研究紹介

Green ICT

Green ICTとは？

地球環境への負荷を低減可能なIT関連機器やITシステムの総称です。当研究室では大規模ネットワークにおける伝送回線や通信機器の利用制限、電源カットを用いて、空間的・時間的な省電力化を可能とするGreen ICT技術の研究を行っています。

近年、スマートフォンやタブレットなど移動型携帯端末の普及が進んでいます。他にも通信機器が自身で低消費電力モードに移る期間を配下の接続端末に対して定期的に通知し、端末はその期間の通信を控えるというような通信機器と端末の連携による省電力化手法が提案されています。

携帯端末がインターネットに接続するためには無線アクセスポイントやルータを介して通信する必要があるため、これらの通信機器の設置台数も増加しており、それに伴って通信機器による消費電力量の増加が懸念されています。

ネットワーク全体で収容している通信情報量が少ない場合、たとえば、転送帯域が大きい伝送回線や処理能力の高いルータ・スイッチに集約して転送することが可能であれば、他の伝送回線や通信機器の利用制限、もしくは電源カットによりネットワーク全体として省電力化を図ることが可能になります。

このようなネットワークにおける空間的・時間的な省電力化を可能とするGreen ICT技術の研究を行っています。

【キーワード】省電力化, 無線LANアクセスポイント, IEEE802.11, TCP

ICN(Information Centric Network)

ICNとは？

コンテンツの入手に特化したネットワークです。コンテンツの位置をネットワーク上で動かすことができるためコンテンツの取得時間を短縮することができます。

現在一般に利用されているIPネットワークは、クライアントが情報要求時にIPアドレスを用いて通信相手を任意のサーバに指定することでそのサーバから情報を取得しますが、この方法はクライアント数の増加によってサーバへのアクセスが集中し、サーバの負荷が大きくなる問題があります。

これを解決するためのネットワーク技術の一つに情報指向ネットワークICN(Information Centric Network)があります。ICNではProducer(サーバ)が保持するコンテンツ(情報)のキャッシュをネットワーク上のIWP(InterWorking Point : キャッシュ機能を備えた高性能ルータ)に分散させることができ、またConsumer(クライアント)はコンテンツ要求時にコンテンツ名を識別子としてネットワーク上に要求を送ることでProducerだけでなくコンテンツのキャッシュを持つするIWPからもコンテンツを取得することが可能となります。

ICNはキャッシュの配置やコンテンツの探索を効率的に行うことでConsumerのコンテンツ取得時間を短縮させることができるため、当研究室ではICNのキャッシュの配置方法や経路制御に関する研究を行っています。

【キーワード】ICN/NDN, キャッシング, ルーティング, 輻輳制御

自律分散無線アクセス共用網

AP共用網とは？

管理会社の異なるAP間で端末接続を効率的に収容することで端末の転送性能の向上を図るシステムの総称です。本研究室では端末の接続情報をブロックチェーンなどの技術を用いて共有する技術について研究を行っています。

近年、スマートフォンやタブレット等の移動型端末の普及により、無線LANアクセスポイント(AP)の通信量が増加しています。それに伴い、公衆無線LANサービスも増加しており、異なる管理者のAPが狭い範囲に密集する稠密設置が予想されます。そのため、管理者の異なるAP群を利用者との契約関係に依らず利用を可能とする無線アクセス共用網(AP共用網)の実現によって効率的な資源の利用が期待されています。

利用者はAP共用網に参加するだけでAP共用網下全APが利用可能となります。そのため、多種多様な無線LANサービスに個別に登録する必要はなく、管理者の異なるAP間を接続切替えできることで単一の管理者が提供するネットワークよりも広い範囲で利用が可能となります。また、AP群が相互に収容状況を把握し、多数の端末接続により高負荷のAPが低負荷のAPへ収容端末を移動させる自律的な分散処理が可能です。これにより、APは適切な負荷で動作し、高い通信性能を保ちます。AP共用網の実現には多種多様なAPが各々の収容状況や資源を共有管理することが重要です。

