2020 Fiscal Year Research-status Report
遊休資源を利用して高スケーラビリティを実現するe-Learningシステム
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19K03081
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
川村 尚生 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (10263485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 健一 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (30399670)
菅原 一孔 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (90149948)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | e-Learning / 分散システム / 遊休資源 / ストレージ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は大別して2種類の研究を行った。
1つ目は、分散型e-Learningシステムからノードが離脱する際に生じる問題の検討である。分散型e-Learningシステムでは、性能を高めるために、データの複製をシステム内の複数のノードに一定数コピーしておくが、ノードが離脱する際に、そのノードが持っていたデータが消失するので、それをいかに回復するかが大きな問題となる。正常に手続きを経た後に離脱する場合は、離脱するノード自らが複製を作成して適切なノードにコピーを配置することができるが、ノートパソコンのパネルを閉じてスリープさせた場合など、システム側から見ると不正離脱になる場合、他のノードがそれを検出してデータの複製数を増やさなければならない。両方の手法の性能差について実験を行い、正常離脱の場合でも複製を他のノードに任せても十分な性能が出ることが確認でき、離脱手法を統一できることがわかった。また、スリープしたノードがレジュームした時、不整合を検出することで、いったん正常離脱して再参加する仕組みを昨年度開発していたが、キャッシュに残っているデータをなるべく再利用することで、データの複製にかかるコストを下げられるようにする仕組みも開発した。
2つ目は、ノード台数を増やすための準備である。先に述べた、離脱時の冗長性回復アルゴリズムや再参加時のキャッシュ再利用アルゴリズムを少ない台数で動作確認することはできたが、分散型e-Learningシステムによらず、分散システムでは、台数を増やして実験を行ったり、台数を増やした際に思ったように性能が上がらない場合に、どこがボトルネックになっているかを調べる必要がある。前者に対しては、あらかじめ作成したシナリオからノードの負荷を再現し、性能実験を行えるようにする性能評価システムを開発した。後者に対しては、既存の分散トレーシングシステムを遊休資源に対応させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では研究期間の4年間を半分ずつにわけ、前半2年間では研究室レベルでの比較的小さい実験環境においてシステムを開発し、実験を実施することを目指している。開発するシステムの実現には大きく3つの課題があるが、このうち、コンピュータがe-Learningシステムに動的に参加・離脱する手法の開発、コンテンツを分散管理する手法については、基礎的な開発は達成でき、比較的小さい実験環境では問題なく動作することを確認できた。概ね研究の中間時点で目標としていたレベルはクリアしていると考える。また、後半2年間でより大きな規模で実験するための準備として、性能評価する仕組みや、ボトルネックを発見するための分散トレーシングシステムの基礎的な開発は行ったので、後半2年間の研究を進める準備も整ったと言える。ただ、残る3つ目の課題である、コンテンツのセキュリティを確保する手法の開発については文献調査の段階であり、成果はあげられていない。しかしながら、残りの期間において研究を進められるものと考え、本研究の本質的な部分は予定通り進捗していることから、現在までの進捗状況は、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では研究期間の4年間を半分ずつにわけ、前半2年間では比較的小さい実験環境においてシステムを開発・実験し、後半2年間では、より実環境に近い規模において開発および実験を行うこととしている。この予定にしたがって研究を進めてゆく。
まずは研究室の他の学生に協力を仰いで、PCやタブレットなどのクライアント台数を増やして実験を行い、次いで学科が所有する計算機演習室を利用して、より大規模な実験を行う。分散型e-Learningシステムの基礎部分は小規模な環境で動作しているが、台数を増やすことでさまざまな問題が露呈することが考えられる。今年度開発した、性能評価システムや分散トレーシングシステムからなる実験環境システムも、大規模な環境で稼働させると不十分なところが見つかることが考えられる。実験を通じて、分散型e-Learningシステムそのものと実験環境システムの両方の改良を進める。また、クライアント台数の増加に対応するため、サーバの増強をはかる予定である。
並行してコンテンツのセキュリティを確保する手法の開発にも取り組む予定であるが、もともと研究計画が予定通り進捗しない場合、他の主要部分の成果には影響を与えないことから、セキュリティ部分は切り離すことを想定しており、優先度は下げて実施する。
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| Causes of Carryover |
実験や開発に必要なパソコンやタブレットは概ね予定通り購入して研究を進めることができた。
今年度予算の大半は国際会議への参加に要する費用に割り当てていたが、COVID-19のために海外出張が事実上不可能になったため、旅費および国際会議参加料をほとんど使うことができなかった。翌年度以降の旅費として使用するか、状況によっては物品費に算入する。
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Research Products
(2 results)
