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

2003 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, 情報基盤研究系, 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ニング / 時間スケール / 自己相似性 / 長期依存性

Research Abstract

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。
本研究では広域ネットワークやローカルネットワーク上に流れるトラヒックを実測し、得られたトラヒックデータをもとに統計解析し、さらに、解析された統計特性を利用してトラヒックの性能や制御方法を検討してきた。最終年度の平成15年度では、これまでに検討した性能予測の方法の適用条件の検討やより進んだトラヒックの性能の予測方法の検討を行った。
まず、実測されたトラヒックデータの正規性について検証したところ、ローカルネットワーク上のトラヒックよりも広域ネットワーク上のトラヒックのほうが正規分布により近い周辺分布を持つことがわかった。それは、広域ネットワーク上のトラヒックはより数多くの個別通信の集約であるためと考えられる。一方、FBM過程は正規性を有しているため、FBMモデルを利用した解析方法は正規性に近い周辺分布を持つトラヒックにより適していることがわかり、実際の解析結果によっても実証された。
また、実測データにより得られるトラヒックの長期依存性の特徴として、マルチフラクタルであることから、マルチフラクタルなトラヒックの解析方法についても検討した。マルチフラクタルな特性についてMFBM(Multifractal Brownian Motion)やMultiplicative Cascadesモデルなどもあるが、性能を解析的に与えることが困難なため、複数のFBMによる近似が実用的であると言える。その場合、トラヒックの相関特性が急激に変化する時間スケールにおいては、複数のFBM過程が同時に性能に関与するため、相関特性の変化がより緩やかになるような新たなFBM過程による補償が有効であるが確かめられた。
これまでの研究成果は、研究会、国際会議、論文誌などで発表されており、インターネット上に流れるトラヒックの実態およびそのための品質制御の方法をより明らかにしたことで本研究の目的が達成できたと言えよう。

Research Products

• [Publications] 計, 藤野, 阿部, 松方, 浅野: "一般的な自己相関特性を持つトラヒックの性能近似の方法について"電子情報通信学会技術研究報告. IN2003-29. 29-34 (2003)
• [Publications] 藤野, 阿部, 計, 松方, 浅野: "SINETにおけるIPv6レジストリシステムの構築"NII Journal. No.7. 61-68 (2003)
• [Publications] Y.Ji(計), T.Fujino, S.Abe, J.Matsukata, S.Asano: "On the Impact of Time Scales on Tail Behavior of Long-Range Dependent Internet Traffic"Proc.of 11th IEEE International Conference on Networks. 13-18 (2003)
• [Publications] 阿部, 藤野, 計, 松方, 浅野: "学術情報ネットワークにおけるトラヒック測定データを用いた性能評価法"電子情報通信学会技術研究報告. IN2003-139. 31-36 (2003)
• [Publications] 藤野, 阿部, 計, 松方, 浅野: "レベルスイッチ技術を使用したサーバ分散方式の検討"電子情報通信学会技術研究報告. IN2003-149. 35-40 (2003)
• [Publications] 阿部, 藤野, 計, 松方, 浅野: "学術情報ネットワークにおける長期依存性トラヒック解析とキュー長テール分布近似法"電子情報通信学会論文誌. J86-B・12. 2487-2500 (2003)
• [Publications] X, Zhao, Y.Lei, Y.Ji: "A New Generalized Packet Classification Model"Proc.of the 2ne International Conference on Information Technology and Applications. 68-2. (2004)
• [Publications] X.Zhao, Y.Ji, Y.Lei: "A Hybrid Approach to Packet Classification"NII Journal. No.8. 13-21 (2004)
• [Publications] 計, 藤野, 阿部, 松方, 浅野: "時間スケールを請う考慮した長期依存性トラヒックの性能解析"情報処理学会論文誌. 45・5(掲載予定). (2004)
• [Publications] J.Phuritatkul, Y.Ji: "Buffer and Bandwidth Allocation Algorithms for Quality of Service Provisioning in WDM Optical Burst Switching Networks"7th IEEE International Conference on High Speed Networks and Multimedia Communications(HSNMC'04). (Accepted). (2004)
• [Publications] J.Phuritatkul, Y.Ji, J.Matsukata, K.Ono: "Burst Scheduling Algorithms for Providing Quality-of-Service(QoS) in Optical Burst Switched Networks"8th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics(SCI2004). (Accepted). (2004)