Higashino Lab. アプリケーションレベルマルチキャストの一方式の提案とその性能評価大阪大学基礎工学部情報科学科東野研究室中村嘉隆 2015/9/30 特別研究報告 1 Higashino Lab. 本研究の背景と内容  背景通信環境の発展 →電子会議システムなどグループコミュニケーションの需要増加  既存のマルチキャストの問題点     対応ルータの必要性グローバルマルチキャストアドレス割り当ての問題本研究の内容   会議アプリケーション向けにアプリケーションレベルマルチキャストのプロトコルを提案ネットワークシミュレータns-2による提案プロトコルの性能評価 2015/9/30 特別研究報告 2 Higashino Lab. アプリケーションレベルマルチキャスト  エンド間のユニキャスト通信を仮想リンクとみなした論理ネットワーク上のマルチキャスト  利点    現在の通信基盤での実現が容易ユニキャストトランスポートプロトコルの制御機能が利用可能問題点    エンドホストの離脱によるネットワークの流動性経路木のコストエンドホスト間の帯域制約高帯域メディアを扱う場合、受信者の受信要求を満たせない可能性大 2015/9/30 特別研究報告 3 Higashino Lab. 提案プロトコル概要参加者A   電子会議アプリケーションを対象 C 配送メディアを分割   B オーディオメディアビデオメディア各参加者のビデオへの要求度   プリファレンスとして設定全参加者のプリファレンスの総和を最大化するように転送制御する 2015/9/30 D A A D B C 参加者C A  参加者B B 特別研究報告参加者D C D D B A C preference 高低 4 Higashino Lab. 提案プロトコル概要参加者A   電子会議アプリケーションを対象 C 配送メディアを分割   B オーディオメディアビデオメディア各参加者のビデオへの要求度   プリファレンスとして設定全参加者のプリファレンスの総和を最大化するように転送制御する 2015/9/30 D A A D B C 参加者C A  参加者B B 参加者D C D 他の参加者の画面特別研究報告 D B A C preference 高低 5 Higashino Lab. 提案プロトコル概要参加者A   電子会議アプリケーションを対象 C 配送メディアを分割   B オーディオメディアビデオメディア  A A D B C 参加者D D B B D A プリファレンスとして設定全参加者のプリファレンスの総和を最大化するように転送制御する話者の映像に対する要求が高まるためPreferenceを上げる C 各参加者のビデオへの要求度  D 参加者B 参加者C A  主話者 2015/9/30 特別研究報告 C preference 高低 6 Higashino Lab. 提案プロトコル概要参加者A   電子会議アプリケーションを対象 C 配送メディアを分割   B オーディオメディアビデオメディア各参加者のビデオへの要求度   プリファレンスとして設定全参加者のプリファレンスの総和を最大化するように転送制御する 2015/9/30 D A A D B C 参加者C A  参加者B B 参加者D C D D B A C 無関係話題に関係ない参加者の映像のpreferenceを下げる特別研究報告 preference 高低 7 Higashino Lab. 提案プロトコルプロトコルの構成  Overlay ネットワーク   既存のネットワーク基盤上の論理ネットワーク二層の論理レイヤで構成  制御レイヤ    双方向ユニキャストチャネルである制御チャネルの集合制御メッセージを流すデータレイヤ制御レイヤデータレイヤ   2015/9/30 有向チャネルであるデータチャネルの集合メディアデータを流す既存のネットワーク基盤特別研究報告 8 Higashino Lab. 提案プロトコル ①レイヤ・経路木の構築  ノード間遅延を基にOverlayネットワーク構築    適当な短い遅延の２ノード間に制御チャネル構築制御チャネルを介してデータチャネル構築データレイヤデータレイヤ上に経路木構築  オーディオ：低遅延、低ロス率が必要   制御レイヤ遅延を基にした共有木を構築ビデオ：高帯域が必要   フラッディングによりメディアごとに最短経路木を構築定期的に更新 2015/9/30 特別研究報告 9 Higashino Lab. 提案プロトコル ②メディア配送の制約オーディオ：全参加者へ配送可能   構築した共有経路木に沿って全隣接ノードへ配送ビデオ：全参加者への配送は不可能   エンド間帯域、処理能力に限界 1. 2. 3. 各ビデオに対する参加者の要求度を表すプリファレンス導入プリファレンスの高いビデオを優先的に配送アプリケーション全体でプリファレンスの総和がなるべく大きくなるようメディア転送を制御 2015/9/30 特別研究報告 10 Higashino Lab. 提案プロトコル ③プリファレンスの集約  V A ビデオ配送の要求時     PB(V) =pB(V) +pC(V) +pE(V) =4 各ビデオに対するプリファレンスを設定 MEDIA/Join(V pB(V)=1 経路木の親ノードへプリファレン ) B MEDIA スをつけた制御メッセージ MEDIA/Join(V) /Join(V MEDIA/Join(V)を転送 ) MEDIA/Join(V)を受け取ったノー C D E ドは子ノードのプリファレンス総 pC(V)=1 pE(V)=2 和を計算自らのプリファレンスを加えて親 pX(Y):XにおけるYのプリファレンスノードへ転送 PX(Y):X以下におけるYのプリファレンス総和 2015/9/30 特別研究報告 11 Higashino Lab. プリファレンスによる配送メディアの変更 A B 集約したプリファレンスを比較し、大きいメディアを選択して配送 VA VB VC D MEDIA/Join(VC) PF(VB)=2 PE(VC)=5 E pE(VC)=5 PG(VA)=1 G F pF(VB)=1 Dの配送できるメディアは 2つまでであるとする 2015/9/30 C 特別研究報告 pG(VA)=1 H pH(VB)=1 12 Higashino Lab. 性能評価  ネットワークシミュレータns-2による性能評価  レスポンス時間を測定   メディア要求メッセージの送出から、メディア受信までの時間メディア転送制御メッセージの総量を計測  全てのノードから全てのメディアに対するMEDIA/Joinを送出し、配送木が確定するまでに必要なメッセージの総量 8ノード 9ノード 10ノード 11ノードレスポンス時間 0.1~1.5s 0.1~1.6s 0.1~1.6s 0.1~1.6s メッセージ総量 198 373 2015/9/30 273 特別研究報告 426 13 Higashino Lab. まとめと今後の課題  まとめ    会議アプリケーション向けに参加者の各ビデオに対する要求度を考慮したプロトコルを提案 ns-2を用いたシミュレーションによる性能評価今後の課題  シミュレーションによる計測の継続      エンドホストを増やしたネットワークで計測パケット重複率、エンドホストの転送数の測定他の制御方式との効率比較会議アプリケーションの実装ワイヤレスへの応用 2015/9/30 特別研究報告 14 Higashino Lab. シミュレーションしたネットワークトポロジー８ 600k 400k 2M ０２ 2M ５ 500k ９１０ 2M 2M ３ 500k ６１１ 2M 2M １ 2015/9/30 ４ 300k 特別研究報告７ 15