2022 Fiscal Year Annual Research Report
Aggregation Techniques of Forwarding Tables in ICNs
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21H03437
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
上山 憲昭 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (90710294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 遼 福岡大学, 工学部, 講師 (00881989)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ICN / NDN / 転送テーブル / 配置制御 / 名前解決 / アクセス制御 / 経路制御 / 最小木 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題１：コンテンツのオリジナルのミラーが存在する場合、FIBの構成が影響を受ける。そこでミラーを生成する技術を検討した。Zスコア法を用いて需要が急増するコンテンツをゲートウェイにおいて検知し、検知したコンテンツのミラーをネットワーク内の多数のフローが経由するノードに動的に配置するアルゴリズムを検討した。また有償コンテンツなどアクセス制御を必要とするコンテンツに対してPublisherで認証を行う場合、アクセス制御方式がオリジナルの位置に影響を与える。そこでPublisherで認証を行うNDNのアクセス制御方式を検討した。
課題２：IPネットワークとNDNネットワークがAS単位で混在する環境において、任意のネットワークに接続された２ホスト間でパケットを転送するには、IPとNDNとの間のドメイン名とIPアドレスの対応づけが必要である。そこで両者の対応を一時的にゲートウェイ(GW)で保存する場合の、対応づけを作成する方法を検討した。またIPネットワークとNDNネットワークの接続点において、IPパケットとNDNパケットを変換するGW機能を提供する際の、変換データを保存するテーブルのヒット率に、オリジンからデータを取得するまでに生じる遅延時間が与える影響を分析した。
課題３：2021 年度に提案した、最短経路ルーティングと最短経路木ルーティングを併用した制約付き最短経路木ルーティングの有効性を、より詳細に分析した。特に、制約付き最短経路木ルーティングによる正の影響である FIB の低減効果だけでなく負の影響を明らかにした。具体的には、制約付き最短経路木ルーティングを用いたときの、(1)Interest パケットが転送される経路の長さの増大量、(2)NDN ルータに対する負荷の分散、(3)ランダムなノード除去や恣意的な攻撃に対する堅牢性を、定量的に明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
各課題に対し、以下の取り組みを行った。
課題１：GWにてZスコアにより需要が急増するコンテンツを検知し、他ノードに至るホップ長が短いネットワークの中心に存在するノードにミラーを配置し、ミラーに要求が転送されるようルータのFIBを更新する一連の処理を提案した。そしてヒット率の向上効果やフロー長の低減効果を確認した。またNDNのアクセス制御方式において、要求頻度分布から要求コンテンツを推定する頻度攻撃を、初回要求時の暗号化コンテンツ名を動的に変更することで防御する技術を検討し、その有効性を確認した。これらの成果は複数の査読付国際会議に採録されている。
課題２：GWを介してIP-ASとNDN-ASとが接続された状況と、2つ以上のGWを介してIP-ASとNDN-ASとをパケットが複数回経由する場合の各々に対して、名前解決とパケット転送法を検討した。パケット転送を行う前に実施する事前処理として、NDN-AS内のFIBの設定、NDNコンテンツのDNS登録、直接に接続していないNDN-AS間の保有コンテンツ情報の共有処理を明確化した。またGWにおいてパケットを転送する処理を詳細化し、必要となる各種テーブルを明確にした。そしてこれらテーブルにおいて一時的に状態をキャッシュする場合のヒット率に、キャッシュミス時にオリジナルから情報を取得するのに要する遅延時間が与える影響を評価した。これらの成果は複数の査読付国際会議に採録されている。
課題３： 現在までに、提案方式である制約付き最短経路木ルーティングの正の影響と負の影響の両方を明らかにすることができたためである。ただし、国際会議や雑誌論文への報告は停滞している。これは、IEEE Transaction のようなトップ論文誌への投稿を試みたところ、修正と再投稿を繰り返したとしても、論文の採択には至らなかったためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１：コンテンツの位置を再配置することでFIBサイズを低減するため、整数計画問題を効率的に解く近似解法として知られる遺伝的アルゴリズムを用いて、オリジナル配置ノードを選択する方式を検討する。またコンテンツのオリジナルが元々、配置されている場所からの移動コストも考慮して、再配置位置を決定する方式を検討する。そしてこれらの成果の国内学会での発表や国際会議や論文誌への投稿を目指す。
課題２：IP-ASとNDN-ASとの間に設置されたGWのテーブルのキャッシュミス時に生じる遅延がキャッシュヒット率に与える影響を、トラヒックのバースト性を様々に変えたトラヒック生成ツールを用いて分析する。また待ち行列理論を用いて、キャッシュミス時の遅延時間を導出する。さらにP4スイッチに提案するGWを実装し、遅延時間の評価を行う。
課題３：これまでは、制約付き最短経路木ルーティングの提案およびその有効性評価に主眼を置いており、提案ルーティング方式の実装レベルでの議論が不足している。このため、まず、提案ルーティング方式を既存の NDN のルーティングプロトコルにどのように組み込むかを検討する。さらに、経路キャッシュなどの他の FIB 低減方式と提案ルーティング方式の共存可能性を議論する。以上の成果にもとづいて、国際会議での発表や雑誌論文への掲載を目指す。
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