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Title:
APPLICATION DISPOSITION DEVICE, AND APPLICATION DISPOSITION PROGRAM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/175411
Kind Code:
A1
Abstract:
[Problem] To provide an application disposition device capable of optimally disposing an application to a network node. [Solution] An application disposition device 10 disposes an application to a node N, for a network 4 composed of a plurality of nodes N communicably connected by links L, the application disposition device 10 comprising: a disposition determination unit 14 that determines an application disposition destination to be a node N which minimizes a cost including node N computation costs and link L communication costs; and a disposition execution unit 15 that distributes the application to the determined node N.

Inventors:
ISODA TAKUMA (JP)
YAMATO YOJI (JP)
NOGUCHI HIROFUMI (JP)
KATAOKA MISAO (JP)
Application Number:
PCT/JP2020/007256
Publication Date:
September 03, 2020
Filing Date:
February 21, 2020
Export Citation:
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Assignee:
NIPPON TELEGRAPH & TELEPHONE (JP)
International Classes:
H04L47/76; G06F15/177
Other References:
YAMADA, MASUJI: "Cost Minimization by Task Allocation in Application-Router Networks", IEICE TECHNICAL REPORT, vol. 114, no. 404, pages 119 - 124, XP009523269, [retrieved on 20150217]
Attorney, Agent or Firm:
ISONO INTERNATIONAL PATENT OFFICE, P.C. (JP)
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Claims:
〇 2020/175411 15 卩(:170? 2020 /007256

請求の範囲

[請求項 1 ] リンクによって通信可能に接続された複数のノードによって構成さ れるネッ トワークに対して、 アプリケーションを前記ノードに配置す るアプリケーション配置装置であって、

前記ノードの計算コスト及び前記リンクの通信コストを含むコスト が最小となる前記ノードを前記アプリケーションの配置先に決定する 配置決定部と、

決定された前記ノードに前記アプリケーションを配信する配置実行 部と、

を備えることを特徴とするアプリケーション配置装置。

[請求項 2] 前記配置決定部は、 制約条件として、 前記アプリケーションが使用 するリソースが前記ノードのリソース以下となるように、 前記アプリ ケーションの配置先を決定する

ことを特徴とする請求項 1 に記載のアプリケーション配置装置。

[請求項 3] 前記配置決定部は、 制約条件として、 前記アプリケーションが使用 する帯域が前記リンクの帯域以下となるように、 前記アプリケーショ ンの配置先を決定する

ことを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載のアプリケーション 配置装置。

[請求項 4] 前記配置決定部は、 制約条件として、 前記アプリケーションを前記 ノードに配置するのに要する時間と、 前記ノードにおいて前記アプリ ケーションを実行する時間と、 の和が、 許容遅延時間以下となるよう に、 前記アプリケーションの配置先を決定する

ことを特徴とする請求項 1から請求項 3のいずれか一項に記載のア プリケーション配置装置。

[請求項 5] 前記配置決定部は、 前記コストの算出結果の中から、 前記制約条件 を満たすように前記アプリケーションの配置先を決定する

ことを特徴とする請求項 2から請求項 4のいずれか一項に記載のア 〇 2020/175411 16 卩(:170? 2020 /007256

プリケーション配置装置。

[請求項 6] 前記配置決定部は、 前記制約条件を満たす前記ノードの中から、 前 記コストが最小となる前記ノードを前記アプリケーションの配置先に 決定する

ことを特徴とする請求項 2から請求項 4のいずれか一項に記載のア プリケーション配置装置。

[請求項 7] リンクによって通信可能に接続された複数のノードによって構成さ れるネッ トワークに対して、 アプリケーションを前記ノードに配置す るためにコンピュータを、

前記ノードの計算コスト及び前記リンクの通信コストを含むコスト が最小となる前記ノードを前記アプリケーションの配置先に決定する 配置決定手段、

決定された前記ノードに前記アプリケーションを配信する配置実行 手段、

として機能させるアプリケーション配置プログラム。

Description:
明 細 書

発明の名称 :

