中規模実時間グループ通信のための分散型アプリケーション層マルチキャスト

• Project/Area Number: 16700064
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山口 弘純 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 助手 (80314409)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 実時間グループ通信 / アプリケーション層マルチキャスト / 分散処理 / プロトコル / インターネット

Research Abstract

高速回線の普及に伴い、例えば数千人規模で音声や共有ホワイトボードによる会議などの実時間グループ通信を行いたいといった要求が高まっている。そのようなグループ通信向けのインフラとしてアプリケーション層マルチキャスト(ALM)が最近注目されている。しかしALMの既存研究の多くは基本的に小規模グループを仮定し、マルチキャスト木の構築に単一の管理ノードを仮定している。これにはプロトコル設計が簡潔になる利点があるが、グループ規模拡大に伴い、管理ノードの過負荷などの弊害を生じるため、一定以上のグループ規模には分散管理方式(以下分散型)のALMが望ましい。本研究では、中規模実時間グループ通信向けの分散型ALMプロトコルの考案、設計及び性能評価実験を行った。平成18年度はこれまでに行ったプロトコルの設計、シミュレーションによる性能評価結果により得られた知見に基づき、ALMミドルウェアの設計とJavaによるプロトタイプ実装を行い、大規模テストベッドであるPIanetLab上での性能評価を行った。ミドルウェアは、これまでに提案したALMプロトコルのみならず、既存のALMの比較評価目的も考慮し、集中型もしくは分散制御型、メッシュベースもしくはツリーベースのオーバレイトポロジ、階層型メンバ管理など、それぞれ特長を有するプロトコルを容易に実現可能とするための汎用APIを設計し、共通の実装言語およびプラットフォーム上での比較評価を可能としている。著名な既存のプロトコル(ALMI、NARADA、NICE、OMNI)をミドルウェアを用いて実装し、PlanetLab上で100台程度のノードを用いたストリーミング実験を行い、最大遅延、ジッタ、帯域をはじめとする基本性能と、RDP(Relative Delay Penalty)などALM特有の性能評価指標についての評価実験を行うことでその有用性を確認した。

Research Products

• [Journal Article] Performance Evaluation of Mobile Wireless Communication and Services with Modelling of Real Environment (2007)
  • Author(s): A.Uchiyama, K.Maeda, T.Umedu, H.Yamaguchi, T.Higashino
  • Journal Title: International Journal of Ad Hoc and Ubiquitous Computing (IJAHUC) (in press)
• [Journal Article] Deriving Protocol Specifications from Service Specifications Written as Predicate/Transition-Nets (2007)
  • Author(s): H.Yamaguchi, K.EI-Fakih, G.Bochmann, T.Higashino
  • Journal Title: Computer Networks Journal 51・1 Pages: 258-284
• [Journal Article] A Contact-based Hybrid Routing Strategy for Mobile Wireless Networks : Protocol Design and Applications (2007)
  • Author(s): J.Fukumoto, H.Yamaguchi, S.Kusumoto
  • Journal Title: Proceedings of the IEEE International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks (in press)
• [Journal Article] Ad-hoc Localization in Urban District (2007)
  • Author(s): A.Uchiyama, S.Fujii, K.Maeda, T.Umedu, H.Yamaguchi, T.Higashino
  • Journal Title: Proceedings of IEEE Infocom2007 Minisymposium (in press)
• [Journal Article] Petri Net Based Protocol Synthesis with Minimum Communication Costs (2007)
  • Author(s): K.El-Fakih, H.Yamaguchi, G.Bochmann, T.Higashino
  • Journal Title: Journal of the Franklin Institute 343・4-5 Pages: 501-520
• [Journal Article] Maximizing User Gain in Multi-flow Multicast Streaming on Overlay Networks (2006)
  • Author(s): Y.Nakamura, H.Yamaguchi, T.Higashino
  • Journal Title: Proceedings of the 2006 International workshop on Future Mobile and Ubiquitous Information Technologies
• [Journal Article] A Formal Approach to Design Optimized Multimedia Service Overlay (2005)
  • Author(s): Hirozumi Yamaguchi, et al.
  • Journal Title: Proc.of the 15th ACM International Workshop on Network and Operating Systems Support for Digital Audio and Video Pages: 57-62
• [Journal Article] MODE for Mobile-An Efficient Overlay Multicast Protocol for Heterogeneous Users (2005)
  • Author(s): Thilmee Malinda Baduge, et al.
  • Journal Title: Proc.of the 2nd International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU2005) Pages: 96-101
• [Journal Article] Design and Implementation of Overlay Multicast Protocol for Multimedia Streaming (2005)
  • Author(s): Thilmee Malinda Baduge, et al.
  • Journal Title: Proc.of the 34th International Conference on Parallel Processing (ICPP-05) Pages: 41-48
• [Journal Article] 帯域制約のもとで遅延最小のオーバレイマルチキャスト木を構築する分散アルゴリズム (2005)
  • Author(s): Thilmee M.Baduge, その他
  • Journal Title: 電子情報通信学会和文誌 J88-D1・11 Pages: 1648-1658
• [Journal Article] An Efficient Overlay Multicast Protocol for Heterogeneous Users (2005)
  • Author(s): Thilmee M.Baduge, et al.
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 46・11 Pages: 2614-2622
• [Journal Article] インセンティブにより自律ユーザに高品質なオーバレイマルチキャスト木を構築させるプロトコルの提案 (2005)
  • Author(s): 清水佳範, その他
  • Journal Title: 情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2005)シンポジウム論文集 Pages: 29-32
• [Journal Article] オーバレイネットワーク上で遅延最小木を動的に構築する分散型プロトコルMODEの提案と評価 (2005)
  • Author(s): Thilmee M.Baduge, 廣森聡仁, 山口弘純, 東野輝夫
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 46・2 Pages: 482-492
  • NAID: 110002768553
• [Journal Article] MODE for Mobile - An Efficient Overlay Multicast Protocol for Heterogeneous Users (2005)
  • Author(s): Thilmee Malinda Baduge, Hirozumi Yamaguchi, Teruo Higashino
  • Journal Title: Proceedings of the 2nd International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU2005) (in press)
• [Journal Article] 大規模シミュレーション向けのルーティングテーブル容量の削減 (2004)
  • Author(s): 廣森聡仁, 山口弘純, 安本慶一, 東野輝夫, 谷口健一
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 45・4 Pages: 1134-1143
• [Journal Article] MANETにおける位置情報マルチキャストルーティングMgCastの提案と性能評価 (2004)
  • Author(s): 水本明, 山口弘純, 廣森聡仁, 谷口健一
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 45・10 Pages: 2324-2334
  • NAID: 110002712075
• [Journal Article] Cost-Conscious Geographic Multicast on MANET (2004)
  • Author(s): Akira Mizumoto, Hirozumi Yamaguchi, Kenichi Taniguchi
  • Journal Title: Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Sensor and Ad Hoc Communications and Networks (SECON2004) Pages: 44-53