Hierarchical cloud architecture using lightweight-agent software for next-generation mobile application

• Project/Area Number: 16H02806
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Information network
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: IIDA Katsuyoshi 北海道大学, 情報基盤センター, 准教授 (00332768)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古閑 宏幸 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (20433401)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000); Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2017: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2016: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
• Keywords: 第５世代携帯電話網 / モバイルエッジコンピューティング / 超低遅延サービス / 輻輳制御 / TCP公平性 / ネットワークアーキテクチャ / 第5世代携帯電話網

Outline of Final Research Achievements

We performed two set of researches. 1) study on model of mobile edge computing for next-generation mobile applications, 2) study on TCP fairness improvement for mobile edge computing environment. For 1), we have developed a mathematical model for low-latency service and implemented a testbed system. For 2), we have investigated TCP fairness issues in a cloud-edge mixed environment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代モバイルアプリが必要とする２種類の研究を実施した。１．超低遅延サービスのためのモバイルエッジコンピューティングモデルの確立、２．モバイルエッジコンピューティング環境でのＴＣＰ公平性研究。前者は低遅延サービスのためのモデルの確立と当該モデルのテスト実装の開発を実施した。後者は、クラウドサーバとエッジサーバの２種類を利用する際のＴＣＰ公平性向上に関する研究を実施した。

