メッセージ分割指向のQoSバランシングトラヒック制御に関する研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K00139
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 池川 隆司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00721804)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸 康人 神奈川大学, 付置研究所, 研究員 (50552999)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: メッセージ分割 / ペイロード長 / 無線ネットワーク / QoS制御

Outline of Annual Research Achievements

通信ネットワークのアプリケーションにおいて発生するデータ（メッセージ）は、伝送リンク上で送信可能な長さ（ペイロード長）を超える場合、複数のデータ（パケット）に分割される。メッセージ分割により、各パケットに付加されるヘッダ等のオーバヘッド増加や長期記憶性が発生する。本研究の目的は、オーバヘッド削減によるグッドプット向上やエネルギー消費の軽減、長期記憶性緩和による転送時間の短縮等の品質向上を狙ったトラヒックエンジニアリングを確立することである。
平成27年度においては、選択再送型（もしくはgo-back-N再送型）誤り回復が実行され、単一アプリケーションを有する基本的な通信ネットワーク環境において、メッセージ長の分布、ペイロード長が与えられた時、パケット長の分布や平均パケット長を導出する数理モデルを開発した。さらに、その数理モデルを使ってグッドプットの導出方法を考案した。また、ビット誤り率が1に近づく場合の平均パケット長やグッドプットの漸近特性を解析し、その特性はペイロード長に依存することを明らかにした。無線LAN環境において再送パケット長保持性がグッドプットに及ぼす影響を考察した結果、パケット長にばらつきがあり、ビット誤り率が高い場合、再送パケット長保持性の影響が顕在化することを明らかにした。これらの研究結果は論文投稿予定である。
解析的アプローチにより得られた手法の妥当性を評価するために必要となるネットワークシミュレータns3の実装状況の調査を開始した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成27年度中に、メッセージ長分布が異なる複数アプリケーションを有するネットワーク環境で、パケット長列の数理モデル化を行う予定であったが、単一アプリケーションを有する基本的な通信ネットワーク環境での検討に留まった。これは、複数アプリケーションネットワークでの数理モデルの候補であるセミPhase-type(PH)過程、Fractional Brownian Motion(fBm)過程、Batch Markovian Arrival(BMA) 過程の調査やそれらのモデルの適用可能性の検討が遅れているからである。また、論文発表等の成果の可視化が遅れている。
オープンソースであるns3を用いたシミュレータの開発については、公開されているマニュアルの不備やソースコードの誤りにより、遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

成果の可視化を着実に行うために、平成27年度の研究成果をオープンアクセスが可能であり国際的に認知されている学術論文に投稿および出版することを優先的に行うものとする。遅れが生じているPH過程、fBm過程、BMA過程の調査や適用可能性については本分野の有識者との意見交換を実施するなどの対応を行う。ns3を用いたシミュレータの開発についても、ns3に関するコミュニティーに積極的に参画するとともに国内の有識者との意見交換を行い課題解決に向けた対応を行う。

Causes of Carryover

平成２７年度は研究成果の発表のための旅費を計上していたが、発表できる品質の成果を創出することができなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成２７年度に実施した研究の成果発表に関わる費用（国際論文誌掲載費等）として使用する。さらに、ネットワークシミュレータのソフトウエア開発を加速させるために、高性能のデスクトップ型ＰＣの購入も検討する。