2020 Fiscal Year Research-status Report
Research on resource allocation method for service chaining based on approach of applied mathematical programming
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19K14980
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 丈博 京都大学, 情報学研究科, 助教 (40793279)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ネットワーク機能仮想化 / サービスチェイニング / 応用数理計画 / 列生成法 / ネットワーク制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、仮想ネットワーク機能（VNF: Virtual Network Function）の順序制約緩和を考慮したサービスチェイニングにおいて、実ネットワークシステムへの適用性が高い経路およびVNF配置決定方式の計算モデルを確立することを目的とする。
2年目である2020年度は、交付申請時の研究実施計画にしたがい、「VNFの通過順序に応じた要求資源量の変化に対応する計算モデルの研究」を実施した。サービスチェイニングにおいてネットワーク上で提供されるVNFは、パケットへのヘッダ付加やフィルタリング等により、トラヒック量の変化を発生させる場合がある。既存研究の計算モデルでは、サービスチェインの経路上で発生するトラヒック量が一定であることを想定しており、ネットワーク資源や計算機資源を過剰に割り当ててしまう課題があった。そこで本研究では、VNFの実行順序に依存して計算機資源や伝送容量の要求量が変化する計算モデルを確立した。VNFの実行順序による要求資源量の変化について、計算モデル内での表現手法を検討した。また、計算時間の増大に対処するために、計算モデル内で考慮するVNFの実行順序のパターン数を制限する手法を開発した。順序パターンの数を制限することで計算時間を短縮しながら、最適値からの目的関数値の増加が高々0.4%である解が得られることを、計算機シミュレーションにより確認した。
本研究成果の一部は、雑誌論文（IEEE、電子情報通信学会）、国際会議（IEEE GLOBECOM、HPSR等）、および国内研究会（電気関係学会関西連合大会 招待講演）で発表された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請時の研究実施計画では、2020年度は「VNFの通過順序に応じた要求資源量の変化に対応する計算モデルの研究」を実施する計画であった。研究実績の概要に記載した通り、VNFの実行順序に依存して計算機資源や伝送容量の要求量が変化する計算モデルを確立し、計算機シミュレーションによる評価を完了することができた。したがって、2020年度の本研究課題の進捗状況を「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、これまでに開発した計算モデルに基づくサービスチェイン制御手法の、実システムへの適用可能性に関する研究を行う。2019～2020年度の研究で開発した計算モデルでは、サービスチェインの経路およびVNF配置の最適解を求めるのに長い計算時間を要する。したがって、サービスチェインの要求が動的に到着あるいは終了する現実的な環境下においては、最適解が得られる前に要求が変化する可能性がある。そこで、最適化問題を解く過程で得られる暫定的な解に応じて、ネットワーク上で提供中のサービスチェインの経路およびVNFの配置を段階的に改善する制御手法について検討を行う。計算機シミュレーションやプロトタイプシステムの構築により、ネットワークに適用する暫定的な解の選択手法や、その適用タイミングについて評価を実施する。得られた研究成果について、国内研究会および国際会議での発表、および論文誌への投稿を行う。
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| Causes of Carryover |
物品費に関しては、2019年度に購入した物品を活用し研究を遂行することができた。また、旅費に関しては、国際会議および国内研究会に参加するための交通費および宿泊費を計上する予定だったが、新型コロナウイルス感染症の拡大の影響ですべてオンライン開催となった。以上の理由により、次年度使用額が発生した。当該助成金は、現在査読中の国際会議原稿および今後投稿予定の雑誌論文原稿が採録された場合に、出張旅費および掲載料として使用する計画である。
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