ホップ数とRTTに基づく P2Pダウンロード時間の短縮早稲田大学基幹理工学部情報理工学科後藤滋樹研究室 1G06R175-1 藤岡友也 2011/2/3 1 研究の背景 • P2Pトラフィックの増加 – インターネット・トラフィックの8割 • 実際にはP2P網と物理網（インターネット網）とのトポロジーの不整合による圧迫 • TCPパラメータを用いたピア間で自律分散的に物理網状態を予測 – 各自ピアが測定できスケーラビリティも維持 2011/2/3 2 研究の目的 • TCPパラメータを計測して最適なピアからファイルをダウンロード – ダウンロード時間の短縮 2011/2/3 3 提案手法（1） • ルータホップ数とRTTの組み合わせについてルータホップ数とRTTが最小の場合にはそのノードを選択 – ともに最小のものが見つからない場合 ① ルータホップ優先方式 ② RTT優先方式 2011/2/3 4 提案手法（2） • ルータホップ数優先方式 1. ダウンロード候補のピアとのRTTを測定 2. RTTが平均以下のピアを選択 3. 選択されたピアの中からルータホップ数が最小のものからダウンロード 2011/2/3 5 2011/2/3 6 2011/2/3 7 提案手法（3） • RTT優先方式 1. ダウンロード候補のピアとのルータホップ数を測定 2. ルータホップ数が平均以下のピアを選択 3. 選択されたピアの中からRTTが最小のものからダウンロード 2011/2/3 8 2011/2/3 9 2011/2/3 10 評価実験（1） • シミュレーションで評価 – シミュレータはNS-2を使用 2011/2/3 11 シミュレーションのシナリオトポロジーを作成バックボーン・トラフィックを流すリクエスタAを発生させるあらかじめダウンロード先候補を5個選択しそれらをB1～B5とする 5. B1～B5についてTCPパラメータを測定 6. 得られたデータをもとにダウンロード先を決定 7. ダウンロード時間を測定 1. 2. 3. 4. 2011/2/3 12 シミュレーション条件 • ルータノード数は100個 • ルータ間リンク帯域は50Mbps • ダウンロードファイルは1.65MB 2011/2/3 13 トポロジーの作成 • NS-2に付属のGT-ITMで作成 2011/2/3 14 バックボーン・トラフィック • • • • 平均バースト長0.5秒平均アイドル長0.5秒パケットサイズ1KB 生成レート208.4Kbps 2011/2/3 15 計測するTCPパラメータについて • ルータホップ数 – あらかじめわかっているものとして制御に用いる • RTT – 計測期間15秒、1秒間隔で1パケット転送してRTT を測定 – 4回の移動平均を制御に用いる – 計測時間はダウンロード時間から除外 • 無制御 – 常にB1からダウンロード 2011/2/3 16 実験結果（1） • 実験結果は以下の表のようになった – ルータホップ数優先方式に比べてRTT優先方式のほうが効果が高い表1 各方式におけるダウンロード時間の結果制御方式ダウンロード時間割合無制御方式 8.41秒 100% RTT優先方式 2.61秒 31% ルータホップ数優先方式 3.83秒 46% 2011/2/3 17 2011/2/3 18 考察（1） • ルータホップ数の計測 – ルータホップ数の少ない経路を選択することでネットワーク上の距離が短い経路からダウンロード ネットワークの状態が直接的には求めることができないためボトルネックリンクを選択してしまう可能性あり 2011/2/3 19 考察（2） • RTTの計測 – RTT が小さい経路であればボトルネックリンクである可能性は低く抑えられる ボトルネックリンクの回避 – RTT の小さい経路は物理的な距離も短い 物理的距離の短い経路を選ぶことができる 2011/2/3 20 考察（3） • 以上の理由により – RTTを優先してピアを選択するRTT優先方式のほうがルータホップ数を優先するルータホップ数優先方式よりもダウンロード時間が短くなる 2011/2/3 21 まとめ • ルータホップ数とRTT を複合的に用いて制御することで、無制御にダウンロードする場合よりもダウンロード時間が短くすることができる • RTT優先方式は特に効果が高い 2011/2/3 22 今後の課題 • 実際のネットワークにおいて検証・評価 • ほかのTCP パラメータを用いた検証 • RTT の計測に工夫 • ネットワークにかかる負荷や特定のリンクにかかる負荷などの検証 2011/2/3 23