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IPv6 Internet に基づいた
スマートシティーの挑戦
東京大学 情報理工学系研究科 教授
WIDEプロジェクト代表
ISOC 理事 (BoT; Board of Trustee)
IPv6普及高度化推進協議会 専務理事
東大グリーンICTプロジェクト 代表
江崎 浩 (Hiroshi ESAKI)
http://www.potaroo.net/presentations/2014-10-31-routers-routing.pdf
線形増加
http://www.potaroo.net/presentations/2014-10-31-routers-routing.pdf
指数増加
AとAAAA (問い合わせ比率)
5 Source: IIJ 松崎吉伸 氏
60%
http://v6asns.ripe.net/v/6?s=_ALL
フレッツ光ネクストのIPv6普及率
NGN IPv6契約数
NGN 契約数
NGN IPv6普及率
2012.12 67,000 8,127,000 0.8%
2013.03 121,000 8,595,000 1.4%
2013.06 182,000 9,094,000 2.0%
2013.09 235,000 9,506,000 2.5%
2013.12 287,000 10,741,000 2.7%
2014.03 357,000 11,301,000 3.2%
2014.06 426,000 13,588,000 3.1%
2014.09 613,000 15,805,000 3.9%
http://v6pc.jp/jp/spread/ipv6spread_03.phtml
フレッツ光ネクスト以外のネットワークのIPv6普及率
KDDI AUひかり
CTCコミュファ光
2012.12 55% 24%
2013.03 61% 29%
2013.06 63% 36%
2013.09 65% 40%
2013.12 66% 44%
2014.03 67% 48%
2014.06 68% 53%
2014.09 99% 58%
http://v6pc.jp/jp/spread/ipv6spread_03.phtml
• Netflix streams on IPv6 now since mid Sep
2014 in Austria, Belgium, France,
Germany, Luxembourg and Switzerland.
– Contributor: Javed Vohra, Senior Network
Engineer at Netflix
• SKテレコムはSKブロードバンドとともに自社LTE網全区間でIPv6ネットワーク環境構築を完了したと4 月20日(2014年)明らかにした。 7月に端末を発売。
なぜ、IPv6 ❓
なぜ、IPv6 ?
1. IPv4アドレスの枯渇
2. グローバル接続
3. セキュリティー
a. 既存スタックの危険性 (BACnetは
危険 by 警察庁)
b. インターネットに接続されることを前提に (by SGIP at US NIST)
Design by Security and Privacy
• Privacy by Design Encryption by Default
– IAB Announcement on Nov.13, 2014
– https://www.iab.org/documents/correspondence-
reports-documents/2014-2/iab-statement-on-
internet-confidentiality/
• Security by Design
– For IoT and M2M, in all industry systems
SmartGrid View by NIST
External Communication Interface
Internal Communication Interface
Electrical Interface
Domain
Thermal Storage
Building Automation
Meter
Building Gateway
Solar
Campus
Distributed Wind
Co-Generation
Automation
Meter Lighting
Meter
Thermostat
Automation
Solar Generation
Multi Dwelling
Industrial Gateway
Sub-Metered Processes
Appliances
Home Gateway
(ESI)
NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards Release 1.0 (Draft) September 2009
