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2023 年度 実績報告書

機械学習によるSoftware Defined Networkの高度化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22KF0428
配分区分基金
研究機関株式会社インターネットイニシアティブ(技術研究所)

研究代表者

長 健二朗  株式会社インターネットイニシアティブ(技術研究所), 技術研究所, 所長 (10561087)

研究分担者 NOUGNANKE BENOIT  株式会社インターネットイニシアティブ(技術研究所), 技術研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードマルチクラウド / Software Defined Network / データプレーンプログラミング / 機械学習 / Graph Neural Network
研究実績の概要

マルチテナントが利用するクラウドデータセンターにおいては、テナント間で効率よくクラウド資源を共有することでコストを抑えながら、各テナントの要求性能を担保する必要がある。計算性能に関しては技術がある程度確立されているものの、ネットワーク部分の性能保証が課題となっている。
そこで、本研究では、クラウドネットワークのマネージメントプレーンに最新のグラフニューラルネットワークを応用し、学習と予測によるテナントレベルでの最適割当を行い、これをプログラマブルなSoftware Defined Networkベースのプラットフォームで実現する研究を行った。
本研究では、まず、既存のネットワーク性能保証がパケットやフロー単位であったのに対し、クラウドのテナント単位で性能保証するマルチテナントクラウド向けの性能保証を提案した。次に、テナントレベルでのトラフィック需要を学習して予測するために最新のグラフニューラルネットワークを応用したgPerfsolを提案し、有効性を示した。さらに、プログラマブルスイッチTofino2を用いてP4言語による実験環境を構築し、高速転送性能と同時にテナント単位でトラフィック量を制御可能なePerfsolを提案、性能評価を行い実用性を示した。
本研究の成果について、国際ジャーナルIEEE Transactions on Network and Service Managementに掲載、また、国際会議IEEE Conference on Innovation in Clouds, Internet and Networksで1件の発表を行った。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] LAAS-CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      LAAS-CNRS
  • [雑誌論文] ML-Based Performance Modeling in SDN-Enabled Data Center Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Nougnanke Benoit、Labit Yann、Bruyere Marc、Aivodji Ulrich、Ferlin Simone
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network and Service Management

      巻: 20 ページ: 815~829

    • DOI

      10.1109/TNSM.2022.3197789

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] gPerfIsol: GNN-Based Rate-Limits Allocation for Performance Isolation in Multi-Tenant Cloud2023

    • 著者名/発表者名
      B. Nougnanke
    • 学会等名
      2024 27th Conference on Innovation in Clouds, Internet and Networks (ICIN)
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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