インターネットの性能計測 NETWOLD＋INTEROP 99
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Transcript インターネットの性能計測 NETWOLD＋INTEROP 99
インターネットの性能計測
ＮＥＴＷＯＬＤ＋ＩＮＴＥＲＯＰ ９９ ＴＯＫＹＯ
セッション Ｃ０２
平原 正樹
<[email protected]>
Ｍｅｒｉｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ，Ｉｎｃ．
概要: インターネットの性能計測
C02
インターネットの性能を計ることによって、利用側はプロバイダが提供する実
際の性能を知ることができる。また提供側は、顧客にどんな性能を提供でき
ているかを監視することになる。現在のインターネットは経路が複雑であり、
プロバイダの選択によって、インターネット性能に違いが生じる。
インターネットの性能計測は、単にトラフィック量を測ったり、バックボーンの
帯域を知ることに留まらない。通過経路の変化などのインターネットの動的
性質も考慮しながら、パケットの到達遅延や紛失率、さらに経路安定性など
を測定する。
このセッションでは、米国主要IXでのルーティング管理を行うメリット・ネット
ワークとミシガン大学EECS学科の共同プロジェクトIPMAから、ヨーロッパや
米国（IPMAを含む）の実際の計測ツールの紹介をする。
さらに計測された生データの提供とその視覚化を通じて客観的なインターネ
ット性能の実像を得る努力、インターネットの中に計測装置を分散配置する
大規模な協調活動、さらに爆発的な発展を続けるインターネットの性能的な
危機状況についても報告する。
Internet Performance Measurement and Analysis
2
The DEATH of the Internet
“The Internet will experience a Gigalapse this year”
-- Bob Metcalfe
“Is the Internet about to crash?” -- The Site
“The Internet hasn’t worked for the last week”
-- An AOL user
“We have no packet loss or delay” -- ISP engineer
“We are not seeing any packet loss or delay”
-- IXP Manager
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
3
内容: インターネットの性能計測
インターネット性能とは何か
既存の性能計測技術の実例
新しい性能計測技術と研究
課題と性能改善へのヒント
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
4
インターネット性能とは何か
インターネットの性能
調査、統計、予測
プロバイダの提供する性能のチェック
プロバイダ自身の性能のチェック
問題個所の検査
ネットワーク
C02
ＶＳ インターネット
Internet Performance Measurement and Analysis
6
何が難しいか？
プロバイダ共通の計測技術の欠如
プロバイダの秘密主義、誇張宣伝
非科学的な利用者の要求
計測対象（サーバ、ＴＣＰ、データリンク）
ＩＸ間
vs エンドユーザ間
客観的共通メトリック
広域、複雑な経路、基準時間
時間的変化（経路など）
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
7
混乱の例
最速ＸＸＸの秘密…国内１００Ｍｂ／ｓ、海外
４５Ｍｂ／ｓの大容量回線…
…また、国内の自社ネットワークは全て、
超高速ＡＴＭネットワークにて基幹網が作
られているため、ネットワークの遅延は全く
ありません…
国内最速Ｗｅｂサーバ…Ｔ１回線８本…
１回線あたりＸＸ人以下…
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
8
ＮＳＦＮｅｔ時代の計測
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
9
今日の計測
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
10
既存の性能計測技術の実例
既存計測技術:
ping＆ traceroute
home.merit.edu% ping -s www.interop.co.jp
PING www.interop.co.jp: 56 data bytes
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=0. time=174. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=1. time=174. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=2. time=171. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=3. time=172. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=4. time=174. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=5. time=172. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=6. time=173. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=7. time=172. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=8. time=175. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=9. time=170. ms
^C
----www.interop.co.jp PING Statistics---10 packets transmitted, 10 packets received, 0% packet loss
round-trip (ms) min/avg/max = 170/172/175home.merit.edu
C02
home.merit.edu% traceroute www.interop.co.jp
traceroute to www.interop.co.jp (210.135.48.132), 30 hops max, 40 byte packets
1 fet0.arborlakes.mich.net (198.108.60.1) 1 ms 1 ms 2 ms
2 198.108.62.2 (198.108.62.2) 3 ms 7 ms 4 ms
3 ***
