Ⅰ

ネットワーク基盤技術

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術

Ⅰ−4

新世代ネットワーク
次世代ネットワークのさらに先を見据えて
益子 信郎（ましこ しんろう）
ネットワーク研究本部
副研究本部長

自分で作ることが好きで、野菜作りから家具、庭の造作など家周りで活動しています。学生時代から趣味にしてきた登山も最近は計画倒れの連続で、趣味とは言えない状況ですが、いつか子どもたちと山に行くのが夢です。

「NICT の 新 世 代 ネットワーク研 究
では、未来社会の基礎となるネット
ワークの開発を目指して、NICT 内外の研究者を集結し、産学官の連携のもとに研究を推進しています。
」

はじめにります。また、セキュリティ面では、大量のデー
タや不正パケットを送りつけてサービスを妨害

096

ネットワーク環境の進歩により現代社会は大する DoS 攻撃や迷惑メール問題など、複雑かきく発展を遂げ ており、インターネットは、今

つ巧妙 化する脅威に対して抜本的な対 策が 求や社会基盤として市民生活に欠くことのできなめられています。さらに、ネットワークの構 造

いものとなっています。しかし一方で、インターそのものについても、次々と新しい要求に対処

ネットでやりとりされるデータ量は爆発的に増した結果、機能の重複や互換性の問題が発生

え続けており、2025 年には現在の数十倍からしています。現行のインターネットのシステム

数百倍になると推定されています。そうなると、において、このような状態が続けば、やがてネッICT 機 器の 使 用電 力が増大し、エネルギー消

トワークは行き詰ってしまうでしょう。この状

費の観点からネットワークを自由に使えなくな

況を打破するために、これまでのインターネッ光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３
図1

新世代ネットワーク研究体制

トの 改 良ではなく、白 紙 から新しく作り直 すムを設置し、新世代ネットワークに関する戦略・べく研究開発を進めているのが「新世代ネット

方針を検討しています。

し、実現のために必要となる様々なネットワー

ツレベルまで、先端技術から応用技術までを総ク技術の研究開発に取り組んでいます。様々な合的に推進する必要があります。また、このよう社会問題を情報通信技術の力で解決し、個人な広範囲にわたる研究開発には国を挙げて取りや社会の潜在能力を開花させることにより、豊組む必要があること、大学などの研究機関におかで持続発展可能な社会の実現を目指していける独創的な研究が研究開発の加速には不可欠ます。

