発表資料 - JGN-X

（JGNでめざす）
次のネットワークアーキテクチャ
慶應義塾大学
村井純
JGN環境は人類共通の社会基盤を創る
Application Technology
IPv6
AAA
Security
IP dynamic network: MANET
Internet Technology
IP Mobility: MIP, NEMO
Optical Fiber
Communication Technology
Satellite
Wireless
JCN is for Everybody and Everything
Unwired World
z
インターネットの新しいパラダイム “Unwired”
z
z
インターネットは元は固定計算機のネットワーク
モバイルのための新しい技術
z
z
z
Mobile IPv6 (計算機の移動透過性）
Mobile Network（ネットワークの移動透過性）
Mobile Ad-hoc Network（ダイナミックなネットワーク）
z
急速に成長する無線インフラ
z
次世代インターネットの特徴
z
Mobilityのサポート
z
z
多様な無線アクセス
z
z
MobileIP, NEMO, MANET
Cellular System(3G), IEEE802.11, 802.16e, 802.20
規模性
z
IPv6!
無線が活躍
Wireless
WirelessLAN
LAN
IEEE
IEEE802.11a,b,g
802.11a,b,g
MANET
Broadcasting
Broadcasting
Celluler
Celluler
W-CDMA,
W-CDMA,CDMA
CDMA2000,
2000,
IPv6
Backbone
Wired
WiredBroadband
Broadband
Network:
FTTH,ADSL
Network:FTTH,ADSL
Wireless
WirelessMAN
MAN
IEEE
IEEE802.16e,802.20
802.16e,802.20
Mobile Adhoc Network (MANET)
Personal Area Network, Vehicle-to-Vehicle
もし自分の周りのクルマの動きが分かったら・・・
交差点から飛び出してくる
クルマがわかる
先方の路面
状況がわかる
渋滞の状況が
わかる
空港のチェックイン
成田空港と関西空港に設置されるという
コンビニでの決済
自動販売機もケータイで。
ＪＣＢの企業向けサービス。
入館も携帯電話をかざすだけでできる
、「プラットフォームマーク」と名付けられたマークで
どこにフェリカがあるかがわかるようになっている。
P2P
z
車同士が情報を直接交換し合うモデル
z “センターレス プローブシステム
z 自由な情報交換のプラットフォーム
z 局地的・即時的な情報の有効活用
音楽
風景
渋滞情報
注意
警告
ブレーキアシスト
ABS作動
Tag readability evaluation
１８０Degree
-10
No inner tag
-12
-14
-16
-18
-20
-22
-24
Case
-26
９０Degree
−９０Degree
-28
Tag probe alone
With Inner tag
Inner case
０Degree
Layered tagging (HF for item level and UHF for case level)
may significantly change the readability.
Tag readability in fading
environment
Multiple path fading entails mitigation of the allowed reading time,
resulting in the slow down of reading speed.
Fading measurement in ORF2004
Typical fading at tag
0
-10
Received power（dBm)
UHF RFID gate
Sufficient power level for
logic circuit
-20
1 second
-30
-40
-50
-60
Power receiver
-70
0
5000
10000
Time (msec)
1500
Multiple-tag-reading in practical
communication link
Multiple-tag-reading speed in practical
communication link using Gen2 singulation
protocol
35
Time to read 128 tags
30
25
BER=0
BER=10^-5
BER=10^-4
BER=10^-3
20
15
10
5
0
5
6
7
8
Q in Slot number (2^Q)
9
10
→Reading speed will be significantly degraded in
BER=10^-4 or less communication link.
UHF RFID experimental facility in
Shonan Fujisawa Campus
RFID gate experiment
Multiple RFID readers
Probes are
inserted in
measured objects
Hand pallet with accurate position sensor
Japan UHF RFID technical requirements
Note that
1) The numbers denote the output
power of the intentional radiator.
2) In this figure, a consistent 100kHz
reference bandwidth is used for
the clear comparison.
