IPモビリティー：
技術概要と標準化動向
トヨタIT開発センター シニアリサーチャ
慶應義塾大学政策メディア研究科 特別研究講師
湧川 隆次

自己紹介
1999年度 慶應義塾大学総合政策学部
z 2001年度 慶應義塾大学政策メディア研究科修了
z 2003年度 慶應義塾大学政策メディア研究科博士号zz

職歴zzzz慶應義塾大学政策メディア研究科 特別研究助手 (20042005)
慶應義塾大学環境情報学部 専任講師 (2005-2007)
Asian Institute of Technology (AIT) Adjunct AssistantProfessor (2005-2007)

現職
zz

トヨタIT開発センター シニアリサーチャ
慶應義塾大学政策メディア研究科 特別研究講師

今日の内容z

第1部
zzz

インターネットにおける移動体通信とは？
IETFの解説とモビリティ関連活動の概説

第2部 「IETFにおける移動体通信プロトコル概要」
zzzz

z

導入

Mobile IP
Proxy Mobile IP
Network Mobility (NEMO)
IPv4サポートのためのDual Stack拡張

第3部 「将来に向けて」
z

IPモビリティの普及に向けてz

提案されているシナリオまとめz

インターネットの役割と理念z

役割zzzz

デジタル情報が流通する基盤
コンピュータとコミュニケーションの技術
z インターネット技術と、通信技術
z インターネット基盤と、通信基盤
すべての産業と人に貢献する共通基盤

理念
zzzz

グローバルかつ応用は自由
End-to-End のコミュニケーション・モデル
自由な開発と創造の社会基盤
z コミュニケーション、アプリケーション、ビジネスモデル
Deploymentz 世界中を説得できないものは、インターネットでは動かない！良い物のみが残る文化

移動体端末の台頭
モバイルが前年度18.8%増 （1,098万人増)で過半数を占める。(57.0%, 推計4,862万人)

総務省：平成17年通信利用動向調査結果より

インターネットが果たす使命z

多様なサービス、単一のバックボーン(ネットワーク）z バックボーンは共有されるもの
z バックボーンが整うと、その上のサービスを追加してもextraな料金は発生しない
z バックボーンの成長はインターネット全体の成長 (相互補完)z

10Gを通すバックボーンが必要なとき、不足分１Gを新規事業者で補えばよい

zInternetのアーキテクチャ
z コストエフェクティブ
z ネットワークは馬鹿に、エンドを賢く

zUnwiredにおけるバックボーンとしてのインターネット
z インターネットに無線の足をつけていくとUnwiredになる！
z キャリアの負担は独自インターネットの構築と比べて激減

i-modeシステム

資料：ドコモレポート No.14 2003年4月28日

(2000年に使っていたスライド) Mobile Internet

Cellular-Phone・PHS・PDA

Service ProviderBank
IC CardTransaction
Money Flow
GWStationGW

ISP

Wide Area Wireless

Proprietary

Internet

(2000年に使っていたスライド) Mobile Internet

Cellular-Phone・PHS・PDA
Service Provider
E-CommerceBank
IC cardTransaction
Money Flow
GW
Station
GW

Wide area wireless

Proprietary

Internet

ISP

(2000年に使っていたスライド) Mobile Internet
Cellular-Phone・PHS・PDA
Service Provider
BankIC Card
Transaction
Money Flow
GWStationGW

ISP

Wide Area WirelessInternet：Gift of ‘End-End communication’?

モバイルインターネットz

次世代インターネットの特徴？！
zzzzz

Mobilityのサポート
z MobileIP, Proxy Mobile IP, NEMO, MANET
無線アクセスz IEEE802.11, 802.16e (WiMAX), 802.20
携帯電話網
z W-CDMA (HSDPA), CDMA2000 (1x EvDo)
規模性
z IPv6の導入

インターネットの総人口の比率の変化
zz

自動車８億台
携帯電話１５億台

モバイル/ワイヤレスが主流へ

Unwired World

Society

IPv6

AAA

IP dynamic network: MANET

IP Telephony:
VoIP, SIP, ENUM

Internet Technology
IP Mobility: MIP, NEMO

Cell Phone: W-CDMA,CDMA2000, 1x EVDO, HSDPA

Communication Technology
Satellite

WLAN: 802.11a/b/g
WMAN: 802.16, 802.20
WPAN: 802.15.3, zigbee, bluetoothUnwired Internet
Wireless
WirelessLAN
LANIEEE
IEEE802.11a,b,g
802.11a,b,g

