マルチユーザ・コンテキストアウェアサービス環境における 柔軟な機器排他制御手法

1. マルチユーザ・コンテキストアウェアサービス環境における柔軟な機器排他制御手法マルチユーザ・コンテキストアウェアサービス環境における柔軟な機器排他制御手法 慶應義塾大学 環境情報学部４年 米澤拓郎 takuro@ht.sfc.keio.ac.jp takuro@sfc.wide.ad.jp

2. 機器利用方法の変化 • 変化する生活環境 • 機器利用方法の変化 Ubicompを実現する スマートスペース

3. 環境変化 コンテキストアウェアサービス • コンテキストアウェアサービス • 人の動きや、空間状態の変化に応じた機器制御 • 個人の嗜好にあった環境を構築可能 • 「部屋に入ったら、音楽を流す」 • 「眠ったらライトを消す」

4. マルチユーザ環境 • 研究室、オフィス、家庭 • 複数ユーザがコンテキストアウェアサービスを利用する環境 • マルチユーザ・コンテキストアウェアサービス環境

5. 問題意識 • マルチユーザ・コンテキストアウェアサービス環境 　→機器に対して複数ユーザの要求衝突が発生 • 同時に複数の要求を満たすことのできない機器 • 排他制御の必要性 • 誰の要求を優先すべきか？

6. 優先ユーザの決定方法 • ユーザ同士の話し合い • 多数の機器 • 大変 • 要求が衝突する機器上で優先ユーザを決定すべき • どういう基準で決定すればよいのか？？

7. シナリオ • move! o208 Takuroの机 にある機器 公共的な機器 公共的な機器 takuroの机の上に ある機器 公共的な機器

8. 優先ユーザの決定基準 • 要求を行うユーザ同士の関係で、優先ユーザの決定基準が違う • ユーザの立場 • 階層的な構成 • 機器が置かれた空間によって、決定基準が違う • 誰が優先されるべき場所か • o208 • ι208 • SSLab これらの要素を反映して 優先ユーザを決定し、 排他制御を行わなければ ならない

9. 関連研究 • 要求衝突回避の方法 • OS • スケジューリング • ラウンド・ロビン・スケジューリング • 優先順位スケジューリング etc.. • 分散OS • ゲーム理論を用いた資源取得 [T.W.Malone 1988] • コンテキストアウェアサービス • コンテキストアウェアサービスを定義する文章レベルで要求衝突の回避 [T.Zhang 2004] マルチユーザ・コンテキストアウェアサービス環境に適した、柔軟な排他制御方法ではない。

10. 本研究の目的 • 要求を行うユーザ同士の関係と機器が置かれた空間を考慮した排他制御を実現するフレームワークの構築

11. アプローチ • 要求を行うユーザ同士の関係を反映 • マルチレベル優先順位決定ポリシによる排他制御 • 機器が置かれた空間を反映 • 空間単位ポリシ配布手法

12. マルチレベル優先順位決定ポリシ • マルチレベル優先順位決定ポリシ（MPDP） • 階層的にグループを構築 • グループごとに優先順位決定方法 (PDAlgo) を適用 • 自由に定義することが可能 • 管理者が設定 • XMLで記述 MPDP: Multi-level Priority Determination Policy PDAlgo: Priority Determination Algorithm ：ユーザ ：グループ ：PDAlgo

13. 要求到着順 並び順が 優先順位 master 要求到着順 B4 並び順が 優先順位 要求到着順 B3 ランダムに 決定 B2B1 bachelor move!

14. 空間単位MPDP配布手法 • 空間単位MPDP配布手法 • 機器の存在する空間を考慮して，ポリシを配布 • 空間の定義 • 管理者自身で定義可能 • 部屋単位か • デスク単位か 空間単位MPDP設定手法

15. 空間単位MPDP配布手法

16. マルチレベル優先順位決定ポリシによる排他制御マルチレベル優先順位決定ポリシによる排他制御 • 空間単位MPDP設定手法 この２つを実現したシステム DAREGAYAの構築

17. 設計

18. DAREGAYA MPDPを用いた排他制御機構 DARE 空間単位MPDP配布機構GAYA DAREGAYAの設計 DARE: Do the Adaptable Require mutual Exclusion used MPDP GAYA: Give MPDP Adapt for each activitYspAce

19. DAREGAYAの概要 空間 A コンテキスト アウェア サービス MPDP DARE 機器情報・ 所属空間情報 GAYA クライアント 情報機器 MPDP GAYA サーバ コンテキスト アウェア サービス MPDP配布ホスト MPDP サブネットに１台 DARE 機器制御 要求 GAYA クライアント 情報機器 空間 B

20. DARE構成図

21. GAYA構成図 所属空間通知 機器情報（所属空間、IP、機器ID..） MPDP MPDP MPDP

22. 実装

23. DAREGAYAの実装 • 実装環境

24. DAREGAYAの実装 • DARE • PDAlgoインタフェイスの定義 • 実装したPDAlgo • 要求到着順、明確な優先づけ、ランダム、多数決 • GAYA • 機器所属空間認識モジュール • RFCODE社製RF-IDを用いて実装

25. 評価

26. 評価 • 評価方針 • 定量的評価 • DAREの排他制御を完了するまでの実行時間 • 柔軟性の対価となるオーバヘッド • GAYAのMPDPを配布完了するまでの実行時間 • 空間数の増加による実行時間の変化 • 定性評価 • 単純なポリシによる排他制御との比較 • 明確な優先順位だけ • 要求到着順だけ

27. 評価環境 • DARE及びGAYAサーバモジュール実行環境 • GAYAクライアントモジュール実行環境

28. DAREの排他制御を完了するまでの実行時間 • ランダムにユーザの要求を発生させ、それぞれ５０回ずつ計測 • 平均実行時間15ミリ秒 • 100ミリ秒（ユーザが処理を意識してしまう時間）以下なため、有効な時間である • 参考：http://www.bohmann.dk/articles/response_time_still_matters.html

29. 空間数の変化によるGAYAのMPDP配布時間変化 • 空間数を変化させて配布時間を測定 • 608バイトのMPDPを配布する。 • 測定結果 • 近似：y = 0.19x + 22.12 (ミリ秒) • 100個の空間があったとして，約41ミリ秒

30. 定性評価 • DAREGAYA • ユーザが階層的なグループとして存在し，様々な空間から構成される環境において有効 • 単純なポリシ • ユーザが皆同じ立場で，１つの空間から構成される環境において有効

31. まとめ • マルチユーザ・コンテキストアウェアサービス環境のための柔軟な排他制御手法 • MPDPによる排他制御及び空間単位MPDP配布手法の提案 • DAREGAYAシステムの設計・実装 • 評価 • 実用的な実行時間 • 環境に適応した排他制御を実現したい場合に有効

32. 今後の課題 • 多様なPDAlgoの用意 • MPDP記述の柔軟性の強化 • 不特定多数のユーザが機器利用を行う際の対応 • 公共空間等

33. ご清聴有難う御座いました