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パブリッククラウドにおける地理的分散BFTレプリケーションのレプリカ動的再配置

研究課題

研究課題/領域番号 18K18029
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60050:ソフトウェア関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

中村 純哉  豊橋技術科学大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (60739746)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードBFTレプリケーション / ビザンチン故障 / 地理的分散 / パブリッククラウド / ビザンチン合意 / BFT-SMR / 耐ビザンチン故障 / 分散システム / BFT / 地理的分散BFTレプリケーション / 耐故障 / 広域レプリケーション / 地理的分散レプリケーション
研究成果の概要

地理的分散BFTレプリケーションは,状態機械として定義されるサービスを地理的に分散された複数のレプリカに複製する.レプリカ同士が協調して動作することにより,サービスにビザンチン故障耐性を実現できる.本研究課題では,与えられた条件下で最適なレイテンシを実現するレプリカ配置を決定する手法と,サービスの状態を遠隔のレプリカに効率的に転送する状態転送手法を開発した.これにより,レプリケーション環境の動的な変動に対応できる効率的な地理的分散BFTレプリケーションが実現できるようになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

地理的分散BFTレプリケーションはパブリッククラウドの発達によって容易に実現できるようになったが,レプリカ間の通信帯域の変動などの影響を受けて,その性能は常に変化する.良好なレプリケーション性能を維持するためには,定期的に最適なレプリカ配置を計算し,計算結果に基づいてレプリカを移動させる必要があるが,これらの問題は既存研究ではほとんど考慮されてこなかった.本研究では新たに2つの手法を考案して問題を解決し,地理的分散BFTレプリケーションの実用性を向上した.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of Information Technology(ミャンマー)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Weakly Byzantine Gathering with a Strong Team2022

    • 著者名/発表者名
      HIROSE Jion、NAKAMURA Junya、OOSHITA Fukuhito、INOUE Michiko
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E105.D 号: 3 ページ: 541-555

    • DOI

      10.1587/transinf.2021FCP0011

    • NAID

      130008165592

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2022-03-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Network bandwidth variation‐adapted state transfer for geo‐replicated state machines and its application to dynamic replica replacement2022

    • 著者名/発表者名
      Chiba Tairi、Ohmura Ren、Nakamura Junya
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: - 号: 19

    • DOI

      10.1002/cpe.7408

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visibility-optimal gathering of seven autonomous mobile robots on triangular grids2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Masaki Oyabu, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yonghwan Kim, Yoshiaki Katayama
    • 雑誌名

      International Journal of Networking and Computing

      巻: 12(1) ページ: 2-25

    • NAID

      130008142107

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A self-stabilizing algorithm for constructing a minimal reachable directed acyclic graph with two senders and two targets2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Yonghwan、Shibata Masahiro、Sudo Yuichi、Nakamura Junya、Katayama Yoshiaki、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 874 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2021.05.005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Stabilizing Construction of a Minimal Weakly ST-Reachable Directed Acyclic Graph2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Junya、Shibata Masahiro、Sudo Yuichi、Kim Yonghwan
    • 雑誌名

      Proceedings of the 39th International Symposium on Reliable Distributed Systems (SRDS)

      巻: - ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/srds51746.2020.00008

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A cooperative partial snapshot algorithm for checkpoint-rollback recovery of large-scale and dynamic distributed systems and experimental evaluations2020

    • 著者名/発表者名
      Junya Nakamura, Yonghwan Kim, Yoshiaki Katayama, Toshimitsu Masuzawa
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: - 号: 12 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1002/cpe.5647

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Consistent Replica Selection Approach for Distributed Key-Value Storage System2019

    • 著者名/発表者名
      Thazin Nwe, Tin Tin Yee, Ei Chaw Htoon, Junya Nakamura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd International Conference on Advanced Information Technologies (ICAIT)

      巻: - ページ: 114-119

    • DOI

      10.1109/aitc.2019.8921008

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation and Ranking of Replica Deployments in Geographic State Machine Replication2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Numakura, Junya Nakamura, Ren Ohmura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 38th International Symposium on Reliable Distributed Systems Workshops (SRDSW)

      巻: - ページ: 37-42

    • DOI

      10.1109/srdsw49218.2019.00014

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Self-stabilizing Construction of a Minimal Weakly $$\mathcal {ST}$$-Reachable Directed Acyclic Graph2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Junya、Shibata Masahiro、Sudo Yuichi、Kim Yonghwan
    • 雑誌名

