客觀日本

新一代網路「ICN」延遲少,適用於車聯網和智慧城市

2022年03月30日 資訊通信

針對名為「資訊中心網路(ICN)」的新一代高速大容量網際網路技術的應用研究已經全面展開。日本由資訊通信研究機構(NICT)牽頭推進。客戶不必依賴接入點等的位置,可以直接指定數據,從附近獲取資訊。預計2030年以後,用途會逐漸擴大到永久接入網際網路的車聯網和智慧城市(新一代城市)等領域。到2050年有望廣泛普及。

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目前的網路一般是客戶的智慧型手機或電腦指定主伺服器等位置來獲取數據。即搜尋分配給接入點的標識符(IP位址),連接到可能位於遠方的伺服器上。數據從配置在通信路徑中的大量路由器等通信設備依次傳輸給客戶。

這種機制稱為「主機計算網路」。發信源與發信目標基本是「1對1」傳輸數據,因此容易發生延遲等。

而ICN不使用IP位址,而是利用賦予數據的名稱進行通信。如果客戶附近有存儲同名數據的通信設備,就會自動獲取該數據。無需特意訪問遠方的伺服器。

目前,很多影片服務商利用的是將主伺服器上的數據克隆到其他多臺伺服器上,然後再發送給客戶的機制。但是,即使客戶附近有請求的數據,也要從伺服器返回,數據發送效率比較低。

ICN即使數據通訊量增加也不容易發生延遲,可以最適化整個網路的數據傳輸量。資訊通信研究機構網路研究所網路架構研究室的朝枝仁室長介紹說:「能在數毫秒内發送數據,延遲非常小,可以實現高畫質影片傳輸等高度可靠的通信服務。」

ICN以同時使用多條通信路徑的「多路徑」、快速向大量客戶發送數據的「組播」,以及在路由器上臨時保存數據的「網内快取」等技術為核心。還在研究提高網路效率的高級演算法(計算方法)等。

ICN曾被作為「新一代網路」的技術之一,作為取代現有網路技術而被推進研究。目前「將其作為繼高速通信標準5G之後的重要技術,主要在推進與現有網路技術共存的應用研究」(朝枝室長)。

日本資訊通信研究機構2017年公開了實現ICN的開源軟體平台「Cefore」。用於僅在車聯網的汽車間通信,以及工廠内的感測網路應用中導入ICN,外部仍然使用現有網路技術的應用研究。

資訊中心網路(ICN)的主要研究歷程
2009年 範·雅各布森博士在美國知名學會上發表介紹ICN概念的論文
2010年 美國啟動NDN項目
2013年 日歐啟動聯合項目
2015年 日本電子資訊通信學會成立ICN研究會
2017年 資訊通信研究機構(NICT)公開軟體平台
2019年 ICN的國際協議規範獲得認證
2030~2050年 ICN普及

本表根據資訊通信研究機構(NICT)的資料製作

與現有技術共存的可能性

ICN有望大大改變現有的網路技術。2009年美國範·雅各布森博士發表了關於ICN概念的論文,美歐等開始進行研究。日本也與歐洲推進了聯合項目,並在電子資訊通信學會成立了ICN研究會。

不過,要想取代廣泛普及的網路技術還需要相當長的時間。因此,目前的研究目標不是取代現有網路技術,而是以符合需要超高速大容量通信的應用特性的應用研究為主。

日本資訊通信研究機構公開的Cefore,在網路技術標準化團體「IETF」的姊妹組織、研究網路未來創新技術的IRTF(Internet Research Task Force)的標準之上又進行了自主擴展。

其目的是實現各種應用,2021年實施了利用Cefore在明石工業高等專門學校的遠程教學中應用ICN的聯合研究。2022年度預定實施更高精度的驗證實驗。

美國思科系統公司也於2017年發布了可與現有網路技術共存的「混合ICN(hICN)」技術,並在繼續開發。

日文:大豆生田 崇志,《日經產業新聞》,2022/03/18
中文:JST客觀日本編輯部