北海道高度情報基盤（次世代地域IX）実証実験
北海道広域高速学術ネットワーク 〜 “boreo MPLS”

実施計画書
平成16年2月
NPO法人北海道地域ネットワーク協議会 (NORTH) 会長
北海道札幌医科大学 教授

辰巳治之© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved1

本提案の概要• 本格的な「高速大容量情報通信社会」の到来を控えて…
• 大容量（広帯域）の情報基盤とは？
• 高速な情報基盤とは？
• 情報基盤の運営に必要なノウハウとは？
» not only HARDWARE but also SOFTWARE !

• 次世代型地域 IX 実証実験のご提案© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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NORTHについて• NPO法人 北海道地域ネットワーク協議会• 北海道最初の民間利用可能なISP (1992年〜)• WIDE線 国内トランジット 64Kbps– 道内情報産業にとって「黒船」と呼んでも良いほどの意義– 商用ISPの上陸(1995年頃)とともにISPとしての役割を終える。
• 各地の「地域系組織」が解散する中…

• NORTHは ISP としての活動を終了した後も、地方における情報基盤のあり方とその高度利用の提案を目的に NPO法人へ変貌し(2003年〜)活動を続けています。
© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved3高度情報基盤の要件• Broadband化を見据えた高度情報基盤の要件• Broadband化 ＝ 常時接続・広帯域通信– 過疎地域でも！

– High-QoS• 広帯域・低遅延・低ゆらぎ– High-Flexibility• 高自立性・高自律性– High-Security

次世代型IXが必要• 認証基盤• 暗号化通信プラットフォーム© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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なぜHigh-QoS？
• インターネットは「みんなで共有」
だから安い• そのかわりすべての通信がスムーズに行えるわけではない。

QoSを保証せよ！

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なぜHigh-QoS？
• QoSが必要な例– 公共性の高いコンテンツ• いつでも見れなきゃいけない– 緊急性の高いコンテンツ• 必ず届かなきゃいけない– 有料で差別化が必要なコンテンツ© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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High-QoSで何を？
• 広帯域性は必須• 何人で使えるか？1Gbpsって十分に思えるけど1Mbpsでたった1000人。
» 動きの激しい画像は 6Mbps 程度、ゆっくりした画像
でも 4Mbps は必要。(MPEG2)• 広帯域なだけではダメ• 低遅延性がないとスループットは激減– RTT 20msec （東京往復程度）で TCP 1 セッションあた
り 20Mbps が上限– ゆらぎが大きいと…
• アプリケーションがゆらぎを吸収するために「あらかじめ遅延」させてしまうため、応答性が低下する。
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QoS保証はどこで？
そもそもサーバーの性能が低い

今日は新作コンテンツの発表
日でアクセスが集中しているコンテンツプロバイ
ダの契約してる回線が細くて…

ISP内部で遅いのかもインターネット
インターネット

IX「このコンテンツ、遅いんだけど…
-_-#」

ISPの出口（他のISPとのピアリングやIXとの接続契約）が細い

ISP

ADSLが実は遅かった
アクセスライン事業者

インターネットのどこかで遅い© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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QoSに必要なFlexibility

トポロジを変える

ISPを変える© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

アクセスラインを変える

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High-Flexibility• 例えばケータイ…
– 「あっちの会社の方が安いんだけど番号変わるから乗り換えられない…」• 同じことは地域網でも起こります。
「あそこのプロバイダからIPアドレスもらってておいそれと替えられないから…」• 自律網として対等に接続先・接続方法を選べる設計が重要© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

10High-Flexibility• 業者に依存する部分を極力階層化– e.g.)「サービス」と「回線」は別々に調達する– 各階層で最良・最適正価の調達を可能にする設計• 「回線はN社だけどプロバイダはK社」• 自設網の柔軟性の確保– 低階層化設計とオーバーレイ自由度の確保• IPv6 への移行に過不足のない準備© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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High-Security• FW型セキュリティ依存モデルから脱却– もちろん併用はするが…
– ネットワーク層でのセキュリティ確保には限界がある• 「認証」ベースセキュリティ本格稼動– PKI, CA, ハードウェアトークン、バイオメ
トリクス…
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12High-Security• 本人認証• 通信の暗号化• 通信路選択の自由– 「なりすまし」など攻撃者が介在する余地をできるだけ少なくする。
• 安全な経路・短い経路「ユビキタス」への準備！
© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved13町村部のBroadband化• 地域…情報基盤整備事業
インターネット
インターネット

この接続のbroadband化はどうやって？

町村部では今でもISDN dial-up 64kbps

公共端末

福祉施設
光ファイバー

情報センター

これじゃ地域住民はいつまでたってもBroadbandにならない…

光ファイバー網へ！

町役場

町立病院
公民館

町立小中学校・高校
町立図書館© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

住民・地場企業
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次世代型地域IX基本コンセプト
QoSの管理 ≒ アクセス線（占有回線）をどれだけ目的地の近くまで設定できるか。