であること、産業界における新世代ネットワーク

Ⅰ−４

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

をシームレスにとらえ、物理レベルからコンテン

Ⅱが果たすべき役割は何かというビジョンを作成



新世代ネットワークの研究開発は、有線、無線

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

ワーク」です。未 来社 会で新世代ネットワーク

実現に向けた研究開発にプロジェクトの成果を新世代ネットワーク研究

円滑に継承させる必要があることを考慮し、産学官が緊密に連携する体制の構築が必要です。

まで各レベルでの研究開発から、それらの技術

では、委託研究や共同研究の枠組みを活用し、を統合したシステム開発までに至る総合的な研伝送技術からサービス技術まで大学や民間企業

究開発を、産学官が連携して取り組んだ新世代と連携しつつ複数の研究開発プロジェクトを立ネットワーク戦略プロジェクトを開始しました

ち上げ、新世代ネットワーク実現のため研究開発（図 1）。また、開発された技術を実際のネットを推進しています（図 2）。

I
C
T

基盤技術

このため、新世代ネットワーク戦略プロジェクト

Ⅲ 未来

NICT では、物理層からアプリケーション層

いて検証するテストベッドを用意し、システムのⅣ 電磁波センシング基盤技術

ワークに適用した際に安定して動作するかにつ
新世代ネットワーク技術の展開

実用上の課題を検証しています。さらに、これらの一連の活動を企画、連動させるために、ネット

テストベッド研究開発推進センターでは、新ワーク研究本部を設置するとともに、産学官連

世代 ネットワーク技 術 の 確 立に向 け、様 々な携の場である新世代ネットワーク推進フォーラ

新技 術を実 装する新 世代通 信 網テストベッド௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

097

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術「JGN-X」と、大規模なネットワークエミュレー

2011 年 4 月、NICT の第 3 期中期計画スターションを可能とする「StarBED 」等を活用し、産トに合わせ、テストベッド研究開発推進センター

学官による研究開発と実証をスパイラル的にを設置し、テストベッドを活用した研究開発体進展させ、そのプロトタイプの構築と運用を目制を強化するとともに、機能、性能をバージョン指します。JGN は、先端的なネットワーク技術アップした JGN-X 及び StarBED3 の 運 用を開の研究開発や多様なアプリケーションの実証始しました（図 3）。JGN-X では構築・運用の目実験を推進するための大規模な研究開発用テ

的を新世代ネットワーク技術の確立とその展開

ストベッドネットワークとして、1999 年からのにフォーカスし、日本を縦断する広域ネットワー

JGN、2004 年からの JGN2、2008 年からのクに様々な新技術を実装するテストベッド環境

JGN2plus として継続的に運用され、その都度、を活用することで、ネットワークユーザと効果的最先端の機能、性能を取り込みながら発展してに連携して、無線・光技術の統合管理、ネットワー

きました。また StarBED は、大規模汎用のネックの仮想化、多種多様レイヤの運用管理等の研

トワークシミュレーターとして、2002 年からの究開発を加速していきます。また、「StarBED3」StarBED、2006 年からの StarBED2 として継と一体化することで、エミュレーションから広域続的に運用され、インターネットからユビキタス

ネットワークでの実証に至るまで、ネットワーク

ネットワークへとミッションスコープを拡大しての総合的なテストベッド環境が提供可能になり

きました。

ます。

3

図2

098

新世代ネットワーク戦略プロジェクト

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

図3

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

新世代ネットワークの研究開発の推進体制



新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

Ⅰ−４

テストベッド研究開発推進センターでは、この
JGN-X と StarBED3 を核としたテストベッド環
境を活用し、産学官による新世代ネットワーク技術の研究開発と実証をスパイラル的に進展させ、Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

その成果を本環境にタイムリーにフィードバック
するとともに、ワイヤレス等のテストベッドとの連携を拡大していくことで、新世代ネットワークのプロトタイプを構築していきます。

Ⅲ 未来
基盤技術

I
C
T

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

099

Ⅰ
新しいネットワークのか た ち

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術

新しいネットワークのかたち
ITU-T Y.3001について

-

I
T
U

ネットワーク基盤技術

.

T
Y
3
0
0
1

－新世代ネットワークの国際標準化がスタート－について／西永 望

西永 望（にしなが のぞむ）
「インターネットが動き始めてからもう何十年も経ちました。この勧告には世界の人々の新しいネットワークへの期待が詰まっています。」

ネットワーク研究本部
ネットワークシステム総合研究室 室長

大 学 院 修了後、名古屋 大 学 特 別 研究 員、助 手を経て、1999 年郵政省通信総合研究所（現 NICT）に入所。博士（工学）。現在は大学時代の専門分野とは異なり、新世代
ネットワークのプロモーションを生業として、日々世界を渡り歩いています。

新 世代ネットワークの必要性とその標準化の成り立ち
インターネットは 30 年近く前に今とほぼ同じ構成（アーキテクチャ）になりました。その頃にインターネットを使える人はネットワークの研究者が中心だったといわれています。そのため、インターネットにつながっている人は仲間同士で、ネットワークセキュリティを考慮に入れませんでした。その当時インターネットは、仲間内で、メールやデータをやりとりする小さいネッ
トワークだったのです。しかし今はどうでしょう。日本のインターネットの人口普及率は 78%
を超え、世界では 20 億人近くがインターネッ
トを利用しています。インターネットを使ったア
プリケーションも次々と生まれました。しかし、