アプリケーション配置装置及びアプリケー ション配置プログラム

技術分野

[0001 ] 本発明は、 ネッ トワークのノードに対してアプリケーション を配置するた めの技術に関する。

背景技術

[0002] 近年、 丨 o T (Internet of Th i ngs) 技術が進展し、 数多くのデバイスか らデータを取得することが可能となってきて いる。 現状の丨 o Tサービスで は、 各自の所有する 丨 〇 Tデバイスからデータを取得し、 クラウドサーバに おいて、 データ収集 ·解析が行われている。

[0003] ネッ トワーク上に存在するリソースの最適利用に 関しては、 ネッ トワーク 上にあるサーバに VN (V i rtua l Network) の埋め込み位置を最適化する手法の 研究が進められている。 非特許文献 1 には、 通信トラヒックを考慮して VNの 最適配置を決定する手法が記載されている。

先行技術文献

非特許文献

[0004] 非特許文献 1 :河島 混太 他, “分散型モデル予測制御にもとづくスケーラ ピリティを有する仮想ネッ トワーク埋め込み手法” 電子情報通信学会, vo l . 1 15, pp. 19-24, 2015

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005] VNの埋め込みでは、 エッジサーバの計算資源量を考慮しない。 また、 実際 に 丨 〇 Tデバイスからのデータを計算処理する場合 は、 アプリケーション に応じて要求する処理時間や必要なデータは 異なると考えられる。 エッジサ —バは、 計算リソースがクラウドサーパと比較して小 規模であるため、 処理 可能なアプリケーション数に限りがある。 〇 2020/175411 2 卩(:170? 2020 /007256

[0006] 本発明は、 前記した点に鑑みて創案されたものであり、 ネッ トワークのノ -ドに対してアプリケーションを最適に配置 ることが可能なアプリケーシ ョン配置装置及びアプリケーション配置プロ グラムを提供することを課題と する。

課題を解決するための手段

[0007] 前記課題を解決するため、 本発明のアプリケーション配置装置は、 リンク によって通信可能に接続された複数のノード によって構成されるネッ トワー クに対して、 アプリケーションを前記ノードに配置するア プリケーション配 置装置であって、 前記ノードの計算コスト及び前記リンクの通 信コストを含 むコストが最小となる前記ノードを前記アプ リケーションの配置先に決定す る配置決定部と、 決定された前記ノードに前記アプリケーショ ンを配信する 配置実行部と、 を備えることを特徴とする。

[0008] かかる構成によると、 ネッ トワークにおける最適なノードにアプリケー シ ョンを配置し、 計算コスト及び通信コストを抑えることがで きる。

[0009] 前記配置決定部は、 制約条件として、 前記アプリケーションが使用するリ ソースが前記ノードのリソース以下となるよ うに、 前記アプリケーションの 配置先を決定する構成であってもよい。

[0010] かかる構成によると、 ノードの性能を超えない範囲で、 アプリケーション を好適に配置することができる。

[001 1 ] 前記配置決定部は、 制約条件として、 前記アプリケーションが使用する帯 域が前記リンクの帯域以下となるように、 前記アプリケーションの配置先を 決定する構成であってもよい。

[0012] かかる構成によると、 リンクの性能を超えない範囲で、 アプリケーション を好適に配置することができる。

[0013] 前記配置決定部は、 制約条件として、 前記アプリケーションを前記ノード に配置するのに要する時間と、 前記ノードにおいて前記アプリケーションを 実行する時間と、 の和が、 許容遅延時間以下となるように、 前記アプリケー ションの配置先を決定する構成であってもよ い。 〇 2020/175411 3 卩(:170? 2020 /007256

[0014] かかる構成によると、 例えばユーザによって指定された遅延許容時 間を超 えない範囲で、 アプリケーションを好適に配置することがで きる。

[0015] 前記配置決定部は、 前記コストの算出結果の中から、 前記制約条件を満た すように前記アプリケーションの配置先を決 定する構成であってもよい。 [0016] かかる構成によると、 配置の全パターンに関してコストの目的関数 を計算 してから制約条件によって解を絞り込むため 、 制約条件の変更に対して好適 に対応することができる。

