予備親探索機能を有した アプリケーションレベルマルチキャスト
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Graduate School of Science and Engineering, Waseda Univ. Katto lab.
予備親探索機能を有したアプリケーションレベルマルチキャスト 國近 洋平 甲藤 二郎 大久保 榮 Yohei KUNICHIKA Jiro KATTO Sakae Okubo
早稲田大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Waseda university
Application Level Multicast with Backup Parent Searching Function
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背景現在まで 今後
・WWW
・ファイル転送
・ VoIP
・ストリーミング
負荷分散、低遅延の要求大
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IPマルチキャスト送信者・・・流すフローは1つルータ・・・パケットを複製・転送受信者・・・受信するだけ
送信者受信者ルータ
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IPマルチキャストの課題 マルチキャストルータの普及 輻輳制御が困難 エンド -エンドの信頼性に対する不安
↓IPマルチキャストの普及は進んでいない
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アプリケーションレベルマルチキャスト送信者・・・流すフローは少数ルータ・・・パケットを転送受信者・・・パケットを複製・転送
送信者受信者ルータ
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論理ネットワークツリー型 メッシュ型
・単一ソースノード・中~大規模
・複数ソースノード・小規模
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既存 ALM一覧 論理ネットワーク 管理サーバ セッション参加者
ALMI メッシュ ○ 小Narada メッシュ × 小
Peercast ツリー × 中Bayeux Tapestry × 大
Overcast ツリー × 大Scattercast メッシュ × 大
OMNI ツリー × 大
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Peercast(1)
新規参入時 接続要求リダイレクション
接続中の子の数が規定値に達していた場合は新規接続不可
①
②
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Peercast(2)
離脱時 接続要求離脱メッセージ離脱ホスト
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Peercast(3)
緊急時
生存確認メッセージ一定時間経過しても到着せず
↓
failure状態と見なす親が failure→ソースへ再接続要求子が failure→セッションを開放
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Peercast の問題点
親ノードの離脱によるツリー再構成が必要↓
離脱が決定してから親ノードを探索 特に緊急時は再構成に時間がかかる
↓ 予め予備親候補を見つけておくことにより効率化を図る
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提案手法 (1)
新規参入時
実際の親
接続要求リダイレクション
予備親
①
②③
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提案手法 (2)離脱時 接続要求
離脱メッセージ離脱ホスト 予備親
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提案手法 (3)離脱時 接続要求
離脱メッセージ離脱ホスト 予備親
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シミュレーション評価 シミュレーション手段 ・ ns-2.26 (http://www.isi.edu/nsnam/ns/) 比較対象 ・ Peercast ・提案手法 評価項目 ・セッション要求~データ受信までの時間 ・制御メッセージ数
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シミュレーショントポロジー100Mbps
100ms
ホスト数 ランダム(全体で固定)ルータ数 5
ルータ -ルータ帯域幅 100Mbpsルータ -ルータ遅延 10~ 50msルータ -ユーザ帯域幅 10Mbpsルータ -ユーザ遅延 10ms
雲部内トポロジー
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シミュレーション結果セッション要求~データ受信までの時間
[sec]接続要求の種類join ・・・新規参入ホストが接続要求してからデータ受信までの時間leave ・・・親ホストの離脱による再接続要求からデータ受信までの時間failure ・・・親ホストの緊急時による再接続要求からデータ受信までの時間
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シミュレーション結果 (1)
00.5
11.5
22.5
3
join leave failure
[sec]
デー
タ受
信ま
での
時間 従来
提案
セッション要求~データ受信までの時間[sec]
ホスト数: 100子の上限: 3 子の上限: 4
00.5
11.5
22.5
3
join leave failure
[sec
]デ
ータ受
信ま
での
時間 従来
提案
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シミュレーション結果 (2)
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
join leave failure
[sec]
デー
タ受
信ま
での
時間 従来
提案
セッション要求~データ受信までの時間[sec]
子の上限: 4ホスト数: 100 ホスト数: 500
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
join leave failure
[sec]
デー
タ受
信ま
での
時間 従来
提案
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シミュレーション結果 (3)制御メッセージ数 [個 ]
子の上限: 4
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 100 200 300 400 500 600ホスト数
[]
制御
メッ
セー
ジ数
個
従来提案
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まとめ ALMにおいて予備親探索を行うことにより親ノードの離脱によるツリー再構築の効率化を提案した 従来手法と比較して親の離脱によるツリー再構築に必要な時間を 20%程度、親の緊急時では 50%程度削減できた 今後は制御メッセージ数増加によるネットワークへの影響を考慮しつつ、より良い予備親探索アルゴリズムを模索していく
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シミュレーション結果 (1)セッション要求~データ受信までの時間
[sec]join
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
50 100 200 500ホスト数
[s]
デー
タ受
信ま
での
時間
(3)従来(3)提案(4)従来(4)提案
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シミュレーション結果 (2)
leave
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
50 100 200 500ホスト数
[s]
デー
タ受
信ま
での
時間
(3)従来(3)提案(4)従来(4)提案
セッション要求~データ受信までの時間[sec]
Graduate School of Science and Engineering, Waseda Univ. Katto lab.
シミュレーション結果 (3)セッション要求~データ受信までの時間
[sec]dead
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
50 100 200 500ホスト数
[s]
デー
タ受
信ま
での
時間
(3)従来(3)提案(4)従来(4)提案