研究発表 - 山中　直明

省エネルギーネットワークMiDORiにおけるGMPLS自律制御のためのネクストホップテーブルを保持したパス切替え方式

野村勇輝, 丸川純平, 米津遥, 竹下秀俊, 追川裕治, 石井大介, 岡本聡, 大木英司,山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 （鹿児島県 鹿児島市 KKR鹿児島敬天閣） , 

2011年02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ネットワークのトラヒック量及び消費電力が増加しており,ネットワークの省エネルギー化が重要な課題となっている.そこで我々は, TE(TrafBc Engineering)によりトラヒックを集約しネットワーク機器のポート単位で電源のON/OFFを行うことで省エネルギー化を目指すMiDORi(Multi-(layer,path, and resources) Dynamically Optimized Routing)ネットワークを提案している. MiDORiでは, NM(Network Manager)が各スイッチに設定を行っているが,大規模ネットワーク再構築の際に設定時間が膨大になるという問題がある・そこで本稿では,自律制御により高速設定が可能な手法として, GMPLS(Generalized Multi Protocol Label Switching)を用いたアーキテクチャを提案する. GMPLSではシグナリングによりパス上のポートを一括して電源制御が可能である.しかし,同一ポートを複数パスで共有しているシングルレイヤでのGMPLS適用の場合,パス切替時の電源制御により他のパスが断絶する問題が発生した.そこで,シグナリングの際に各ノードがネクストホップ情報を保持することで,他のパスに影響を与えないパス切替を可能とした.実装実験および計算機シミュレーションにより, 5ホップにおいて従来より79%パス設定時間を削減でき,また再構成においてパスの断絶が発生せず,提案方式の有効性を示した.

低光損失および高信頼性を備えた大規模光スイッチネットワークの設計手法

佐藤丈博, 芦沢國正, 徳橋和将, 石井大介, 岡本聡, 大木英司,山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 （鹿児島県 鹿児島市 KKR鹿児島敬天閣） , 

2011年02月

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口頭発表（一般）

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現在のインターネットの消費電力を大幅に削減する手法として，1台の大容量ルータと数千から数万のユーザを1ホップで接続する光アグリゲーションネットワークが提案されている．本研究では，多段に接続した2x2PLZT光スイッチを用い，ツリー型トポロジとリング型トポロジの特徴を組み合わせることにより，低光損失および高信頼性を満足する全光アグリゲーションネットワークを構築する手法について検討を行った．

A Novel IP Routing/Signaling Based Service Provisioning Concept for Ubiquitous Grid Networking Environment

石井 大介, 中原　健太, 岡本 聡, 山中 直明

[国内会議]  IEEE Globecom 2010 Workshop on Ubiquitous Computing and Networks (UbiCoNet2010) （Miami, Florida, USA） , 

2010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 networking environment. Then, a ubiquitous grid networking environment (uGrid) has been proposed. In uGrid, everything from a device to a program is defined as “Service-Part”, and new mash-up services can be provided by connecting several Service-Parts. In this paper, IP Routing/Signaling-based uGrid service provisioning is proposed as a new concept for realizing uGrid. The feature of this concept is to assign IP addresses to Service- Parts and execute uGrid service provisioning in the network layer (IP protocol layer). IP protocol is an originally scalable protocol. Also, many sophisticated technologies accumulated for years can be used in IP protocol. Therefore, by using IP protocol, the construction of scalable and intelligent uGrid is expected. As key techniques, Service Routing and Service Signaling are introduced, and the issues of each technique are listed. By experiment, it was confirmed that the provisioning of a simple video grid service was succeeded by Service Signaling.

超高速光スイッチを用いた次世代高信頼光アクセスネットワーク

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]  The 7th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop （東京都　東工大蔵前会館） , 

2010年11月

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ポスター発表

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我々は超高速光スイッチを用いたアクティブ型光アクセスネットワークActiON (Active Optical Network)の提案を行っている. ActiONは現在普及しているPON (Passive Optical Network)と比較して, 収容加入者数の増大および伝送距離の伸長を実現する. これにより, PONによるカバーが困難な山間部や中国等の人口密集地域への光アクセスネットワークの導入を図る. また近年では, 音声通話等のライフラインサービス, 業務取引等のミッションクリティカルな通信がネットワークを介して行われており, 次世代光アクセスネットワークにおいて信頼性の向上は必須である. 本発表ではActiONにおける高信頼化に着目し, 光スイッチを活用したプロテクション方式について提案を行う. ActiONでは光スイッチにより柔軟な冗長構成および予備系への高速切り替えが可能となり, 費用対効果の高いプロテクションが可能であることを示す.

