広域仮想計算機基盤のための仮想ネットワークテストベッド構築に関する研究

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K00170
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 市川 昊平 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (90511676)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 広域計算環境 / クラウドコンピューティング / Software Defined Network / OpenFlow / 国際情報交換 / タイ：アメリカ：台湾

研究実績の概要

仮想計算機技術の発達により、地理的に分散する大学や組織が提供する計算機資源をソフトウェア制御技術により動的に多数確保し、仮想計算資源を共有するマルチサイト・クラウド実験基盤の構築技術は成熟しつつある。しかし、このような広域に分散する仮想計算機基盤と統合して活用可能なネットワークの実験基盤の整備はまだ発展途上にある。本研究では、広域に分散するSDN (Software Defined Networking)サービスを複数相互接続し、仮想計算機基盤の構築と同時に、その仮想計算機基盤間をつなぐネットワークに関しても仮想化技術によってソフトウェアで完全に制御可能なネットワーク実験基盤（テストベッド）の構築を目指し、研究開発を実施している。
初年度にあたる当該年度は、1) 国際環境におけるOpenFlowの相互接続網の構築、2) 複数管理ドメインにまたがるOpenFlowネットワークの仮想化技術の構築に取り組んだ。国際環境におけるOpenFlowの相互接続網の構築の構築にあたっては、各国のアカデミックネットワークを相互に接続することで、これまでに日本の3拠点、アメリカ3拠点、台湾を接続した実証実験環境を構築した。また、複数管理ドメインにまたがるOpenFlowネットワークの仮想化技術の構築にむけ、NICTが開発したAutoVFlowと呼ばれる仮想化ソフトウェアを前述の国際実験環境において配備し、実証的評価を行った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では、研究計画として、1) OpenFlow相互接続網の構築、2) 複数管理ドメインにまたがるOpenFlowネットワークの仮想化技術の構築、3) 複数管理ドメイン仮想化技術の実証実験、4) 実アプリケーションを用いたネットワーク実験基盤の実証的評価という4つのマイルストーンを設定して進めている。当該年度では、研究計画通り、1)のOpenFlow相互接続網の構築を継続して実施しつつ、2)のネットワーク仮想化技術の構築に取り組んでいる。そのため、概ね当初の計画通り研究開発が推移していることから、順調に進展していると判断している。

今後の研究の推進方策

当該年度は当初の研究開発通り、順調に研究開発が進展しているため、次年度も計画通り進める予定である。本研究では、OpenFlow相互接続網の構築および拡張を継続的に行うため、国内外の研究者と継続的な議論を展開している。次年度の拡張に向けては、現在タイの研究者と議論を深めている段階である。

次年度使用額が生じた理由

本研究では、広域分散環境を構築する上で、実証のための物品の購入を計画していたが、当該年度は既存の学内資産を利用することで一部の目的が達成可能であったため、物品費を抑えた。

