今日の内容 インターネットの意味すると ころ インターネットの今

今日の内容
インターネット概論

今インターネットが抱える問題


砂原 秀樹

慶應義塾大学
メディアデザイン研究科
2011/07/11
現在のインターネットが抱える問題

アドレスの不足












コンピュータだけではない
情報源の多様性
利用形態の自由度
どこでも

さまざまなデータリンク (無線、ADSL)
しかし、通信の均衡は破られつつある
Near Future…
Internet for everything, everywhere, every information
ここ
Down > Up
コンピュータ
ファイルダウンロード
Down ≒ Up
コンピュータ、携帯電話、電話
ビデオチャット (Skype)
Down << Up
携帯電話、車、家電、センサ
プローブサービス
ENEOS
Yesterday
Today
３２
４
６５

どんなアプリケーションでも
さまざまなサ ビスが混在している
さまざまなサービスが混在している
複合の意味
なんでもつながる


DoCoMo HSDPA: 下り – 3.6Mbps, 上り - 384kbps
???



対等、双方向
情報の発信者・受信者
なんでもできる
光ファイバも原則として非対称
携帯電話等も非対称
光ファイバ 無線LAN
光ファイバ、無線LAN




Modem, ISDN, ADSL, PON




インターネットの今

誰でもできる
下り: 最大47Mbps, 上り: 最大5Mbps


「インターネット応用」へ向けて

ADSL(非対称) 下りは早いが、上りは遅い
例) フレッツADSLモアIII(47Mタイプ)
何が変わるか?
社会基盤としてのインターネット
インターネットの意味すると
ころ

IPv4 232=約43億
しかし、すでに4億台以上のノードがインターネットに
つながっている



通信速度
信速度

インターネットのこれから
インタ
ネットのこれから

[email protected]
IPv4アドレスの枯渇
Tomorrow's Internet
1
情報の爆発
インターネット上のコンピュータ
700000000

600000000
どうやって区別しているか?

500000000

ホスト名: 人間向け
IPアドレス: 数字、コンピュータ向け
数 、
タ け
400000000

IPアドレス
300000000

32bitの数字
200000000
100000000
07/2008
07/2007
07/2006
07/2005
07/2004
01/2003
01/2002
01/2001
01/2000
01/1999
01/1998
01/1997
01/1996
01/1995
07/1994
10/1993
04/1993
10/1992
04/1992
10/1991
01/1991
10/1989
01/1989
07/1988
11/1986
10/1985
08/1983
08/1981
0
ドット表現
IPv4の限界
8bit単位に区切って、各々を十進数で
表記したものを「.」で結合
 例)
0x82990807


IPv4: RFC791


インターネットの普及
インタ
ネットの普及

1000 0010 1001 1001 0000 1000 0000 0111
Sep 01, 1981
IPアドレスの数

2011/01 ホスト数 818,374,269台


130.153.8 .7
IPv4アドレスの枯渇

IANAの在庫枯渇

RIRでの状況


現状
2011/02/03
APNIC
RIPE-NCC
 ARIN
 LACNIC
 AFRINIC


Internet Systems Consortium, Inc. の調査による
https://www.isc.org/solutions/survey/history
232= 4,294,967,296
2011/04/19
2012/03/04
2013/11/20
2014/06/16
2014/07/04
2
どうするの?

3つの方策
分配済みのIPアドレスの活用

分配済みのIPv4アドレスについて、効率的
な利用をさらに進める
 NAT技術を利用し、グローバルアドレスを
わずに新たなホストを収容する
 IPv6を導入し、新たなホストを収容する

例)

163.221.0.0/16
65,636台分
 しかし実際に使っているのは1万台程度
 残りは他で使える??



ローカルアドレスの利用

自宅のアドレス
グローバルアドレスは一つ
 それをみんなで共有
そ を
な 共有


32bit


248=281,474,976,710,656=2.8×1014
56bit (IP 32bit + Protocol 8bit + Port
16bit)
 256=72,057,594,037,927,936=7.2×1016
テーブルサイズが小さいと溢れる
Port番号という空間を犠牲にして、IP
空間を仮想的に拡張
8bit分を識別子に使うとすると、利用者に
は8bit分のPort番号空間しか残らない
 一人あたり256コネクションで大丈夫か?

変換テーブルの問題

232=4,294,967,296=4.3×109
48bit (IP 32bit + Port 16bit)



一つのグローバルアドレスを複数のコンピ
ュータで共有したら?
NATが提供できる空間
変換テーブルの問題

だったら

技術的には結構難しい
NATという技術


奈良先端科学技術大学院大学
Large Scale NAT

RFC4787, RFC5382, RFC5508
NATがあればいいじゃないか
 NATの問題点

変換テーブルあふれ
 十分にテーブルを用意すればいい?