uGridにおける接続安定性を考慮した映像配信方式の提案

阿拉騰松布爾, 中原健太, 山田翔太, 菊田洸, 岡本聡, 山中 直明

[国内会議]  The 7th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop （東京都　東工大蔵前会館） , 

2010年11月

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ポスター発表

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IPv6化により膨大なアドレス空間を手に入れたユビキタス社会において, あらゆるデバイスがネットワークに接続されることが想定される. 我々が提案するユビキタスグリッドネットワーキング環境（uGrid）ではネットワークに接続したデバイスをサービスパーツとして定義し, ユーザは所望のサービスパーツを選択し組み合わせることによって新たなサービスを提供可能である. しかしながら, 人気の高いサービスパーツに対してアクセスするユーザ数が増加することにより, サービスパーツの負荷集中という問題が発生する. そこで, サービスパーツに接続しているユーザを新しいサービスパーツとして広告し, ユーザ間に接続を提供することにより, 元のサービスパーツの負荷分散が可能になる. しかしながら, 中継ユーザが突然離脱することにより, 離脱ユーザに接続しているユーザのサービスが中断されてしまい, 特に映像配信システムでは, 大きな問題になる. 本研究では, 接続安定性を考慮した映像配信方式を提案する.

光アグリゲーションネットワークのための超高速波長選択光スイッチング技術

原侑太郎, 島田悠司, 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]  The 7th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop （東京都　東工大蔵前会館） , 

2010年11月

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ポスター発表

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インターネット上には多数のルータが使用されており, 伝送速度の増加に伴う消費電力の増大が問題となっている. 2008年に7.3TW/hだったルータの消費電力は, 2010年には13TW/hに増加し, ネットワークの省電力化が急務である. そこで, 我々の研究室では現在のインターネット内のルータを１台の大規模なクラウドルータに集約したツリー状のシンプルなネットワーク（光アグリゲーションネットワーク）を提案している. 本提案により, 消費電力の大幅な削減を可能にし, 地球環境保全に大きく貢献する. 本発表では光アグリゲーションネットワーク構築の一手法として, 超高速PLZT波長選択光スイッチを用いた波長多重ネットワークを提案する. 本提案で用いるPLZT波長選択光スイッチは時間軸をスロット単位に分割するスロットスイッチング機能を有する. これにより, ネットワークの距離の伸長および加入者側装置数の拡張を可能にし, 省電力の大容量ネットワークを実現する.

インテリジェントクラウドネットワーク環境における 並列伝送を用いたデータセンタ間接続方式

山田翔太, 中原健太, 石井大介, 岡本聡, 山中 直明

[国内会議]  The 7th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop （東京都　東工大蔵前会館） , 

2010年11月

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ポスター発表

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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.

Energy Optimal Network Topology Design Method by QoS Aware Link Power Management

米津 遥, 石井 大介,岡本 聡,大木 英司,山中 直明

[国内会議]  The 7th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop （東京都　東工大蔵前会館） , 

2010年11月

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ポスター発表

太陽追跡型データセンタ実現のための仮想マシン移行方式の一検討

高橋 春樹, 竹下 秀俊, 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 （東京都文京区 日本女子大学 目白キャンパス） , 

2010年11月

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口頭発表（一般）

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近年，クラウドコンピューティングの発展に伴い，データセンタの利用が急増しており，電力供給が課題となっている．世界的な化石燃料および原子力依存脱却の風潮により，自然エネルギーである太陽光発電を効果的に利用することが望まれるが，夜間のサービス提供が不可能となる．そこで我々は，サービスを24時間提供するために，太陽の移動に伴い，データセンタ間で仮想マシンを移行する太陽追跡(Follow the SUN)型データセンタの実現を目指す．本論文では，太陽追跡型データセンタの実現に向け問題となるユーザ・仮想マシン間の通信継続性について，既存技術を利用した仮想マシン移行方式の検討を行った．また各既存技術の比較を行い，太陽追跡型データセンタが実現可能かの検討を行った．