100

2. データ指向（Data awareness）
 将来ネットワークは分散環境に置かれた膨

トに替 わる新しいネットワークが必 要になり大なデータを処理するための最適な構成をます。この 新しいネットワークを日本では「新しており、必要なデータがどこにあろうとも、世代ネットワーク」、世界では「将来ネットワー

ユーザーが安全で、簡単に、素早くかつ正確ク（Future Networks）」と 呼 ん で い ま す。

にアクセスできることを目的とします。

Ⅰ−２
ワイヤレスネットワーク技術は破綻するでしょう。そこで今のインターネッ

Ⅰ−１
光ネットワーク技術

このままでいいのでしょうか ? いいえ、いつか

NICT はこのインターネットの問題点にいち早
く気づ き、2006 年 頃 から新 世 代 ネットワー

3. 環境指向（Environmental awareness）
 将来ネットワークでは、環境に配慮し、基世代ネットワーク技 術の基 礎検 討を始めなが本的な構成の設計やその結果としての実装、ら、社 会 的 視 点から、
「 どのような 新 世代 ネッ

稼働時において、材料やエネルギー、温室効

トワークが 将来望まれるか ?」を中心に新世代

果ガスの削減をし、環境への影響を最小限

ネットワークのビジョンや新世代ネットワークに抑えることができますⅠ−３
ネットワークセキュリティ技術

クの 研 究 開 発に着 手しました。NICT では 新の 実現 目標 を 策 定してきており、これを世界初の国際標準化の取組みに対して多数提案し

4. 社会経済的観点

ITU-T Y.3001 が策定されました。

 将来ネットワークは、ネットワークを中心とした経済サイクルに、様々なプレイヤーがITU 勧告＊1

Y.3001＊2の内容

容易に参入できるように様々な社会経済的な課題に取り組みます。また、将来ネットワー

る将来ネットワークに関する世界で最初の標準

フサイクルコストを削減できるような構成と化文書です。Y.3001 では、以下の 4 つの目的をなります。これらによりユニバーサルサービ

持つネットワークを将来ネットワークとして位置スが可能で、すべてのステークホルダ（利害づけています。

関係者）に適切な競争と適切な利益をもたら

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

クは普及が容易で持続的であるために、ライⅡ

Y.3001 は 4 つの目的と 12 の設計目標からな

Ⅰ−４

（Social and economic awareness）

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術てきました。そして新しいネットワークの 形、すものとなります。
1. サービス指向（Service awareness）
これら 4 つの目的を達成するために、より具ユーザーが要求するサービスを適切に提供す

体的に 12 の設計目標を設定しました。以下のることを目的とします。すなわち、ユーザー

通りです。

Ⅲ 未来

 将来ネットワークは、アプリケーションや

基盤技術

I
C
T

が今、使いたいサービス（たとえばメールの1. 様 々なトラフィック特性や振る舞いを持つ

新しく爆発的に増えるサービスについても、

ネットワークサービスを収容できるサービス

管理や展開コストが著しく上昇しないようにの多様性（Service diversity）

対応できるネットワークです。そのためにネッ

2. 新 しいユーザーからの要求によって生まれる

トワークはアプリケーションやユーザーに最新しいサービスをサポートするための機能的適となるように柔軟性を持たなければならな

柔軟性（Functional flexibility）

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

配信、Web ページの閲覧）だけでなく、今後いでしょう。

௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

101

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術

新しいネットワークのか た ち

3. ネ ットワークの利用効率を向上させるための資源

8. 効率的に動作、維持が可能で、かつサービスの仮想化（Virtualization of resources）

や通信の増加をサポートできるネットワーク

4. 大 量のデータを最適かつ効率的に処理できる
データアクセス（Data access）
性
5. エネルギー効率を最大化させると共にユー
ザーの要求を最小のトラフィックで実現で-きるようにするエネルギー消費 量（Energy.

