)• 早稲田大学本庄ｷｬﾝﾊﾟｽ(本庄市)• 麗澤大学(柏市)• 群馬産業技術ｾﾝﾀｰ(前橋市)• 山梨県情報ﾊｲｳｪｲAP※1(甲府市)• YRP(横須賀市)

4

JGN2plus の国際接続

GLORIADCA*net4(USA, Russia, China) (Canada)
GEANT2(Europe)

APAN(Asia)TEIN2(Asia, Europe)

KOREN(Korea)

CERNET(China)KR

UKLight(UK)

IEEAF(USA)Tokyo

PacificWave(USA)

ChicagoLA

CSTNET(China)HK

UniNet(Thailand)

TransPAC2(USA)BKK

ThaiSarn(Thailand)

SG

SingAREN(SingAREN)
AARNet(Australia)

StarLight(USA)

SURFnet(Netherland)
MREN
(USA)

Internet2 NLR(USA) (USA)US-JP line
: Tokyo-Los Angeles-Chicago, 10Gbps
US-JP line
: Tokyo-Los Angeles-Chicago, 10Gbps
TH-JP line
: Tokyo-Bangkok, 45Mbps
TH-JP line
: Tokyo-Bangkok, 45Mbps
SG-JP line
: Tokyo-Singapore, 155Mbps
SG-JP line
: Tokyo-Singapore, 155Mbps
KR-JP line (APII) : Fukuoka-Busan, 10Gbps
KR-JP line (APII) : Fukuoka-Busan, 10Gbps
HK-JP line
: Tokyo-Hong Kong, 2.4Gbps
HK-JP line
: Tokyo-Hong Kong, 2.4Gbps

JGN2plus におけるサービスプラットフォーム（予定）コンソール(NW可視化、コントロール)

P2P/オーバレイ技術
オーバレイネットワークＡ

オーバレイネットワークB

DCNドメイン/DCN-Interドメイン
コントローラDCN:Dynamic Circuit Network

NW制御技術

perfSONAR

仮想ネットワーク実験環境Ａ

仮想ネットワーク技術

仮想ネットワーク実験環境B

サービス/トポロジー検索
計測実行/データ収集

仮想化
ストレージ

計測技術

管理仮想ルータ
ドメインA

管理仮想ルータ
ドメインB

管理仮想ルータ
ドメインC

管理仮想ルータ
ドメインD

管理仮想化ルータ・ネットワーク

光パス

光スイッチネットワーク

WDM/光SW

WDM/光SW

WDM/光SW

WDM/光SW

JGN2plusの今後の展開 (案)
10Gbpsの回線をもつ拠点に「管理仮想化ルータ」「仮想化ストレージ」を設置し、新たなサービスを開始
オーバレイネットワーク研究用のサーバを各大学に共同研究契約をベースに設置

九州(可能であれば)仮想化ストレージ(大容量)Perfsonar
DCN

岡山

Perfsonar
DCN

仮想化ストレージ(大容量)管理仮想化ルータ

APII

大手町-A

10Gbps韓国へ(10Gbps)

大手町-B

仮想化ストレージ(高速)
管理仮想化ルータ
仮想化ストレージ(大容量)大阪
管理仮想化ルータ

LAへ(10Gbps)

名古屋

Perfsonar
DCN

仮想化ストレージ(大容量)仮想化ストレージ(高速)オーバレイネットワーク
研究サーバ設置拠点（予定）NICT大手町リサーチセンター
NICT北陸リサーチセンター
NICT九州リサーチセンター

札幌医科大学
東北大学
東京大学
名古屋大学
大阪大学
倉敷芸術科学大学
広島大学

新世代NWサービスプラットフォーム基盤技術の研究活動

ユビキタスサービス・グリッドサービス等の各種アプリケーションをSOA化し、PIAXを参照実装として、スケーラブルに統合利用することを可能とするための分散データフュー
ジョン技術，構造化・適応的オーバーレイ技術に基づくネットワークサービスプラット
フォーム基盤の検討を進め、JGN2plus テストベッド上で実証・検証を行っていく

