研究発表 - 山中　直明

データ指向型ネットワーク （DCN: Data-centric Network）の検討

松原大典, 薮崎仁史, 岡本聡, 山中 直明

電子情報通信学会ネットワーク仮想化時限研究会 （北海道　札幌市　北海道大学 人文・社会科学総合教育研究棟） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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従来の電話網では音声通話の様な端末間の通信が主目的であったのに対し, インターネットではWebのようなネットワークを介したデータ配信および取得が主な用途となっている. 近年このような通信形態に適したネットワークアーキテクチャとしてデータ指向型ネットワークが提唱されている一方, 従来の方式ではデータの頻繁な追加・移動・更新に対してスケールしないという課題があった. 本稿では, 動的なデータが広域に分散している環境に置いてスケーラブルなデータの位置情報管理を実現するデータ指向型ネットワークの提案を行う.

高度に分散したモバイルデータ配信に向けた データ指向型ネットワーク

松原大典, 薮崎仁史, 岡本聡, 山中 直明

電子情報通信学会インターネットアーキテクチャ研究会 （北海道　札幌市　北海道大学 人文・社会科学総合教育研究棟） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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従来の電話網では音声通話の様な端末間の通信が主目的であったのに対し, インターネットではWebのようなネットワークを介したデータ配信および取得が主な用途となっている. 近年このような通信形態に適したネットワークアーキテクチャとしてデータ指向型ネットワークが提唱されているが, 従来の方式ではデータの頻繁な追加・移動・更新に対してスケールしないという課題があった. 本稿では, 動的なデータが広域に分散している環境に置いてスケーラブルなデータの位置情報管理を実現するデータ指向型ネットワークの提案を行う.

信頼性を考慮した省エネルギーレイヤ2ネットワーク設計法

米津遥, 栗本崇, 石井大介, 岡本聡, 大木英司, 山中 直明

電子情報通信学会ネットワークシステム研究会 （宮崎県 宮崎市　フェニックス・シーガイア・リゾート） , 

2012年03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. そこで, ネットワーク内のトラヒックを特定リンク上に集約し, 未使用リンクの電源を落とすことによって省電力化を実現するMiDORi が提案されている. MiDORi ネットワークでは, 一定時間ごとにトラヒック量に応じて物理トポロジの最適化を行うために, 実用的な省電力トポロジの計算手法が必要となる. そこで本発表では, 信頼性を考慮した省エネルギーレイヤ2 ネットワーク設計法として, プロテクション方式およびリストレーション方式を提案する. 計算機シミュレーションにより, 2 つの障害回復方式を比較検討する.

［特別招待講演］フォトニックとIPが作るスマートなネットワーク

山中 直明

電子情報通信学会通信ソサイエティ研究会 （新潟県 新潟市 新潟大学駅南キャンパス「ときめいと」） , 

2012年03月

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口頭発表（招待・特別）

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近年，CO2排出の削減のため，ネットワーク，もしくは，ICT（ネットワーク技術）を用いたグリーン化が研究されている．本稿では，フォトニックネットワーク及び，インターネット通信技術を用いたネットワークの省電力化を述べる．また，次世代ネットワークの構成を，省エネルギーの観点で最適化を目指し，まったく新しいネットワークの構成法を提案した．さらに，スマートネットワーク制御に関しても，NGNの応用として研究を進めている．特に，EVNO（仮想化されたエネルギー転送に基づくスマートネットワーク制御）について述べ，ICT技術発展の可能性を示した．

Dynamic Topology Reconfiguration for Energy Efficient Multi-layer Network using Extended GMPLS with Link Power Control

山中 直明

The Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC) and the National Fiber Optic Engineers Conference (NFOEC)(OFC/NFOEC 2012) （Los Angeles Convention Center, Los Angeles, CA, USA） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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This paper proposes an energy efficient multi-layer network using extended GMPLS with link power control. The experimental result shows that dynamic energy saving according to traffic volume is realized by layer-1 and layer-2 unified control.

A Study on the Changeover Mechanism of Communication Path for Virtual Machine Live Migration between Data Centers

山中 直明

World Telecommunications Congress (WTC 2012) （Miyazaki, Japan） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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Recently, live migration which is a technology of transferring virtual machines (VMs) is used inside a data center so that data centers can manage server load balancing and energy consumption effectively. It is expected that the live migration technology is extended into Wide Area Network (WAN) between data centers in order to manage VMs more effectively. However, because the IP address of a VM changes after live migration between data centers, the problem that communications between users and VMs disconnect occurs. To solve this problem, we propose two mechanisms: “Virtual Local Area Network (VLAN) path switch mechanism using Next Generation Wide Area Layer 2 (NGL2) network” and “Exchanging destination address of VM mechanism”. In this paper, mechanisms of our proposal are explained in detail, and the mechanisms are demonstrated.