I
TU

consumption）

T
Y
3
0
0
1

6. 地 域にかかわらず、ネットワーク設備の 提について／西永 望

供を促進し、加速できるサービスの普遍化（Service universalization）
7. 持 続的な競争環境を提供する経済的インセン
ティブ（Economic incentives）

管理（Network management）
9. 膨 大な数の通信機器が様々な種類の異なる
ネットワーク間をダイナミックに移動するモ
ビリティ（Mobility）
10. サ ー ビ ス 要 件 と ユー ザ ー の 要 求 に 基 づ
いて、ネットワー ク 機 器 の 性 能 を 最 適 化（Optimization）可能
11. モビリティとデータアクセスをスケーラブルにサポートできる識別（Identification）
12. 困 難 な 状 況においても、耐 障 害 性を持つ
信 頼 性 と セ キュリ ティ（Reliability andsecurity）

図102

4つの目的と12の設計目標

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

将来ネットワークの目的と設計目標との関係を図に示します。設計目標によっては 2 つ以上の目的と関連するものもありますが、この図では主要なものに関係づけて表現されています。

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

将来ネットワークの今後
この Y.3001 は将来ネットワークの目的と設計目標を記述した文書で、将来ネットワークを構築するためには、様々な技術開発が必要となります。日本では NICT が中心となって、産学官で新ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

世代ネットワークを開発する、新世代ネットワー
ク戦略プロジェクトがすでに進行中です。今後は
詳細部分の技術開発を進めると共に、開発した技術が世界中で使われるように国際標準化活動を推進していきます。



新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

Ⅰ−４

Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

＊1

Ⅲ 未来

用語解説
ITU 勧告情 報 通 信 分 野におけるデジュール 標 準 規 格。国 内 標 準 はデ
ジュール標準を基礎として用いなければならないほか、政府調達においては、適当な場合にはデジュール標準に準拠した仕様で調達しなければならない等重要な標準規格。

基盤技術

＊2

I
C
T

Y シリーズⅣ 電磁波センシング基盤技術「グローバル情報通信インフラストラクチャ−（GII）およびイン
ターネットプロトコル」に関する規定。現在既にサービスが始まっている次世代ネットワーク（NGN）は Y.2000 シリーズで勧告化された。

参考文献［1］
Recommendation ITU-T Y.3001（2011）,
Future Networks: Objectives and Design Goals.

௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

103

Ⅰ
新世代通信網テストベッ ド

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術

新世代通信網テストベッド
JGN-X- ／下條 真司

J
G
N

ネットワーク基盤技術X

下條 真司（しもじょう しんじ）
テストベッド研究開発推進センター
センター長

ネットワークの進化により、イノベーションを創出し豊かで、安全・安心な社会を新世代ネットワーク技術により実現すべく、欧米、アジアをはじめグローバルに活動中です。
「未来を予測する最高の方法は、創造することだ」という米国の計算機科学者 Alan Kay 氏の言葉を信じつつ、活動しています。今年度は、自らもクラウドの中に生活することを決め、目下、様々な抵抗にあいながらも実践中。

「新 しい ネットワーク 技 術 により、イノベーションを起こすべく NICT
では JGN-X と StarBED という2 つのテストベッドを展開し、技術開発を行うとともに、広く利用してもらっています。新たなサービスやビジネス
創造につながる動きについてここで紹介します。
」

104

・技
 術を実際に展開する際の社会的アセスメント

Ⅰ−１
光ネットワーク技術新世代通信網テストベッド JGN-Xと問題点の洗い出し
新世代ネットワークは、様々な問題を抱えるインターネットを新しい技術のイノベーションに・ 技術の応用研究と運用に対する人材育成
・ 新しいイノベーションの創成

しかし、インターネットのように国際間にまたがロードバンド技 術の研究開発とその普及を目る多様なステークホルダーと多様な技術が絡み指してテストベッド網の構築が 始まりました。

合ってでき上がっているものだと、その中でイノ

当時、ブロードバンドは普及しておらず、まだベーションを興すことは容易ではありません。そMbps の時代であったことから、将来をにらんのため、新しい技術やアイデアを現状の技術とすで Japan Gigabit Network（JGN）と 名 付

