蓄積型ネットワークにおける待ち行列制御・経路制御の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13750364
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 辻岡 哲夫 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40326252)
• キーワード: 蓄積型ネットワーク / 締切時刻(デッドライン) / 優先度付き待ち行列 / 適応型マルチパスルーティング / コンテンツ配信 / EDD(Earliest Due Date) / EDF(Earliest Deadline First) / End-to-End遅延

研究概要

インターネットにおける通信品質の改善のために、帯域確保、優先制御といった様々なQoS(Quality of Service)が提案されている。しかし、通信回線が高速化すれば、何も制御を行わない場合であっても十分な通信品質が得られるようになるため、より現実に即した柔軟性の高いQoSが模索されている。本研究では、帯域(通信速度)という尺度ではなく、時間指定の宅配サービスのように、ある締切時刻までに相手先にデータが届けばよいという尺度にもとづいたQoSについて検討した。
まず、パケット毎に締切時刻のラベル付けを行い、ネットワーク内に配備される蓄積型ルータ装置において計画的なパケット配信を行うための待ち行列制御法ならびに経路制御法を検討した。具体的には、締切時刻を考慮した優先度付き待ち行列と適応型マルチパスルーティングを用いることで柔軟な遅延時間の制御と負荷分散を図った。リンク遅延に加え、サービス率に関係する回線速度と利用率に関係する待ち行列長を考慮し、精度の高い遅延予測値を行った。計算機シミュレーションにより性能評価を行った結果、提案方式は、与えられた締切時刻までの範囲内で柔軟に迂回経路を選択しながら輻輳ノードを回避し、副次的な効果としてパケットロスの低減が得られた。
次に、パケット単位ではなくデータ単位での蓄積制御や遅延予測について検討した。基礎検討として、締切時刻が与えられた条件下における信頼性通信(Reliable Transmission)の実現法について検討した。パケットの再送回数に応じて適切な締切時間と送信反復回数を設定することで、データの送信終了時刻の制御を図った。計算機シミュレーションの結果、締切違反率とネットワーク負荷が与えられた場合の最適な設定値を得た。また、特に高負荷の場合において、本提案の締切時刻にもとづく待ち行列制御・経路制御法が有効であることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] 辻岡哲夫, 飯田光一, 杉山久佳, 村田正: "適応型マルチスルーティングにおけるデッドラインに基づく優先制御・経路制御法の検討"電子情報通信学会技術報告 ネットワークシステム. NS2002-19. 9-16 (2002)
• [文献書誌] 辻岡哲夫, 飯田光一, 杉山久佳, 村田正: "デッドラインに基づく適応型マルチパスルーティング網の性能評価"電子情報通信学会技術報告 情報ネットワーク. IN2002-26. 25-30 (2002)
• [文献書誌] 辻岡哲夫, 杉山久佳, 村田正: "A Study of Reliable Transmission Scheme for Achieving End-to-End Delay Bounds by EDF Queuing Based on Per-Packet Deadlines"Proceedings of International Symposium on Information Theory and Its Applications. 451-454 (2002)
• [文献書誌] 辻岡哲夫, 飯田光一, 杉山久佳, 村田正: "適応型マルチパスルーティング網におけるデッドラインにもとづく優先制御・経路制御法"電子情報通信学会論文誌. (未定). (2003)