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インタ由ネットにおける通信品質とその制御
村田 正幸…榊‖………川＝l脚甜酬‖冊紺川…川棚…川…榊‖川…掴…川l柚珊仙川きf測…川棚…川……川…………川＝…‖…川＝酬＝‖抑制川怖……川川州M岨淵l…川棚＝…川捌…川…‖‖川＝刷川l‖……‖…l醐酬l

QoS制御の考え方は，その後のインターネットア巾

1．はじめにキテクチャにも大きな影響を与えた．すなわち，Int−

インタ【ネット上で展開されるアプリケーションやServ（Integrated Services）ア冊キテクチャ［2］の登サポピスの発展，それに伴う電話サ【ビスを中心とす場である．IntServの主たる目的は，従来の電気通信る電気通信窮の嚢退は，ネットワ㌔−クが擾供すべき通柄で提供されてきたQoS保証のしくみをいかにイン信品質（Quality of Service：QoS）の考え方にも大タ椚ネットにおいて実現するかであった．

きな影響をもたらしつつある．本稿では，まず．ネッ

もともとインタmネットにおいては，ネットワ㌔蘭夕

トワ椚タがQoSを程供する枠組みとして，IntServ，層プロト コルであるIPが経路到達性（rea−DiffServアーキテクチャについて簡単に述べる（節2，chability）を保証し，エンドホスト間のトランスポ3）．次に，回線交換原理に基づくMPLSネットワ蘭蘭卜層プロトコル（TCP）による再送制御によってクとその上でトラヒッタフロ【を制御するトラヒッタ初めてパケットを失うことなく送受信できる．ネット

工学について述べる（節4）．以上は，ネットワ巾ク

ワ蘭ク内，すなわち，IPにおいてはQoSを保証する側が積極的に品質制御を行う例である．一方で，ネッという考え方はなく，IPがベストエフオ椚トサ冊ビ

トワ珂クが主体となって行う品質制御は最小限にとどスであるといわれるゆえんでもある．−・方，IntServ

め，伝送技術の進展にあわせてネットワーク資源（回では，ネットワ冊タのマルチメディア化，すなわち，線，ル冊タ）を増強していけばよいという考え方もあ

従来のテ左（タ系サービスに加えて，実時間系サ椚ビス

る．これは，これまでのインタ情ネットの考え方その（音声，動画像）をも提供することを企図した．品質ものである（節5）．その場合には，現在のネットワmタの利用状況を同定し，必要な箇所に資源を投下すの良い実時間系サービスを提供しようとすれば，QoS保証の考え方が必要になる．ただし，ここでいうるための品質測定技術が重要な研究課題になる．節6

QoS保証とは，例えば．エンドホスト聞に設定されではそのような例を述べる．また，トラヒッタ制御技たコネクションに対して，64kbpsの帯域や50m引鴛術の観点から，特に本学会の読者に興味を持っていた以内のエンド間遅延を絶対的に保証することを意味すだけるような最近の話題を紹介する．

る．実時間系音声会話を従来の電話網における電話サ

なお，技術的内容については多くの論文や解説もあ冊ビスと同じように実現しようとすれは．ネットワ仰るので，引用を適宜行うこととし，本稿では特に，こク内においてコネクションごとに資源を確保する必要れらの技術が必要ときれた背景と現状，問題点などをがある［1］．すなわち，エンド間コネクションが経由中心に，筆者なりの考えもあわせて述べていきたい．

する経路上の各回線において一定の帯域を確保しなけれはならない．いったん帯域が確保されれば，エンド2．QoS保証の実現：lntServ間遅延の保証も可能になる［3］．

近年，研究開発が活発に行われたATM（Asyn−

エンドホスト間コネクションに対してネットワ椚クchronous Transfer Mode：非同期通信モ椚ド）通信資源を確保するためには，以下の二つが考えられる．

方式［1］は，当初標持されていたような究極の通信方（1）本節で述べるIntServア佃キテクチャのようにIP式としての普及には至らなかった．しかし，そこでのむらた まさゆき
大阪大学サイバ メディアセンタ叩自体を拡張する（2）節4で述べるMPLSのように下部ネットワ クがその後愕を提供する〒560−0043豊中市待兼山町1−32
1塁毒（4）© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オペレ｛ションズ・リサmチ▼ J2．1lntServの3要嚢

