Ⅰ

ネットワーク基盤技術

１. 光ネットワーク技術

・ロケータ分離による新世代ネットワークアーキテクチャ／原井 洋明・ベド カフレID

ID・ロケータ分離による新世代ネットワークアーキテクチャ「我 々 が 提 案 する HIMALIS というID・ロケータ分離方式を紹介します。
これは、異種間ネットワーク通信、	移動通信、マルチホーム、セキュリティ対応等に適した方式です。
」

原井 洋明（はらい ひろあき）

光ネットワーク研究所
ネットワークアーキテクチャ研究室 主任研究員

入所当時の光ネットワーク分野を含めて、現現在、新世代ネットワークの設計、実装、評価、アルゴリズム最適化、プロトコル及びアーキテクチャの研究開発に従事しています。現在の関心事は、新しいネーミング及在はより幅広く新世代ネットワークの研究開
発 に 従 事。2007 年 IEEE ComSoc AsiaPacific Young Researcher Award において Outstanding Young Researcher 表彰。
2009 年文部科学大臣表彰若手科学者賞受賞。趣味はプロ野球のナイトゲームを見ることだが実践できていない。たまに、野球観戦・ゴルフ・スキー。

014

Ved P. Kafle（ベド カフレ）

光ネットワーク研究所
ネットワークアーキテクチャ研究室 室長

びアドレス方式、ID・ロケータ分離アーキテクチャ、名前または ID の解決メカニズ
ム、異機種ネットワーク層プロトコルの統合、ユビキタスセンシングとコンピューティングのためのインターネットへのリソースに制約のあるセンサーネットワークの統合、分散移動管理機能、通信ネットワークのプライバシ、セキュリティ及び信頼性にあります。2009 年に新世代ネットワークアーキテクチャの標準化への貢献に対し、日本
ITU 協会賞を受賞しました。同じ年に、国際会議 ITU-T Kaleidoscope において論文賞を受賞しました。休みには2人の娘と遊んだり、日本のネパール人のコミュニティでボランティア活動をしたり、バドミントンやジョギングを楽しんでいます。

な数の多種多様な移動デバイスを想定し、様々Ⅰ−１
光ネットワーク技術

はじめに −なぜ新世代ネットワークなのか−なネットワークプロトコルをサポートします。この記事では、このような目標を達成するためにくてはならないものになっています。近い将来に必要な ID・ロケータ分離という概念について、は、インターネットには、家電製品、乗り物、健現在のインターネットのアーキテクチャと比較し康・環境監視センサーなどの多種多様なデバイながら説明します。

Ⅰ−２
ワイヤレスネットワーク技術

今やインターネットは、私たちの日常生活になスが相互接続される日が来るでしょう。しかし、ID・ロケータ分離の概念

40 年前に設計されたインターネットは、当時遠方の知人のコンピューターとの通信をするためション層とトランスポート層で、端末やセッショていませんでした。アプリケーションがこのようンやサービスの識別子（ID）として利用され、同じな要求をするようになって、様々な機能がオリジ

IP アドレスが、ネットワーク層ではネットワークナルのインターネットアーキテクチャに、全体の内での端末の接続位置（ロケータ）として利用さ最適化を考えることなく、ランダムに追加されてれます。1 つの IP アドレスを ID とロケータの両きました。その結果、現在のインターネットには方に使用することは、異種のプロトコル、移動通負荷がかかり過ぎ、本来あった拡張性という特信、マルチホーム接続、セキュリティ、経路制御徴が次第に失われてきました。それゆえ、前述しの拡張などに適していません。端末が、ネットワーた要求を、さらに将来に生じる要求も満たすよ

クを移動した場合、端末の IP アドレス
（ID とロうにするために、私たちは白紙から新世代ネットケータの両方）が変更され、元の IP を識別子としワークを設計してきました。て用いた現在進行中のセッションが切れます。ま新 世 代 ネットワークは、海 外で は、“Futureた、マルチホーム接続は、接続しているネットワーInternet”とか“Future Network”などと呼ばクが混雑・切断した場合に、別のインターフェーれていますが、現在のインターネットでの制約条スに切り替えるためのものですが、それぞれのイ件は継承しません。新世代ネットワークは、膨大ンターフェースは独自の IP アドレスを持っている

Ⅲ 未来

（a）

Ⅰ−４

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

大容量のデータの効率的な転送などは考慮されⅠ−３Ⅱの階層構造を示します。IP アドレスは、アプリケー

リティとサービス品質の提供、低消費電力での新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

図1（a）は、現在のインターネットのプロトコル

ネットワークセキュリティ技術のもので、携帯・微小デバイスの無線接続、セキュ（b）

基盤技術

ICT

プロトコル階層図Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

図1（a）現在のインターネットの場合 （b）ID・ロケータを分離した新世代ネットワークの場合௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

