OpenFlowによるサイクル構造に着目した高速障害復旧方式の開発

• 研究課題/領域番号: 26330120
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 情報ネットワーク
• 研究機関: 創価大学
• 研究代表者: 篠宮 紀彦 創価大学, 理工学部, 教授 (60409779)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: ネットワーク制御 / グラフ理論 / SDN / OpenFlow / 情報ネットワーク / 障害復旧

研究成果の概要

高信頼なSDNを実現するために(1)コントローラへの負荷の削減、(2)コントローラとスイッチ間の制御チャネルの遅延低減、(3)SDN対応スイッチに登録するフローエントリ数の削減が必要となることを示した。次に、障害復旧に着目し、コントローラへの負荷を抑えつつ、フローエントリ数を削減する方式を提案した。また、この方式をOpenFlowを用いて実装し、実際のフローエントリ数削減効果を示した。さらに、分散データベースを用いた制御において、複数コントローラ間の情報共有のための負荷を削減するためのサイクルクラスタリングを提案し、実験から、コントローラの協調動作によって負担を軽減できることを示した。

研究成果

• [国際共同研究] University of Texas, Dallas(米国)
• [雑誌論文] 複数無線通信サービス環境におけるアプリケーション特性とネットワーク指標を考慮した基地局割り当て手法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 亀田栄一、小林英雄、篠宮紀彦
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｃ（電子・情報・システム部門誌） 巻: 137 号: 2 ページ: 317-325
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.137.317
  • NAID: 130005308462
  • ISSN: 0385-4221, 1348-8155
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A mathematical modeling technique with network flows for social welfare maximization in deregulated electricity markets (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo Hase, Norihiko Shinomiya
  • 雑誌名: Operations Research Perspectives, ELSEVIER 巻: Vol.3 ページ: 59-66
  • DOI: 10.1016/j.orp.2016.09.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Efficient switch clustering for distributed controllers of OpenFlow network with bi-connectivity (2016)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nagano, Norihiko Shinomiya
  • 雑誌名: Computer Networks 巻: Vol.96 Issue C ページ: 48-57
  • DOI: 10.1016/j.comnet.2015.10.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Network Partitioning Problem for Effective Management of Multi-domain SDN Networks (2015)
  • 著者名/発表者名: Hidenobu Aoki, Norihiko Shinomiya
  • 雑誌名: IARIA International Journal on Advances in Networks and Services 巻: vol.8 no.3&4 ページ: 171-181
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 複数の無線通信サービスが混在した環境における使用アプリケーションを考慮した基地局割り当て手法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀田栄一, 篠宮紀彦
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌コンシューマ・デバイス＆システム(CDS) 巻: vol.5, no.4 ページ: 79-87
  • NAID: 110009868010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Multi-Leader Election in a Clustered Graph for Distributed Network Control (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideki Shindo, Hideo Kobayashi, Genya Ishigaki, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 31st IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA2017)
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 2017-03-27
  • 国際学会
• [学会発表] 科学と技術との間のグラフ理論－情報ネットワークへの応用を中心に－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 名城大学、愛知県
  • 年月日: 2017-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] タイセットを用いたノード障害復旧方式におけるパス算出の考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小野貴志, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 名城大学、愛知県
  • 年月日: 2017-03-22
• [学会発表] 分散OpenFlowコントローラ環境におけるサイクル構造を用いた障害復旧方式の実装と評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武藤弘幸, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 名城大学、愛知県
  • 年月日: 2017-03-22
• [学会発表] A derivational criterion for measuring edge importance by means of leveling variables on nodes (2017)
  • 著者名/発表者名: Kento Hamada, Eiichi Takazawa, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 システム数理と応用研究会(MSS)
  • 発表場所: 島根大学、島根県
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] A Study on Fairness of Consumers' Utility with Matching Problem in Electricity Markets (2017)
  • 著者名/発表者名: Mitsue Imahori, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 機械振興会館、東京都
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] Edge Load Factor Balancing 問題と既知のNP完全問題との関連について (2017)
  • 著者名/発表者名: 春日輝, 山田正史, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 機械振興会館、東京都
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] Gale-Shapleyアルゴリズムによって得られた安定マッチングにおける不平等性の分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橘直博, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 機械振興会館、東京都
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] A Traffic Load Balancing with Tie-sets in a Dispersion-managed Network (2016)
  • 著者名/発表者名: Masashi Yamada, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 神戸情報大学院大学、兵庫県
  • 年月日: 2016-11-24
• [学会発表] A Strategy for AP Selection with Mutual Concessions in Sustainable Heterogeneous Wireless Networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kobayashi, Eiichi Kameda, Yoshiaki Terashima and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: IEEE Region 10 Conference (TENCON2016)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2016-11-22
  • 国際学会
• [学会発表] 頂点のもつ可変量均等化を利用した辺の重要度算出と特性の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高澤栄一, 濱田賢人, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 日立中央研究所、東京都
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] Support System for Caregivers with Sensor Network and Machine Learning (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Mitabe and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: IEEE 5th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE2016)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-10-11