• 旧い技術では…

アクセス回線は「同一メディア」（専用線・GbE・ATM…）でなければならない
ため技術的・費用的に距離の制限がある。

グローバルIPアドレス付与

ISP

インターネット
インターネット

ISP

契約ISP
アクセス線
ユーザーが品質を選べる（設定できる）範囲

性能が不定・品質無保証
ユーザーが品質要求できる範囲© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

15次世代型地域IX基本コンセプト• 次世代IX（MPLS）
技術を適用…

MPLSプロバイダA
LSP (1)MPLSプロバイダとは従来の通信事業者
で、回線とともに接続の規約として“Multi Protocol Label Switch のラベル＝ LSP” （仮想回線と考えてよい）を提供する事業者。(e.g. 日本テレコム、HOTnet… etc.）

MPLSプロバイダB

LSP (2)IPの通信は二者間で任意に設定可能

MPLSプロバイダC
LSP (3)

仮想的なアクセス線の範囲© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

ユーザーが品質を選べる（設定できる）範囲

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次世代型地域IX基本コンセプト• おらが村がMPLSとやらになってなにが嬉しいんだ？
札幌でISPに接続

東京でISPに接続

LSP-A

東京でオンラインゲームに直接接続

LSP-B
LSP-C

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17Cacheの分散配置とDNS応答による誘導
マルチホーム
経路選択・アドレス選択“CDN”経由

CONTENTS
SOURCE“地域IX”経由

次世代型地域IX
アクセス回線のマイグレーション・ショートカット“広域分散IX”経由

広域分散型
L2閉鎖網
Private Peering“メトロエッヂ”機能

高品質(broadband)
コンテンツ伝送！
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概念設計
利用者
地域型アクセス網

長距離中継系基幹網

中核拠点網

利用者

利用者

自設の光ファイバーを持つ自治体
長沼、西興部村、千歳、札幌、滝川、深川、…etc.

東京への太く近い回線（多種多様）© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

地域アクセス網模式図

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概念設計
•

中核拠点
＋広域中継系＋各都市の孤立した広帯域アクセス網＋仮想線技術(MPLS)＋AS（自律ISP）運用

多様な広帯域の上流キャリア

利用する道外キャリアを自由に設定可能

利用者

接続相手を自由に設定可能

最適な経路選択によるQoSの向上
MPLSによるQoS・堅牢性の向上
MPLSによるVPN利便性の向上
経路最適化による実質帯域（スループット）の向上…
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20実現する上での課題• 基幹網の仮想線技術への対応– HOTnet is already available!

• 自治体アクセス網を基幹網に収容• 拠点ごとに漸次• 自治体系広帯域網の仮想線技術への対応– VLAN(tagVLAN), WDM, MPLS…
» ハードウェアとソフトウェア（運用面）両面で• 連絡・調停・調整機関を設置• 道庁 IT 推進室・道総通局と緊密な連携© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved21疑問点・問題点• 自治体アクセス網が参加するか？
• 利用者はほんとにいるのか？

• 基幹網と自治体網との接続はうまくいくか？
• Inter-domain MPLS

• 調整機関の負荷はどの程度か？
• 機能上の要件や問題点を洗い出す。
実証実験が必要© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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検討会
• 北海道広域高速学術ネットワーク検討会• 参加組織・検討委員– NORTH 参加の各大学» 北海道大学情報基盤センター 高井昌彰 教授» 稚内北星学園大学 金山典世 教授» 札幌医科大学 辰巳治之 教授» 釧路工業高等専門学校 高橋 晃 教授
» 千歳科学技術大学 堀之内 英 講師

• 代表
» NPO法人 NORTH 会長
札幌医科大学 医学部 辰巳治之 教授© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

23実証実験（構想）• NORTH boreo MPLS
– 利用者とコンテンツを「学術」に設定する。
• 実証実験になじみが良い• 学術・教育系の孤立網を自治体網に見立てることができる• 北大（理学系）、札医大（医療系）などヘビーユーザーを見込める– 中継系は「赤レンガギガネット」との共同研究< HOTnetの協力を得る。
– 自治体系は学術方面から参加を依頼し漸次接続• 稚内、千歳、釧路• CATVにも参加を呼びかけ （帯広、旭川）– コンテンツサプライヤーとして逆向きの情報流© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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NORTH boreo MPLS網
利用者（稚内地域実験研究ネットワーク）
アクセス網（稚内北星学園大学）

長距離中継系基幹網(道庁赤レンガギガネット、HOTnet.)

利用者（札幌医科大学）
利用者（北海道大学）

北大情報基盤センター(高井研究室、NORTH)

アクセス網（千歳科学技術大学）

利用者（釧路工業高等専門学校）利用者（千歳科学技術大学）

JGN(postJGN)
Super SINET© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

アクセス網（釧路工業高等専門学校）
模式図

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実証実験
• 主催・監修• 北海道• 北海道広域高速学術ネットワーク検討会• 実行委員会• 検討委員が兼任• 実行委員長– NPO法人 NORTH 理事
株式会社ネクステック 代表取締役 社長 大石憲且

• 事務局：株式会社ネクステック• バックボーン協力• 北海道総合通信網株式会社© 2004 NORTH & Nextech Co.,Ltd. All rights reserved

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