2017 Fiscal Year Research-status Report
化学反応式モデルに基づくNFVサービスアーキテクチャの確立
| Project/Area Number |
15K00123
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
長谷川 剛 大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (00294009)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | NFV / OPNFV / SDN / 化学反応式 / タプル空間モデル / VNF |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
NFV やマッシュアップWebサービスなどのネットワークシステムにおいては，分散配置されたサーバに，どのサービスや機能を配置するか，及び配置された各サービスや機能にどう資源を割り当て実行するかを各サーバで自律的に決定することが重要である．また，サーバ障害や環境変動の発生時においても，システムの冗長性や成長性を保ちながらシステム全体を制御できることが求められる．本研究では，化学反応式を利用した空間拡散モデルに基づいて，上記のようなネットワークサービスにおいて，提供するサービスや機能を適切な場所で実行し，サーバ資源をそれらで効率よく共有する手法を提案している．提案手法では，サービスや機能を実行するサーバを個々のタプル空間とみなし，ユーザからのリクエスト量やサービスの需要量等を化学物質として考え，サーバ内の局所的な状況を化学物質の濃度変化や拡散によって表現する．そして，その空間で，各サービスに対するリクエストをサーバ資源を用いて処理する反応式を定義し，それを実行することにより，サービスの需要に応じたサーバ資源の共有をシステム内の各デバイスの自律的な動作によって実現する．
また，提案システムをNetwork Function Virtualization (NFV)を実現するために適用することを考え，NFVにおけるサービチェイニング，Virtualized Network Function (VNF)のサーバへの配置，フロー経路の決定などを行うための化学反応式を構築し，その有効性を確認した．また，提案方式が持つパラメータが方式の挙動に与える影響を数学的解析によって明らかにし、その動作を確認した。
さらに，オープンソースのNFV環境であろOPNFVを用いた実装実験により，提案システムが仮想化ネットワークシステムに求められる様々な機能を、汎用的なアーキテクチャ上で実現できることを確認した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究では、複雑なNFVのフローへの資源割り当て、サーバの資源制御、サービスチェイニングなどが化学反応式で表現された提案方式において、サーバにおけるフローへのVNFの適用を多段階の酵素触媒反応を用いた反応表現の基本的な性質を、数学的解析手法によって明らかにした。その結果、複雑化するパラメータチューニングを行うことが可能となった。具体的には、適切なチューニングを行うことで、複数ノードで動作しているVNFへのネットワークフローの分散処理を十内に行えることを確認した。
また、提案方式を実環境へ適用するための実験を行っった。実験においては、NFV環境を実現するフレームワーうであるOPNFV (Open Platform for NFV) 上に提案方式を実装すると共に、提案方式によって決定されるVNFに与える資源量の調整を、OPNFV上で構築される仮想サーバ、及び仮想サーバ上で動作するVNFへの資源割当にどう反映させるかについて検討し、、実環境においてキャリブレーションを行うことにより実装した。その結果、汎用的なNFVのフレームワーク上で提案方式が問題なく動作することを示した。
これらのことから、研究計画で挙げた進捗予定に合致していると考える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、今年度までに構築してOPNFV上での提案手法を用いて、さらに複雑かつ一般的なNFV環境における動作を検証する。具体的には、NFVにおいて重要となるサービスチェイニングを実現する。サービスチェイニングについては現時点では安定的な実装が存在しないため、NSH (Network Service Header) において標準化が進められている方式を参考に、OpenFlowで構築されているOPNFV上でどのように実装するかを検討する。
その後、実装システムを用いて、実験評価を行う。今年度までは単一サーバ上に構築したOPNFV環境を利用して実験を行っていたが、これを、地理的に離れた複数サーバ上の環境を接続した大規模環境での検証へと発展させる。そのためには、今年度構築したNFVアーキテクチャに基づいた広域環境の実装が必要である。それらの実験評価を通じて、提案方式が大規模かつ一般的な環境で有効であるとを示す。
|
| Causes of Carryover |
今年度、提案手法を申請当初には無かったNFVフレームワークへ適用するための予備検討を行った。次年度に技術適用性の検証を行い、早期の成果発表を行うために、今年度の研究費の経費節減に努めた結果、未使用額が発生した。
次年度においては、上述の環境において提案手法の有効性を研究室内実験環境と学外クラウド環境で検証する。そのため、実験に必要となるNW機器の購入、また、成果発表のための旅費として使用する。
|
| Remarks |
研究成果の公開などを行っている。
|