アーキテクチャー比較
インターネット・アーキテクチャー “1-2-7” アーキテクチャー
アプリケーション層 Application Protocol,
encoding, AAA, identity,
encryption
トランスポート層 End to end reliability
ネットワーク層 End to end routing, VPN,
Network AAA, identity,
encryption
データリンク層 Link encoding on physical layer
物理層 Physical Interconnect
アプリケーション層 Application Protocol,
encoding, AAA, identity,
encryption, End to end
reliability, end to end routing
データリンク層 Link encoding on the physical
layer
物理層 Physical Interconnect
Designed to work in local networks Designed to work in
Enterprise and general networks
例、Zigbee 1.0 注：現在次期版更新中
Many specs in the Grid
例、IPv6, IPv4
Positive Spiral between CS and P2P
1. CS： Mainframe computer
2. P2P： Distributed by EWS
3. CS： ISP and WWW
4. P2P： File Sharing
5. CS： Search Engine & Portal
6. P2P ： Smart-Phone, Tablets
イーサネット＋専用線
ダイヤルアップ
ブロードバンド
Grid的コンピューティング
Data Center
３G, LTE, WiFi
+ Data Center
7. CS : Moble Cloud ?
8. P2P : Edge-Heavy ?
Machine Learning❓
17
“昨日“のインターネット
パソコン サーバ 携帯
電話
IPv4
無線 電話線 その他
の線
18
“いっぱい” “いろいろ”つながる今日
IPv6
電話線
PC サーバ 携帯 車 TV センサ 家電
無線 ファイバ 電力線 ‥‥ ‥‥
映像
19
なんでも インターネットにつなげる !
IPv6
電話線 無線 ファイバ 電力線 ‥‥ ‥‥
IP for Everyone
IoT (Internet of Things)
IP for Everything
HVAC Lights General
Outlets HVAC Lights
General
Outlets
Vertical Lock-on Horizontal Cooperation
そもそも、なぜ、スマートシティーを始めたか?
22
デベロッパの 方と 話をしてみたら。。。。
1.“面白いこと”は、ゼネコン が “こう”言う
2.“やりたい こと”は、ベンダー が “こう” 言う
不可能ではないですが、高くて時間かかります
(他社ではできますが) 弊社ではできません。
スケルトン & インフィル
竣工時ピーク ではなく、継続的に高機能化
“こう”言う
“こう” したい
Skelton & Infill
What is our goal ;
toward the “Eco-System”
• Back-Ground
– There are many systems/networks with IP
– Still, there are many non-IP systems/networks
– Networks and Systems are tend to be Fragmented...
• Objective and Goal
– Avoiding the fragmentation of IP
systems/networks
– Encourage the collaboration among sub-systems
– Explore the “Eco-System”, that deliver the cheapest
system deployment , while delivering innovations.
Discussion in 2007
Two Aspects on “ The Internet”
1. The “future internet” with “i”.
– What is and how looks like the future internet
“architecture” should be with “Real-Space”.
2. The “future of Internet” with capital “I” with
“The”.
– Think about the innovations and roles of “The
Internet”
– “The Internet”, must be unique (=“one”)
common shared infrastructure for all industry
segments.
Net Neutrality
1. Must be able to access the lawful content of their choice.
2. Must be able to run applications and use services of their choice, subject to the needs of law enforcement.
3. Must be able to connect their choice of legal devices that do not harm the network.
4. Must be able to participate in the competition among network providers, application and service providers, and content providers.
for “Open-Data”
1. User can to access and to use the
lawful data, with the same way.
2. User can connect/put the sensor,
that does not harm the network, with
their choice, with the same way.
3. User can provide service using the
open-data.
Challenge of Global Platform
Example; Data Center or Cloud Service
• You can store and can compute the data, where
ever you want on the earth.
• You could not control where the data is stored
or is processed on the earth.
• Recognized as “national security issue”. Then, it would leads to government regulation/law
• Business and company is larger foot-print than
country…..i.e., “Global economy”.
KU+KUS with MIC+JGN2
in 2005
DUMBO2006
with AIT
Building Automation WG
in 2003 at
Collaboration
with Tokyo Gov.
