高効率高公平性を有する次世代高機能ネットワークプロトコルに関する研究開発

高效率、高公平性的下一代高性能网络协议研发

基本信息

批准号：
07J08122
负责人：
西山大樹
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、IP(Internet Protocol)によるネットワークの統合が進んでいるが、そのようなIPネットワーク上でアプリケーションやサービスが要求する多くの機能を実現するためには、現在の通信プロトコルの抜本的な機能強化が必要であり、特に高信頼性通信を提供するTCP(Transmission Control Protocol)に代わる新たな高機能輻輳制御プロトコルの開発が重要である。本研究では、(1)リンクやバッファなどのネットワークリソースの有効利用、(2)同一リンクで競合するコネクション間の公平性の確保、(3)高ビットエラー環境における高速通信、の3つを実現するプロトコルを設計した。(1)から(3)のような高機能性を実現するためには、ネットワークの中間ノードで観測されるトラフィック情報を利用するのが効果的である。しかしながら、中間ノードから送信ノードへ情報をフィードバックする機構が必要になるため、既存ネットワークへの変更要求が大きく、実装展開の点において課題が残されていた。そこで本研究では、既存のTCP/IPのフレームワーク内でフィードバックが可能な情報だけを用いて(1)から(3)を実現するプロトコルを設計した。提案プロトコルの特徴は、その高機能性はもとより、既存ネットワークへの導入が他手法と比較して容易な点にある。シミュレータによる実験では、(1)から(3)の性能が確認された。また、TCPヘッダを利用したフィードバック方式の場合は、送信ノードにおけるレート調節アルゴリズムを改良することにより、1Gbps程度の広帯域ネットワークにおける高速通信が可能であることも明らかにした。本研究の意義は、既存のTCP/IPのフレームワークを前提としつつ、その高機能化を実現したことにあり、類似研究との大きな違いである。

近年来，网络集成通过IP（Internet协议）取得了进步，但是为了实现此类IP网络上的应用程序和服务所需的许多功能，有必要从根本上增强当前的通信协议，并且开发新的高性能拥堵控制协议以替换TCP（传输控制协议），这一点尤其重要。在这项研究中，我们设计了一个可以实现三种类型的协议：（1）有效使用网络资源，例如链接和缓冲区，（2）确保在同一链接上竞争连接之间的公平性，以及（3）高位错误环境中的高速通信。为了实现高功能，例如（1）至（3），使用网络中间节点上观察到的流量信息是有效的。但是，由于需要一种从中间节点回传递节点的机制，因此对现有网络的更改有很大的需求，并且在实施部署方面仍然存在问题。因此，在这项研究中，我们设计了一个协议，该协议仅使用可以在现有的TCP/IP框架中馈回的信息来实现（1）至（3）。该协议的一个功能是，它不仅是其高功能，而且将其引入现有网络比其他方法更容易。使用模拟器的实验证实了（1）至（3）的性能。还揭示了在使用TCP标头的反馈系统的情况下，可以通过改善传输节点处的速率调整算法来实现大约1Gbps的宽带网络中的高速通信。这项研究的意义在于，它在以现有的TCP/IP框架为前提的同时，它已经达到了很高的功能，这与类似研究是主要的区别。