ICN研究の動向と早大での取り組み

ICN 研究の動向と早大での取組み ICN 研究会キックオフワークショップ 2015 年 4 月 7 日 朴容震早稲田大学

あらまし Future Internet とICN(Information- Centric Networking) ICNの特徴 ICN 研究プロジェクト ICNの新しい動向 早大での取り組み 要約と今後の課題 2

インターネットは大成功 しかし 重大な問題 セキュリテイ ウイルス, ハッキング, DDoS モビリテイ 移動端末の爆発的普及 スケーラビリティ ネットワーク規模の増大 : トラフィック量, ユーザ数, 端末数 DDoS: Distributed Denial of Service 3

Future Internet 研究 インターネット研究者 : 新しいインタネット構築すべきだ (Clean Slate 設計 ),2005 年 NSF ワークショップ Future Internet 研究始まる 2005 米国 /NSF 2007 ヨーロッパ /FP7(7th Framework Program) 2007 日本 /NWNG (New Generation Networks) 2008 AsiaFI しばらく 注目される成果が無かった 2010 年前後から ICN が浮上した 4

インターネットのパラダイム シフト PPPP 2013 (65%) 2018 (79%) ホスト対ホスト通信 FTP, email Web, P2P 情報アクセス video 図 : インターネットトラフィックの割合 ( 米国 ) 5

インターネットと ICN Connect to 74.125.. DNS Provider Internet 4Content IP Address (74.125.235.69) Get Content A Cache Provider User CCN/NDN: Interest ( 要求 )packet Data ( 応答 )Packet ICN Name ( /YouTube/Video/A) 6

ICN の特徴 コンテンツ名 WHAT ( コンテンツ名 ) による直接のアクセス ( コンテンツの位置を示す WHERE ではなく ) 名前ベース ルーティング 組み込み型セキュリティ IP: 通信チャンネルをセキュアにする プライバシー イン - ネットワーク キャシング 偏在 シンプル フラッシュクラウドの軽減 モビリティ Consumer mobility/producer mobility 7

ICN 研究プロジェクト 2010 年前後から活発 米国 Content-Centric Networking (CCN), Xerox PARC, 2007 Named Data Networking (NDN), UCLA, 2010; NSF 支援 欧州 [FP7] PSIRP, 2008; PURSUIT, 2010 4WARD NetInf, 2008; SAIL NetInf, 2010 日本 (NICT), 欧州 (FP7) GreenICN, 2013-2015 PSIRP: Publish/Subscribe Internet Routing Paradigm PURSUIT: Pursuing a Pub/Sub Internet NetInf : Network of Information SAIL: Scalable & Adaptive Internet Solutions) 8

ICN プロジェクト USA EU 日本 CCN/ NDN PURSUIT NetInf ALTCANTE COAST COMET ENVISION GreenICN CONVERGENCE CCN: Content-Centric Networking NDN: Named Data Networking 9

各 ICN プロジェクトの関連 出典 :David Oran :AAA Panel, 2015.2

TCP/IP と NDN/CCN の比較 TCP/IP NDN/CCN パケットスイッチング / ルーティングパケットスイッチング / ルーティングホスト宛データ宛 ( 送信元アドレスなし!) Reliable/Unreliable トランスポート 非対称ルーティング ステートレス フォワーディング チャネル指向セキュリティ ( 例 : IPSEC,SSL) ユニキャスト / エニーキャスト / マルチキャスト 識別可能なトランスポートはない ( 本質的に ) 対称ルーティング パケット単位にステイト記録のフォワーディング オブジェクト セキュリティ マルチポイント要求 / 応答 出典 :David Oran :AAA Panel, 2015.2

最近の ICN 関連動向 ACM SIGCOMM ICN Workshop(2011~13) ICN Conference (2014.9) 2014.5 NDN (NSF FIA-NP 支援 ) 2014.9 CCNx 1.0 ( 商用化 ) 2015.1 ICN プロジェクト (Horizon 2020 支援 ) POINT, RIFE 2014.12 ETSI, MEC(Mobile-Edge Computing)ISG (Industrial Specification Group) 発足

HORIZON 2020 の ICN プロジェクト RIFE (architecture for an Internet For Everyone) 低コストインターネットアクセスの実現 : ICN+DTN エッジベースの ICN IP アプリを ICN ベース エッジで実行 ICN ベース エッジと IP ベース バックホール POINT (ip Over IcN- the better IP) 商用可能な IP-over-ICN 仮説 : 多くの IP アプリは ICN ベース ネットワークでより良く実行される PURSUIT ベースのプラットフォーム 出典 :http://rife-project.eu/about/ http://www.point-h2020.eu/