since 2004
In 2008
Beijing Olympic
In 2008
FIAP in 2009
(Live E! architecture)
IEEE 1888 in Feb.2011
Since 2005
(7th at Kyoto)
Established FNIC in2006
(Facility Network Interop)
China-Japan Green IT
Project funded by MIC
in 2009
IIT Hyderabad
With IMD
with NIST@USA
B2G in SGIP (Smart Grid
Interoperability Panel)
toward CoS
JTC1 SC6 WP7
IEEE1888 System Architecture
User Interface Reporting Data Analysis Command Submission
Data Archive Rendezvous Point for GWs, APPs
Virtualization of Input/Output
GW, Storage, APP Binding (Management Plane)
TCP/IP Network HTTP and XML
Proprietary Circuits CSV Files, …
32
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
Ｓａｔｅｌｉｔｅ
ATM Optical Fiber
Copper Cable
WDM/SDH
ISDN
CATV
Cable Modem
TCP/IP
IEEE1888 System Architecture
User Interface Reporting Data Analysis Command Submission
Data Archive Rendezvous Point for GWs, APPs
Virtualization of Input/Output
GW, Storage, APP Binding (Management Plane)
TCP/IP Network HTTP and XML
Proprietary Circuits CSV Files, …
34
Data Centric for
1. Transparency
2. BigData
Integration and
Interoperability
via GW for legacy and
{new} unique systems
Independency of
SW players
from HW, i.e., SDN
http://www.tepco.co.jp/corporateinfo/procure/rfc/repl/t_pdf/2_concept-j.pdf
東京電力(株) 2012年7月12日 公開資料 「RFCを踏まえたスマートメータ仕様に関する基本的な考え方」
27 million
Smart Meters
with 6LowPAN
Residents
(Home) MDMS
(data repository)
Power company
Service
Providers Service
Providers Service
Providers Service
Providers Service
Providers
Smart
Meter
B-IF
A-IF
C-IF
ＮＤＡ対象資料 目的外使用・開示禁止
４Ｇ LTE ネットワーク構成
CRG（閉域）
【1:N無線方式を例としたNW構成イメージ】
KDDIセンター 電力会社様 事業所
スマートメーター （LTE）
ヘッドエンド
以下を考慮した閉域ネットワークをご提供します。 IPv4/IPv6ベースのネットワーク構成が可能です。 イントラネットワーク（WVS）の稼働実績は99.999％ 閉域型リモートアクセス（CRG）によりスマートメーターは固定IPアドレスを割当 冗長構成でのご提供（コアNW設備・回線） 認証設備をKDDIセンター側に設置
WVS
※800MHz帯 プラチナバンド
CRG: Closed Remote Gateway WVS: Widearea Vertual Switch
36
HES
KDDIネットワーク
スマートメーター(1:N無線)
RADIUS 交換機 コンセントレータ
WAN側装置
RADIUSサービスの提供
1:N無線およびコンセントレーターは、RADIUSをKDDIネットワーク内に構築し、WANサービスとしてご提供致します。主な機能は以下の通りです。
①認証機能（CHAP認証）
②IPアドレス払い出し機能（IPv6対応）
③カスタマーコントロールサーバによる認証情報の登録・変更・削除機能
37 ＮＤＡ対象資料 目的外使用・開示禁止
４Ｇ LTE ネットワーク構成
東京大学 2011年夏の節電実績
事業所 ピーク電力(2010年)
ピーク電力
削減率
総電力量
削減率 RoI
主要
5キャンパス
約 66
MW 31%
22%-
25%
1カ月
以下
工学部2号館 約 1 MW 44% 31% 2年
【持続性&調達へのインパクト】 1. マルチベンダー環境 2. 国際標準化技術の作成・適用 3. 財務・施設・保全 部/課 連携
CANON S Tower (Canon MJ HQ)
Microsoft Japan HQ in Tokyo
大塚商会 本社棟 東京工業大学 Green Hills,No.1 Bldg
SEIKO Solutions Factory in Thailand
日立情報通信エンジニアリング
中井開発センタービル
千葉大学 植物工場
Short duration torrential rainfall by
localized thunderstorms Flood in urban areas
On-line Dense Weather Monitoring Platform
Hyderabad, India
広島
New Dehli
10時間
Hyderabad
2時間
Micro-Scale Weather Phenomenon
i.e., very local heavy rain
Data Serverin IMD, IITH
WMO-AWS(6 sites)
Compact-AWS(18 sites)
IEEE
18
88
Water Management
Daily Observation Heavy Rain Alarm
DISANET AWS Deployment in Hyderabad
NRC on Meat
Geethanjali
CGWB
CMR
LoyolaAcademy NGRI
IMD
MVSRANGRAU
Shamshabad Airport
Vardhaman EngClg
GRIET
IIITH
CBIT
TurbomachinaryInstitute
GITAM
IITHTentative Campus
IITHPermanent Campus
CRIDA
Wea
ther
Ob
serv
atio
n D
ata
Flo
wAlert
Agricultural Study
Applications
(a)WMO Observation (b) Compact Observation
Vaisala WXT520
30 cm
1.5 m
10 m
Wind Sensor
Rain Gauge
Temperature SensorHumidity SensorPressure Sensor
2 m
TemperatureHumidityPressureRain FallWind SpeedWind Direction
Automatic Weather Station (AWS)
WMO-Standard and Compact AWS
AWS installation in city of Hyderabad
CMRIT
Loyola Academy
Geethanjali Eng. Clg.
