マルチメディアネットワーク用高機能ルータに関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450148
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 村上 孝三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10273731)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木下 和彦 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40304018) ; 戸出 英樹 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20243181)
• Keywords: ルータ / マルチメディア / サービスクラス / MPLS / トラヒックエンジニアリング / VOD / ブロック転送 / マルチキャスト

Research Abstract

本研究では,将来の高速なマルチメディア通信網の高度化を実現する要素技術の確立をめざし,
(1)マルチメディアルータの構成技術
(2)階層化リンク共有技術を利用したマルチメディア情報のオンデマンド検索・情報配送技術に注目して研究を遂行した.
(1)に関しては,MPLSのトラヒックエンジニアリングを実装する際の高速ラベル検索の実現法について検討を行い,CAM(連想メモリ)を利用し,QoSクラスに応じた適応的パス選択を行うための高速ラベル検索機構を提案した.既存のCAMの動作速度データに基づき検索エンジンの処理能力を評価した結果,10Gbpsオーダの回線処理能力を実現できることを明らかにした.次に,次世代マルチメディアルータのバッファ管理方策として,アクティブフローの認識機構を有し,出力ポート・優先クラス・フロー単位で階層的にバッファ空間と出力回線への転送レートを配分することにより,フロー間の公平性,ならびにクラスに応じたフロー単位のQoS保証を達成するバッファ管理機構を提案し,部分的ではあるが,バッファ管理部に注目してVHDLにより論理設計を行った.
次に,(2)に関して,高度VODシステムを実現すべく,平成11年度に提案し,性能評価により有効性を確認したBurst-VOD方式に対応した基本機能のみのプロトタイプシステムをインターネット上にソフトウェア実装した.さらに,本システムを実際に動作させ,干渉トラヒックが存在しない状況では正常な映像転送が可能であることを確認した.次に,干渉トラヒックに強靭なVoDシステムを実現するために,一般的なMPEG映像転送に注目し,QoSの改善を図る制御として,エンド-エンド間の制御(フレーム種別に応じた優先クラス転送,フレーム間引き,フレーム間パケットのシャッフル転送)と,中継ルータでの制御(クラス別REDパケット廃棄制御,クラス別転送スケジューリングWRR,RR)を組合わせて転送した場合の性能改善効果を計算機シミュレーションにより定量的に明らかにし,特に,WRRの有効性,最も低優先度のBフレームRED制御の有効性などを明らかにした.この結果は,Burst-VODプロトタイプにおける主要課題であるQoS改善機構の具備に向けての足がかりとなる.

Research Products

• [Publications] S.Uno,H.Tode,K.Murakami: "Simple and Efficient Video-on-demand Scheme with Segments Transmission over High Speed Network"IEICE Transaction On Communications. E84-B,1. 106-115 (2001)
• [Publications] K.Minami,H.Tode,K.Murakami: "Class-Based QoS Control Scheme by Flow Management in the Internet Router"Proc.the 25th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks(LCN2000). 58-65 (2000)
• [Publications] N.Yamagaki,K.Minami,H.Tode,K.Murakami: "Packet Discarding Scheme Considering Dynamic Flow Status in the Internet Router"Proc.APCC 2000. SW06-1. 375-379 (2000)
• [Publications] S.Miyamoto,S.Uno,H.Tode,K.Murakami: "Construction of the Multicast Video-on-Demand System with Burst Data Transmission over IP Network"Proc.APCC 2000. SW10-3. 486-490 (2000)
• [Publications] S.Uno,H.Tode,K.Murakami: "Simple Video-on-demand System Using Multicast Block Transmission with Realtime Response"Proc.Eighth IFIP Workshop on Performance Modelling and Evaluation of ATM & IP Networks(IFIP ATM&IP 2000). 73/1-73/12 (2000)
• [Publications] H.Tode,T.Fujishima,C.Shibata,K.Murakami: "Adaptive Traffic Engineering Scheme for Alternative LSPs in MPLS Network"Proc.Eighth IFIP Workshop on Performance Modelling and Evaluation of ATM & IP Networks(IFIP ATM&IP 2000). 79/1-79/13 (2000)
• [Publications] 黄元柱,戸出英樹,村上孝三: "ホームネットワークにおけるQoSクラスを考慮したハイブリッド型CSMA/CD-Token Busプロトコル"電子情報通信学会交換システム研究会. SSE2000-204.PS2000-51. (2000)
• [Publications] 宮本慎吾,宇野哲史,戸出英樹,村上孝三: "IP網におけるバースト転送型マルチキャスト映像配信方式の構築法"電子情報通信学会 交換システム研究会. SSE2000-161. (2000)
• [Publications] 高橋潤,戸出英樹,村上孝三: "MPEG転送における優先権を用いたQoS制御に関する検討"電子情報通信学会総合大会. B-7. (2001)
• [Publications] 宇野哲史,戸出英樹,村上孝三: "ブロック転送型VoDにおけるマルチサーバスケジューリング方式の提案"電子情報通信学会総合大会. B-7. (2001)
• [Publications] 竹原崇成,横山健吾,戸出英樹,村上孝三: "MPLSにおける復旧率を考慮した動的なLSP設定法の検討"電子情報通信学会総合大会. B-7. (2001)
• [Publications] 黄元柱,戸出英樹,村上孝三: "QoSを考慮したホームネットワークMACプロトコルHomeMACの提案"電子情報通信学会総合大会. B-7. (2001)