P2Pネットワーク実験協議会 シンポジウム
2008年 2月 19日

Peer‐to‐peer Technologies
lightening the Internet
首藤 一幸 shudo at utagoe.com
ウタゴエ(株) 取締役CTO

lighten [動] (荷を)軽くする.
明るくする,照らす.

Peer‐to‐peer ○○• P2P コンテンツ配信• P2P グループウェア– Ariel製品, ifreestyle, Groove, …

• P2P 掲示板
– 新月, Winny 2, …

• P2P Instant Messenger• P2P 電話•…

Peer-to-peer の一定義:
各ノードが、サーバ / クライアント双方の役割を果たす。

• P2Pネットワーク実験協議会の対象領域– コンテンツ:
映像, 音声, 音楽, … ときに他の種類のファイル。ソフトウェア、パッチ等。

• 配信技術上の分類– ダウンロード– オンデマンド
ストリーミング– (ライブ) ストリーミング

P2P コンテンツ配信• かき集める技術– ダウンロード– オンデマンド ストリーミング• ダウンロードしながら再生。

視聴者– 事前に広めてあるコンテンツの部分部分をかき集める。
– Swarming
配信元• ばらまく技術– (ライブ) ストリーミング– 短時間の間に、多数の視聴者に配布する。
– Application‐{level, layer} Multicast(ALM), Overlay Multicast, Endsystem
multicast (ESM)

多数の視聴者ばらまく技術: ALM, OM, ESM

Tree‐based vs. Mesh‐based
配信元

配信元

②データ

データ

①リクエスト配信木• ツリー ベース

• メッシュ ベース‒ 明示的に作ったトポロジがデータ流路。
‒ 根から葉に向かって push。

‒ 隣接ノードと緩やかな関係を保つ。
‒ 隣接ノードから pull。

‒ △ ノード故障時は、要 迅速な復旧。
‒ ○ 末端まで確実に届く。配信遅延 小。
‒広い上り帯域幅を使い尽くし得る。

‒ ○ 生来、ノード故障に強い。
‒ △ 末端まで届く保証なし。要 補償策。
‒狭い上り帯域幅を使い尽くし得る。

P2P コンテンツ配信の効果• 配信元でのトラフィック削減– 50 〜 9X % の削減効果• 同一設備で、数倍から数十倍の視聴者に対応。

– 低コストで、大量配信• → 総発信社会 ？

• いくつかの具体例– swarming の実験– オンデマンド配信– (ライブ) ストリーミング• 他には• 誰にとっての効果なのか？
– ネットワークの状況への適応性– 高い耐故障性– 低い管理・運用コスト

Swarming の実験• 条件– BitTorrent プロトコルでの、オンデマンド配信– LAN 上の 24 ピア• 〜 80 % 強のトラフィック削減効果

NOSSDAV 2007で開催されたパネルでのAaron Colwell (RealNetworks, Inc.) 氏のスライドより

オンデマンド配信での例• 39 % from origin server, 61 % from peers– 米国での、2005年頃の映像のオンデマンド配信サービス• 純粋なオンデマンド配信では、コンテンツごとの人気の分布がロングテール• Zipf則でモデル化される:
1位 n, 2位 n/2, 3位 n/3, …

• 需要 高 → P2P の効果が高い。
逆も真。
• 効率向上策が検討されてきた (後述)(ライブ) ストリーミングでの例• トラフィック削減効果 90〜95 %– ウタゴエ社 Ocean Grid 使用

2007年 11月 26日
accessのtalk about生中継

配信: Jストリーム,Castella (www.castella.jp),
ウタゴエ

91〜93 % のuser-side

削減効果

server-side
90%以上の削減が持続サービス形態と効果の関係• (純粋な) オンデマンド配信
効率を上げやすい– 事例 多数• チャネル– Joost• プログラム編成

番組表に従い番組表に従いスケジュール再生
スケジュール再生

メニュー
メニュー

番組ごとのチャット
番組ごとのチャット– IPA未踏ソフト 根山PJ
「視聴体験の受動性・能動性を柔軟に構成可能なPeer‐to‐Peer映像・音声配信基盤」
テレビと同じユーザ体験 + ネットの強み→ ウタゴエ社で商用化: STB等• (ライブ) ストリーミング– BBブロードキャスト (中国 Roxbeam 社 & TVバンク),
シェアキャスト2 (ANCL & ビットメディア),
Ocean Grid (ウタゴエ)

誰にとっての効果なのか？
• 視聴者– 視聴できればいい。

• コンテンツホルダ,
配信事業者

視聴者
受け取る

– トラフィック削減効果の恩恵に預かる。

配信技術• ISP・キャリア– ???

コンテンツホルダ,
ISP・キャリア
配信事業者
送る

運ぶ

受信トラフィックの総量は同じ
サーバ・クライアント
送出量

サーバ

受信量

ピア (視聴者)

Content delivery network
サーバ
中継器

中継器 (splitter等)
ピア (視聴者)

Peer-to-peer
サーバ

ピア

ピア (視聴者)

どの方式を使おうと、受信トラフィックの総量は同じ
例: 1 Mbps を 1,000人が受信すれば、1,000 Mbps = 1 Gbps

• 注– CDN では、視聴を行わない中継器による受信の分、総受信量が多い。ここでは無視。
– peer‐to‐peerでは、制御のための通信が必要となるので、その分、若干通信量が増える。通常、数 %。
• 例: BitTorrentでの、ピアとトラッカ間通信

トラフィック削減効果とは• ISP・キャリアは結局、総量として、同じだけのデータを運ぶ。
• 「トラフィック削減効果」は、コンテンツホルダ & 配信事業者にとっての効果である。
• しかし、ISP・キャリアにとってのメリットも– 地産地消: local production for local consumption

地産地消• peer‐to‐peer では、「近く」のピアからコンテンツを取得できる。
– CDN はもちろん有効だが、中継器はどこにでも設置されているわけではない。
– 効果• 上位キャリアとの通信量が減り、トランジットの支払いが減る。
• バックボーンや IX のトラフィックが減る。
•…

• 多くの P2P ソフトウェアに実装済み:– スループットや通信遅延に応じて、データ要求・送信先を選択。
• ウタゴエ社 Ocean Grid: スループットを元に要求先を選択– 相手の IPアドレスや AS 番号を元に、データ要求・送信先を選択。

Open problems• 「近い」ピアを選ぶ各手法は、ISP・キャリアの利害と一致しているのか？
– 例: 同一ISP内どうしより、IX 経由の方がスループットが高かったり?
– 現状、スループットや遅延の測定結果に頼るしかない。
– ISP・キャリアと配信事業者が協調する余地？
• 例: CRNFの活動: アドレス割り当て情報の活用• 本当に効果出てるの？
– 協議会への期待• それでもやっぱり、peer‐to‐peer の通信パターンだと、トラフィックエンジニアリングが難しいのでは？
– 要 議論まとめ• peer‐to‐peer 技術によるトラフィック削減効果が実証されつつある。

• ISP・キャリアにとってもメリットがある、または、今後出るはず。
– 地産地消