[0017] 前記配置決定部は、 前記制約条件を満たす前記ノードの中から、 前記コス 卜が最小となる前記ノードを前記アプリケー ションの配置先に決定する構成 であつてもよい。

[0018] かかる構成によると、 制約条件によって限られた配置のパターンの 範囲内 においてコストの目的関数を計算するため、 短時間で解を導出することがで きる。

[0019] また、 本発明は、 コンピュータを前記アプリケーション配置装 置として機 能させるアプリケーション配置プログラムと しても具現化可能である。

発明の効果

[0020] 本発明によれば、 計算コスト及び通信コストを抑えることによ って、 ネッ トワークにおける最適なノードにアプリケー ションを配置することができる 図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の実施形態に係るアプリケーショ 配置システムを模式的に示す ブロック図である。

[図 2]ネッ トワーク内におけるノードの位置と計算コス ト及び通信コストとの 関係の例を模式的に示すグラフである。

[図 3]本発明の実施形態に係るアプリケーショ 配置システムの動作例を模式 的に示すシーケンス図である。

発明を実施するための形態

[0022] 本願の発明者は、 将来的に多彩な丨 〇丁サービスを低コストで開発、 運用 するために、 丨 〇 Tデバイスとサービスとを分離し、 水平分離的に 丨 o Tデ バイス及びサービスを相互に利用可能にする ことが必要になると考えている 。 しかし、 この場合には、 相互利用可能な丨 〇 Tデバイスの増加に伴い、 通 信トラヒック量の増大が懸念される。

[0023] そのため、 丨 〇 Tデバイスに近いエッジ側リソースでアプリ ーションを 実行することによって、 丨 〇 Tデバイスからのデータをエッジ側で処理し ることが求められる。 しかし、 エッジ側リソースはクラウド側リソースに比 ベて小規模であるため、 処理可能なアプリケーション数及び丨 〇 Tデバイス からのデータ量は限られている。 したがって、 本発明では、 リソースへの負 荷を抑えるために計算リソース使用コストと 通信コストの和の最小化を行い 、 さらに 丨 o Tアプリケーシヨンの要件 (C P U (Cent ra l Process i ng Un i t ) や G P U (Graph i c Processor Un i t) のリソース、 通信帯域、 許容しうる 遅延時間) を満たすことを行う。

[0024] これは、 トラヒック量の増加に応じて通信コストは増 大するためである。

また、 計算リソース使用コストと通信コストとの和 の最小化を目的とするの は、 通信コストの低減のみを行った場合、 エッジ側リソースにアプリの処理 が集中し、 小規模なエッジ側リソースの負荷が大きくな り、 計算リソースの 使用コスト増大が懸念されるためである。

[0025] すなわち、 本発明は、 全ての丨 〇 Tデバイスの全てのデータをクラウドサ —バに保存するのではなく、 丨 o Tデバイスに近いサーバ (ネッ トワーク内 のノード) でデータ解析又はデータ前処理を行うアプリ ケーションを配信す る。 すなわち、 丨 〇 Tデバイスから取得されるデータの計算処理 行うアブ リケーションをネッ トワーク上に存在するリソース (ノード) に最適配置す ることによって、 データ量を少なく し、 全体のトラヒック量を低減する。

[0026] 本発明の実施形態について、 適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 図

1 に示すように、 本発明の実施形態に係るアプリケーション配 置システム 1 は、 端末 2から取得されるデータをアプリケーション よって処理してクラ ウドサーバ 3に記憶させるためのシステムであり、 ネッ トワーク 4と、 アブ リケーション配置装置 1 0と、 を備える。 ここで、 端末 2は、 アプリケーシ ョンによって処理されるデータを取得してネ ッ トワーク 4へ送信する 丨 〇 T (Internet of Things) デバイスであり、 例えば、 I P (Internet Protocol ) カメラである。

