A router cache priority control for low latency communication system
| Project/Area Number |
23K24833
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| Project/Area Number (Other) |
22H03577 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
大坐畠 智 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (30361744)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 令 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10910317)
山本 嶺 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (90581538)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | ルータキャッシュ / 超低遅延 / ICN / QoE |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、コンピュータネットワークで用いられているルータのStore-and-Forward転送において輻輳時に起きるキュー遅延をなくすアーキテクチャ、制御を明らかにする。ルータにキャッシュをすることができる情報指向ネットワーク（ICN）を用い、輻輳時には、ルータのインターフェースからパケットをキャッシュに退避することで、常にキューにはパケットがたまらない状況にして遅延が起きないアーキテクチャを明らかにする。さらに、通信（コンテンツ）に優先度をつけ、キューの待ち時間が全くないコンテンツと、キャッシュにコンテンツ一時退避されるコンテンツの間で優先制御を行う仕組みを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的を実現するため、まず、ICNルータのキャッシュを輻輳制御に用いることでルータの処理待ち遅延のないネットワーク制御を明らかにする（課題1）。次に、通信品質制御を実現するためのICNのルーティングとコンテンツ流通制御手法を明らかにする（課題2）。要素技術はシミュレーション実験で用い、システムとしての実装は、研究室内のプロトタイプ実装により評価を行った。以下でこれら課題の今年度の実績について述べる。
課題1 ルータのキャッシュを輻輳制御に用いる、ルータのキュー処理待ち遅延のないネットワーク制御：ルータでのキュー遅延をなくすことにより、ルータからの輻輳情報のフィードバックを高速化する制御を手法を明らかにすることを目的に行った。本年度は、ルータのキューの待ち時間を短くするために、超早期輻輳
検知をサーバがデータを転送する時点ではなく、クライアントがコンテンツ要求する時点で行うことによりフィードバック制御のさらなる高速化を実現し、QoEの改善を実現しながら通信の公平性も実現する方式を検討した。シミュレーション実験により、その有用性を示した。
課題2 通信品質を考慮したコンテンツ流通制御を実現する自律分散的なICNのルーティング： ICNではコンテンツ名を用いてルーティングをするが、コンテンツ管理手法が十分に検討されていない。ブロックチェーンによりコンテンツ管理を行い、スマートコントラクトを用いてルーティングプロトコルをICN上で実現するために、ICN上にEthereumを動作させるための設計をし、プロトタイプを実装した。さらにルーティングテーブルのサイズを適切に調整する方式を検討し、ルータ処理高速化手法を実装した。
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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
課題1の遅延のないネットワーク実現のため、フィードバック制御をさらに高速にする手法を提案し、シミュレーション実験により、その有用性を明らかにできている。
課題2のスマートコントラクトによるコンテンツ管理、ルーティングの実現のため、EthereumをICN上に実装し、ICNネイティブで動くようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題1は、次年度以降にルータのキャッシュも用いることによりさらなる低遅延通信の実現を目指していく。オンデマンド動画を対象としてきたが、リアルタイム動画への適応も検討する。機械学習を用いた制御も検討していく。
課題2は、スマートコントラクトによる制御ができる見通しがたっため、スマートコントラクトを用いたコンテンツ管理手法と、ルーティングを組み合わせたネットワーク制御手法を検討し、実装評価を行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