りあわせつつ安全に試してみることのできる箱けられました（図 2）。1999 年 4 月から 2004

庭が必要です。それが、テストベッドです（図 1）。

年 3 月まで の JGN、2004 年 4 月から 2008

テストベッドの目的としては、以下のようなもの

年 3 月までの JGN2、2008 年 4 月から 2011が挙げられます。

年 3 月までの JGN2plus、2011 年 4 月からの・ 複 数の製品群との相互接続性と産業エコシス

JGN-X へと続いています。この間、2004 年のテムにおける立ち位置の確認

通信・放送機構（TAO）と通信総合研究所
（CRL）

Ⅱ

新世代NW技術の確立とその展開にフォーカスし、日本を縦断する広域NWに以下の環境を実現する
ことで、新世代NWのプロトタイプ構築を目指す。
・新世代ＮＷにつながる先端技術を実装し、一般利用により実証可能な複数プレーンを同時に構築
・仮想化NW上での利活用を促進する仮想化環境を段階的に構築
・海外ＮＷとの接続や他のテストベッド（ワイヤレステストベッド、StarBED ）とも連携

Ⅰ−４


3

DCNプレーン DCN

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

DCN

が 統 合 され NICT が 設 立され たことにより、

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術・ 国際連携と標準化

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

総務省では、1999 年から我が国におけるブ

ワイヤレスネットワーク技術

より変革することによって実現できるものです。

DCN
OF

OF

Openﬂowプレーン
OF
VN

OF
VN

仮想化ノードプレーン

VN• 札幌AP(中央区) <1G>

• 金沢AP(無量寺) <10G>• いしかわクリエイトラボAP(能美市) <10G>

VN

VLANﾃｽﾄﾍﾞｯﾄﾞﾈｯﾄﾜｰｸ
光ﾃｽﾄﾍﾞｯﾄﾞ(光ﾊﾟｽ研究)
ﾜｲﾔﾚｽﾃｽﾄﾍﾞｯﾄﾞ• 岡山AP(中山下) <10G>• 広島AP(基町) <10G>
JGN-X / APII 回線

PNW
PNW

• 仙台AP(青葉区) <10G>• 東北大学AP <10G>• 岩手県立大学AP<1G>StarBED3

PNW

韓国• 福岡AP(天神) <10G>• 九州大学AP <10G>• 九州工業大学AP <10G>

東京• 大手町AP <10G>• NICT大手町AP <10G>• NICT小金井AP <10G>• 東京大学AP <10G>• つくばAP(吾妻) <1G>
• NICT鹿島AP <10G>• 横須賀AP <10G>

I
C
T

基盤技術

PNW

Ⅲ 未来

• 大阪AP(堂島) <10G>• 大阪大学AP <10G>• NICTけいはんなAP<10G>• NICT神戸AP <1G>

JGN-X 国際回線
• 名古屋AP(栄)<10G>• 沖縄AP(恩納村) <1G>※: Partnership Network(PNW)(PNWの利用内容（サービス・伝送容量等）は各運用機関との調整となります。)

ワイヤレステストベッド

下記情報ハイウェイ(※)の各APから
JGN-Xへの接続が可能です。
・岡山情報ハイウェイ・鳥取情報ハイウェイ
・いばらきブロードバンドネットワーク（予定）・SuperCSIネットワーク（広島）米国Ⅳ 電磁波センシング基盤技術•香川大学AP <1G>
•高知AP (本町)<10G>

タイ ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ 中国

光テストベッド■小金井-■大手町■大手町〜大手町

図1 JGN-Xの概要と構成௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

105

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術

新世代通信網テストベッ ド

ネットワーク研究本部の研究活動
テストベッド研究開発推進センターにおける研究活動
外部機関との共同研究活動
国際的競争力強化たみを活用し
JGN-X に向けた取り組
ク
ー
ワ
ネット
新世代