4 198.108.3.1 (198.108.3.1) 3 ms 3 ms 3 ms
5 bordercore2-hssi0-1-0.WillowSprings.cw.net (166.48.23.253) 11 ms 11 ms 13
ms
6 bordercore2.Sacramento.cw.net (166.48.192.1) 57 ms 60 ms 57 ms
7 kdd-japan.Sacramento.cw.net (204.70.120.6) 163 ms 161 ms 168 ms
8 203.181.96.21 (203.181.96.21) 162 ms 162 ms 164 ms
9 203.181.96.42 (203.181.96.42) 164 ms 170 ms 161 ms
10 210.132.92.226 (210.132.92.226) 174 ms 170 ms 172 ms
11 galaxy-catb1.kcom.ne.jp (203.141.161.19) 162 ms 162 ms 164 ms
12 203.141.163.74 (203.141.163.74) 176 ms 171 ms 170 ms
13 www.interop.co.jp (210.135.48.132) 170 ms 174 ms 169 ms
Internet Performance Measurement and Analysis
12
既存計測技術：トラフィック
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
13
既存計測技術：トラフィック（２）
ＪＰＩＸ
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
14
既存の計測技術例: 回線利用状況
ＢＩＧＬＯＢＥ
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
15
既存の計測技術例: PING
行き帰りの経路の違い
ルータによりＰＩＮＧの処
理優先度が異なる
ＩＣＭＰを通さないプロバ
イダ
スケーラビリティの欠如
MIDs Weather Report
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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既存の計測技術例: PING（２）
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
17
既存の計測技術例: SNMP
多くのネットワーク機器（ルータ、ハブ他）は
MIBをサポート
多くの有料あるいは無料のクライアントソフ
トウェア
制約
– 自社ドメイン内の機器のみ
– 局所的情報、MIBで提供される変数のみ
– スケーラビリティ、セキュリティ
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
18
SNMPクライアント
SunNet Manager
MRTG
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
19
既存の計測技術例: RMON
遠隔ネットワークモニタ
–
–
–
–
ネットワークのトラフィックを覗き見
パケットやフローの測定
上位プロトコルのサーポート（RMON2）
高速データリンク（OC3）サポート
（OC3Mon -- vBNS/NLANR)
制約
– スケーラビリティ、局所的
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
20
既存の計測技術: NetFlow
シスコ社
– ソース／デス
ティネーション
– プロトコル
– ＡＳ／ＡＳ
Cflowd
クライ
アント
CFlowd 出力
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
21
コマーシャルエンドユーザ計測
Inverse
(http://www.inverse.net)
Keynote (http://www.keynote.com)
– ウェブサーバ他
NetMedic (http://www.vitalsigns.com)
– エンドユーザ
C02
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コマーシャルネットワーク統計
Vital Signs
Report
NetMedic
Inverse
C02
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23
コマーシャル： KeyNote
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
24
既存技術の限界
イントラネット内、ＡＳ内
スケーラビリティ
性能への断片的な視点
ネットワーク性能計測？問題診断？
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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問題診断
ルーティング問題？
ＩＸの停電・故障？
回線断？
極端に多量なトラフィック？
ルーティングポリシは正しいか？
過去の問題を解析できるか？
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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新しい性能計測技術と研究
新しい計測技術
中身はブラックボックス
アプリケーションレベル
大規模な計測マシンの配置
エンド・エンド間
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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IETF IPPM Working Group
広域ネットワークで使えるメトリックの策定
一方向（遅延、パケットロス）、正確な時計
ＵＤＰの利用、ポアソン分布の間隔
受け取り側は、データリンク上を監視
C02
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Common Solutions Group
米国主要大学に計測マシンを設置
Advanced
Network and Services (ANS)
時計の同期にＧＰＳを利用
PC UNIX で動くデータ収集ソフトウェア
C02
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30
Common Solutions Group
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
31
インターネット計測および視覚化:
CAIDA
(www.caida.org)
Cooperative Association
for Internet Data Analysis
