サービスレベルに関する合意に基づいた無線 LAN機器の省電力運用に関する研

究九州大学　工学部　電気情報工学科

岡村研究室久保　貴哉

研究の背景◦ 無線ＬＡＮの利用機会の増加◦ ＡＰは常時稼働状態であること

研究の目的◦ ＡＰを停止することにより省電力を図る◦ サービスレベルを考慮に入れた給電停止制御

研究の内容◦ kitenet の解析◦ サービスレベルの設定と , 運用した時の影響

まとめと今後の課題

卒業論文口頭試問：久保 2

発表内容

ネットワーク機器は常に稼働状態である必要がある

卒業論文口頭試問：久保 3

研究の背景

平日のユーザ数のピーク時と比べると

夜間は 1/10 以下休日のピークは 1/3 以下

ユーザ数が少ない時の稼働状態であるネットワーク機器は , 電力を浪費している可能性がある

Kitenet のログデータよりKitenet: 九州大学の無線ＬＡＮサービス

ネットワーク機器の内で , 無線ＬＡＮのＡＰ (Access Point) に焦点をあてる

AP が利用されていない時に電源を落とし、省電力を図る◦ 給電の開始と停止を行う制御が必要◦ 給電の開始については関連研究により行われた [1]

給電停止制御は無線ＬＡＮのサービス品質を低下させる可能性がある◦ 停止中のＡＰを再度起動する際に、ＡＰが完全に起動するまで時間がかる

卒業論文口頭試問：久保 4

研究目的

[1]Ryo Nakamura, Maho Hirasaka, Mari Suenage, Motoyuki Ohmori and Koji Okamura,A Proposal of Green Wireless LAN System Based on DYnamic Power Supply Control,Network Research Workshop,2009.07.

??

ＡＰ起動のための待ち時間が発生

ＳＬＡ (Service Level Agreement) という制度を参考にした・サービス品質を考慮に入れた給電停止制御の提案・サービスの条件を満たす制御の省電力効果を示す

サービスの提供者と委託者の間で、サービスの品質を数値等で明確にわかる値で示し運用を行う◦ サービスレベルとは、エンドユーザに提供するサービスの品

質◦ サービス提供者の利点

サービスに対する信頼性の確保 サービス提供における責任範囲の明瞭化

◦ サービス委託者の利点 サービスレベルに対する保証の確保 サービスレベルが達成されない場合の補償対応の明瞭化

卒業論文口頭試問：久保 5

サービスレベル (SLA)に関する合意

サービスレベル評価項目 サービス条件 設定値サーバ可用性 24 時間 99%

応答時間達成率 2 秒以内 97%

障害復旧時間 　 12 時間以内

( 例 ) 提供者のサーバから , 利用者に対してオンラインでサービスを行うシステムのサービスレベルの設定

一定時間使われていない AP を停止させる ( タイムアウト )◦ タイムアウトまでの時間によって , 省電力効果とユーザへの影響が

変化する◦ 本研究のシステムのサービスレベル評価項目を以下のように決定す

る 一日の総消費電力量・・・給電停止制御を行った時のＡＰの稼働時間から消

費電力量を求める 再接続を行った端末数のピーク

本研究では停止したＡＰに接続要求を出し , そのＡＰが設定したタイムアウトの時間分前までにＡＰが稼働状態であったことがある時 , 「再接続」と呼ぶことにする

卒業論文口頭試問：久保6

給電停止制御

OFF

ON

AP

の状

態

ここでＡＰを立ち上げた端末は再接続した端末とは数えない（タイムアウトの時間分前までではＡＰは稼働していないため）

ここでＡＰを立ち上げた端末は再接続した端末として数える（タイムアウトの時間分前までではＡＰは稼働しているため）

タイムアウト

時間

kitenet の 2010 年の過去のログデータを用いて解析を行う◦ 解析に用いるデータは「 RADIUS(Remote Authentication

Dial In User Service) サーバのアカウンティングログ」と「 ARP (Address Resolution Protocol) テーブル」

◦ ログデータにより、「どの端末」が「いつ」、「どのＡＰ」を使ったかを調べることが出来る .

卒業論文口頭試問：久保 7

サービスレベルの評価項目の解析

ＲＡＤＩＵＳＡＲＰ

卒業論文口頭試問：久保8

解析結果~再接続端末数の推移~

2010 年 7月 4 日 ( 日 )

2010 年 7月 5 日 (月 )2010 年 7月 10 日（土 )

解析項目タイムアウトを 5 分 ,30 分 ,1 時間と変えた時の再接続を行った端末数調査の最小単位は５分

卒業論文口頭試問：久保 9

解析結果~再接続した端末数のピークと消費電力量~

2010 年 7月 4 日 ( 日 )

2010 年 7月 5 日 (月 ) 2010 年 7月 10 日 (土 )

・解析項目- 再接続した端末数の一日を通しての最大値- 一日の kitenet 全体の総消費電力量

( 例 )7月5 日 (月 ) のデータより「一日の総消費電力量」を 18kwh 以下としたい時、タイムアウトを 15 分以下に

設定する必要がある。その時の、「再接続した端末のピーク」は 15台以上となる。

卒業論文口頭試問：久保 10

解析結果~サービス条件の達成について~

２つのサービスレベルの評価項目の条件は、互いに依存する

まとめ◦ ユーザへの影響と省電力効果の関係を示すことが出来た◦ ＳＬＡを満たす為の , 給電停止制御の設定（タイムアウ

ト ) について示すことが出来た . 今後の課題

◦ 給電停止のアルゴリズムについて再度考察する必要がある ユーザの動向に依存してしまうと ,適切なサービスレベルの

設定とは言えない◦実システムを開発し , ユーザの影響と省電力効果をシミュレーションにより検証する

卒業論文口頭試問：久保 11

まとめと今後の課題