A Demonstration of IP based Multi-Service Cooperating Cloud Architectures and Technologies for Future Cloud Networking

山中 直明

World Telecommunications Congress (WTC 2012) （Miyazaki, Japan） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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This paper outlines and demonstrates the authors’ view on the service model, architectural directions and key protocols for future cloud realized by utilizing the inscrutable possibility of the photonic network. It is pointed out that, driven by evolution of Cloud and Ubiquitous society, all services will be provisioned by and through an intelligent network where service resources are distributed. For this trend, we propose Multi- Service Cooperating Cloud (MSCC) provides various virtual clouds dynamically according to users’ requests by interconnecting multi service resources via network. The network architecture for realizing MSCC, which uses the network virtualization and extended IP protocol, is also introduced. The feature of our proposing architecture concept is to assign IP addresses to Service-Parts and execute MSCC service provisioning by utilizing IP mechanisms. By using IP mechanism, the construction of scalable and intelligent service network is expected.

A Study of Multicast Delivery System Using PLZT Optical Switch on Active Optical Access network

山中 直明

World Telecommunications Congress (WTC 2012) （Miyazaki, Japan） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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We have proposed an active optical access network (ActiON) employing high-speed optical switches that ensures a higher subscriber number and longer transmission distance than those in the case of the conventional PON. Moreover, ActiON supports multicast slot allocation, which forces the switch to behave as an optical splitter. This paper introduces ActiON with variable distribution mode, which controls the distribution rate of the power. Proposed method realizes flexible multicast slot allocation according to the transmission distance from OLT to each user and the number of required users. Moreover, as the technology to realize the proposed method, this paper also shows adjusting of the proportion of optical power by applying the variable voltage to each electrode.

Service Composition System Optimizing Network and Service Resources in E3-DCN

山中 直明

World Telecommunications Congress (WTC 2012) （Miyazaki, Japan） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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While being the nearness of realization of ubiquitous
society, it is expected that everything will be connected to the network. We previously presented “Ubiquitous Grid Networking Environment (uGrid)”. In uGrid, everything on the network such as devices, contents, and software is defined as “Service-Part”, and users are provided with composition of the several Service-Parts on the network. In uGrid, there are “Service-Routing” and “Service-Signaling” as the method of determining the path from
source to destination and establishing the optical path by using of IP protocol. However, in uGrid, in order to provide the services for users via the specified Service-Parts, these cost of services is high. Also, since users must designate the combination of Service-Parts, it is inflexible. Then, we propose “Energy Efficient, and
Enhanced-type Data Centric Network (E3-DCN)” which is based
on uGrid. In the E3-DCN, users request contents name to the
network and receive them from the network. If the requested
contents are not found in the network, the network constructs the requested contents with Service-Parts. In addition to that, E3-DCN aims at energy efficiency. In this paper, we propose a cost reduction method by Service-Parts copy as part of E3-DCN. Cost is reduced by copying the Service-Parts which have a software function to the optimal position. This method is defined as “Service-Copy”. By the evaluation using ILP (Integer Linear
Programming), it is shown that the case with Service-Copy can reduce the total cost of service by about 12～17%.

Multi-slice Traffic Engineering Method for Optical Packet / Path Integrated Networks

山中 直明

World Telecommunications Congress (WTC 2012) （Miyazaki, Japan） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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This paper proposes a novel traffic engineering method for improving the throughput characteristics of optical packet forwarding in an optical packet / path integrated network. This method is based on bypassing optical packets rejected from a highly-loaded optical packet switch onto one of the adjacent packet switches via an optical path to increase the network throughput. Since the formation of a bypass is equivalent to sharing the buffers of two or more optical packet switches, the packet loss rate can be reduced even by the same buffer length. Or the buffer length can be reduced to achieve the given packet loss rate.

