フォトニックインターネットを実現する柔構造ネットワークインフラストラクチャの構築

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14208027
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 宮原 秀夫 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90029314)
• 研究分担者: 荒川 伸一 大阪大学, 大学院・経済学研究科, 助手 (20324741) ; 阿多 信吾 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30326251) ; 村田 正幸 大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (80200301)
• キーワード: トラヒック計測 / 統計分析 / 資源管理 / 論理トポロジ / ネットワーク設計 / TCP / IP

研究概要

本研究では、トラヒック量の変動に基づいてネットワーク資源を動的に割り当てることによって高速・高品質なネットワークをユーザに提供するための新しい動的資源管理手法に関する研究を遂行している。本年度は、主に1)トラヒック測定に基づくエンドユーザQoSの把握とそのフィードバック方法、2)トラヒック分析結果の動的な資源管理手法への適用例、3)トラヒック要求量を既知としない、柔構造インフラストラクチャ構成手法に関して、各課題に個別に取り組んできた。
1)では、インターネット上で多く用いられているTCPトラヒックおよびストリーミングのリアルタイムトラヒックを対象とした。まず測定ツールを用いて様々な通信特性を示すパラメータ(パケットロス率、パケット転送遅延など)を測定し、確率分布関数による分布のモデル化を行った。統計分析においては、特に分布のすその部分に着目し、時間帯による遅延特性の変化や確率分布のパラメータ推定のモデル化における精度も明らかにした。
2)では、1)で得られた結果をフィードバックできるメカニズムについて検討した。具体的には、今後ますます利用が見込まれるP2PネットワークやIPv6ネットワークにおける動的なルーティング制御および論理トポロジ設計などに統計分析の結果を適用した。また、ネットワーク上でボトルネックとなるルータの性能予測にも適用を行った。
3)では、IP over WDMネットワークにおいて信頼性を高めつつ、動的に変動するトラヒック要求に対応するために、プライマリ/バックアップ光パスを設定するためのアルゴリズムMRB(Minimum Reconfiguring for Backup lightpaths)を提案した。また、バックアップ光パスは障害発生時にのみ使用されるため、変動するトラヒックを収容するためにバックアップ光パスの再構成することで、より多くのプライマリ光パスを効率的に収容するための最適化問題の定式化を行った。シミュレーションによって、提案方式の有効性を検証しており、その結果、提案手法がより多くのトラヒックを収容できることを示した。

研究成果

• [文献書誌] 石田晋哉, 荒川伸一, 村田正幸: "Proposal of Procedures to reconfigure logical topologies in reliable WDM-based mesh networks"Proceedings of SPIE APOC2002 Optical Networking II. 4910. 115-125 (2002)
• [文献書誌] 石田晋哉, 荒川伸一, 村田正幸: "Dynamic Reconfiguration of Logical Topologies in WDM-based Mesh Networks"Proceedings of ONDM2003. (2003)
• [文献書誌] 川辺亮, 阿多信吾, 村田正幸, 宇賀政則, 塩本公平, 山中直明: "On performance prediction of address lookup algorithms of IP routers through simulation and analysis techniques"Proceedings of IEEE International Conference on Communication (ICC) 2002. 4. 2146-2151 (2002)
• [文献書誌] 川辺亮, 阿多信吾, 村田正幸, 宇賀政則, 塩本公平, 山中直明: "Performance prediction method for IP lookup algorithms"Proceedings of 2002 Workshop on High Performance Switching and Routing (HPSR). 111-115 (2002)
• [文献書誌] 藤本康平, 阿多信吾, 村田正幸: "Adaptive playout buffer algorithm for enhancing perceived quality of streaming applications"Proceedings of IEEE GLOBECOM 2002. (2002)