特集 IPv6 技術の研究開発（産学連携と国際展開の軌跡）

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アプリケーションIP 化の進展とIPバージョン6
Evolution of Network Applications with IP and IP version 6

砂原秀樹（奈良先端科学技術大学院大学）
江崎
はじめに浩（東京大学）◢ モビリティとアドレス空間
1980 年代後半のノート PC の登場によりモビリティのインターネットの普及に伴いさまざまな分野で IP 上実現は早くからの要求であった．さまざまな検討が行わにアプリケーションが構築されるようになってきていれてきたが，その中からノードの識別を行う Identifier

る．最も顕著な例は「電話」であるが，それ以外にも IPとノードの位置を表す Locator を分離しそれらの対応を化が進展している分野は多数ある．同時にこうした新し管理することでモビリティを実現する方式 Mobile IP がい分野での応用は IP バージョン 6（IPv6, RFC2460）を前採用されている．しかし，この方式ではノードが移動提としているケースが多い．これは，そのアドレス空間した先々で Locator としての IP アドレスを消費していの広さだけでなく，IPv6 で導入された新しい機能によくこととなる．Mobile IPv4（RFC3344）では，消費するるところが大きい．ここでは，アプリケーションから見Locator を節約するため Foreign Agent（FA）と呼ばれるた IPv6 の機能とその可能性について検討するとともに，機構を導入し，移動してきたノードの対応を行うことで現在展開しているさまざまなアプリケーションの状況をIP アドレスの消費を抑えている．しかし，仕組みが複雑紹介する．

化するとともに FA のないネットワークへのノードの移動はできなくなるため Locator として IP アドレスを動アプリケーションの要求から見た IPv6 の特徴的に割り当てる方法も残されている．このように考える

IPv6 と聞くと 128bit のアドレス空間を意識することその威力を発揮する機能であるといえる．

が多いが，IPv6 が目指すのは IPv4 が目指した世界を今と，Mobile IP は広大なアドレス空間を利用可能であることが前提となっており，Mobile IPv6（RFC3775）こそネットワークに接続される機器の小型化は進んでおり，のグローバルなスケールで再構成することにある．これ携帯電話だけでなく各種組込み機器にまでネットワークは，IP という自律・分散・協調という原理の上に成り立機能は必要なものとなってきている．特に自動車といっつ共通基盤の上にすべてのアプリケーションを載せるとた移動する装置へのネットワーク接続は必須のものとないうことを意味する．つまり，多くの情報が共有され集りつつあり，モビリティを基本機能として持つ IPv6 の積されることで，アプリケーションが個別に存在してい活躍の場の 1 つである．そのため自動車との通信の標準たのでは考えも及ばなかった応用と価値を生み出す可能アーキテクチャ ISO TC 204 WG 16 の Communications性を示唆している．このような視点から以下の IPv6 の（ISO/DIS 21217）ではaccess for land mobiles（CALM）

特徴について考察してみる．

IPv6（Mobile IPv6）を基本通信機能に据えている．これは，移動する自動車というノードの通信を共通基盤化するこ・ 広大なアドレス空間とでサービス相互の情報共有を深化させ新たなサービス・ モビリティやマルチキャストといった新しい通信機能の創造を目指したものである．の提供
・ セキュリティ
・ 自動設定機能
・ 各インタフェースに複数のアドレスを割り当て可能◢ マルチキャスト
マルチキャストも比較的早い段階から検討が進められてきた機能であり IPv4 でも利用可能であるが，その本領を発揮するのは IPv6 であろう．放送の代替あるいは補完として IP マルチキャストを活用するということも情報処理 Vol.49 No.3 Mar. 2008251

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その応用の 1 つであるが，それ以上にアプリケーションターネットという共通基盤の上に存在する一見価値のなの強靱性を確保するための機能として重要な役割を担ういような情報を集積し処理することで，高い価値を持つと考えられる．これは，共通基盤の作り方に関する議論「知」に仕上げることが可能となる事例である．

でもあるが，ユニキャストではなくマルチキャスト通信を基礎とした共通基盤とすることで，アプリケーションの作り方に大きな影響を与えると考えられる．

◢ 自動設定◢ モビリティと自動車
WIDE プロジェクトでは，移動するノードの実例として自動車へのインターネット接続実験を 1996 年より行っている．これは，Mobile IP または Network Mobility

ネットワークに接続されるノードの種類が増えるに従（NEMO, RFC3963），Mobile Ad-hoc Network と い っ たって，小型で単機能のノードが多数登場するようになっ