本研究室では、この管理にブロックチェーン技術を活用し、安全性・利便性の高いAP共用網の実現に関する研究を行っています。

【キーワード】ブロックチェーン, 分散台帳技術, 収容効率

研究業績

2022年度

• 情報指向ネットワークにおける公平性を意識したステートフルフォワーディング輻輳制御方式に関する研究 [PDF]
• 双方向トラヒックに対する無線アクセスポイントスリープ制御と省電力TCPとの連携方式に関する研究 [PDF]
• PoAベースのブロックチェーン技術を適用した自律分散無線AP共用網に関する研究 [PDF]
• 情報指向ネットワークにおけるリンク帯域に着目したステートフルフォワーディング制御手法の改善に関する研究 [PDF]
• 情報指向ネットワークにおける周辺キャッシュを意識したルーティング手法のトポロジ依存性の評価に関する研究 [PDF]
• PoAブロックチェーンに基づく自律分散無線アクセス共用網におけるAuthorityノード機能の代替方法に関する研究 [PDF]
• 無線アクセスポイント省電力化における接続端末数に基づくスリープ時間制御に関する研究 [PDF]
• ICNエミュレータ「Cefore」における垂直キャッシング/ルーティングの実装に関する研究 [PDF]

2021年度

• Ethereum技術を適用した自律分散無線アクセス共用網におけるスマートコントラクトに関する研究 　 [PDF]
• 情報指向ネットワークにおけるIntra-As Coを基にした水平キャッシング手法に関する研究 　 [PDF]
• 情報指向ネットワークにおける周辺キャッシュを意識したルーティング手法に関する研究 　 [PDF]
• 情報指向ネットワークの垂直キャッシング手法における中継IWPのコンテンツ分布の調査に関する研究 　 [PDF]
• Tangleを適用した自律分散無線アクセス共用網におけるトランザクション構造に関する研究 　 [PDF]
• 無線アクセスポイントスリープ制御と省電力TCPの連携におけるセグメント移行制御の改善に関する研究 　 [PDF]
• 情報指向ネットワーク(ICN)におけるConsumer主導型輻輳制御のためのコンテンツ取得時間の調査に関する研究 　 [PDF]
• ブロックチェーン技術を適用した自律分散無線アクセス共用網における自社優先アクセスポイント収容方式に関する研究 　 [PDF]

2020年度

• ブロックチェーン技術を適用した自律分散無線アクセス共用網における転送性能と契約状況を考慮した端末収容方式に関する研究 　 [PDF]
• ブロックチェーン技術を適用した自律分散無線アクセス共用網における チャネル構築とトランザクション設計に関する研究 　 [PDF]
• ダウンロードトラヒックに対する無線APスリープ制御のためのTCP-ACK移行制御とウインドウサイズ制御に関する研究 　 [PDF]
• TCP セグメント連続転送に基づく経路利用率推定のためのMPTCPコネクション切替手法に関する研究 　 [PDF]
• 情報指向ネットワークにおける輻輳制御方式に関する研究 　 [PDF]
• 双方向トラヒックに対する無線アクセスポイントスリープ制御と省電力TCPとの連携方式に関する研究 　[PDF]
• ブロックチェーン技術を適応した自律分散無線アクセス共用網における 効率的なトランザクション処理に関する研究 　　[PDF]

2019年度

• Lightning Network におけるルーティングプロトコル Flare の経路決定手法に関する研究 [PDF]
• End-to-End 空間的統括 TE のための MPTCP による簡易利用率推定方式に関する研究 [PDF]
• 情報指向ネットワークにおけるコンテンツネーミング/ルーティングに関する調査 [PDF]
• 情報指向ネットワークにおける中継ノードキャッシングの性能評価に関する研究 [PDF]
• ダウンロードトラヒックに対する無線 AP スリープ制御のためのTCP ウィンドウサイズ制御に関する研究 [PDF]
• Ethereum 技術を適用した自律分散アクセス共用網における実現性に関する研究 [PDF]

2018年度

• ブロックチェーン技術を適用した自律分散無線アクセス共用網に関する研究 [PDF]
• 5G ネットワークにおける異種無線アクセスシステムによる時分割協調に関する研究 [PDF]
• OSPF ECMP との協調による MPTCP 複数コネクション確立手法に関する研究 [PDF]
• ブロックチェーン技術を適用した自律分散無線アクセス共用網における端末収容方式の性能評価に関する研究 [PDF]
• ブロックチェーン技術を適用した自律分散無線アクセス共用網におけるAP-端末間チャネル構築方式に関する研究 [PDF]
• ダウンロードトラヒックに対する無線アクセスポイントスリープ制御と省電力TCPとの連携方式に関する研究 [PDF]
• TCP リンク利用率推定におけるACKセルフクロッキングの影響緩和のためのMPTCP適用方式に関する研究 [PDF]