[0027] <ネッ トワーク>

ネッ トワーク 4は、 端末 2とクラウド 3とを通信可能に接続しており、 本 実施形態では、 複数のノード N (N 1〜 N 7) がリンク L (1_ 1 ~1_ 6) に よってツリー型に接続されている。 ノード Nは、 端末 2によって送信された データをクラウドサーバ 3側へ転送するとともに、 当該ノード Nに配置され たアプリケーションによって、 当該データを処理し、 処理されたデータをク ラウドサーバ 3側へ転送する。

[0028] 図 2に示すように、 ノード Nによるデータ処理のコストとして、 計算コス 卜は、 ノード Nがクラウドサーバ 3に近いほど小さくなる (端末 2に近いほ ど大きくなる) 。 なぜなら、 クラウドサーバ 3に近いノード Nの方が、 性能 が良いためである。 これは、 クラウドサーバ 3に近いノード Nほど、 統計多 重効果による遊休時間の減少及び高い設備稼 働率が期待されるので、 クラウ ドサーバ 3に近い場所に高性能なノード Nを配備することによって得られる 効果が大きいためである。 一方、 通信コストは、 ノード Nが端末 2に近いほ ど大きくなる (クラウドサーバ 3に近いほど小さくなる) 。 なぜなら、 処理 済みのデータが転送される区間が長いほど、 リンク Lの負荷が小さくなるた めである。

[0029] <アプリケーション配置装置>

図 1 に示すように、 アプリケーション配置装置 1 0は、 クラウドサーバ 3 に転送すべきデータの前処理を行うアプリケ ーションを、 ネッ トワーク 4に おける複数のノード Nのいずれかに配置する装置である。 アプリケーション 配置装置 1 〇は、 C P U (Central Processing Unit) 、 ROM (Read-Only Memory) 、 RAM (Random Access Memory) 、 入出力回路等によって構成さ れている。 アプリケーション配置装置 1 〇は、 機能部として、 記憶部 1 1 と 〇 2020/175411 6 卩(:170? 2020 /007256

、 設備情報管理部 1 2と、 アプリ情報管理部 1 3と、 配置決定部 1 4と、 配 置実行部 1 5と、 を備える。

[0030] 《記憶部》

記憶部 1 1は、 設備情報データべース 1 1 3と、 アプリ情報データべース 1 1 を備える。 設備情報データべース 1 1 8には、 ネッ トワーク 4の 設備 (ノード !\1、 リンク !_) ごとに、 当該設備に関する情報 (設備情報、 例 えば、 後記する 0 等) が記憶されている。 アプリ情報 データべース 1 1 13には、 アプリケーシヨンと、 当該アプリケーシヨンに関 する情報 (アプリ情報、 例えば、 後記する巳', , 等) と、 が関連付け て記憶されている。 アプリ情報は、 例えば、 検証用装置で性能測定を行うこ とによって得られたものであってもよい。

[0031 ] 《設備情報管理部》

設備情報管理部 1 2は、 設備情報データべース 1 1 3に記憶された設備情 報を管理 (追加、 更新、 修正、 削除等) する。 設備情報管理部 1 2は、 ネッ トワーク 4のノード 1\1から当該ネッ トワーク 4の設備情報を取得し、 取得さ れた設備情報を設備情報データべース 1 1 3に記憶させる。

[0032] 《アプリ情報管理部》

アプリ情報管理部 1 3は、 アプリ情報データベース 1 1 匕に記憶されたア プリ情報を管理 (追加、 更新、 修正、 削除等) する。 アプリ情報管理部 1 3 は、 アプリケーシヨンの制作会社のサーバ 5等からアプリケーシヨン及び当 該アプリケーシヨンのアプリ情報を取得し、 取得されたアプリケーシヨン及 びアプリ情報をアプリ情報データべース 1 1 匕に記憶させる。

