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省電力なネットワーク構築に向けた
情報指向ネットワークの研究
情報科学研究科 情報流通プラットフォーム講座 博士前期課程
武政 淳二
ホスト中心の IP から情報中心の将来ネットワークアーキテクチャへ
ICN (Information Centric Networking)
情報指向ネットワーク
アーキテクチャの1つ
①ICN を実装した場合のネッ
トワークの消費電力量は？
アプローチ：ICN の
プロトコル処理を考慮した
ルータの電力モデル化
 全コンテンツは固有の
コンテンツ識別子を持つ
 ユーザはコンテンツ識別子を
指定し，コンテンツを取得
研究課題
主な機能
②キャッシュ機能は
 コンテンツ識別子に基づく
パケットフォワーディング
 各ルータがコンテンツを
キャッシュ
消費電力を削減するのか？
アプローチ：最適化モデル
を用いた評価
ICN ルータの電力モデル
①:NFD (ICN を実装
したプログラム) の
ソースコード解析
②:ICN を実装した
PC ルータの
電力測定
NFD のソースコードの
関数を機能単位でブ
ロックに集約
Client
Power Meter
Router
PC ルータの消費電力
実測値からハードウェ
ア依存の項を導出
Server
③:①と②の結果よりモデル作成 𝑒𝑟𝑜𝑢𝑡𝑒𝑟 = 𝑒𝐶𝑃𝑈 (λ, 𝑝) + 𝑒𝑁𝐼𝐶 (λ, 𝑝) + 𝑒𝑀𝑒𝑚 (λ, 𝑝) + 𝐸𝑐ℎ𝑎𝑠𝑠𝑖𝑠
最適化モデルによるキャッシュ機能の電力削減量評価
最適化モデルで
定式化
結果1:キャッシュ機能
自体は省電力に
寄与しない
目的関数：ネットワークの電力最小化
トポロジ構築の
制約
要求パケット
のフロー保存則の制約
コンテンツサーバの位置と
コンテンツ配置の制約
単一リンク，
ルータの故障に対する制約
研究成果
商用ソルバーを用い
て最適解を導出し，
目的関数値を評価
ネットワーク全体の消費電力
結果2:キャッシュ機能は
省電力ルーティングの
電力削減効果を増進
ラインカードの消費電力
[1] T. Hasegawa, Y. Nakai, K. Ohsugi, J.Takemasa, Y. Koizumi, and I. Psaras. “Empirically modeling how a
multicore software ICN router and an ICN network consume power.” Proc. ACM ICN, pp. 157–166, 2014.