後藤 滋樹 Waseda University

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1 後藤 滋樹 Waseda University
インターナルワークショップ 後藤 滋樹 Waseda University

2 話題１：RFIDとネットワーク RFIDがネットワークに接続するわけではなく リーダが代理人をつとめる
早稲田大学とフランステレコムの共同研究

3 EPCからIPv6アドレスへ 冷蔵庫内の製品のタグID（EPC）を読み取り、IPv6アドレスを自動生成する
IPv6アドレスは冷蔵庫のNICに付与する ハッシュ関数を用いたIPv6 アドレスの生成

4 IPアドレスに対応するドメイン名 製品にドメイン名を付与する ユーザが製品名を入力するか、製品情報の取得ステップで得られる製品名を使う
例） beer.fridge.myhome.jp ユーザが製品名を入力するか、製品情報の取得ステップで得られる製品名を使う

5 利用者が制御できる情報 企業が公開する製品情報をONS/EPCISから取得する ユーザが製品に対するコメントを入力する ONS/EPCIS
Global information Private information Object Name (address) beer.fridge.myhome.jp tomato.fridge.myhome.jp mysalad.fridge.myhome.jp Manufacturer Kirin xx Farm Exp. Date June 20, 2007 July 8, 2006 July 6, 2006 Comment Party on July 11 Buy dressing 製品情報の例 ONS/EPCIS EPCネットワークにおいて製品関連情報を検索する仕組み

6 センサーネットへの教訓 同一のハードウェアを大量にばらまく  何らかの個体差（ID）が必要
製造時に固定するID　vs. 設置場所で設定するID 現在のインターネットは両方を使っている MACアドレス（ハードウェアの製造時）、 IPアドレス（設置した組織の秩序に従う）

7 話題２：インターネットの変化 変化の要因（１） 米国　GENI,　FIND 欧州　FP7 韓国　Future Internet 日本　新世代ネットワーク （NwGN） 　　　　 次世代ネットワーク（NGN) 変化の要因（２） IPv4アドレスの在庫枯渇問題

8 10. Future Internet (~2020) 10.1 Current Status
Internet was created for research community(~1970s). One billion people are using the Internet now. - One trillion machines are expected in future. - Five billion users needs to be connected. Toward critical/social infrastructure - Water - Electricity - Road - Internet / Phone / Television

9 10.2 Problems Scalability (Users, Bandwidth) Security / Trust
Mobile / Wireless Management (Semantic Overhead on IP) (Engineering)

10 10.3 Future Internet Development
From scratch (~1960s) 10~15 years research Open research Remark : Once-in-40 years chance. The last time was late 1960s~early 1980s.

11 Original Internet Development Contribution (1960s~1970s)
10.4 Fair Share Asia to contribute 1/3 (like North America and Europe) Remark : Original Internet Development Contribution (1960s~1970s) North America 80% Europe 15% Asia < 5%

12 10.5 Future Internet R&D – North America
2000s Lambda Networking (CANARIE, ..) Planet Lab 2005~2006 NSF Workshops 2006~ NSF Projects GENI (Testbed) FIND (Research) more (Wireless, Security,…)

13 FP7 (and FP6) Euro NGI/ Euro FGI FIRE (Testbed) EIFFEL eMobility
10.6 Future Internet R&D – Europe FP7 (and FP6) Euro NGI/ Euro FGI FIRE (Testbed) EIFFEL eMobility

14 10.7 Future Internet R&D – China
CNGI ~

15 10.8 Future Internet R&D – Japan
NWGN-Forum 2007Q4

16 10.9 Future Internet R&D – Korea
FIF 2006~ Workshop/Camp WG Architecture Wireless Service Policy Testbed

17 10.10 Asia Future Internet Forum(AsiaFI.Net)
2007H2 Preparation Launching Education (Course, Thesis, Visit) Event(Conference, Workshop, Tutorial) WG (Mobile/Wireless, Architecture, …) Testbed Joint Project(Asia, World)

18 IPv4 アドレス在庫枯渇問題 そもそも、どのような問題なのか？ http://www.nic.ad.jp/ja/ip/ipv4pool/
地域インターネットレジストリ(RIR)における 未分配の IPアドレス の在庫がなくなる ＲＩＲ

19 何年頃に枯渇が予想されるか http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
Projected IANA Unallocated Address Pool Exhaustion: 23-Mar-2011 Projected RIR Unallocated Address Pool Exhaustion: 　29-May-2012 Geoff Huston

20 ＪＰＮＩＣによる別の推計法 ＲＩＲに対応する世界の５地域について、次の要因でＩＰｖ４アドレスの需要予測を行う
政府最終消費支出 政府による消費財への支払い、公務員の給料 総固定資本形成 総固定資本形成=民間住宅投資+民間設備投資+公共投資 インターネット利用者数 ブロードバンド利用者数 電子商取引市場 ５地域の合計による枯渇予測時期は前のスライドの時期よりも少し 早い

21 枯渇すると誰が困るのか 現在のインターネットが直ちに停止する訳ではない
新しく IP アドレスの割り当てを受けることが できなくなる IANA  APNIC  JPNIC  ISP  利用者 新しい利用者は、どのような対策をとるか その利用者と通信をするために既存の設備を変更する必要があるのか、ないのか

22 どのような対策があるのか（１） 割り当てを受けているのに未利用のアドレスを返却してもらう
未利用のアドレスを流通させるために IP アドレスの 取引市場 を設けるという提案がある

23 問題点（１） 回収によって再利用が可能となると想定されるアドレス規模は、多くても世界的なアドレス需要の 数ヶ月分 に過ぎないと思われる。 参考文献 [1] JPNIC「IPｖ４アドレス在庫枯渇問題に関する 検討報告書（第一次）」　p.39, 2007年12月.

