動画像をストリーミング配信する場合の転送速度測定実験〇川口雄 一 1) / 目 時

光 紀 1) / 小 島

洋 一 郎 2)

1) 天使大学 / 2) 国立 苫小牧工業高等専門学校
yuuichi@tenshi.ac.jp
概要
本稿では、動画像をストリーミング配信する場合における、(1) 日本国内の各地点で計測した転送速度を示し、(2) 計測したどの地点においても、動画像の滑らかな再生に充分な転送速度があったことを示す。ネットワーク構成は、北海道大学のプロジェクトサーバを片側とし、もう片側を、北大からの物理的な遠近および、予想されるネットワーク的な遠近を考えて、国内の4 箇所とした。動画再生機器から北大サーバまでの経路、および、ダウンロード時間を測定した。商用回線と SINET に跨る経路であり、予想とは異なり、ネットワーク距離はすべての測定地点で同等程度であった。

キーワード

ディジタル教材, ストリーミング, 転送速度, 伝送経路.

インターネット

1 はじめにした転送速度を示し、(2) 計測したどの地点にサーバ

ssh

本稿*1 では、動画像をストリーミング配信する場合における、(1) 日本国内の各地点で計測

http

再生機器
(PCなど)

おいても、動画像の滑らかな再生に充分な転送HLS

コンテンツ

アクセスポイント(Wi-Fi / WiMaX)

速度があったことを示す。
図 1 ネットワーク構成

2 取組みの結果再生機器には、Microsoft 社 Windows PC (以降「Windows」), Apple 社 Mac (以降「OS X」)

2.1 ネットワーク構成を使った。
ストリーミング用のサーバ (apache ver. 2.2.3)

今回の測定実験におけるネットワークの構成

は、北海道大学のクラウドシステムを借用し、を図 1 に示す。
大学 ICT 推進協議会 2013 年度 年次大会, 千葉県 千葉市, 2013 年 12 月 18 日 ∼20 日*1 本稿は「川口, 目時, 小島『動画像をストリーミング配信する場合の転送速度測定実験』天使大学紀要, 第 14 巻, 第 1号, 2013 年 (採録決定)」を書直したものである。

プロジェクトーサーバ S (CentOS 5.5, 標準パッその比較には充分である。

ケージ、以降「北大サーバ」と呼ぶ) の上で運用した。各地点から、公衆 Wi-Fi アクセスポイ
ント、または、UQ WiMaX 回線を利用し、インターネット (SINET) を経由して北海道大学 (札幌市) へアクセスする。

補足 2 特に公衆 Wi-Fi については、測定する時間帯や曜日によって、状況が変動することが予想される。今回の測定実験では、「平日 (月曜 ∼金曜)、昼間 (ただし昼食時間帯を除く)」という内容で条件を統一した。

2.2 計測の手順
計測の手順を以下に示す。

2.3

結果

(1) 再生機器からインターネットへのアクセ
測定地点を図 2 *4 に示す。図中の「H」は「北スを確立する。
主に、UQ 社の WiMaX (モバイルブロー大サーバ」を示し、測定地点 1 ∼ 4 は表 1 と対ドバンド通信)、または、公衆 Wi-Fi サー応する。

ビスの UQ Wi-Fi を利用した。

(2) 経路探索をおこなう。
HWindows で は “tracert” を 使 い 、12OS X では “traceroute” を使った。
何れも OS 標準のコマンドである。

(3) 利用者認証として、ssh の暗号化トンネルを通す。

Windows で は “putty (ver.

0.62,portable*2 )” をインストールして使い、

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OS X では “ssh” (OS 標準コマンド) を使った。ssh のポート転送機能を用いた。

(4) 転送速度を計測する。
図 2 測定地点

Windows*3 / OS X (OS 標準コマンド) ともに “curl” を用いて、計測 (= ダウンロード) を 10 回おこなう。

地理的な距離の遠近と、予想されるネットワーク的な距離の遠近を組合せ、測定地点を 4箇所に定めた。

計測の手順は以上である。

測定結果を表 1 に示す。測定地点毎に、測定

補足 1 計測場所によって、計測機器として Win-場所、測定機器、アクセス回線、転送時間 (A)、dows または OS X を用いた。条件を統一して転送速度 (W )、ネットワーク距離 (Nhop , Nres )いないため、測定結果に違いが予想される。凡を示す。

*2 http://portableapps.com/*3 http://curl.haxx.se/*4 白地図はサイト「白地図から世界へ」http://sekaichizu.jp/よりダウンロードした。

表 1 測定結果
転送データサイズ: M = 93, 750, 691 (bytes)
場所・機器
千歳市 (空港付近)

Mac

Wi - FiA† =W †† =PC

福岡市 (博多区近辺)

Mac

福岡市 (九州大学)

