Transcript ppt - 荒木・岡村・日下部研究室

無線ＬＡＮ基地局の省電力運用にお
ける給電停止制御に関する研究
九州大学 工学部 電気情報工学科
岡村研究室
久保 貴哉
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発表内容
• 背景
• 研究目的
– 給電停止制御の重要性
• 研究内容
– 無線ＬＡＮサービスのログ解析
• タイムアウトを変更した時の
– 再接続数
– 省電力効果
– 給電停止制御方式の提案
• まとめ
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背景
• 無線ＬＡＮが普及してきている
• 無線ＬＡＮを使用するためにはＡＰ(アクセスポイント）が必要
– 端末は既存のネットワークに接続されたＡＰと通信することによって、
インターネットに接続する
– いつ端末からの接続要求があるかわからない為、ＡＰは常に起動さ
せておくことが多い。
• 夜間や休日など無線ＬＡＮを利用する端末が少ない時
に電力を浪費している
– １台につき平均7[W]ほど
– 九州大学のkitenetでは全体で892台のＡＰがある
– 土日は平日の1/3程度、夜間は日中の1/10程度の接続
端末数
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研究目的
無線ＬＡＮを利用しようとする人が現れた時にＡＰを起動させる
-どのように利用者が現れた事を識別するのか
→プローブ要求を用いる
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.
-いつＡＰを停止させるかということについては論じられていない
目的：どのようなタイミングでＡＰを停止させれば効率が良いか調べる
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無線の利用停止のタイミング
・ユーザが無線ＬＡＮの利用をやめるタイミングは、通信結果からは厳密にはわからない
-一旦通信が切れてもユーザはまだ無線ＬＡＮを使う気かもしれない(再接続）
-ユーザが意図的に切断していても、すぐに無線ＬＡＮを使いたい他のユーザが現れる
かもしれない
・停止しているAPを起動させる時、完全に立ち上がるまで時間がかかる
-そのため頻繁にＡＰを停止させることはあまり良くない
・APと端末の間の通信が途切れた途端に、ＡＰへの給電を停止すると・・・・
??
ＡＰ起動
のための
待ち時間
が発生
このように簡単にＡＰを停止させると、無線ＬＡＮの利便性が低下する
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研究内容
• ＡＰが受け持つ端末が無くなってから、～分後に
電源を切るというタイムアウトを設定する
-タイムアウトの時間が長ければ、ＡＰの起動を
待つ端末の数は減るが、省電力効果は低くなる
• タイムアウトの設定によって、ＡＰの起動を待つ
端末の数と、省電力効果が変わる
• タイムアウト・影響を受ける端末数・省電力効果
の関係を調べる為に、kitenetのログデータを解
析する
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研究内容～参考データ１～
・kitenetのRADIUSサーバのアカウンティングログ
Acct-Status-Type:”start”または”stop”アカウン
ティングの開始か終了かを示す
Calling-Station-Id:そのAPを使っている端末
のMACアドレス
Client-IP-Address: APのアドレス
Timestamp:記録された時間
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研究内容～参考データ２～
・ARPテーブル
・五分毎に保存されているIPアドレスと
MACアドレスの対応表
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ＡＰ毎に見たkitenetの利用状況
解析方法について
• タイムアウトの値を予め決めて、５分毎にＡＰ
との接続を待たされる端末数を数える
• ここでは仮にタイムアウトの値を５分、３０分、
一時間と設定する
• タイムアウトの値による省電力効果への影響
を調べる
– タイムアウトが長くなると、その分起動時間は長く
なる
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タイムアウトによる停止
（例）７月５日（月）に終日この制御をした場合
（台）
5分内で接続待ちとなる端末数の最大値
timeout = 5min ４９台
timeout = 30min ２３台
timeout = 1h ２１台
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タイムアウトによる停止(2)
(例)７月１０日（土）に終日この制御を行った場合
台
5分内で接続待ちとなる端末数の最大値
timeout=5min 18台
timeout = 30min 9台
timeout = 1h
6台
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タイムアウトによる停止(3)
(例)７月4日（日）に終日この制御を行った場合
(台)
5分内で接続待ちとなる端末数の最大値
timeout = 5min 10 台
timeout = 30min 6台
timeout = 1h
5台
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ＡＰの消費電力量
単位:Wh
5min
30min
1h
７月４日
７月１０日
７月５日（月）
（日）
（土）
2903.33
14584.23
3576.13
3721.29
19422.18
4941.25
4322.06
22451.70
5977.52
kitenetの全ＡＰを２４時間起動させておいた時の消費電力は約143kwh
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給電停止制御方式の提案
・接続待ちとなる端末数の制限を優先する時
平日
土曜
日曜
待ち端末５０台以下
待ち端末２５台以下
Timeout = 5min
消費電力=約14.5kwh
Timeout= 30min
消費電力=約19.4kwh
２０台以下
１０台以下
Timeout = 5min
消費電力=3.6kwh
Timeout=30min
消費電力=約5.0kwh
10台以下
5台以下
Timeout=5min
消費電力=3.0kwh
Timeout=1h
消費電力=4.3kwh
・消費電力を優先にした時
平日
土曜
休日
消費電力を15kwh以下
消費電力を20kwh以下
Timeout = 5min
最大待ち端末数 = 49台
Timeout = 30min
最大待ち端末数 = 23台
消費電力を4wh以下
消費電力を6kwh以下
Timeout = 5min
最大待ち端末数 = 18台
Timeout = 1h
最大待ち端末数 = 6台
消費電力を3wh以下
消費電力を4kwh以下
Timeout = 5min
最大待ち端末数 = 10台
Timeout = 30min
最大待ち端末数 =6台
接続待ち端末と消費電力のどちらを優先させるかによってtimeoutの値はかわる
・両方とも達成させることは出来ない（トレードオフ）
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今後の課題
• 平日の昼にこの電源制御を行うと、接続待ち
端末の数が多すぎる為、夜間のみこの制御
をした場合の解析を行う
– その時の待ち端末数・１日の消費電力について
解析をする
• さらに細かく・広い時間のデータを分析するこ
とによって、接続待ち端末数・消費電力の制
限下でのtimeout値を確認する
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御清聴ありがとうございました
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