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 suna@wide.ad.jp 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 miyakawa@nttv6.jp 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
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