2023 Fiscal Year Research-status Report
高品質・高信頼な省電力ネットワークシステム最適設計の確立
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21K11857
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
平田 孝志 関西大学, システム理工学部, 教授 (10510472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 友輔 北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (00846537)
木村 共孝 同志社大学, 理工学部, 准教授 (20756382)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ネットワーク設計 / 高信頼ネットワーク / 省電力 / ネットワーク運用技術 / 光ネットワーク / 無線ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
5G，AI・IoT等の新たなサービスの出現に伴い，エッジコンピューティング，ネットワークスライシングといった新たなネットワーク運用技術が展開されようとしている．急速に進化し，多様化するネットワークサービスを提供するためには，これらの新たなネットワーク運用技術と光や無線ネットワーク基盤の統合運用が必要不可欠である．また，再生可能エネルギーの発展などの地球環境を考慮した課題が挙げられる中，情報ネットワークの省電力化もそのような課題を解決するための重要な要因である．加えて，高信頼なネットワークサービスの提供のためには情報機器の故障等のネットワーク障害に対する十分な備えも必要となる．このような背景のもと，本研究課題においては，将来の高度情報通信社会を支える重要な構成要素となる高品質・高信頼な省電力ネットワークシステム最適設計の確立を目的として研究を遂行してきた．
2023年度においては，2022年度に引き続いてネットワーク運用技術の最適設計に取り組んだ．具体的には，UAV搭載型エッジコンピューティング環境を想定し，ジョブスケジューリング手法の提案および軌道最適化を行なった．また，モバイルエッジコンピューティングにおける無線アクセス分散方式の提案を行なった．仮想ネットワーク環境においては，輻輳回避システムの提案と実装を行なった．さらに，ネットワーク内キャッシュ技術に関して，コンテンツリクエストルーティング手法の提案，また，コンテンツプリフェッチ手法の提案を行なった．さらにはネットワーク基盤設計として，次世代光ネットワークにおける省電力化のためのRCSA手法や障害を考慮した最適設計を行なった．これらの研究成果については，国内外の学会において発表している．また，英文論文誌においても発表している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題では，課題を①省電力ネットワーク基盤及び仮想ネットワークモデル化，②負荷分散制御設計，③高信頼ネットワーク設計，④統合ネットワークシステム設計，の４つの小課題に分け，これらを段階的に解決し，最終的に統合することで研究目的の達成を目指している．
2023年度においてはこれらのうち，②負荷分散制御設計，③高信頼ネットワーク設計，④統合ネットワークシステム設計の実施を予定していた．②については，エッジコンピューティングにおけるジョブスケジューリングの提案や，ネットワーク内キャッシュ技術のためのコンテンツリクエストルーティングの提案を行っている．③については，UAV搭載型エッジコンピューティングシステム設計や，障害を考慮した光ネットワーク設計等を行っている．これらの成果の一部は，国内研究会，国際会議，論文誌において発表している．しかし一方で，これらの小課題の実施について予定よりも時間がかかったために，④については実施できておらず，やや遅れていると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は2023年度において行なった②負荷分散制御設計，③高信頼ネットワーク設計において得られた知見をもとにそれぞれの改良を行う．その成果をもとに，④統合ネットワークシステム設計についても以下のように取り組む予定である．
④では，①②③で得られた結果・知見をもとに，ネットワークサービス，ネットワーク運用技術，融合ネットワーク基盤の相互の影響を明らかにし，これらを効果的に統合する手法を，数値実験およびP4による実装により検討することで研究目的の達成を狙う．具体的には，①で設計したネットワーク基盤上で，②で設計したエッジコンピューティングネットワーク内キャッシュといったネットワーク運用技術を有効活用するための手法を検討・提案する．
同様に，③で設計した障害対策技術を①や②を考慮して適用方法の検討・提案を行う．ここでは，障害が発生してもネットワークの接続状態が維持されるような基盤の形成や仮想資源の配置等を行う障害回避技術や，故障が発生した後に，高速で別経路にトラフィックを迂回させる高速障害復旧技術についての検討を行う．最終的にこれらを統合することで④の統合ネットワークシステム設計の達成を狙う．
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| Causes of Carryover |
感染症流行の影響等による問題で，全体的な研究の進捗が遅れている．そのため，当初予定していた研究成果発表を2023年度に行えず，その分次年度使用額が生じた．その分は2024年度において研究成果発表のための費用として使用する予定である．
2024年度の使用計画としては，成果発表のための国内旅費，国外旅費に使用する予定である．また，その他の費用としては，論文印刷費に使用する予定である．
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