2017 Fiscal Year Annual Research Report
空間分割多重型エラスティック光網制御及び密連携する分散エッジノード応用基盤の研究
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17H00734
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
戸出 英樹 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20243181)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣田 悠介 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワークシステム研究所ネットワーク基盤研究室, 主任研究員 (20533136)
藤本 章宏 和歌山大学, 学術情報センター, 助教 (30711551)
谷川 陽祐 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90548497)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | クラウドコンピューティング / 参加型サービス / ビッグデータ / 情報システム / ネットワーク制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（ア）SDM-EONネットワーク設計技術として，まず，超広帯域な要求を柔軟に収容するため，FM-MCF環境を想定し，中継ノードでの多重分離能力の有無，並びにモード連続性制約の有無がブロッキング性能に与える影響を定量的に評価し，モード連続性制約有りならば，途中の多重分離可能能力と同一対地間のパスへの別モードでの相乗り能力はほぼ同程度であることなどを明らかにした．次に，SDMファイバ環境でクロストーク (XT) に起因する信号劣化問題に注目し，できる限り厳密かつ簡易にXTを一定レベル以下に抑制する方式として，「禁止領域の概念」を導入した方式の提案を行い，その有効性を定量的に明らかにした．また，Routing制御に関して，特に光パケットの適応的かつ限定的な迂回転送制御を提案し，その効果を実証した．さらに，網内に複数の等価なFunctionが存在する場合に網内誘導情報の配布を通して適切に検索する手法を提案し，その有効性を示した．
（イ）多数のノード集合を連携するSDM-EON光ネットワーキング応用技術として，細粒度な超分散クラウドコンピューティング環境を想定し，Big Dataを拠点として当該データを解析・処理するための計算資源を連携すると共に，効率的に光パスの設定も行う複合的設計手法についての提案を行った．また，複数のBig Dataと計算資源との集合間の距離や利用率の公平性を向上させるため，オブジェクト（割当計算資源）を移動・複製しネットワーク構成を変更する手法についても基本提案を行った．上記の複合的な最適化問題に対して，遺伝的アルゴリズムベースの提案手法を採用し，光ネットワーク部はシンプルなWDM網を前提とした制約条件とした．この成果により，SDM-EONネットワークにおける複数の制約条件を満たす手法に発展させる見通しが立った．
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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
課題（ア）のSDM-EON ネットワーク設計技術，課題（イ）の多数のノード集合を連携するSDM-EON 光ネットワーキング応用技術共に，個別の課題の計画に対する変動は多少あるものの，方式の完成度や成果面で計画を上回る部分もあり，総合的には，計画はおおむね順調に進んでいると判断される．具体的には，課題（ア）に関して，SCMA制御とRouting制御との連携に関して，更なる検討が必要ではあるが，一方で，クロストークの抑制に関しては，より緻密な提案と評価が行えており，この項目に関しては目標の従来方式に対する10倍の性能改善のめども立ちつつある．一方，課題（イ）に関しては，SDM-EON環境への適合は次年度に進める予定であるが，特に重要なBig Data解析を想定し，計算資源の動的な割当を光ネットワーク設計と連携して行う技術の確立，さらに計算資源のマイグレーションを含めた方式の設計・基本評価と極めて順調に進んでおり，IEEE Transaction on Network and Service ManagementのNovel Techniques for Managing Softwarized Networks 特集号への論文投稿を果たすことができた．次年度の方式拡張に向けての足がかりは整ったと言える． 次年度のSDN系の研究を今後実証実験につなげるための端緒として，NICTと共同研究契約を結び仙台テストベッドの利用を可能とした．平成29年度に基礎実験として3日間の実験を先行的に行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に従って，研究を推進する予定である．まず，平成29年度の研究の進捗をさらに加速させる．特に，SDM-EON環境の制約を考慮に入れた提案方式の拡張を進める予定である．次に，平成30年度の実施計画として掲げている課題（ア）のクロストークの影響をより総合的に抑制する方式（ファイバ＋ノードのクロストーク，波長ごとに異なるクロストークなど）への拡張を図る．具体的には，SDMファイバのXTのみならず，ノードのスイッチ構造に応じた内部のXTをも考慮に入れたRSCMA制御の拡張方式を模索する．また，再生中継を適応的に導入する網設計法について研究を進める予定である．具体的には，Transmission ReachやXTの制約を克服するために再生器の導入法を提案し，再生器による信号回復を組み込んだ設計手法を確立する．
次に，課題（イ）としてSDN連携として，SDNで対象システムを統合管理するための制御系を設計する．現状案では，OpenFlowをベースとして，機能配備，ならびに各機能の集中・分散制御の振り分けを行う．さらに，SDN制御系の特徴を反映してRSCMA制御のチューンアップを図る．本研究の後半の実証実験に向けて，NICTの仙台テストベッドを利用した光パス切替実験を行う予定であり，SDN系の研究発展に向けての土台を確立する予定である．
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