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2020 年度 実施状況報告書

組織内ネットワーク消費電力削減のためのSDNスイッチ間通信速度切替方式の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K11253
研究機関筑波大学

研究代表者

木村 成伴  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20272180)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード省電力化 / 通信速度切替方式 / 組織内ネットワーク / SDN
研究実績の概要

本研究では,大学などの組織が,所属する拠点間を接続し,かつ外部ネットワークと接続するために所有する組織内ネットワークの消費電力削減方式を開発することを目的とする.ここで想定している組織内ネットワークとは,OpenFlowスイッチで構築されたSDN (Software Defined Network)であり,コントローラからリンクの最大通信速度などの設定を集中管理できることを仮定している.そして,一台のスイッチにつながるクライアントが,外部ネットワークへ接続することを想定した他のスイッチにつながっているサーバと,MPTCP (Multipath TCP)によるマルチパス通信を行う状況を前提としている.
第3年度の研究実績として,昨年度の研究実施状況報告書の「8.今後の研究の推進方策」で述べた,「クライアントとサーバ間の通信はMPTCPによるものを考えているが,現在よく使われているTCPやUDPを使用したときに適用すること」が達成できたことである.これは,OpenFlow 1.3で導入されたメータテーブルを用いることで,MPTCP以外のトラフィックを複数のパスに分割することで実現しており,通信実験により,実際にこのような分割が可能であることを示したほか,消費電力の見積もりにより,従来のALR (Adaptive Link Rate)と比較して,キャンパスネットワークを仮定したトラフィックパターンに当てはめた24時間分の合計の消費電力が削減されることを示している.
なお,本実験の研究成果は,国際ワークショップASON'20 (13th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks)で発表し,Best Paper Awardを受賞している.

現在までの達成度 (区分)
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

「研究実績の概要」で述べたように,当初の方式ではサーバとの通信をMPTCP (Multipath TCP)によるマルチパス通信で行うことを前提としていたが,OpenFlow 1.3の機能を使うことにより,現在よく使われているTCPやUDPでも利用できるようにしたのは,提案方式の普及面を考えると,大きく前進したと考えられる.
以上のことから,研究は「おおむね順調に進展している」と言える.

今後の研究の推進方策

研究第4年度は,交付申請書の研究実施計画で述べたもう1つの計画である「(2) 複数の拠点が同時に通信した場合の通信速度切替方式の開発」を行う.
現在の提案方式は,一台のスイッチにつながるクライアントが,外部ネットワークへ接続することを想定した他のスイッチにつながっているサーバと接続している場合にのみ対応できるが,一般的な利用状況を考えると,複数のスイッチそれぞれにつながるクライアントが,同時に通信することが求められる.このような状況に適用できるように,提案方式を拡張していく.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルス感染症の影響で,国際ワークショップがオンライン開催となり,旅費を使用することができなかった.その分,研究の遅れを取り戻すために,短期雇用する学生を1名増やして謝金が多くしたため,次年度使用額は284円であった.この使用額は僅かであるので,次年度の助成金はほぼ計画通り利用する予定である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Adaptive Link Rate Switching Based on Traffic Splitting Method for Power Saving2020

    • 著者名/発表者名
      Uchida Shingo、Kimura Shigetomo
    • 雑誌名

      Proceedings of 2020 Eighth International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)

      巻: 1 ページ: 67-73

    • DOI

      10.1109/CANDARW51189.2020.00025

    • 査読あり
  • [学会発表] Adaptive Link Rate Switching Based on Traffic Splitting Method for Power Saving2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Uchida and Shigetomo Kimura
    • 学会等名
      ASON'20 (13th International Workshop on Autonomous Self-Organizing Networks)
    • 国際学会
  • [備考] 国際ワークショップ ASON'20 にて内田真吾氏が Best Paper Award を受賞

    • URL

      https://www.cs.tsukuba.ac.jp/topic20.html

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公開日: 2021-12-27  

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