  • 国際学会
• [学会発表] Feasibility Verification of Cycle Based Traffic Balancing Algorithm Using OpenDaylight (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsunobu Homma, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会(NS)
  • 発表場所: 東北大学、宮城県
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] 複数コントローラ環境における障害復旧方式のOpenDaylightによる実装と評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武藤弘幸, 伊藤隆太, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会(NS)
  • 発表場所: 東北大学、宮城県
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] 複数OpenFlow コントローラ環境における 共有情報量と処理負荷との関連検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田伸一郎, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] Investigation on Stable Conditions for Multipoint Identification of Hetero-core Optical Fiber Sensor (2016)
  • 著者名/発表者名: Kumi Torii, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS2016)
  • 発表場所: China
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Finding Tie-sets with the Minimal Number of Total Elements for Effective Failure Recovery (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsunobu Homma, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 7th International Conference on Computing Communication and Networking Technologies (ICCCNT)
  • 発表場所: Texas, USA
  • 年月日: 2016-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] A tie-set based approach of Software-Defined Networking for traffic load balancing (2016)
  • 著者名/発表者名: Masashi Yamada, Genya Ishigaki, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 7th International Conference on Computing Communication and Networking Technologies (ICCCNT)
  • 発表場所: Texas, USA
  • 年月日: 2016-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] Significance Analysis for Edges in a Graph by means of Leveling Variables on Nodes (2016)
  • 著者名/発表者名: Kento Hamda, Genya Ishigaki, Yoichi Sakai, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 7th International Conference on Computing Communication and Networking Technologies (ICCCNT)
  • 発表場所: Texas, USA
  • 年月日: 2016-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] A Matching-Based Strategy for AP Selection in Sustainable Heterogeneous Wireless Networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kobayashi，Eichi Kameda and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 21st IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC2016)
  • 発表場所: Italy
  • 年月日: 2016-06-27
  • 国際学会
• [学会発表] On Composing a Resilient Tree in a Network with Intermittent Links Based on Stress Centrality (2016)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigaki and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 21st IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC2016)
  • 発表場所: Italy
  • 年月日: 2016-06-27
  • 国際学会
• [学会発表] Significance Analysis for Edges in a Graph by means of Leveling Variables on Nodes (2016)
  • 著者名/発表者名: Kento Hamada, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 弘前市立観光館、青森県
  • 年月日: 2016-06-16
• [学会発表] 複数コントローラとタイセット系を用いたノード障害復旧のための迂回パス制御手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武藤弘幸，伊藤隆太，篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Multiple Leader Election in Clustered Graph for Distributed Network Control (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideki Shindo, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県）
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 頂点のもつ可変量の均等化を利用したグラフの分割状況に対する辺の重要度算出手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 濱田賢人，篠宮紀彦
  • 学会等名: 情報処理学会 全国大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県）
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] 複数コントローラによって管理されるOpenFlowネットワークへのグラフ分割アルゴリズムの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田伸一郎，篠宮紀彦
  • 学会等名: 情報処理学会 全国大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県）
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] QoEに着目したモバイルネットワーク割り当てシステムの構成方法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山片優一，篠宮紀彦
  • 学会等名: 情報処理学会 全国大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県）
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] A matching based algorithm for access point selection in heterogeneous wireless networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Hideo Kobayashi, Eiichi Kameda, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 システム数理と応用研究会(MSS)
  • 発表場所: 下関市（山口県）
  • 年月日: 2016-03-03
• [学会発表] Controller Placement Problem to Enhance Performance in Multi-domain SDN Networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidenobu Aoki, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: IARIA The Fifteenth International Conference on Networks (ICN 2016)
  • 発表場所: Lisbon (Portugal)
  • 年月日: 2016-02-21
  • 国際学会
• [学会発表] Controller Placement Algorithm to Alleviate Burdens on Communication Nodes (2016)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigaki, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC)
  • 発表場所: Kauai (USA)
  • 年月日: 2016-02-15
  • 国際学会
• [学会発表] 複数無線通信サービス環境におけるアプリケーション特性とネットワーク指標を考慮した基地局割り当て手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀田栄一，小林英雄，篠宮紀彦
