ホップ数と RTT に基づく P2P ダウンロード時間の短縮

1. ホップ数とRTTに基づくP2Pダウンロード時間の短縮ホップ数とRTTに基づくP2Pダウンロード時間の短縮 早稲田大学 基幹理工学部 情報理工学科 後藤滋樹研究室 1G06R175-1　藤岡　友也

2. 研究の背景 • P2Pトラフィックの増加 • インターネット・トラフィックの8割 • 実際にはP2P網と物理網（インターネット網）とのトポロジーの不整合による圧迫 • TCPパラメータを用いたピア間で自律分散的に物理網状態を予測 • 各自ピアが測定できスケーラビリティも維持

3. 研究の目的 • TCPパラメータを計測して最適なピアからファイルをダウンロード • ダウンロード時間の短縮

4. 提案手法（1） • ルータホップ数とRTTの組み合わせについてルータホップ数とRTTが最小の場合にはそのノードを選択 • ともに最小のものが見つからない場合 • ルータホップ優先方式 • RTT優先方式

5. 提案手法（2） • ルータホップ数優先方式 • ダウンロード候補のピアとのRTTを測定 • RTTが平均以下のピアを選択 • 選択されたピアの中からルータホップ数が最小のものからダウンロード

8. 提案手法（3） • RTT優先方式 • ダウンロード候補のピアとのルータホップ数を測定 • ルータホップ数が平均以下のピアを選択 • 選択されたピアの中からRTTが最小のものからダウンロード

11. 評価実験（1） • シミュレーションで評価 • シミュレータはNS-2を使用

12. シミュレーションのシナリオ • トポロジーを作成 • バックボーン・トラフィックを流す • リクエスタAを発生させる • あらかじめダウンロード先候補を5個選択しそれらをB1～B5とする • B1～B5についてTCPパラメータを測定 • 得られたデータをもとにダウンロード先を決定 • ダウンロード時間を測定

13. シミュレーション条件 • ルータノード数は100個 • ルータ間リンク帯域は50Mbps • ダウンロードファイルは1.65MB

14. トポロジーの作成 • NS-2に付属のGT-ITMで作成

15. バックボーン・トラフィック • 平均バースト長0.5秒 • 平均アイドル長0.5秒 • パケットサイズ1KB • 生成レート208.4Kbps

16. 計測するTCPパラメータについて • ルータホップ数 • あらかじめわかっているものとして制御に用いる • RTT • 計測期間15秒、1秒間隔で1パケット転送してRTTを測定 • 4回の移動平均を制御に用いる • 計測時間はダウンロード時間から除外 • 無制御 • 常にB1からダウンロード

17. 実験結果（1） • 実験結果は以下の表のようになった • ルータホップ数優先方式に比べてRTT優先方式のほうが効果が高い

19. 考察（1） • ルータホップ数の計測 • ルータホップ数の少ない経路を選択することでネットワーク上の距離が短い経路からダウンロード • ネットワークの状態が直接的には求めることができないためボトルネックリンクを選択してしまう可能性あり

20. 考察（2） • RTTの計測 • RTT が小さい経路であればボトルネックリンクである可能性は低く抑えられる • ボトルネックリンクの回避 • RTT の小さい経路は物理的な距離も短い • 物理的距離の短い経路を選ぶことができる

21. 考察（3） • 以上の理由により • RTTを優先してピアを選択するRTT優先方式のほうがルータホップ数を優先するルータホップ数優先方式よりもダウンロード時間が短くなる

22. まとめ • ルータホップ数とRTT を複合的に用いて制御することで、無制御にダウンロードする場合よりもダウンロード時間が短くすることができる • RTT優先方式は特に効果が高い

23. 今後の課題 • 実際のネットワークにおいて検証・評価 • ほかのTCP パラメータを用いた検証 • RTT の計測に工夫 • ネットワークにかかる負荷や特定のリンクにかかる負荷などの検証