Transcript ppt
バックボーンルータにおける REDの動的閾値制御方式 長谷川 剛 大阪大学サイバーメディアセンター [email protected] Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group 研究の背景 • インターネットの発展にともなうトラヒックの 増加 • バックボーンネットワークのフローの増加 – TCPスループットの低下 – フロー間の公平性の悪化 • REDルータによる性能改善 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group RED (Random Early Detection) • 確率的なパケット廃棄によってバッファ溢れを回避 • キュー長を max_th と min_th の間に維持 パケット廃棄確率 キュー長 [packets] 80 １ 60 max_th キュー長 40 max_p 20 min_th max_th 平均キュー長 [packets] Go Hasegawa, Osaka University 0 100 min_th 平均キュー長 105 110 115 120 Time [sec] Advanced Network Architecture Research Group REDに関するこれまでの研究 • スループットに着目した検討 • 少ないフロー（コネクション）数を想定 ↓ • フロー間の公平性 • フロー数の多い場合の評価 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group 研究の目的 • フロー数が多い環境での公平性の評価 • REDとTail Dropとの比較評価 • REDのパラメータ設定の問題点を指摘 • dt-REDの提案 – REDの動的なパラメータ設定方式 • 提案方式の評価 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group ネットワークモデル TCP Source 1 Router : TD/RED Buffer: B [packets] 100 [Mbps] 2 [msec] Destination BW [Mbps] τ [msec] TCP Source 2 100 [Mbps] 2 [msec] TCP Source N Go Hasegawa, Osaka University • 各TCPコネクションの スループットを観測し、 ばらつきが小さい方が公平 • ばらつきを Fairness Index で評価 Advanced Network Architecture Research Group 公平性の指標 • Fairness Index • 0から１の間で、１に近いほど公平 f n ( i =1 xi ) = 2 n n i =1 xi n (1 i n) = TCPコネクションの数 xi = 各TCPコネクション iのスループット Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group 公平性の比較評価 BW = 1.5 [Mbps], τ= 4 [msec], B = 1000 [packets] 1 Fairness Index RED : max_th = 800 0 Tail Drop 1 RED : max_th = 15 10 100 1000 フロー数 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group 公平性の比較評価 BW = 1.5 [Mbps], τ= 4 [msec],B = 10000 [packets] 1 Fairness Index RED : max_th = 2000 Tail Drop 0 1 RED : max_th = 15 10 100 1000 フロー数 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group REDの公平性 • 推奨パラメータでは、特にフロー数が多い場合に 公平性が悪化 • バッファサイズに応じて max_th 等のパラメータ を調節することで、 公平性は向上 • フロー数、帯域等によって適切なパラメータは変 化 ↓ • 静的なパラメータ設定は困難 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group dt-RED (RED with dynamic threshold control) • 閾値 max_th, min_th を 平均キュー長に合わせて キュー長 4500 動的に調節 • 平均キュー長が常に２つ の閾値の間になるようにコ ントロール 3000 • バースト的なパケット廃棄 を防ぐ 1500 max_th 平均キュー長 0 100 200 300 400 500 Time [sec] Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group 提案方式の評価 BW = 1.5 [Mbps], τ= 4 [msec], B = 1000 [packets] 1 Fairness Index dt-RED RED : max_th = 800 RED : max_th = 15 Tail Drop 0 1 Go Hasegawa, Osaka University 10 フロー数 100 1000 Advanced Network Architecture Research Group 提案方式の評価 BW = 1.5 [Mbps], τ= 4 [msec],B = 10000 [packets] 1 Fairness Index dt-RED RED : max_th = 2000 RED : max_th = 15 Tail Drop 0 1 10 100 1000 フロー数 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group dt-REDの特長 • REDに比べて高い公平性を示すわけでは ない – REDがもっとも高い性能を示すパラメータ領域 へ移動する • REDのパラメータ調整の困難さを解消 – １つのパラメータセットで、さまざまなネット ワーク環境に対応可能 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group まとめと今後の課題 • REDでのTCPフロー間の公平性を評価 • REDのパラメータ設定の困難さ • REDの動的パラメータ設定方式の提案 – パラメータ設定の困難さを解消 • 今後の課題 – さらなる性能改善 – 他のバッファ制御方式との比較評価 – 各フローの環境が異なる場合の評価 Go Hasegawa, Osaka University Advanced Network Architecture Research Group