想定アーキテクチャ

アプリケーションによる実証
コ ン テ ン ツ 探索

リ アルタ イ ム
予報・ 予測統計処理

Data
Replications

Statistics

構造化・適応的オーバーレイ技術
Location
Discovery
Overlay分散計算

コ ン テン ツ 推薦

Distributed Data Fusion

分散データフュージョン技術
MetaQueries

メ ッ セージ ン グ

分散データフュージョン

Data
Processing

AccessControls

・・・

Composite-Overlay handlingMultidimension
Overlay

Exact-match
Discovery
Overlay

RangesearchOverlay

複合オーバレイハンドリング
・・・

仮想トランスポート
ホストIDに基づく仮想トランスポートNW

Locator Transport
IPv6

IPv4

NAT
Traversal

目的・用途別にオーバレイを選択・適応化

P2Pトランスポート

Id Transport / Resolver

テストベッド上での検証

データの粒度・詳細度を調整

物理トランスポートZigBee

Emulation

National Institute of Information and Communications Technology

IP,非IPを含む既存ネットワークに基づくトランスポートNW

8PIAX: P2Pエージェントプラットフォーム

Navigation
Streaming

PIAX

Reputation
Sharing Shopping
Assistant

Recommendation

Various ubiquitous applications
AgentsP2P Overlay Network

Scalable Messaging
by P2P Overlay

Sensors

Peer

EUROMEDIA2007 APTEC-01
Contents
DevicesMulti-Overlay
Discovery Messaging

Flexible Computing
by Mobile Agents

ProfilesReputations
Users

9See also
http://www.piax.org/

PIAX Overlay Testbed on JGN2plus

X-Sensor

MultI-WSN Testbed

Sensor
Application PFSensor NW
Test-bed

PIAX Overlay Test-bed

Researcheson Overlay NW

Ubiquitous
Service PF

DistributedApplications, Sensor
network

Multiple Overlay
Distributed Data
Processing

Traffic Measurement
Virtual Storages
Virtual Networks

JGN2plus Test-bedその場でつないでNet：追従するカンファレンス
異種センサー間の動的連携

自動的に会議を開始
自動的に会議を開始

照明
顔認証
アクチュエータ センサー

人感センサー

ユーザプロファイル
スケジュール：秋葉原ビル１３Fについたら新システムプロジェクト打ち合わせ

センサーでユーザを識別、ユーザプロファイルに応じて相手の情報を得て、会議を開始

コンタクトリスト：「新システムプロジェクト打ち合わせ」を開始します。会議スペースへどうぞ

センサー情報とユーザプロファイルの統合的な利用

新システムプロジェクトメンバー：
AliceBobCyndi…

その時点でつながる相手とその時点でつながる相手と接続接続センサーで識別できる相手を探索、相手が居る場所と動的に接続

会議スペース
動作可能なリソースに応じた動的な動作の変更

Alice さんと Bob さんにつながりました。

Alice＠阪大

Bob＠有楽町

その場でつないでNet on JGN2

地図上の分散見える化サービス
だれでも位置コンテンツを追加・変更・閲覧可能な地図アプリケーション

Google Maps API を用いた非同期/リアルタイム編
集・更新

編集モード

表示モード
発信

共有

インターネット、携帯端末からの自由なコンテンツの発信と共有

口コミ情報共有

ライフログ流通

見守り・出会い支援

センサー連携・ナビゲーション

MapWiki + PIAX による見守り・監視アプリケーション

UNS2007 (2007年11月, 秋葉原)

分散データフュージョン技術
・オーバレイからの効率的な情報収集・加工・目的に応じたデータの粒度・詳細度の調節例）センサー情報のマクロ的概要把握のためのデータ収集手法
分布の境界をクエリ伝搬時に近隣ピアとの観測値の差分により判定し，応答
ドロネーオーバレイ

観測値分布の特徴を保存しつつデータ収集トラヒックを削減

収集観測値による分布の再現

取りこぼし

実際の分布ランダムサンプリング(応答ピア：1000/10000)

差分クラスタ境界判定法（応答ピア：257/10000）

センサー情報の概要把握に適した分布密度均一階層化ドロネーオーバレイ• センサーピアの配置に偏りがある状況のもと、少ないトラヒックで地理的な観測領域の概要把握が可能なオーバレイ方式を検討
観測値分布の傾向を保存しつつデータ収集トラヒックを削減する手法を考案
ピアの分布密度を均一化した上で階層化ドロネー
オーバレイを構成

密度均一化により大まかな傾向は保存

上位層オーバレイによるデータ収集

密度偏りにより傾向にずれが生じる
16

実際の分布

ランダム選択方式

提案方式

Query Processing
SELECT temp
WHERE location inside circle(135.50, 34.50, 100) and temp > 30
(discovery-call “location inside circle(135.50, 34.50, 100)”‘(if (> temp 30) temp))

Continuous Query
エージェントIntegrated Sensor Network Overlay
エージェントlng-=xx
lat=yy
date

temp

humid

date

lng

lat

temp

humid

X-Sensor

X-Sensor 2.0

MultI-WSN TestbedUsers
１）エージェントにクエリ発行

３）センサデータの非同期交換

２）エージェントがタスクを管理

Sensor Network

P2Pインフラの利用により高機能化！

JGN2plus Workshop on
P2P Overlay Platform PIAX and LiveE!
～APNG 10th Camp in Thailand～
Live E! Agent on PIAXWeb I/F
PIAX Overlay Network

Browse deployed sensors
on web browser
Web I/F

SOAPSOAPPort

Sensor DataStorage

Live E! Weather Sensor
Station20 PIAX Peers with Live E! sensors…

SOAP I/F
Sensors:- Temperature- Humidity- Raindrop- Wind speed etc.

JGN2plus Workshop on
P2P Overlay Platform PIAX and LiveE!
～APNG 10th Camp in Thailand～ユビキタスサービスプラットフォーム技術の研究開発（H20〜 H22）
サービス/
アプリケーション

作業支援

防災

安全・見守り

介護

生活支援

・・・

サービス
生成/制御/可視化
インタフェース

汎用統合
プラットフォーム
状況情報サービス連携技術
状況情報生成処理技術

ユビキタスセンサー情報透過技術
情報集約
サービス制御室内センサ・
アクチュエータ

ネットワークロボット

情報家電
ネットワーク実世界

アクチュエータ

Webサービス

センサー
間連携
PAN間
連携

センサー
ネットワーク
コミュニティ
プローブカーネットワーク

実空間サービス

物流

配送

交通管制