Dynamic Topology Reconfiguration for Energy Efficient Network with Link Power Control: MiDORi

山中 直明

World Telecommunications Congress (WTC 2012) （Miyazaki, Japan） , 

2012年03月

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口頭発表（一般）

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To improve the energy efficiency of networks, power consumption should be proportional to the utilization of the network. We have proposed a concept which conducts traffic engineering in order to dynamically aggregate traffic on particular links and turn off unused links. This paper shows the demonstration results of the link power management by energy efficient network topology design with prototype Gigabit layer-2 switches. In the result, power consumption adaptively changed according to amount of traffic, and when traffic load is low, it can reduce of 23.8% of energy at maximum.

低消費電力化に向けた光アクセスネットワークアーキテクチャおよびONUスリープモードに関する一検討

樋口雄紀, 島田悠司, 佐藤丈博, 徳橋和将, 石井大介, 岡本聡, 山中 直明

電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 （大阪府 吹田市 大阪大学 コンベンションセンター） , 

2012年01月

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口頭発表（一般）

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現在, 日本におけるネットワーク全体の消費電力の約7割はアクセスネットワークが占めており, 低消費電力化を目的としたONUスリープモードが注目されている. 本研究ではONUの消費電力削減に着目し, 上下回線の通信スケジュールを事前に通知することによりONUの一部機能を効率的にスリープさせる新たなONUスリープモードの提案を行う. また, ネットワークアーキテクチャの側面からONUの消費電力を削減することを目的に, AWG-PONベースの省電力光アクセスネットワークの検討を行う.

uGrid を用いた映像配信システムにおける最大遅延とサービスパーツ利用効率を考慮したコンポジットサービスツリーの構築法

阿拉騰松布爾, 張善明, 中原健太, 菊田洸, 石井大介, 栗本崇, 岡本聡, 山中 直明

電子情報通信学会情報ネットワーク研究会 （北海道 旭川市 旭川ターミナルホテル層雲の間） , 

2012年01月

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口頭発表（一般）

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あらゆるデバイスがネットワークへと接続される時代に先駆け, ユビキタスグリッドネットワーク環境（uGrid）が提案されている. uGrid ではネットワークに接続された様々なデバイスをサービスパーツと定義し, それらを組み合わせることにより様々なコンポジットサービスを提供する. uGrid を用いた映像配信システムでは, サーバから配信される映像が経由するサービスパーツによって処理され, 複数ユーザに提供される. そのために, サーバから各ユーザまでの適切なサービスパーツを選択したツリーを構築する必要がある. しかし, 各ユーザの最小コスト経路からなる最小コスト経路ツリーを構築する際, 使用されるサービスパーツ数が増加し, サービスパーツの利用効率が低下する. そこで本稿では, 最大遅延を保証しながら局所的な集約を繰り返し実行することにより, サービスパーツの利用効率を向上させるツリー構築手法を提案する. 計算機シミュレーションにより, 提案方式は, 最小コスト経路計算を用いる従来方式と比較して, サービスパーツ利用効率を改善することを示した.

リコンフィギャラブルプロセッサSTPを用いた省電力ネットワークトポロジの高速近似解法

平尾 明子, 竹下 秀俊, 米津 遙, 岡本 聡, 山中 直明

電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会 （神奈川県　横浜市 慶応義塾大学日吉キャンパス） , 

2012年01月

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口頭発表（一般）

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近年, インターネットは非常に人々の生活に身近なものとなり, 利用者も急激に増加している. それに伴いトラヒック量及びネットワークの消費電力量が増加しており, 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の消費電力削減手法では, トラヒックを特定のリンク上に集約し, 未使用リンクの電源を落とすことで消費電力を削減する. オフにするリンクの組み合わせトポロジの計算は, ネットワークの規模が大きくなるほどに膨大な量となり, 計算時間も膨大になるという問題がある. そこで本稿では, ネットワークトポロジをトラヒック変動に応じてエネルギー最適な構成に制御するアルゴリズムの計算を高速に行うプラットフォームを提案する. 提案方式では, アルゴリズム中で最も計算量が多い最大リンク使用率の計算をリコンフィギャラブルプロセッサSTPに移行し, 高速に並列計算を行うことにより大規模なネットワークであっても高速に演算処理を行うことができる可能性を示した.

