Research on resource allocation method for service chaining based on approach of applied mathematical programming

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14980
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Sato Takehiro 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40793279)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ネットワーク仮想化 / サービスチェイニング / 資源割り当て / 列生成法 / ネットワーク制御

Outline of Final Research Achievements

This research established the computation model for service chaining that relaxes the order constraint of virtual network functions (VNFs). The model determines service chain routes and VNF placements with high applicability to real network systems. The computation method based on the column generation, which is one of the applied mathematical programming methods, was developed to obtain a high-accuracy solution within a practical time. In addition, this research developed a service chain control method that gradually improves the utilization efficiency of computation and network resources by adopting intermediate solutions found in the process of computing an optimal solution.

Free Research Field

通信工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、VNFの順序制約を緩和するサービスチェインの経路およびVNFの配置決定問題において、適用可能なネットワーク規模およびVNFの実行順序による要求資源量の課題を解決し、実際のネットワークシステムへの適用可能性が高い計算モデルを提供した。本研究成果により、実ネットワークシステムにおいてサービスチェイニングを高い資源利用効率で運用する事が可能になる。これにより、トラヒック制御やコンテンツ配信等といったカスタマイズされたサービスを、より多数のユーザへ提供することが可能となると期待される。