015

Ⅰ・ロケータ分離による新世代ネットワークアーキテクチャ／原井 洋明・ベド カフレI
Dネットワーク基盤技術

１. 光ネットワーク技術

ため、接続切り替え時にセッション ID が変更に

Mobility Adaptation through Locator ID

なり、通信セッションの滑らかな継続は困難です。

Separation: ロケータと ID を分離することによ

同様に、IP アドレスに紐付いたセキュリティ情報る異質性の許容と移動への適応）アーキテクチャ

は、端末の IP アドレスの変更で無効になります。

を提案してきました。図 2 は HIMALIS アーキテ

さらに、コアネットワークは、それぞれのエッジクチャの主要な構成要素であるエッジネットワー

ネットワークまたはアクセスネットワークごとのク、コアネットワーク、論理制御ネットワークを示

経路表を作成しますが、エッジネットワークのサしています。コアネットワークはエッジネットワー

イズが小さく、数が非常に多くなった場合には、ク同士を接続するために高速なルータとリンクで基幹の経路表のサイズは非常に大きくなり、エッ構成されています。

ジネットワークの IP アドレスの設定が頻繁に変更になると、基幹の経路表を更新する処理負荷● ネットワークアクセス機能が高くなり、最終的には、基幹の経路制御の機 端末（図 2 の端末 1）がエッジネットワーク能に支障が出るでしょう。に 接 続 す る と き、DHCP（Dynamic Host

従って、新世代ネットワークのプロトコル階層

Configuration Protocol）等 の 初 期 設 定 プ

は、図 1（b）に示すように ID とロケータを切り離ロトコルの実行や AA、LNS、GW の ID やロす（ID・ロケータ分離）必要があります。トランスケータ等のエッジルータのパラメータを入手しポート層とネットワーク層の間に挿入された識別ます。端末は次に、認証と登録のために AA に子層は、ID をロケータにダイナミックにマッピコンタクトします。認証が済むと、端末には新ングし、端末の移動やマルチホーミングによってしいロケータが割り当てられます。端末の端末ネットワーク層がロケータを変更した場合にも、名、端末 ID、ロケータ、公開鍵は LNS のホス

アプリケーション層やトランスポート層は、端末トテーブルに保存され、端末 ID とロケータはや通信セッションの識別用に同じ ID を使い続けGW の ID テーブルに保存されます。端末にはることができます。この特徴は、ネットワーク層アクセスキーも割り当てられ、信頼性の証明で別の種類のプロトコルを使うことを可能としま

や AA、LNS、GW との暗号化メッセージのやす。データのパケットのヘッダには、送信元と宛りとりに使われます。端末は新しいロケータを先の両方の IDとロケータが含まれています。ゲー

HNR に、ロケータ更新メッセージを送ること

トウェイは、パケットがエッジネットワークとコアによって登録します。こうしてこの端末は他のネットワークを横断する際に、ID をヘッダの中の端末と通信する準備ができました。

ネットワークプロトコルやロケータの値を変換するための参照値として使います。これにより、新● セッション初期化機能

世代ネットワークでは、エッジネットワークやコ 端末 1 が端末 2 と通信したいとき、端末 1

アネットワークで異なるタイプのネットワーク層は端末 2 の端末名しか知らないため、端末 1プロトコルの利用が可能となります。

は端末 2 の ID、ロケータ、公開鍵を LNS に問い合わせます。LNS は DNR、HNR から情 報

HIMALIS アーキテクチャを入手して端末 2 の ID、ロケータ、公開鍵を受け取り端末 1 に送ります。こうして端末 1 は

016

ID・ロケータ分離の概念に基づき、NICT は端末 2 に対して制御パケットを交換し始め、セHIMALIS （Heterogeneity Inclusion andキュリティコンテキスト（セッションキーなど）

クアクセスやセッション初期化のプロセスで確ロケータのマッピングを保存します。GW は立されたセキュリティコンテキストを移動管理

ID テーブルから ID・ロケータのマッピングを機能の安全確保にも使用できます。

Ⅰ−１
光ネットワーク技術を確立し、両方の GW の ID テーブルに ID・使うことによってパケットのヘッダの中のネットワークプロトコルやロケータの変換を行い実装の様子

ワイヤレスネットワーク技術Ⅰ−２ます。
HIMALIS アーキテクチャに基づく ID・ロケー● 移動通信機能

タ分離の技術は NICT における新世代ネットワーアーキテクチャを、ローカルなテストベッドネットケータを得て、（b）旧 GW にある端末 1 のロワーク上で実 装してきました。DNR と HNR のケータ情報を新しいロケータに更新し、移行機 能 は PlanetLab（約 1,000 ノードから成る地中にも旧 GW が新しい GW にパケットが転球規模のオーバーレイテストベッドネットワーク）送されるようにし、（c）端末 2 とその GW の情のノードにも実装し、実験しています。最近では、

報を更新し、新しい位置にいる端末 1 にパケッ

HIMALIS を Linux のカーネルに実装し、それをトを転送できるようにする、（d）端末 1 の HNR

JGN-X に接続して実験・検証できるようになってレコードを更新し、（e）旧エッジネットワークかいます。このように HIMALIS アーキテクチャを継ら切断する、という手順で信号をやりとりしま

続的に改良し、広範な検証を通じて、HIMALIS がす。HIMALIS アーキテクチャでは、ネットワー普及するよう研究開発をしていきます。

Ⅰ−３

Ⅰ−４


新エッジネットワークにアクセスして新しいロ

新世代ネットワーク基盤構成技術／テストベッド技術

クの研究の重要な要素です。私たちは HIMALIS

ネットワークセキュリティ技術

 （a）移動端末（たとえば端末 1）は 移動して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
CT

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

図2

HIMALISアーキテクチャの構成要素௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

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