Mobile-edge Computing : 特定のタスクを Edge cloud で実行 ( 例 )M2M ゲイトウエイ, 制御機能,. ICN の適用 Edge でサービスとキャッシング ユーザモビリティ 災害時に有利 ノキアの Liquid Applications (2013) 出典 :Mobile-Edge Computing Introductory Technical White Paper,ETSI, 2014.9

Named Function Networking* ICN の拡張 Named Data Named Function 生のデータ 加工されたデータ 応用 トランスコード IoT のアグリゲイション, フィルタリング Named Function-Centric Service Chaining (M. Arumaithurai et al: Exploiting ICN for Flexible Management in Software-Defined Networks, ACM ICN 2014; Best paper award) Service Centric Networking by T Braun, et al., ICC,2011 * 出典 : C. Tschudin, CCNxCon 2012&2013, ICNRG 2015.1

Named Function Networking http://www.named-function.net/

M. Arumaithurai et al: Exploiting ICN for Flexible Management in Software-Defined Networks, ACM ICN 2014 FCSC: Function-Centric Service Chain 17

早大での ICN 研究 2012 年 4 月 ICN 研究グループ発足 2012 年 10 月 NICT 新世代ネットワーク日欧共同課題公募 ( コンテンツ - 指向ネットワーキングによる省エネルギーコンテンツ配信の研究開発 ) 2013 年 7 月 NICT 日米共同研究課題公募 ( 将来ネットワークの実現に向けた超大規模情報ネットワーク基盤技術に関する研究 ) 2014 年 8 月 NDN コンソーシアム 加入 2014 年 10 月 NDN テストベッド 接続 2014 年 12 月 ICN コンソーシアム設立ワークショップ 2015 年 2 月 UCLA NDN グループ訪問 2015 年 3 月第 2 回 ICN コンソーシアムワークショップ

Green ICN ( 日欧共同プロジェクト ) http://www.greenicn.org/ コンテンツ指向ネットワーキングによる省エネルギーコンテンツ配信の研究開発 FP7 & NICT (2013~5) 19

GreenICN Infrastructure GreenICN Architecture End Systems and APIs Naming, Routing, Mobility and Node Architecture ICN for Green Video Sharing Traffic and Resource Control Info Delivery In Disaster Scenarios Fragmented Network Support Routing and Caching in Fragmented Networks Forwarding Strategy and IP Migration Energy-Efficient Mobile Video-Delivery and Caching Access Control and Management in Fragmented Networks 20

交通機関を活用した先回りコンテンツ配信システムの開発 Server 総務省 SCOPE(2013-2014) NDN Backbone Request Data Request/ Data Request Subscribe / ACK Data Request Request /Data Request / Data Interest Data Train Movement

電車での実験 2014 年 2 月 20 日京急急行大師線

ソーシャル ビッグデータ利活用 基盤技術の研究開発 ー鉄道等の社会インフラが抱える課題解決を支える通信ネットワーク基盤の開発ー 三菱電機 鉄道総合技研 早稲田大学 他 2 機関 NICT プロジェクト (2013-2016) 低消費電力の Wi-SUN 通信モジュールを活用し 複雑な鉄道環境でも機能する通信ネットワーク基盤の開発 Wi-SUN 通信 低消費電力の Wi-SUN を搭載した車両搭載センサや地上設置センサからのデータを収集 高機能ネットワーク (ICN) その場で緊急情報を後続列車へ通知 ノード M2M Data Center センサデータ監視映像データ 鉄道アプリケーションサーバ 複数の社会インフラ事業者に API を提供 映像鮮明化 ノード キャッシュにより多地点で映像視聴 大画面表示 運行管理センタ表示 :Wi-SUN 搭載センサ : コンセントレータ 公衆網 / 自営網 23

コンテンツ指向ネットワーキング基盤の大規模モバイルソーシャルネットワークサービス Naming for SNS / Efficient Packet Transmission 科研 (2014-2016) Packet Aggregation / Segregation Security Push Smartphone 24

要約と今後の課題 (1) ICN は WHERE( ホストの終端アドレス ) の代わり WHAT ( コンテンツ ID) でアクセスするシンプルな概念 有力なエリア IoT センサデータの naming 低ソフトウエア占有資源 NFN の活用 (Mobile) Edge Computing/Fog Computing 25

要約と今後の課題 まだ 多くの研究必要 ネーミングとルーティングの整合, 供給者モビリティ, アクセス制御, セキュリティ, 輻輳制御 スケーラビリティ : ウェブサイト数 (9x10 8, 2015.2) *, named object 数は O(10 12 ~10 15 ) **; (IPv4 数は O(10 9 )) ICN の不得手の領域 : 会話型通信 プッシュ型サービス ICN の特徴に合う応用 ICT の利点および性能の定量的評価 * http://news.netcraft.com/ ** FhMN 13, 2013.8

要約と今後の課題 David Oran, AAAS Panel, 2015.2 ICNがプライムタイムになり得るか? Maybe いつ分かるか? 2~3 年後