Maximum antenna
gain 6dBi yields
EIRP=36dBm
952MHz
30dBm954MHz
-39dBm/100kHz
950MHz
-39dBm/100kHz
956MHz
Harmonics in
Personal Handy
Cellular phone
and AM radio link Phone System (PHS)
Cellular Phone
Including Planned IMT-2000
945MHz
-61dBm/100kHz
-61dBm/100kHz
-71dBm/100kHz
-71dBm/100kHz
(MHz)
715
945
950
952
954
956
9601884.5 1919.6
IEEE802.11b周波数帯
z
1999年にIEEE（米国電気電子技術者協会）で最大11Mbpsの無線LAN
規格「IEEE 802.11b」が策定された。
z
z
国際的に使われている2.400∼2.4835GHzが新たに割り当てられた。
日本では2.400∼2.4835GHzの周波数帯域を5MHzずつ14のチャンネ
ルに区分されている。
z
z
北米は2.412∼2.462GHz を11チャンネルに。
フランス:では2.457∼2.472GHz を4チャンネルにと、国ごとに変わる。
#4 (2.427)
#3 (2.422)
#2 (2.417)
#1 (2.412)
2.400
2.420
#8 (2.447)
#7 (2.442)
#6 (2.437)
#5 (2.432)
2.440
#12 (2.467)
#11 (2.462)
#10 (2.457)
#9 (2.452)
2.460
#14 (2.484)
#13 (2.472)
2.480
2.500
無線技術： ユビキタス時代への期待
携帯電話
(PDC/CDMA
)
1885MHz-2200MHz
の一部
810MHz940MHz
の一部
FM放送
携帯電話(PDC)
無線LAN
AMラジオ
TV放送
526.5kHz1606.5kHz
90MHz-108MHz
170MH-222MHz
470MHz-770MHz
2400-2483.5MHz
2655-2690MHz
156M~1Gbps
22.0-22.4GHz
25.25-27.0GHz
38.0-38.5GHz
39.0-39.5GHz
1998.12~
2Mbps~11Mbps
1GHz
EHF
(milli-wave)
SHF
(microwave)
UHF
300MHz
2000.8~
10M~155Mbps
1999.10~
UHF
VHF
54.25-66.0GHz
加入者系無線
アクセスシステム
1429MHz-1453MHz
1477MHz-1501MHz
76Mz90MHz
ミリ波伝送システム
(MMAC)
携帯電話(IMT-2000)
3GHz
30GHz
300GHz
Stream
Basic IP Multicast Model
30% loss
無線LAN網
0% loss
0% loss
0% loss
Source
Node
20% loss
Ethernet網
20% loss
xDSL網
50% loss
PHS電波網
Receiver-driven Layered Multicast
Model
無線LAN網
Source
Node
Ethernet網
xDSL網
Base Layer
Additional Layer 1
Additional Layer 2
PHS電波網
VPNでのいけいけ展開:2005
アプリケーションVPNのニーズ
「OBC セキュアアクセスキー」
OBC奉行シリーズパッケージ
物コントロールのニーズ
「OMRON Xtyle」
ワイヤレス
カメラ
メインコントローラ
ワイヤレス
センサ
(本格的）オーバーレイ時代：2006
オーバレイネットワーク
z
既存のネットワーク上に構築されるネットワーク
z
z
z
論理ノード間を、論理的なリンクにより結合して構成される
ネットワークとは、特定の論理ノードから別の論理ノードへの通信を媒
介する手段
ノード間の通信をするのに、宛先ノードの発見手段と、ノードへの情報の伝達メカニズ
ムが必要
オーバレイネットワークの例
z
P2Pファイル共有ネットワーク
z
z
z
構成変更可能な仮想ネットワーク
z
z
xbone
オーバレイネットワークプロトコル
z
z
BitTorrent
Solipsis (France Telecom)
Distributed Hash Table
z Chord, Pastry
GRID
サービスベースアドレスの
オーバレイネットワークによる実現
プロバイダベースアドレスと
サービスベースアドレスの差異
z
プロバイダベースアドレスの特性
z
z
z
プロバイダ毎に割り当てられる
アドレス割り当てがルーティング（物理接続）に依存する
サービスベースアドレス
z
z
サービス毎にオーバレイネットワーク上にアドレスが用意される
アドレスはルーティング（物理接続）と独立
XXXX:SSSS:: Cloud
XXXX:SSSS:ZZ::11
XXXX:SSSS:ZZ::12
XXXX:SSSS:ZZ::21
XXXX:SSSS:ZZ::22
XXXX:PPPP:ZZ::11
ISP
XXXX:PPPP:ZZ::12
ISP
IX
XXXX
ISP
:QQQ
Q
::
XXXX:QQQQ:YY::21
XXXX:QQQQ:YY::22
xbone
z
既存のIPネットワーク上に、設定変更だけで、
仮想ネットワークを自由に構成
Star Overlay
Ring Overlay
Base IP Network
Network Speed
bps
バンド幅
1Z
1E
1P
WAN
1T
LAN
1G
１００Gbps
Ethernet
１０Gbps
Ethernet
1M
70
80
90
2000
2010
西暦
2020
2030
2040
2050
FLOPS
Computer Speed
30
10
32G
27
10
並列コンピュータ
Grape DR
2 PFLOPS
1Y
1G
32M
1Z
Earth
Symulator
40TFLOPS
1E
1P
プロセッサ・チップ
1T
1K
1G
256
SIGMA-1
Pentium 4
3.8 GHz
64
16
1M
70
80
90
2000
2010 2020
2030
2040
2050
西暦
History of Speed breakthrough
FLOPS
2010年の予測は10PFLOPS
1E
BlueGene/P?
着実な並列性の増加
(131K 以上)
1P
GRAPE-DR ?
