Transcript ppt - 荒木・岡村・日下部研究室

無線ＬＡＮ基地局の省電力化に
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
– 無線ＬＡＮ利用の増加
• 研究目的
– ＡＰの電源制御
• 研究内容
• 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。
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背景～問題点～
• 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
利用者が現れた時にＡＰの電源を入れ、いなくなったら電源を落とす
・無線ＬＡＮを利用しようとしている端末を発見する（プローブ要求を用いる）[1]
・利用者が無線ＬＡＮの利用を終了するタイミングは正確にはわからない
-通信は切断されても端末がその後どういう動きをするかはわからない
-一度電源を落としたＡＰを起動させる時に時間がかかる
目的：ＡＰを停止させても良い状況を見つける
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研究内容
• Kitenetのログデータを解析し、実際の環境で
無線ＬＡＮがどのような使われ方をしているか
を調べる
• 結果を基に、ＡＰの電源を落としても良いタイ
ミングを決定する
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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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土曜
0:00
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
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8:00
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10:00
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12:00
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23:00
２０１０年１月１日から１０月１日のＲＡＤＩＳＵ
のログで、一分毎の接続開始要求の合計
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
0:00
1:00
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0:00
1:00
2:00
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23:00
接続要求数の遷移
平日
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
日曜
9
0:00
23:00
22:00
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
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12:00
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10:00
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8:00
7:00
6:00
5:00
4:00
3:00
2:00
1:00
0:00
1月1日
2月20日
4月11日
5月31日
7月20日
9月8日
10月28日
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ＡＰ毎に見た利用状況
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制御方法について(1)
• 接続要求の多い時間帯はＡＰを起動したままにして
おく
– ＡＰの電源を落としても、次の利用者が現れるのが早い
為、頻繁に電源が入る
– ＡＰの起動の為の時間を考慮すると、頻繁に電源が入る
ことは利用者にとって良くない
• いつＡＰを起動させるか
– ある時間に一斉に立ち上げる
– 接続要求があった時に立ち上げる
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ＡＰを起動させるタイミング
80000
70000
60000
50000
40000
30000
20000
10000
kitenetに使われている無線ＬＡＮＡＰ「AT-TQ2403」の平均消費電力は6.7W
全てのＡＰの電源を７時から２４時まで入れっぱなしにした時の消費電力量は
892*6.7*17≒101.60KWh
横軸：日付
１日の消費電力量
縦軸：消費電力量(Wh)
左のグラフはある時刻から最初
の利用者が現れたらＡＰの電源
を入れる制御を行った時の一日
のkitenet全体の消費電力量。
平日は約５割、土日は約２割程
度に消費電力は抑えられる
日曜の平均電力量:13.21kWh
土曜の平均電力量:21.68kWh
平日の平均電力量:49.64kWh
0
13
制御方法について(2)
• 端末が少ない時間帯（夜間や休日）は積極的
に電源は落としておいたほうがよい
• あるＡＰが「近い将来、近くに端末が現れない
だろう」という予想をすることは不可能
• ＡＰが受け持つ端末数が０になってから～分
後に電源を落とす、という制御を行った時の
端末への影響と省電力効果について調べる
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タイムアウトによる制御
２０１０年７月４日から７月１０日までのデータを用いた
4000
180000
3500
160000
横軸：設定したタイムアウトの時間
全ＡＰの総起動時間とは、そのタイム
アウトの時間で制御を行った時に、
休日または夜間の間での全てのＡＰ
が起動している時間
140000
3000
120000
2500
100000
影響を受ける端末
2000
80000
全ＡＰの総起動時間（分）
1500
60000
1000
40000
500
20000
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
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制御方法について(3)
• タイムアウトの時間を短くすれば省電力効果は大き
いが、ＡＰ起動の為の待ち時間が発生する端末が
増える
• タイムアウトの時間を長くした時、待ち時間が発生
する端末の数は徐々に一定の値に近づいている
– 夜間は起動しない端末の方が圧倒的に多いため、タイム
アウトまでの時間をかなり長くとっても省電力効果は高い
のではないか
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まとめ
• 接続端末数が多い時間帯（平日の日中）の制御
– 初めて接続要求があった時からある時間まで電源を入
れっぱなしにしておく
• 接続端末数が少ない時間帯（夜間や休日）の制御
– タイムアウト時間を決め、その時間接続要求の無いＡＰは
停止していく
– 停止しているＡＰに接続要求があれば、起動させる
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参考文献
[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.
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