グ方式を新作きせるには，送受信IPアドレス，エンド聞コネクションに対するQoS保証の本質は，

ポ ト番号の組による各コネクションの義別，お回線交換原理のエミュレホションである．すなわち

よぴ，コネクションごとのパケット処理が必要と（図1参照），なる．

（1）通信を開始する前にまずシグナリングプロトコルによってコネクション設定を行い，エンドホストRSVPを用いるには，エンドホスト間の経路上の間の経路上のすべての回線において必要な帯域をすべてのル【タがRSVPシタナリングを処理でき確保する．IntServにおいてはRSVP（Resourceなければならない．ネットワーク規模か大きくなReservation Protocol）［4］が規定されている．

ればなるほど，その処理オ【バーヘッドは増大す

RSVPは，コネクションの帯域要求情報を運ぶこる．とによって各ルータに対して帯域確保を促す．

ゝhノ（2）ホップ故に関する問題（3）デイブロイノント（deployment）に関する問題（2）各ルータは，RSVP制御情報に従ってコネクショエンドホスト間の経路上のすべてのルータかInt−ンのための帯域を確保する．各コネクションの必Servアーキテクチャを捷伏していないと，コネク要帯域が異なる場合，それぞれの帯域による裏みションに対するQoS保証か実現できず，アーキテ付けも考えておく必要がある．このようなスケジクチャ自体が破綻する．このような仮定を，運用ユMリングを行う方式としてWRR（Weightedされているネットワ虎タに対して置くことの開塵Round Robin）方式がある．また，絶対的な遅延は明らかである．

時間を保証するWFQ（WeightedFairQueueing）

また，IntServア【キテクチャを実現するためにはもある［5］．

ネットワーク資源の管理が必要になる．すなわち，各（3）ネットワークに帯域を確保してもらった限りは，

ル【タにおいてアクティブなコネクションに関する情

コネクションはその帯域を超えてネットワークに報を維持する必要かある．これは，いったんルータにデータを流人させてはならない．エンドホストに故障か発生した場合の障害回復手続きが煩雑なものにおけるl）−キーパケット方式（leaky bucket al−なることを意味する．RSVPにおいては，電話毒削こgorithm）［5］がその役割を担う．

おける帯域確保の方法とは異なり，ソフトステート

2．2lntServの問題点（soft state）による帯域確保を行っている．すなわち，

Int5krvアーキテクチャは，回線交換のしくみをイ定期間隔時間ごとに静域確保の制御メッセポジを流し，ンターネットに持ち込もうとしたものであった．しか制御メッセージがない場合にはルータは帯域を解放すし，いくつかの裏要な問題点が指摘され，実用には至ることによって，システムの耐故障性の向上に注意がっていない．代表的な開壇はスケ門ラビリティに関す払われている．しかし，その場合でも，ネットワせタる問題である．インターネットにおいてスケ←ラビリ

内にステ【ト情報は残る．そもそもインターネットかゝ如J ティは稟要な耗念であり，将来的な拡張性を常に確保発展してきた理由には，その分散志向，単純な構成としておく必要がある．

制御，その結果としての低コスト化指向にあり，Int＿（1）コネクション象に関するスケーラビリティ

SeⅣのようなアーキテクチャをインタ岬ネットに導各ルhタでWFQなどのパケットスケジュポリン入すること自体に矛盾がある．

3．QoSの差別化：DjffServ
1・朽VM＝よる瑠瑚桝ットワーク

IntServア鵬キテクチャにおける問題点の寛服を試みたのがDiffServ（Differentiated Services）である［6］．DiffServでは，IntServのようにQoSを保証するという考え方はあきらめ，QoSの差別化が意図された．例えば，パケット単位の債鬼権制御をルータに導入すれば，高い膏先権を与えられたパケットは，低重液一い優先権を与えられたパケットより，確実に速く転送

固1IntServア憮キテクチャ
2003年3月号

される．

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（5）1防Di仔Servアポキテクチャの標準化が急かれた背景には，インターネットの商用サービス化によるところも大きい．すなわち，インタ椚ネット接続サービス提たがって，IntServと比較してスケmラビリティを有する．

（2）ル聞タは，DSCPフィールドに従ってPHBを適供者（ISP）は，ペストエフオ憮トネットワけクに対用する．そのため，IPアドレスの轟別以外にする単なる接続サゎビスだけでなく，そのQoSに対DSCPフィmルドに関する処理も必要になるが，して他のISP業者との差別化を図る必要があった．

