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2015 年度 実施状況報告書

高速な規模伸縮が可能な低消費電力クラウド分散データベース管理システム

研究課題

研究課題/領域番号 26730040
研究機関工学院大学

研究代表者

山口 実靖  工学院大学, 情報学部, 准教授 (50439262)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードビッグデータ / 分散KVS / 省電力
研究実績の概要

前年度開発した分散KVSの動作解析システムを用いて、稼働中のデータベース管理システムにノードを追加や削除をしたときの分散KVS、OSのI/O最適化部の動作を観察した。そして、観察結果に基づき分散KVSの性能劣化原因を特定した。
具体的には、当該解析システム上で分散KVSシステムを動作させ、稼働中の分散デ―タベース管理システムにノードの追加およびノード削除の処理を行った。そして、ノード追加中及び削除中の削除中の分散KVSの動作を解析システムで観察した。また、観察結果に基づき性能劣化原因についての考察を行った。観察、考察の結果、以下の様な性能劣化原因が明らかになった。処理の前半(コンパクション開始前)においては既存のノードにおけるストレージI/O処理が性能劣化原因となっており、後半(コンパクション開始後)は大量のデータを受信してコンパクションを行う新規ノードのストレージI/O処理が性能劣化原因であった。そして、この考察に基づきKVSとOSとクラウド基盤の統合最適化を行い、以下の様なノード追加削除時間の短縮と、追加削除中のKVS性能の改善を行った。まず、分散KVSシステムの動作を考慮してI/Oスケジューラの遅延処理の最適化を行い、コンパクション時における連続I/O処理の動作を高速化した。
分散KVSはオープンソースKVSであるCassandraを用いて構築し、分散KVSの動作解析システムはCassandraおよびオープンソースOSであるLinuxを用いて構築した。また、大域ネットワークの様な高遅延ネットワークを含む広域分散KVSシステムの性能評価システムを構築した。

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

平成27年度以降の研究計画に掲げた内容は、ノード追加削除中の分散KVSやOSのI/O最適化部の動作を観察、KVSとOSとクラウド基盤の統合最適化を行いノード追加削除時間の短縮と、追加削除中のKVS性能の改善、解析システムの改善、ノード追加削除時間や追加削除中のKVS性能や省電力効果の評価であり、このうちの半分以上を達成してる。
これは平成27年度,平成28年度の2年度の計画のうちの半分以上を1年で達成していることになり、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

おむね順調に進展している状況であるため、研究計画の変更などは行わない。当初の研究計画に従って研究を推進させる予定である。
平成28年度の主たる研究として、「解析システムによる解析による、ノード追加削除時間の短縮と、追加削除中のKVS性能の改善」を行い、そして「解析システムの改善」を行い、「改善された解析システムを用いてのさらなる解析と性能向上」を行うことを繰り返すことが予定されている。よって、これを繰り返しKVSシステムの性能と解析システムを発展させていく。

次年度使用額が生じた理由

安価な計算機を使用することにより予算使用額を抑えることができた。

次年度使用額の使用計画

大規模システム開発とより多くの学会発表を行う。

  • 研究成果

    (49件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (48件) (うち国際学会 11件)

  • [雑誌論文] 二重キャッシュ環境における負の参照の時間的局所性を考慮したキャッシュ管理手法2015

    • 著者名/発表者名
      杉本 洋輝,山口 実靖
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンシューマ・デバイス&システム(CDS)

      巻: 5 ページ: 42 - 51

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 仮想化環境におけるデータ保存位置を考慮したストレージ省電力化2016

    • 著者名/発表者名
      谷貝俊輔・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-4-1
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-18
  • [学会発表] ページキャッシュの制御によるCassandraの動的規模伸縮時間の評価2016

    • 著者名/発表者名
      御代川翔平・徳田大輝・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-4-2
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-18
  • [学会発表] ホストOSキャッシュ制御によるゲスト応用の性能向上2016

    • 著者名/発表者名
      杉本洋輝・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-4
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] RAID環境における動的ファイル制御によるHadoopの性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      中島健司・藤島永太・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-5
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] 複数Reduce処理ノード環境下におけるファイル格納位置の動的制御によるHadoop性能の向上2016

