演習第4回 情報通信技術論 インターネット工学 キューの役割と仕組み 演習第4回 情報通信技術論 インターネット工学

キュー（バッファ）とは パケット交換 ＝ 蓄積交換 パケットはルータのバッファに一時記憶される キューが一杯になるとパケットが廃棄される パケットは待ち行列（キュー）を作りながら格納される （Drop Tailでは）先に入ってきたパケットから順に転送される キューが一杯になるとパケットが廃棄される ルータ キュー （バッファ）

ノード、キュー、リンクの関係 キュー （バッファ） パケット リンク ノード ノード0 ノード2 帯域（幅） ノード3 ノード4 （NS2では）全てのリンクにキューがある パケットは必ずキューを通ってからリンクに送出される 出力レートに対して入力レートが大きい（高速な）場合、差分がキューに溜まる トラフィックが一時的に増加した場合に対処可能 キューサイズを超えるとパケットが破棄される

パケットの流れ 40Mbps 6ms 4Mbps 20ms 40Mbps 6ms ノード0 ノード2 ノード3 ノード4 + 0.062 0 2 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 - 0.062 0 2 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 r 0.0682 0 2 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 + 0.0682 2 3 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 - 0.1302 2 3 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 r 0.1522 2 3 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 + 0.1522 3 4 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 - 0.1522 3 4 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 r 0.1584 3 4 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 62 62 なぜ？ 62ms 84ms 22ms あるパケット（ID=62）の流れに注目　（% awk ‘$12==62’ out.tr） ※実験１-１-(b)で帯域を4Mbpsにした場合

パケットの転送に要する時間 62ms 2ms 20ms 計 84ms ノード2からノード3にパケットが転送されるまでにかかる時間 40Mbps 6ms 4Mbps 20ms 40Mbps 6ms ノード0 ノード2 ノード3 ノード4 ノード2からノード3にパケットが転送されるまでにかかる時間 キューでの 待ち時間 ＋ パケットの送出に かかる時間 ノード間の伝送に 62ms → （キュー長）×（パケットの送出にかかる時間） ※キュー長： キューに保持されているパケットの数 （この例では31） 2ms → （パケットサイズ[bytes]）÷（リンクの帯域[Mbps]） 　　　　　　1000[bytes] 4[Mbps] 20ms → （リンクの遅延） 計 84ms

パケットの流れ（ドロップされるパケット） 40Mbps 6ms 4Mbps 20ms 40Mbps 6ms ノード0 ノード2 ノード3 ノード4 一度キューに入って（入ろうとして）からドロップされる + 0.063 0 2 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 63 63 - 0.063 0 2 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 63 63 r 0.0692 0 2 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 63 63 + 0.0692 2 3 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 63 63 d 0.0692 2 3 cbr 1000 ------- 0 0.0 4.0 63 63 あるパケット（ID=63）の流れに注目　（% awk ‘$12==63’ out.tr） ※実験１-１-(b)で帯域を4Mbpsにした場合

実験1-2 4 2 3 1 5 以下の関係性を考察 CBR/UDP 40Mbps 40Mbps (ボトルネックリンク) 4 CBR/UDP 40Mbps 40Mbps キューサイズ: B 2 3 帯域: Bw (ボトルネックリンク) 1 5 以下の関係性を考察 送信トラフィックレート ボトルネックリンクの帯域 キュー長 キューから廃棄されたバイト数

【補足】 実験1-2の実行方法 % ns kadai1-2.tcl 1.0Mb 32 % gnuplot out.tr out.nam out.queue out.udpが生成される % gnuplot gnuplot> l “kadai1-2.gp” gnuplot> … gnuplot> set term post color gnuplot> set output “graph.ps” gnuplot> rep gnuplot> q (Bw) (B) フォーマット（見た目）が気に入らない場合には、kadai1-2.gpを 適当に修正してください。

【補足】 out.queueの中身 out.queue (キューのトレースファイル) $1 : 時刻 $2, $3 : キューの場所（リンク） $4 : キューに溜まっているデータ量（キュー長） [bytes] $5 : キューに溜まっているパケット数 [packets] $6 : キューに到着したパケット数 [packets] $7 : キューから送出されたパケット数 [packets] $8 : キューから破棄されたパケット数 [packets] $9 : キューに到着したデータ量 [bytes] $10 : キューから送出されたデータ量 [bytes] $11 : キューから破棄されたデータ量 [bytes] ※ $5～$11はシミュレーション開始時からの累積値

【補足】 out.udpの中身 out.udp (UDPのトレースファイル) $1 : 時刻 $2 : 送信トラフィックレート [Mbps]

グラフの例（注目ポイント） 31 ※実験2でBwを1.0Mbps、Bを32kbytesにした場合