ASCI-RED
1T
1G
(2M 以上)
(9152)
Cray XMP/4
SR8000
(4)
(1008)
CDC6600
SX-2
(1)
(1)
1M
HITAC 8800
(1)
70
80
90
2000
2010
2020
2030
2040
西暦
遅延：2004
(Reference）
Required Quality for IP-Phone
Total
Transmissi
on Quality
Receive
Quality
End-to-End
Delay
(1way)
Class A
Fixed
phone
>80
level
Class B
Mobile
phone
>70
level
>86
>73
<100ms <150ms
Class C
>50
>50
<400ms
遅延：2005
光は一秒で地球を7周り半
Global view of This event
1
Uncompressed
HD bidirectional
composing session
（1.5Gbps)
2
DVTS/IPv6
Bidirectional Connection
(30Mbps)
Amsterdam
Beijing
3
Satellite Internet
Multicast transport
（MAX9Mbps)
EXPO 2005, Aichi
Japan
EXPO Dome
Asian
Universities
SOI-Asia
遅延発生器:2005
24,000km(15,000miles)
OC-48 x 3
GbE x 1
OC-192
15,680km (9,800miles)
Juniper
T320
iSCSI testing used IEEAF
8,320km
(5,200miles)
CANARIE
Calgary
Vancouver
Seattle
IEEAF/Tyco/WIDE
CA*net 4
Amsterdam
Minneapolis
Chicago
SURFnet
APAN/JGN2
Abilene
NYC
Tokyo
Network used in the experiment
A router or an L3 switch
A L1 or L2 switch
Figure 2. Network connection
Single stream TCP – Tokyo – Chicago – Amsterdam – NY – Chicago - Tokyo
Vancouver
OME
6550
ONS
15454
Calgary
ONS
15454
ONS
15454
Minneapolis
ONS
15454
OME
6550
Chicago
Router or L3 switch
CANARIE
L1 or L2 switch
SURFnet
Tokyo
Opteron1
Chelsio
T110 NIC
T-LEX
IEEAF/Tyco
ONS
15454
WIDE
Opteron
server
Opteron3
Chelsio
T110 NIC
WAN PHY
Foundry
NetIron
40G
University of
Amsterdam
Seattle
Pacific
Northwest
Gigapop
SURFnet
ONS
15454
Pacific
Force10
E600
WAN PHY
Ocean
WIDE
Opteron
server
Procket
8812
TransPAC
APAN/JGN
Force10
E1200
CISCO
6509 SURFnet
Atlantic
Ocean
Procket
8801
T640
HDXc
OC-192
CISCO
12416 SURFnet
Chicago StarLight
Fujitsu
XG800
Abilene
OC-192
SURFnet
ClearSight
10Gbps
capture
T640
HDXc
CISCO
12416 SURFnet
OC-192
Amsterdam
New York
NetherLight
MANLAN
Univ of Tokyo
WIDE
IEEAF/Tyco/WIDE
CANARIE
SURFnet
Abilene
APAN/JGN2
遅延：2006
さいはて：2001
Internet Dependence on US (2001)
Asia and Europe
Difference between
Straight route & Southern route
London
13,200km
66ms
Tokyo
Delay and Distance between London and Tokyo
Straight route: 13,200km 66ms (along Russian Railways)
Southern route: 25,000km 125ms(along Ocean Cables)
25,000km
125ms
Cable Map in Asia
From NTT/Verio materials for AsiaBroadband
JP-US
Tyco
Kitaibaraki
E
Ajiga
m
Maruy
ura
Chikura
i
ama
Wada
Miura
Ninomiya
Shima
Asian Cable
C2C
FNAL
APCN2
EAC
SMW-3
FLAG
APCN
T-V-H
G-P
PC-1
Keoje
FLAG
Pusan
EAC
C2C
Miyazaki
C2C
Chongming
Shanghai
Nanhui
Pacific Cable
JP-US
Ch-US
PC-1
Tyco
Ch-US
AP
CN2
FNAL
Ch-US
APCN
Tansui
Toucheng
C2C FN
AL
G-P
EAC
EAC
Danang
SM
W-3
AP
Batangas
C2C
Nasugbu
CN2
APCN
Pyapon
Sriracha
Phetchaburi
SM
W-3
FLAG
Hochiminh
City
T-V-H
C2C
C2C
Songkhla
Satun
AP
CN2
AP
Penang
CN2
Kuantan
Medan
To India
SM
W-3
Katong
SM
W-3
APCN
Jakarta
Ch-US
E
SMW-3
A
C
Fangshan
Shantou
Lantau Island
Macau
EAC
C2C
E
A
C
Tungku
位置情報＋緊急通信
インターネットにおける移動体位置管理の共通インフラへ・・・
z
地理位置情報と識別子の
登録・検索
z
z
z
位置登録におけるなりすまし・
改ざん・盗聴の防止を実現
正引き（識別子を指定）と逆引
き（位置を指定）の2種の検索
をサポート
第三者からの特定・追跡の防
止
z
z
Hashed ID（HID）
スケーラビリティの確保
z
サーバ分散化
地理位置情報管理モデル
移動体の識別子
と
地理位置情報を
管理
サーバ
サーバ
サーバ
サーバ
識別子と
位置情報を
登録
移動体
検索
応答
検索
要求
付帯情報要求
付帯情報応答
検索者
B-767
全部がJGNの環境である
Application Technology
IPv6
Security
AAA
IP dynamic network: MANET
Internet Technology
IP Mobility: MIP, NEMO
Optical Fiber
Communication Technology
Satellite
Wireless
JCN is for Everybody and Everything
地球の情報環境を創る
‘人と社会がものさし’