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2022 年度 実施状況報告書

地理的分散環境に適した耐ビザンチン故障分散システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K11971
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

中村 純哉  豊橋技術科学大学, 情報メディア基盤センター, 准教授 (60739746)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
キーワード地理的分散システム / 耐ビザンチン故障 / 動的ネットワーク / レプリケーション / 分散アルゴリズム
研究実績の概要

BFT状態機械レプリケーション(BFT-SMR)は,状態機械として定義されるサービスに対してビザンチン故障耐性を実現するレプリケーション技術として知られる.中でもGeographical BFT-SMRは地震や津波などの大規模災害に耐性を持つことから,一時的なサービス停止が許されない重要なサービスで使われることが多い.本研究課題では,Geographical BFT-SMRの性能を低下させる原因となる,(1) レプリケーション中のネットワーク変動,(2) ビザンチン故障レプリカの振る舞い仮定の妥当性について問題解決の方法を探求することを目的とする.

2022年度は,レプリケーション環境のネットワーク特性に着目し,数多くあるSMRプロトコルの中から,レプリケーション環境に適したプロトコルを選定する手法について検討した.提案選定手法では,レプリカ台数,レプリカ間の通信遅延,リクエストの競合率などを考慮して最適なSMRプロトコルとレプリカ配置を決定する.実際にレプリケーションを構築してプロトコルや配置を比較すると金銭的・時間的コストがかかる.そのため提案手法では,SMRプロトコルのメッセージパターンを元にリクエストの実行時間(レイテンシ)を高速かつ高精度に見積もることで,この問題に対処する.見積もり精度を確認するため,レプリケーションを実際にパブリッククラウドサービス上に構築してレイテンシを計測し,一致度を調べた.その結果,多くのSMRプロトコルで0.98を越える高い相関が見られた.これらの成果は情報処理学会 第85回全国大会で発表した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験環境の選定に時間がかかったため,当初の研究計画よりは少し遅れているが,大きな問題は発生していない.

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に沿って,引き続き研究を進める予定である.

次年度使用額が生じた理由

【理由】
購入を予定していた研究機器について,機器選定が遅れたため.
【使用計画】
2022年度の未使用額は,次年度以降に時期をずらして予定どおり執行する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Network bandwidth variation‐adapted state transfer for geo‐replicated state machines and its application to dynamic replica replacement2022

    • 著者名/発表者名
      Chiba Tairi、Ohmura Ren、Nakamura Junya
    • 雑誌名

      Concurrency and Computation: Practice and Experience

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/cpe.7408

    • 査読あり
  • [学会発表] Brief Announcement: Gathering Despite a Linear Number of Weakly Byzantine Agents2022

    • 著者名/発表者名
      Jion Hirose, Junya Nakamura, Fukuhito Ooshita, Michiko Inoue
    • 学会等名
      The 2022 ACM Symposium on Principles of Distributed Computing (PODC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Gathering despite a linear number of weakly Byzantine agents2022

    • 著者名/発表者名
      Jion Hirose, Junya Nakamura, Fukuhito Ooshita, Michiko Inoue
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Computing and Networking Workshops (CANDARW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Gathering despite a Linear Number of Weakly Byzantine Agents2022

    • 著者名/発表者名
      Junya Nakamura
    • 学会等名
      Research Meeting and School on Distributed Computing by Mobile Robots
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 通信パターンに基づく応答時間最適なGeographical SMRプロトコルとレプリカ配置の選択手法2022

    • 著者名/発表者名
      塩崎 功也,中村 純哉
    • 学会等名
      情報処理学会 第85回全国大会

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公開日: 2023-12-25  

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