次年度使用額の使用計画

広域分散環境を構築するにあたって、当該年度未使用分は次年度においてより大規模な実証環境構築および実験に利用することで、本研究において得られる成果を最大化するために活用する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, San Diego/University of Florida/Indiana University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of California, San Diego/University of Florida/Indiana University
• [国際共同研究] National Applied Research Laboratories(台湾)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: National Applied Research Laboratories
• [雑誌論文] SAGE-based Tiled Display Wall Enhanced with Dynamic Routing Functionality Triggered by User Interaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Kido, Kohei Ichikawa, Susumu Date, Yasuhiro Watashiba, Hirotake Abe, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, and Shinji Shimjo
  • 雑誌名: Future Generation Computer Systems (FGCS) 巻: 56 ページ: 303-314
  • DOI: doi:10.1016/j.future.2015.09.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Virtual screening techniques and current computational infrastructures (2016)
  • 著者名/発表者名: Jason Jaga, Kohei Ichikawa, Susumu Date
  • 雑誌名: Current pharmaceutical design 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Hydra: A High-throughput Virtual Screening Data Visualization and Analysis Tool (2016)
  • 著者名/発表者名: Curtis Sera, Shelby Matlock, Yasuhiro Watashiba, Kohei Ichikawa, Jason H. Haga
  • 学会等名: INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTATIONAL SCIENCE
  • 発表場所: Catamaran Resort Hotel, San Diego, California, U.S.A
  • 年月日: 2016-06-06 – 2016-06-08
  • 国際学会
• [学会発表] Practicality and Feasibility of Improving Linux Container Utilization with Task Rebalancing Strategy (2016)
  • 著者名/発表者名: Pongsakorn U-chupala, Yasuhiro Watashiba, Kohei Ichikawa, Susumu Date
  • 学会等名: PRAGMA 30 workshop
  • 発表場所: Marriott Grand Ballroom, Manila, Philippines
  • 年月日: 2016-01-27 – 2016-01-30
  • 国際学会
• [学会発表] Extending PRAGMA-ENT for End Users using IPOP Overlay Networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyuho Jeong, Renato Figueiredo, Kohei Ichikawa
  • 学会等名: PRAGMA 30 workshop
  • 発表場所: Marriott Grand Ballroom, Manila, Philippines
  • 年月日: 2016-01-27 – 2016-01-30
  • 国際学会
• [学会発表] Architecture of Controlling Network and Virtualized Computational Resources on SDN-enhanced Job Management System Framework (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Watashiba, Masaharu Shimizu, Susumu Date, Hirotake Abe, Yoshiyuki Kido, Kohei Ichikawa, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai and Shinji Shimojo
  • 学会等名: Annual Meeting on Advanced Computing System and Infrastructure (ACSI) 2015
  • 発表場所: International Congress Center EPOCHAL, Tsukuba, japan
  • 年月日: 2016-01-26 – 2016-01-27
• [学会発表] An Empirical Study of SDN-accelerated HPC Infrastructure for Scientific Research (2015)
  • 著者名/発表者名: Susumu Date, Hirotake Abe, Dashdavaa Khureltulga, Keichi Takahashi, Yoshuyuki Kido, Yasuhiro Watashiba, Pongsakorn U-Chupala, Kohei Ichikawa, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Shinji Shimojo
  • 学会等名: International Conference Research and Innovation (ICCCRI)
  • 発表場所: National Library, Singapore
  • 年月日: 2015-10-26 – 2015-10-27
  • 国際学会
• [学会発表] An Efficient MPI_Reduce Algorithm for OpenFlow-Enabled Network (2015)
  • 著者名/発表者名: Pisit Makpaisit, Kohei Ichikawa, Putchong Uthayopas, Susumu Date, Keichi Takahashi and Dashdavaa Khureltulga
  • 学会等名: 15th International Symposium on Communications and Information Technologies (ISCIT’15)
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] IPOP Overlay Networks for Data Sharing and Virtual Clusters in PRAGMA (2015)
  • 著者名/発表者名: Renato Figueiredo, Ken Subratie, Kyuho Jeong, Saumitra Aditya, Kohei Ichikawa
  • 学会等名: PRAGMA 29 workshop
  • 発表場所: Universitas Indonesia, Depok, Indonesia
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of Topology-Based Openflow Controller for Multipath Tcp on Pragma-Ent (2015)
  • 著者名/発表者名: Chawanat Nakasan, Yasuhiro Watashiba, Kohei Ichikawa, Hajimu Iida, and Putchong Uthayopas
  • 学会等名: Pragma29 workshop
  • 発表場所: Universitas Indonesia, Depok, Indonesia
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Practicality and Feasibility of Improving Linux Container Utilization with Task Rebalancing Strategy (2015)
  • 著者名/発表者名: Pongsakorn U-chupala, Yasuhiro Watashiba, Kohei Ichikawa, Susumu Date
  • 学会等名: Pragma29 workshop