  • 学会等名: 情報処理学会 第15回コンシューマ・デバイス＆システム(CDS)研究発表会
  • 発表場所: 天草（熊本県）
  • 年月日: 2016-01-21
• [学会発表] 不可分フロー平滑化問題に対するタイセットを用いた分散アルゴリズムの考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田正史, 石垣原野, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 指宿（鹿児島県）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] On composing a disruption tolerant tree in a network with intermittent links based on stress centrality (2015)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigaki, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会(CAS)
  • 発表場所: 指宿（鹿児島県）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] 複数OpenFlowコントローラ間の共有情報削減による負荷軽減手法の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野貴志，長野純一，篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] A Station Assignment Method Considering Applications being Used in a Mixed Environment of Different Wireless Communication Services (2015)
  • 著者名/発表者名: Eiichi Kameda, Hideo Kobayashi, Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: International Workshop on Informatics (IWIN2015)
  • 発表場所: Amsterdam (Netherlands)
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] 重複度が1となるタイセットの分布と点素パスの算出について (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 隆太, 篠宮 紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 第28回 回路とシステムワークショップ
  • 発表場所: 淡路島（兵庫県）
  • 年月日: 2015-08-03
• [学会発表] サイクル構造に着目したフロー平滑化アルゴリズムの収束速度分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田 正史, 石垣 原野, 篠宮 紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 第28回 回路とシステムワークショップ
  • 発表場所: 淡路島（兵庫県）
  • 年月日: 2015-08-03
• [学会発表] Layered Control Plane for Reducing Information Sharing in OpenFlow Networks (2015)
  • 著者名/発表者名: Hidenobu Aoki, Junichi Nagano and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: IEEE The International Conference on Communications (ICC 2015)
  • 発表場所: London (UK)
  • 年月日: 2015-06-08
  • 国際学会
• [学会発表] Network Partitioning Problem to Reduce Shared Information in OpenFlow Networks with Multiple Controllers (2015)
  • 著者名/発表者名: Hidenobu Aoki, Junichi Nagano and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: IARIA The Fourteenth International Conference on Networks (ICN 2015)
  • 発表場所: Barcelona (Spain)
  • 年月日: 2015-04-19
  • 国際学会
• [学会発表] サイクル構造に着目した障害復旧方式における複数OpenFlowコントローラの階層化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田島伸一，長野純一，篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 滋賀県
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [学会発表] Efficient information sharing among distributed controllers of OpenFlow network with bi-connectivity (2015)
  • 著者名/発表者名: 長野純一, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会
  • 発表場所: 沖縄県
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-03
• [学会発表] Modified Betweenness Centrality to Identify Relay Nodes in Data Networks (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Miyashita and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: IARIA The Eighth International Conference on Advances in Computer-Human Interactions (ACHI)
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2015-02-22 – 2015-02-27
• [学会発表] Efficient information sharing among distributed controllers of OpenFlow network with bi-connectivity (2015)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nagano and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC)
  • 発表場所: Anaheim, CA USA
  • 年月日: 2015-02-16 – 2015-02-19
• [学会発表] Distributed Network Flow Optimization Algorithm with Tie-set Control based on Coloring for SDN (2015)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigaki and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC)
  • 発表場所: Anaheim, CA USA
  • 年月日: 2015-02-16 – 2015-02-19
• [学会発表] On Selecting Multiple Leader Nodes for Distributed Network Control (2015)
  • 著者名/発表者名: 進藤秀樹, 石垣原野, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2015-01-29 – 2015-01-30
• [学会発表] 枝の重複を考慮したタイセット基底に関する分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 本間光宣, 伊藤隆太, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2015-01-29 – 2015-01-30
• [学会発表] On composing a robust tree against single link failure in a network with reliability of links (2014)
  • 著者名/発表者名: 石垣原野, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会
  • 発表場所: 沖縄県石垣島
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] 枝使用率に基づくフロー平滑制御に与えるタイセット分布の影響について (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田正史, 石垣原野, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会
  • 発表場所: 沖縄県石垣島
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] On maximizing tree reliability based on minimum diameter spanning tree (2014)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigaki, Masao Yoshida and Norihiko Shinomiya
  • 学会等名: IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS)
  • 発表場所: 沖縄県石垣島
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-20
• [学会発表] タイセット基底の局所的操作による点素パス算出について (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤隆太, 篠宮紀彦
  • 学会等名: 電子情報通信学会 回路とシステム研究会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2014-07-09 – 2014-07-11
• [備考] 創価大学 理工学部 篠宮研究室
  • URL: http://www.t.soka.ac.jp/~shinomi/
• [備考] 自律分散ネットワーク
  • URL: http://www.t.soka.ac.jp/~shinomi/network.html