    • 著者名/発表者名
      藤島永太・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-6
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] ページキャッシュを利用したKVM環境KVS性能の向上2016

    • 著者名/発表者名
      徳田大輝・御代川翔平・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-8
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] MySQLのレコードアクセスタイプ決定コストの見積もり改善による性能向上2016

    • 著者名/発表者名
      小林裕介・谷貝俊輔・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-9
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] 無操作状態携帯端末の消費電力の増加の原因となるアプリケーションの推定2016

    • 著者名/発表者名
      栗原 駿・福田翔貴・濱中真太郎・坂本寛和・小口正人・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-10
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] 色表現制御によるAndroid端末の消費電力低減手法の評価2016

    • 著者名/発表者名
      坂本寛和・濱中真太郎・井上知美・山口実靖・小林亜樹
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-11
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] アプリケーション状態に応じたAndroid GCの選択2016

    • 著者名/発表者名
      濱中真太郎・坂本寛和・小口正人・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-12
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] Androidアプリケーション観察を目的とした時計加速環境の構築2016

    • 著者名/発表者名
      福田翔貴・栗原 駿・濱中真太郎・小口正人・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-13
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] 低照度LCDスマートフォン表示におけるRGB制御による画面見やすさの向上2016

    • 著者名/発表者名
      井上知美・坂本寛和・濱中真太郎・小口正人・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-11-38
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] キャッシュヒット率推定に基づく動的VMメモリ割り当て2016

    • 著者名/発表者名
      坂本雅哉・山口実靖
    • 学会等名
      2016年 電子情報通信学会総合大会, D-6-3
    • 発表場所
      福岡県福岡市九州大学(伊都キャンパス)
    • 年月日
      2016-03-16
  • [学会発表] KSMを用いたメモリ最適化による仮想化環境におけるCassandra性能の向上2016

    • 著者名/発表者名
      徳田 大輝,御代川 翔平,山口 実靖
    • 学会等名
      DEIM2016 第8回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
    • 発表場所
      福岡県福岡市ヒルトン福岡シーホーク
    • 年月日
      2016-03-01
  • [学会発表] 二重キャッシュ環境の参照の局所性を考慮したキャッシュを有するファイルシステム2016

    • 著者名/発表者名
      杉本 洋輝,光来 健一,山口 実靖
    • 学会等名
      第136回OS研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市理化学研究所計算科学研究機構
    • 年月日
      2016-02-29
  • [学会発表] KSMとバルーニングを用いた仮想化環境におけるI/O性能の向上2016

    • 著者名/発表者名
      徳田 大輝,御代川 翔平,山口 実靖
    • 学会等名
      第136回OS研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市理化学研究所計算科学研究機構
    • 年月日
      2016-02-29
  • [学会発表] Dynamic Memory Resource Management in Virtual Machines with Different Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sakamoto, Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      2016 International Symposium of Information and Internet Technology (SYMINTECH)
    • 発表場所
      マレイシア
    • 年月日
      2016-01-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Androidアプリケーション観察の加速環境の構築2016

    • 著者名/発表者名
      福田翔貴,栗原駿,濱中真太郎,小口正人,山口実靖
    • 学会等名
      第15回コンシューマ・デバイス&システム(CDS)研究発表会, CDS-18
    • 発表場所
      熊本県天草市天草市民センター
    • 年月日
      2016-01-22
  • [学会発表] Androidアプリケーションの状態応じたGCアルゴリズム切り替えに関する一考察2016

    • 著者名/発表者名
      濱中真太郎,坂本寛和,小口正人,山口実靖
    • 学会等名
      第15回コンシューマ・デバイス&システム(CDS)研究発表会, CDS-19
    • 発表場所
      熊本県天草市天草市民センター
    • 年月日
      2016-01-22
  • [学会発表] 表示内容の色表現制御によるAndroid端末のディスプレイ消費電力の低減手法と評価2016

    • 著者名/発表者名
      坂本寛和,濱中真太郎,井上知美,山口実靖,小林亜樹
    • 学会等名
      第15回コンシューマ・デバイス&システム(CDS)研究発表会, CDS-29
    • 発表場所
      熊本県天草市天草市民センター
    • 年月日
      2016-01-22
  • [学会発表] Dynamic File Placing Control for Improving the I/O Performance in the Reduce Phase of Hadoop2016

