ロバスト制御理論を応用した超高速トランスポート層通信プロトコルTCPの研究開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14019061
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大崎 博之 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (00294166)
• Keywords: TCP(Transmission Control Protocol) / 伝搬遅延 / 定常状態解析 / 公平性

Research Abstract

現在のインターネットでは、トラヒックの大部分がTCP(Transmission Control Protocol)によって転送されている。我々はこれまで、送信側ホストで動作するTCPを含んだネットワーク全体を、単一のフィードバックシステムと捉えるモデル化手法を提案した。ただし、そこではすべてのTCPコネクションの伝搬遅延が等しいという、単純なネットワークを対象にしていた。そこで平成14年度では、この解析手法を、伝搬遅延の異なる複数のTCPコネクションが存在する場合に拡張した。まず、ネットワーク内に単一のTCPコネクションが存在する場合を対象とし、定常状態におけるTCPのスループット、ラウンドトリップ時間、ネットワーク中でのパケット棄却率を導出した。さらに、伝搬遅延の異なる複数のTCPコネクションが存在する場合に拡張し、定常状態におけるTCPのスループット、ラウンドトリップ時間、ネットワーク中でのパケット棄却率を導出した。さらにいくつかの数値例を示すことにより、伝搬遅延の異なる複数のTCPコネクションが、単一のボトルネックリンクを共有した場合に、TCPコネクション間にどの程度不公平性が生じるかを定量的に明らかにした。その結果、伝搬遅延のわずかな違いにより、スループットが大きく異なるという、TCPの重大な問題点を示した。また、ルータのバッファにおけるパケット処理遅延が小さくなるほど、より公平性が劣化すること、すなわち、ネットワークの高速化が進むにつれ、TCPの不公平性がさらに悪化することなどを明らかにした。

Research Products

• [Publications] M.Morita, H.Ohsaki, M.Murata: "Designing a delay-based adaptive congestion control mechanism using control theory and system identification for TCP/IP networks"Proceedings of SPIE's International Symposium on the Convergence of Information Technologies and Communications (ITCom2002). (2002)
• [Publications] H.Hisamatsu, H.Ohsaki, M.Murata: "Steady state and transient behavior analyses of TCP connections considering interactions between TCP connections and network"Proceedings of International Symposium on Applications and the Internet (SAINT2003). 309-316 (2003)
• [Publications] 森田 光茂, 大崎 博之, 村田 正幸: "インターネットにおけるパケット伝搬遅延時間のモデルを用いたレート制御方式の設計に関する一検討"電子情報通信学会技術研究報告. NS2001-250. 193-200 (2002)
• [Publications] H.Hisamatsu, H.Ohsaki, M.Murata: "Steady state analysis of TCP connections with different propagation delays"電子情報通信学会ソサイエテイ大会. (2002)
• [Publications] 久松 潤之, 大崎 博之, 村田 正幸: "伝搬遅延時間の異なる複数のTCPコネクションを考慮したTCPの定常状態解析"電子情報通信学会技術研究報告. IN2002-97. 41-46 (2002)