[0033] 《配置決定部》

配置決定部 1 4は、 設備情報データべース 1 1 3に記憶された設備情報と 、 アプリ情報データべース 1 1 匕に記憶されたアプリ情報と、 端末 2から取 得された情報 (端末 2に関する情報、 遅延許容時間等) と、 に基づいて、 ア プリケーシヨンをネッ トワーク 4内の複数のノード 1\1のいずれかに配置する。

[0034] (第一の制約条件) \¥0 2020/175411 7 卩(:17 2020 /007256

ここで、 配置決定部 1 4は、 下記式 (第一の制約条件) に基づいて、 ノー ド |\!の計算リソースの上限を超えないように、 アプリケーション配置を制限 する。

[0035] [数 1 ]

[0036] 八'^ 丨番目のノード 1\1における 1<番目のアプリケーションの動作の有無 (動作有で 「 1」 、 動作無で 「〇」 )

物理空間における 丨番目のノード 1\1のリソース上限 :物理空間における 丨番目のノード |\!の使用有無 (使用有で 「1」 、 使 用無で 「〇」 )

本実施形態において、 は、 アプリケーションをノード 1\1に記憶させる場 合に、 ノード 1\!内のアプリケーション記憶領域において当 該アプリケーショ ンが占める量である。

また、 は、 ノード 1\1に配置 (収容) して実行可能なアプリケーションの 数を決める指標であり、 例えば、 ノード 1\1としてのコンピユータのストレー ジ、 メモリ等の記憶容量である。

[0037] 第一の制約条件を示す式において、 左辺は、 アプリケーションを仮に配置 した組み合わせにおいて、 丨番目のノード 1\1に配置されたアプリケーション の数 (又は量) を表す。 右辺は、 ネッ トワーク 4内の丨番目のノード 1\1が配 置可能なアプリケーションの数 (又は量) を表す。

[0038] (第二の制約条件)

また、 配置決定部 1 4は、 下記式 (第二の制約条件) に基づいて、 リンク !_の帯域の上限を超えないように、 アプリケーシヨン配置を制限する。

[0039] [数 2] \¥0 2020/175411 8 卩(:17 2020 /007256

[0040] 八 : 」番目のリンク!-における 番目のアプリケーションの使用の有無 (使用有で 「 1」 、 使用無で 「〇」 )

巳 : 番目のアプリケーションがリンク !_において使用する帯域

〇 :物理空間における」番目のリンク !_の帯域上限

1\/1 :物理空間における」番目のリンク !_の使用有無 (使用有で 「1」 、 使 用無で 「〇」 )

本実施形態において、 巳 は、 リンク!-で通信可能な最大量であり、 例えば 、 通信事業者が定める通信帯域幅、 通信速度等の最大値である。

[0041 ] 第二の制約条件を示す式において、 左辺は、 アプリケーションを仮に配置 した組み合わせにおいて、 」番目のリンク !_にトラヒックを流すアプリケー ションの数 (又は量) を表す。

右辺は、 ネッ トワーク 4内の」番目のリンク !_にトラヒックを流すアプリ ケーションの数 (又は量) を表す。

[0042] (第三の制約条件)

また、 配置決定部 1 4は、 下記式 (第三の制約条件) に基づいて、 処理時 間の上限 を超えないように、 アプリケーシヨン配置を制限する。

[0043] [数 3]

本実施形態において、 ノード 1\1がアプリケーションを用いてデータ を処理する際に、 データを取得してから (アプリケーションが処理を開始し てから) 処理されたデータが出力されるまでの時間で ある。

[0045] 第三の制約条件を示す式において、 左辺第一項は、 アプリケーションを、 リンク 1-を介してノード 1\1に配置するのに要する時間を表す。

左辺第二項は、 アプリケーションの実行に要する時間を表す 。

右辺は、 ユーザによって要求される処理時間の上限、 すなわち、 遅延許容 時間を表す。 遅延許容時間は、 アプリケーシヨンをリクエストしてから当該 アプリケーシヨンによる処理結果が出力され るまでの時間に関して、 ユーザ が許容する遅延時間である。

[0046] (コストに関する目的関数)