      Proc. of 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems

      巻: - ページ: 272-276

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34992-9_21

    • ISBN
      9783030349912, 9783030349929
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved-Zigzag: An Improved Local-Information-Based Self-optimizing Routing Algorithm in Virtual Grid Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Yonghwan Kim, Masahiro Shibata, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yoshiaki Katayama, Toshimitsu Masuzawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st international conference on Stabilization, Safety, and Security of distributed systems (SSS)

      巻: - ページ: 228-242

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34992-9_18

    • ISBN
      9783030349912, 9783030349929
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Self-Stabilizing Algorithm for Constructing an ST-Reachable Directed Acyclic Graph When |S|<=2 and |T|<=22019

    • 著者名/発表者名
      Yonghwan Kim and Masahiro Shibata and Yuichi Sudo and Junya Nakamura and Yoshiaki Katayama and Toshimitsu Masuzawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 39th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Cooperative Partial Snapshot Algorithm for Checkpoint-Rollback Recovery of Large-Scale and Dynamic Distributed Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Kim Yonghwan、Nakamura Junya、Katayama Yoshiaki、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)

      巻: - ページ: 285-291

    • DOI

      10.1109/candarw.2018.00060

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 通信パターンに基づく応答時間最適なGeographical SMRプロトコルとレプリカ配置の選択手法2023

    • 著者名/発表者名
      塩崎 功也,中村 純哉
    • 学会等名
      情報処理学会 第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A State Transfer Method That Adapts to Network Bandwidth Variations in Geographic State Machine Replication2021

    • 著者名/発表者名
      Tairi Chiba, Ren Ohmura, Junya Nakamura
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Computing and Networking (CANDAR)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gathering with a strong team in weakly Byzantine environments2021

    • 著者名/発表者名
      Jion Hirose, Junya Nakamura, Fukuhito Ooshita, Michiko Inoue
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Distributed Computing and Networking (ICDCN 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial gathering of mobile agents in dynamic rings2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shibata, Yuichi Sudo, Junya Nakamura, Yonghwan Kim
    • 学会等名
      The 23rd international conference on Stabilization, Safety, and Security of distributed systems (SSS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 広域State Machine Replicationの通信帯域変化に適応する状態転送手法2021

    • 著者名/発表者名
      千葉 泰理, 大村 廉, 中村 純哉
    • 学会等名
      第17回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 故障数が線形な弱ビザンチン環境におけるモバイルエージェント集合アルゴリズム2021

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 慈恩, 中村 純哉, 大下 福仁, 井上 美智子
    • 学会等名
      第17回情報科学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 広域State Machine Replicationの通信帯域変化に適応する状態転送手法2021

    • 著者名/発表者名
      千葉 泰理, 大村 廉, 中村 純哉
    • 学会等名
      第2回東海ユビキタスコンピューティング研究室合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 通信帯域に基づく状態分割を用いた広域State Machine Replicationにおける状態転送手法2020

    • 著者名/発表者名
      千葉 泰理, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      マルチメディア,分散協調とモバイルシンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 論理時計を用いた通信効率の良いCheckpoint-Rollbackアルゴリズムに関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      斎田 誠宏, 金 鎔煥, 中村 純哉, 片山 喜章
    • 学会等名
      第16回情報科学ワークショップ 予稿集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] RTTとState Machine Replicationの通信パターンに基づく広域SMRの応答時間最適なレプリカ配置決定手法とその応用2020

    • 著者名/発表者名
      沼倉 正太, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告 2020-DPS-182(18) 1 - 8
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 広域State Machine Replicationに適した通信帯域に基づく状態転送手法2020

    • 著者名/発表者名
      千葉 泰理, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      情報処理学会第82回全国大会講演論文集 2020(3) 117 - 118
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 広域State Machine Replicationにおけるレプリカ配置の評価とランキング2019

    • 著者名/発表者名
      沼倉 正太, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      第15回情報科学ワークショップ 予稿集 201 - 206
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] パブリッククラウド上の広域State Machine Replicationのためのリージョン選択手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      沼倉 正太, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      信学技報 119(148) 241 - 246
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] パブリッククラウド上の広域State Machine Replicationのためのリージョン選択手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      沼倉 正太, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      信学技報, vol. 118, no. 166, DC2018-14, pp. 7-12
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RTTと通信パターンに基づく広域SMRにおけるレプリカ配置の決定手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      沼倉 正太, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      第14回情報科学ワークショップ 予稿集, pp. 252-257
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RTTとSMRの通信パターンに基づく広域SMRにおけるレプリカ配置の決定手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      沼倉 正太, 中村 純哉, 大村 廉
    • 学会等名
      ユビキタス・ウェアラブルワークショップ2018予稿集, p. 14
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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