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» 2015年08月19日 10時00分 公開

5分で分かる最新キーワード解説:IPネットワークではもう限界、「情報指向ネットワーク」とは? (1/4)

将来500億デバイスを超えるIoT時代に備えた新たなネットワーク体系「情報指向ネットワーク」の本質とは。詳細を徹底解説する。

[土肥正弘,ドキュメント工房]

 今回のテーマは「情報指向ネットワーク」(Information Centric Network、ICN)だ。何かの情報が欲しいときに「あそこにある○○を取ってきて!」と頼むかわりに「○○!」といえば目的の情報が手に入る最新ネットワーク構想だ。

 必要な情報は頼まなくても入手できるプッシュ型の情報配信も今までよりもグッと効率化して、将来500億デバイスを超えるというIoT時代に備えて全体トラフィックを低減する、IPネットワークに代わる新しいネットワークが誕生しようとしている。

「情報指向ネットワーク」とは?

 情報指向ネットワークは、モバイル情報機器や膨大な規模で展開するIoTデバイス間通信(M2M通信)によって発生が予想される帯域逼迫、レスポンス悪化を避けるために構想された新しいネットワークアーキテクチャだ。その方式の1つとして、日立研究所と慶應義塾大学の共同研究の成果である「DCN」(Data Centric Network、データ指向ネットワーク)がある。

 2015年6月、日立製作所は情報通信研究機構(NICT)の国内大規模テストベッドを利用して、大規模に展開して移動する端末6000台のM2Mネットワークを模した実証実験を行い、ルートノードでは従来の情報指向ネットワークに比較して90%、全ノードトータルで34%のトラフィック削減という成果を得た。

 この方式は、自動車などのダイナミックかつ高速な移動体に搭載するセンサーなどのデバイスからのデータをリアルタイムに送受信可能にし、交通管制に役立てて渋滞緩和を図ったり、走行中の車々間通信も含めた走行支援を行ったりできる、これまでにない社会インフラ実現の可能性を広げる技術だ

 スマートフォンなどモバイルデバイスの急増に伴い、モバイルでのWeb利用、音声や映像利用トラフィックが目くるめく勢いで増加中だ。トラフィック増加により、現在でもインターネットの混雑時にはモバイルから接続しにくくなったり、映像コンテンツや音声などの品質が劣化したりすることはよくある。

 これから急増することが確実なIoTデバイスの相互間通信や情報集約、配信などのトラフィックが乗ることを考えると、IPネットワークの先行きは不安だ。そこでネットワークの仕組みを最初から考え直し、IPネットワークの先の、もっと効率的な次世代ネットワークを作ろうというのが情報指向ネットワーク構想の出発点だ。

IPネットワークの何が問題なのか?

 IPネットワークは入手したいWebサイトのコンテンツを指定するのに「URL」(Uniform Resource Locator)を使うが、その文字が示すように「ロケーション=位置」をベースにして情報をやりとりするプロトコルだ。

 そもそもサーバも端末も移動することを前提にした仕組みではないので、通信の経路制御の仕組みはモバイル利用や特に自動車などの移動体通信には向いていない。URLはIPアドレスに変換するためにDNSサーバに問い合わせる必要があるし、IPアドレスが入手できても通信経路はネットワーク内の多くのルーターがそれぞれ保持するルーティングテーブルに従って決定されるため、ダイナミックな端末やサーバの位置移動にはルーティングテーブルの頻繁な更新が必要になってしまう。

 階層化したDNSサーバと端末間のやりとりやルーター同士の経路情報のやりとりはそれぞれサイズは小さいとはいえ、移動端末が増えて複雑化すると経路制御のための通信が急増して遅延を引き起こす。加えて映像などサイズの大きなコンテンツも増加するため、さらに帯域を圧迫してしまう。

 人による利用だけでも未来が憂慮されるが、これからのIoT時代ではM2Mデバイスがやがては500億個を数えるといわれており、機器間の相互通信や各機器からの情報集約のためのトラフィックが上乗せされると、ますます帯域逼迫することが予想される。

 そこで、IPネットワークの有効活用のためにこれまでP2P通信やCDN(Contents Delivery Network)などの技術が使われてきた。しかしどちらもIPネットワークの課題を根本解決するものではない。今後ますます増えるモバイル通信、特に車載装置のような高速に移動する端末との通信への対応も考えた、根本解決のための切り札として、ネットワーク自身に経路制御やコンテンツ配信を効率的に行う新しい仕組みが研究されている。それが情報指向ネットワークだ。

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