トラヒックの実測データを利用した情報伝達品質の制御手法に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680502
• Research Institution: National Institute of Informatics
• Principal Investigator: 計 宇生 国立情報学研究所, ソフトウェア研究系, 助教授 (80225333)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤野 貴之 国立情報学研究所, 情報基盤研究系, 助手 (60300703) ; 阿部 俊二 国立情報学研究所, 実証研究センター, 助教授 (00280561)
• Keywords: サービス品質 / トラヒック制御 / トラヒックモニタリング / 時間スケール / 自己相似性 / 長期依存性

Research Abstract

ネットワークの広帯域化、ネットワーク上のアプリケーションの普及によって、情報伝達サービスの品質に対する要求も多種多様となり、これらを満足することは重要な課題になっている。本研究では、高速情報通信ネットワーク上に流れるトラヒックに対する実測や分析を行い、実測されたトラヒックデータを利用して、品質制御方法の有効性を検証し、より現実に即したトラヒック記述、品質制御の手法を見出すことが目的である。
本年度では昨年度に続いて、観測された広域ネットワーク(学術情報ネットワーク-SINET)上のトラヒックとローカルエリアネットワーク(国立情報学研究所LAN)上に流れるトラヒックのデータを用いて、トラヒック特性と、サービス品質に対する影響に関する理論解析とシミュレーションを進めた。
実測トラヒックで代表されたような、漸近的自己相似性ないし長期依存性をもつインターネットトラヒックは、一般に、時間スケール上における相関特性の変化が厳密な自己相似性よりも複雑な形態を有することが統計解析で明らかになった。特に、時間スケールの短い領域では、ポアソン性に近い性質を示し、時間スケールの長い領域では、より強い長期依存性を示している。前者は、TCPのSelf-Clocking効果などによるものと考えられ、局所ポアソン性と呼ばれている。したがって、このような複雑な相関特性を持つトラヒックの性能と品質への影響を予測することが必要であり、そのための近似解析方法が検討された。
その結果、時間スケール上におけるトラヒックの相関特性を利用すれば、これまでに提案されたFBMモデルなどに適用することによって近似解析が可能であることが明らかになった。それは、相関特性の異なる複数の時間スケールのそれぞれに対して、別々なFBM過程をあてはめ、それぞれのFBM過程による解析の結果を合成して元のトラヒックの性能として近似する方法である。このような近似解析によって得られた結果がシミュレーションの結果と比較的に一致していることも確かめられた。
ネットワーク技術の進歩により、情報伝達の速さや、伝達方式も目まぐるしく変化している。今後では、より高速なネットワーク上でのトラヒックの形態の把握のため、Gigabit Ethernetインターフェースや光ネットワークインタフェースを利用したトラヒックモニタリングの方法について検討し、引き続きトラヒックの観測と解析を行っていく予定である。

Research Products

• [Publications] 計宇生, 藤野貴之, 阿部俊二, 趙偉平, 松方純, 浅野正一郎: "適正時間スケールを利用した長期依存性トラヒックの近似解析"電子情報通信学会技術研究報告. IN2002-185, IA2002-41. 13-18 (2003)
• [Publications] Y.Ji, T.Fujino, S.Abe, J.Matsukata, S.Asano: "On the impact of time scales on tail behavior of long-range dependent internet traffic"To be presented at 11th IEEE International Conference on Networks. (2003)