2023 Fiscal Year Annual Research 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 – 2024-03-31
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| Keywords | P4 / 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 |
2023年度は、課題１：マルチホップ無線ネットワークのパケット転送技術では、パケットロス率が高くノードのデータ生成レートが時間変動する場合に、バッファリングとネットワーク符号化の統合によりパケット到達率とノード間公平性を大幅に改善した。一方、課題２：局所・大域制御の統一的in-band制御プレーンのためのP4技術では、リンクロス率の監視のために計測パケット内に計測経路と計測結果の両方の情報を埋め込むin-band計測手法をソフトウェアP4スイッチ上に実装し、集中形out-band制御の従来手法に比べて高ロス率リンクの検知までの時間を大幅に短縮した。
研究期間全体としては、諸事情から計画見直しを行った結果、２つの課題を連携しハードウェアP4スイッチ上で実装し評価する、という当初目標は達成できなかったが、個別の評価を通じて、P4技術を用いたin-band制御プレーンの実現とそれを用いたマルチホップ無線ネットワークのパケット転送の高度化に関して、それらの実現可能性と課題を示した。課題１では、パケットロス率が高いマルチホップ無線ネットワークで各ノードのデータ生成レートが不均一かつそのレートが時間変動する場合に、各ノードでのバッファリングとネットワーク符号化の統合の有効性と性能間トレードオフを示した。また、対象トポロジーを線形構造から木構造へ拡張した。課題２では、統一的in-band制御のP4技術による実現に必要な要素機能を基本ソフトウェア実装（bmv2)と高速ソフトウェア実装(t4p4s/DPDK)とで評価して適用領域を示した。その一例として、各リンクをアクティブ監視して高ロス率リンクを高速に検知する手法をソフトウェアP4スイッチを用いて実装し、その有効性と実装可能性を示した。NICTのP4テストベッドのハードウェアスイッチの利用は開始が遅れたため評価には至らなかった。
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