高精度時刻同期を分散処理制御に活用したタイムアウェア処理方式

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  • A Time-aware Control Method Using High Precision Time Synchronization

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ネットワーク内のノード間における高精度な時刻同期を可能とするIEEE1588 PTPv2の登場を背景に,ナノ秒やマイクロ秒レベルの精度で同期された時刻と,あらかじめ定めた動作シナリオによる分散処理制御方式が注目されている.その動作シナリオに基づき要求されたタスクを実行することにより,進行中の処理状況を把握するための制御パケットが不要となり,分散ノード間で協調動作が可能となる.しかしながら,実際に変動するネットワーク環境では処理の進行中に遅延が発生し,その遅延によって動作シナリオとのずれが生じる.そこで本研究では,ノードの性能を含む特性により生じる処理遅延や,ノード間の通信時に発生する通信遅延を考慮し,ノード間で共有する動作シナリオと実際の実行状況との差異を計測する.その結果をもとに,実行状況を反映した動作シナリオになるよう動的にシナリオを調整することで,複数ノードに分散したタスクの実行を,あらかじめ設定された時間以内に完了させることを可能とする分散制御方式を提案する.提案方式の有効性を検証するための実験環境を構築し,評価を行った結果,提案方式が有効に機能することを確認した.

IEEE1588PTPv2 has been proposed to keep highly accurate time synchronization among nodes in a network. With the protocol, tasks can be executed in accurate timing according to operating scenarios without sending/receiving control packets which check status of other nodes. In a real network environment, time delay due to different performance among nodes and as well as to network congestion, which brings time deviation between an operating scenario and real execution. In this study, we propose a method to check the time deviation and accommodate an operating scenario to an optimal operation. This control mechanism is called as a Time-aware Distributed Processing Control Method. We have developed a prototype system to verify the effectiveness of the proposed method. From the experiment results, our proposed method shows effectiveness in some distributed processing applications.

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