2017年度

• マルチパスTCPを適用したEnd-to-End空間的統括TEの性能評価に関する研究 [PDF]
• 無線アクセスポイントにおけるスリープ制御のための省電力TCPに関する研究 [PDF]
• ブロックチェーンネットワークにおける DNS シードを利用したピア接続性の評価に関する研究 [PDF]
• IEEE 802.11ah広域無線ネットワークにおける効率的な複数ノード収容方式に関する研究 [PDF]
• 省電力TCPにおける経路利用状況に応じた動的ウインドウサイズ制御に関する研究 [PDF]
• MPTCPを利用した空間的統括TEにおけるSubflow利用率の簡易推定方式に関する研究 [PDF]

2016年度

• マルチパスTCPを利用したEnd-to-End省電力TEの実現に関する研究 [PDF]
• 無線網を用いた微細・大量データ収集における重複集約/中継方式に関する研究 [PDF]
• 省電力TCPにおける動的セグメント転送移行とウインドウサイズ増加のための経路利用率推定方法に関する研究 [PDF]
• ネットワーク省電力化のための時間的/空間的TEに関する研究 [PDF]
• 省電力経路集約における転送性能を考慮した利用リンク決定アルゴリズムに関する研究 [PDF]
• 4Gネットワークにおける障害時の異種トラヒック収容率評価に関する研究 [PDF]
• 遅延ベースTCPにおける省電力化手法の性能評価に関する研究 [PDF]
• 5Gネットワークにおける異種無線アクセス網の協調手法に関する研究 [PDF]
• 省電力MPTCPにおける複数コネクション確立手法に関する研究 [PDF]
• 省電力経路集約問題における最短経路木構成方式に関する研究 [PDF]

2015年度

• マルチパスTCPを利用したEnd-to-End空間的省電力TE [PDF]
• 無線ネットワークにおける微細・大量データ収容のためのデータ中継/集約方式 [PDF]
• ネットワーク機器省電力化のためのTCP転送移行とウインドウサイズ調整の実装 [PDF]
• リンク帯域を考慮したルータ経路木の重畳に基づく 省電力経路集約方式におけるコスト設計指針 [PDF]
• 劣悪な無線環境における能動形AP位置制御に関する研究 [PDF]
• 空間的統括TEにおける経路制御切替指標の調査に関する研究 [PDF]
• 無線環境における省電力TCPの性能評価に関する研究 [PDF]
• 無線ネットワークエリア拡張のための中継局の機能調査に関する研究 [PDF]
• 異種ネットワーク環境における省電力MPTCPの性能評価に関する研究 [PDF]

2014年度

• トラヒック変動を考慮したノード経路木の重畳に基づく省電力経路集約手法に関する研究 [PDF]
• コグニティブ無線環境における制御チャネル用統合MACプロトコルに関する研究 [PDF]
• 時間的/空間的省電力TEにおける遅延特性の性能解析に関する研究 [PDF]
• マルチパスTCPを利用したEnd-to-End省電力TEの実装に関する研究 [PDF]
• 微細・大量データ収集における中継ノード活用方式に関する研究 [PDF]
• TCP送信ノードにおける利用率推定と省電力化のための動的セグメント転送移行方式に関する研究 [PDF]
• 省電力経路制御のためのトポロジ情報に基づく集約リンク選択方式に関する研究 [PDF]
• ネットワーク省電力化のための時間的/空間的TEの性能評価に関する研究 [PDF]
• 省電力経路集約問題の定式化と解決アルゴリズムの検討に関する研究 [PDF]

2013年度

• 自律的な省電力TEのためのリンク切断/復旧アルゴリズムに関する研究 [PDF]
• TCPセグメント転送移行とウィンドウサイズ制御によるリンク省電力手法に関する研究 [PDF]
• ネットワークにおけるリンク重要度を用いた特性推定に関する研究 [PDF]
• TCPフローを対象とした空間的省電力TEに関する研究 [PDF]
• コンテンションウィンドウ制御による広域無線アクセス方式の検討に関する研究 [PDF]
• 複数ルータの最短経路木を利用した省電力経路制御方式の実現に関する研究 [PDF]
• マルチパスTCPを利用した時間的・空間的省電力TEに関する研究 [PDF]
• 微小・大量データ収集環境を想定したCSMA/CAの性能調査に関する研究 [PDF]
• 省電力対象リンクの利用状況に基づく動的TCPセグメント転送移行方式の性能評価 [PDF]
• リンク省電力化のためのTCPセグメント転送移行方式の実現に関する研究 [PDF]
• リンク特性を考慮したルータ経路木に基づく省電力経路集約方式に関する研究 [PDF]

