研究発表 - 山中　直明

リンクパワーオフによるネットワーク省電力化のための高速トポロジ計算手法

米津遥, 高山, 清水翔, 石井大介, 岡本聡, 大木英司, 山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会技術研究報告 （青森県十和田市 奥入瀬渓流ホテル） , 

2010年04月

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口頭発表（一般）

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近年, インターネットの普及に伴いトラヒック量及びネットワークの消費電力が増加していることにより, ネットワークの省電力化が重要な課題となっている. リンクパワーオフによるネットワーク省電力化手法では, トラヒックを特定のリンク上に集約しネットワーク内の未使用リンクの電源を落とすことによって省電力ネットワークを構築する. 従来, リンクのON/OFFの組み合わせを全パターン生成することによって, ネットワーク性能を維持し, リンク数が最小限となる最適なネットワークを導出する手法が研究されているが, リンク数の多いネットワークでは計算量が膨大となるという問題がある. そこで本稿では, ネットワーク内のリンク数を削減するためのヒューリスティックな高速計算手法として, 深さ1探索方式及び深さ2探索方式の2つを提案する. 提案方式では, ネットワーク内のリンクを1本及び2本ずつ削減した場合のトポロジに中から, 最もネットワーク性能が良いトポロジを局所最適解として繰り返し導出するため, 計算時間を大幅に削減することが可能となる. 計算機シミュレーションにより, 各方式の省電力効果・ネットワーク性能・計算時間において有効性を示す.

複数経路探索手法のソフトウェアスイッチClickによる実装

丸川純平, 山田翔太, 寺澤緑, 清水翔, 岡本聡,山中 直明

[国内会議]  PN研究会学生ワークショップ （沖縄県石垣市 大濱信泉記念館） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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広域イーサネット網における広帯域経路を実現する手段の一つとして, 並列伝送技術が挙げられる[1].エンドノード間で複数のVLANパスを確立した後, フロー内の各フレームに対してVLAN IDをラウンドロビンで付与し, 対応するVLANパスに転送することで, フローの使用可能帯域上限を全リンク帯域にすることが可能である.複数パス経路のアグリゲーションにより仮想的な大容量データ伝送を実現する次世代広域イーサネットにおいて, 経路間での遅延差を考慮した複数パス経路の同時発見を実現するには, 拡張イーサネットフレームフラッディング手法に基づいた経路発見手法が有効である. 本稿では, 複数経路における経路情報測定のソフトウェアスイッチであるClickへの実装方法を報告する.

アクティブ光アクセスネットワークにおける2系統の光ツリーによるプロテクション方式

佐藤丈博, 芦沢國正, 徳橋和将, 石井大介, 岡本聡　山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会技術研究報告 （沖縄県石垣市 大濱信泉記念館） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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我々は, PON(Passive Optical Network)に代わる次世代光アクセスネットワークとして, 収容加入者数の増加と伝送距離の伸長を目的とした, 光スイッチを用いる新たなアクティブ型光アクセスネットワークActiON(Active Optical Network)を提案している. 本研究では, ActiONの信頼性向上手法として, 2系統のActiONの相互接続によるプロテクション方式を提案し, 稼働率および設備コストについて評価を行った.

インテリジェントクラウドネットワーク環境における 並列伝送方式の検討課題

山田翔太, 丸川純平, 石井大介, 岡本聡, 山中 直明

[国内会議]  PN研究会学生ワークショップ （沖縄県石垣市 大濱信泉記念館） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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クラウドネットワークの登場により, データセンタ間における高速な通信が必要となっているが, 従来のインターネットを介した通信では, 帯域幅が不十分であるという問題点がある. そこで我々は, 安価な専用線を複数使用し並列伝送を行うことにより擬似的に広帯域な WAN を構築するインテリジェントクラウドネットワークの提案を行っている. インテリジェントクラウドネットワークとは, 複数のデータセンタ間を接続先や帯域を適応的にフレキシブルに接続可能な, 超大容量の疑似専用線を安価に提供するクラウドネットワークである. 我々は以前, インテリジェントクラウドネットワークに適用させる並列伝送方式として TCP over SCTP Parallel を提案したが, いまだ様々な課題が存在する. 本稿では, 動的な並列本数変更機能の実装における諸課題, および並列伝送時の障害回復機能の実装に対する検討を報告する.

