1. No category

講義資料
http://hiroshi1.hongo.wide.ad.jp/hiroshi/files/network/
ネットワーク工学概論
電子情報工学
江崎 浩(Hiroshi Esaki)
Professional History
• Graduate Kyushu Univ. (Fukuoka), Master on EE.
• 1987; Joined Toshiba Corporation
– ATM system control technology
• 1990; Residential researcher at Bellcore (NJ, USA)
– Member of AURORA project under Gigabit testbed
• 1994; Visiting researcher at Columbia Univ.(NY, USA)
– Proposing CSR architecture (origin of MPLS) to IETF and to
ATM Forum
• 1998; Associate Professor, The Univ. of Tokyo
– Received Ph.D from University of Tokyo
• 2005; Professor, The Univ. of Tokyo
講義のゴール
• インターネットシステムの構造、要素技術、
ビジネスモデルを概観し、デジタルネット
ワークのアーキテクチャと概要を理解する。
• 情報通信ネットワークの要素技術の位置
づけを全体のアーキテクチャの中のものと
して把握し、専門の講義で展開される個別
の要素技術の必要性と役割を把握する。
履修方法
1. レポート提出 ： 2回程度
2. 毎回 聞きたいこと・質問 を書いてもらう。
 講義の最初に 回答を行う。
3. 期末試験
• 講義資料
http://hiroshi1.hongo.wide.ad.jp/hiroshi/files/network/
「産学情報セキュリティ人材育成交流会」
～インターンシップに向けて～
• http://www.jnsa.org/internship/
• 日 時： 2015年5月9日（土）14：00～19：00
※講演終了後17：30～懇親会（学生無料）
• 会 場： 工学部2号館 4F 241講義室
• 対 象：
– セキュリティー関係企業でのインターンシップに
興味のある学生
– (*) なお学生の学年は問わない。
今日の(本当はこの講義の)トピック
1. 「インターネット」って、どんなもの ?
2. 「セキュリティー」って、どんなもの ?
3. 「オープン化」 って 、どんなもの?
a. 何が 嬉しい ?
b. どうやったら、提供・実現可能 ?
Internet;
• is “Global”
• is “Transparent”
• is “Multi-culture”
• has “Liberty” and “Anonymity”
• has “Fairness”, not equity
• provides “Commons”
• provides “Opportunity”
インターネットアーキテクチャの本質
インターネットの父
Dr.Robert Kahn氏との話
 インターネットは、論理的なアーキテクチャ
である。 スイッチやルータで形成される物
理的なネットワークのことではない。
インターネットは、 デジタル情報が 透明に流通する
「コモンズ」の環境を提供する基盤である。
 インターネットアーキテクチャの “鍵“ は、選択肢
(Alternatives) の提供にある。 通信の面では、複数の
メディアを自由に利用可能にすることになる
8
そして、目標は 「すべてのデジタル情報の共有」
インターネットって何 ?
1. 意図的な選択肢の提供
(=アップグレード力と競争)
2. 『情報』を、世界中で協力して、
自由(Free)に流通・利用しよう。
3. 『あなたのものは、私のもの。
私のものはあなたのもの』
ほぼ、『Free(無料)』になっちゃった
9
天気予報の実態
数日後の天気予報は、当たるようになった。
 しかし、1週間後の天気予報は、なかなか
当たらない。。。。。
最初の『小さな違い』が、
最後の『大きな違い』に。
(『カオス理論』)
 全体最適化は、生き残れない。
 『着眼大局・着手小局』
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今日の(本当はこの講義の)トピック
1. 「インターネット」って、どんなもの ?
2. 「セキュリティー」って、どんなもの ?
3. 「オープン化」 って 、どんなもの?
a. 何が 嬉しい ?
b. どうやったら、提供・実現可能 ?
http://map.ipviking.com/
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セキュリティー
 「(情報)セキュリティー」はどうあるべきか?
 安心してのびのび仕事ができるような環境
(*) 事故が起こらないように 委縮した 活動環境?
(*) 実は、職場の 「安全衛生管理」 も同じ。
 「野性児」 と
「箱入り娘」、どっちが強い?
意図的な“Diversity”環境の構築
For, (1)生き残る変種、 (2)繁栄する変種
“セキュリティ”の(正しい)意義
【誤】： ① 風紀委員の増強
② 安全(“ゼロ”)の実現
【正】： 1. “安心”の実現
2. “のびのびと”仕事
3. リスク対応(“non”-ゼロ)
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Example; practical security action
•
デブ への生命保険(life-insurance for big guy)
–
困ること (troubles on clients)
•
•
–
保障すべき物 (possible compensation)
•
–
死亡(death)  収入の喪失(reduce of income for family)
疾病発生(disease)  治療費(cost for treatment)
お金(Money)
最近保険会社がやっていること (what many
insurance companies do, recently)
•
デブにならないようにする方法を奨める (Advise/suggest
how to reduce the weight……)
i.e., 予防策の伝授(advise preventive measures)
 保険利用の確率を下げる(reduce the possibility to use insurance)
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Questions
1. 匿名性 は 必要か ?
2. How do you think “尖閣諸島中国漁
船衝突映像流出事件” ?
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今日の(本当はこの講義の)トピック
1. 「インターネット」って、どんなもの ?
2. 「セキュリティー」って、どんなもの ?
3. 「オープン化」 って 、どんなもの?
a. 何が 嬉しい ?
b. どうやったら、提供・実現可能 ?
Question
パパが、弟の小学校の
運動会の 100メートル競
走で優勝したい !
どうします ?
小学校の
運動会
ではなく….
Question
’
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
パパが、弟の小学校の
＝＝＝＝＝ 100メートル競
運動会の
走で優勝したい !
どうします ?
“100 Meter Sprint”
Usain Bolt, Jamaica
年齢 = 24歳
身長 = 196cm
体重 = 95kg
タイム= 9.58 秒
Hiroshi Esaki, Japan
年齢 = 47歳
△ 14.3% 身長 = 168cm
＋ 10% 体重 = 105kg
△ ∞ (500%?) タイム = なし (50 sec?)
20
1.先入観
で判断して、思考停止になっていま
せんか?
2.もし、Esaki
の 足が ロボット化されたら ?