新世代ネットワーク（NWGN）

産・学・官連携による研究開発の戦略的推進

AKARIプロジェクト

J
G
N

新世代ネットワークを白紙から再設計- ／下條 真司

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）

X

次世代ネットワーク（NXGN）

に
ーク 求
トワ 的要
ッ
会
ネ 社
る
・ 高速化、多様化
対す

・ 高可用、高品質・ セキュア、省エネ
・ 未知の課題への対応

インターネット
データ通信網
携帯電話

固定電話

既存技術の限界・機能追加による複雑化・性能向上の限界

固定電話

携帯電話

JGN

JGN2
StarBED

従前

図2

国際競争と連携
産学官連携

JGN2plus

JGN-X (2011.4－2016.3)

StarBED2

StarBED3 (2011.4－2016.3)

2008年

2010年（次世代）2015年（新世代）

テストベッドの進化

テストベッドの 運 営主体 が NICT に移ること

クテスト ベッド で あ る JGN-X とシミュレ ーになりました。2011 年から新たな中期計画がション / エミュレーションテストベッドである

始まるのにあわせて、これまで運用してきたネッ

StarBED3 を 統 合して、ICT グ ロ ーバ ル テス

トワークテストベッドに、クラスタから構成されトベッドと呼んでいます。これまでのインフラる計算機群によるシミュレーション/ エミュレー

偏重のテストベッド整備からサービスプラット

ションテストベッド StarBED を加えて、2 つフォームという、より上位サービスを提供するのテストベッドインフラストラクチャを構 築、

テストベッドへと大きく変貌を遂げ、2015 年

運 用し、利用者に提 供しています。ネットワー

頃までに最先端技術を組み込んだ大規模な実3

験 ネットワ ー ク お よ び エ
ミュレ ーション 環 境 を 順
次 構 築・運 用 するとともに、実 験ネットワークについては NICT で 研 究 開 発
を 進 めてい る 新 世 代 ネッ
トワークのプロトタイプに進化させ、2020 年頃には
新 世 代 ネットワ ー クの 実
現を目指しています。

図3

106

SuperComputingでの国際パス設定の実験展示

開始しています。いくつかのプレーンが JGN-X

Ⅰ−１
光ネットワーク技術

新世代ネットワークへの進化

上に同時に存在しており、それぞれの仮想ネッ
トワークの中では、各利 用者 が 自分たちのたが提案されており、そのイメージは混沌としていまめだけのネットワークサービスを享受しています。

す。しかし、利用者側から期待されている新世代

また、このネットワーク仮想化技術は、光パス・ネットワークはこれまでの単なる土管としてのネッ

パケットスイッチのような柔軟な光ネットワーク

トワークではなく、セキュリティや QoS などの様々の上でこそ真価を発揮するため、早期の導入が望な要求にタイムリーに応える利用者それぞれに対まれています。JGN-X ではネットワーク仮想化技

するオンデマンドサービスネットワークです。

術をはじめとするさまざまな新世代ネットワーク
技術をいち早くテストベッド内に展開、サービス

トワーク仮想化です。すなわち、物理的なネットとして利用者に提供することで新しいサービスをワークの上に、利用者それぞれのニーズに対応す利用した応用が花開くことも期待しています。まる仮想的なネットワークを複数、オンディマンド

た、JGN-X は米国、タイ、シンガポール、香港にに作り出すことができる機能です。

足を持つ国際テストベッドであり、アジア太平洋を活用して、新世代ネットワークプレーンと呼ています。その成果は放送局と連携したさっぽろぶインフラを構築し、その中長期的な運用およ