Mac

†
‡

SINET

44.0 ± 9.0
2080.8256.6 ± 30.2
356.8

Nhop , Nres‡‡

15, 43.7

14, 118.0

A=
W =Nhop , Nres

51.0 ± 2.4
1795.2
12, 65.7

297.3 ± 58.5
307.9
13, 144.7–

A=
W =Nhop , Nres

386.8 ± 105.0
236.7
15, 70.9

328.5 ± 55.1
278.7
13, 128.7

–

A=
W =
Nhop , Nres––

55.4 ± 8.5
1652.69, 36.5‡

函館市 (空港付近)

WiMaX

A . . . 平均値 ± 標準偏差 (sec.)
Nhop . . . ホップ数

††
‡‡

–

W . . . M ÷ A ÷ 1, 024 (Kbytes/sec.)
Nres . . . 応答時間 (平均値) (msec.)(3) → 商用回線

3 考察
3.1 ネットワーク距離(4) → SINET ゲートウェイ(5) → 北海道大学 VLAN (HINET)(6) → 北大サーバ

北大サーバまでのネットワーク距離は、予想商用回線から SINET へは、関東 (北海道)・関とは異なり、九州大学を除く、すべての測定地

西 (福岡県) を問わず、一旦、東京にある SINET点で同等程度であった。

ゲートウェイを経由して、再び札幌市 (北海道)へ戻ってくる。SINET 内である九州大学 (福3.1.1 ホップ数
結論として、九州大学以外の、どの測定場所においても、Wi-Fi / UQ WiMaX に関わらず、ホップ数は同程度であった。

SINET 内で閉じた九州大学における計測を岡県) からのアクセスは、大阪 (SINET) を経由して、札幌市 (北海道) へ向う。何れにしても、

HINET から先の ICMP 応答を得られなかった。
ネットワーク距離としてのホップ数は、再生機器から HINET までの中継装置数とした。

除き、どの測定場所においても、下記の経路にてコンテンツは伝送された。

(1) 再生機器(2) → ローカルネットワーク

3.1.2 応答時間
表 1 には、Windows / OS X 何れによる計測
でも、小数点以下 第 1 位まで平均値を求めた。

九 州 大 学 以 外 の 、ど の 測 定 場 所 に お い て

なお、予想とは異なり、ネットワーク距離はすも、回線に Wi-Fi を用いた場合の応答時間は、べての測定場所において同等程度であった。

UQ WiMaX を用いた場合の半分程度であった。
測定場所による変動は、ほとんどない。

3.2 転送速度4

結び
本稿では実計測および基準値値データを示し、計測したどの地点においても、基準値以上
結論として、理論上、データの転送を原因との転送速度があったことを示した。予想とは異して、ストリーミング動画像の再生に支障が出なり、北大サーバまでのネットワーク距離はすることはないとわかった。

べての測定地点で同等程度であった。
なお、今回の実験では、源動画像を一括して3.2.1 基準値ダウンロードする状況で、転送時間を測定した。

実際に配信を予定している動画像コンテ

本来は、ストリーミング・プロトコルを意識しンツは、ファイルサイズ 19,358,461 (bytes)、て、例えば Apple HLS(HTTP Live Streaming)

720 × 480 (画素) で、2 分 8 秒 (= 128 sec.)

であれば、10 秒程度の細切れにしたデータを、の 長 さ を も つ 。し た が っ て 、19, 358, 461 ÷

繰り返し受信する状況で測定すべきである。こ128 = 151, 238.0 (bytes/sec.)、つ ま り 147.7のことは、今後の課題とする。

(K*5 bytes/sec.) 以上の転送速度があれば、とど こ お り な く 動 画 像 を 配 信 で き る 。こ の 値

謝辞(147.7 Kbyes/sec.) を基準値とする。
本研究は主に、天使大学 特別研究費 (2012 年

3.2.2 実測値と基準値との比較度) により支援を受けた。また、北海道大学の表 1 中、W で示す値が計測された転送速度 (=クラウドシステムを利用した。北海道大学情報実測値) である。どの地点においても、何れの回基盤センター共同研究 (課題番号: A4-6) により線によっても、W は基準値 147.7 (Kbytes/sec.)

支援を受けた。

を上回っている。

九州大学 情報基盤研究開発センターからアプリケーションサーバ借用など支援を受けた。

3.3 考察の結論

参考文献
動画像をストリーミング配信する場合における、次の 2 点を示した。

(1) 各地点で計測した転送速度(2) 計測したどの地点・回線においても、動画像の滑らかな再生に充分な転送速度があったこと*5 1 K = 1,024 で計算した。

[1] 川口雄一. 授業の記録、蓄積、配信のための基盤構築. 平成 22 年度情報教育研究集会論文集, pp.
A1–1, 京都市 (京都テルサ), 11 月 2010. 京都大学, 国立大学情報教育センター協議会.
[2] 川口雄一. 授業の記録、蓄積、配信のための基盤構築 (第 2 報). 天使大学紀要 11, 天使大学, 3 月2011.