A Distributed Fog Computing (DFC) Model to Reduce Energy Consumption of the IoT

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本研究課題では、IoTを実現するための自律分散型フォグコンピューティング(DFC)モデルで消費される電力量[J]の低減を目指している。初年度では、1)フォグノードで応用プロセスを実行したときの消費電力を与える電力消費(PC: Power Consumption)モデルと、実行時間を与える計算(CM: Computation)モデルを明らかにした。フォグノードとして、Raspberry Piを考え実験を行い、消費電力を実測し、実測データを解析することにより、ノードの電力消費に最も影響を与えるパラメータを求め抽象化し、PCモデルとCMモデルを明らかにした。次いで、2) PCとCMモデルを基に、デバイス、フォグノード、サーバの各種ノードでの処理、通信で消費される電力量と実行時間を与えることができるシミュレータを研究開発した。3) IoTの様な大規模システムでは、全構成ノードの集中管理は、負荷、信頼性等の点で困難であるので、本研究課題では、各フォグノードが互いに自律的に協調動作を行うDFCモデルとして、FTBFC(Flexible Tree-based FC)モデルを提案した。フォグノード間の親子関係とセンサデータを処理するプロセスとを、消費電力量を低減するように、柔軟にを変化させるモデルを考案し、評価を行った。4) アクセス権限のないフォグノードが、デバイスのセンサデータを不正に処理、獲得してしまう可能性がある。フォグノード間での不正な情報流を防止するために、ケーパビリティベースアクセス制御(CBAC)モデルを研究した。研究代表者は1), 2), 3)の研究を担当し、研究分担者(中村)は1)と4)を担当した。「物品経費」として、実験データの整理、アルゴリムの開発、評価に利用するPCを購入した。「その他の経費」を用いて、研究成果を国際会議で14件、国際論文誌論文2件を発表した。