  • 発表場所: Universitas Indonesia, Depok, Indonesia
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] An Implementation of SDN-enhanced Job Management System with Bandwidth Control (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Watashiba, Susumu Date, Hirotake Abe, Yoshiyuki Kido, Kohei Ichikawa, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Shinji Shimojo, Haruo Takemura
  • 学会等名: Pragma29 workshop
  • 発表場所: Universitas Indonesia, Depok, Indonesia
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] PRAGMA-ENT: Exposing SDN Concepts to Domain Scientists in the Pacific Rim (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ichikawa, Mauricio Tsugawa, Jason Haga, Hiroaki Yamanaka, Te-Lung Liu, Yoshiyuki Kido, Pongsakorn U-Chupala, Che Huang, Chawanat Nakasan, Jo-Yu Chang, Li-Chi Ku, Whey-Fone Tsai, Susumu Date, Shinji Shimojo, Philip Papadopoulos, Jose Fortes
  • 学会等名: PRAGMA Workshop on International Clouds for Data Science (PRAGMA-ICDS 2015)
  • 発表場所: Universitas Indonesia, Depok, Indonesia
  • 年月日: 2015-10-07
  • 国際学会
• [学会発表] A Simple Multipath Openflow Controller Using Topology-Based Algorithm for Multipath Tcp (2015)
  • 著者名/発表者名: Chawanat Nakasan, Kohei Ichikawa, Hajimu Iida, and Putchong Uthayopas
  • 学会等名: PRAGMA Workshop on International Clouds for Data Science (PRAGMA-ICDS 2015)
  • 発表場所: Universitas Indonesia, Depok, Indonesia
  • 年月日: 2015-10-07
  • 国際学会
• [学会発表] PRAGMA-ENT: 国際共同研究におけるSDNテストベッドの構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 市川昊平
  • 学会等名: 第1回RICC - RIEC ワークショップ
  • 発表場所: 宮城県仙台市、東北大学
  • 年月日: 2015-10-05
• [学会発表] Deployment of a Multi-Site Cloud Environment for Molecular Virtual Screenings (2015)
  • 著者名/発表者名: Anthony Nguyen, Andrea Matsunaga, Kohei Ichikawa, Susumu Date, Mauricio Tsugawa and Jason Haga
  • 学会等名: 11th IEEE International Conference on eScience2015
  • 発表場所: Ludwig-Maximilians-University, Munich, Germany
  • 年月日: 2015-08-30 – 2015-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Deployment and Evaluation of Bandwidth and Latency Aware Network Over Large-Scale Openflow Testbed (2015)
  • 著者名/発表者名: Pongsakorn U-chupala, Kohei Ichikawa, Putchong Uthayopas, Susumu Date, and Hirotake Abe
  • 学会等名: PRAGMA 28 Workshop
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-04-08 – 2015-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] A Hybrid Game Contents Streaming Method to Improve Graphic Quality Delivered by Cloud Gaming (2015)
  • 著者名/発表者名: Kar-Long Chan, Kohei Ichikawa
  • 学会等名: Pragma 28 Workshop
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-04-08 – 2015-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] Netspec: Software-Defined Network Behavior Test Tool (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Hara, Yasuhiro Watashiba, Kohei Ichikawa
  • 学会等名: Pragma 28 Workshop
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-04-08 – 2015-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Simple Multipath Openflow Controller for Multipath Tcp (2015)
  • 著者名/発表者名: Chawanat Nakasan, Kohei Ichikawa
  • 学会等名: Pragma 28 Workshop
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-04-08 – 2015-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] A multipath controller for accelerating GridFTP transfer over SDN (2015)
  • 著者名/発表者名: Che Huang, Chawanat Nakasan, Kohei Ichikawa, Hajimu Iida
  • 学会等名: PRAGMA 28 Workshop
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-04-08 – 2015-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] Flow-level monitoring based-on OpenFlow for categorizing network application (2015)
  • 著者名/発表者名: Xuliang Wang, Yasuhiro Watashiba, Kohei Ichikawa
  • 学会等名: PRAGMA 28 Workshop
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-04-08 – 2015-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] An Implementation of SDN-enhanced Job Management System with Bandwidth Control (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Watashiba, Susumu Date, Hirotake Abe, Yoshiyuki Kido, Kohei Ichikawa, Hiroaki Yamanaka, Eiji Kawai, Shinji Shimojo, Haruo Takemura
  • 学会等名: Demo Workshop for Network-intensive Applications, PRAGMA 28
  • 発表場所: Nara Kasugano International Forum IRAKA, Nara, Japan
  • 年月日: 2015-04-08 – 2015-04-11
  • 国際学会
• [備考] PRAGMA-ENT
  • URL: https://github.com/pragmagrid/pragma_ent/wiki