Layer 3 モビリティの有効性検証のためにスタートしたてきている．こうしたノードは個数も多くそれらをいちものである．

いち人手で設定していたのでは大変である．同時にこれ自動車とのコミュニケーションは単に搭乗者にメールらのノードを管理運用することも重要であり，IPv6 のや Web アクセスの機能を提供するだけでなく，車両が自動設定機能はこうした局面においても重要な役割を果持つセンサ情報を収集することで，有益な情報を構成すたす．小型機器が生成するデータは，1 つ 1 つではあまることが目的とされている．こうした自動車から情報をり大きな意味を持たないが，これらが共通基盤に載って収集する仕組みをプローブカーまたはフローティングカ

自律したノード同士の通信によって集積され処理されるーと呼ぶが，従来はこうした情報は車内に保存され車両ことで重要な「知」となることを示唆している．

基地等で収集されていた．そのため，道路計画等特定の◢ 複数アドレス割り当てとセキュリティ応用に限定されてきたものである．
しかし，インターネット技術を用いることで，リアル現代のインターネットにおいてセキュリティは必須不タイムに収集することが可能となるとともに，処理され可欠の機能である．しかし，これをどのように利用してた情報をリアルタイムに車両に提供することが可能とな

いくかはアプリケーションからの要求に基づくこととなった．たとえば，車両の位置情報と速度情報を組み合わる．IPv6 ではその基本機能として IP レベルでのセキュせることで渋滞情報を生成したり，位置情報とワイパーリティ機能 IPsec（RFC4301）を有しているが，これによの稼働情報を組み合わせることで降雨情報を生成したりって内容の保証および秘匿だけでなく，ソース IP アドすることが可能となる．こうした実証実験を横浜（2001

レスの認証ができるようになる．

年 2 月 約 270 台）と名古屋（2001 年 12 月〜 2002 年 2 月）

また，IPv6 が IPv4 と大きく異なる点として各インタ

約 1,600 台）1 で行っている（図 -1 参照）．現在ではこうフェースに複数の IP アドレスを割り当てることができした実験を進めて ABS（Antilock Brake System），車両速るという点がある．こうしたことから，ソース IP アド

度，車輪速度から路面凍結情報を構成する実証実験が進レスの認証と複数アドレス割り当てを活用することで，められている 2 （図 -2 参照）．

）

用途に応じてアドレスを変えオーバレイネットワークをこうしたアプリケーションがインターネット上に構築構成する方法を考えることができる．この特徴は，今後されるメリットは，共通基盤上でアプリケーションが動サーバ・クライアント型のアプリケーションからオーバ作していることにより情報を相互に活用することが可能

レイ型のアプリケーションに移行する際に重要な機能ととなる点である．たとえば，名古屋の実証実験では単になると考えられる．情報の価値付けを行う際に，そもそプローブカーシステムを構成するだけでなく，設置されもの情報源が信頼できる物であるということを保証する

たタクシーの管理運用（配車等）を行う業務システムとしためにセキュリティは重要な機能であり，これを基本的ても機能するようになっている点である．一方で，収集な機能として持つことが大きな意味を持っている．

される情報には高いプライバシ情報（たとえば，自宅の位置など）が含まれる可能性があり，これらの情報をどIPv6 時代のアプリケーションういう条件の下で利用するかというコンセンサス形成も

ここでは，前章の議論を元に IPv6 の特徴を活用しいてプローブ情報におけるプライバシの取り扱いに関すたアプリケーションを紹介する．これらは，これまで重要な課題である．現在我々は ISO TC 204 WG 16.3 におる合意形成を進めている（ISO/WD 24100）．

WIDE プロジェクトを中心に行われてきた実証実験等をもう 1 つプローブカーに関して新しい試みとして，車通して構築された物を中心としており，一部の応用は国両同士が直接コミュニケーションして情報を集めてゆき，際的な展開に発展してきている．いずれの事例も，イン有益な情報へと組み立てていくセンタレスプローブとい252

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ア プ リケーショ ン3化の進展とI
P

図 -1 InternetITS によるプローブ情報システム（渋滞情報）

バージョン

IP

6

図 -2 つるナビによる路面凍結情報）

う実験を行っている 3 ．これはたとえば，渋滞情報を伝移動して渋滞地点へ向かう車両に渋滞情報を伝達すると達する際に，対向車線の車両にそれを搬送してもらい後いう方式である．このような応用の検証を比較的容易に方の車両に情報を伝えるものである．つまり，渋滞地点行えるのは，通信をインターネット技術という共通基盤の車両が対向車に渋滞情報を伝達し，伝達された車両がに頼っているためであり，情報生成や情報伝搬のアルゴ
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Internet

