次世代インターネット技術の展望
山口 英
奈良先端科学技術大学院大学

Internet: Global and Ubiquitous Infrastructure for Communication
SocietyInternet Technology
CATV
Cable Modem
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ

TCP/IP
TCP/IP
Ｓａｔｅｌｉｔｅ
ATM

Optical Fiber
Copper Cable
WDM/SDH

ISDN
Communication Technologyインターネットの広がり

平成13年度版通信白書: http://www.soumu.go.jp/hakusyo/tsushin/h13/index.htm

Growth of Internet Users in Japan（１）60,000,000
50,000,000
40,000,000
30,000,000
20,000,000
10,000,000

Feb-02

Dec-01

Oct-01

Aug-01

Jun-01

Cellular phone

Cellular phone
Dial-up
Apr-02Dial-up

Apr-01

Feb-01

Dec-00

Oct-00Aug-00

Jun-00

Apr-00

Feb-00Dec-990Growth of Internet Users in Japan（２）3,000,000
2,500,000
2,000,000
1,500,000
1,000,000
500,000

FTTH users

CATV

2002/3/1

2001/12/1

2001/9/1

2001/6/1

2001/3/1

2000/12/1

2000/9/1

2000/6/1

2000/3/1

1999/12/1

0

DSL users
CATV
FTTH users

DSL users

Internet is a Vehicle of Technologies

High Energy
E-Commerce Physics
Broadcasting
WWW
Teleconference

Publication

Digital TV

Digital Librarychat
Telephony

Astronomy

NFS

E-mailSecurity
Advertise
FAX FTP
Virtual Reality

Internetインターネット： 第4の波
第1の波 ： Closed Open Network Î Global Open NetworkÎ not only for closed system- 共通言語としてのTCP/IP
第2の波 ： IP for Everyone/Billions
Î not only for researchers- Scalability, Reliability & Robustness
第3の波 ： IP for E-BusinessÎ not only for hobby/research
第4の波 ： Broadband/Ubiquitous/Mobile (always connected)
Î not only for computers- Small Nodes- Heterogeneous (Quality and Quantity)

Internet for Everythingz Always connected with global addressz New services with various kind of devices

Yokohama is the place we can play (1)z Wireless access in express trains from Narita Intl.
Airport to Yokohama– IPv6 ready– Transition from “Hot spot” to “anywhere”• Seamless access from anywhere to anywhere– This is an experimental service, but it can be affordable.

In the machine closet in 1st class carYokohama is the place we can play (2)z Taxi's and Buses in Yokohama area are sensors of
our GIS and new applications– 平和交通 (taxi company) & Yokohama City Bus service– Traffic jams, rain falls, ….
– Wireless infrastructure enables us to make this happen.
• More requirements on the infrastructure have come up.

ProbeCar:インターネットによる情報の共有
こち道、どっちに行けばいいの?
この道は大型車も通れるぞ。

美味しいお店発見!
渋滞してるよー。

そこは右だよ。

この道は、この曲がぴったり。

あ、雨。
ここ、事故がおきやすいんだよなぁ。

射影Internet

Internet refrigeratorz How many TV sets?
z How many Fridges?
z How many CD players?
z How many people?
z IP connected ControlBOX?

zExperimental project of Okayama Information
HighwayNetwork Appliances(on sale)
CellularPhone
with Internet
Connectivity© NTT DoCoMo

Digital
Camerawith Network
Connectivity© CannonMicrowave
with Network
Connectivity

DigitalVideo
CameraWith A/VNetwork© SonyConnection© Sharpセンサーノードz Power On Ethernetで電源供給
z IPv6 プロトコルスタック

（将来の）携帯端末の例（日経コミュニケーション）

インターネット技術への要求 (1)z Scalability– 全世界をカバーする巨大な情報通信網で稼動– インターネットを支える機構が破綻しない構成

z Security– 実世界の “価値ある” 情報が交換されている– 情報保護、利用者の認証、不正アクセス防止

z Internationalization– 世界中の人たちが利用– 情報の表現形式における制限の軽減– 表記言語の取り扱い

インターネット技術への要求 (2)z Interoperability– さまざまなプラットフォームでの稼動• 組込みシステムからスーパーコンピュータまで• 狭帯域 (Kbps) から広帯域 (Gbps) までの対応– 実証• 実際のプロトコル実装• 各種業界標準z 利用価値の高さ– 社会の要請に答えられる技術開発– タイムリーな技術供給

技術的な課題z 近い将来に解決しなければならないこと– IPv6への移行（アドレス枯渇問題の解決）– 超広帯域ネットワークの構築 (over 10Gbps)– セキュリティ技術の確立– サーバ性能管理、特に大規模サービスの提供– フルディジタルメディア技術– ユービキタス環境への急速な移行

IPv6 (IP Next Generation)z IPv4でのアドレスの枯渇がきっかけ– インターネットの急速な拡大に伴う、利用可能アドレス空間の不足問題が真剣に考えなければならない課題として浮上– 4オクテットから、より広いアドレス空間へ

z IPv4が持つ問題点の解決– 例えばセキュリティ、プライオリティ制御、パケットの分割・再構成(flagmentation/reassemble)など

z 新たな機能の追加– “Plug-and-Play” スタイルの機器接続

IPv6 (IP Next Generation)z Address Space– 128 bit (16 octet)

z Header Format– より単純な構造– 効率の良いヘッダ処理

z Options– Enough length– Flexiblez PMTUの利用– 途中経路でのデータグラムの分割・再構成処理の撤廃

z Flowlabel– 将来必要となるであろう多様なトラヒック制御のための情報

z Security– ペイロード暗号化– AH-ESPz Auto Configuration– “plug-and-play”

IPv6のインパクトz アドレス空間– 128bitアドレスは無尽蔵– さまざまなデバイスの接続– 自動車への割り当て

z セキュリティ– 通信路での暗号化– AH-ESP

z 柔軟なヘッダ構造– 基本的に必要なものだけをIPv6 ヘッダとして採用– 付加機能は、オプションヘッダとして用意– オプションヘッダの種類は数多くある

z 高速ネットワークへの対応– Flowlabel を利用したプライオリ
ティ制御– より効率的なプロトコル処理– Path MTU 探索 (Path MTUDiscovery) による最適なデータ
グラムサイズでのデータ転送インターネットの役割２００１

電話
電話
産業
産業

経済
経済
産業
産業

教育
教育

運輸
運輸

農林
農林
水産
水産

放送
放送
産業
産業

インターネット
放送
放送
インフラ
インフラ

電話インフラインターネット用インフラストラクチャ(光ファイバなど）

インターネットの役割２００３

電話
電話
産業
産業

経済
経済
産業
産業

教育
教育

運輸
運輸

農林
農林
水産
水産

インターネット用インフラストラクチャ
インターネット用インフラストラクチャ
電話インフラ （光ファイバ・電波・ケーブル）（光ファイバ・電波・ケーブル）

放送インフラ

電話インフラインターネット

放送
放送
産業
産業

インターネットの役割２００５

電話
電話
産業
産業

経済経済
産業
産業

教育
教育

運輸
運輸

農林
農林
水産
水産

放送
放送
産業
産業

インターネット
インターネット（融合された）インターネット用インフラストラクチャ（融合された）インターネット用インフラストラクチャ