DSCPフイ，ルドはIPヘッダ内にあるので高速そのため，実現困難なIntServよi）も，QoSに関し処理も可能である．て不十分であってもより実現が容易なDiffServに期Di仔ServサMビスクラスとして，以下の三つが規定されている．なお，それぞれのサ…ビスタラスに対待が集まった．

3．1D椚Servの概要

するルオタのPHB処j聾は，それぞれ，EFDiffServにおいては，まず，コネクション故に関（Expedited Forward），AF（Assured Forward），するスケ【ラビリティの問題に対応するため，コネクDF（DefaultForward）と呼ばれる．

ションの集合に対してクラスという範念を導入し，ク（1）プレミアムサ巾ビス（PremiumService）：固定

ラスごとにQoSが異なるような制御を施す．そのた域を薩先して割り当てる．例えば，川Mbpsの回めに，IPパケットのヘッダ部のTOS（Type of Ser−線に対して，あるクラスに10Mbpsの固定帯域をvice）フィ叫ルドをDSCP（Di仔erentiated Services

割り当てるためには，そのクラスのパケットに対CodePoint）フィわルドと読み替え，DSCPフィ叩ル

してのみプレミアムサービスを連用すればよい．

ヽ−＿′

ドの俵によって異なるQoSサ加ビスを適用する．具（2）タイア竹ドサ間ビス（Tiered Servicel：ペストエ

体的には，ネットワ㌧而タの入口に位置するル巾タ（エフオ竹トサmビスよi）「まし」なサ町ビスを提供

ッジルFタ）がDSCPの値をクラスごとに設定し，する．3ビットの情報（Drop Precedence）によ

ネットワ冊夕内部の各ル冊タはクラスごとに異なるサりパケットを棄却する時の擾先度を決定する．

ービスを施すようなパケットスケジュ【リングを行う．

（3）ベストエフオ閻トサMビス（bestp−effort ser−

なお，TOSフィ椚ルドはIPv4でもともと規定されvice）：残りの資源を用いて，パケットフォワ冊デていたが，実際には用いられていなかったフィ蘭ルド

イングを行う．

である．IPv6の場合には，トラヒッタクラスフィ情

3．2 Di什Servの同港点ルドを読み替える．

ル柵タにおいてPHBをいかに実現するかは標準でエッジルオタがDSCPをどのように設定するかはは規定されていないが，上記サ冊ビスを 実現するため

ネットワ抑夕管理ポリシーによって決定される．すなに各ル竹タに具体的なパケットスケジューリング方式

わち，シタナリングプロトコルは不要で，ISPがあらを実装する必要がある．簡単な例としては，HOLかじめ決定しておくものである．ネットワ仁蘭ク内ル【（Head of Line）優先権処理か挙げられる．バッファタはそれぞれ単独にパケットスケジュ慣リングを軌作内にクラス1のパケットが蓄積されていれば，必ずそさせればよいので，コネクションごとのネットワ冊クのパケットからサ蘭ビスする，クラス1のパケットが資源の管理が不要になる．各ルータでは個別フロmにない時のみクラス2のパケットをサ慣ビスするという関する特報を維持する必要はない．その代わりに，個ものである．このしくみを利用すれば，クラス1とク別パケットがその処理に関する情報をDSCPフイ｛

ラス2の差別化が可能になる．ただし，これはあくまルドによって運んでくる．それぞれのルータはその情でネットワ㌧¶ク側の論理である．クラス1に属するユ報に従ってパケットスケジュ竹リングを行う．これをーザが経験する品質がクラス2のそれよl）良いというPHB（PerHopBehavior）と呼ぶ．その結果，エンことが，果たしてクラス1のユ…ザにわかるだろう

ドホスト間の経路上の少なくとも一つのルゎタにこのか？ 高いクラスのユ叩ザは，低いクラスのユmザよ嬢構を導入すれば，それだけ分の品質の差別化は可能

り良いサ…ビスを受けているということがわからなけになる．

れば納得しないだろう．これがDiffServにおける根DばServの特徴をまとめると以下のようになる．

本的な問題である．庫免権制御については，これまで（1）シタナリングプロトコルは不要で，各ル輝タはコも多くのネットワ【クにおいて提案がなきれてきた．

ネクションごとの情報を維持する必要はない．し例えば．LANのアクセス制御（CSMA／CD方式，トl！随（6）© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オペレ冊ションズ・tjサーチ