次世代広域イーサネットにおける大容量データ伝送に向けた複数経路探索手法の一検討

丸川純平,山田翔太,寺澤 緑,清水 翔,石井大介,岡本 聡,山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会技術研究報告 （沖縄県石垣市 大濱信泉記念館） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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現在の広域イーサネットにおいては, VLANパスを確立する際に確保可能な帯域がリンク(波長)の帯域に制限されてしまう. この制限を打破するためには, End-to-Endでの複数パス経路のアグリゲーションが必要となる. 本研究では, 複数パス経路のアグリゲーションにより仮想的な大容量データ伝送を実現する次世代広域イーサネットにおいて, 経路間での遅延差を考慮した複数パス経路の同時発見を実現するために, 拡張イーサネットフレームフラッディング手法に基づいた経路発見手法を提案する. また, 本アルゴリズムをソフトウェアスイッチに実装し, 発見した複数経路における遅延時間を評価した結果を報告する.

アクティブ光アクセスネットワークにおけるプロテクション方式の実装のための研究課題

佐藤丈博, 芦沢國正, 徳橋和将, 石井大介, 岡本聡,山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会技術研究報告 （沖縄県石垣市 大濱信泉記念館） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

インテリジェントクラウドネットワーク環境における 並列伝送方式の検討課題

山田翔太, 丸川純平, 石井大介, 岡本聡,山中 直明

[国内会議]  PN研究会学生ワークショップ （沖縄県石垣市 大濱信泉記念館） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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クラウドネットワークの登場により, データセンタ間における高速な通信が必要となっているが, 従来のインターネットを介した通信では, 帯域幅が不十分であるという問題点がある. そこで我々は, 安価な専用線を複数使用し並列伝送を行うことにより擬似的に広帯域な WAN を構築するインテリジェントクラウドネットワークの提案を行っている. インテリジェントクラウドネットワークとは, 複数のデータセンタ間を接続先や帯域を適応的にフレキシブルに接続可能な, 超大容量の疑似専用線を安価に提供するクラウドネットワークである. 我々は以前, インテリジェントクラウドネットワークに適用させる並列伝送方式として TCP over SCTP Parallel を提案したが, いまだ様々な課題が存在する. 本稿では, 動的な並列本数変更機能の実装における諸課題, および並列伝送時の障害回復機能の実装に対する検討を報告する.

インテリジェントクラウドネットワークにおけるGMPLSを用いた並列伝送方式の検討

山田翔太, 丸川純平, 石井大介, 岡本聡,山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会技術研究報告 （沖縄県石垣市 大濱信泉記念館） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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クラウドネットワークの登場により, データセンタ間における高速な通信が必要となっている. しかし従来のインターネットを介した通信では, 帯域幅が不十分であるという問題点がある. そこで我々は, 安価な専用線を複数使用し並列伝送を行うことにより擬似的に広帯域なWAN を構築するインテリジェントクラウドネットワークの提案を行っている. 本稿では, GMPLS を用いて並列経路のパス確立を行う並列伝送システムを提案する. 本システムをソフトウェアスイッチに実装し, End-to-End の実効帯域測定による並列伝送の評価およびパス確立完了までの所要時間の計測を行う.

Point-to-Multipoint VLAN path signaling demonstration on the GMPLS controlled Ethernet test network

Kou Kikuta, Daisuke Ishii, Satoru Okamoto, YAMANAKA NAOAKI

[国際会議]  The Optical Fiber Communication Conference and The National Fiber Optic Engineers Conference(OFC/NFOEC 2010) （SAN DIEGO, CALIFORNIA, USA） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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This paper provides the demonstration of GMPLS controlled Point-to-Multipoint Ether- net path establishment. The prototype RSVP-TE is extended for supporting peer and overlay model networks. Detailed RSVP-TE signaling mechanisms, experimental results are discussed.

ゾーン内最適化およびエリア内最適化に基づく電力消費量最適化アーキテクチャの提案

佐藤丈博, 芦沢國正, 徳橋和将, 石井大介, 岡本聡　山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会2010年総合大会 （宮城県仙台市　東北大学） , 

