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P2P端末による動的Fogを用いた仮想的三層構造コンテンツ共有システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11873
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関千葉工業大学

研究代表者

菅原 真司  千葉工業大学, 工学部, 教授 (90313410)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードコンテンツ共有 / 動的Fog / Peer-to-Peer / 通信プロトコル設計 / Cloud-Fog-Edge三層構造 / コンピュータネットワーク / Peer-to-Peerネットワーク / 移動体端末
研究開始時の研究の概要

本研究では,P2Pネットワークを構成する複数の端末により動的Fogを形成し,これを複数のCloudシステムに組み合わせることで,Cloud-Fog-Edge階層構造を仮想的に構成する手法について検討し,これを用いた効率的なコンテンツ共有システムを開発する.このシステムでは,従来のように物理的に三層の構造をとるのではなく,Fogの部分はEdgeの一部により動的に構成されるため,Fogサーバの運用コストの削減とそのリソース配置の最適化が期待できる.また,提案手法は計算機シミュレーションによる性能評価と改良を繰り返した上で,インターネット上で動作するシステムとして設計・構築される.

研究成果の概要

本研究では,P2Pネットワークを構成する複数の端末により動的Fog (Dynamic Fog) を形成し,これを複数のCloudシステムに組み合わせることで,Cloud-Fog-Edge階層構造を仮想的に構成する手法について検討し,これを用いた効率的なコンテンツ共有システムを開発している.このシステムでは,従来のように物理的に三層の構造をとるのではなく,Fogの部分はEdgeの一部により動的に構成されるため,Fogサーバの運用コストの削減とそのリソース配置の最適化が期待できる.また,提案手法は計算機シミュレーションによる性能評価の後,実際に動作するシステムとして設計・構築される.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,三階層構造の中間層であるFogを複数の移動体端末を含むPeerで動的に構成する手法を検討している.クラウドと連携し,P2Pネットワークを構成してコンテンツ共有を行う多様な端末群が,各々の能力と置かれた状況に応じて交代で動的かつ自律的に,必要に応じた規模のFog機能を有する仮想的なサーバを提供することができれば,柔軟で効率的なコンテンツ共有システムを低コストで実現することが可能となる.
通常のFogコンピューティングでは,システム側がサーバ資源を端末の近隣に必要数配置するが,本研究ではこのサーバ機能を,複数のユーザ端末が動的に集合して仮想的にFog機能を構成する点に独自性がある.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 2件、 査読あり 18件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Implementing a Dynamic-Static Hybrid Fog Computing System for Content Sharing on Local Networks2024

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sugawara
    • 雑誌名

      2024 IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/icce59016.2024.10444138

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environment Deployment Using Docker over P2P Networks: A Building Process Experimentation2024

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Niitsuma, Shinji Sugawara
    • 雑誌名

      2024 International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-Taiwan)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Consistency Preservation Method for Content Sharing in Peer-to-Peer Network Using CCN Control2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Sanno, Kosuke Yamaki, Shinji Sugawara
    • 雑誌名

      2023 International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-Taiwan)

      巻: - ページ: 237-238

    • DOI

      10.1109/icce-taiwan58799.2023.10226970

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Improved Method of Reliable Content Extraction from Partially Unreliable Publications in Plural Number of Sources over the Network2023

    • 著者名/発表者名
      Taiga Shimizu, Shinji Sugawara
    • 雑誌名

      2023 11th International Conference on Information and Education Technology (ICIET)

      巻: - ページ: 567-571

    • DOI

      10.1109/iciet56899.2023.10111381

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Efficient Sharing of Docker Environments with Updating and Expanding Over a Hybrid Peer-to-Peer Network2023

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Niitsuma, Shinji Sugawara
    • 雑誌名

      2023 5th International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)

      巻: - ページ: 94-98

    • DOI

      10.1109/iccci59363.2023.10210159

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Method of Reliable Content Extraction from Partially Unreliable Publications in Plural Number of Sources over the Network2023

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. 2023 11th International Conference on Inoformation and Education Technology (ICIET2023)

