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

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


背景現在まで今後

・WWW

・ Email

・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


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


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


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


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


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


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


Peercast(2)

離脱時接続要求離脱メッセージ離脱ホスト


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


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


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


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


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


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


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


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


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



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


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


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


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


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



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




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


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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