地球温暖化を低減するための次世代インターネット

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地球温暖化を低減するための次世代インターネット
潜在的な研究イニシアチブのアウトライン
ドラフト・ディスカッション文書
Bill St. Arnaud
CANARIE Inc – www.canarie.ca
[email protected]
特記されていない限り、このスライド・デッキ上の全ての素材は著者の事前許
可なく複製、修正、頒布可能である。
気候変動の責務
> われわれの社会と経済にとって最大(とまではいかないとしても)の脅威の
一つは、地球温暖化である。
> 2020年までに温室効果ガス排出の15〜30%をカットすることが、気温上昇
を2度以下にしておくために必要であり、2050年までには60〜80%ほどの一
層の削減が必要になるだろう。
> エネルギー効率性、現在のライフ・スタイル、ビジネス慣行における増分的な
改善以上のことをする必要があるだろう。もっと劇的な措置がとられなくては
ならない。
非効率な真実−CO2排出への
ICTのインパクト
> ICT産業だけで世界のCO2排出の10%を占めていると試算されており、そ
の規模は航空業界全体の炭素排出に匹敵する。
> 新しいサイバー・インフラストラクチャ、インターネット、モバイル・アプリケー
ションのせいで、ICTにおける排出は社会の中でどの産業よりも速く成長し
ている。
> 一つの小さなコンピュータ・サーバーだけで、1ガロンあたり15マイルの燃費
を持つSUV(スポーツ・ユーティリティ・ビークル)と同じだけの二酸化炭素を
生み出す。
> サーバーの約40%が、(その能力の)50%以上を持て余している。
> 英国のICT産業は原子力発電所4機分に匹敵する電力を消費している。
ICTのリーダーシップ
> ICTの産業・研究コミュニティはこの問題の解決のために努力する共同責
任を持っている。
> このコミュニティは急速な変化になじんでおり、学界にも業界にも最も革新
的な人々を有している。
> 幸い、航空業界に比べてみると、ICTの産業・研究コミュニティは、その直接
的なCO2排出をゼロに下げるためのツールを手にしており、社会の他のセ
クターが炭素排出を削減することを可能にする能力も持っている。
> 研究・教育ネットワークと大学のCIOたちは、炭素排出をなくす新しいネット
ワークとサイバー・インフラストラクチャを実験し、展開するにあたって不可
欠なリーダーシップの役割を担うことができる。
大きな経済的機会
> こうした技能と実践の多くは、エキサイティングな新しいビジネス機会にもつながっていく
だろう。
> 地球温暖化を和らげるためのICT戦略を最初に採用する国々は新しい経済の発電所に
なるだろう。
> ネットワーク事業者とアプリケーション・プロバイダーにとっての新しい収益の機会とビジ
ネス・モデル(が出てくるだろう。)
> 例:
– シスコは、CO2排出を低減するためのICTソリューションを都市が採用するのを支援するため、
1500万ドルのConnected Urban Development戦略でこの分野のイニシアチブをとっている。
– IBMは、企業や大学が、エネルギー集約的な物理的サーバーを廃棄することによって炭素オフ
セット・クレジットを100万ドルまで獲得できるバーチャル・サーバー・プログラムを発表した。
– 世界で最も成功しているベンチャー・キャピタル会社であるKleiner-Perkinsは、アル・ゴアを雇
い、グリーンICT技術へ多大な投資をしている。
地球温暖化を低減するための
NGIの主要目標
> 炭素排出ゼロ
> 将来のインターネットのネットワーク、プロジェクト、プログラム、アプリケーシ
ョンは炭素排出ゼロという主要目標を持たなければならない。
> 既存の技術での増分的なエネルギー効率改善は十分ではない。インターネ
ット・アーキテクチャとアプリケーションにおける劇的な変化が必要である。
> 炭素排出ゼロが適用されるのは
–
–
–
–
全ての光、無線、ラスト・マイルネットワーク
全てのルーター、交換機、ウェブ・サーバー
全てのサイバー・インフラストラクチャ、高性能コンピューター
PC、携帯電話、PDAなどのような全ての消費者機器
地球温暖化を低減するための
NGIの二次的目標
> 二次的な目標は、社会の他のセクターの炭素排出を低減するようなアプリケーション
やサービスの開発である。
> 「ビットと帯域を炭素と」交換する
– エネルギーやガスの剰余分と交換する無料のファイバー・トゥー・ザ・ホーム、無料の携帯電
話、無料のeムービー
> グリーン・コマース「gコマース」
– 通貨による取引と同じく炭素オフセットに基づいた新しい経済的エコシステム
> シン・クライアント、再生エネルギー場に作られた集中データ・センターによるサイバ
ー・インフラストラクチャのバーチャル化