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient In-advance Shared Content Deployment Method Using Popularity Prediction in Hybrid Peer-to-Peer Network with Cloud Storage2022

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, S. Sugawara
    • 雑誌名

      ITE Trans. on MTA

      巻: Vol. 10, No. 4 ページ: 225-233

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An implementation of Java programming learning assistant system platform using node.js2022

    • 著者名/発表者名
      S. T. Aung, N. Funabiki, H. H. Sandi Kyaw, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. 2022 10th International Conference on Information and Education Technology

      巻: なし ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-advance Content Deployment Using Popularity Approximation in Hybrid P2P Cloud Storage2022

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. 2022 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW2022)

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Content Sharing Using Dynamic Fog in Cloud-Fog-Edge Three-Tiered Network2022

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshikawa, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. 16th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems (CISIS2022/VENOA2022)

      巻: なし ページ: 517-527

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Query Guidance Using Content Distribution Records in Unstructured Peer-to-Peer Network2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kikuchi, T. Akiba, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. The 4th International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI2022)

      巻: なし ページ: 196-202

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An implementation of job running backup function in user-PC computing system2022

    • 著者名/発表者名
      H. Htet, N. Funabiki, A. Kamoyedji, X. Zhou, X. Xiang, S. Sugawara, W-C. Kao
    • 雑誌名

      Proc. The 4th International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI 2022)

      巻: なし ページ: 156-161

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improvement and Evaluation of Query Guidance Method Focusing on Content Transmission Record Assignment Time in Unstructured Peer-to-Peer Network2022

    • 著者名/発表者名
      T. Akiba, T. Kikuchi, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. The 10th International Conference on Computer and Communication Management (ICCCM2022)

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Content Sharing Using Multi-Cloud Storage with Selective RAID-like Chunk Retention Control2022

    • 著者名/発表者名
      H. Nakazawa, K. Koyama, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. The International Conference on Engineering Management and Sustainable Innovative Technology (ICEMSIT2022)

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-advance Deployment of Shared Content Replicas over Hybrid Peer-to-Peer Network Using Linear Popularity Prediction2021

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. 2021 9th International Conference on Information and Education Technology (ICIET2021)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Content Prepositioning Using Popularity Prediction in Hybrid Peer-to-Peer Network with Cloud Storage2021

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. 2021 3rd International Conference on Computer Communication and the Internet

      巻: - ページ: 130-135

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Fog Configuration for Content Sharing with Peer-to-Peer Network Using Mobile Terminals in a City2021

    • 著者名/発表者名
      T. Itokazu, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. the 12th International Workshop on Virtual Environment and Network-Oriented Applications

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptation to Changes in the Number of Users in P2P Content Sharing System Using Dynamic Fog2021

    • 著者名/発表者名
      T. Itokazu, S. Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. 2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Docker環境の複製と配置のためのビルドプロセスの効率化2024

    • 著者名/発表者名
      新妻広隆,菅原真司
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] CCN 制御を用いたピュア型 Peer-to-Peer ネットワークにおける コンテンツ共有の効率化2023

    • 著者名/発表者名
      三野峻輝,菅原真司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 CS研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複数の Docker 環境の展開のためのハイブリッド型 P2P ネットワークを用 いた効率的な複製配置2023

    • 著者名/発表者名
      新妻広隆,菅原真司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 CS研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A Concept of Content Sharing System in Dynamic Equilibrium over a Large-Scale Network2023

    • 著者名/発表者名
      Shinji Sugawara
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Asia (ICCE-Asia)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] P2P ネットワークとクラウドを用いたコンテンツ需要予測に基づく動的複製配置手法2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 和正
    • 学会等名
      電子情報通信学会 インターネットアーキテクチャ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] クラウドを併用したP2Pネットワークにおける人気変動予測とコンテンツサイズを考慮した複製配置手法2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 和正
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] クラウドストレージを併用したP2Pネットワークにおける人気変動予測を用いたコンテンツ事前配置手法の評価2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 和正
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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