雪まつりでの実証実験や SuperComputing でび一般利用提供を通じて、新世代ネットワークの国際的連携成果として現れています（図 3、4）。

技術の実用化および普及を目指す取り組みをⅠ−４

地域への技術展開、協力が促進されることを狙っ

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

JGN-X では、このネットワーク仮 想 化 技 術

Ⅰ−３
ネットワークセキュリティ技術

これを実現するための基盤的な機能が、ネッⅠ−２
ワイヤレスネットワーク技術

新世代ネットワークに向けて、様々な技術要素

Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

Ⅲ 未来
基盤技術

I
C
T

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

図4 さっぽろ雪まつりでの映像伝送実験の模様௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

107

Ⅰ
大規模エミュレーション 環 境（スターベッド・キュービック）／三輪 信介

S
t
a
r
B
E
D3

ネットワーク基盤技術

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術

大規模エミュレーション環境
3
StarBED （スターベッド・キュービック）－新世代のネットワーク技術を検証可能とするために－

三輪 信介（みわ しんすけ）

テストベッド研究開発推進センター
テストベッド研究開発室 副室長
北陸 StarBED 技術センター センター長

大学院博士課程修了後、北陸先端科学技術大学院大学助手を経て、2001 年独立行政法人通信総合研究所（現 NICT）に入所。非常時通信、
セキュリティテストベッドなどの研究に従事。博士（情報科学）。NICT では、テストベッドとネットワークセキュリティの 2 足のわらじを履いています、実はさらに日本地域経済学会に所属する経済学者でもあるというマルチタレントが売りです。

「StarBED 3 では、複雑なシステムや様々なネットワーク、デバイスを模擬する 技 術 を 研 究 開 発 し、新 世 代
ネットワーク技術の研究開発を支援する基盤を提供しています。」

108

問題領域

NICT で は、さまざ まな 新 世代 のネットワーク技術やその上でのサービ目的

ス技術の研究開発における検証や実ン環境 StarBED3 を構築・運用しています。ここでは、この StarBED につ3

いて紹介します。

大規模で複雑なネットワークシステムの機能面の検証ユビキタスネットワークシステムの“ディペンダビリティ”に関する検証

高精度エミュレーションと知識の共有による新世代のICT技術の研究開発の総合的な支援

汎用インターネット
シミュレーター

ユビキタスシステム
シミュレーター

大規模エミュレーション
環境

StarBED

スターベッドStarBED2

スターベッド ツー

スターベッド キュービック

TAO（通信・放送機構）
北陸IT研究開発支援センター

NICT
北陸リサーチセンター

NICT
北陸StarBED技術センター

プロジェクト（呼称）
組織（施設）
名称

2002年（平成14年）

2006年（平成18年）

Ⅰ−２

StarBED3

2011年（平成23年）

2016年（平成28年）図1 StarBEDの変遷

Ⅰ−３
ネットワークセキュリティ技術

StarBED とは ?

既存のネットワークの限界（セキュリティ、エネルギー消費等）から新世代のICT技術へ

ワイヤレスネットワーク技術

タイトル

験の基盤として、大規模エミュレーショ

ネットワークのユビキタス化（モバイルネットワーク、
センサーネットワーク、
ホームネットワーク等の進展）

インターネットの進展、ブロードバンドの普及、etc.

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

はじめに

さらに、2011 年 4 月より新しいプロジェクトとし構により北陸 IT 研究開発センターに構築されまのネットワークテストベッド網である JGN-X と同した。2006 年からは NICT の北陸リサーチセ

じチームとして、施設も北陸 StarBED 技術センター

ンターとして、第 2 期プロジェクト（StarBED2として、新たなスタートを切りました。StarBED3 でProject）を開始し、2011 年 3 月末の終了まで、は、さらに複雑化・大規模化しながら進化を続ける

特に、いかに本物に近い複雑さや規模を持った

ICT 環境に対応し、起こりうる問題を予見するよう環境を実現するかに焦点を当てた検証・実験環な検証や、実際に運用を行う人材の育成を行うた境を提供してきました（図 1）。

めの基盤の構築と提供を目指しています
（図 2）
。

Ⅰ−４


て開始した StarBED3 では、組織を一新し、広域

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

StarBED は 2002 年に当時の通 信・放 送機

ⅡStarBED3

知の蓄積・公開

テストベッド間
連携

様々なエミュレーション対象への対応

Ⅲ 未来

様々なネットワーク環境への対応

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

誰にでも
使いやすく

サイバーフィジカルシステムの検証

IC
T

センサーデバイス

基盤技術

有・無線シームレス
エミュレーション
工業用デバイス
BAN・医療・介護用端末

家電

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

電話

有線ネットワーク
エミュレーション

無線ネットワーク
エミュレーション

コンテンツ配信網

クラウドコンピューティング環境

サービスプラットフォームの検証

図2

StarBED3の研究課題イメージ௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

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Ⅰ
大規模エミュレーション 環 境（スターベッド・キュービック）／三輪 信介

