断続的ダイナミクスを有する分散システムのエネルギー効率にすぐれた安定化手法の確立

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22300009
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 増澤 利光 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50199692)
• 研究分担者: 大下 福仁 大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (20362650) ; 角川 裕次 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (80253110)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アルゴリズム / ディペンダブル・コンピューティング / 分散システム / ネットワーク / エネルギー効率化 / 無線ネットワーク / モバイル・エージェント / ビザンチン故障

研究概要

本研究では，時々刻々変化するネットワーク環境に構築される，超大規模分散システムの安定性と消費エネルギーの間のトレードオフ関係を解明し，エネルギー効率に優れた自律適応型分散アルゴリズムの設計法を確立することを目的とする．本年度は，主として，研究課題３，４に取り組んだ．各研究課題についての成果を以下にまとめておく．
３．分散システムの消費エネルギーと安定性とのトレードオフの解明
(1) 時々刻々変化する無線ネットワークを対象に，高度な自律適応性を実現する自己最適化ルーティング・アルゴリズムを提案し，その消費エネルギーと安定性の間のトレードオフについて考察した．(2) 分散システムの消費エネルギー低減化を実現するには，モバイルエージェントを導入することが有用であると考えられる．そこで，モバイルエージェントシステムの消費エネルギー（主として，モバイルエージェントの移動数で評価される）とシステムの安定性の間のトレードオフについて考察した．(3) データ複製を利用した耐ビザンチン故障性の実現法について，故障耐性と消費エネルギー（主として，複製数と通信量で評価される）の間のトレードオフについて考察した．
４．分散システムのエネルギー効率にすぐれた安定化手法の確立
(1) 時々刻々変化する無線ネットワークを対象に，高度な安定性を実現する自己安定アルゴリズムの汎用的な設計法を提案した．(2) モバイルエージェントを利用した分散システム設計について，エネルギー効率化に有用なサブタスクをいくつか提案し，それらを実現する手法を提案した．(3) 大規模動的分散システムで，バックアップのためのチェックポイント記録法に関して，エネルギー効率化に優れた局所チェックポイント記録法を提案した．

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of distributed token circulation algorithm with faulty random number generator (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kawai, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, and Toshimitsu Masuzawa
  • 雑誌名: Parallel Processing Letters 巻: Vol.24, No.1 ページ: 1450002
  • DOI: 10.1142/S0129626414500029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient randomized Byzantine fault-tolerant replication based on special valued coin tossing (2014)
  • 著者名/発表者名: Junya Nakamura, Tadashi Araragi, Shigeru Masuyama, Toshimitsu Masuzawa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: Vol.E97-D,No.2 ページ: 231-244
  • DOI: 10.1587/transinf.E97.D.231
  • 査読あり
• [雑誌論文] A method of parallelizing consensuses for accelerating Byzantine fault tolerance (2014)
  • 著者名/発表者名: Junya Nakamura, Tadashi Araragi, Toshimitsu Masuzawa, Shigeru Masuyama
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: Vol.E97-D,No.1 ページ: 53-64
  • DOI: 10.1587/transinf.E97.D.53
  • 査読あり
• [雑誌論文] A concurrent partial snapshot algorithm for large-scale and dynamic distributed systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Kim Yonghwan, Tadashi Araragi, Junya Nakamura, Toshimitsu Masuzawa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: Vol.E97-D,No.1 ページ: 65-76
  • DOI: 10.1587/transinf.E97.D.65
  • 査読あり
• [雑誌論文] Randomized gathering of mobile agents in anonymous unidirectional ring networks
  • 著者名/発表者名: Fukuhito Ooshita, Shinji Kawai, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems 巻: (to appear)
  • DOI: 10.1109/TPDS.2013.259
  • 査読あり
• [学会発表] 弦付リング構成のための空間計算量に優れた自己安定アルゴリズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤瑠美，大下福仁，角川裕次，増澤利光
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
  • 年月日: 20140424-20140424
• [学会発表] 仮想グリッドネットワークにおける葉が多いBFS木の安全自己構成法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高津周佑，大下福仁，角川裕次，増澤利光
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 明治大学（東京）
  • 年月日: 20140310-20140310
• [学会発表] Zigzag: Local-information-based self-optimizing routing in virtual grid networks (2013)
  • 著者名/発表者名: Shusuke Takatsu, Fukuhito Ooshita, Hirotsugu Kakugawa, Toshimitsu Masuzawa
  • 学会等名: the 33rd International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS)
  • 発表場所: Philadelphia, Pennsylvania, USA
  • 年月日: 20130708-20130711
• [学会発表] Transitive approach for topology control in wireless sensor networks (2013)
  • 著者名/発表者名: Karim Bessaoud, Alain Bui, Toshimitsu Masuzawa, Laurence Pilard
  • 学会等名: the 9th International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC)
  • 発表場所: Cagliari, Sardinia, Italy
  • 年月日: 20130701-20130705