2016 Fiscal Year Research-status Report
コンテンツ指向ネットワークにおけるサービス品質向上のためのストリーミング配信方式
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16K00159
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| Research Institution | Tokyo University of Information Sciences |
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Principal Investigator |
花田 真樹 東京情報大学, 総合情報学部, 准教授 (40373039)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | CCN / ストリーミング / キャッシュ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，コンテンツ指向ネットワークにおいて，スムーズなストリーミング再生を実現するためのストリーミング配信技術を確立することである．平成28年度では，予定していた下記の研究内容(1).の検討・提案・評価を実施した．
(1).スムーズなストリーミング再生を目的としたキャッシング（in-network caching）方式：
ストリーミング再生では，チャンク（コンテンツファイルを分割したデータ）をダウンロードするルータを適切に選択しないと，チャンクのダウンロードがその再生開始時刻に間に合わず，再生途切れが発生することになる．本研究項目では，コンテンツファイルの先頭に近いチャンクほどユーザに近いルータにキャッシュし，先頭から離れているチャンクほどユーザから離れたルータにキャッシュさせる方式の検討を行った．具体的には次の手順でチャンクのキャッシュを行う方式を提案した．まず，コンテンツファイルのチャンク数を，ユーザからコンテンツサーバまでのホップ数で割り，各ルータにキャッシュさせるチャンク数を算出する．その後，コンテンツファイルの先頭から順番に，算出したチャンク数分のチャンクをユーザに近いルータから順番にキャッシュさせる．この際，ルータのキャッシュ容量に空きがある場合は冗長的にキャッシュさせる．この提案キャッシング方式の有効性を評価するために，提案キャッシング方式をNS3をベースとしたndnSIMシミュレータ（NS-3 based Named Data Networking (NDN) simulator）上に実装し，既存方式との性能比較を行った．その結果，あるシミュレーション条件下で，平均再生途切れ時間が100ミリ秒以下となり，既存方式と比べて1/9程度に抑えられるこという結果が得られた．これより，ユーザにストレスを与えない有用な結果が得られたと考えている．
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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
平成28年度の研究実施計画では，「スムーズなストリーミング再生を目的としたキャッシング方式」の検討・提案を行うことを予定していた．基本的な方針が固まっていたため，おおむね順調に実施できたと考えている．実験結果に関しても，おおむね当初予定していた通りの結果が得られたと考えている．しかしながら，実験で得られたデータから，平均再生途切れ時間が生じる原因の詳細な分析が行えていないため，より詳細な分析を実施し，その分析を基に次年度の本研究項目を進めていく必要があると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は，交付申請書の研究実施計画の2つ目である「ユーザのコンテンツ要求率とコンテンツの人気度を考慮したキャッシング（in-network caching）方式」に関する研究を実施する予定である．
平成28年度の研究項目では，コンテンツ要求率の高いヘビーユーザおよび要求の多い（人気度の高い）コンテンツを考慮していないため，平成29年度の研究項目では，コンテンツ要求率の高いヘビーユーザを考慮する予定である．コンテンツ要求率の高いヘビーユーザおよび要求の多い（人気度の高い）コンテンツが存在した場合，平成28年度で提案した，コンテンツファイルの先頭に近いチャンクほどユーザに近いルータにキャッシュし，先頭から離れているチャンクほどユーザから離れたルータにキャッシュさせる方式だけでは不十分である．そこで，平成28年度で提案した方式に，チャンクへのアクセス数やアクセス時間を考慮した手法を導入する予定である．基本的な方針としては，LFU（Least Frequently Used）やLRU(Least Recently Used)の概念を用いる予定である．また可能であれば，次年度の研究項目である経路制御方式はキャッシング方式との連携が必要なので，先行あるいは平行して実施できればと考えている．
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| Causes of Carryover |
平成28年度の研究項目で用いたネットワークシミュレータ（Network Simulator version 3）の負荷が，当初予想していた負荷より低かったため，シミュレーション環境の整備のために購入したデスクトップPCの性能を低く抑えることができたために生じたものである．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度の研究計画では，平成28年度で提案した方式に，チャンクへのアクセス数やアクセス時間を考慮した手法を導入する予定であり，少なくとも2つの方式を追加で実装する必要があり，さらには，その提案方式の処理による負荷も大きくなる可能性がある．そのため，十分なシミュレーション環境を整備する必要があるため，購入するデスクトップPCのスペックを少しあげる予定である．これにより，短期間で多くの実験結果が得られるため，より多くの方式の検討・提案・評価を実施する予定である．
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Research Products
(3 results)