革新的な、技術・アイデア

ルールを変えられるか ?

さらに,,,,, 人間の能力を超えた センシングと制御
3.技術とルールが変わると。。。。

Usain Bolt が、“ガラパゴス”になるかも。。。。。
4.シェイプアップすると、これまでとは
きるようになる。
21
違うことがで
Question
100メートル競走で優勝を目指す!
(1) 運動会
 By Improvement
(2) オリンピック  Need Innovation
どうやって 実現します ?
選択肢 の
意図的な提供
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インターネットの中立性
1.
「コンテンツへのアクセス権利」

2.
「サービスの提供権」

3.
消費者は、法律の要件に従うことを条件として、自らが選択
するアプリケーション、サービスを運営する権利を有する
「情報通信機器の接続権」

4.
消費者は、適法なインターネット・コンテンツの選択とアクセス
の権利を有する
消費者は、ネットワークに害をおよぼさない適法な機器とネッ
トワークを接続する権利を有する
「競争への参画権」

消費者は、ネットワークプロバイダ、アプリケーションプロバイ
23
ダとの競争に参画する権利を有する
Q.3
「本」 を 「火」 で配達 したい 。
Q.4 これ、なんだろう ?
389487847375976
387473847383763
792487579337839
393357387592339
25
物流での 2つの革命
江戸時代
［媒体に非依存］
1. 「運ぶ」 媒体
2. 「運ばれる」 媒体
の両方で嬉しい
1990年代後半
コンテナ
パレット
デジタル
革命
Question 4;
インターネットの概念を
他分野に適用する
28
東京大学での節電対策
Energy Saving から、
1.Energy Security へ
2.Productivity へ
3.Creativityへ
29
東京大学 2011年夏の節電実績
ピーク電力
削減率
総電力量
削減率
RoI
主要
約 66 MW
5キャンパス
31%
22%25%
1月
以下
工学部2号館 約 1 MW
44%
31%
2年
事業所
ピーク電力
(2010年)
How:
インターネットを
使った 電力使用量
の見せる化
本郷キャンパス 工学部2号館
 地上12階、地下1階の 総合研究教育棟
2005年10月竣工、2006年3月実質稼動開始
ピーク電力使用量(2011年)： 約 1,000kW
IEEE1888を用いた スマートメータビル化
System overview Eng.No.2 Building in Hongo Campus, Tokyo, Japan
Data Integration among legacy sub-systems
Schedule
Server
Student
Router
BACnet/
WS
Yamatake
Visualization of data
Web I/F
CiＭＸ Server
TE
LON-IP
G/W
LMJ
LON-ADP
Professor
TE
Common DB
(Live E!)
Management
TE
G/W
BACnet/
BXWS
Office
Ubiteq
Toshiba
/Cisco/
Panasonic
ＢＡＣｎｅｔ
CSV
Savic
Yamatake
EHP
Mitsubishi
GHP
Mitsubishi
N-MAST
Panasonic
Action and Control
Electricity Data Analysis
（CiMX） （Yokogawa）
oBIX
G/W
Schedule
controller
LMJ
EHP
mngmnt and
control
GHP
Lightening
mngmnt and control
control
Legacy system + common I/F gateway
Digital
LMJ
ＬＯＮーＩＰ
Ｇ／Ｗ
ＬＯＮーＩＰ
HDPLC
Ｇ／Ｗ
DU
CiMX
HDPLC
PLC
Wireless
temperature
Wireless
sensor
temperature
sensor
Toshiba
HDPLC
100V
outlets
Electricity Electricity
(100V・200V) (100V)
Breaker
PC
Server
LMJ
LON-IP
G/W
Panasonic
DU
Metering
Aichi
Electricity
and water
metering
Ubiteq/Cisco
データ
収集ＰＣ
DU
200V Power
monitoring,
Digital
signage
LMJ
Wireless
temperature
sensor
NEC
Electricity