Proposal of the MiDORi GMPLS Traffic Engineering for Energy Optimal Traffic Controlled Networks

岡本 聡, 菊田 洸, 石井大介, 山中 直明

[国際会議]  13th Annual International Conference on Next Generation Internet and Related Technologies(MPLS2010) （Washington, DC） , 

2010年10月

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口頭発表（一般）

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This presentation describes newly developed GMPLS extensions for realizing energy optimal traffic engineering technologies. We are developing “MiDORi (Multi- (layer, path, and resources) Dynamically Optimized Routing) Network Technologies” that is composed of a low energy consumption network design tool (MiDORi PCE), GMPLS extensions (MiDORi GMPLS) for controlling network equipment and a MiDORi router/switch controlled by MiDORi GMPLS. “midori” is a Japanese word which means “green” in English. In the presentation, the detail GMPLS extensions (OSPF extension, RSVP extension, and LMP extension) and experimental results of MiDORi Network Technologies will be presented.

QoS Aware Energy Optimal Network Topology Design and Dynamic Link Power Management

山中 直明

[国際会議]  36th European Conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC2010) （Torino, Italy） , 

2010年09月

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口頭発表（一般）

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To construct energy optimal Internet, a new traffic engineering concept aggregating traffic into specific links and dynamically powering off interfaces of routers/switches should be introduced. This paper proposes a network topology design algorithm and examines link power management.

サービスゲートウェイの冗長化構成方式の提案

栗本崇, 岡本聡, 山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会ソサイエティ大会 （大阪府堺市） , 

2010年09月

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口頭発表（一般）

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ユーザがアクセス網を介してサービスゲートウェイに接続され, ユーザ毎のサービス加入状態に応じてサービス網への接続制御を行うネットワークにおいて, 経済的に高信頼を実現するサービスゲートウェイ構成の提案を行う.

新世代広域レイヤ2網のアドレッシング手法の考察

岡本 聡, 菊田 洸, 石井大介, 山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会ソサイエティ大会 （大阪府堺市 大阪府立大学） , 

2010年09月

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口頭発表（一般）

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イーサネットサービスの高度化に伴いキャリアグレードイーサネットを凌駕する次世代広域レイヤ２網が求められている. 我々は, イーサネットをベースとした新たなレイヤ２プロトコル技術(New Generation Layer-2: NGL2)を提案し, 要素技術の開発及びプロトタイプシステムでの実証実験を進めてきた. 本論文では, NGL2におけるアドレス割当手法, パス設定時のシグナリングにおけるユーザサイドクロスコネクション設定手法を検討した結果を述べる.

新世代広域レイヤ2網におけるアドレッシング及びエッジクロスコネクション設定手法の検討

岡本 聡, 菊田 洸, 石井大介, 山中 直明

[国内会議]  電子情報通信学会フォトニックネットワーク研究会 （北海道虻田郡 洞爺観光ホテル） , 

2010年09月

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口頭発表（一般）

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イーサネットサービスの高度化に伴いキャリアグレードイーサネットを凌駕する新世代広域レイヤ２網が求められている. 我々は, イーサネットをベースとした新たなレイヤ２プロトコル技術(New Generation Layer-2: NGL2)を提案し, 要素技術の開発及びプロトタイプシステムでの実証実験を進めてきた. 本論文では, NGL2におけるアドレス割当手法, パス設定時のシグナリングにおけるユーザサイドクロスコネクション設定手法を検討した結果を述べる. )

ユビキタスネットワーキング環境(uGrid)におけるスケーラブルなサービス提供の実現に向けたルーチングプロトコルの拡張

中原健太, 菊田洸, 山田翔太, 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 （宮城県仙台市 東北大学） , 

2010年09月

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口頭発表（一般）

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IPv6への移行によるユビキタス社会の実現が間近だとされる中, 様々なデバイスがIPアドレスを持ち, ネットワークに接続されることが想定される. 我々が提案するユビキタスグリッドネットワーキング環境(uGrid)では, IPv6の膨大なアドレス空間を利用し, デバイスだけでなくプログラムやコンテンツにもIPアドレスを割り当て, サービスパーツと定義する. uGridでは, 様々なサービスパーツを組み合わせることによりサービスのフローによってユーザが要求するマッシュアップサービスを提供する. サービスパーツはIPアドレスによりネットワーク層によって扱われる. そこで我々は, ルーチングプロトコルによってuGridによるサービス提供を世界規模でスケールさせる新方式“サービスルーチング”の提案する. 本稿ではOSPFを拡張することで実現可能な, リンクコストと同様にサービスパーツがサービスコストを広告するネットワークシステムを提案する. 本システムにおいてサービスフローのルーチングを行うことでアプリケーション層では実現不可能な適切なサービス提供が可能となる. そこで本稿では加えて, 線形計画法およびDijkstra法の拡張により, サービスフローのルーチング手法を提案し, シミュレーションによって評価を行った.