㌔討ータンリング方式）などである．しかし，それらか必トワークを構築するものであり，ネットワーク層とデずしも成功していないことが，このような制御の限界

輝タリンタ層の中間に位置する．テ」タリンタ層が隣を物語っている．

接ノード間の回線を用いたデ」タ転送を規定するのに先に述べたⅥrRR方式をクラス単位に連用すれば，対して，MPLSでは複数ノードをまたがったドメイクラスごとに帯域を割り当てることも可能になる．すンのエッジノ ド間に直結の仮想回線（これをパスとなわち，コネクションごとの品質を保証するしくみは呼ぶ）を設定し，諭理的なネットワ←クを構築する．

困難であるが，クラスに対して帯域を確保することはエッジノー可能である．そのためには，DiffServにおいてどのドレスに従って適切なパス上に流される．藷理ネット

ようなポリシ【に従ってネットワ【クを運用していく

ワ町夕上にどのようにパスを設定し．どのパスにIPかを管理する必要がある．DiffServにおいてはエッパケットを流すかは経路制御に属するものであるが，ジル簡タがDSCPを指定するか，例えば無制限にすあるコネクション専用のパスを設定し，その帯域を他べてのエッジルータがプレミアムサ攣ビスを滑走すれのコネクションには使わせないようにすれば，コネクば，Di仔Servの論理はただちに破綻する．破綻しなションに対する帯域保証も可能になる．最近，このよいためには，エッジル【タにおいて各サ岬ビスの割合

うなMPLSにおける経路制御に関する諸技術を特にをあらかじめ決意しておく必要がある・Di仔SeⅣでトラヒッタエ学（Tra臨cEngineering）と呼んでいる．

は，ドメイン内での資源管理を行うサーバを帯域ブロ

4．1MPLSの概要と同亀点ーカ（Bandwidth Broker）と呼んでいる．DifEServ

MPLSネットワークへの人口のルータ（Ingres＄ドに到着したIPパケットは，その目的ア

ドメイン内の帯域管理は，集中的に行わなければなら

LSR：IngressLabelSwitchingRouter）では，到着ない．また，それゆえに，ドメインをまたがったするIPパケットの宛先アドレスを見て，適切なラベQoS差別化を実現しようとすれば，ドメイン間の連ルを与える（図2参照）．MPLSネットワーク内のル携か必要になる．これがSLA（ServiceLevelAgr・ee・■タ（Core LSR）では，IPアドレスではなく，ラベment）の考え方である．しかし，これらも本来のイル（例えば，ATMにおけるVPI／VCI，WDMにおンターネットの考え方とは異なるものである．

ける波長番号）に基づいてフォワーディングを行う．

以上のように王ntServやDiffServの導入が因られフォワーディング情報はテーブルによって維持された背景には，テレコムキャリアのデ【タコムヒジネス

経路制御プロトコル（後述）によってテーブルを更新（インターネット）への参入が大きいと考えられる．

する．MPLSネットワークの出口ルータ（Egress

従来の電気通信網におけるビジネスモデルでは，ネッLSR）に到着すると，パケットのラベルを取り除く．

トワーク提供者はユーザとQoSに関する契約を行い，MPLSの利点として，フロー集約，ラベルへのマQoS保証を含めたサービスを撞供することによってッピングによるさまざまな経路制御プロトコルのサポ収入を得る．このような考え方をデ叩タコムに持ち込

ート，固定長ラベルによるパケットフォワせデイング

b もうとすれば，当然，QoS保乱それが困難であればQoS差別化，ということになる．しかし，その実現に処理の高速化などが挙げられるが［引，ここで重要なことは，経路を明示的に指定することができる課題か多く残されているのは上述のとおりである［7］．

4．MPLSとトラヒック王撃

1さ・ルーティングプロトコル（阜g．0師−7モ）による■暮性ヰ徽
1b．RSVトT∈によるラベルマッピング情義の分IE

IntServ，DiffServはそれぞれ，コネクションレベ
ルでのQoS保証．パケットレベルでのQoS差別化に関するものである机 最近では，パスレベル（パスについては後述）においてトラヒッタフローを制御するという考え方が出てきた．背景には，MPLS（Multi−ProtocoILabelSwitching）ネットワ タの登場がある［8］．MPLSは，ATMやWDM（Wave＿1ength Division MultipIexing）などの回線交換型ネットワ【タを下位インフラとして，その上にIPネッ
2003年3月号