Sensor
Watanabe
Wireless
temperature
sensor
Yamatake
Data
spots
Additional system
Smart Meter
Smart Lights
With Smart Phone
Smart HVAC
Smart Kiosk
電力消費量の 『”見せる”化』
～ PULL型 から PUSH型へ ～
～ Single Screen から Multi Screenへ～
1. 多くの事業所
– スピードメータのない 車で、減速命令に対応
2. 比較的進んだ事業所
– スピードメータ装備した車で、減速
3. 進んだ事業所
– その他の 計器を 装備した車で、減速
– 燃費メータ付きの 車で、車を操作
 他の車よりも、良い燃費で、速く走る。
平均削減率（％）
2011/6/20-8/31 Eng.No.2 Bld.
8月31日
8月29日
8月27日
8月25日
8月23日
8月21日
8月19日
8月17日
8月15日
8月13日
8月11日
8月9日
8月7日
8月5日
8月3日
8月1日
7月30日
7月28日
7月26日
7月24日
7月22日
7月20日
7月18日
7月16日
7月14日
7月12日
7月10日
7月8日
7月6日
7月4日
7月2日
6月30日
6月28日
6月26日
6月24日
6月22日
6月20日
0.0
月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水木金土日月火水
△15%
-15.0
70％+： Only July 12 15:00-16:00 (72%)
△30%
-30.0
-45.0
-60.0
-75.0
Average 44 % Peak cut
Total Power Usage ＝
△31％
見える化・見せる化
の効果?
↓
気温は違えども、
ピーク値は維持。
2011年6月28日&29日
3.5 ℃
東京大学 首都圏 主要5キャンパス
東京都内の業務系事業所中で最大の排出事業者
36,333名、142.7万㎡
ピーク電力使用量(2010年)： 約 66,000kW
IEEE1888を用いた特別高圧受電・給電の見える化
東京大学 主要 5キャンパス
電力使用量リアルタイム見える化/見せる化システム
Visualization
Service Provider
Archive and Share
IEEE1888 App
IEEE1888 Storage
Esaki Lab
CIMX
IEEE1888
IEEE1888
The Internet
IEEE1888
IEEE1888 GW
IEEE1888
IEEE1888 GW
IEEE1888
IEEE1888 GW
IEEE1888
IEEE1888 GW
ALTER
BUILDIN
G
HITACH
MITSUBISHI
特高受電
集中検針
Hongo
Campus
350 points
KINKEI
PANASONIC
受電設備
TAKAOK
A
特高受電
KomabaⅠ
Campus
203 points
Komaba Ⅱ
Campus
32 points
Total: 665 points
IEEE1888
IEEE1888 GW
TOSHIBA
MEIDENSH
A
特高受電
特高受電
Kashiwa
Campus
Shirogane
Campus
48 points
22 points
38
<< IEEE1888 System Example >>
A System for Metering Electricity
1200m
Data Storage
(Archive &
Rendezvous)
600m
Application 1
(Tool)
IEEE1888
IEEE1888
Application 2
(Tool)
IEEE1888
The Internet
6600V power supply areas (23 lines)
Power monitoring for accounting (about 200 points)
(Note) This diagram is just a sample, and does not really correspond to the locations above.
Supply power to the Campus
30,000 kW Substation
(66kV  6600V)
IEEE1888
※ Important Message
1. IEEE1888 interface is not only
designed for the Gateways, but
also for Storages and Applications.
Gateway
CSV
HITACH
CSV
MITSUBIS
HI
BNET
2. GW, Storage, APPs come