24 どのような対策があるのか（２） NAT を用いてグローバルな IP アドレスの 必要個数を減らす NAT
NAT

25 問題点（２） プライベートアドレス＋ＮＡＴでは、グローバルアドレスと同じサービスが出来ない場合がある （ＩＰ電話、テレビ会議、Ｐ２Ｐ応用など） 次のスライド 従来のＮＡＴが対応してきた実績は数万利用者の規模である 既にＮＡＴを用いている利用者を、さらにＮＡＴを用いて収容する場合には、多段のＮＡＴとなる。プライベートアドレスの 衝突 の可能性がある。

26 ＮＡＴによる変換 Network Address Translator, Network Address Port Translator (NAPT). グローバルアドレス NAT プライベートアドレス ～ /8 ～ /12 ～ /16

27 NAT越え (NAT traversal) 魏, 後藤, 山田, 吉田「Symmetric NAT に対応するTCP/UDP NAT 越え の新技法」情報処理学会70回全国大会, 3ZL-3, 2008年3月.

28 どのような対策があるのか（３） IPｖ６ を用いれば膨大な数の IP アドレスを 利用することができる
そもそも IPｖ６ は、IPv4 アドレスが不足する ことを見越して設計されている IPｖ４　　３２ビット ＝ 232 　約４０億 IPｖ６　１２８ビット ＝ 2128

29 問題点（３） 新規に IPv6 で利用を開始するクライアントはそのままでは IPv4 のネットワークに接続できない（トランスレータなどが必要） 新規の IPv6 のサーバはクライアントが IPv6 対応にならなければサービスを提供できない 利用者のアクセス回線が事業者に依存する場合がある 次のスライド

30 アクセス網提供事業者 フレッツはトンネルを使う トンネルとは、パケットを他のパケットのデータとして包み込んで（カプセル化）送ること 「NTT西のフレッツはNTT東とどう違う？」 IPpro IP IP IP IP

31 ＩＰｖ４ と ＩＰｖ６ の混在時代 ある論者は地下鉄と地上の鉄道の譬え話を使って相互乗り入れの難しさを指摘している J. Bernstein, and 新山 駅の名前の文字数が制限されているとする いずれ駅が足りなくなる（IPv4枯渇） そこで大規模地下鉄を作る（IPv6） ただし相互に乗り入れるためには変換が必要となる(translate)

32 IPv4 と IPv6 のデュアルスタック 現在のインターネットで IPv6 が利用できる機器は、大抵 IPv4 も使用することができる デュアルスタック　　　　　　　MAC　OSの例 そのままの方法で IPv6 を拡大するのでは IPv4 のアドレスが相変わらず必要になる 過渡期にはtranslatorがIPv4, IPv6の橋渡し をする

33 CPE: Customer Premises Equipment

34 デュアルスタック IPv6アドレス + プライベートIPv4アドレス
IPv4枯渇の最終解はIPv6 IPv6アドレスでの接続を提供 IPv6対応出来ない古いサーバ、古いWindowsのために IPv4の接続も最低限のレベルで維持 IPv4アドレスが枯渇するので、少量のIPv4をISPのNATにより共有してやりくりする IPv4プライベートアドレスでの接続を提供 IPv4の接続はISPのNAT経由となり多くの制限がある。P2Pなどのアプリケーションを使うためには最終的には IPv6 対応が必要

35 JPNIC 報告書 [1] の結論 アドレス回収、ＮＡＴによるグローバルアドレスの削減、いずれも限定的な効果に留まる
本格的な解決は IPv6 の導入 ただし、IPv4 と IPv6 の相互接続を可能とするように、トランスレータ、デュアルスタックなどの準備を進めなければならない

36 話題３：フロールータ、フロースイッチ パケット列： 単一のパケットで済むことは少ない ＜プロトコル, IPアドレスA, ポート番号A, IPアドレスB, ポート番号B＞ 従来のルータ：　パケット単位 フロールータ：　フロー単位

37 従来のルータとフロールータ 従来のルータ：　ジャンクションに駐車場 キュー フロールータ：　入口規制（電話と同じ）

38

39 Anagran FR-1000 NetFPGA

40 NetFPGA-1G Hardware Xilinx Virtex-2 Pro FPGA PCI Host Interface SRAM
DRAM 4 * Gigabit Ethernet ports