 を用いた広帯域環境における性能評価

複数経路通信プロトコル
伊藤指導教員：小口舞

メインメモリが ,"、- は .,)/ 0$ は !   $#" である。また、$%& 上で実装を行うことで、$ ルートオプションを用いた同一宛はじめに現在、ファイル転送や電子メール、など多く（のインターネットを介した通信が、）を用いてデータ転送を行っている。に代表される単一経路通信プロトコルは、経路上の障害に弱いという弱点を持つ。そこで、通信の頑強さと性能向上を目的として、エンド エンド間において上位層および下位層に透過的に複数経路通信を行うを複数経路対応に拡張しことが可能になるよう（）が開発された 。
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これまでは、 の    上で試作が行われていた  を、本研究では   および !   のような広帯域ネッ

はを複数経路対応に拡張することで、エンド エンド間において上位層および下位層に対して透過的に複数経路通信を行うことを可能にする。図に示すようには二階層構造を持ち、その上位層ではフロー制御、バッファ管理、セグメントの順序および誤り制御など、コネクション全体の処理を行の下位層においては、データの送受う。また信処理、高速再転送処理、輻輳制御など、経路ごとに独立した処理を行う。

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図$

複数経路通信の性能評価'䉮䊈䉪䉲䊢䊮ో૕䈪ⴕ䈉ಣℂ਄૏ጀ"  


次に 台の間をとそれに対応すルータで接続し、を起動した
る 台の複数経路の場合とノーマルカーネル時の単数経路の場合の性能を比較、検討していく。
まず、複数経路通信と、単数経路通信でのスループットを大きくを測定した 図 。いずれもしていくとスループットも増加していき、がのあたりからほぼ一定となった。また、の増加に伴い複数経路と単数経路でを用いたの値の差が開いていき、最終的には複数経路通信でのスループットの値は、ノーマルカー程度にネルでの単数経路でのスループットの値のなることが分かった。これは仮想的な複数経路上でおこなった基礎実験と同様の結果となり、やはり経路が複数に分岐する部分と、その経路が再び単一にまとめられる部分でオーバーヘッドが生じるためであると考えられる。

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トワークにおける動作環境で実装し、その性能評価を行って結果を考察する。

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Fast Ethernet 䉁䈢䈲Gigabit Ethernet ኻᔕ

基礎実験として、起動時に ルートオプシ
ョンで同一ルータアドレスを 度指定することにより、単一回線上に仮想的に複数経路を構築し、スループッ間をトを測定した。はじめに 台のとそれに対応するルータで接続し、スループットを測定した。その結果、ノーマルカーネル上では、上ではとなり、を起動するとノーマルカーネル時のおよその値と間をなることが分かった。次に、 台のとそれに対応するルータで接続し、同様にスループットを測定した。ノーマルカーネル上で、上ではという値は起動時はノーマルカーネとなった。この場合の値となった。いずれの場合も単数ル時のおよそ起動時
経路のノーマルカーネル時に比べて、の仮想的な複数経路の場合のほうがスループットが低くなった。これは経路が複数に分岐する部分と、その経路が再び単一にまとめられる部分でオーバーヘッドが生じるためであると考えられる。

High Performance andHigh Reliability network

複数経路通信プロトコル

IP䌶䋶 Router#  の複数経路実験システム 基礎実験図䌓䌗䊌䉴䋲

M/TCP
ServerISP#䌮
ISP#䌮

IP䌶䋶 RouterIP䌶䋶 Router

ISP#䋲
ISP#䋲

Routen䊌䉴䋱

䌓䌗

࡮࡮࡮

M/TCPClientIP䌶䋶 Router

M/TCP
A upper compatible TCP suite

ISP#1
ISP#1

1ute
Ro
Route 2

先への複数経路の指定を可能とした。

    正人"  の概念

研究内容

 実験システム

図 # のように  を実装した " 台の  を   または !   対応の $%& ルータ
各 ' 台ずつで接続し、" 組の実験システムを構築した。
各マシンのスペックは、( が  ' ")' *+、23  4  +3  4"# (が複数経路を有効活用している場合もに対して特別な負荷を与えていないと考えられる。

次に、複数経路と単数経路で等しい条件の下、それ使用率を測定した 図
ぞれ通信を行ったときの。横軸に時間経過、縦軸に使用率をとったもの
使用率は最大である。いずれの場合も通信時の％程度となり、またグラフの波形にも複数経路、単数経路に大差がないことが分かる。これより、がに対して特別な負荷を与えていないと考えらは経路の分岐に伴うオーバーヘッれる。即ち、ドでスループットの値は落ちるが、この処理はに負荷をかけるものではない、ということが分かった。

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図㪉㪌㪉㪇㪈㪌㪈㪇㪌㪇㪊㪍㪐㪈㪉㪈㪌㪈㪏㪉㪈㪉㪋ᤨ㑆䇭䋨㫊㪼㪺㫆㫅㪻䋩㪌㪇නᢙ⚻〝䇭䊌䉴䋱නᢙ⚻〝䇭䊌䉴䋲㪋㪌図㪤㪆㪫㪚㪧㪋㪇

1 経路負荷存在時の ( 使用率㪚㪧㪬૶↪₸㩿㩼㪀㪊㪌㪊㪇㪉㪌㪈㪌

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図まとめと今後の課題

基礎実験から、これまで低ビットレートネットワーク上における動作しか確認されていなかったがを超すハイパフォーマンス通信環境においても動作することが明らかとなった。また、複数経がに対して特路における性能評価から別な負荷をかけていないことが明らかとなった。これは実用化にむけての大きな利点になると考えられる。
を更に、片側の経路に負荷を与えた場合に、用いた複数経路が単数経路よりも高いスループットを出力することが明らかとなった。今後は、この利点を上手く生かしていくための複数経路に対するパケットの割り振り方を考えていきたい。

㪉㪇, 単数経路および  の ( 使用率 経路負荷実験

より詳しく複数経路通信の性能を調べるために、 本のファイルを転送の経路のうち片方においてし続け、負荷をかけた実験を行った。まず、複数経路と単数経路それぞれでスループットを測定した 図 。
を用いた無負荷な環境における性能評価では複数経路時とノーマルカーネルでの単数経路時では大きな差があったのに対し、負荷をかけた場合複数経路時のほうがやや高いスループットを出力するという結果となった。これは、単数経路では負荷の影響を直接受けてしまうのに対して、複数経路では 本の経路に負荷がかかっても、他の経路は負荷がかからないので影響を受けにくいという複数経路の利点を表している。
また、複数経路に関しては負荷をかけていない場合とかけている場合との差がほとんどなく、経路に負荷がの性能の高さが伺える。
かかった場合の利
次に、スループット測定時と同様の条件で、用率をそれぞれ測定した 図 。横軸に時間経過、縦軸使用率をとったものである。こちらは、無負に荷時の性能評価時と同様、複数経路、単数経路に大差がないことが伺える。これより、経路に負荷を与えて &謝辞( 1



本研究を進めるにあたり、実装の提供および、大変有用なアドバイスを頂いた東京大学大学院新領域創成科学研究科相田研究室に深く感謝いたします。

 ("

参考文献

 板谷 俊輔，相田 仁 6複数経路プロトコル の . への実装の性能向上7/ 電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会、ＩＮ ",8"/)"#"2/ "& 年 " 月)" 伊藤 舞、小口 正人 6複数経路プロトコル の広帯域環境における性能評価7/ 情報処理学会第&8 回全国大会、４ (/ "1 年 # 月)

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