2014 Fiscal Year Research-status Report
OpenFlowによるサイクル構造に着目した高速障害復旧方式の開発
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26330120
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| Research Institution | Soka University |
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Principal Investigator |
篠宮 紀彦 創価大学, 工学部, 准教授 (60409779)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 情報ネットワーク / 障害復旧 / ネットワーク制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インターネットに代表される情報通信インフラを支える高性能かつ高信頼のネットワークを実現するため、社会の様々な要求を満たすシステム設計手法の研究に取り組んでいる。特にサイクルを基本単位とする自律分散型のネットワーク構成手法およびSDN（Software Defined Network）による実現可能性検証を進めた。
大規模かつ大容量の情報通信ネットワークにおいて、パケットロスの少ない高速な障害復旧の実現が求められている。一般的にリング型のトポロジを用いた障害復旧技術は少ない制御メッセージ数で高速な障害復旧が可能であることが知られているが、適応可能なネットワークが限られている。そこで、この技術をメッシュネットワークへ適用する取り組みがなされており、リング構造（サイクル）を用いた障害復旧方式が提案されている。この方式では、全ての通信回線の障害に対応でき、かつ、予備経路を最大限に節約するサイクルの集合を求めることが非常に難しい。本研究では、基本タイセット系による障害復旧を実現するために、予備経路の算出方法と障害が発生してから復旧するまでの一連の具体的動作を提案し、各ノードが所持するテーブルの作成法、および、テーブルに従ってどのように振る舞うかを研究している。また、実際のネットワークに近い環境であるOpenFlowネットワークへ提案方式を実装し、特性を検証している。コントローラを構築するプラットフォームは、Tremaを中心に進めており、上位と下位に分割した2階層型のコントローラの開発に成功した。検証実験より、提案方式はノード数が増加してもパケットロスを抑えた障害復旧を少ない制御メッセージ数で実現できることを示した。
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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
ネットワークが大規模化および複雑化すると集中処理による管理が困難になる。これまで、ネットワークを局所的な処理単位（ユニット）に分割し、管理上の問題を分散的に解決する方法を考案してきた。特に、ネットワークに内在するタイセットをユニットとして用いた障害復旧手法を考案してきたが、他のユニット構成を用いることや、障害復旧以外の処理に関する検証は不十分なものであった。そこで、負荷分散をノードの重み均等化問題として定義し、新たにユニット単位の分散処理による負荷分散手法を提案した。タイセットと共にグラフにおける重要な概念であるカットセットをユニットとして用いており、既存手法との比較により優位性を示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで進めてきた基礎理論に基づく提案手法をもとに、既存ソフトウェアまたは独自開発するシミュレーションソフトウェアを活用し、既存技術との比較実験により、実用上の有効性を示す。
特に今年度は、ネットワークトポロジに内在するサイクル構造に着目したタイセットグラフ理論に基づき、局所制御によるネットワークの自律分散型制御方式を開発する。これまでの理論的な研究成果をより実際のシステムに近い環境で動作検証するために、Software Defined Networking（SDN）におけるプラットフォームであるOpen Day Lightを中心に、障害復旧や通信トラフィックの負荷分散のための経路制御手法を実装する。
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| Causes of Carryover |
初年度は主に理論的な研究成果を出すことに専念し、当初予定していた模擬的なネットワーク環境を構築する段階に至らなかった。その分、本研究の主要技術であるSDNを取り巻く環境が急変し、産業界における進展が著しかったため、国内外の会議へ積極的に参加し、最新動向を調査しなければならなかった。このため、旅費に使用する金額が増えてしまった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
SDNの標準化動向は、OpenDaylightを中心とするプラットフォームの開発に収束しつつあることが、初年度の研究調査により分かったため、今後、模擬的なネットワーク環境の構築を進める必要がある。
仮想的なネットワークの構築には、高性能のCPUや大容量のメモリを必要とする４～５台のコンピュータが相互に接続された環境が必要となる。この高性能コンピュータ本体および拡張用の部品を購入する費用へ、繰越額を使用する予定である。
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