SDNによるIoTトラフィックエンジニアリングに関する研究

• 研究課題/領域番号: 16K16052
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 情報ネットワーク
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 山中 広明 国立研究開発法人情報通信研究機構, 総合テストベッド研究開発推進センターテストベッド研究開発運用室, 研究員 (60614518)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: SDN / IoT / センサーデータ / センサデータ / トラフィックエンジニアリング / 資源割当 / フローエントリ数削減 / 制御メッセージ削減 / 細粒度ネットワーク資源管理 / インターネット高度化 / 情報通信工学 / スマートセンサ情報システム

研究成果の概要

ネットワークに接続しているIoTセンサデバイスの帯域需要予測、パス割当てをSDN（Software-Defined Networking）技術を用いて実現した。シミュレーションにより、個々のIoTセンサごとに通信が発生する度にフローを設定する従来手法に比べて、ネットワーク上のスイッチ全体のフローエントリ数、および制御メッセージ数の抑制を確認した。さらに、センサデータの収集を実現するインフラとして注目されている、エッジコンピューティング環境に着目して、システム開発を行った。動作検証により、センサデータ収集におけるトラフィックエンジニアリングに適用可能であることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で提案したパス割当て手法は、今後普及が期待されるIoTにおいて、多数のデバイスからのデータ収集において、効率的なネットワークインフラ資源の利用に寄与する。インフラ資源の新規投資および膨大な運用コスト抑制の効果が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] UnisonFlow: A Software-Defined Coordination Mechanism for Message-Passing Communication and Computation (2018)
  • 著者名/発表者名: Keichi Takahashi, Susumu Date, Dashdavaa Khureltulga, Yoshiyuki Kido, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Shinji Shimojo
  • 雑誌名: IEEE Access 巻: 印刷中 ページ: 23372-23382
  • DOI: 10.1109/access.2018.2829532
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AutoVFlow: Virtualization of large-scale wide-area OpenFlow networks (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka Hiroaki、Kawai Eiji、Shimojo Shinji
  • 雑誌名: Computer Communications 巻: 102 ページ: 28-46
  • DOI: 10.1016/j.comcom.2016.12.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] PRAGMA-ENT: An International SDN Testbed for a Cyberinfrastructure in the Pacific Rim (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ichikawa, Pongsakorn U-chupala, Che Huang, Chawanat Nakasan, Te-Lung Liu, Jo-Yu Chang, Li-Chi Ku, Whey-Fone Tsai, Jason Haga, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Yoshiyuki Kido, Susumu Date, Shinji Shimojo, Philip Papadopoulos, Mauricio Tsugawa, Matthew Collins, Kyuho Jeong, Renato Figueiredo, Jose Fortes
  • 雑誌名: Concurrency And Computation: Practice And Experience, Wiley InterScience 巻: - 号: 13 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1002/cpe.4138
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Supporting k-Nearest Service Discoveries for Large-Scale Edge Computing Environments (2018)
  • 著者名/発表者名: Teranishi Yuuichi、Kimata Takashi、Yamanaka Hiroaki、Kawai Eiji、Harai Hiroaki
  • 学会等名: 2018 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)
  • 国際学会
• [学会発表] エッジコンピューティングにおけるモビリティ対応機能の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山中 広明、河合 栄治、寺西 裕一、原井 洋明
  • 学会等名: 電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
• [学会発表] エッジコンピューティングにおけるモビリティを考慮したサーバ仮想化の考察 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山中 広明、河合 栄治、寺西 裕一、原井 洋明
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術報告(CQ2018-71)
• [学会発表] IoTセンサデータトラフィックに対するSDNによる細粒度な制御方式の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山中 広明
  • 学会等名: 電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
  • 発表場所: 北海道千歳市千歳科学技術大学
  • 年月日: 2017-04-20
• [学会発表] Proximity-aware IaaS for Edge Computing Environment (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Yuuichi Terahishi, and Hiroaki Hara
  • 学会等名: The 26th International Conference on Computer Communications and Networks (ICCCN 2017)
  • 国際学会