図2 MPLSネットワークアmキテクチャ© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

（7）l￠丁（explicit routing）点である．その結果，経路制御によって効率的な資源利用が期待でき，またQoS制御

6．海簸制御とトラヒッタ計測技術
前節に述べた観点に基づけば，QoSに関する積極も可能になる．
QoS制御は以下のようにして実現でき，これをト的な制御はやめて，ネットワ竹夕技術の進展にあわせラヒッタ工学と呼んでいる．基本的には，帯域などのつつ，ネットワ巾夕資源を常に余分に自己するという考リンクに関する清報は，既存の経路制御プロトコルでえ方が成立しうる．そうすれば，QoS保証はされなあるOSPF（0pen ShortestPath First）を拡張した

くとも，ある程度のレベルの品質は提供される．実際，OSPF−TEを用いて収集する［9］．エッジルータはそ

通信技術の発展により，ボトルネックはエンドホストの情報によって制約付き最短経路アルゴリズムによっに移行しつつあり，コネクションレベルでのQoS保て，LSRの明示的な経路を定める．求めた経路の情証とい報はRSVPの拡張であるRSVP−TEを用いて経路上資源がボトルネックにならないように常に回線増強にのルータでのラベル設定を行う．その結果，エッジル心がける，という考え方には意味がある．その場合に冊夕間で帯域の制約などを考慮した経路制御が可能に建となるのは，トラヒッタ計測技術と舘轄制御である．

なる．もちろん，MPLSが連用できる範囲は一つのすなわち，トラヒッタ計測技術によって現状のQoS閉じたドメインであり，QoSル椚ティングもその範を同定し，必要ならネットワゎタ資源増強のアラート頭内に限られる．すなわち，エンドホスト間のQoSとする．また，いったんネットワ蘭夕資源が与えられが保証できたり，差別化できたりするわけではない．

た時に，QoSを最大化するために韓韓制御を用いる．

5．QoSとEnd−tO−EndArgument
以上のようなアブロゎチに対して，その有用性を問う考え方は捨てる，そのかわI），ネットワ蘭夕

6．1トラヒック計測技術
現状のネットワ慣クの通信品質を知ろうとすれば．
トラヒッタ計測が必須である．トラヒッタ計測技術にう議論はもちろんある．特に，インタ ネットがこれは，以下のように受動的測定（passi＼†e meaSure・まで発展してきた経緯を考えると，その分散性は重要ment）と能動的測定（active measurement）かある．

な特敢であり，End−tO−End Argumentと呼ばれるエ6．1．1受動的トラヒック測定

ンド開通信の原理は特に裏要である［10］．これは，受動的測定は，ル巾夕上であるいは回線上でモニタ（1）ネットワ折タは特定のアプリケ【ションに基づい【して，通過するパケットを詞べるものである．例えて，あるいは，特定のアプリケ¶ションのサボmば，パケット数とその長さをカウントすることにより，トを目的として構築してはならない回線の利用率を知ることができる．その結果，回線利（2）エンドノ叩ドで実現できる複能はそのノ椚ドに任朋率が高いことがわかれば，少なくともその回線部分せ，関係するステ【ト情報はそのノ ドにおいてにおけるパケット転送遅延が増えていることを意味し，のみ維持すべきである回線容量の強化の必要性が把握できる．また，より高位のプロトコル階層の振る舞いを詞べることも可能でというものである．

すなわち，通信禄能はできるだけエンドノ叩ドにおある．その結果，例えばTCP層におけるフロ町単位，いて実現すべきで，ネットワ冊クはビットを運ぶことあるいはアプリケ柵ション層におけるコネクション単に徹すべきである，というものである．もちろん現実位の分析も可能になる．にすべてこのとおりというものではないが，基本的なしかし．受動的測定はあくまで定点観測である．イ
ネットの重要な硫念はエンド開通信であi），ユアmキテクチャの原理として維持することが必要で，ンタ情

これらによって予測不可能なアプリケけションやサー椚ザが感じる品質はあくまでエンドアブIjケ［ショビスの出現に対応可能な，発展性のあるネットワークン・ユ¶ザの尺度に基づくべきである．また，インタが構築できる．少なく と も現状のIntServやDiffServは，上述の原理に則ったものとはいいがた

