予備親探索機能を有した アプリケーションレベルマルチキャスト

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1 予備親探索機能を有した アプリケーションレベルマルチキャスト
Application Level Multicast with Backup Parent Searching Function 　　國近　洋平　　　　甲藤　二郎　　　　大久保　榮 　Yohei KUNICHIKA 　　　　Jiro KATTO 　　　Sakae Okubo 早稲田大学大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Waseda university

2 背景 現在まで 今後 ・WWW ・ ・ファイル転送 ・VoIP ・ストリーミング 負荷分散、低遅延の要求大

3 IPマルチキャスト 送信者 送信者･･･流すフローは１つ ルータ･･･パケットを複製・転送 受信者･･･受信するだけ 受信者 ルータ

4 IPマルチキャストの課題 マルチキャストルータの普及 輻輳制御が困難 エンド-エンドの信頼性に対する不安 ↓

5 アプリケーションレベルマルチキャスト 送信者 送信者･･･流すフローは少数 ルータ･･･パケットを転送 受信者･･･パケットを複製・転送

6 論理ネットワーク ツリー型 メッシュ型 ・単一ソースノード ・中～大規模 ・複数ソースノード ・小規模

7 既存ALM一覧 ALMI Narada Peercast Bayeux Overcast Scattercast OMNI メッシュ ○ 小
論理ネットワーク 管理サーバ セッション参加者 ALMI メッシュ ○ 小 Narada メッシュ　 × Peercast ツリー 中 Bayeux Tapestry　 大 Overcast 　ツリー Scattercast 　メッシュ OMNI

8 接続中の子の数が規定値に達していた場合は新規接続不可
Peercast(1) 接続要求 新規参入時 リダイレクション ① ② 接続中の子の数が規定値に達していた場合は新規接続不可

9 Peercast(2) 接続要求 離脱時 離脱メッセージ 離脱ホスト

10 Peercast(3) 緊急時 親がfailure→ソースへ再接続要求 子がfailure→セッションを開放 一定時間経過しても到着せず
↓ failure状態と見なす 生存確認メッセージ 親がfailure→ソースへ再接続要求 子がfailure→セッションを開放

11 Peercastの問題点 親ノードの離脱によるツリー再構成が必要 ↓ 離脱が決定してから親ノードを探索 特に緊急時は再構成に時間がかかる
予め予備親候補を見つけておくことにより効率化を図る

12 提案手法(1) 接続要求 新規参入時 リダイレクション ① ③ ② 実際の親 予備親

13 提案手法(2) 接続要求 離脱時 離脱ホスト 予備親 離脱メッセージ

14 提案手法(3) 接続要求 離脱時 離脱ホスト 予備親 離脱メッセージ

15 シミュレーション評価 シミュレーション手段 ・ns-2.26 (http://www.isi.edu/nsnam/ns/) 比較対象
　　・Peercast 　　・提案手法 評価項目 　　・セッション要求～データ受信までの時間 　　・制御メッセージ数

16 シミュレーショントポロジー 雲部内トポロジー 100Mbps 100ms ホスト数 ランダム（全体で固定） ルータ数 5
ルータ-ルータ帯域幅 100Mbps ルータ-ルータ遅延 10～50ms ルータ-ユーザ帯域幅 10Mbps ルータ-ユーザ遅延 10ms

17 セッション要求～データ受信までの時間[sec]
シミュレーション結果 セッション要求～データ受信までの時間[sec] 接続要求の種類 join･･･新規参入ホストが接続要求してからデータ受信までの時間 leave･･･親ホストの離脱による再接続要求からデータ受信までの時間 failure･･･親ホストの緊急時による再接続要求からデータ受信までの時間

18 セッション要求～データ受信までの時間[sec]
シミュレーション結果(1) セッション要求～データ受信までの時間[sec] ホスト数：100 子の上限：3 子の上限：4

19 セッション要求～データ受信までの時間[sec]
シミュレーション結果(2) セッション要求～データ受信までの時間[sec] 子の上限：4 ホスト数：100 ホスト数：500

20 シミュレーション結果(3) 制御メッセージ数[個] 子の上限：4

21 まとめ ALMにおいて予備親探索を行うことにより親ノードの離脱によるツリー再構築の効率化を提案した
従来手法と比較して親の離脱によるツリー再構築に必要な時間を20%程度、親の緊急時では50%程度削減できた 今後は制御メッセージ数増加によるネットワークへの影響を考慮しつつ、より良い予備親探索アルゴリズムを模索していく

22 セッション要求～データ受信までの時間[sec]
シミュレーション結果(1) セッション要求～データ受信までの時間[sec]

23 セッション要求～データ受信までの時間[sec]
シミュレーション結果(2) セッション要求～データ受信までの時間[sec]

24 セッション要求～データ受信までの時間[sec]
シミュレーション結果(3) セッション要求～データ受信までの時間[sec]