10Gbpsのスループットを達成する真にスケーラブルなTCPの輻輳制御方式の開発

开发真正可扩展的 TCP 拥塞控制方法，实现 10Gbps 吞吐量

• 批准号: 16680003
• 负责人: 長谷川 剛
• 金额: $ 9.48万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16680003/
• 关键词: TCP; 輻輳制御; 高速ネットワーク; HSTCP; ネットワーク計測; 利用可能帯域; 数理生態学; ロトカ・ヴォルテラ競争モデル; TCP; 輻輳制御; 高速ネットワーク; HSTCP; ネットワーク計測; 利用可能帯域; 数理生態学; ロトカ・ヴォルテラ競争モデル

今年度の研究においては、昨年度までに提案した輻輳制御手法の性能評価を実装し、実ネットワークにおける性能評価を行った。提案方式は、開発した高速ネットワークにおける計測手法を用いて、利用可能帯域および物理帯域を取得する方式と、提案手法を組み合わせ、提案手法が1Gbpsを超えるネットワークにおいて高いスループットを得るものである。提案方式が持つウィンドウサイズ制御のアルゴリズムは、帯域に関する情報を用いることによってウィンドウサイズを適切な値にすばやく調節すること、および他のコネクションが競合する際に公平に帯域を分配できることを目的として設計している。そのために、数理生態学において生物の個体数の変化を表すモデルとして有名なロジスティック増殖モデル、およびロトカ・ヴォルテラ競争モデルを適用した。これらのモデルをTCPのウィンドウサイズ制御へ適用するために、生物の個体数をデータ転送速度に、個体数の収束値である環境容量を物理帯域に、および種間の競争を同一リンク上の複数コネクションの競合にそれぞれ変換した。本年度の研究では、研究室内の小規模実験ネットワーク、また、大阪・東京間および大阪・米国カリフォルニア間の公衆インターネット環境を用いて、データ転送実験を行った。その結果、インライン計測によって正確な利用可能帯域の値が得られる場合には、低速・低遅延環境においても十分な性能を発揮できること。また、高速・高遅延ネットワーク環境においては、計測精度が低下したとしても、従来手法に比べて最大で100%のスループット向上を達成できることがわかった。

在今年的研究中，对去年提出的拥塞控制方法的绩效评估已实施，并在实际网络上进行了绩效评估。提出的方法结合了提出的方法，其中提议的方法使用高速网络中开发的测量方法获取可用的频段和物理频段，并在所提出的方法超过1Gbps的网络中获得高吞吐量。所提出的方法使用窗口大小控制算法使用频段信息来快速将窗口大小调整为适当的值，并在其他连接竞争时允许频段公平分布。为此，我们应用了著名的逻辑扩散模型和Lotka-Volterra竞争模型，该模型代表了数学生态学中生物体种群的变化。为了将这些模型应用于TCP窗口大小控制，将活生物体的种群数量转换为数据传输速率，环境能力，这是人口数量的收敛价值，物理带，将物种之间的竞争转换为同一链接上的多个连接。今年的研究使用实验室内的小规模实验网络以及大阪，东京，大阪以及美国加利福尼亚州之间的公共互联网环境进行了数据传输实验。结果，当可以通过内联测量获得准确的可用带宽值时，即使在低速和低延迟环境中也可以实现足够的性能。此外，在高速，高延迟网络环境中，即使降低了测量精度，也发现与常规方法相比，吞吐量的改善最多可提高100％。