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D3

ネットワーク基盤技術
StarBED の技術制御からエミュレーション技術まで幅広く研究開発を続けています（図 3）。

北陸 StarBED 技術センターでは、1,000 台以
上もの多数の PC サーバと 100Gbps を超える

StarBED の利用事例

広帯域の相互接続スイッチといった設備を構築し、運用するだけでなく、その上にさらにインター

StarBED は、共 同 研 究 な ど を 通して、多く

ネットそのものや無線、ユビキタスシステムなどの方に利用されています。ここでは一例として、を模擬するエミュレーション技術など検証・実験

NICT 内部での利用事例をご紹介します。

を支援する技術を研究開発しています。

NICT では、サイバーセキュリティについても

例えば、StarBED の 1,000 台以上の PC サー

さまざまな研究開発を行っており、その一環としバや相互接続を制御しながら実験を進めるためて、ウィルスやワーム・ボットなどのマルウェアのの支援ツール群 SpringOS、物理的には有線ネッ

脅威を体験したり分析したりできる環境として、トワークしか用意されていない StarBED で無線「小規模攻撃再現環境」を開発、構築してきましネットワークを模擬するための QOMET、物理

た。小規模攻撃再現環境では、社内ネットワーク

環境などの異なる環境やセンサーネットワークとなどを再現した環境で実際のマルウェアなどをホームネットワークなど異なる種類のネットワー

発生させ、その挙動をホストおよびネットワーク

クを同じ時間軸の上でエミュレートできるようにの両面から分析し、対処方法を安全に体験できする Rune など、大規模エミュレーション環境のます。小規模攻撃再現環境では、隔離した環境

図3

110

４. 新世代ネットワーク基盤構成技術及びテストベッド技術

StarBEDの技術

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

Ⅰ−４

図4

小規模攻撃再現環境の概要

内でマルウェア等が動作するために、本来ならけではなく社会全体の研究開発のコストやリスク汚染される危険が伴うマルウェア等の分析や体を引き下げることに貢献できると考えています。

Ⅱ

StarBED は、インターネットなどと接続する

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

験を安全に行うことができます（図 4）。
おわりにための設定を特段行わなければ、インターネット
StarBED3 では、複雑化する ICT 環境に対応ことができます。小規模攻撃再現環境の開発のするために、StarBED 自身のエミュレーション

際には、実際に StarBED 上に小規模攻撃再現環

能力の向上と、StarBED 以外のテストベッドと境のプロトタイプを構築し、隔離の具合や実際の連携機能の強化の 2 つのアプローチを採りたのマルウェア等に関するデータがきちんと取得

いと考えています。

する形で小規模攻撃再現環境が構築されました。

の組織体制が変更され、日本全域にわたる新世

このように、プロトタイプシステムを StarBED

代のネットワークテストベッドである JGN-X とで構築して、その効果を検証した上で、実際のシ同じチームで研究開発を行っています。これにステムを構築するような方法は、研究開発のコス

よって、有機的なテストベッドの融合によるシナ

トやシステム構築失敗のリスクを下げる上で非常ジーが得られるはずです。我々は、さらなる研究に有効な方法です。StarBED は、さまざまな検証・開発を続けることで、JGN-X と StarBED3 を中実験に使うことができる汎用の大規模エミュレー

心としたテストベッドを、ICT 環境のいろいろなション環境を集中的に用意することで、NICT だ軸への拡大に対応させていきたいと思います。

௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻI
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Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

幸いなことに、StarBED3 からはプロジェクト

基盤技術

できるのかなどの実験を行い、その結果を反映

Ⅲ 未来などとは接続されていない隔離環境として使う

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