並列処理による通信プロトコル処理の高速化に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460256
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 末吉 敏則 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (00117136)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 隆一 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (70200996) ; 福田 晃 九州大学, 総合理工学研究科, 助教授 (80165282) ; 有田 五次郎 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (00037764)
• Keywords: 通信プロトコル / 計算機ネットワ-ク / 分散処理システム / 並列処理 / プロトコルマシン / TCP / IPプロトコル

Research Abstract

研究実施計画に従い、プロトコルマシンの試作機の開発、試作機の性能評価を行った。本研究の主な成果を以下に示す。
1.プロトコルマシンの試作機の開発:標準プロトコルにおける階層化と仮想化の概念に基づいて階層間ならびに階層内における並列性を活用し、空間的並列処理と時間的並列処理を組み合わせたプロトコルマシンに開発を行った。(1)プロトコル処理の中で特に負荷が重い処理である階層間コピ-操作を高速化する専用ハ-ドウェアを導入し、書換え可能なLSIの一種であるFPGAを用いて開発した。(2)プロトコルマシンを構築する際の鍵となる相互結合網として、FPGA自身のもつ可変性を利用することによって所望の結合形態そのものを直接実現できる新しいタイプの可変構造型相互結合網を考案した。これにより、プロトコル処理を実行する際のプロセス間通信パタ-ンやメモリ参照パタ-ンに最適な結合形態を設定できる。
2.試作機の性能評価:プロトコルマシンによるプロトコル処理の高速化が実効伝送速度にどの程度効果があるか調べた。(1)多様な応用において評価デ-タの収集・解析を行うためのツ-ルとして、ネットワ-クのトラフィックを正確に把握するための負荷測定支援ツ-ルを開発し、実際のネットワ-ク環境で十分な情報収集能力があることを確認した。また、これはプロトコルマシンに通信制御による高速化技法としてトラフィック状況に応じた動的な送信遅延制御の導入を可能とし、不必要な送信遅延をなくすことができる。(2)TCP/IPプロトコル処理における各処理部の測定結果に基づいてプロトコル処理時間と伝送効率の関係について調べ、プロトコル処理の高速化が実効伝送速度の向上に十分効果があることを確認した。特に、ネットワ-クが将来高速になればなるほど、プロトコル処理の高速化が一層重要になることが分かった。

Research Products

• [Publications] Bernady Apduhan: "An Investigation on the Speedーup of Communications Protocol Processing" Proc.of the 5th International joint Workshop on Computer Communications. 1-10 (1990)
• [Publications] 末吉 敏則: "新しい可変構造型相互結合網の提案" 情報処理学会研究報告. ARC85. 79-86 (1990)
• [Publications] Bernady Apduhan: "A Performance Evaluation of Busーtype LAN Adapting TCP/IP" Proc.of the 5th Joint Tech.Conf.on Circuits/Systems,Computers and Communications. 53-58 (1990)
• [Publications] 末吉 敏則: "書換え可能なLSIによる可変構造型相互結合網の実現法" 情報処理学会「並列処理シンポジウムJSPP'91」論文集. (1991)