アドホック通信
デジタル放送網
デジタル放送網
携帯電話網
携帯電話網

W-CDMA,
W-CDMA,CDMA
CDMA2000,
2000,

インターネット
バックボーン

有線ブロードバンド網
有線ブロードバンド網
FTTH,ADSLFTTH,ADSL

Wireless
WirelessMAN
MANIEEE
IEEE802.16e,802.20
802.16e,802.20

アドホック通信
Personal Area Network, 車車間通信

標準化の必要性

標準化の必要性
z 全ては独自フォーマットからはじまった

最初のパイオニアは市場を独占できる
z A社とB社の製品は基本的に相互接続できないÆ企業収益と市場成長の不一致が発生する
z

z 特に通信（放送・電話を含め）の世界ではどのメーカのテレビでも映像を見る
z 世界中の電話と国際電話をかけるz 世界中のコンピュータと通信できてインターネットzÆ規格が無いと Universal Service を実現できない

技術の標準化
デジュール・スタンダード
De Jure Standard国家標準

国内組織

デファクト・スタンダード
De Facto Standard
市場標準

ARIB
電波産業会

TTC
情報通信技術委員会 等

ISO
国際組織

International Organization forStandardization

ITU
International Telecommunication
Union

IETF
The Internet Engineering Task Force

W3C
World Wide Web Consortium 等

WIPO
World Intellectual Property
Organization
等***CORPORATION

16

通信に関する標準化団体

IETF(Internet Engineering Task Force)z インターネットの発展と技術に貢献する技術者

グループ（非営利）
z 標準化された文書として RFC を発行
z http://www.ietf.org/
標準の開発
z インターネットの問題の提示、解決への提案
z IESGに標準化に関する勧告
z IRTFから一般への技術トランスファ
z インターネットコミュニティの広い情報交換の場を提供する
zITU(International Telecommunication Union)z 国際連合の下部組織
z 電気通信に関する国際標準策定（勧告の発行）を目的とした組織z 無線周波数割り当て、国際電話相互接続規格などを具体的に策定している
ITU-R (Radiocommunication)(無線通信部門)
z ITU-T (Telecommunication Standardization)(電気通信標準化部門）
z ITU-D (Telecommunication Development Sector)(電気通信開発部門)z3GPP: Third Generation Partnership Projectz

第三世代携帯電話(3G)の普及促進と付随する仕様の標準化を行う業界団体
zz

ノキア、エリクソン、NTTドコモ、ボーダフォン

参加SDO (Service Development Organization)
ARIB: Association of Radio Industries and Businesses
z TTC: Telecommunication Technology Committeez T1: T1 Committeez ETSI: European Telecommunications Standards Institutez TTA: Telecommunications Technology Associationsz CWTS: China Wireless Telecommunication Standard
Groupz3GPP2
3rd Generation Partnership Project 2
z 3GPPと同様だが、cdma2000方式の標準化
zz

Qualcomm、サムスン電子、 Verizon Wireless、KDDIz

参加SDOは3GPPと同じz

最近、3GPP2が3GPPへの吸収の噂がzKDDIがLTE(3GPPの次世代無線方式)の採用を検討?!

WiMaxフォーラムz

WiMaxの相互運用を図るための国際的な非営利団体
zzzIntel, Nokia, Proxim, Fujitsu Microelectronics Americaなどが参加
相互接続性認証試験であるWiMAX Forum Cetifiedを実施
z IEEE802.16とHiper-MAN規格の互換性や相互運用性をテス
トz 合格すると認定ラベルを使用できる
URL:http://www.wimaxforum.org/

ISO vs IETF
ITU/ISOIETF

国・会社単位での参加

個人単位での参加

勧告閲覧が通常は有料

オンラインで無料配布

Specification Oriented(まず仕様を決める)

Implementation Oriented(まず実装をする)

Hard Specification(仕様は変わらない)

Soft Specification(仕様は変わっていく)

Voting

Running Code& Rough Consensus

IETF関連組織の構造
ISOC
IAB
IESG

RFC-Editor

IRTF

ISTF

IETF

IANA

エリア
WG

ICANN

WG

エリア
WG

WG

エリア
WG

WG

※ WG=分科会

IETF Standard Track Diagram
Enter
プロトコルの提案

ExperimentInternet Draft
Standards
Track

Proposed Std.

Informational

Draft Std.

TemporaryStandard

別のプロトコルの出現などにより、検討の対象外となる

Long term
HistoricIP Mobilityとは？

インターネットでは移動ができないのか！？
z

インターネットが作られた時代には、計算機が移動する事を考慮していなかったz

インターネットでは、コンピュータのID(番号)はコンピュータが接続されているネットワークにより決定
zzコンピュータのIDが変わると接続が切れてしまうzz

例：慶應でインターネット繋げると慶應に割当てられた番号、家でインターネットだと契約ISPに割当てられた番号
例：携帯番号が移動することにより変わると通話は切断

コンピュータのIDが変わってしまう／分からないと通信ができないz

例：携帯番号が移動先で変わると困る

IP Mobilityの矛盾
z

IPアドレスに二つの意味
zz

接続先のネットワーク情報
ノードの識別子→ノードが移動するとIPアドレスが変化
zzz

移動時における通信の切断
移動により着信ができない

IP Mobilityの機能
z
z

移動透過性
着信可能性

IPv6のアドレス構造
IPv6グローバルアドレスの構造
Networkプレフィクス ＋
3ffe:0501:100c:d220
ルータ

インターフェイスID

0200:39ff:fe0a:c11c

Networkプレフィクスが含まれる

ルータ広告
インターフェイスID

ルータ広告に含まれるnetworkプレフィクスと固有のインターフェイスIDからアドレスを設定する。

移動体とIPアドレスの関係
zz

移動により基地局が変わる基地局が変わるとIPアドレスも変わるzz

IPアドレス != コンピュータ ?!