> 遠隔出席、eラーニング、eヘルス、グリッド、スマート・ビル、交通混雑システムなど
いくつかの潜在的研究領域
> 太陽光発電あるいは風力発電の光リピーターを使ったダイナミックな全光ネットワー
ク
> ノードにミニ太陽光パネルを付けた無線メッシュ・アドホック・ネットワーク
> 水力発電ダムや風力発電所などの遠隔再生エネルギー場に共同設置されたサーバ
ー、コンピューター、ストレージを使った新しいインターネット・アーキテクチャ
> ルーターやサーバーに電力を供給する際の日没や風力低下に対応する破壊的なト
ポロジー変更を必要とするような有線・無線ネットワークのための新しいルーティング
と弾力性のアーキテクチャ
> 「太陽追跡」および「風追跡」グリッドのための分散的レプリケーションとバーチャル・
マシン(VM turntable、Hadoop)を使った新しいサイバー・インフラストラクチャやデ
ータ・ストレージ・アーキテクチャ
> 「炭素」ルーティング・テーブルなどに最適化されたビット当たり炭素(bpc)利用の新
しい統計や計測分析
炭素排出ゼロのGENI
センサー・ネットワーク
風力ベースの
ルーター
太陽光
無線基地局
モバイル無線ネットワーク
シン・クライアント
エッジ・サイト
Source: Peter Freeman NSF
炭素排出を低減するために考えられ
るインターネット・アーキテクチャ
アドレス・ブロックに沿っ
て割り振られた大規模分
散バーチャル・ルーター
0.x.x.x -63.x.x.x
64.x.x.x-127.x.x.x
特定のアドレス・
ブロックのための
パケットを運ぶよ
うに設計(事前配
置)されたそれぞ
れのライトパス・ト
ラフィック
127.x.x.x
0.x.x.x -63.x.x.x
64.x.x.x-127.x.x.x
遠隔ルーターとサ
ーバー・サイトへ
の光バックホール
128.x.x.x -191.x.x.x
192.x.x.x-255.x.x.x
多重バーチャル・ネット
ワークを持つ光ネット
ワーク基盤
192.x.x.x
炭素排出を低減するために可能
なNGIの詳細
>
UCLP(あるいはGENI)を使う光基盤上で多重かつ(おおよそ)並列のバーチャル・ネット
ワークを構築する。
>
16(あるいはそれ以上)のバウンダリーに沿ったインターネットの転送テーブルを分配し、独
自のルーティングとトポロジーを持つライトパス・ネットワークを区別するための転送テーブル
をアサインする。
>
それぞれ接続されたライトパスのためのアドレス・ブロック・バウンダリーに沿ってパケットを
事前に分配するよう、エッジで接続されているユーザーに奨励する。
>
再生エネルギー・サイトにあるルーティング・ノードを持ち、広く分散され、高度に並列的に
ルート化されたネットワークを構築する。
>
それぞれのアドレス・ブロック・ネットワークの転送とルーティングを行うために数多くの安い
PCベースのルーター(あるいはバーチャル・ルーター)を使う。
>
顧客への専用光チャンネルを使った光バックホールを持つ遠隔転送を奨励する。
>
ルーターがオンライン、オフラインになるのに合わせた「太陽追跡」および「風追跡」戦略のた
めの標準的なインターネットの再ルーティングを使う。
光ネットワークで接続された再生エネル
ギー・サイトでのサーバー・ファーム
光ネットワークとバーチャル化が
鍵
> ICTの二酸化炭素削減のインパクトは直接的な二酸化炭素削減よりも
10倍になる。
> ウェブ・サービス、バーチャル化、グリッド、ウェブ2.0、NGIなどの利用を
通じてかなり大きなインパクトが可能である。
> 「ビットおよび帯域を炭素と」交換する新しいビジネス・モデル
– 暖房・電気コストの削減と交換する無料ブロードバンド
– 交通、暖房などの炭素排出削減と交換する無料音楽、映画、eマガジンなど
– 公共交通機関利用者のための無料eブック
> gコマース
– お金の代わりに交換の新しい通貨として使われる炭素オフセット
– 炭素削減実践への投資を倍増する。
ラスト・マイル・インフラストラクチャの
ためのゼロ炭素ビジネス戦略
> 電力とガスの再販とともに無料のファイバーと高速インターネットを家庭に供
給する。
> 顧客はガスと電力請求でのプレミア(剰余)分を支払う。
> 顧客はエネルギー消費を通じたお金の節約を奨励される。
> エネルギー消費を削減した場合はペナルティーを科されない。
– 現在、ガス+電気+ブロードバンド+電話+ケーブルテレビに支払っているよりも
かなり少ない金額を払うだけで良くなる。
> ネットワーク事業者は収益保証を得る。
– しかし、ブロードバンドは今や損益の牽引役になっているので、われわれはブロー
ドバンドのOPEXとCAPEXコストをできるだけ低くしておかなくてはならない。
– QoS、NGNなどは意味をなさない。
Thank you
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