ネットワークプロセッサを用いた実験用ネットワークエミュレータシステムの構築ソフトウェア科学コース村田研究室４年東條晴基研究の背景と目的 • 背景従来のIPネットワークに関する研究、提案の評価方法 – 計算機上でのシミュレーション実装時の詳細な性能評価ができない – PCルータ等を用いた実験計算機の性能による処理能力の上限高速かつ処理動作がプログラマブルであるネットワークプロセッサの登場 • 目的実験用ネットワークを構築するためのネットワークプロセッサを用いたエミュレータシステムの提案および構築インテルIXP1200 8KB Intel 16KB Dcache StrongARM Instruction SA1100 512B cache core Mini PCI Unit SDRAM Unit 64bit Dcache 32bit SRAM Unit Scratch Pad Memory 64bit Micro Engine0 Micro Engine1 Micro Engine2 Micro Engine3 Micro Engine4 Micro Engine5 IX-Bus Interface Hash Unit 32bit インテルIXP1200EB SDRAM ＳＲＡＭ IXP1200 10/100 イーサギガビットイーサネットワークエミュレータシステム（１） • 端末間のネットワークをエミュレーション – バッファリング機能 – ネットワーク特性・・・・・・ネットワークエミュレータシステム（２） buffering TD/RED ・・・帯域制限・・・その他のバッファリング機能として REDの拡張方式やCBQ、WRRなど・・・・・・ネットワークエミュレータシステム（３）遅延パケットロス・・・・・・・・・ビットエラー・・・・廃棄確率、遅延時間は固定値を使用・確率分布テーブルを用意することで確率分布にしたがう値を使用可能・・・設定用プロトコル • 機能・パラメータ設定には、マイクロエンジンのプログラムを書き換える必要がある • NESP (Network Emulator Setup Protocol) – 外部端末から設定情報をIXP1200に送信し、エミュレータシステムの機能を設定するためのプロトコル – 機能は各ポート毎に設定可能 – IXP1200の知識が無くともエミュレータシステムの詳細な設定が可能評価 • ソフトウェアを用いた評価 – WorkBench • マイクロエンジンのコード開発環境 • IXP1200の動作のシミュレーションが可能 – 実装時の性能を予測したシミュレーションによって評価評価結果（１）使用ポート数とスループットの関係 450 450 400 400 350 300 250 200 150 100 50 SRD TD RED 0 50 100150200250300350400450500550 Packet Size [Bytes] Throughput [Mbps] Throughput [Mbps] パケットサイズとスループットの関係 350 300 250 200 150 SRD TD RED 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 Number of Used Ports SRD: 単純なパケット転送処理のみを行うプログラムＴＤ : SRDにTD機能を追加したプログラム RED: SRDにRED機能を追加したプログラム TD、REDともSRDとほぼ同じスループット 8 評価結果（２）パケットロス発生機能のスループット 1 Throughput [Mbps] 評価の際に得られる実際の確率パケット廃棄確率の精度 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.0001 Ideal Our mechanism Our mechanism (Average) 0.001 0.01 0.1 設定した確率 1 450 400 350 300 250 200 150 100 DROP TD 50 0 60 80 100120140160180200220240260 Packet Size [Bytes] パケットロス発生機能はシステムの性能を低下させることなく、高精度の廃棄確率を実現まとめと今後の課題 • ネットワークエミュレータシステムの構築 – – – – バッファリング機能ネットワーク特性の設定機能環境設定用プロトコル実装した機能の評価 • 今後の課題 – – – – IXP1200評価キットを用いた評価他の機能の実装複数のIXP1200を用いたシステムの構築 NESPの拡張