演習第4回 情報通信技術論 インターネット工学

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1 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

2 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）

3 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

4 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
cbr cbr r cbr cbr cbr r cbr cbr cbr r cbr 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

5 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] [Mbps] 20ms → （リンクの遅延） 計 84ms

6 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 cbr cbr r cbr cbr d cbr 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

7 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

8 【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。

9 【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

10 【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]

11 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