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ネットワークエッジにおける仮想ネットワーク機能の分散配置方式

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1685
補助金の研究課題番号 21J21552 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関京都大学

研究代表者

Kang Rui  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード最適化 / リソースの割り当て / ネットワーク管理 / virtualization / function allocation / service function chain / maintenance schedule / network resilience / fault tolerance / backup / Kubernetes
研究開始時の研究の概要

Network functions need to be deployed on the server to work. Unsuitable function placement will lead to the decline of user experience and the increase of operating costs for service providers. This research provides a mathematical model and its implementation of suitable placement of network functions in edge networks aiming to fully utilize the network resources, and improve the qualities of experience and services.

研究実績の概要

研究の目的は、頻繁に更新されるネットワーク環境において、ルート選択の影響を考慮した効率的なネットワーク管理モデルの開発でした。このモデルは、サービス中断時間の短縮と移行や同期による帯域幅の遅延を減少させることを目標としています。また、ネットワークの更新に対応するために、輻輳のない要件を満たしつつ、時間拡張ネットワークを使用して、動的なフロー伝送プロセスを捉えることができます。
この研究では、ループフリーかつネットワークの一貫性を保ちながら、多項式時間で実行可能なスケジューリングアルゴリズムの設計に成功しました。このアルゴリズムは、リソース割り当てとその実行可能なトラフィックシーケンスを見つけることができ、ネットワーク更新に対応しながら、コスト効率の良い問題を解決します。
研究期間全体を通じて、ネットワークリソースの利用効率の向上とリソースの無駄遣いの削減に焦点を当てた結果、実際のシナリオにおいてより実用的なソリューションを提供できました。また、このアプローチは、ネットワークのダイナミクスとリソース管理に新たな視点をもたらし、将来のネットワーク技術の進化に貢献する可能性があります。
最終年度においては、特にこのモデルの実用性と効果性を検証するための詳細な評価とテストが行われました。これらのテスト結果は、提案されたモデルがネットワーク更新に迅速かつ効率的に対応できることを示し、さらに、ネットワーク管理の現場において実用的なアプローチとしての可能性を示しました。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 10件) 学会・シンポジウム開催 (4件)

  • [国際共同研究] TU Dortmund University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] TU Dortmund University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Fault-tolerant resource allocation model for service function chains with joint diversity and redundancy2022

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、He Fujun、Oki Eiji
    • 雑誌名

      Computer Networks

      巻: 217 ページ: 109287-109287

    • DOI

      10.1016/j.comnet.2022.109287

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Virtual Network Function Allocation in Service Function Chains Using Backups With Availability Schedule2021

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、He Fujun、Oki Eiji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network and Service Management

      巻: 18 号: 4 ページ: 4294-4310

    • DOI

      10.1109/tnsm.2021.3096254

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Virtual Network Function Allocation in Service Function Chains With Uncertain Availability Schedule2021

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、He Fujun、Oki Eiji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network and Service Management

      巻: 18 号: 3 ページ: 2987-3005

    • DOI

      10.1109/tnsm.2021.3076511

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Virtual Network Function Allocation to Maximize Continuous Available Time of Service Function Chains With Availability Schedule2021

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、He Fujun、Sato Takehiro、Oki Eiji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network and Service Management

      巻: 18 号: 2 ページ: 1556-1570

    • DOI

      10.1109/tnsm.2020.3007712

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Implementation of Service Function Chain Deployment with Allocation Models in Kubernetes2022

    • 著者名/発表者名
      Rui Kang, Mengfei Zhu, Eiji Oki
    • 学会等名
      IEEE INFOCOM 2022-IEEE Conference on Computer Communications Workshops (INFOCOM WKSHPS)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Real-time Function Deployment with Resource Migration in Kubernetes2022

    • 著者名/発表者名
      Mengfei Zhu, Rui Kang, Eiji Oki
    • 学会等名
      NOMS 2022-2022 IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resilient virtual network function allocation with diversity and fault tolerance considering dynamic requests2022

    • 著者名/発表者名
      Rui Kang, Fujun He, Eiji Oki
    • 学会等名
      NOMS 2022-2022 IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resilient Virtual Network Function Allocation with Diversity and Fault Tolerance Considering Dynamic Requests2022

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、He Fujun、Oki Eiji
    • 学会等名
      2022 IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Real-time Function Deployment with Resource Migration in Kubernetes2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Mengfei、Kang Rui、Oki Eiji
    • 学会等名
      2022 IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Service Function Chain Deployment with Allocation Models in Kubernetes2022

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、Zhu Mengfei、Oki Eiji
    • 学会等名
      2022 IEEE Conference on Computer Communications (INFOCOM)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Scheduler Plugins for Reliable Function Allocation in Kubernetes2021

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、Zhu Mengfei、He Fujun、Sato Takehiro、Oki Eiji
    • 学会等名
      17th International Conference on the Design of Reliable Communication Networks (DRCN)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resilient Resource Allocation model in Service Function Chains with Diversity and Redundancy2021

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、He Fujun、Oki Eiji
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Communications (ICC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Backup Resource Management Controller for Reliable Function Allocation in Kubernetes2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Mengfei、Kang Rui、He Fujun、Oki Eiji
    • 学会等名
      7th IEEE International Conference on Network Softwarization (NetSoft 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Virtual Network Function Allocation with Diversity and Redundancy in Kubernetes2021

    • 著者名/発表者名
      Kang Rui、Zhu Mengfei、He Fujun、Oki Eiji
    • 学会等名
      2021 IFIP Networking Conference (Networking)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] NOMS 2022 - 2022 IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] IEEE INFOCOM 2022 - IEEE Conference on Computer Communications2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] ACM SIGCOMM 2022 - 2022 ACM Special Interest Group on Data Communication2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] IFIP networking 20212021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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