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ShizuokaUniv. JP
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センサデータ３次元可視化システムのための
C/S動的負荷分散手法
2014.12.12東北大通研プロジェクト研究会
静岡大学大学院 情報学研究科/静岡大学 グリーン科学技術研究所（兼務）
峰野博史 （[email protected]）
「情報の流れに着目した新世代情報処理基板技術に関する研究」発表会
ShizuokaUniv. JP
1. 研究背景BaaS（Backend as a Service），HTML5の普及
モバイルアプリに特化したクラウド型プラットフォームサービス
多様な環境で動作するWebアプリケーション開発が容易に
センサデータを3Dで可視化するWebアプリケーション開発WebGL用JavaScriptライブラリThree.jsを利用
WSN（3×3×6）で温湿度計測し，逆距離加重法（IDW）で空間補間
研究室内センサ(54か所)3D可視化
空間補間
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噴霧効果の可視化
噴霧器
1950mm
300mm
• 風向風速計
250mm
100mm
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超音波風速WA-790（ソニック）スッ霧くんJr-M（P’s GUARD）
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噴霧効果の可視化
温湿度センサ（３×３×６ヵ所）
200mm
650mm
600mm
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SHT21（Sensirion SG）IEEE802.15.4-2006無線センサノード
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4144
4089
4025
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実験結果｜風向・風速
扇風機 噴霧器
窓ガラス
入口
隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
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4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜21:50
5
隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
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4035
4022
4027
4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜21:55
他の場所と比べて湿度が高い
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隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
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4035
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4027
4060
4144
4089
4025
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他の場所と比べて湿度が高い
実験結果(風・湿度) ｜22:00
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隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
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4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜22:05
8
隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
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4027
4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜22:10
9
隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
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4027
4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜22:15
10
隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
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4027
4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜22:20
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隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
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4027
4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜22:25
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隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
2014/11/14
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3050
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4032
4035
4022
4027
4060
4144
4089
4025
4094
実験結果(風・湿度) ｜22:30
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隙間あり
向き：風向長さ：風速
湿度高 湿度低50mm/sセンサーノード
(番号は識別番号)
窓ガラス
窓ガラス
2014/11/14
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2. 課題
3Dグラフィックスの描画演算負荷処理性能の低いマシンにとって多数のポリゴン描画は高負荷
補間したセンサデータ量が膨大空間補間はデータ量が爆発的に増える多量のデータ転送には多くのコストが必要転送データ量の増大による通信路の圧迫・応答速度の悪化空間補間アルゴリズムは計算量の多いアルゴリズム
• 処理性能の十分でないクライアント上ではパフォーマンス低下を招く
クライアント・サーバ間で適切な負荷量を負担させるC/S負荷分散手法を提案
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4. 提案： C/S動的負荷分散手法
多様な環境で動作するWebシステムへ実装可能• 同等の補間演算を行うクライアントサイドスクリプト，サーバサイドスクリプトを用いて実行場所を制御
多様なクライアントに対して適切量の負荷分散• C/S双方で補間処理を分担
• C/S間の負荷量を補間演算時間を用いて動的制御
クライアントサイドスクリプト
負荷
負荷分散
負荷
サーバサイドスクリプト
分散比決定部
クライアント能⼒利⽤
データ転送コスト削減
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5. C/S負荷分散手法の基礎評価固定した負荷分散比を用いた処理性能の計測
評価対象：デスクトップPCとiPad Air 2で負荷分散効果検証(C：S負荷分散比（固定） = 0:100, 25:75, 50:50, 75:25, 100:0)評価指標：総応答時間評価環境：10時間分の補間データ（約51万300件）取得
基礎評価環境：
サーバ クライアント1(デスクトップPC)
クライアント2(iPad Air 2)
OS Linux（CentOS 6.4）
Windows 7Professional SP1 iOS 8.1.1
プロセッサ Xeon E5645 CORE i5-4570 Apple A8Xクロック数 2.4 GHz 3.2 GHz 1.5 GHz
コア数 6 4 3メインメモリ 2 GB 8 GB 2 GB
ネットワーク通信速度 (上り)24.24 Mbps (下り)13.07 Mbps (下り)14.37 Mbps16
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150000
160000
170000
180000
190000
200000
210000
0 25 50 75 100
総応
答時
間[m
s]
サーバ側の負荷割合[%]
総応答時間
総合応答時間(Desktop) 総合応答時間(iPad)
5. C/S負荷分散手法の基礎評価
デスクトップPC： C:S= 77:25 の処理分散比が良い
iPad Air2： C:S=100:0 の処理分散比が一番良い
サーバの負担する負荷量が増えるほど総応答時間増加• 多量の補間データ転送がボトルネック！
低性能クライアントであればC/S負荷分散の効果大？17
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6. まとめ（情報流の可視化プラットフォーム）
センサデータ３次元可視化システムの開発計測点以外を空間補間して３D空間上に可視化するWebシステム
C/S動的負荷分散手法の提案クライアントサイドスクリプト，サーバサイドスクリプトを用いて，動的にC/S間で負荷分散させる手法を研究開発し負荷分散比のみ固定で基礎評価
今後の課題
サーバ側の高性能化• ハードウェア：HDD ⇒ SSD済， ソフトウェア：WebSocket化（60%済）
動的負荷分散比決定部の実装と評価• クライアント処理性能の学習• 適切な負荷分散比の動的変更
適用可能な他アプリケーションの模索 18
![アニュアルレポート - cao.go.jp€¦ · 記 [法第8条第2項] 民間事業者の選定 に当たっての評価 方法の明確化 [法附則第3条] 段階的事業者選定](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/6053ebfb465f250d537d95c1/fffffff-caogojp-e-c8c2e-eee.jpg)