Energy Optimized Data Distribution using E3-DCN

山中 直明

The 4th EU-Japan Symposium on the New Generation Network and the Future Internet （TKP Tokyoeki Yaesu Conference Center, Tokyo, Japan） , 

2012年01月

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口頭発表（一般）

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映像配信サービスやスマートフォンなどによる昨今のネットワークトラフィックの増加に加え, 今後センサネットワークなどのM2Mデータトラフィックの増加も予想される. 一方, ネットワーク自身の省電力化も今後重要な要件となるため, 上記のようなトラフィックの流通を効率化することで消費エネルギーを低減する新たなネットワークアーキテクチャが求められている. 本発表では, 近年新たなデータ流通方式として注目されているデータ指向型ネットワークにおいて, 消費エネルギーを最適化するネットワークアーキテクチャ（E3-DCN: Energy Efficient, and Enhanced-type Data Centric Network）の概要を紹介する.

[招待講演]光技術が生む, 新しいネットワーク~新しいサービスを生む省エネルギーなネットワークをもとめて~

山中 直明

第77回POFコンソーシアム(全体会議) （神奈川県　横浜市　慶應義塾大学日吉校舎） , 

2011年12月

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口頭発表（招待・特別）

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ネットワークの省エネルギー化について, Access網のLow Power化と新しいデータセンタ型の光アグリゲーションネットワークのアーキテクチャを述べた.

E3-DCNにおけるネットワークおよびサービス資源最適化サービスコンポジションシステム

渋田直彦, 中原健太, 菊田洸, 石井大介, 岡本聡, 大木英司, 山中 直明

電子情報通信学会ネットワークシステム研究会 （山口県 宇部市 山口大学工学部常盤キャンパス） , 

2011年12月

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口頭発表（一般）

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我々は, サービスパーツと定義するネットワーク上のあらゆるハードウェア, コンテンツおよびソフトウェアを組み合わせ, ユーザに提供するユビキタスグリッドネットワーキング環境(uGrid) を提案している. 近年, ネットワークにコンテンツ名で要求してコンテンツを受信するData Centric Network (DCN) が広く研究されている. そこで, uGrid にDCN を拡張させたEnergy Efficient, and Enhanced-type Data Centric Network (E3-DCN) を提案する. E3-DCN では, ユーザが要求したコンテンツを必要に応じてサービスパーツを組み合わせて提供する. さらに, エネルギー効率化を目指す. 本稿ではE3-DCN の一環として, サービスパーツのソフトウェアを最適な位置に一時的にコピーすることによるエネルギー効率化手法を提案する. 整数線形計画法を用いて, サービスパーツのコピー機能の有無におけるエネルギー効率化に関して評価を行う.

GMPLS-enabled, energy-efficient, self-organized network: MiDORi

岡本 聡, 野村 勇輝, 米津 遥, 竹下 秀俊, 山中 直明

Asia Communications and Photonics Conference(ACP2011) （Shanghai International Convention Center, Shanghai, China） , 

2011年11月

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口頭発表（一般）

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A network using minimum set of nodes and links that all communication data traffics among nodes can be carried while meeting the QoS requirements named MiDORi (Multi- (layer, path, and resources) Dynamically Optimized Routing) has been proposed. MiDORi network technologies that is composed of a low energy consumption network design tool (MiDORi path computation engine (PCE)), MiDORi Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) protocol extensions for controlling network equipment, and a MiDORi router/switch controlled by MiDORi GMPLS, are now developing. This paper describes recent activities of the MiDORi network technologies.

光パケット・光パス統合網のためのマルチスライス・トラヒックエンジニアリング手法（MSTE）の提案

山口正泰, 石井大介, 岡本聡, 大木英司, 山中 直明

電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 （東京都　目黒区　東京工業大学 手島精一記念会議室） , 

2011年11月

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口頭発表（一般）

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本稿では，光パケット・光パス統合ネットワークにおいて，光パケット転送のスループットを向上させるための新しいトラヒックエンジニアリング手法を提案する．光パケットスイッチの高負荷時に，光パスを利用して隣接する光パケットスイッチにパケットを迂回させることにより，光パケットスイッチのボトルネックを解消し，スループットを向上させる．迂回路の形成は，実効的に複数の光パケットスイッチのバッファを共用することと等価となるため，個々のバッファ長を増やさなくてもパケットの廃棄率を低減でき，あるいはパケット廃棄率が同じならバッファ長を削減できることを示す．

アクティブ光アクセスネットワークにおけるPLZT光スイッチを用いたマルチキャストシステムの検討

島田悠司, 佐藤丈博, 徳橋和将, 石井大介, 山口正泰, 岡本 聡, 山中 直明

電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 （東京都　目黒区　東京工業大学 手島精一記念会議室） , 

2011年11月

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口頭発表（一般）