2010年03月

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口頭発表（一般）

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増加し続けるエネルギー消費を抑え, 環境負荷を低減しながら持続的成長を続けることが全地球的な課題になっている. この中で, 高度に発達した通信ネットワークとその技術を応用して, エネルギー問題を解決することが求められている. 近年の動向として, エネルギー問題への関心の高まりにより, 従来の火力・原子力発電から, 再生可能エネルギーである風力, 太陽光発電などに注目が集まっている. 従来の火力や原子力発電を中心とした電力網では, 給電能力の非常に大きいソースから多数のユーザ（シンク）に対して電力を供給するアーキテクチャとっている. 一方, これからの電力網では, 風力や太陽光発電, また, 各家庭の燃料電池やプラグインハイブリッド車からも電力供給が行われるため, 一つ一つは小規模であるが多数のソースが多数のシンクに対して電力を供給するアーキテクチャとなる. このようなマルチソース・マルチシンクのアーキテクチャに対して, 電力網を効率的に制御し, 全体の電力使用量を最適化することが課題となっている. そこで, 本研究では, 集中制御に基づく広域的な最適化と分散制御に基づく局所的な最適化を組み合わせることにより, 全体の電力使用量を最適化するアーキテクチャを提案する

Energy Efficient Network Design Tool for Green IP/Ethernet Networks

Sho Shimizu, Gao ShanYAMANAKA NAOAKI

[国際会議]  14th Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM2010) （SAN,DIEGO, CALIFORNIA, USA） , 

2010年02月

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口頭発表（一般）

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New energy efficient network design algorithm and tool for low power consumption named MIDORI is proposed. Network is used minimum set of nodes and links which can transfer all communication traffic under QoS restriction. QoS restrictions are included hop limit, bandwidth limit reliability and stability. Set-covered problem is applied to this algorithm and all links are modeled as “1” for on and “0” for off. To solve the optimum network configuration, parallel data flow type reconfigurable processer, DAPDNA is applied to solve this problem efficiently. The processor automatically produces the node/link set and confirms traffic QoS requirements. This algorithm can achieve optimum network resources. According to our evaluation results, it can achieve more than 25 % higher efficient than conventional holistic algorithm. And also the evaluation results show the 2 decade faster calculation than conventional sequential method using Pentium II processor. Using the design tool and newly developed remote power controlled L2 switch, experimental network is now under development. Using the proposed algorithm and tool, energy efficient IP/ Ethernet network can be realized. We can estimate that it can reduce about 38K ton CO2 par year.

大容量データ転送アプリケーションの実現に向けた TCP over SCTP パラレルネットワーキング および並列経路選択手法の検討

山田翔太, 寺澤緑, 清水翔, 石井大介, 岡本聡,山中 直明

[国際会議]  14th Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM2010) （SAN,DIEGO, CALIFORNIA, USA） , 

2010年02月

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口頭発表（一般）

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広帯域な伝送路を確保する手法の1 つにパラレル転送があるが, 各経路の遅延差が大きい場合にパケットの順序逆転が発生し, TCP ではスループットが激減する. 本論文では, パケットの順序逆転に強いプロトコル SCTP (Stream Control Transmission Protocol) を利用しながら, TCP によるEnd-to-End での通信を実現するため, Gateway においてTCP パケットをSCTP パケットでカプセル化するTCP over SCTP Parallel というシステムを提案する. 本システムをソフトウェアスイッチに実装し, End-to-End の実効帯域測定によるパラレル転送の評価を行う. 加えて, 複数遅延差を考慮した並列経路選択アルゴリズムを提案し, 提案システムにおいて本アルゴリズムを適用することによりスループットの評価を行う.

Newly Proposed Signaling Based Service Provision Concept for Ubiquitous Grid Networking Environment

山下洋史, 岡崎裕介, 石井大介,岡本聡, 山中 直明

[国際会議]  IEEE Seoul Section International Student Paper Contest 2009 （韓国ソウルHanyang大学） , 

2009年12月

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口頭発表（一般）

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With the advance of ubiquitous society including IPv6, it is expected that everything will be connected to the network. Then, a ubiquitous grid networking environment(uGrid) has been proposed. In uGrid, everything is defined as ”Service-part” and several Service-Parts are combined to provide new service for users. We propose ”Service-Signaling” which is a new service provision based on signaling protocol. In proposed network, software program functions having IP address are defined as Service-Parts in addition to hardware devices. Service-Signaling is marked by both interconnecting some Service-Parts and providing the desired service for users. To evaluate the effectiveness of the proposal, we experiment in interconnecting Service-Parts. In the experiment, RSVP-TE extension is employed.

