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ニュースレターNo.28/2004年11月発行

特集1:ディペンダブルインターネットにむけて
~Design and Architecture Alternatives Toward Dependable Internet~

JPNIC理事/江崎 浩

概 要

社会生活や産業活動を支えるに資するインターネットの構築は、インターネットの幅広い産業分野への普及に伴い、重要な課題の一つと認識されてきました。Dependable(頼ることのできる)の派生語にIndependent(独立性)があります。ディペンダブルとなるには、独立性、すなわち 自律性(Autonomous)が必要となります。例えば、自律性の提供には、システム間での相互接続性の確立が必要であり、これは、ユーザに利用する機器の選択性と自由度を提供します。これによって、システム全体の可用性の向上、サービスの継続性の提供などが実現されます。我々は、自律性を実現するための技術(Technology)と社会的な枠組み(Governance)を確立する必要があります。大きな方向性としては、自律性を確保するための、技術およびガバナンスにおけるコモンズ(Commons)☆1、すなわち、インターネットにおける資源の共通性/共用性とこれを推進するようなガバナンスの導入が必要になると考えられます。

1.インターネットの再確認

爆発的な成長を遂げたインターネットとはどのようなものか、再確認をしてみましょう。インターネットは、コンピュータをデジタル通信技術を用いて相互接続したものです。デジタル情報の伝送や保存における技術的に重要な特徴は、メディア(媒体)に独立(Independent)な点にあります。すなわち、コンピュータは、媒体に依存せずにデジタル情報の処理を行うことができます。コンピュータに選択可能な利用媒体(イーサーネット、携帯電話などの通信媒体、あるいは ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体)を提供すれば、自由に利用する媒体(通信方法や記憶方法など)を選択させることができます(自由度と選択性の提供)。以下に、インターネットシステムの特徴をあげました。

  1. オープンシステム
    ・どこの会社のもの(技術/製品)でも使えます。
  2. グローバルシステム
    ・どこからでも、管理制御できます。
  3. 自由な情報流通
    ・いろいろな目的に利用できます。
  4. デジタル情報には“Semantics”がない
    ・専用システムの呪縛が解けます。
  5. 媒体を選ばず
    ・選択肢を増やしてくれます。

これらの特徴から、インターネットは、(a)利用法(Application)に依存しないインフラとなること、(b)利用者(User)を制限しないインフラになること、(c)下のインフラに依存しないインフラになること、に成功しました。これは、基本的には、人々が自由に利用可能な、排他性を持たない共用可能なインフラを実現したものととらえることができます。

IPv6(IP version 6)技術は、現在のIPv4技術を基盤として形成されている、Client-Server型のインターネットを、本来の“End-to-End Architecture”に基づいた自律性の高いシステムにすることが大きな目的となっています。End-to-Endシステムでは、各ノードに自由なデジタル情報処理(生成、収集、伝達、分析、加工、共有)を可能にし、その結果、自律性の高い、すなわち、独立性の高いディペンダブルなシステムを構築することができるのです。

2.ディペンダブルインターネット

2.1 ディペンダブルインターネットとは?

我々が、ライフラインとして利用するに資するインターネットのことをディペンダブルインターネットと呼びます。“ディペンダブル”を考えるとき、エンジニアリング的なセンスで考えることが重要であると考えます。大きく、1つのとても頑丈なシステムをデザインする方法と、複数のそれなりに頑丈なシステムを組み合わせる方法とが考えられます。インターネットの最大の特徴は、いろいろな選択肢の提供が可能であることであり、これを、積極的に考慮したディペンダビリティの提供を考えるべきでしょう。選択肢の信頼度(Reliability)が向上したり、あるいは、新しい選択肢が登場/導入されると、システム全体での信頼度も向上します。また、継続的なサービス提供を行いながら、異なる技術やインフラにスムーズに移行することが可能となります(Seamless性)。これは、アナログシステムと比較した場合のデジタルシステムの、とても重要な特徴となります。

2.2 デザイン上での選択肢

以下に、いくつかの視点で、システムのデザインを行う場合のアーキテクチャ的な選択肢に関する議論を行い、ディペンダブルインターネットに向けたアーキテクチャデザインを探りたいと思います。

2.2.1 オープン vs クローズ

インターフェースを公開することがオープンシステムの本質です。ソースコードを公開することがオープンシステムではありません。オープンシステムでは、モジュール(HW/SW)☆2の取替えの可能性を提供することで、結果的に選択肢を増やします。これにより、市場での競争が発生し、コスト削減と品質向上がもたらされると共に、結果的にはモジュールの継続的供給が実現されます。既存のIT産業以外で、IP技術の導入が検討されているのは、コスト面だけではなく、選択肢の増加にともなう、機器供給の継続性と品質向上が、システムのディペンダビリティを向上させることが認識されるようになったからのようです。

