2016 Fiscal Year Annual Research Report
Scalable Distributed Systems based on Echo Model
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15H02695
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
滝沢 誠 法政大学, 理工学部, 教授 (80188119)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榎戸 智也 立正大学, 経営学部, 教授 (10360158)
Barolli Leonard 福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (40312722)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エコ分散システム / 電力消費モデル / 計算モデル / サーバ選択アルゴリズム / 多レベル電力消費モデル / エコ分散シミュレータ / 仮想マシン移行モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
情報システムでは、処理時間等の性能目標を達成することに加えて、新たに消費電力を削減することがエコ社会を実現するために必須の課題となっている。本研究では、ハードウェア要素の消費電力を考えるのではなく、サーバ等の情報機器が応用プロセスを実行したときの機器全体で消費される電力を考えている点に特長がある。大規模分散型システムを対象として、ソフトウェアとサービス利用の観点から、性能目標に加えて消費電力を低減するためのモデルと方式の研究を行う。
第二年度では、まず情報機器の電力消費モデル、計算モデルと、サーバ選択、仮想マシン移行等のための各種アルゴリズムの評価を行うための「エコ分散シミュレータ」の研究開発を行った。本年度導入した開発用サーバを利用し、エコシミュレータの開発を行うとともに評価を行った。本シミュレータを用いて、これまで研究を行ってきたサーバ選択アルゴリズムの評価を行い、サーバクラスタで広く用いられてきたラウンドロビン・アルゴリズム等と比較を行った。この結果、サーバクラスタ全体の消費電力を低減でき、かつ応用プロセスの平均実行時間を短縮できることを示した。また、ホストサーバで実行されているプロセスをより消費電力の少ないサーバに移行させるアルゴリズムも研究を行い、評価を行った。評価データは、本年度導入したサーバに蓄積し、解析を行っている。
次に、サーバの多重化等による信頼性向上と、これによる消費電力の増加の関連についての研究を行った。
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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
今年度は、サーバで応用プロセスを実行させたときのサーバ全体の消費電力を与えるマクロレベルの電力消費モデル、プロセスの実行時間を与える計算モデルを研究した。加えて、クラスタ全体の消費電力を低減するサーバ選択アルゴリズム、仮想マシンの移行(migration)アルゴリズム、信頼性向上のためのプロセス多重化方式の研究を行った。これらの研究成果は、国際学術論文誌、IEEE AINA等の国際会議で論文として発表を行い、Best paper賞(NBiS-2016, Ostrava, Czech)を受賞する等、国際的にも高い評価を得ることができた。特に、エコ分散シミュレータの研究開発を開発用サーバ(今年度導入)で行い、考案してきた種々のアルゴリズムの評価を行うことが可能となった。実際に、各種のサーバ選択アルゴリズム、プロセス移行アルゴリズムの評価を行い、クラスタ内の全サーバの消費電力を低減し、各応用プロセスの平均実行時間を短縮できるように改良を行なえた。これらの研究成果を生かして、来年度の研究を推進予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに研究を行ってきた、サーバで各種応用プロセスを実行したときの消費電力を与える電力消費(power consumption)モデルを、新しいアーキテクチャのコンピュータに加えて、サーバ以外のセンサー、ロボット等の情報機器に適用できるように改良を行う。また、AMD社等から提供されてきている新しいCPUを備えたサーバ等の情報機器についても実験を行い、申請者の提案しているマクロレベル方法論に基づいて電力消費モデルの改良、改善、発展を行う。同様に、実験を通して、サーバ上で応用プロセスの実行時間を与える計算(computation)モデルについても研究する。
今年度研究開発を行ったエコ分散シミュレータの改良を行い、モデルとアルゴリズムの評価を行う。特に、仮想マシン(virtual machine)をサーバ間で移行させるためのシミュレーション機能を設け、サーバの消費電力、プロセスの実行時間等についての評価を行う。また、研究室内の実際のサーバ機でプロセスを実行させ、仮想マシンの移行実験を行い評価を行う。
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[Presentation] Energy-aware Migration of Virtual Machines in a Cluster2016
Author(s)
Dilawaer Duolikun, Shigenari Nakamura, Ryo Watanabe, Tomoya Enokido, and Makoto Takizawa
Organizer
the 11th International Conference on Broadband, Wireless Computing, Communication and Applications (BWCCA-2016)
Place of Presentation
Asan, Korea
Year and Date
2016-11-05 – 2016-11-07
Int'l Joint Research
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