NRCM
NGRI
CGWB
MVSR
Shamshabad AirportVardhaman Eng. Clg.
ANGRAU
CBIT
IIITH
GRIET
TITS
IITH, Yeddumailaram
IITH, Kandi
GITAM
IMD
10km
6 WMO-Standard AWS and 18 Compact AWS
Local rain on June 15, 2014
(a) 18:38 Loyola Academy 70.1 [mm/h]
(b) 18:55 IMD Begumpet 63.9 [mm/h]
(c) 19:10NGRI 55.2[mm/h], CGWB 36.7[mm/h]
10km 10km 10km
Intensive Local Rain on July 7, 2014
18:58, July 7, 2014
Gokaraju Rangaraju Institute of
Engineering Technology (GRIET)
136.4 [mm/h]
Other AWS does not have any rain/shower….
Strategic collaboration in Japan
• Cellular Phone Provider
• Weather News Inc.,
• GIS (Geographic Information System)
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電力の安定供給・ＢＣＰ・省エネ に関する高いニーズ
対象建物総延床 約60～100万㎡ 電気供給可能量 約3～5万KW 日本橋
新規開発プロジェクトに大型のコージェネレーションシステム
を導入し、周辺街区の既存建物にも電気と熱を供給
三井タワー
ｺﾚﾄﾞ室町
電気・熱供給 想定容量
【自立分散型エネルギー】 地域電気・熱供給事業
日本橋室町三丁目計画
供給地域の省エネ性能、ＢＣＰ性能を一気にバージョンアップ
創 っていく
25
デマンドの異なる複数のビル、商業施設等に、
系統電力とベストミックスした電力 と 熱を供給
排熱
高効率 熱源機器 (冷温水、蒸気)
ガス
系統電力
開発区域外 Ａビル
開発区域外 Ｂビル
開発区域外 Ｃビル
専用管
専用管
電気 電気 電気
電気
熱 熱
熱 系統電力が停止した場合も、各ビルのBCPに必要な電力を供給
熱 電気
日本橋室町 三丁目計画
【ＡＥＭＳ】 エリアエネルギーマネジメントシステム
省エネ・省CO2削減効果約３割（供給ビル全体）
ＩＴを活用し、地域全体のエネルギーをコントロールするＡＥＭＳを構築
地域全体の電力のピークカットによるコストダウン
創 っていく
50
Summary
Two Aspects on “ The Internet”
1. The “future internet” with “i”.
– What is and how looks like the future internet
“architecture” should be with “Real-Space”.
2. The “future of Internet” with capital “I” with
“The”.
– Think about the innovations and roles of “The
Internet”
– “The Internet”, must be unique (=“one”)
common shared infrastructure for all industry
segments.
Summary
• IoT with “Security”
– Security implementation in design phase
– Emergency responding e.g., natural disaster with real-
time respond and data archiving (for Big-Data analysis)
Leading to P2P from CS for small latency requirement
• Transparent Network
– For “End-to-End” architecture
– For Big-Data platform
• Design by xxxx
– Design by Internet
– Design by Security