オープン性の実現は、技術面のみではなく、ガバナンスにおいても非常に重要となります。技術以外で、さまざまな「規制」が、企業、業界、国家に存在しています。基礎体力のない企業や産業を、グローバルな競争にさらすのは適切な施策とは言えませんが、基礎体力を持つ企業や業界を(過)保護するのも適切な施策とは言えません。長すぎる親の保護は、子供の生存繁栄能力を削ぐことになります。

2.2.2 Peer-to-Peer vs Client-Server

経済性の観点からは、サービスの集中化と集約化は、基本的にコストダウンを生み、また、一方で、ユーザの囲い込みを可能にします。したがって、ビジネスの可能性が認識されると、基本的にシステムは、Client-Server型へと移行します。サービスの提供者は、ユーザにとってディペンダブルで頑丈なサーバサイトを構築しなければなりません。このシステムは高価になりがちで、しかも、極度の集中化が起こると、Single-Point-of-Failure(あるいはFate-Share)の状態になり、一つの障害が、社会的に重大な影響を及ぼすことになります。そのような観点から、インターネットは、分散型のClient-Serverシステムを構築してきたわけですが、近年その分散の度合いは小さくなってきていることは否定することができません。Client-Serverアーキテクチャの対極にあるものがPeer-to-Peerアーキテクチャです。Peer-to-Peerアーキテクチャに基づいた種々のアプリケーションが、登場し普及しようとしています。ディペンダブルなインターネットの構築に向けて、これらの、Peer-to-Peerシステムの適切な導入と応用が必要となるでしょう。

Peer-to-Peerシステムが、Client-Serverよりも自律性が高いことは、無線LANシステムの例で説明することができます。無線LANには、Ad-HocモードとInfrastructureモードがあります。Infrastructureモードでは、基地局の障害により、実際には通信可能なクライアントノードが通信できないという状況が発生してしまいます。現在利用されている多くのアプリケーションが、このInfrastructure型のシステム構成になっており、インターネットへの接続性が消失した時にまったく機能しなくなってしまうのです。

2.2.3 セキュリティー : 自律的 vs 隔離

既存のファイアウォールモデルでは、もはや、システムのセキュリティーを守ることができないことは、明らかとなりました。すなわち、エンドエンドセキュリティーを基本にした新しいセキュリティーアーキテクチャと運用の確立が必要となります。すなわち、自律したエンドノードの実装運用技術の確立が急務となっています。

2.2.4 専用 vs 共用

VoIP(Voice Over IP)技術の進展は、インターネットにおける緊急通信のあり方に関する議論へと進展しています。既存の電話システムを用いた緊急通信システムと同様のものが、インターネットに必要となるのでしょうか? あるいは、異なったアプローチで緊急通信システムを考えるべきなのでしょうか? 明らかに、インターネットは、インフラを相互に共有することによって、システムの信頼性を向上させます。アナログシステムが基本的に専用利用であるのに対して、デジタルシステムは共用利用が可能な技術であるからです。システム相互間での共有利用による信頼性の向上が、ここでの選択肢になると考えられます。緊急通信を例に取ると、緊急通信に本質的に必要なことは、通話ではなく、発信場所と発信者の特定にあります。したがって、いろいろな通信メディアを用いて、発信場所と発信者を特定可能なデジタル情報が適切なところに伝達されることが、緊急通信に求められるより重要な条件となります。

また、「Seamless」か「Seamfull」という選択肢も、システムの「専用利用」と「共有利用」に関係した概念として挙げられます。インターネットは、明らかにSeamfull、すなわち、異なるネットワーク同士を、種々の通信技術を用いて相互接続することによって、「seamless」なインフラを構築しています。システムの設計にあたっては、グローバルシステムを意識したローカルシステムの設計と構築運用が必要となります。

すなわち、ディペンダブルインターネットの構築には、異なるシステム間での相互接続を可能にするための共通のプロトコル(すなわちIP, Internet Protocol)を普及させることを、技術と政策の両面で戦略的に推進する必要があるでしょう。

3.むすび

インターネットの特徴である「自律性」を十分に活かした、ディペンダブルインターネットの構築に向けた検討を推進する必要があります。基本的には、多様な自律的に構築運用されているシステム間での、自由なデジタル情報の流通を可能にすることが、結果的には、経済的で効率的なディペンダブルネットワークの構築につながると考えられます。ユーザの自律性を確保し、その自由で自律的な活動を支援することができるようなネットワークの構築に向けた技術の研究開発と普及、さらに施策の検討が必要であると考えます。基本的には、自由に共有/利用可能なインフラをユーザに提供し、ユーザ間での協調性を実現するような、資源の利用法に関する社会的なコンセンサスとガバナンスを確立することが、ディペンダブルネットワークの構築に必要な方向性であると考えられます。

☆1 [参考文献]
Lawrence Lessig“コモンズ”翔泳社、ISBN4-7981-0204-0、2003年1月
☆2 ハードウェア/ソフトウェア

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