2016 Fiscal Year Research-status Report
省電力技術によるパケット反転に適応するフロー制御アルゴリズムの提案
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16K00129
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
福田 豊 九州工業大学, 情報科学センター, 助教 (90372763)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | TCP / Reordering |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ネットワークをトラヒック流量に応じて柔軟に再構成する技術の研究開発が進んでいるが，一方でこうした動的な構成変更は受信側でパケット到着順序の反転を招き，TCP 通信特性に悪影響を与える可能性がある．そこで本研究では次世代ネットワークで想定される高頻度のパケットリオーダリングに対応可能なフロー制御アルゴリズムを提案する．本年度の研究実績は以下の通りである．
(1) パケットリオーダリングに対応する手法の調査
パケットリオーダリングに対応するための既存提案手法は大別して (a) 重複ACK 数の動的制御，(b) TCP timestamp オプションによるパケットリオーダリング発生検知，(c) タイマーによるパケット廃棄検出，の3つに分類することができる．しかしこれらの手法は何れも既存のインターネットにおける計測結果に基づくパケットリオーダリングを想定し評価を実施していた．そこで本研究では省電力や高効率を目指した経路制御や並列転送による動的なネットワーク構成変更を考慮し，パケットリオーダリング発生頻度を様々に変化させて評価を行うこととした．
(2) パケットリオーダリングが TCP 通信に与える影響調査
著者が有する実機実験の結果より，パケットリオーダリングが発生するとボトルネックリンクの転送性能によらずに TCP スループット特性は大きく低下することから，シミュレーション環境ではまずは転送性能を固定してパケットリオーダリングの影響を評価することにした．シミュレータ ns3 にパケットリオーダリング環境を構築し，その発生間隔を変更しながら TCP NewReno 及び TCP CUbic の通信特性を調査した．その結果，TCP Cubic は発生間隔によらずスループット特性が大きく低下してしまうことを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
次世代ネットワーク技術の調査と，実機実験による結果を元に平成29年度に予定していたシミュレーション環境の構築を先行して実施した．具体的には次世代ネットワーク技術によりごく短い一定間隔でネットワーク構成が動的に変更される場合を想定したパケットリオーダリングをシミュレータ ns3 に実装した．またその発生間隔は任意に設定できるようにし，TCP NewReno，TCP Cubic の性能調査を行った．その結果，TCP NewReno と比較して TCP Cubic は発生間隔によらずパケットリオーダリングが発生するとスループット特性が大きく低下してしまうことを明らかにした．また，得られた結果をまとめて国内研究会で発表を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度中にパケットリオーダリングの発生を含むシミュレーション環境を構築できたので，29年度はフロー制御アルゴリズムの提案と検証を行う．具体的には本研究で想定しているごく短い一定間隔でのパケットリオーダリング発生が Compound TCP 等他の TCP variants のスループット特性に与える影響や，パケット廃棄を重複ACK ではなくタイマーによって検出する手法を用いた場合の通信性能調査を進める．更に，RACK など最新のフロー制御アルゴリズムも本研究で想定するパケットリオーダリング環境で評価し，得られた知見に基づき高いパケットリオーダリング耐性を持つ輻輳制御アルゴリズムが備えているべき要件を明らかにする．
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