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実トラフィックを利用した高効率高帯域ルータアーキテクチャの構築と評価

研究課題

研究課題/領域番号 18680006
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

西 宏章  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00365470)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2007年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2006年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードバックボーンルータ / ルータアーキテクチャ / ネットワークプロセッサ / スイッチ / アービタ / ルーティングテーブルキャッシュ / 通信プロトコル / ハイブリッドスイッチ / VoIP / P-Gear / S-Gear / インターネットバックボーンルータ / スイッチアーキテクチャ
研究概要

インターネットは我々の生活に欠かせないインフラとしての地位を確立しており、その中の中枢部分で情報を交換するバックボーンルータやコアルータは単に物理配線の高速化に追従するだけに留まらず、数多くのプロトコルへの柔軟に対応し、より厳しいQoS要求にこたえる必要がある。しかしながら、これらの全てを満足に満たすルータの実現手段には決め手がない。この様な状況に対応する新しいルータアーキテクチャTera- Gearsの提案と評価を行った。ルータの主要機能を1.パケットのヘッダ解析を行い必要な処理を行うネットワークプロセッサ2.QoSに基づきパケットを目的地へ分配するスイッチ3.パケットのあて先を高速検索するルーティングテーブルの3つに分割し、それぞれの部位で100Gbpsの高帯域スループットを高効率で獲得する新しいルータアーキテクチャである。1.として、既提案のProcess Learning Cacheを発展させ、さらにキャッシュ利用効率を向上させるMulti-Aware Cacheを提案し評価した。このMulti-AwareCacheを利用することで、voIPなどリアルタイム性が必要かつ小さなパケットが大量に入力される新しいプロトコルにおいてキャッシュ利用効率を3%程度向上させ、かつ必要なプロセッサコア数の低減させることを提案し証明した。2.として、既提案のS-GearにQoS機能を盛り込み評価した。結果、従来問題であった回路規模の増大を抑えるとともに、柔軟なQoSに対応しつつ大容量細粒度通信を行うスイッチを構成可能であることを示した。特に細粒度通信では従来の2.5倍程度の性能が得られた。3.として階層メモリアーキテクチャを利用しかつ、最終段に従来のパトリシアツリーよりも効率よく検索ツリーを管理できる拡張パトリシアツリーを取り入れた新しいL-Gearを提案し、その性能を評価した。結果、電力消費量が大きく、拡大する経路数への対応が困難なTCAMを利用しない場合でも、80Gbps程度のスループットで高速にルーティングテーブル検索が可能であることを示した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] FPGAを用いた多自由度バイラテラル鉗子ロボットシステムの構築2007

    • 著者名/発表者名
      石井 恵那
    • 雑誌名

      電気学会産業応用部門誌 Vol.127-DNo.5

      ページ: 508-517

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Performances in Bilateral Teleoperation by Using FPGA2007

    • 著者名/発表者名
      Ena Ishii
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics Vololume54 Issue 4

      ページ: 1876-1884

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 伝達遅延を考慮したシステム結合の一表現法2007

    • 著者名/発表者名
      名取 賢二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D 産業応用部門誌 Vol.127-DNo.6

      ページ: 635-642

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Martini: A Network Interface Controller Chip for Higt Performance Computing with Distributed PCs2007

    • 著者名/発表者名
      Konosuke Watanabe
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems Vol.18 No.9

      ページ: 1282-1295

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Martini : A Network Interface Controller Chip for High Performance Computing with Distributed PCs2007

    • 著者名/発表者名
      Kounosuke Watanabe, Hiroaki Nishi, et al.
    • 雑誌名

      TPDS-0470-1105.R1, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, IEEE Computer Society (採録決定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cache-based Network Processor Architecture : Evaluation with Real Network Traffic2006

    • 著者名/発表者名
      Michitaka Okuno, Shinji Nishimura, Shinichi Ishida, Hiroaki Nishi
    • 雑誌名

      Special Section on Novel Device Architectures and System-Integration Technologies, IEICE Transactions on Electronics Vol. E89-C, No. 11

      ページ: 1620-1628

    • NAID

      110007538700

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Cache Base Network Processor by Using Real Backbone Network Trace2006

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Ishida, Michitaka Okuno, Hiroaki Nishi
    • 雑誌名

      Workshop on High Performance Switching and Routing HPSR2006

      ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] クロスバとアービタの融合による高効率スイッチアーキテクチャ2006

    • 著者名/発表者名
      三野 峻徳, 河合 満, 西 宏章
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告CPSY2006-23 Vol. 106, No. 199

      ページ: 61-66

    • NAID

      110004823480

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] KNIVES: Network based Demand and Supply Control System -Enhancement for Network and Environmental Affinity-2007

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Handa
    • 学会等名
      5th International IEEE Conference on IndustrialInformatics INDIN2007
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Position Control Using an FPGA based on Multirate Acceleration Control2007

    • 著者名/発表者名
      Hirojruki Tanaka
    • 学会等名
      The 4th IEEE International Conference on Mechatronics, ICM '07-KLJMAMOTO, WA1-A-1
    • 発表場所
      Kmnamoto, Japan
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] KNIVES:インターネットを用いた分散協調型デマンドサイドマネジメント2007

    • 著者名/発表者名
      小田 明裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告CPSY 2007-37
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] インターネットトラヒックにおけるローカリティに着目したルーティングテーブルルックアップ機構の提案2007

    • 著者名/発表者名
      明石 大
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告CPSY 2007-15
    • 発表場所
      旭川
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SIP-Aware Cache を用いた広帯域VoIP HW-Engineの提案2007

    • 著者名/発表者名
      河合 満
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告CPSY 2007-9
    • 発表場所
      旭川
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 帯域保証を考慮したクロスバ・アービタ融合スイッチの評価2007

    • 著者名/発表者名
      三野 峻徳
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告CPSY 2007-11
    • 発表場所
      旭川
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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