ダイナミックリンクメトリックスとパワーオフによるネットワーク全体の低消費電力化の検討

高　山, 周　佳, 津留崎　彩, 山中 直明

[国際会議]  IEEE Seoul Section 2009 （韓国ソウルHanyang大学） , 

2009年12月

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口頭発表（一般）

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As the high-speed network technologies developing, the traffic in the Internet increase rapidly. The network power consumption has come up to 10% of the worldwide energy consumption. In order to reduce this kind of consumption, we propose a novel method, which dynamically modifies the weights of links and makes traffic gather to certain links and then set some links of which the load no traffic Powe-Off. We also did much work in the network simulations, and the result shows that the method has a good effect in reducing the network power consumption.

uGRID--光ネットワーク時代の新しい映像クラウドサービスプラットフォーム--

山中 直明

[国内会議]  NTT-慶應大学技術交流会 （東京都品川区 グランドプリンスホテル新高輪） , 

2009年11月

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口頭発表（一般）

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This paper describes new cloud network architecture for video distribution. The network consists of service parts and virtual wire that is optical path between service parts. Network service is realized by mash-up from network. This is next generation flexible service. Some demonstration results also described.

High-speed Photonic Network Architecture---Photonic Network and it’s applications---

山中 直明

[国内会議]  (招待講演） IEICE東北支部専門講習会（弘前大学） （青森県弘前市文京町弘前大学） , 

2009年11月

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口頭発表（一般）

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光ネットワークの発展とその技術的な内容をreview する. また, 光ネットワークをベースとした最新のテクノロジーについて, デバイス, システムからアプリケーションまでを述べた. 特に, 新しいデバイスのネットワークに対するインパクト, 及び, クラウドやエネルギーに対する光ネットワークとの関連について述べる.

超高速ネットワークを求めて

山中 直明

[国内会議]  フォトニックネットワークシステム・デバイス・ブロードバンドアプリケーション・一般 （東京都文京区 日本女子大学 目白キャンパス） , 

2009年11月

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口頭発表（一般）

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超高速ネットワーク技術をreviewするとともに, 発展してきた技術的背景について詳しく述べた. また, 光ネットワークをベースとした最新のテクノロジーについて, デバイス, システムからアプリケーションまでを述べた. 特に, 新しいデバイスのネットワークに対するインパクト, 及び, クラウドやエネルギーに対する光ネットワークとの関連について述べる.

Establishment of Point-to-Multi-Point path in GMPLS controlled Wide Area Ethernet

菊田洸, 石井大介, 岡本聡, 山中直明

[国際会議]  12th Annual International Conference on Next Generation Internet and Related Technologies( MPLS2009) （WashingtonDC, USA） , 

2009年10月

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口頭発表（一般）

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We implemented Point-to-Multi-Point (P2MP) path provision supported by GMPLS control on the experimental Ethernet network, assumed by Wide Area Ethernet. In this implementation, GMPLS RSVP-TE is extended for establishing P2MP Label Switched Paths (LSPs), based on the standard of RFC 4875. The signaling scheme to establish P2MP paths is reported together with the experimental results.

GMPLSシグナリングによるE-tree確立に向けたRSVP-TE拡張の実装

菊田洸, 石井大介, 岡本聡,山中 直明

[国内会議]  IPバックボーンネットワーク、MPLS、GMPLS、フォトニックネットワークおよび一般 （埼玉県ふじみ野市　株式会社KDDI研究所） , 

2009年10月

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口頭発表（一般）

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本研究では, 次世代の広域イーサネットを想定した実験ネットワーク上へと, 複数拠点間接続サービス E-tree の実現ための P2MP(Point-to-MultiPoint) パスの確立を行った. GMPLS シグナリングによる P2MP パスの確立手法は IETF の発行する標準仕様書 “RFC4875” によって定められているが, 具体的なノードの振る舞いなどについては言及されていない. そこで, 本研究では “RFC4875” に基づいて拡張されたプロトタイプの RSVP-TE を実装し, GMPLS シグナリングによる P2MP パスの確立を行った. 本稿ではこの実装における結果を報告する.

TCP Friendly Active Optical Access Network Having Automatic Ranging

芦沢国正, 徳橋和将, 石井大介, 荒川豊,山中 直明

[国際会議]  The 35th European Conference on Optical Communication (ECOC 2009) （Vienna, Austria） , 

2009年09月

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口頭発表（一般）

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A new optical access network using high-speed PLZT optical switch is presented. The access network, having automatic ranging and slot allocation fuction, can guarantee TCP throughput designing with frame cycle, slot size and guard time.