MiDORi: Energy efficient network based on optimizing network design tool, remote protocol and new layer-2 switch

山中直明

[国際会議]  9th International Conference on Optical Internet (COIN 2010) （The Shilla Jeju, Korea） , 

2010年07月

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口頭発表（一般）

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Extended MPCP (IEEE802.3av) data transmission experimental system for optical slot-based Access Network is designed. The slot-based two-way communication was successfully established by extended MPCP. The method does not need to analyze frame-header at switch system.

Extended MPCP Slot Data Transmission Experimental System for Active Optical Access Network

山中直明

[国際会議]  15th OptoElectronics and Communications Conference (OECC2010) （Sapporo, JAPAN） , 

2010年07月

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口頭発表（一般）

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Extended MPCP (IEEE802.3av) data transmission experimental system for optical slot-based Access Network is designed. The slot-based two-way communication was successfully established by extended MPCP. The method does not need to analyze frame-header at switch system.

GMPLS aware intelligent cloud network

山中直明

[国際会議]  6th International Conference on IP+Optical Network (iPOP2010) （Musashino-shi, Tokyo, JAPAN） , 

2010年06月

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口頭発表（一般）

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With the appearance of the cloud network, high speed data communication among data centers is necessary. However, because the data is transmitted through the Internet, network bandwidth is not enough. To construct large bandwidth WAN at low cost, we propose an Intelligent Cloud Network. Fig.1 shows basic concept of the Intelligent Cloud Network. In the Intelligent Cloud Network, data delivered with parallel transmission and lower cost private lines that are lower bandwidth are applied as multiple routes. In this paper, we propose parallel transmission system. In this system, parallel routes are set up with GMPLS. Under the GMPLS environment, OSPF is used on the control plane. Every node in proposal environment can realize the network topology in order to advertise and exchange the route information to each other. In the proposed system, OSPF is used to discover the multi-path between two TCP over SCTP adaption gateways and RSVP plays a role to establish parallel routes between two gateways. The proposed system is implemented on the software switch, as shown in Figure2, and end-to-end throughput is evaluated.

Efficient Singlecast / Multicast Method For Active Optical Access Network Using PLZT High-speed Optical Switches

山中直明

[国際会議]  High Performance Switching and Routing(HPSR2010) （Richardson, Texas, USA） , 

2010年06月

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口頭発表（一般）

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We propose a new efficient singlecast / multicast method for active optical access network using PLZT 10 nsec high-speed optical switches. The Active Optical Network, called ActiON, has been proposed using slot type switched optical network. Compared with Passive Optical Network (PON), ActiON can quadruplicate the number of subscribers (128 users) per OLT and double the maximum transmission distance (40 km) between OLT and ONUs. However, ActiON uses slot based switching method, so it is difficult to realize the multicast delivery. In this paper, we propose the efficient singlecast / multicast method for ActiON by using PLZT optical switch elements which are controlled as ”distribution mode” like an optical splitter by applying mid-control voltage. In addition, a new efficient multicast slot allocation method is proposed and formulated as a linear programming problem. This formula develops the maximum number of users which is able to be connected by multicast and the minimum number of slots is used for multicast users.

MPLS網において低帯域幅消費を実現する複数P2MP LSPを用いたマルチキャスト電子透かし方式

松本 隼, 高 山, 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 （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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本研究では, マルチキャスト電子透かしをMPLS 網において複数のP2MP LSP を切り替えることにより実現する方式を提案する. マルチキャスト電子透かし技術は消費帯域幅の節約および流出元の特定を同時に実現する. 従来の暗号化に基づく方式はネットワーク全体の消費帯域幅および追跡精度の面において問題があったが, 提案では無駄なブロック転送が一切発生しないため上記を改善する. 特性評価において, 従来方式と比較し提案方式が消費帯域幅において優れることを示す.