研究発表

インターネット上には多数のルータが使用されており, 伝送速度の増加に伴う消費電力の増大が問題となっている. 2008年に7.3TW/hだったルータの消費電力は, 2010年には13TW/hに増加し, ネットワークの省電力化が急務である. そこで, 我々の研究室では現在のインターネット内のルータを１台の大規模なクラウドルータに集約したツリー状のシンプルなネットワーク（光アグリゲーションネットワーク）を提案している. 本提案により, 消費電力の大幅な削減を可能にし, 地球環境保全に大きく貢献する. 本発表では光アグリゲーションネットワーク構築の一手法として, 超高速PLZT波長選択光スイッチを用いた波長多重ネットワークを提案する. 本提案で用いるPLZT波長選択光スイッチは時間軸をスロット単位に分割するスロットスイッチング機能を有する. これにより, ネットワークの距離の伸長および加入者側装置数の拡張を可能にし, 省電力の大容量ネットワークを実現する.

IPv6化により膨大なアドレス空間を手に入れたユビキタス社会において, あらゆるデバイスがネットワークに接続されることが想定される. 我々が提案するユビキタスグリッドネットワーキング環境（uGrid）ではネットワークに接続したデバイスをサービスパーツとして定義し, ユーザは所望のサービスパーツを選択し組み合わせることによって新たなサービスを提供可能である. しかしながら, 人気の高いサービスパーツに対してアクセスするユーザ数が増加することにより, サービスパーツの負荷集中という問題が発生する. そこで, サービスパーツに接続しているユーザを新しいサービスパーツとして広告し, ユーザ間に接続を提供することにより, 元のサービスパーツの負荷分散が可能になる. しかしながら, 中継ユーザが突然離脱することにより, 離脱ユーザに接続しているユーザのサービスが中断されてしまい, 特に映像配信システムでは, 大きな問題になる. 本研究では, 接続安定性を考慮した映像配信方式を提案する.

近年，クラウドコンピューティングの発展に伴い，データセンタの利用が急増しており，電力供給が課題となっている．世界的な化石燃料および原子力依存脱却の風潮により，自然エネルギーである太陽光発電を効果的に利用することが望まれるが，夜間のサービス提供が不可能となる．そこで我々は，サービスを24時間提供するために，太陽の移動に伴い，データセンタ間で仮想マシンを移行する太陽追跡(Follow the SUN)型データセンタの実現を目指す．本論文では，太陽追跡型データセンタの実現に向け問題となるユーザ・仮想マシン間の通信継続性について，既存技術を利用した仮想マシン移行方式の検討を行った．また各既存技術の比較を行い，太陽追跡型データセンタが実現可能かの検討を行った．

This presentation describes newly developed GMPLS extensions for realizing energy optimal traffic engineering technologies. We are developing “MiDORi (Multi- (layer, path, and resources) Dynamically Optimized Routing) Network Technologies” that is composed of a low energy consumption network design tool (MiDORi PCE), GMPLS extensions (MiDORi GMPLS) for controlling network equipment and a MiDORi router/switch controlled by MiDORi GMPLS. “midori” is a Japanese word which means “green” in English. In the presentation, the detail GMPLS extensions (OSPF extension, RSVP extension, and LMP extension) and experimental results of MiDORi Network Technologies will be presented.

To construct energy optimal Internet, a new traffic engineering concept aggregating traffic into specific links and dynamically powering off interfaces of routers/switches should be introduced. This paper proposes a network topology design algorithm and examines link power management.

ユーザがアクセス網を介してサービスゲートウェイに接続され, ユーザ毎のサービス加入状態に応じてサービス網への接続制御を行うネットワークにおいて, 経済的に高信頼を実現するサービスゲートウェイ構成の提案を行う.

イーサネットサービスの高度化に伴いキャリアグレードイーサネットを凌駕する次世代広域レイヤ２網が求められている. 我々は, イーサネットをベースとした新たなレイヤ２プロトコル技術(New Generation Layer-2: NGL2)を提案し, 要素技術の開発及びプロトタイプシステムでの実証実験を進めてきた. 本論文では, NGL2におけるアドレス割当手法, パス設定時のシグナリングにおけるユーザサイドクロスコネクション設定手法を検討した結果を述べる.

イーサネットサービスの高度化に伴いキャリアグレードイーサネットを凌駕する新世代広域レイヤ２網が求められている. 我々は, イーサネットをベースとした新たなレイヤ２プロトコル技術(New Generation Layer-2: NGL2)を提案し, 要素技術の開発及びプロトタイプシステムでの実証実験を進めてきた. 本論文では, NGL2におけるアドレス割当手法, パス設定時のシグナリングにおけるユーザサイドクロスコネクション設定手法を検討した結果を述べる. )

IPv6への移行によるユビキタス社会の実現が間近だとされる中, 様々なデバイスがIPアドレスを持ち, ネットワークに接続されることが想定される. 我々が提案するユビキタスグリッドネットワーキング環境(uGrid)では, IPv6の膨大なアドレス空間を利用し, デバイスだけでなくプログラムやコンテンツにもIPアドレスを割り当て, サービスパーツと定義する. uGridでは, 様々なサービスパーツを組み合わせることによりサービスのフローによってユーザが要求するマッシュアップサービスを提供する. サービスパーツはIPアドレスによりネットワーク層によって扱われる. そこで我々は, ルーチングプロトコルによってuGridによるサービス提供を世界規模でスケールさせる新方式“サービスルーチング”の提案する. 本稿ではOSPFを拡張することで実現可能な, リンクコストと同様にサービスパーツがサービスコストを広告するネットワークシステムを提案する. 本システムにおいてサービスフローのルーチングを行うことでアプリケーション層では実現不可能な適切なサービス提供が可能となる. そこで本稿では加えて, 線形計画法およびDijkstra法の拡張により, サービスフローのルーチング手法を提案し, シミュレーションによって評価を行った.

