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ユビキタス社会と インターネット技術
URON研究会パネルディスカッション ユビキタス社会と インターネット技術 2004.07.20 日立製作所 IPネットワーク事業部 中央研究所 インターネット通信の現状 １．インターネット普及率、利用者の堅調な増加 ２．ADSL高速化、低価格化を背景とするブロードバンド接続急増 ブロードバンド接続数推移 市場潮流：2004∼2010 • アクセス回線高速化(1.5M→100Mbps） • ブロードバンドユーザ数の急増 • Triple-Play（音声、映像、データ統合網）台頭 • 基幹業務データ通信のインターネット利用 • ITシステム活用による企業活動（Web、Mail） • 常時接続一般化（ライフライン化） • ユビキタス化によるAnywhereコネクティビティ → 一人あたりのネットワーク接続手段多様化 • トラヒック、ポート数拡大に伴う稼動台数増加 高速・ 信頼性 経済性 ﾗｲﾌﾗｲﾝ化 大容量 環境 対応 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 16,921千人 FTTH Cable 11,400 DSL 5,863 2002 2003 2004 (Mbps) アクセス回線速度の向上 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 FTTH:100Mbps ◆ランキング◆ 1.日本:26Mbps 2.韓国:20Mbps 11.米国:1.5Mbps ADSL(40Mbps) ADSL(24Mbps) ADSL(12Mbps) ADSL(8Mbps) ADSL(1.5Mbps) ISDN(64/128kbps) 97 98 00 01 02 03 04 05 ユビキタス時代のインターネット Anywhere、Anytime、Anybodyをつなぐ 移動管理 Mobile-Terminal、移動管理 Ubiquitous Access Point/Terminal アプリケーション帯域の急増（Text→音楽→映像） 帯域拡大 大量のショートパケットをMesh的につなぐ センサ、モバイル端末、VoIP・・パケットのP2P接続 端末数、アドレスの飛躍的増大 処理経路数 Client-Server接続に加え、Ad-hoc的通信の台頭 パケット 処理性能 トラヒックから見た将来のインターネット ■ブロードバンド（ADSL、FTTH）アクセスネットワーク ■ルータ・スイッチによるキャリアIPネットワーク トラヒック •ユーザ急増 •帯域拡大 年次 稼動台数の 増加 装置当りの 性能改善 装置の性能改善 年次 ユビキタス時代のもう一つのパラダイム 容量拡大による稼動装置の増大 → エネルギー使用の急増 ■消費エネルギの推定（07年）原油換算：千KL ランク 品 目 原油消費 1 乗用自動車 4 エアコン 8,392 10 テレビ受像機 1,589 12 ルータ・スイッチ 16 計算機・パソコン • • • • 44,094 ｷﾞｶﾞWh ルータ・スイッチのエネルギ消費 14,000 1,132千KL 14,000,000 12,000 12,000,000 10,000 10,000,000 スイッチ スイッチ ルータ ルータ 8,000,000 8,000 6,000,000 6,000 398千KL 4,000,000 4,000 1,132 706 2,000,000 2,000 177千KL 0 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 装置電力の増大：100V→200V化 冷却システムの増強（ブロワー）：騒音 空調電力の増大：ハウジング設備コスト バックアップ電源設備 超高速・大容量インターネットにむけて コンパクト・大容量ルータ/スイッチ技術 スロット当たりの処理容量の飛躍的増大 次世代技術 120Gbps/Slot 10GbE 多ポート収容 短パケット 処理性能 Gracefulな 帯域拡張→ 802.3ad Hitachi 高速・高信頼インターネットに向けて ユーザ数、帯域拡大に耐える基幹ネットワーク技術の研究開発 → 高速化・低コスト化、高信頼化を実現する技術 技術項目 研究課題（主な取り組み事例） 高速・広帯域化 100Gbit級ネットワークH/W、低コストデバイス、光ネットワーク、 高信頼化 冗長回線活用（Ring、Link-Aggregation）、Graceful-Restart セキュリティ 脆弱性情報共有（Telecom-ISAC）、Secure Service Platform/SSP ISAC:Information Sharing and Analysis Center Japan 100 Gb ｲｰｻﾈｯﾄ 100Gbit級ネットワーク リンク当りの伝送速度 (Gb/s) 100 Telecom-ISAC（総務省）の取り組み ③相関分析 米国主導(IEEE 802) の標準化 ) ｸ用 ｽ ｨ ﾞ el (ﾃ ann h C r ) Fibe 用 信 通 離 1 距 1Gbｲｰｻﾈｯﾄ 長 ﾄ T( ｯ E N ｻﾈ SO ｲｰ ②状況表示 レポート 10 10 Gb ｲｰｻﾈｯﾄ 40Gb SONET 日米標準化 多階層監視システム ビジネス/個人ユーザ 0.1 H10( 98) H14( 02) H18( 06) ④設定 フィードバック 政府・官公庁 100Mb ｲｰｻﾈｯﾄ H6( 94) ウイルス検出統計 FW ポート統計 IDSシグネチャ統計 フロー統計 ISP ISAC 情報収集 分析システム DB Flow ①NWノード データ 情報収集 ISP１ ISPｎ Virus データ FW データ IDS データ ユビキタス時代のもう一つのパラダイム 容量拡大による稼動装置の増大 → エネルギー使用の急増 ■消費エネルギの推定（07年）原油換算：千KL ランク 品 目 原油消費 1 乗用自動車 4 エアコン 8,392 10 テレビ受像機 1,589 12 ルータ・スイッチ 16 計算機・パソコン 44,094 ｷﾞｶﾞWh ルータ・スイッチのエネルギ消費 14,000 1,132千KL 14,000,000 12,000 12,000,000 10,000 10,000,000 スイッチ スイッチ ルータ ルータ 8,000,000 8,000 6,000,000 6,000 398千KL 4,000,000 4,000 1,132 706 2,000,000 2,000 177千KL 0 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 半導体省電力化技術 ∼2008： 微細化、低電圧化、大規模化（65nm） 2008∼：更なる微細化（65→45nm→?） アイドル電力抑制技術 ∼2008：高度パケット並列化処理 • 回線利用効率改善、不要トラヒック抑制 ブレークスルー技術 2008∼：高度光部品/光MEMS/光配線（ASET） 2015∼：超伝導スイッチ（ISTEC） 環境負荷の少ない通信技術 Bit転送に必要なエネルギーの削減 15W/Gbps(’02）→10W(‘04)→５W(‘06) 次世代技術 ASIC省電力化 回線利用効率 改善（QoS） 不要・不正 トラヒックの 抑制（Filter技術） 経路検索 アーキテクチャ まとめ ユビキタス時代のインターネット技術開発 高速・大容量・省電力に適したアーキテクチャ ノード数、実行帯域、冗長構成の最適化 ルータ・スイッチノード ショートパケット性能の更なる改善 小型高密度に向けたスロット容量帯域の拡大 電力利用効率改善技術 デバイス技術（ASIC、CAM、Memory） 高効率かつ低消費電力経路検索技術 ネットワーク利用効率向上（QoS）技術 不要・不正トラヒックの抑制技術（Filterなど）