IP Mobilityへの期待

基地局A
ネットワークA

基地局B
ネットワークB

移動

基地局C
ネットワークC

移動透過性/着信可能性の定義
z

移動透過性
zz

z

ノードが移動しても確立されたコネクションが維持できること
現状では、コネクションは切れる

着信可能性
zz

ノード識別子が移動によって変化しない
現状では、相手のIPアド
レスが変わると通信を開始できない

コネクションが切断

移動

移動？
通信相手が不明

Mobility Overview
Mobility: 移動に影響を受けず、ID の透過性により通信の連続性を保証する
Scattered Identifier

Mobility per Identifier

Application

URI, USER/PASSWD,
Process ID, File ID

Process Migration,
Application Mobility

Presentation

FQDN, ENUM, SIP

Transport

Session ID (port/IP)

Network

IPv4/v6Data Link

MAC Address

PhysicalService Migration
Session Mobility
IP/Terminal Mobility
Roaming

per node

Sessionper session

Layer情報システム網
Broadcast (ワンセグ他）

携帯電話網
ITS

様々な無線ネットワーク

情報システム網
Broadcast (ワンセグ他）

携帯電話網
ITS

IETFで仕様書を書くには？
誰でも書けるz アスキー文書のみ受け付けられる
z 今は基本的に全てXMLで書く
zzz

http://tools.ietf.org/inventory/author-tools
http://tools.ietf.org/inventory/stats-tools

IETFにおけるMobility関連ワーキンググループ
zz

z
z
z
z
z
z
z
z
z
zz
z

MEXT: Mobility Extensions for IPv6
MIPSHOP: Mobility for IP: Performance, Signaling and Handoff
Optimization
NETLMM:Network-based Localized Mobility Management
HIP: Host Identity Protocol
SHIM6: Site Multihoming by IPv6 Intermediation
MANET:Mobile Ad-hoc Networks
AUTOCONF:Ad-Hoc Network Autoconfiguration
6LOWPAN:IPv6 over Low power WPAN
ROLL: Routing over Low Power and Lossy Networks
16ng: IP over IEEE 802.16 Networks
MOBIKE: IKEv2 Mobility and Multihoming Working Group (MOBIKE)
MIP6: Mobile IPv6
NEMO: Network Mobility
Monami6: Mobile Nodes and Multiple Interfaces in IPv6
Mobility関連を議論しているワーキンググループは多い

IETFにおけるモビリティのグループと自動車との関連
Multihoming

SHIM6

MOBIKEMONAMI6New NameSpaceHIP
Localized
Mobility

NETLMM

MANET

Mobility Protocol
MIP6MEXTAUTOCONF

MANET

NEMO

MIPSHOP

16ng

6lowpan
ROLL

Device Oriented
Extension

IP Mobilityの現状
z

基本技術は標準化済
z Mobile IPv6zz

NEMO: Network Mobilityzz

2004年6月にRFC3775、発行済
2005年1月にRFC3963、発行済

Proxy Mobile IPv6z

2008年夏頃に完了予定

z

関連技術は標準化が進んでいる

z

開発動向
z WiMAXではCMIP/PMIPを、3GPPではPMIPを利用することから製品化が進んでいる。主要ベンダーは開発中。
z オープンソースで公開
zzz

KAMEプロジェクトによるBSD実装 (SHISA)USAGIプロジェクトによるLINUX実装

世界中で様々な場所で開発はされている

IP Mobilityの主要技術
Proxy Mobile IPv6(PMIP6)
ネットワーク側での移動支援プロトコル。通常のIPv6ノードが移動支援を受けられる

Mobile IPv6 (CMIP6)
ホスト側での移動支援
プロトコル。端末の拡張が必要

Network Mobility (NEMO)
ネットワークを移動させるためのプロトコル。CMIPをベースに作成された

Fast Handover (FMIP)
ハンドオーバの高速化のための拡張
Hierarchical Mobile IP (HMIP)
エージェントを階層化することによりシグナル数を削減する拡張
Dual Stack Mobile IP (DSMIP)
IPv6ベースの基本技術に対して、IPv4対応を実現する拡張
Multiple Care-of Address (MCoA)
マルチホーミングを支援するための拡張
拡張プロトコルとその適応範囲