Jubatus Workshop - Jubatusを利用した電力推定

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Jubatus Workshop - Jubatusを利用した電力推定

  1. 1. Copyright(c)2011 NTT CORPORATION. All Rights Reserved.Jubatusを利用した電力計測 NTT 情報流通プラットフォーム研究所 中山 心太 2011/11/7 © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories
  2. 2. 基本アイディア •前提 –消費電力とアプリケーション には相関 –アプリケーションとパケット には相関 –電力計高い!! •仮説 –パケットから消費電力が推定可能、安い! •ゴール –基幹ルータで個々のマシンの電力を推定 © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories2
  3. 3. 実験環境電力計 教師データ • 環境 – ノートPC(Wiresharkでpcap取得) – 消費電力が記録できる電源タップ パケットキャプチャ • 学習 – 電力を分類、パケットを特徴量とし て学習 ノートPC • 評価実験 – ある一日のパケットと電力を学習 – 別の日のパケットから電力を推定 – 推定値と実測値から精度を評価 © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories3
  4. 4. Feature vectorの作り方•ラベル:10秒間の平均電力値•特徴量:10秒間に流れたパケットの配列 –Source IP –Destination IP –プロトコル –パケットサイズ –ペイロードから先頭数バイト © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories4
  5. 5. 実験結果•横軸実測、縦軸予測 36 34 32 30 28 26 24 22 20 20 22 24 26 28 30 32 34 36 © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories5
  6. 6. 誤差の評価•誤差が正規分布に近い=使える 700 600 500出現 400回数 測定値:30 [w] 300[回 推定値:31 [w] など] 200 100 0 -15 -10 -5 0 5 10 測定値と推定値の誤差 [w] © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories6
  7. 7. 実は•初期はダメダメでした 700 600 500出 400現回数 300[ ]回 200 100 0 -15 -10 -5 0 5 10 15 測定値と推定値の誤差 [w] © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories7
  8. 8. ARPパケットの誤学習•ARPパケットをフィルタリングすることで精 度向上 700 600 500出 400現回数 300[ ]回 200 100 0 -15 -10 -5 0 5 10 15 測定値と推定値の誤差 [w] © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories8
  9. 9. 考察:ARPパケットの誤学習•ARPパケットは消費電力に影響しない –アイドル状態であってもARPパケットを受信 –ARPパケットは時間により変動 • 午前中は出社直後でARPが多い –ARPパケットはSource IPがバラバラ•昼休みの時間帯だけ誤差が増大 –アイドル時にARPパケットを受信 –Source IPから電力を推定 -> 失敗 © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories9
  10. 10. 将来の野望 •基幹ルータで消費電力を推定 空調制御 データセンタ/オフィス PUE向上 推定 電力計無し 電力計 TAP © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories10
  11. 11. まとめ •Jubatusを使ってパケットから消費電力予測 –パケットを強引に特徴量にした –誤差が正規分布 = 十分利用可能 –Classifierで回帰チックなことを強引に • 分類器で連続値の推定は、本来はNG • データ量が多かったので可能だった • 分離平面からの距離で重み付けで補正(未検証) •Jubatusは簡単 –Pythonで約100行でここまでできた © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories11
  12. 12. 宿題 • マシンが増えても大丈夫なの? • マシンを変えたらどうなるのか? –コア数の違い、TDPの違い –マシンの特性ごとに補正式が必要 • 仮想化に対応できるのか? –Dest IPでVM識別が可能、割り当てコア数から計算? –オーバーコミット環境では、マシン特性の補正式が複雑化 • 暗号化されていたらどうなるのか? –精度は悪くなるが、Source IPとパケット長から推定可能? © 2011 NTT Information Sharing Platform Laboratories12

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