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Effective Resource Utilization by Virtualized Service Function Clustering in Multiple Clouds

Research Project

Project/Area Number 19K11910
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60050:Software-related
Research InstitutionTokyo University of Technology

Principal Investigator

KANEMITSU Hidehiro  東京工科大学, コンピュータサイエンス学部, 講師 (60434362)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 花田 真樹  東京情報大学, 総合情報学部, 教授 (40373039)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywordsスケジューリング / ワークフロー / クラウド / 仮想化 / タスククラスタリング / コンテナ / タスクスケジューリング / ICN / CCN / P2P / IPFS / ワークフロースケジューリング / コンテナ配備 / サービスファンクションチェイニング / リストスケジューリング / ファンクションクラスタリング / クラスタリング / 負荷分散
Outline of Research at the Start

本研究では,IoT デバイス等のセンサ等から得られる大量の情報を処理するために,仮想化ファンクションを複数クラウド間で効率よく連携処理する機構を開発する.そのためには,処理するためのファンクション及び計算資源双方を仮想化した上で,これら双方の資源を有効利用するためのファンクション割り当てアルゴリズムが必要である.そこで本研究では,複数のファンクションから成るファンクションチェイン(SFC)において,計算資源の負荷を考慮に入れた上で,ファンクション同士を集約してVMへの割り当てを行う,ファンクションクラスタリング機構を開発する.そして実ネットワーク上でプロトタイプ実装し,実用性を検証する.

Outline of Final Research Achievements

We established a parallel processing scheme to efficiently execute any kinds of application for IoT, where multiple cloud sites collaboratively communicate each other. In our developed container-based scheduling scheme, the objectives are to minmimize the response time with making the number of both contanerized tasks and computational resources reduced as far as possible. As a result, we conclude that a scheme to efficiently utilize both computational and processing resources has been established.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は,主にIoTの処理基盤において少ない計算資源及び処理資源で効率よく処理するための自動制御技術を提示したことである.また,任意の構造を持つアプリケーションに対して適用可能であるため,その適用範囲は広い.例えば動画像処理を仮想化環境で効率よく処理できる.そのため,その環境を利用するユーザにとって,これまでの金銭的コストをより抑えることができると考えられる.資源の有効利用により,単位時間あたりより多くのアプリケーションを処理できることになるため,処理スループットが上がる.そのため,仮想化環境の運用側・利用側双方にとって利益を享受することが可能となる.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] IoT-centric Service Function Chaining Orchestration and its Performance Validation2021

    • Author(s)
      Hibiki Sekine, Kenji Kanai, Jiro Katto, Hidehiro Kanemitsu, Hidenori Nakazato
    • Journal Title

      in Proc. IEEE CCNC2021

      Volume: - Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/ccnc49032.2021.9369538

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] KadRTT: Routing with network proximity and uniform ID arrangement in Kademlia2021

    • Author(s)
      Hidehiro Kanemitsu, Hidenori Nakazato
    • Journal Title

      in Proc. IFIP Networking 2021

      Volume: - Pages: 1-6

    • DOI

      10.23919/ifipnetworking52078.2021.9472816

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ICNにおけるディレクトリ単位のアクセス頻度を考慮したキャッシュ管理手法2021

    • Author(s)
      間木平 伊織,金光 永煥
    • Journal Title

      電子情報通信学会2021年ソサイエティ大会論文集

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] KademliaにおけるRTTを考慮したコンテンツ探索手法の提案2021

    • Author(s)
      古池 太一,金光 永煥
    • Journal Title

      電子情報通信学会2021年ソサイエティ大会論文集

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] A containerized task clustering for scheduling workflows to utilize processors and containers on clouds2021

    • Author(s)
      Hidehiro Kanemitsu, Kenji Kanai, Jiro Katto, and Hidenori Nakazato
    • Journal Title

      The Journal of Supercomputing

      Volume: - Issue: 11 Pages: 12879-12923

    • DOI

      10.1007/s11227-021-03789-2

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Toward autonomous container-based task scheduling for efficient IoT processing2020

    • Author(s)
      Hidehiro Kanemitsu
    • Organizer
      7th International Conference on Electronics, Electrical Engineering, Computer Science (EEECS2020)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Function Clustering Algorithm for Resource Utilization in Service Function Chaining2019

    • Author(s)
      Hidehiro Kanemitsu, Kenji Kanai, Jiro Katto, and Hidenori Nakazato
    • Organizer
      in Proc.IEEE International Conference on Cloud Computing 2019 (IEEE CLOUD2019), pp. 193-195, July, 2019.
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multiple Workflow Scheduling with Offloading Tasks to Edge Cloud2019

    • Author(s)
      Hidehiro Kanemitsu, Masaki Hanada, and Hidenori Nakazato
    • Organizer
      Lecture Notes in Computer Sciences (Proc. CLOUD2019), pp. 38-52, Springer, June, 2019.
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ワークフローにおけるICNを用いたファンクションチェイニング2019

    • Author(s)
      金光 永煥,花田 真樹,金井 謙治,中里 秀則
    • Organizer
      信学技報, vol. 119, no. 461, IN2019-120, pp. 249-254, 2020年3月.
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ファンクション集約によるサービスファンクションのスケジューリング2019

    • Author(s)
      金光 永煥,金井 謙治,甲藤 二郎,中里 秀則
    • Organizer
      信学技報, CS2019-47, Vol. 119, No. 196, pp. 1 - 4, 2019年9月.
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] SFlow

    • URL

      https://github.com/ncl-teu/SFlow

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] ICN-SFCSim

    • URL

      https://github.com/ncl-teu/ncl_icn-sfcsim

    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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