配置決定部 1 4は、 ノード Nの計算コスト及びリンク Lの通信コストを含 むコストが最小となるノード Nを、 アプリケーシヨンの配置先に決定する。 本実施形態において、 配置決定部 1 4は、 第一ないし第三の制約条件を満た した範囲において、 下記式 (目的関数) に基づいてコスト (COST) を算出し 、 コストが最小となるアプリケーシヨンの配置 を決定する。

[0047] [数 4]

[0048] i番目のノード Nを使用する際のコスト

13 j番目のリンク Lを使用する際のコスト

本実施形態において、 Aは、 i番目のノード Nを使用する際に生じる費用 であり、 例えば、 ノード Nとしてのコンビユータを使用する際の料金 ある また、 は、 ノード Nをつなぐ回線を最大限使用した場合に生じ 費用で あり、 例えば、 通信事業者が定める通信料金である。

[0049] 目的関数を示す式において、 右辺第一項は、 k個のアプリケーシヨンを仮 に配置した組み合わせにおいて、 ノード Nの計算コストの総和を表す。 換言 すると、 右辺第一項は、 ノード N使用コストとノード N使用有無の積の全て のノード N分の和である。

右辺第二項は、 k個のアプリケーシヨンを仮に配置した組み わせにおい て、 リンク Lの通信コストの総和を表す。 換言すると、 右辺第二項は、 リン ク L使用コストとリンク L使用有無及びリンク L使用帯域率の積の全てのリ ンク L分の和である。 ここで、 リンク L使用帯域率は、 対象とするリンク L の帯域上限を分母とし、 当該リンク Lを使用する全てのアプリケーシヨンが 〇 2020/175411 10 卩(:170? 2020 /007256

占める帯域を分子とする。

[0050] なお、 第一ないし第三の制約条件と、 目的関数との適用順序は、 どちらが 先であってもよい。 すなわち、 配置決定部 1 4は、 アプリケーションの配置 先として、 目的関数が最小になるノードから 3つの制約条件を満たすノード を選択してもよく、 3つの制約条件を満たすノードから目的関数 最小とな るノードを選択してもよい。

[0051 ] 《配置実行部》

配置実行部 1 5は、 配置決定部 1 4によって決定された、 各種制約条件を 満たしつつコストが最小となるアプリケーシ ョンの配置を取得し、 取得され た内容に基づいて、 アプリ情報データべース 1 1 13に記憶されたアプリケー ションを、 対応するノ _ド へ配信する。

[0052] <動作例>

続いて、 本発明の実施形態に係るアプリケーション配 置システム 1の動作 例について、 図 3を参照して説明する (適宜図 1参照) 。

[0053] まず、 アプリケーション配置装置 1 0のアプリ情報管理部 1 3が、 アプリ ケーションの制作会社等のサーバ 5から、 アプリケーション及びアプリ情報 を取得する (アプリ情報通知、 ステップ 3 1) 。 続いて、 アプリ情報管理部 1 3が、 取得されたアプリケーション及びアプリ情報 をアプリ情報データべ —ス 1 1 13に記憶させる。

[0054] また、 アプリケーション配置装置 1 0の設備情報管理部 1 2が、 ネッ トワ —ク 4の各ノード !\!に対して設備情報要求を送信する (設備情報要求、 ステ ップ 3 2) 。 続いて、 ネッ トワーク 4の各ノード !\1が、 設備情報要求を受信 すると、 設備情報管理部 1 2に対して設備情報を送信する (設備情報通知、 ステップ 33) 。 続いて、 設備情報管理部 1 2が、 設備情報を受信すると、 受 信された設備情報を設備情報データべース 1 1 3に記憶させる。

[0055] なお、 サーバ 5及びアプリ情報管理部 1 3によるステップ 3 1 と、 設備情 報管理部 1 2及びネッ トワーク 4によるステップ 3 2 , 3 3との順番は、 ど ちらが先であってもよい。 〇 2020/175411 1 1 卩(:170? 2020 /007256

