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Visualizing Network Processing in NFV Infrastructures and Developing Analytical Methods for NFV Management

Research Project

Project/Area Number 19K11940
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

Kawashima Ryota  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00710328)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsネットワーク機能仮想化 / システムソフトウェア / 運用管理 / ソフトウェア化 / 5G / NFV / クラウドネイティブ / DevOps / ネットワーク運用管理 / 可視化 / DPDK / ネットワーク監視 / 情報ネットワーク / ソフトウェア / 監視 / 仮想化
Outline of Research at the Start

本研究では、NFV (Network Functions Virtualization)を想定したソフトウェアベースの汎用システム(NFVノード)のシステム内部構成を考慮し、ノード内部におけるパケットの経路や各過程の所要時間を可視化する仕組みを考案し、標準的なネットワーク管理者がNFVノード内で発生する通信障害に対応できる仕組みを確立する。さらに、CPU等のリソース使用率に変わる新たな状態指標を考案し、NFVノードの障害を予防する仕組みも確立する。

Outline of Final Research Achievements

Software-oriented network infrastructures are bedrock for 5G/6G communications because they are based on extremely varied service requirements. Network Functions Virtualization (NFV) is the key concept for the infrastructures, and has been actually introduced in the real services. However, using commodity servers, as a means of embodiment, blinds network administrators in terms of understanding internal packet processing for management. This work addressed this management issue by making server internals transparent. Specifically, our NFV-VIPP framework enables internal system load and packet transferring path to be measurable.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題において実現したNFV-VIPPは、(汎用サーバを基盤とした)NFVにおける実用化の課題であった、運用管理性の向上に貢献するものであり、ひいては5Gや6G通信の本格普及に一役買うような技術である。NFV-VIPPはサーバ内部におけるパケット処理の詳細を明らかにするため、そこで得られた知見を活かし、NFVシステムの基本性能向上に向けた提言も行った。性能問題はNFVの実用化に向けた最大の障壁であり、その突破に向けた道筋をつけたという点において、大きな成果であったと言える。

Report

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

    (6 results)

All 2021 2019

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] A Vision to Software-Centric Cloud Native Network Functions: Achievements and Challenges2021

    • Author(s)
      Ryota Kawashima
    • Organizer
      IEEE 22nd International Conference on High Performance Switching and Routing (HPSR)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fast Cloud Native Data-Plane2021

    • Author(s)
      Ryota Kawashima
    • Organizer
      The 7th IEEE International Conference on Network Softwarization (IEEE NetSoft 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ソフトウェア指向による高性能クラウドネットワーキングへの展望2021

    • Author(s)
      川島 龍太
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 仮想I/Oのキャッシュ汚染解消に向けたNon-Temporal命令の有効性評価2021

    • Author(s)
      竹谷 大地, 川島 龍太, 中山 裕貴, 林 經正, 松尾 啓志
    • Organizer
      電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] NFV-VIPP: Catching Internal Figures of Packet Processing for Accelerating Development and Operations of NFV-nodes2019

    • Author(s)
      Masahiro Dodare, Yuki Taguchi, Ryota Kawashima, Hiroki Nakayama, Tsunemasa Hayashi, and Hiroshi Matsuo
    • Organizer
      2019 15th International Conference on Network and Service Management (CNSM)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] [ポスター講演]開発・運用サポートを目的としたNFVノード可視化機構の開発2019

    • Author(s)
      堂垂正裕、川島龍太、松尾啓志
    • Organizer
      電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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

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