from different vendors.
Smart Meters
(100V, 200V)
39
2日分のリアルタイム
電力使用量表示画面
31%減(ピーク)
22%
23%
25%
22%
23%
東京工業大学
Green Hills,No.1 Bldg
清華大学
FIT棟
SEIKO’s Smart
Factory
in Bangkok
(Thailand)
Microsoft Japan
HQ in Tokyo
大塚商会 本社棟
新菱冷熱工業
本社棟
CANON S Tower
(Canon MJ HQ)
東京大学 2011年夏の節電実績
事業所
ピーク電力
(2010年)
主要
5キャンパス
約 66 MW
ピーク電力
削減率
総電力量
削減率
22%-25%
31%
なんだか、、、
面白くない。。。。
約 1 MW
44%
31%
工学部2号館
【持続性&調達インパクト】
Innovation
は、
1. マルチベンダー環境
2. 国際標準化技術の作成・適用
どこにある?
気温は違えども、
ピーク値は維持。
電力会社が
一番嬉しいパターン !!!
2011年7月5日&6日
5℃
<< IEEE1888 Application Example >>
Handling the Current and Historical Data of Building Facilities
10F EHP HVAC Statuses
健康管理のツール
Not
only energy information !!
Tim
e:
45
江崎の教授室
廊下のダウンライト
LED照明
Hf管 (蛍光灯)
江崎の教授室
より 明るく
廊下のダウンライト
より 綺麗に
なっちゃいましたぁ。
LED照明
Hf管 (蛍光灯)
サブウェイ 本郷工学部2号館店
『発明は必要の母』
一般電灯電源
約15 % 削減に成功
【副次効果】
1． 発熱の抑制
2． 虫 対策
Private Cloud in our Lab.
Achievement: Saving 71% (2.52kW) as of Nov.2011
Before
Faculty’s shared servers 0.647kW
Web, mail, DNS, group tool
（Essential servers…）
Infra-servers of our Lab. 1.595kW
After
Private cloud (stable)
0.794kW
Xen
Xen
VMware
ESXi
No failure since April 11
Nexsan SATABeast
そもそもの動機は、
Xen
Xen
『暑い部屋は嫌だ』
Students’ machines 0.700kW
web/mail/radius/dns/document/misc
bld2-guest-gw/mozilla-miror/storage
x10
Infra-servers in another Lab.
0.623kW
Private cloud (experimental)
0.153kW
Private cloud in another Lab.
0.100kW
Xen
Using inexpensive model：HP ProLiant DL120 G6/G7
49
Private Cloud in our Lab.
Achievement: Saving 71% (2.52kW)!
投資回収
Before
Faculty’s shared servers
0.647kW
After
Private cloud (stable)
『発明は必要の母』
 1 年(計算機の電気のみ)
0.794kW
Xen
Web, mail, DNS, group tool
Xen
 servers…）
0.5年? (空調を含む.
PUE=2.0)
（Essential
1.595kW
Infra-servers of our Lab.
VMwa
re
No failure since April 11
ESXi Nexsan SATABeast
本当の効果;
Xen
Xen
1.システムの管理性
Students’ machines 0.700kW
x102.BCP(活動継続性)
Xen
Infra-servers in another0.623kW
Lab.
3.問題解決の迅速化
web/mail/radius/dns/document/misc
bld2-guest-gw/mozilla-miror/storage
Private cloud (experimental)
0.153kW
Private cloud in another Lab.
0.100kW
Using inexpensive model：HP ProLiant DL120 G6/G7
50
東京都 環境局 との関係。。。。
1.
当初 (2008年春)

