2021 Fiscal Year Research-status Report
P4-based local-global integrated control for packet forwarding in wireless networks
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20K11770
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鶴 正人 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (40231443)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | SDN / P4スイッチ / 制御プレーン / マルチホップ無線ネットワーク / パケットスケジューリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、（課題１）マルチホップ無線ネットワークのパケット中継転送に必要な高度化技術をデータプレーン・プログラミングのための最新SDN技術であるP4技術によってソフトウェアスイッチおよびSDNコントローラ上に実現・検証し、また（課題２）その際に必要となる局所・大域制御のための統一的制御プレーンを、同様にP4技術によって実現し、課題１の具体例を通した検証を進めている。
2021年度は、課題１では昨年度拡張したY字型トポロジー（3つの出口ゲートウェイ)上のパケット転送スケジューリングを、３タイプ、５パターンに分類し、各ノードのデータ生成レートが不均一な場合にも対応させ、英文ジャーナルに成果を公表した。さらにトポロジーをY＋Y型（4つの出口ゲートウェイ）に拡張する検討を進め、目途を立てた。またDPDK技術を使ったP4対応高速ソフトウェアスイッチ(t4p4s on DPDK/Linux)の調査・予備実験を行い、拡張性不足が判った。
一方、課題２では、一方、ネットワーク上にin-band制御プレーンを実現するためのオーバレイネットワークの様々な（論理）トポロジーの特徴分析を行なった。また、動的in-band制御チャネルの一部の機能のP4による試作を標準ソフトウェアスイッチ(bmv2 on Linux)とコントローラ上に試作し、2台のスイッチと1台のコントローラ、そして送受信端末をつないだ最小構成ネットワークで機能および性能のテストを行ない、bmv2スイッチを用いる場合の性能上の課題を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
課題２のP4対応ソフトウェアスイッチを使った動的in-band制御チャネルの一部の機能を試作でき、またP4に関するノウハウも蓄積され、in-band制御プレーン実現の目途がたった。
しかし一方で、課題1のマルチホップ無線ネットワークのパケット中継転送の高度化（動的で最適なスケジューリング）に関して担当していた博士課程の留学生が事情があって帰国してしまい、計画の大幅見直しが必要となったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度に試作したP4対応ソフトウェアスイッチを使った動的in-band制御チャネルを拡張し、さらに性能上の限界を克服するためにハードウェアP4スイッチでも試作する。ただしハードウェアP4スイッチは非常に高価なため、P4テストベッドの利用を至急進める。
その上でP4スイッチとコントローラによる課題2の統一的制御プレーンの実現をゴールとして、汎用性を考慮したin-band制御プレーンをP４技術によって実装・検証・評価をする。
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| Causes of Carryover |
COVID19の影響で研究会や国際会議がすべてオンラインとなり、旅費が発生しなかったと共に、国際会議参加費も安価になったため。さらに半導体不足でソフトウェアスイッチ用サーバの年度内納入ができないリスクがあり購入を延期したため。
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