計算機資源の動的再構成機能を有するベアメタルクラウド構築手法の確立

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H02802
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 下條 真司 大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (00187478)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊達 進 大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (20346175) ; 木戸 善之 大阪大学, 情報科学研究科, その他(移行) (70506310)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ベアメタル / 資源管理 / クラウド構成技術

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ユーザが記載する計算機資源要求を受け付け、それら資源要求間で有限の計算機資源の調整・スケジューリングを行い、アクセラレータ等の計算機資源を動的に計算ノードに割り付けることで、それぞれの計算機資源要求および性能要求に合致したベアメタルクラウドをオンデマンドに構築・提供する技術を実現する。技術的には、申請者らが開発してきたユーザの資源要求に最適な計算機資源とネットワーク資源を動的に割り当てるジョブ管理フレームワークSDN-JMSの資源割当機構を中核技術とし、クラウド管理ツールOpenStackおよびシステムハードウェア仮想化技術ExpEtherを連動させることにより、ユーザの多様なシステム構成要求に応じた動的資源割当を行うベアメタルクラウド構築手法および技術を確立する。このような研究目的に向け、初年度となる平成28年度は、本研究を推進していく上での関連研究および関連技術の調査から開始し、後半期より「課題1. 計算機資源要求に基づく動的再構成フレームワークの設計と実装」を目的とした研究にシフトする。この研究計画に基づき、平成28年度は下記の(a), (b)を推進した。
(a) 関連研究・技術調査
OpenStack等のクラウド管理ツール、ExpEther等のシステム仮想化技術、PCIに対する動的活線接続の対応技術の状況、OGE(Oracle Grid Engine)等のジョブ管理システムについて調査した。
(b) 計算機資源要求に基づく動的再構成フレームワークの設計と実装
計算機資源要求に基づいた資源割り当てシミュレータの開発を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は、(b)計算機資源要求に基づく動的再構成フレームワークの設計と実装を推進する予定であったが、計算資源要求に基づ動的再構成ブレームワークの実装過程において、当初予定していた仮想計算機技術ではスケジューラ技術との親和性が低く、動的再構成可能技術の実用性・有用性が不十分であることが判明した。そのことから、他の仮想技術での検証を行う必要があったことから、追加調査・実装・試作が発生したこともあり、やや遅れ気味と判断した。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、本年度実施した「課題1. 計算機資源要求に基づく動的再構成フレームワークの設計と実装」を達成すべく、資源要求インタフェースおよび資源要求解析パーサ、スケジューリング機能の実装を行う。

Research Products

• [Journal Article] SDN-accelerated HPC Infrastructure for Scientific Research (2016)
  • Author(s): Susumu Date, Hirotake Abe, Dashdavaa Khureltulga, Keichi Takahashi, Yoshiyuki Kido, Yasuhiro Watashiba, Pongsakorn U-chupala, Kohei Ichikawa, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Shinji Shimojo
  • Journal Title: International Journal of Information Technology Volume: 22 Pages: -
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Towards a Fully Automated Diagnostic System for Orthodontic Treatment in Dentistry (2017)
  • Author(s): Seiya Murata, Chonho Lee, Chihiro Tanikawa, Susumu Date
  • Organizer: The thirteenth IEEE eScience Conference (e-science2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Towards a smart dental healthcare: an automated assessment of orthodontic treatment need (2017)
  • Author(s): Seiya Murata, Kobo Ishigaki, Chonho Lee, Chihiro Tanikawa, Susumu Date, Takashi Yoshikawa
  • Organizer: The Second International Conference on Informatics and Assistive Technologies for Health-Care, Medical Support and Wellbeing (HEALTHINFO 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Towards a Software Defined Secure Data Staging Mechanism (2017)
  • Author(s): Susumu Date, Takashi Yoshikawa, Kazunori Nozaki, Yasuhiro Watashiba, Yoshiyuki Kido, Masahiko Takahashi, Masaya Muraki, Shinji Shimojo
  • Organizer: Sustained Simulation Performance 2017 (WSSP 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation of SDN-based Conflict Avoidance between Data Staging and Inter-Process Communication (2017)
  • Author(s): Arata Endo, Ryoichi Jingai, Susumu Date, Yoshiyuki Kido, Shinji Shimojo
  • Organizer: The 2017 International Conference on High Performance Computing & Simulation (HPCS 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Highly Reconfigurable Computing Platform for High Performance Computing Infrastructure as a Service: Hi-IaaS (2017)
  • Author(s): Akihito Misawa, Susumu Date, Keichi Takahashi, Takashi Yoshikawa, Masahiko Takahashi, Masaki Kan, Yasuhiro Watashiba, Yoshiyuki Kido, Chonho Lee, Shinji Shimojo
  • Organizer: The 7th International Conference on Cloud Computing and Services Science (CLOSER 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 医療データを高性能計算機システムで利用するためのダイナミックセキュアなステージングシステム (2017)
  • Author(s): 伊達進, 吉川隆士, 野崎一徳, 渡場康弘, Lee Chonho, 木戸善之, 下條真司
  • Organizer: 第37回日本医療情報学連合大会
• [Presentation] Adaptive Network Resource Reallocation for Hot-spot Avoidance on SDN-based Cluster System” (2016)
  • Author(s): Masaharu Shimizu, Yasuhiro Watashiba, Susumu Date, Shinji Shimojo
  • Organizer: NetCloud 2016 workshop, 8th IEEE International Conference on Cloud Computing Technology and Science (CloudCom2016)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Architecture of Virtualized Computational Resource Allocation on SDN-enhanced Job Management System Framework (2016)
  • Author(s): Yasuhiro Watashiba, Susumu Date, Hirotake Abe, Kohei Ichikawa, Yoshiyuki Kido, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai
  • Organizer: 2016 39th International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Proposal of On-demand Staging leveraging Job Management System and Software Defined Networking (2016)
  • Author(s): Susumu Date, Takashi Yoshikawa, Yasuhiro Watashiba, Yoshiyuki Kido, Shinji Shimojo, Masahiko Takahashi, Masaki Kan, Masaki Muraki
  • Organizer: Workshop on Sustained Simulation Performance (WSSP)
  • Int'l Joint Research