2.
2010年初め

3.
データセンターは、大量の電力を消費するので、
悪魔のような存在だ。
実は、データセンターは、トータルには電力消費
量の削減に寄与する良い奴なんだぁ。
現在

地球温暖化ガス(CO2 ) 環境条例で、データセンタ
ーに例外規定を適用。

事業所の電力使用量の削減に、データセンターと
51
クラウドサービスを使うことを推奨。
東京都 環境局 との関係。。。。
1.
当初 (2008年春)

2.
2010年初め

3.
データセンターは、大量の電力を消費するので、
悪魔のような存在だ。
実は、データセンターは、トータルには電力消費
“Consumer”
量の削減に寄与する良い奴なんだぁ。
現在


Energy
↧
to ”Saving”
“Nega-watt”
, i.e.,
地球温暖化ガス(CO2 ) 環境条例で、データセンタ
ーに例外規定を適用。
事業所の電力使用量の削減に、データセンターと
52
クラウドサービスを使うことを推奨。
東京工業大学
Green Hills,No.1 Bldg
Best Current Practice 千葉大学
for Commercial Building植物工場
1. Facility management control
by IEEE1888
日立情報通信エンジニアリング
2. Servers go to Data Center
中井開発センタービル
= No server room in the bldg
SEIKO Solutoins
Factory in Thailand
大塚商会 本社棟
Microsoft Japan
HQ in Tokyo
Microsoft Japan
HQ in Tokyo
CANON S Tower
(Canon MJ HQ)
東京工業大学
Green Hills,No.1 Bldg
大塚商会 本社棟
【ライフタイムコスト削減と快適性の共生】
1. 初期入居経費の削減
Microsoft Japan
Best Current Practice 千葉大学
2. 入居中のコスト削減
・快適性HQ in Tokyo
植物工場
for Commercial Building
Microsoft Japan
3. 退去時の 現状復帰コストの削減
HQ in Tokyo
1. Facility management control
by IEEE1888
【さらに、危機管理機能の実現】
日立情報通信エンジニアリング
2. Servers go to Data Center
a. 知的財産 の 保護
中井開発センタービル
= No server room in the bldg
b. 遠隔業務機能の提供
SEIKO Solutoins
Factory in Thailand
CANON S Tower
(Canon MJ HQ)
インターネットの 本質

選択肢の意図的な提供

用途は問わない(透明性)
 革新的な技術(＝選択肢)は、
意図しなかった利用法を見つける
『必要は発明の母ではなく、
発明は必要の母』
(Melvin Kranzbergの第2法則)
55
“Green”
Eco System
衆知
効率化
(注) 『衆知 経営』
(by 松下幸之助)
節電・
省エネ
Internet
By
Design
新機能
Innovation
【利益率】
危機管理
BCP
“Green”
Eco System
衆知
効率化
節電・
省エネ
【利益率】
Shared
Internet
危機管理
By
Multi-Purpose
BCP
Design
Eco System
(注) 『衆知 経営』
(by 松下幸之助)
新機能
Innovation
講義のゴール
• インターネットシステムの構造、要素技術、
ビジネスモデルを概観し、デジタルネット
ワークのアーキテクチャと概要を理解する。
• 情報通信ネットワークの要素技術の位置
づけを全体のアーキテクチャの中のものと
して把握し、専門の講義で展開される個別
の要素技術の必要性と役割を把握する。