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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. 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. 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
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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
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
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
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, MahoHirasaka, Mari Suenage, MotoyukiOhmori 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
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
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
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
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
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
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
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=5min18台 timeout = 30min 9台 timeout = 1h 6台
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
APの消費電力量 単位:Wh 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
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 ・消費電力を優先にした時 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)
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