    • 著者名/発表者名
      Eita Fujishima, Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      the Tenth International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (IMCOM2016), 8-2
    • 発表場所
      ベトナム
    • 年月日
      2016-01-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Elasticity Improvement of Cassandra2016

    • 著者名/発表者名
      Shohei Miyokawa, Taiki Tokuda, Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      the Tenth International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (IMCOM2016), S2-3
    • 発表場所
      ベトナム
    • 年月日
      2016-01-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Host OS Page Cache Hit Ratio Improvement based on Guest OS Page Drop2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sugimoto, Kenichi Kourai, Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Information Integration and Web-based Applications & Services
    • 発表場所
      ベルギー(治安悪化で渡航せず。採録決定)
    • 年月日
      2015-12-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving the I/O Performance in the Reduce Phase of Hadoop2015

    • 著者名/発表者名
      Eita Fujishima and Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Computing and Networking (CANDAR'15), pp. 82-88
    • 発表場所
      北海道札幌市札幌市産業振興センター
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Reducing Storage Power Consumption with File Layout Optimization in Virtualized Environment2015

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yagai and Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      6th International Workshop on Advances in Networking and Computing (WANC'15), pp. 590-594
    • 発表場所
      北海道札幌市札幌市産業振興センター
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Memory Allocation in Virtual Mchines based on Cache Hit Ratio2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sakamoto and Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      6th International Workshop on Advances in Networking and Computing (WANC'15), pp. 613-615, Poster
    • 発表場所
      北海道札幌市札幌市産業振興センター
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Active Caching for KVS Dynamic Scaling2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Miyokawa, Taiki Tokuda and Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Computing and Networking (CANDAR'15), pp. 161-166
    • 発表場所
      北海道札幌市札幌市産業振興センター
    • 年月日
      2015-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Power Effective File Layout with Application Support in Virtualized Environment2015

    • 著者名/発表者名
      Saneyasu Yamaguchi and Shunsuke Yagai
    • 学会等名
      2015 IEEE International Conference on Control System, Computing and Engineering (ICCSCE2015), pp. 425-430
    • 発表場所
      マレイシア
    • 年月日
      2015-11-28
    • 国際学会
  • [学会発表] ファイル格納位置の動的制御によるHadoop MapReduceジョブの性能向上2015

    • 著者名/発表者名
      藤島永太,山口実靖
    • 学会等名
      第162回データベースシステム研究発表会
    • 発表場所
      東京都江東区芝浦工業大学
    • 年月日
      2015-11-26
  • [学会発表] A Study on Identifying Battery-Draining Android Applications in Screen-Off State2015

    • 著者名/発表者名
      Shun Kurihara, Shoki Fukuda, Ayano Koyanagi, Ayumu Kubota, Akihiro Nakarai, Masato Oguchi, Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      2015 IEEE 4th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2015)
    • 発表場所
      大阪府大阪市グランキューブ大阪
    • 年月日
      2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 彩度の分布に着目した表示内容制御によるAndroid端末のディスプレイ消費電力低減手法の選択2015

    • 著者名/発表者名
      坂本寛和,濱中真太郎,井上知美,山口実靖,小林亜樹
    • 学会等名
      第14回CDS研究発表会, CDS-9
    • 発表場所
      東京都武蔵野市NTT武蔵野研究開発センタ
    • 年月日
      2015-10-02
  • [学会発表] Alarmの観察による無操作状態携帯端末の消費電力の増加の原因となるアプリケーションの推定2015

    • 著者名/発表者名
      栗原 駿・福田翔貴・小柳文乃・小口正人・山口実靖
    • 学会等名
      データ工学研究会(DE), (6)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 神奈川工科大学横浜オフィス
    • 年月日
      2015-09-24
  • [学会発表] ディスク内データ保存位置を考慮した仮想化環境におけるストレージ消費電力の低減2015

    • 著者名/発表者名
      谷貝俊輔・山口実靖
    • 学会等名
      データ工学研究会(DE), (8)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 神奈川工科大学横浜オフィス
    • 年月日
      2015-09-24
  • [学会発表] キャッシュヒット率を考慮した動的VMメモリ割り当てによるDBMS性能の向上2015