Research Products

• [Journal Article] Hash-Based Cache Distribution and Search Schemes in Content-Centric Networking (2019)
  • Author(s): Y. Sato, Y. Ito, and H. Koga
  • Journal Title: IEICE Transactions on Information and Systems Volume: E102.D Issue: 5 Pages: 998-1001
  • DOI: 10.1587/transinf.2018NTL0002
  • NAID: 130007641121
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • Year and Date: 2019-05-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TCP using Adaptive FEC to Improve Throughput Performance in High-latency Environments (2019)
  • Author(s): Y. Sato, H. Koga, and T. Ikenaga
  • Journal Title: IEICE Transactions on Communications Volume: E102-B Pages: 537-544
  • NAID: 130007606733
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Bandwidth Allocation Scheme to Improve Fairness and Link Utilization in Data Center Networks (2018)
  • Author(s): Y. Ito, H. Koga, and K. Iida
  • Journal Title: IEICE Transactions on Communications Volume: E101.B Issue: 3 Pages: 679-687
  • DOI: 10.1587/transcom.2017NRP0008
  • NAID: 130006407168
  • ISSN: 0916-8516, 1745-1345
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simulation Study of Low Latency Network Architecture Using Mobile Edge Computing (2017)
  • Author(s): K. Intharawijitr, K. Iida, and H. Koga
  • Journal Title: IEICE Transactions on Information and Systems Volume: E100.D Issue: 5 Pages: 963-972
  • DOI: 10.1587/transinf.2016NTP0003
  • NAID: 130005631774
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Practical Enhancement and Evaluation of a Low-latency Network Model using Mobile Edge Computing (2017)
  • Author(s): K. Intharawijitr, K. Iida, H. Koga, and K. Yamaoka
  • Journal Title: Proc. IEEE Annual Computer Software and Applications Conference (COMPSAC2017), Volume: － Pages: 567-574
  • DOI: 10.1109/compsac.2017.190
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Bandwidth Allocation Scheme to Meet Flow Requirements in Mobile Edge Computing (2017)
  • Author(s): Y. Ito, H. Koga, and K. Iida
  • Journal Title: Proc. IEEE Int’l Conference on Cloud Networking (Cloudnet’17) Volume: － Pages: 114-118
  • DOI: 10.1109/cloudnet.2017.8071541
  • NAID: 40021158689
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Bandwidth Allocation Scheme Based on Residual Bandwidth Information in Mobile Edge Computing (2017)
  • Author(s): Y. Ito, H. Koga, and K. Iida
  • Journal Title: Proc. ACM Workshop on Middleware for Edge Clouds & Cloudlets (MECC2017) Volume: － Pages: 1-3
  • DOI: 10.1145/3152360.3152364
  • NAID: 40021373585
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improving TCP throughput using forward error correction* (2017)
  • Author(s): Y. Sato, H. Koga, and T. Ikenaga
  • Journal Title: IEICE Communications Express Volume: 6 Issue: 1 Pages: 28-33
  • DOI: 10.1587/comex.2016XBL0158
  • NAID: 130005239789
  • ISSN: 2187-0136
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Congestion Control Switching Method to Obtain the Bandwidth in Ultra Wide Band Basestations and to Maintain the Throughput of Background Flows (2016)
  • Author(s): 佐野修一，飯田勝吉
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌B 通信 Volume: J99-B Issue: 10 Pages: 843-858
  • DOI: 10.14923/transcomj.2016IAP0011
  • ISSN: 1881-0209
  • Year and Date: 2016-10-01
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A bandwidth allocation scheme to improve fairness in data center networks (2016)
  • Author(s): Y. Ito, H. Koga, and K. Iida
  • Journal Title: IEICE Communications Express Volume: 5 Issue: 5 Pages: 129-134
  • DOI: 10.1587/comex.2016XBL0005
  • NAID: 130005150073
  • ISSN: 2187-0136
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] エッジコンピューティング技術と低遅延ネットワーク研究の現状 (2019)
  • Author(s): 飯田勝吉
  • Organizer: 日本学術振興会・光ネットワークシステム技術第171委員会・第66回研究会
  • Invited
• [Presentation] Improvement of computing latency estimation in orchestrator of MEC using statistical analysis (2019)
  • Author(s): K. Intharawijitr, K. Iida, H. Koga, and K. Yamaoka
  • Organizer: IEICE Workshop of Network System
• [Presentation] 多様なサービスを収容する IoT 基盤の研究開発 (2019)
  • Author(s): 飯田勝吉
  • Organizer: 2019年電子情報通信学会総合大会
  • Invited
• [Presentation] Improving Offload Delay using Flow Splitting and Aggregation in Edge Computing (2019)
  • Author(s): Y. Ito and H. Koga
  • Organizer: IEEE Consumer Communications & Networking Conference (CCNC2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エッジコンピューティングを用いた低遅延ネットワークの研究 (2018)
  • Author(s): 飯田勝吉，クリッティン インタラウィジット
  • Organizer: 電子情報通信学会・情報ネットワーク研究会
  • Invited
• [Presentation] エッジコンピューティング技術の動向と今後の展望 (2018)
  • Author(s): 飯田勝吉
  • Organizer: 2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • Invited
• [Presentation] バーストロス環境におけるTCPスループット改善のためのインタリーブを用いた適応型FEC手法 (2018)
  • Author(s): 佐当百合野，古閑宏幸，池永全志
  • Organizer: 電子情報通信学会・ネットワークシステム研究会
• [Presentation] コンテンツ指向ネットワークにおけるクラスタ化を用いたキャッシュ分散手法 (2018)
  • Author(s): 吉田未希也，伊藤友輔，佐当百合野，古閑宏幸
  • Organizer: 電子情報通信学会・2018年ソサイエティ大会
• [Presentation] A Cluster-based Cache Distribution Scheme in Content-Centric Networking (2018)
  • Author(s): M. Yoshida, Y. Ito, Y. Sato, and H. Koga
  • Organizer: ACM Information-Centric Networking (ICN2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] An Effective Scheme to Utilize Caches for Streaming Services in Mobile CCN (2018)
  • Author(s): G. Nakagawa, Y. Ito, Y. Sato, and H. Koga
  • Organizer: IEEE International Performance Computing and Communications Conference (IPCCC2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エッジコンピューティング研究開発の現状と今後の課題 (2017)
  • Author(s): 飯田勝吉
  • Organizer: 電子情報通信学会・インターネットアーキテクチャ研究会
• [Presentation] モバイルエッジコンピューティングにおける残余帯域情報に基づく帯域割当手法 (2017)
  • Author(s): 伊藤友輔，古閑宏幸，飯田勝吉
  • Organizer: 電子情報通信学会・ネットワークシステム研究会
• [Presentation] 低遅延ネットワークアーキテクチャの近似解析の初期検討 (2017)
  • Author(s): 木村武志，クリッティン インタラウィジット，飯田勝吉，高井昌彰
  • Organizer: 電子情報通信学会・ネットワークシステム研究会
• [Presentation] Implementation and preliminary evaluation of low-latency network architecture (2017)
  • Author(s): K. Intharawijitr, K. Iida, H. Koga, and K. Yamaoka
  • Organizer: IEICE IA Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] モバイルエッジコンピューティングにおけるフロー要求に応じた帯域割当手法の提案 (2017)
  • Author(s): 伊藤友輔，古閑宏幸，飯田勝吉
  • Organizer: 電子情報通信学会・ネットワークシステム研究会
  • Place of Presentation: 沖縄残波岬ロイヤルホテル（沖縄県読谷村）
• [Presentation] Disaster-Resilient Dynamic Controller Placement in SDN (2017)
  • Author(s): V. Torres Da Costa, T. Akiyama, and K. Iida
  • Organizer: 電子情報通信学会・インターネットアーキテクチャ研究会
  • Place of Presentation: カルチャーリゾートフェストーネ（沖縄県宜野湾市）
• [Presentation] Use Cases and Strategy for Model of Low-latency Network Architecture (2017)
  • Author(s): K. Intharawijitr, K. Iida, H. Koga, and K. Yamaoka
  • Organizer: IEICE General Conference 2017
  • Place of Presentation: 名城大学（愛知県名古屋市）
• [Presentation] ［奨励講演］経路遅延差がある場合のマルチパスTCPのサブフロー制御ポリシのためのUDP・TCPの品質評価 (2016)
  • Author(s): 金井智彦，飯田勝吉
  • Organizer: 電子情報通信学会・ネットワークシステム研究会
  • Place of Presentation: 和歌山大学（和歌山県和歌山市）
• [Presentation] データセンタネットワークにおける公平性と利用効率改善のための帯域割当手法の提案 (2016)
  • Author(s): 伊藤友輔，古閑宏幸，飯田勝吉
  • Organizer: 電子情報通信学会・ネットワークシステム研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
• [Presentation] Resilient Controller Placement Mechanism in Split-Domain SDN (2016)
  • Author(s): V. Torres Da Costa, T. Akiyama, and K. Iida
  • Organizer: IEICE Society Conference 2016
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
• [Presentation] Modeling of Mobile Edge Computing for Low-Latency Network Architecture (2016)
  • Author(s): K. Intharawijitr, K. Iida, and H. Koga
  • Organizer: IEICE Society Conference 2016
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
• [Presentation] Simulation evaluation of practical model of MEC in low-latency network architecture (2016)
  • Author(s): K. Intharawijitr, K. Iida, and H. Koga
  • Organizer: 電子情報通信学会・インターネットアーキテクチャ研究会
  • Place of Presentation: 広島市立大学（広島県広島市）