センサ
センサ
センサ

本部サーバ
MR

病院端末

心電図 ビデオ
サーバ サーバ

心電図

MR: Mobile Router

リズムに集中して検証を進めることができている．

図 -3
構成

救急隊員はウェアラブル
コンピュータを装着

MobileER のシステム

ルディングオートメーションまたはファシリティネット

インターネット自動車のもう 1 つの応用として，生ワークと呼ばれるが，これらを地球全体に展開すること

駒市消防本部と共同でインターネット救急車の実証実験により単一のビルだけでなく，世界中を対象としたシス4）を進めている ．救急車には，心電図等のさまざまな機テムの構築が可能となる．こうしたプロジェクトの一環器が設置されておりこれらの情報をインターネットを経として Live E! プロジェクト 5 では，気象センサを多数由して受け入れ先の医師に提示することで，傷病者の状設置し地球の今の状況を知ることを目標としている．す況を的確に判断し救命率を高めることが期待される．こでに，国内に数百のセンサが設置されており，海外へのの実証実験では，救急隊員にウェアラブルシステムを装展開も進んでいる（図 -4 参照）．

）

着させ，傷病者の画像情報，医師からの指示情報の提センサ情報の活用も多岐にわたり，地球温暖化の研究

示，隊員 ̶ 医師間の音声コミュニケーションを実現しに用いられるとともに，地方自治体では災害情報配信のている．同時に，心電図等の医療情報機器の情報を伝達ために利用することが検討されている．ここでは，センするシステムを用意しており，医師は的確に傷病者の状サからの情報が失われないようにするため，マルチキャ況を判断し指示を与えることができるようになっている

ストによって複数個所に集められており，一部の装置が（図 -3 参照）．こうしたシステムは，傷病者の状況を的故障またはネットワークから切り離されても重要な情報確に捉えることができるようになるとともに，受け入れが得られるように構成されている．

先候補となる病院の状況もリアルタイムに得ることで，また，今後インターネットには膨大な数のセンサ機器受け入れ先病院の迅速な決定を行えるようになることもが接続されることが想定される．そのため一部のセンサ期待される．同時に，インターネット機器という一般的が故障し停止したり・間違った情報を配信したりする可な装置を用いることで，こうしたシステムは安価に構成能性を持つ．そのためこうしたシステムでは，センサ同することができ迅速な普及も可能と考えている．

士が相互に監視を行い故障した機器を早期に発見する機◢ センサネットワーク

構を必要としている．Live E! プロジェクトでは，こうした機器管理の機構についての検証も行っている．

インターネットの普及は，さまざまな機器をインターさらに，これだけ膨大な情報の管理は従来のサーバネットに接続させる可能性を示唆した．特に，センサ等̶クライアント型のアプリケーションでは困難である．の小型装置をインターネットに接続することを可能とし，そこで，情報はセンサノード群を活用したオーバレイネ

現在の状況を即座に知ることが可能となってきている．

ットワークで管理することを想定している．情報は位置

特に，建物において従来個別に管理されてきた温度セン情報および時刻情報で管理されオーバレイネットワーク

サや人感センサ，照明灯のスイッチ，ブラインド操作のを構成するようになっている．さまざまな方式が検討さためのアクチュエータ，空調の制御装置等をインターネれているが，こうした実験と Live E! サービスの運用をットで接続することで配線コスト等を軽減するとともに，両立するための基盤技術の確立も行っている．

より有機的な制御が可能となった．こうした技術は，ビ254

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ア プ リケーショ ン

3化の進展とIP

図 -4 Live E! プロジェクト アプ
リケーション例◢ 実空間と位置情報基盤

単に接続されるノードの数が増えることを意味するだけ

インターネット自動車の例でも，Live E! プロジェクト

でなく，質の異なるネットワークを構成することができの例でも明らかなように，インターネット上の情報は実ることも意味している．サービス等によってノードのア空間に密接に結びついている．したがって，現実の世界ドレスを変更することにより，よりセキュアなサービスでその情報がどの「位置」と関連づけられているかは重要ネットワークを構成することができる．

な要素となる．GPS 等の位置計測のメカニズムは多数あ

たとえば，センサネットワークに接続される各センサるが，室内での利用が困難であるなど制約も多い．一方ノードの処理能力は非常に低いと考えられるため，不必で，無線 LAN 技術の普及に伴いこれらの基地局の位置要な通信への対応やフィルタリング等をセンサノード自と基地局 ID（BSSID）を結びつけることで位置情報を得る

身で行うことは避けるべきである．そこで，実通信に）ことが可能となってきている 6 ．このような位置情報基用いるアドレスと，ノードの ID であるアドレスを分離盤を実現するためには基地局の位置を計測し収集する必し，存在を知らないノードからはセンサノードにアクセ然性がある．こうした情報収集にも移動するノードを有スができないようにするステルス化技術の開発を行って効に活用する手段が用いられている．これは移動するモいる 7 ．これらは，2 つのアドレスを動的に対応付けすバイルノードで基地局 ID（BSSID）を収集しながらその情る Mobile IPv6 を拡張し，NEMO の仕組みを用いて実現