慣ネットは，そもそも緩やかなネットワ クの集合体

い．それよりも，次節で述べるような手法がより現実

どのネットワ冊ク管j哩体であっても，インタ【ネット的であるといえる．

全体のネットワークの負荷状況を知ることはおよそ不として規定され，各エンドユ【ザ，あるいはISPな可能なことである．そのような場合に，QoSを測ろうとすれば，次節で述べる能動的測定が必要になる．
l随（8）

ヽ−」′

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オペレ憮ションズ・リサ椚チ→し一′㌔〆

6．1．2 能動的トラヒッタ潤定

めには，TCP自体の改良，ネットワーク側のサポー

例えは，あるエンドホスト間QoSとしてTCPレトが考えられるか，前者についてはデイブロイメント

ベルでのスループットを知りたければ，実際にデせタの問題かある．例えば，現在広く使われているTCP転送実験を行えばよい．そのような測定をシステマテ

Renoの改良版としてTCP Vegasが提案された．

イツタに行うためのツールが近年さかんに開発されている［11］．例えば，pathcharはエンドホスト間の各TCPVegasはTCPRenoより性能，公平性の面で覆れているという評価結果も得られているが，TCPリンクの回線容量が測定できる．もちろん，pa山一

Renoとの混在下ではTCPRenoのほうが急激なウイ

charによって回線容量がわかっただけではQoS向上

ンドウサイズの変更を行うことでより高い性能を得るには結びつかないが，エンドユせザが現状のネットワ［14］．これでは叢もTCPVegasに移行しようとは思ークの状況を知る一助となる．さらに，ISPが管轄下わないだろう．一方，ルータでコネクション間の公平以外のネットワ¶クの状況を知ることも可能になる．

なサ帥ビスを行うためには，例えばコネクションからこれらの測定手法の≠阻み合わせにより，ボトルネック発生したパケットのラウンドロビンスケジュ轡リングとなっている回線やル岬タを把揺することができれば，を行えばよいが，その場合にはステ【ト保持が必須とネットワーク資源の適切な増強に結びつけることかでなる．

（2）TFRC（TCP−FriendlyRateControl）［15］

きるようになる・

もう一つのトランスポ ト層プロトコルである

6．2 転換制御
上述のトラヒッタ工学を含む経路制御が数十秒からUDPでは韓韓制御を行わない．その結果，いったんそれ以上のタイムスケールにおけるネットワ【クの資ネットワ【タ内で頼韓か発生すると，TCPはウイン源管理を行うものであるのに対して，より短期的な韓ドウサイズを小さくすることによって送出レ【トを下韓制御を行うものがTCPである［12］．TCPでは，げるが，UDPはそのままパケットを送出し続けるた

エンドホスト間のパケット流量を垂流するフロせ制御

め，TCPとUDPの間に著しい不公平が生じる．そとしてウィンドウフロー制御を採用しているが，ネッのため，End−tO−End Argumentの観点から，UDPトワークの頼韓状態に応じてウィンドウサイズを制御も韓韓制御に参加すべきであるという議論があり，することによって頼韓制御を実現している．基本的にTFRCの定義を以下のように定めた．

は，送信側ホストは受信側ホストからのACKを受信

A non−TCP connection should receive the

するごとに（帯域が十分あると判！軒されるので）ウイ

same share of bandwidth as a TCP connection

ンドウサイズを増加させ，ACKが返ってこなかった

iftheytraversethesamepath．
TCPスルボブットにタイムアウト時間7もを考慮場合には（ネットワ折クが葡韓状態にあることを意味していると解釈して）それを減少させる．ここで注意した場合には，すべきことは，ネットワーク自身（ネットワ巾夕層）

号十箭min（1，3J普）出＋32〆）し」 が頼緯制御を行うのではなく，エンドホストに位置するトランスポ【ト層（TCP）か行うという点である．

（2）

以下では，最近の話題を三つ挙げる．

で与えられるので，UDPもこの式に合うように送出（1）TCPの公平性［13］レートを調整すべきであるという考え方である．現状

TCPパケットがネットワmク内でランダムに確率でもスト♪で失われるものとし，斤アTを平均ラウンドトリッ制御を行っているが，それはあくまで自アプリケーシ

プ時間とした場合，TCPのパケット単位で正規化さョンのQoSを最適化することを目的としており，今れたスループットは，S＝リ【ミング型アプリケーションは独自の轄轄

後はTFRCに基づく制御を行うことが要求されてい1．3
斤アrx√㌻（1）

る．

で与えられる．式け）から明らかなように，TCPのス（3〉 頼韓制御の基礎理論

ル【プットは斤rTに反比例する．これは，ラウン

TCPコネクションは，ネットワーク頼韓の発生を，ドトリップ時間を経たACKを受け取るごとにウィンACKを介して検知し，ウインドウサイズを制御する．

ドウサイズを変更するためである．これを解決するた

すなわち，フィードバックル【プを形成している．と2003年3月号© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

