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2022 年度 実績報告書

NFVネットワークのトポロジ構成の変化に追随可能なサービスチェイニング

研究課題

研究課題/領域番号 21K21288
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

原 崇徳  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (70907881)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
キーワードNFVネットワーク / サービスチェイニング / Capacitated SPTP / グラフニューラルネットワーク / 強化学習 / 整数線形計画 / ラグランジュ緩和 / 全ユニモジュラ
研究実績の概要

本研究課題では,NFVネットワークのトポロジ特性の変化に追随可能なサービスチェイニングを実現するために,(1)数理最適化に基づく手法と(2)機械学習に基づく手法の確立について実施した.
(1)に関しては,容量制約付き最短経路ツアー問題(Capacitated Shortest Path Tour Problem: CSPTP)に基づくサービスチェイニングの最適性と処理時間を両立するラグランジュ緩和による解法を確立し,SPTP制約に関する全ユニモジュラ性を考慮したILPの線形緩和法についても同様に確立した.数値実験より,提案手法は解の最適性を維持しながらオンライン処理を実現できることを確認した.得られた成果は,国内研究会3件,国際会議1件,雑誌論文1件で報告している.また,VNFの多様性と冗長性を考慮したサービスチェイニングと機能配置を整数線形計画として定式化し,資源効率とサービス可用性の観点から提案手法の有効性を確認した.得られた成果は国内研究会1件で報告している.現在雑誌論文への投稿準備を進めている.
(2)に関しては,グラフニューラルネットワークと深層強化学習を連携した (CSPTP) に基づくサービスチェイニングの解法を確立した.数値実験より,提案手法は,トポロジやサービス需要の変化にアダプティブに対応しながら効率的に資源を割り当てることを確認した.得られた成果は国内研究会1件,国際会議1件で報告している.また国際会議で投稿した内容の発展版を推薦論文として雑誌論文1件に投稿している.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Speedy and Efficient Service Chaining and Function Placement Based on Lagrangian Heuristics for Capacitated Shortest Path Tour Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Takanori、Sasabe Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Network and Systems Management

      巻: 31 ページ: 1-34

    • DOI

      10.1007/s10922-022-09715-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deep Reinforcement Learning with Graph Neural Networks for Capacitated Shortest Path Tour based Service Chaining2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Takanori、Sasabe Masahiro
    • 雑誌名

      in Proc. of the International Conference on Network and Service Management (CNSM 2022)

      巻: - ページ: 19-27

    • DOI

      10.23919/CNSM55787.2022.9965166

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lagrangian Heuristics for Capacitated Shortest Path Tour Problem Based Online Service Chaining2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Takanori、Sasabe Masahiro
    • 雑誌名

      in Proc. of the IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS 2022)

      巻: - ページ: 1-9

    • DOI

      10.1109/NOMS54207.2022.9789758

    • 査読あり
  • [学会発表] VNFの多様性・冗長性に基づく可用性と資源効率を考慮したサービスチェイニングとVNF配置方式2023

    • 著者名/発表者名
      杉原健斗, 原崇徳, 笹部昌弘, 笠原正治
    • 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
  • [学会発表] Deep Reinforcement Learning with Graph Neural Networks for Capacitated Shortest Path Tour based Service Chaining2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Takanori、Sasabe Masahiro
    • 学会等名
      International Conference on Network and Service Management (CNSM 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Lagrangian Heuristics for Capacitated Shortest Path Tour Problem Based Online Service Chaining2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Takanori、Sasabe Masahiro
    • 学会等名
      IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 容量制約付き最短経路ツアー問題に基づくサービスチェイニング ~ グラフニューラルネットワークを用いた深層強化学習に基づく解法 ~2022

    • 著者名/発表者名
      原崇徳, 笹部昌弘
    • 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
  • [備考] Takanori Hara

    • URL

      https://www-lsm.naist.jp/~t-hara/

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公開日: 2023-12-25  

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