2015 Fiscal Year Research-status Report
サイバーフィジカルシステム型QoEトラヒック制御方式の研究
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26330111
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉野 秀明 日本工業大学, 工学部, 教授 (00644816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神野 健哉 日本工業大学, 工学部, 教授 (50286762)
平栗 健史 日本工業大学, 工学部, 准教授 (90582817)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ネットワーク / 情報通信工学 / トラヒック / 輻輳制御 / QoE |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，以下のとおりトラヒック分析手法の提案・検証，ビッグデータ解析技術の特性評価，トラヒック制御方式の提案とシミュレーション評価までを実施した：
１．トラヒック分析手法の検証： 大量のパケットキャプチャ（pcap）データをオンラインで効率的に分析する手法を提案し，昨年度構築した品質・トラヒックデータ収集環境を用いて，既存ツールに対して提案手法が有効であることを確認した．具体的には，統計解析ソフトR言語とコマンドラインでパケット解析を実行するtsharkとを組み合せることで，処理時間・RAM使用量を低く抑え，既存ツールWiresharkで扱えなかった大量pcapデータに対する詳細な分析が可能となることを確認した．
２．ビッグデータ解析技術の特性評価： 分散処理基盤Hadoopの実行環境として，サーバ仮想化によるオーバヘッド処理の特性を評価し，仮想サーバ・物理サーバ増設による処理性能向上効果を定量的に明らかにした．また，ビッグデータ解析の一例として，Twitterにおける映画に対する評判をオンライン機械学習フレームワークJubatusで学習させることで，映画館の観客動員数の予測がある程度の精度で可能であることを検証した．
３．トラヒック制御方式の提案とシミュレーション評価： 災害時でも双方向の通信を実現し，ユーザの要求を満たす予約型輻輳制御方式，ならびに，希望通話時間に基づく優先制御方式を考案し，シミュレーションにより，待ち時間の平均・分散特性，過負荷に対する過渡特性を評価した．提案方式により，予約待ち時間の平均・分散ともに安定して抑制できることを確認した．さらに，異常トラヒック検知手法などのトラヒック分析・可視化技術の検証を進め，これらの成果を電子情報通信学会にて発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要に記したとおり，トラヒック分析手法の提案・検証，ビッグデータ解析技術の特性評価，トラヒック制御方式の提案とシミュレーション評価まで，おおむね当初計画どおり進捗している．しかしながら，次の検討項目に関して当初計画どおりの目標を達成できていないため，上記の区分とした：
計画当初は，QoE劣化箇所・要因特定方式の考案・検証を検討項目の一つとして研究を進めることを目指していた．これに対し，到達点は劣化箇所および要因特定方式の考案までには至っていない．この理由は，同方式の考案・検証に比べて，より重要な課題が研究を遂行する課程で生じたためである．すなわち，測定した大量のQoE・トラヒックデータを集約するためのサンプリング法やスケッチ法と呼ばれるデータ削減技術を確立する必要が生じた．今後の研究で本課題の解決に向けて研究を推進する．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの達成度に記した研究課題の変更に加え，以下のとおり一部計画を変更し研究を推進する：
本研究課題の申請当初の計画では，シミュレーションによる評価終了後，OpenFlowスイッチをエミュレートしたSDN（Software Defined Network）実験ネットワークへの実装による検証を予定していた．しかしながら，エミュレータを用いた擬似的な実装による検証よりも，制御方式自体の本質的な特性評価を進め，制御方式の改良に繋げ，方式の完成度を高める方が重要との認識から，実装実験ではなく，シミュレーションによる評価に研究計画を変更する．なお，初年度導入済の分散処理サーバを流用してエミュレータを模擬する予定であったため，本変更に伴う予算上の変更は発生しない．
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| Causes of Carryover |
初年度において，計画通りの性能を確保した上で，データ収集用サーバの構成見直しを実施したことにより，約7万円の物品費を削減したことが，次年度使用額が生じた主な理由である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが，研究費も含め，当初計画通りの計画を進めていく．
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