| Project/Area Number |
21K11846
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60060:Information network-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
近堂 徹 広島大学, 情報メディア教育研究センター, 教授 (90437575)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | IoT / マイクロサービス / Pub/Subメッセージングシステム / 障害特定 / 耐障害性 |
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| Outline of Research at the Start |
IoTプラットフォームにおけるマイクロサービスの安定稼働のためには耐障害性の確保が大きな課題である。一方で，プラットフォームの重層化・複雑化により，構成するハードウェアリソースとアプリケーションサービスとの関連性に乖離が発生し，全体像の把握や障害時の問題点の特定がより困難になっている現状がある。本研究では，特にエッジコンピューティング基盤に焦点を当て，プラットフォームの重層性を考慮した複数のメトリクスとサービスのトレースデータを用いた障害検知・特定手法を新たに提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラットフォームの重層化・複雑化により，構成するハードウェアリソースとアプリケーションサービスとの関連性に乖離が発生し，IoTサービスを提供するシステムやネットワークの全体像の把握や障害時の問題点の特定がより困難になっている現状がある。
本研究では，コンテナ管理プラットフォームのサーバリソースやネットワーク特性などのメトリクスを網羅的な収集とそれに基づく効率的な障害検知と原因特定，ユーザーへのフィードバックを実現し，IoTプラットフォームにおける有効性を示すことを目的としている。
2022年度に実施したコンポーネント間の依存関係に基づく障害原因箇所の特定手法の成果を受けて，今年度はマイクロサービスにおけるコンポーネント間のデータ流通を想定した，Pub/Subメッセージングシステムにおける耐障害性を向上させるメッセージ配送手法の設計と実装を行った。また，無線ネットワークシステムにおける障害検知および自動診断システムの開発を行い，無線LAN環境で接続品質の低下や接続不能な状態などが発生した際に原因の診断・解決支援を行うシステムを提案し，プロトタイプ実装と評価から有効性を明らかにした。これらはIoTプラットフォームにおける障害検知手法に関連する技術開発およびアプリケーション実装であり，本成果を取りまとめて，国内研究会やシンポジウムで対外発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「Pub/Subメッセージングシステムにおける耐障害性を向上させるメッセージ配送手法の設計と実装」では，ネットワーク品質が変動しやすいIoTシステムでの利用に適したMQTTを対象とした，サブスクライバ群の状態を考慮した動的負荷分散手法を提案した。本手法では，サブスクライバの保留中のメッセージ数とメッセージあたりの平均処理時間を基にスコア値を計算することで，グループ内で最も配信に適したサブスクライバをリアルタイムに選択できる特徴を持つ。評価実験では，他のワークロードによるリソース変動や処理時間の変化が発生する可能性があるIoTプラットフォーム環境に対して，既存の静的負荷分散手法よりも堅牢であることを実験的に示した。この成果は，2023年12月に開催された情報処理学会インターネットと運用技術シンポジウム2023にて発表し，優秀論文賞を受賞している。
「無線ネットワークシステムにおける障害検知および自動診断システムの開発」では，組織内無線LANにおいてネットワークログや接続端末から取得できる情報を用いて，ネットワークの障害検知や特定を対話型で自己診断可能なプロトタイプの提案を行った。今回はユースケースとして組織内無線LANに焦点を当てているが，本研究開発で提案している診断戦略やユーザーに対するフロントエンドは，マイクロサービスの障害検知・特定にも活用できるものである。この成果も，2023年12月に開催された情報処理学会インターネットと運用技術シンポジウム2023のポスターセッションにて発表を行なっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果を取りまとめて，最終的な成果を国際会議もしくは学術論文誌への投稿を進める。
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