| 研究課題/領域番号 |
21K11873
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60060:情報ネットワーク関連
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
菅原 真司 千葉工業大学, 工学部, 教授 (90313410)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
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| キーワード | コンテンツ共有 / 動的Fog / 通信プロトコル設計 / Cloud-Fog-Edge三層構造 / Peer-to-Peer / 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 |
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| 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．
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| 研究実績の概要 |
令和4年度からの継続で，複数の動的Fogの並列化に要するシステムの設計を行った．これにより，システムのスケーラビリティを確保し，コンテンツ共有サービスを提供する各地域において，ユーザ数が増減（特に増加）した場合でもスムーズにサービスの提供を行うことができる．
さらに，当初から令和5年度に実施する計画であった，動的Fogを用いたコンテンツ共有システムの実際のネットワーク環境下での実装に取り組んだ．ここでは，大規模なユーザ数での検証は困難であるが，一定規模のシステムのプロトタイプを動作させ，提案手法の実現可能性を確認することを目的としている．
まず，実装の設計として，具体的には，各地域にアンテナを持つ固定の端末を置き，これを中心に動的Fogを形成するユーザ端末を束ねる方針を取り，今後この端末の機能をユーザ端末の一つに置き換えることを想定している．ひとつの動的Fogの地域ユニットは，前述の固定端末とユーザ端末により構成され，ユーザ端末は，サービスを純粋に享受する立場のものと，動的Fogを構成するものに分類できる．また，動的Fogの役割を果たす端末は，その役割の継続時間を短く設定することで，他の端末と順次入れ替わってゆく設計とし，これにより各端末への過度な負担や，負荷の不平等を解消する．
次に，固定端末，純粋なユーザ端末，および動的Fogを構成する端末の三者間のプロトコルを設計し，それぞれが必要な目的で送受信するデータ構造を確定した．実装する端末とそれに接続する通信装置により仕様が異なるため，それぞれに合ったプロトコルを用いる．固定端末およびユーザ端末にはRaspberry Pi，通信装置には，ES920LR3などを用いている．最終的に三者の端末がプロトコルに従って通信を行うことを確認した．
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