| 講演名 | 2023-03-02 ネットワークワイドなエッジ通信・計算資源の効率・公平利用手法 秋吉 翔太(九工大), 妙中 雄三(奈良先端大), 塚本 和也(九工大), |
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| 抄録(和) | IoTの普及により,エッジクラウドで多種多様なデータを用いた異分野データ連携による時空間コンテンツ(STC)の利活用が期待されている. エッジクラウドでは，ネットワーク資源や計算資源は限られるため，我々はSTC生成処理を複数に分離し，ネットワーク内の複数のデータ処理(DP)サーバの中で通信・計算資源に余裕のあるサーバでインラインでデータ処理することで，双方の資源を有効利用するコンセプトを提案した．しかしSTC生成に必要な通信・計算資源利用量がフロー毎に異なるため，資源割当が不適切な場合，通信・計算資源利用量の低下(非効率)や，競合フロー間の獲得資源量が不公平になってしまう．そこで先行研究では，通信・計算資源を一括して取り扱う合算資源に基づく資源割当手法を提案した．しかし，フロー数やDPサーバ数(通信経路数)を限定する環境を想定し，最適な通信・計算資源の組み合わせをヒューリスティックな局所探索法により発見していたため，実際の環境における流入フロー数及びDPサーバ数の増加時には計算量の爆発的増加と探索精度の低下が問題となる．そこで本研究では，到着フローを適応的にグループ化することで探索数を削減した資源割当と最適なDPサーバ選択の双方を実現する手法を提案した．数値検証の結果，効率(資源利用量)は約12%〜84%の改善，公平性(資源利用量の標準偏差)は約3%〜17%改善できる事がわかり，提案手法がエッジ内の効率・公平な通信・計算資源割当に寄与できることを明らかにした． |
| 抄録(英) | Cross-domain data fusion in the edge cloud is becoming a key driver to growth of the numerous and diverse applications in IoT era. Since network and computational resources are limited in the edge cloud, we propose the concept of separating the STC generation process into multiple processes and processing them inline at the data processing (DP) server, effectively utilizing both network and computational resources. However, since the amount of network and computational resources required for STC generation varies for each flow, efficiency and fairness may be reduced depending on resource allocation. In our previous study, we proposed a resource allocation method based on Integrated resources that treat both network and computation resources. However, explosive increases in computational complexity and reduced search accuracy are problematic. In this study, we proposed a method that achieves both resource allocation with a reduced number of searches and optimal DP server selection by adaptively grouping arrival flows. Numerical results show that the proposed method can improve the efficiency (resource usage) by about 20% to 98% and the fairness (standard deviation of resource usage) by about 3% to 12%, indicating that the proposed method can contribute to efficient and fair communication and computing resource allocation in the edge. |
| キーワード(和) | IoT / エッジクラウド / 通信・計算資源割当 / 効率・公平利用 / パレート最適 / トレードオフ |
| キーワード(英) | IoT / Edge cloud / Resource allocation / Efficient and equitable utilization / Pareto-optimal / trade-offs |
| 資料番号 | NS2022-170 |
| 発行日 | 2023-02-23 (NS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | IN / NS |
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| 開催期間 | 2023/3/2(から2日開催) |
| 開催地（和） | 沖縄コンベンションセンター + オンライン開催 |
| 開催地（英） | Okinawa Convention Centre + Online |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | General |
| 委員長氏名（和） | 波戸 邦夫(インターネットマルチフィード) / 大石 哲矢(NTT) |
| 委員長氏名（英） | Kunio Hato(Internet Multifeed) / Tetsuya Oishi(NTT) |
| 副委員長氏名（和） | 村瀬 勉(名大) / 三好 匠(芝浦工大) |
| 副委員長氏名（英） | Tsutomu Murase(Nagoya Univ.) / Takumi Miyoshi(Shibaura Insti of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 城 哲(KDDI総合研究所) / 渡部 康平(長岡技科大) / 秦泉寺 久美(NTT) / 濱田 浩気(NTT) / 池邉 隆(NTT) / 山口 実靖(工学院大) |
| 幹事氏名（英） | Tetsu Jyo(KDDI Research) / Kouhei Watabei(Nagaoka Univ. of Tech.) / Kumi Jinzenji(NTT) / Koki Hamada(NTT) / Takashi Ikebe(NTT) / Saneyasu Yamaguchi(Kogakuin Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | / 三原 孝太郎(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | / Kotaro Mihara(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Information Networks / Technical Committee on Network Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ネットワークワイドなエッジ通信・計算資源の効率・公平利用手法 |
| サブタイトル（和） | スケーラブルな資源割当と通信経路選択の実現 |
| タイトル（英） | Resource allocation methods for efficient and fairness utilization of network and computational resources in edge cloud |
| サブタイトル（和） | Scalable resource allocation and network path selection |
| キーワード(1)（和/英） | IoT / IoT |
| キーワード(2)（和/英） | エッジクラウド / Edge cloud |
| キーワード(3)（和/英） | 通信・計算資源割当 / Resource allocation |
| キーワード(4)（和/英） | 効率・公平利用 / Efficient and equitable utilization |
| キーワード(5)（和/英） | パレート最適 / Pareto-optimal |
| キーワード(6)（和/英） | トレードオフ / trade-offs |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 秋吉 翔太 / Shota Akiyoshi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 九州工業大学(略称：九工大) Kyushu Institute of Technology(略称：Kyutech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 妙中 雄三 / Yuzo Taenaka |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 奈良先端科学技術大学院大学(略称：奈良先端大) Nara Institute of Science and Technology(略称：NAIST) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 塚本 和也 / Kazuya Tsukamoto |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 九州工業大学(略称：九工大) Kyushu Institute of Technology(略称：Kyutech) |
| 発表年月日 | 2023-03-02 |
| 資料番号 | NS2022-170 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | NS-406 |
| ページ範囲 | pp.19-24(NS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-02-23 (NS) |