（9）t榊ころが，これまでのネットワ竹クにおける基礎理論研［3］A．K．Parekh，etal．， 一AGeneralizedProcessorShar＿

究は待ち行列理論に関するものが中心で，フィ巾ドバ

ingApproachtoFlowContro＝nIntegratedServices

ッタ系を扱う埋設がほとんどなかった．そのため，最Networks：The Single−Node Case

近では制御理詮を連用した基礎的研究も活発に行われ7「和nS．OnNdwo戒ing，Vol．1，No．3．pp．344−357，June

つつある［12］．TCPに限らず，次節でも述べるよう

1993．に，エンドホストのネットワーク遠応性が今後重要になると，このようなフィードバック系に関する研究がますます重要になるものと考えられる．

［4］R．Braden，etal．，（RSVP），」托EE／ACM

ResourceReSerVation Protocol，RFr22tRSept．1997．

［5］相田正幸他，社会基盤としてのインタ｛ネット，岩波書店，Sept．2001．
［6］s．B】ake，etal．， AnArchitectureforI）i打erentiated

7．おわりにServices

奉稿では，QoSに関して主としてネットワmタ側
サボ椚トの現状を中心に述べてきた．しかし，今後は，

ネットワ㌧［ク側のQoSサボ蘭トを前擢とするのではなく，エンドホストがネットワ憮タの状態に適応しつつ，かつ，アプリケーションの特性に応じてよリQoSを高める横柄がより重要となると考えられる．
ストリーミング技術などはまさしくその例である．また，モバイルネットワmクやP2P（Peer−tO−Peer）
ネットワ椚タにおいてはネットワ椚ク資源（回線や情報源）そのものの移軌，変釣もありうる．すなわち，IntServ，DiffServ．MPLSなどのようにそれらが半，RFC2475，Dec．1998．

［7］G．Huston，
ture

Next Stepsfor theIP QoS Architec−，斤FC謝，Nov．2000．

［8］U．Black，MPLS and LabelSwitching Networks，Prentice Ha11PTR，2001．
［9］佐轟昌平，吉田万貴子， 次世代インタhネットとトラ

875−889，June2002．

［10］D．Clark−and M．Blumenthal，Rethinking the

Design oftheInternet：The End−tO−end Arguments
VS．the Brave New World，Teleconlmunications

PolicyResearchConference，Sept．2000．

［11］ Internet TooIsTaxonomy ，aVailableat http：／／

固定化されているような状況が想定し得ないネットワ

WWW．Caida．org／tooIs／taxonomy／，2002，¶クも出現しつつある．そのため，今後のネットワ㌧巾

［12］村田正幸， インタ竹ネットにおける転韓制御とトラク研究に童要なキーワードとして，スケ【ラビりテイ，ヒッタ特性 ，システム／制御／情報学会誌，＼rol．43，No．3，

モビリティのほかにエンドホストの適応性（adapta−March1999．
［13］bility）も挙げられよう．

Jヒック＿二L学 ，電子情報通信学会，Voり紆B．No．6．pp．

Networking Lab：CaliforniaInstitute of Tech−

nology ，aVailableathttp：／／netlab．caltech．edu，2003．
参考文献［14］G．HasegawaandM．Murata，［1］村田正幸， マルチメディア情報ネットワ【ク ，共立
IntegratedServicesintheInter−

net Architecture：an Overview
1994．

lTl（10）Issuesin TCP Congestion ControIMechanisrns，m 了）℃那．0乃 G）椚椚〝机，Vo！．E84−I∋，No．6，Pp．

出版，1999．

［2］R．Braden，etal．，

SurveyonFaimess，RFCl広まヲ，June1461−1472，June2001．
［15］

TheTCP−FriendlyWebsite ，aVailal）1eathttp：／／

www．psc．edu／networking／tcp friendly．html，2002．

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オペレーションズ・リサ情チ