[0056] 続いて、 ユーザが所有する端末 2が、 遅延許容時間を含むアプリケーショ ン配置要求を送信する (アプリ配置要求、 ステップ 3 4) 。 続いて、 配置決 定部 1 4が、 アプリケーション配置要求を受信すると、 アプリ情報管理部 1 3に対してアプリ情報要求を送信する (アプリ情報要求、 ステップ 3 5) 。 続いて、 アプリ情報管理部 1 3が、 アプリ情報要求を受信すると、 アプリ情 報データべース 1 1 から対応するアプリ情報を読み出し、 読み出されたア プリ情報を配置決定部 1 4へ出力する (アプリ情報通知、 ステップ 3 6) 。

[0057] また、 配置決定部 1 4が、 設備情報管理部 1 2に対して設備情報要求を送 信する (設備情報要求、 ステップ 3 7) 。 続いて、 設備情報管理部 1 2が、 設備情報要求を受信すると、 設備情報データベース 1 1 3から対応する設備 情報を読み出し、 読み出された設備情報を配置決定部 1 4へ出力する (設備 情報通知、 ステップ 3 8) 。

[0058] なお、 配置決定部 1 4及びアプリ情報管理部 1 3によるステップ 3 5 , 3

6と、 配置決定部 1 4及び設備情報管理部 1 2によるステップ 3 7 , 3 8と の順番は、 どちらが先であってもよい。

[0059] 続いて、 配置決定部 1 4が、 取得されたアプリケーション配置要求、 アブ リ情報及び設備情報に基づいて、 アプリケーションをネッ トワーク 4のどの ノード 1\!に配置するかを決定する (配置決定、 ステップ 3 9) 。 続いて、 配 置決定部 1 4が、 ステップ3 9の決定結果を配置実行部 1 5へ出力する (決 定結果通知、 ステップ 3 1 0) 。

[0060] 続いて、 配置実行部 1 5が、 決定結果を取得すると、 取得された決定結果 に基づいて、 アプリ情報データべース 1 1 13から対応するアプリケーション を読み出し、 読み出されたアプリケーションを対応するノ _ド へ配信する (配置実行、 ステップ 3 1 1) 。

[0061 ] 続いて、 ネッ トワーク 4のノード 1\1が、 アプリケーションが配置されると 、 配置結果を設備情報管理部 1 2へ送信する (配信結果通知、 ステップ 3 1 2) 。 続いて、 設備情報管理部 1 2が、 配置結果を受信すると、 受信された 配置結果を設備情報データべース 1 1 3に記憶させる。 〇 2020/175411 12 卩(:170? 2020 /007256

[0062] <アプリケーシヨンの配置例 >

本発明の一例として、 3つのノード 1\1を有する完全二分木構造を呈するネッ トワーク 4 (図 1のノード N 1 , N 2, N 5参照。 ただし、 N 5を N 3に読 み替える) に対して、 2つのアプリケーションの最適配置を算出す 手法に ついて説明する。

[0063] 各種パラメータは、 以下のように設定されているものとする (単位に関し ては省略) 。

- ノードの容量 全てのノードで 1 〇 (すなわち、 〇, =〇 2 =〇 3 = 1 0)

ノード使用コスト : « 1 = 1 , « 2 = 2 , « 3 =3

- リンクの帯域上限〇 は、 全てのリンクで 1 000 (すなわち、 = 1 000)

アプリケーション情報: 2つのアプリケーションともに、 遅延許容時間 =

50, 容量 = 1 5, 処理時間 = 1 0, 使用する帯域 = 1 5)

リンク使用コスト/ 3 ] は、 全てのリンクで 1 〇〇〇 (すなわち、 /3,= /3 2 = 1 000)

なお、 2つのアプリケーションによって処理される ータをネッ トワーク 4へ送信する端末 2は、 ノード 1\11 に接続されているものとする。

[0064] ここで、 第一の制約条件を示す式を用いると、 1 0<1 5 2であるため 、 ノード 1\11 ~ 3の 1つに 2つのアプリケーシヨンを配置することはで ないことが分かる。

