研究発表

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.