報に GPS 等で位置情報を付与しデータベースの作成をされる．ノードのステルス化の様子を図 -5 に示す．セ

進めている．このような情報収集の仕組みも，共通基盤

ンサノード（SN1…SNn）は，Mobile IPv6 のモバイルノー上で多数の情報を収集することで有益な情報を構成する

ドと同様の機能を持ち Home Agent に相当する NMR で技術の 1 つといえるであろう．

管理されている．ARR1 および ARR2 はそれぞれ ARA1，）

ARA2 を Home Agent とする NEMO のモバイルルータでおわりにあり，ARR1 および ARR2 のモバイルネットワークのプ

IPv6 の広大なアドレス空間によって，従来は接続さ生成しそれをセンサノードのソースアドレスとする．これてこなかったような多種多様のノードがインターネッのようにすることでセンサノードは仮想的に移動したよトに接続されるようになってきている．しかしこれは，うに見えるため定期的にソースアドレスを変更すること

レフィックスを用いセンサノードの Care of Address を情報処理 Vol.49 No.3 Mar. 2008

255

バージョン

I
P

6

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Addres s : A: X

SN 1

Addres s : B : Y

………

SN 2

Preﬁx: H

ARR 1

ARR 2

NMR

インターネット

ARA 1
Preﬁx: A

図 -5って推進されたものである．ここに，関係者の方々への敬意と感謝の意を表させていただきたい．

SN nARA 2
Preﬁx: B

センサノードステルス化機構の概要

によりノードの存在を分かりにくくすることが可能と

参考文献
1）和泉順子，湧川隆次，川喜田佑介，秋山由和 : 4. インターネット ITS
プロジェクトの概要，情報処理学会誌，Vol.43, No.4, pp.369-375 (Apr.

2002).
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4）砂原秀樹，森島直人，神原誠之，石橋賢一，今西正巳 : Mobile ER : 救
急活動支援画像配信システム，マルチメディア，分散，協調とモバイル（DICOMO2007）シンポジウム，pp.1287-1292 (July 2007).
5）Esaki, H. and Sunahara, H. : Live E! Project ; Sensing the Earthwith Internet Weather Stations, The International Symposium onApplications and the Internet (SAINT 2007) (Jan. 2007).
6）伊 藤 誠 悟， 吉 田 廣 志， 河 口 信 夫 : locky.jp : 無 線 LAN を 用 い た 位 置
情報・測位ポータル，情報処理学会研究報告．MBL，モバイルコン
ピューティングとユビキタス通信研究会研究報告，Vol.2005, No.90,2005-MBL-34-(4), pp.25-31 (Sep. 2005).
7）砂原秀樹，藤川和利，河合栄治，森島直人，垣内正年，和泉順子，島田秀輝 : センサネットワークを中心としたエンドツーエンドセキュリ
ティ技術の開発，文部科学省科学研究費補助金「特定領域研究」情報
爆発時代に向けた新しい IT 基盤技術の研究，平成 18 年度報告書 (Jan.

2007).

なる．
このように IPv6 という通信技術は，アドレス不足や（平成 20 年 1 日 30 受付）

セキュリティなどの基本的な機能を持たないために複雑化している IPv4 のインターネットで失われてしまったインターネットの「原点」を復権させることであると同時に，新しい形態のネットワークアプリケーションの構築原理となる可能性を示唆している．ここで再度インターネットの自律・分散・協調に基づく共通基盤という原理を再認識するとともに，今後行われるさまざまな挑戦から生まれる新しい可能性に期待したい．
謝辞

本稿で紹介した研究開発活動は，WIDE プロジ

ェクト，InternetITS 協議会，Live E! プロジェクトをはじめとする非常に多くの組織と個人のご理解とご尽力によ256

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砂原秀樹（正会員）
suna@wide.ad.jp
1988 年慶應義塾大学理工学部博士課程修了．工学博士．電気通信大情報工学科助手，奈良先端大情報科学センター助教授を経て，2001 年から現職．日本におけるインターネットの構築とその研究に従事．
江崎 浩
hiroshi@wide.ad.jp
東芝入社．ATM 技術
1987 年九州大学電子工学専攻修士課程修了，（株）に関する研究開発に従事．1990 年米国ベルコア社駐在研究員，1994
年コロンビア大学客員研究員．MPLS 技術のもとになった CSR 技術をIETF および ATM Forum に提案．1998 年東京大学大型計算機センター
助教授，2001 年同大学院情報理工学系研究科助教授．2005 年より現職（東京大学大学院情報理工学系研究科教授．WIDE プロジェクトボードメンバ，ISOC（Internet Society）理事，JPNIC 副理事長，IPv6 普及高度化推進協議会専務理事，MPLS JAPAN 代表など．工学博士（東京大学）．