2012年度

• 多段ネットワーク環境におけるTCPデータ転送移行による省電力制御方式に関する性能評価 [PDF]
• ノード位置情報を利用した制御情報交換のための無線MACプロトコルに関する研究 [PDF]
• ポート転送速度切り替え時間を考慮した省電力トラヒックエンジニアリングの性能解析に関する研究 [PDF]
• 特定ルータの最短経路木を利用した省電力経路集約方式に関する研究 [PDF]
• NW機器省電力化のためのTCPセグメント転送移行によるリンクアイドル時間集約方式に関する研究 [PDF]
• 省電力Layer2スイッチを利用した省電力効果と転送性能の計測実験 [PDF]
• スライス化ルータアーキテクチャにおけるバッファ・転送エンジン省電力化に関する研究 [PDF]
• 省電力経路制御のための特定ルータ群を起点とした集約リンク選択手法に関する研究 [PDF]
• コグニティブ無線環境における制御チャネル用統合MACプロトコルに関する研究 [PDF]
• 空間的省電力TEにおける経路集約/分散方式の性能解析に関する研究[PDF]

2011年度

• TCPフローのデータ転送移行による省電力化のためのリンク利用時間集約方式に関する研究 [PDF]
• TCPフローのデータ転送移行による省電力制御方式の基礎評価に関する研究 [PDF]
• 省電力経路制御におけるトポロジ情報を利用した削減対象リンク選択方式に関する研究 [PDF]
• 省電力経路制御方式の実装実験に関する研究 [PDF]
• リンク重要度を利用した省電力経路制御方式の基礎評価に関する研究 [PDF]
• リンク重要度とトラヒックの通信品質との関連の調査に関する研究 [PDF]
• ネットワーク省電力化のための経路集約/分散アルゴリズムの性能評価に関する研究 [PDF]
• 空間的省電力TEにおけるTCPフローの性能評価に関する研究 [PDF]
• 多点観測型移動ターゲット捕捉センサネットワークの性能解析に関する研究 [PDF]
• 素数を利用した無線アクセス制御方式の性能評価に関する研究 [PDF]

2010年度

• ネットワーク省電力制御に親和性を有するTCP の調査と転送機構改良に関する研究 [PDF]
• ルータ間リンクの省電力制御が多重TCP トラヒックに及ぼす影響調査のための実装実験 [PDF]
• TCP のセグメント転送タイミング制御による省電力効果に関する研究 [PDF]
• ネットワークトポロジ情報を利用した自律的な負荷分散のための制御対象リンク選択方式に関する研究
• 複数ルータのスパニングツリーを利用した省電力経路集約方式の性能評価 [PDF]
• 省電力経路制御方式の実装実験を通した実現性・規模拡張性の検証 [PDF]
• トラヒックの転送待機を考慮した時間的/空間的トラヒックエンジニアリングの性能評価 [PDF]
• ターゲット捕捉センサネットワークにおける近隣センサ状態を活用した捕捉アルゴリズムの改善に関する研究 [PDF]
• センサノードにおける自律分散スケジューリング機構を利用したMAC 層通信方式に関する基礎研究 [PDF]
• 大規模センサネットワークにおけるノード移動性を考慮した自律分散通信法式の検討 [PDF]

2009年度

• LAN スイッチ省電力化におけるリンク転送速度切替方式に関する研究 [PDF]
• リンク速度切替によるLANスイッチ省電力化手法の実装に関する研究 [PDF]
• ネットワーク省電力化のためのTCPフロー転送タイミング制御の性能評価に関する研究 [PDF]
• ネットワーク構造の特徴を考慮した省電力化経路制御に関する研究 [PDF]
• ネットワーク省電力化のための経路集約/分散方式の改良とその評価に関する研究 [PDF]
• ターゲット捕捉センサネットワークにおける省電力化のための捕捉メッセージ送信エリア径制御に関する研究 [PDF]
• 汎用センサデバイスを用いた学生管理システムの開発に関する研究 [PDF]