2021 Fiscal Year Annual Research Report
NFVネットワークにおける利己的最適サービスチェイニング
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19K11942
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
笹部 昌弘 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (10379109)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ネットワーク機能仮想化 / サービスチェイニング / 機能配置 / 整数線形最適化 / 容量制約付き最短経路ツアー問題 / ネットワークスライシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ネットワーク機能仮想化(Network Function Virtualization: NFV)は，汎用サーバ上で様々なネットワーク機能をソフトウェア(Virtual Network Function: VNF)として実現することで，限られたネットワーク資源の下，多様なサービスを迅速かつ柔軟に提供可能とする技術である．NFVでは，任意のネットワークサービスは一つ以上のVNFの連なり（サービスチェイン）としてみなすことができ，サービスチェインに対する要求に対し，NFVネットワーク上でそれを実現するサービスパスを構築する問題はサービスチェイニングと呼ばれる．ここで，サービスパスは始点から始まり，計算資源や通信資源に関する制約の下，中継ノード上で所望のVNFを実行した後，終点へと至る特別な通信経路を表す．
前年度までの成果により，サービスチェイニング問題とVNFの配置問題は容量制約付き最短経路ツアー問題に基づく整数線形最適化としてモデル化できることがわかっている．一方で，NP困難な最適化問題となるため，その効率的な解法に関しては課題が残されていた．そこで本年度では，サービスチェイニング問題に対して，ラグランジュ緩和法に基づく最適性と計算量のバランスを考慮した解法を新たに提案し，シミュレーション評価によりその有効性を示した．
また，NFV技術を用いた仮想的なネットワーク（スライス）の構築手法である，ネットワークスライシングについても検討を行った．スライスとは，一つ以上のサービスチェイン要求を同時に収容可能な仮想ネットワークを表し，特に，多数のユーザへのサービス提供（例えば，動画配信サービスなど）に利用される．本研究では，動画配信サービスを想定し，スライスの構築コストを抑えつつ，低遅延なサービス提供を可能とするスライス構築手法を提案した．シミュレーション評価により，提案手法により所望のスライスを実現可能であることを明らかにした．
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