高機能・高性能フロー処理方式の提案とネットワークプロセッサ上での実装と評価

一种高性能流处理方法的提出、在网络处理器上的实现和评估

基本信息

批准号：
13750349
负责人：
長谷川剛
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究においては、昨年度の研究において提案し、基礎的な評価を行った、RED(Random Early Detection)方式のパラメータを自動的かつ動的に設定するdt-RED方式のさらなる評価を行った。その結果、広いネットワークパラメータ領域において、オリジナルのRED方式よりも高いスループットおよびフロー間の公平性を満たすことができ、RED方式の最大の欠点であるパラメータ設定問題を解決することができることを明らかにした。また、ルータにおける高機能なフロー処理方式として、ユーザ間の公平性のみではなく、転送ドキュメントサイズによるスループットの不公平の解消を目的とした、バッファにおけるパケット処理方式の提案を行った。本検討においては、まずTCPを用いてドキュメントを転送する際に、そのサイズによってスループットに大きな不公平が発生することを、コンピュータ上のシミュレーションおよび数学的解析によって検討を行った。その結果、Webドキュメントの大半を占める、サイズの小さなドキュメント転送の際のスループットが、非常に小さいことが明らかとなった。そこで、この不公平を解消するために、ルータにおいて各TCPフローの転送パケット数を監視し、その量に応じてパケット廃棄確率を変化させることによって、ドキュメントサイズによるスループットの不公平性を解消する方式を提案した。その結果、非常に軽量なアルゴリズムを用いて、不公平性をほとんど完全に解消できることを明らかにした。また、これらの方式をネットワークプロセッサシステムIXP1200上に実装するための基礎的検討として、IXP1200によってTCPコネクションを取り扱う際のオーバヘッド、処理能力に関する評価を行った。その結果、将来ネットワークプロセッサが高速化することによって、現実的な処理速度で、ネットワークブロセッサ上でTCPパケットを処理することが可能であることを示した。

在今年的研究中，我们进一步评估了dt-RED方法，该方法自动动态地设置RED（随机早期检测）方法的参数，该方法是在去年的研究中提出并基本评估的。结果我们发现，在较宽的网络参数范围内，可以比原始RED方法实现更高的吞吐量和流之间的公平性，并且可以解决参数设置问题，这是RED方法的最大缺点.我们还提出了一种缓冲区中的数据包处理方法，作为路由器的高性能流处理方法，其目的不仅是确保用户之间的公平性，而且还消除由于传输文档的大小而导致的吞吐量不公平。在本研究中，我们首先通过计算机模拟和数学分析发现，使用 TCP 传输文档时，根据文档大小，吞吐量存在很大的不平等。结果显示，传输构成网络文档大部分的小文档时的吞吐量极低。因此，为了消除这种不公平性，提出了一种方法，通过监视路由器处每个TCP流的传输数据包的数量并根据提出的数量改变数据包丢弃概率来消除由于文档大小而导致的吞吐量不公平。结果表明，使用非常轻量级的算法几乎可以完全消除不公平现象。此外，作为在网络处理器系统 IXP1200 上实现这些方法的基础研究，我们评估了使用 IXP1200 处理 TCP 连接时的开销和处理能力。结果表明，随着未来网络处理器变得更快，将有可能以实际的处理速度在网络处理器上处理 TCP 数据包。