Univ of California (SDSC)
政府（NSF）および民間資金 (Cisco, ANS)
ネットワーク統計活動のデータ交換および協調
ツールの開発、視覚化
C02
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CAIDA Tools
MAPNet
C02
AS Topology Visualization
Internet Performance Measurement and Analysis
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CAIDA：Ｓｋｉｔｔｅｒ （ＲＴＴ Ｐｌｏｔ）
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
34
NIMI
National
Internet Measurement Infrastructure
LBL, PSC (Paxson and Mathis)
計測（プルーブ）マシンのアーキテクチャ
エンド・エンド間、ホップバイホップ
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
35
IPMA
Internet
Performance Measurement and
Analysis project
ミシガン大学ＥＥＣＳ学科とメリットネットワ
ークの共同研究プロジェクト（ＮＳＦの資金）
目的
– データの収集と配布
– データの視覚化
– データの評価と分析
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
36
IPMAツール
バックエンド（データ収集）
–
–
–
–
–
C02
NetNow: 遅延とパケットロス
RouteTracker: ルーティングの安定性
TPD: 経路の監視 (traceroute)
SNMPTrackers: SNMP MIB の監視
IPN: メンテナンス・停止情報の交換
Internet Performance Measurement and Analysis
37
インターネット計測のモデル
Probe
Probe
Probe
Probe
Data 集積
Probe
AS2
Data 集積
AS1
Data 集積
一般
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
38
ルーティングイクスチェンジ
ネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）
ＩＳＰ
ＩＳＰ
ＲＡ
ＩＳＰ Ａ
ＮＡＰ
ＲＡ
ＮＡＰ
Ｂ
Ｃ
ＩＳＰ
ＮＡＰ
ＩＳＰ Ｚ
ＩＳＰ
C02
ＲＡ
ＮＡＰ
ＲＡ
Internet Performance Measurement and Analysis
ＩＳＰ
40
メリットルートサーバパッケージ
･経路制御とフォワーデ
ィングの分離による
ルータ性能の改善
ＩＳＰ
ＩＳＰ
ＩＳＰ
ＩＳＰ
物理
接続網
ルート
サーバ
･簡単なルータの設定
･ルータ性能の要求緩和
･冗長な構成による高信頼性
自動化された
･ルートサーバの管理
･統計情報の収集
･運用支援
ルート
サーバ
･ルートサーバの自動設定（４時間毎）
インターネットルーティングレジストリ
C02
ＲＳｎｇ
Internet Performance Measurement and Analysis
41
代表的なインターネット交換点（米国）
Ｓｐｒｉｎｔ ＮＡＰ
(New York)
/３１
ＡＡＤＳ ＮＡＰ
(Chicago)
３１/５３
ＭＡＥ－Ｗｅｓｔ
(San Jose)
Ｍｅｒｉｔ
６１/１０９
FIX-West
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
Ｅｘｃｈａｎｇｅ
ＰＡＣＢｅｌｌ ＮＡＰ
(Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ、 (Palo Alto) １５/３５
Los Ａｎｇｅｌｅｓ)
２５/３８
C02
FIX-East
ＭＡＥ－Ｅａｓｔ
(Washington DC)
７１/８３
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42
ＩＲＲ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｒｅｇｉｓｔｒｙ）
ヨーロッパ
ルートサーバ
（ＲＳｎｇ）
ＲＩＰＥ ＮＣＣ
ＩＳＰ
(ルータ設定、
障害対策）
ＲＡＷＨＯＩＳ
ＲＡＤＢ
統計・調査
（ＩＰＭＡ他）
C02
カ
ス
タ
マ
カ
ス
タ
マ
カ
ス
タ
マ
BellＣＡ
ＡＮＳ
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
ＭＣＩ
残りのＩＳＰ
Internet Performance Measurement and Analysis
43
ＩＰＭＡ
ＩＰＭＡ（ツール群）
ルーティング情報
– ＢＧＰ
– アナウンスとウィズドロウ
– 不安定さ
パケットロスおよび遅延
– ＵＤＰの使用
– Ｏｎｅ－Ｗａｙ Ｄｅｌａｙ
– 発生分布
C02
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Ｊａｖａ
ｖｅｒｓｉｏｎ
ａｖａｉｌａｂｌｅ
45
IPMA: IPN
C02
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46
ＴｒｅｎｄＧｒａｐｈ
C02
ＭＡＥ－Ｅａｓｔ
Internet Performance Measurement and Analysis
47
2-1-98
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
48
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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MAE-East
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
50
2-1-98
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
51
2-1-98
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
52
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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データ収集・配布機構
（Ｓａｌａｍａｎｄｅｒ）
データ
収集
サーバ
データ
収集
サーバ
サーバ
クライアント
クライアント
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
54
新ルーティングソフトウェア（ＭＲＴ）
データ収集ＭＲＴの構成
Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ
Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
統計
ＢＧＰ４+
ＶＩＥＷ
ＢＧＰ４
ＶＩＥＷ
ＲＩＰ１/２
ＲＴ
ＲＩＰｎｇ
ＲＴ
ＯＳＰＦ
ＲＴ
フォワー
ディング
テーブル
ｌｉｓｔｅｎｅｒ
Ｅｖｅｎｔ
Ｄａｔａ
ＲＩＢ
ツール群
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
56
課題と性能改善へのヒント
http://www.caida.org/PathChar
バンド幅の推測：PathChar
pathchar to www.interop.co.jp (210.135.48.132)
doing 16 probes at each of 64 to 1500 by 44
0 localhost
| 5.4 Mb/s, 603 us (3.43 ms)
1 198.108.0.1 (198.108.0.1)
| 44 Mb/s, 4.29 ms (12.3 ms)
2 bordercore2-hssi0-1-0.WillowSprings.cw.net (166.48.23.253)
| 45 Mb/s, 22.5 ms (57.6 ms)
3 bordercore2.Sacramento.cw.net (166.48.192.1)
| 45 Mb/s, 51.9 ms (162 ms), +q 1.17 ms (6.54 KB) *2
4 kdd-japan.Sacramento.cw.net (204.70.120.6)
| 210 Mb/s, 2 us (162 ms), +q 1.06 ms (27.7 KB)
5 203.181.96.21 (203.181.96.21)
| 37 Mb/s, 35 us (162 ms)
6 203.181.96.42 (203.181.96.42)
| 33 Mb/s, 132 us (163 ms), +q 1.01 ms (4.21 KB)
7 210.132.92.226 (210.132.92.226)
| 58 Mb/s, 322 us (164 ms), +q 1.28 ms (9.32 KB) *2
8 galaxy-cata1.kcom.ne.jp (203.141.161.3) -> 203.141.161.3 (1)
| 1.4 Mb/s, 3.78 ms (180 ms)
9?203.141.163.74 (203.141.163.74)
| 5.4 Mb/s, -31 us (182 ms)
10 www.interop.co.jp (210.135.48.132)
10 hops, rtt 167 ms (182 ms), bottleneck 1.4 Mb/s, pipe 30893 bytes
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
58
今日の問題
ＴＣＰの実装の問題（S.
Dawson, V. Paxson,
IETF TCP Implementors BOF）
ＷＥＢサーバの輻輳無視、ＨＴＴＰとＴＣＰの
相性
ＩＸや国際回線でのパケットロス（１％で影
響）
ルーティングの不安定、多数の代替経路
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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今後の計測ツールに求められるもの
経験、知識を使った、より高度な判断で、
ユーザを支援
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
60
ルーティングの危機 (IPMA )
AADS BGP Routing Updates (3/17/96 - 3/1798)
12,000,000
Number of Updates
10,000,000
8,000,000
with
6,000,000
ann
4,000,000
2,000,000
3/17/98
1/17/98
11/17/97
9/17/97
7/17/97
5/17/97
3/17/97
1/17/97
11/17/96
9/17/96
7/17/96
5/17/96
3/17/96
0
Date
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
62
AADS Routing Updates (11/97 - 7/98)
1,400,000
Number of Updates
1,200,000
1,000,000
800,000
600,000
400,000
200,000
5/7/98
4/23/98
4/9/98
3/26/98
3/12/98
2/26/98
2/12/98
1/29/98
1/15/98
1/1/98
12/18/97
12/4/97
11/20/97
11/6/97
10/23/97
10/9/97
9/25/97
9/11/97
0
Date
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
63
Break Down of Repeat BGP Ann at Mae-East
180
140
120
Comm
Aggregator
100
NextHop
Origin
80
Med
ASPath
60
40
20
85
81
77
73
69
65
61
57
53
49
45
41
37
33
29
25
21
17
13
9
5
0
1
Normalized Number of Events
160
Day
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
64
ネットワークの性能改善へのヒント
プロバイダのバンド幅のチェック（pathchar)
最新のＴＣＰソフトの利用、適切な設備計画
ネットワークやルータの負荷（MRTG,
SNMP)
トラフィックの把握
(NetFlow, RMON)
ルーティング、トポロジの把握 (IPMA/CAIDA）
計測（プルーブ）マシンの準備 (NIMI, CSG)
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
65
参考になるＵＲＬ
Research and Standards
http://www.ietf.org/html.charters/ippm-charter.html
http://www.caida.org
http://www.merit.edu/~ipma
Commercial Vendors
http://www.inverse.net
http://www.keynote.com
http://www.vitalsigns.com
C02
Internet Performance Measurement and Analysis
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