3
From IPv4 only
To v4/v6 Dual Stack
- IETF IAB Technical Plenary -

You can find the extended version
of this presentation at

http://www.nttv6.jp/~miyakawa/IETF72/
Shin Miyakawa , Ph.D.
NTT Communications Corporation
[email protected]
Max 30 Connections
Max 20 Connections
Max 15 Connections
Max 10 Connections
4
Max 5 Connections
Examples of # of concurrent
sessions
Webpage
No operation
Yahoo top page
Google image search
Ni Nico
Nico
Ni Douga
D
OCN photo friend
iTunes
iGoogle
Rakuten
Amazon
HMV
YouTube
次世代インターネットプロトコル
IPng/IPv6

IPv4の流れを受け継ぐプロトコル



基本的な動作は同じ
より単純化されたプロトコル
これまでの問題点を解決

アドレス空間の不足
マルチキャスト、モバイル
運用の簡単化

セキュリティ



IPv4 では32ビット


長期間の利用が可能
 拡張性が高い
 IPv4からの移行が容易

128bitの広さ

4,294,967,296
IPv6 では128ビット


次世代インターネットプロトコル
IPng/IPv6
Plug and Play
アドレス空間の拡張

340,282,366,920,938,463,463,374,607,43
1,768,211,456
構造化されたアドレス割り当て

# of sessions
5～10
10～20
30～60
50 80
50～80
170～200+
230～270
80～100
50～60
90
100
90
地域、国、プロバイダ、組織、サブネット
、コンピュータ

IPv4

232

=4,294,967,296

=4.3×10
4 3 109
IPv6

2128

=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,
456

=3.4×1038
5
Russ Rowlett “Names for Large Numbers”
http://www.unc.edu/~rowlett/units/large.htm
2128











one: 100
ten: 101
hundred: 102
thousand: 103
million:
illi : 106
billion: 109
trillion: 1012
quadrillion: 1015
quintillion: 1018
sextillion: 1021
septillion: 1024










octillion: 1027
nonillion: 1030
decillion: 1033
undecillion: 1036
duodecillion: 1039
tredecillion: 1042
quattuordecillion:
1045
quindecillion: 1048
sexdecillion: 1051
septendecillion: 1054
2128
 2128

=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456

340澗2823溝6692壌0938禾予4634垓
6337京4607兆4317億6821万1456
340 undecillion 282 decillion 366 nonillion
920 octillion 938 septillion 463 sextillion
463 quintillion 374 quadrillion 607 trillion
431 billion 768 million 211 thousand 456
=3.4×1038


2128











一: 100
十: 101
百: 102
千: 103
萬: 104
億: 108
兆: 1012
京: 1016
垓: 1020
禾予: 1024(じょ)
壌: 1028(じょう)

ISPネットワーク


クライアントノード

エンタープライズネットワーク



OK (Windows, MacOS, Linux)
△ (古い機材の更新が必要)
サービス

× (IPアドレスをハードコードしたプログラム)









溝: 1032(こう)
澗: 1036(かん)
正: 1040(せい)
載: 1044(さい)
極: 1048(ごく)
恒河沙: 1052(ごうがしゃ)
阿僧祇: 1056(あそうぎ)
那由他: 1060(なゆた)
不可思議: 1064(ふかしぎ)
無量大数: 1068 (むりょうた
いすう)
もう少し考えると…





一人あたり3.4×1027
地球の表面積1cm2あたり2.2×1020
地球を中心とし月軌道を含む球を考えると、髪の
毛の太さぐらいの領域に
毛の太さぐらいの領域に一つずつアドレスを割り
ず アドレスを割り
振ることが可能
太陽を中心として太陽系(冥王星軌道)を含む球を
考えると、家一軒ぐらいの領域に一つずつアドレ
スを割り振ることが可能
というわけで、はっきり言って
無限!!
IPv6での利用を前提

プログラミング

組み込み機器

移行
基本的にOK


2128の広さ

IPv6の準備状況
江戸時代初期の吉田光由が著した数学の教科書、
「塵劫記」(1628)に出ており、インドの教典の「
華厳経」に由来する。




Protocol Independentプログラミング
IPv6 onlyとしたら実装は簡単に
さまざまな技術が検討されている
サービスを使い続けてもらうためには、早
急なIPv6への対応が必要
6
World IPv6 Day

全世界でIPv6を積極的に使ってみよう!!



ネットワークを標準装備
ネットワークゲーム
 アーカイブ
WLANデジカメ(SANYO)
インターネットの未来
何がつながる?
スピードは?
 何ができるようになる?


特 大きな
特に大きな問題もなく過ぎ去った
もなく ぎ去 た



2011/06/08
問題の洗い出し
ゲームマシン

これからどうなる?
ゲームマシン

無線LAN機能
複数ユーザゲーム
 ゲームデータの共有
ゲ
タ 共有
 アドホックネットワーク

エアコン
CFカードスロットにWLANカード
7
HDD レコーダ
テレビ
Webカメラ
ものがつながる?

Internet of Things
小さいコンピュータともの
 野菜
魚
 鉛筆
…

これまでとこれから

Dawn (黎明期)



Development (開発期)



1981年~1992年
基盤の整備と基礎技術の開発
Deployment (普及期)




1960年代後半(1969年4月 RFC1)~1980年頃(1981年9月
RFC791: IPｖ4)
開発への試行錯誤
1992年(商用プロバイダの登場 Spin, IIJ)~2003年
広がり: 接続ノード数、接続組織数、接続国数、利用者
層、…
IPv6 (RFC1883 1995年12月)
インターネット応用へ向けて

新しいインターネット
マスコミとインターネット
センサネットワーク
ッ
ク
 クラウドコンピューティング
 RF-ID/IC-Tag
 セキュリティ
 社会基盤としてのインターネット


Dependable (安心期)


2004年(IP電話による110/119)~
社会基盤としてのインターネット
8