2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of Adaptive Link Rate Switching between SDN Switches in Organization Networks to Reduce Power Consumption
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18K11253
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
木村 成伴 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20272180)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 省電力化 / 通信速度切替方式 / 組織内ネットワーク / SDN |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，大学などの組織が，所属する拠点間を接続し，かつ外部ネットワークと接続するために所有する組織内ネットワークの消費電力削減方式を開発することを目的とする．ここで想定している組織内ネットワークとは，OpenFlowスイッチで構築されたSDN (Software Defined Network)であり，コントローラからリンクの最大通信速度などの設定を集中管理できることを仮定している．そして，一台のスイッチにつながるクライアントが，外部ネットワークへ接続することを想定した他のスイッチにつながっているサーバと，MPTCP (Multipath TCP)によるマルチパス通信を行う状況を前提としている．
初年度の研究実績として，交付申請書の研究実施計画で述べた最初の計画である「(1) 専用OpenFlowスイッチによる通信実験」のためのネットワークを構築し，この環境下で行った簡易的な通信実験における消費電力を測定したことが挙げられる．本実験により，キャンパスネットワークとISP (Internet Service Provider)を仮定した2種類のトラフィックパターンに当てはめた24時間分の合計の消費電力が，従来のALR (Adaptive Link Rate)と比較して，最大1.1%の消費電力が削減できた．一方，トラフィックの変動は提案方式の方が最大で0.7%の低下に抑えられたことを示すことができた．これにより，研究者らが提案している「省電力化のためのMPTCPによるSDNを用いたスイッチ間帯域切り替え方式」の有効性が，不完全ながらも，実ネットワーク上で検証できた．
なお，本実験の研究成果は，情報処理学会第81回全国大会で発表している．
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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
「研究実績の概要」で述べた通信実験には，以下の課題がある．
まず，(1)ネットワークを構成する3台のOpenFlowスイッチの内，1台はPCで構成したスイッチ(専用OpenFlowスイッチではない)ことが挙げられる．しかし，3台目のOpenFlowスイッチの購入は研究の第2年度に行うことを計画しており，今後，この問題は解消される．
次に，(2)提案方式による実装が不完全であり，トラフィックの増減に応じて，動的に帯域を切り替えるできないことが挙げられる．この問題は，コントローラ側からOpenFlowスイッチの制御がうまくできていないことに起因するが，今後，コントローラのプログラムを修正することで，うまく動作できるようにできると考えている．
以上のことから，研究は「おおむね順調に進展している」と言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究第2年度は，3台目の専用OpenFlowスイッチを導入して，専用OpenFlowスイッチのみによるネットワークを構築する．そして，提案方式の実装の問題を解消し，トラフィックの増減に応じて，動的に帯域を切り替えることができるようにする．これにより，24時間を通した通信実験を行い，提案方式とALRの消費電力の比較を行うことが第1の目標となる．
次に，交付申請書の研究実施計画で述べたもう1つの計画である，「(2) 複数の拠点が同時に通信した場合の通信速度切替方式の開発」の準備を行う．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由として，結果的に，旅費が当初予定より抑えられたことが挙げられる．このため，謝金の使用が抑制された形となってしまった．
次年度は，この使用額を利用して，研究を補助する学生を増やし，「今後の研究の推進方策」で述べた「24時間を通した通信実験」をきめ細かく行う．これによって，謝金の利用を増やすことを計画している．
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