    • 著者名/発表者名
      坂本雅哉・山口実靖
    • 学会等名
      データ工学研究会(DE), (10)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 神奈川工科大学横浜オフィス
    • 年月日
      2015-09-24
  • [学会発表] 表示内容の彩度に着目した色表現制御によるAndroid端末の消費電力低減手法の選択2015

    • 著者名/発表者名
      坂本寛和・濱中真太郎・井上知美・山口実靖・小林亜樹
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, M-024
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-17
  • [学会発表] Android ARTのGCの性能に関する一考察2015

    • 著者名/発表者名
      濱中真太郎・坂本寛和・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, M-025
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-17
  • [学会発表] WakeLockとAlarmの観察による無操作状態の消費電力の増加の原因となるアプリケーションの推定2015

    • 著者名/発表者名
      栗原 駿・福田翔貴・小柳文乃・窪田 歩・半井明大・小口正人・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, M-026
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-17
  • [学会発表] ファイル格納位置制御によるHadoop MapReduceジョブの性能の向上2015

    • 著者名/発表者名
      藤島永太・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, RC-003
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] ワーキングセットとキャッシュヒット率を考慮した動的VMメモリ割り当て2015

    • 著者名/発表者名
      坂本雅哉・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, M-014
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] 複数VM環境におけるKSMを用いたKVS性能の向上に関する一考察2015

    • 著者名/発表者名
      徳田大輝・御代川翔平・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, M-015
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] 仮想化環境におけるゲストOSページキャッシュの監視によるホストOSページキャッシュのヒット率の向上2015

    • 著者名/発表者名
      杉本洋輝・光来健一・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, B-019
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] ディスクI/Oを考慮したKVSの動的ノード追加時間の短縮手法の一考察2015

    • 著者名/発表者名
      御代川翔平・徳田大輝・藤島永太・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, D-039
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] 応用の動作情報を用いたデータ保存位置の最適化による仮想化環境におけるストレージ電力の低減2015

    • 著者名/発表者名
      谷貝俊輔・山口実靖
    • 学会等名
      FIT2015 第14回情報科学技術フォーラム, D-046
    • 発表場所
      愛媛県松山市愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] ページキャッシュの制御によるKVSの動的規模拡張時間の短縮2015

    • 著者名/発表者名
      御代川翔平,徳田大輝,山口実靖
    • 学会等名
      第161回DBS・第119回IFAT合同研究発表会, 2/DE
    • 発表場所
      奈良県奈良市東大寺総合文化センター
    • 年月日
      2015-08-05
  • [学会発表] A Study on GC Performance of ART2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Hamanaka and Saneyasu Yamaguchi
    • 学会等名
      6th ACM SIGOPS Asia-Pacific Workshop on Systems (APSys 2015)
    • 発表場所
      東京都江東区Tokyo Fashion Town
    • 年月日
      2015-07-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Hadoop MapReduceのReduce処理のI/O高速化2015

    • 著者名/発表者名
      藤島 永太,山口 実靖
    • 学会等名
      第163回マルチメディア通信と分散処・第75回モバイルコンピューティングとユビキタス通信合同研究発表会
    • 発表場所
      沖縄県宮古島市宮古島マリンターミナル
    • 年月日
      2015-05-28
  • [学会発表] 応用の動作情報を用いた仮想化環境におけるストレージ電力の低減2015

    • 著者名/発表者名
      谷貝 俊輔,山口 実靖
    • 学会等名
      第163回マルチメディア通信と分散処・第75回モバイルコンピューティングとユビキタス通信合同研究発表会
    • 発表場所
      沖縄県宮古島市宮古島マリンターミナル
    • 年月日
      2015-05-28
  • [学会発表] ゲストOSページキャッシュの監視によるホストOSページキャッシュのヒット率の向上手法の試作と評価2015

    • 著者名/発表者名
      杉本 洋輝 光来 健一 山口 実靖
    • 学会等名
      第163回マルチメディア通信と分散処・第75回モバイルコンピューティングとユビキタス通信合同研究発表会
    • 発表場所
      沖縄県宮古島市宮古島マリンターミナル
    • 年月日
      2015-05-28

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公開日: 2017-01-06  

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