また、 第二の制約条件を示す式を用いると、 1 000>1113 (1 5 X2, 1 5 X 1) であるため、 第二の制約条件によってアプリケーションの 配置が制 約されることはないことが分かる。

また、 第三の制約条件を示す式を用いると、 50>1113 (1 0, 1 0+ 1 5

/ 1 5 X 1 , 1 0+ 1 5/1 5 X2) であるため、 第三の制約条件によって アプリケーシヨンの配置が制約されることは ないことが分かる。

[0065] かかる事項に鑑みて、 2つのアプリケーシヨンを 3つのノード !\11 3 の 2つに配置することを試行する。

ノード N1 , N2のそれぞれに、 2つのアプリケーシヨンの 1つを配置する 場合

C0ST= (1 +2) + (0+ 1 O O OX 1 5/1 000+ 1 000X 1 5/1 000) =33

ノード N 2, N 3のそれぞれに、 2つのアプリケーシヨンの 1つを配置す る場合

C0ST= (2 + 3) + (1 000X 1 5/1 000+ 1 000X 1 5/1 00 0) =35

ノード N 1 , N 3のそれぞれに、 2つのアプリケーシヨンの 1つを配置す る場合

COST= (1 +3) + (0+ 1 000X 1 5/1 000) = 1 9

したがって、 この例では、 リンク L 1 によって接続されたノード N 1 , N 3のうち、 ノード N 1 に対して 2つのアプリケーシヨンの一方が配置され、 ノード N 3に対して 2つのアプリケーシヨンの他方が配置される ここで、

2つのアプリケーシヨンをそれぞれノード N 1 , N 3のどちらに配置するか は、 適宜設定可能である。

[0066] 本発明の実施形態に係るアプリケーシヨン配 置システム 1は、 コストに関 する目的関数を用いて、 コストが最小となるようにアプリケーシヨン を配置 するノード Nを決定するので、 ネッ トワーク 4における最適なノード Nにア プリケーシヨンを配置し、 計算コスト及び通信コストを抑えることがで きる

[0067] また、 アプリケーシヨン配置システム 1は、 第一の制約条件を用いてアブ リケーシヨンの配置先を決定するので、 ノード Nの性能を超えない範囲で、 アプリケーシヨンを好適に配置することがで きる。

また、 アプリケーシヨン配置システム 1は、 第二の制約条件を用いてアブ リケーシヨンの配置先を決定するので、 リンク Lの性能を超えない範囲で、 アプリケーシヨンを好適に配置することがで きる。 〇 2020/175411 14 卩(:170? 2020 /007256

また、 アプリケーション配置システム 1は、 第三の制約条件を用いてアブ リケーションの配置先を決定するので、 ユーザによる遅延許容時間を超えな い範囲で、 アプリケーションを好適に配置することがで きる。

[0068] なお、 アプリケーション配置システム 1は、 コストの目的関数 ®制約条件 の順に計算を行う場合には、 配置の全パターンに関してコストの目的関数 を 計算してから制約条件によって解を絞り込む ため、 制約条件の変更に対して 好適に対応することができる。

また、 アプリケーション配置システム 1は、 制約条件 ®コストの目的関数 の順に計算を行う場合には、 制約条件によって限られた配置のパターンの 範 囲内においてコストの目的関数を計算するた め、 短時間で解を導出すること ができる。

[0069] 以上、 本発明の実施形態について説明したが、 本発明は前記実施形態に限 定されず、 本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可 能である。 例えば、 本発明は、 コンピュータを前記アプリケーション配置装 置 1 〇として機能さ せるアプリケーション配置プログラムとして も具現化可能である。 また、 第 —ないし第三の制約条件の少なくとも一つは 、 省略可能である。 また、 コス 卜の目的関数及び制約条件は、 前記した各式に限定されない。

符号の説明

[0070] 1 アプリケーシヨン配置システム

2 端末

3 クラウドサーバ

4 ネッ トワーク

1 0 アプリケーション配置装置

1 4 配置決定部

1 5 配置実行部

I - リンク

ノード