Extended MPCP (IEEE802.3av) data transmission experimental system for optical slot-based Access Network is designed. The slot-based two-way communication was successfully established by extended MPCP. The method does not need to analyze frame-header at switch system.

Extended MPCP (IEEE802.3av) data transmission experimental system for optical slot-based Access Network is designed. The slot-based two-way communication was successfully established by extended MPCP. The method does not need to analyze frame-header at switch system.

Recently cloud service and M2M or IoT service will become popular for different applications. So two different optical network architectures are proposed for creating future energy efficient network services. The first architecture is a centralized approach for higher energy efficiency; it uses a data center-centric optical aggregation network based on wavelength / time-slot multiplexing. All layer-3 or upper traffic are transferred through the simple metro / access optical aggregation network and switched in centralized scalable giant router at the data center. Total power consumption of the network can be reduced hundred fold compared to the existing Internet. The second is service mash-up by linked data through a network that uses broadband optical wire for the IoT era. All service contents, hardware, and also software programs are defined as service parts. Huge bandwidth optical wire interconnects some service parts and creates new mash-up services in the network. That creates deep network functionality in combination with network and processing functions. Network services are always moving like pendulum, so both two technologies can be applied future network service.

The Elastic Lambda Aggregation Network (EλAN) which aims to integrate several individual service access networks and metro networks into one optical switching network has been proposed [1]. EλAN consists of programmable OLTs (P-OLTs) and ONUs (P-ONUs), Optical Distribution Network (ODN), and a wide area virtual layer-2 Switch (VL2SW). Many logical OLTs (L-OLTs) can be worked in one P-OLT box and a few number of logical ONUs (L-ONUs) can be worked in one P-ONU box. One L-OLT will accommodate maximum 256 L-ONUs. ODN supplies flexible optical paths among L-OLTs and L-ONUs. VL2SW supplies flexible Layer-2 paths among L-OLTs and a core network. Therefore, a network operator can select flexible combination of L-OLT and L-ONUs.

アグリゲーション網をメトロ/アクセス統合型のフォトニックネットワークに置換し, フォトニックネットワーク技術とネットワーク及び機能の仮想化技術を組合せ, 多様なサービスやネットワーク構成を実現する次世代メトロ/アクセス統合網であるエラスティックλアグリゲーションネットワーク(EλAN)が提案されている. 本稿では, EλANにおけるサービス統合手法とOAM機能配備を検討した結果を報告する.

トラヒックの量や質, 種類の増加を勘案し, 現在あるインターネットを根本から変えるべきネットワークの研究が行われている. 新世代ネットワーク（NwGN）において, 我々はSDN/仮想化ネットワークの高度化を目指し, Slice上で物理ネットワークのメトリック（帯域, 距離, 消費電力等）を抽象化させて読み取るAPIを開発している[1]. これにより, Slice毎に, トポロジだけではなくQoSを持ったネットワーク運用が行えると考える. また, 現在行われている技術的なブレークスルーのみではなく, 今後も多くのアイデアや機能がダイナミックに実現できるオープンイノベーションプラットフォームの概念とそのエコシステムの検討を行った. つまり, すべての技術やアプリケーションを自ら開発・実現するのではなく, サードパーティが自由に開発し, そこでビジネスができるモデルである. 以降, その詳細を説明する.

サービス毎に設備されるアクセス網とメトロ網を統合し, トラヒック収容効率の向上と省電力化を図 り, 更にユーザの要求に合わせて通信帯域を設定する次世代光メトロ・アクセス融合型ネットワーク「エラスティックλアグリゲーションネットワーク(EAN)」が提案されている. 本論文では, EAN の一部機能を実証するプロトタイプシステムを構築し, ネットワーク機能の仮想化技術とVM のマイグレーション技術を活用して, 論理OLTの局舎間でのマイグレーション実験を行った結果について報告する.

ネットワーク仮想化技術の進展に伴い, ユーザはフレキシビリティ及び制御性の増大というメリットを享受できている. 近年の, Software Defined Networking (SDN), Network Functions Virtualization (NFV), Service Function Chaining (SFC) の進展によりCAPEX/OPEXの削減も期待されている. 本稿では, ネットワーク仮想化技術の進展を振り返り, メリットデメリットをレビューするとともに, ネットワーク運用において仮想化により失われているもの, それを補うための技術的方向性の議論を行う.

将来のネットワークでは,スマートフォン,車載機器,センサなどの多様な無線端末がネットワークに接続する高度に分散したモバイル環境が主流になると予想される.筆者はこのようなモバイル環境での効率的なデータ配信・取得を実現する移動通信方式としてData-centric Network(DCN)を提案している.前橋では,広域網のテストベッドであるJGN-Xを用いてDCNノード7台での性能評価を行った.一方,大規模なネットワークトポロジにおいてDCNノードの数,データIDの数,データ登録・取得の頻度などが増加した際のDCNの特性評価が不十分であった.本稿ではData-centric Network(DCN)について,DCNノード7台という大規模テストヘッドを用いた実験を行い,DCNノードが最適化された経路情報を管理することで大規模ネットワークでも上位DCNノードへの処理負荷が提言できることを確認した.