Transcript Mobile IPv6

マルチホームMobile IPv6における
通信品質の分析
Fast Handover in Mobile IPv6 using SCTP
February 5th, 2010
片桐 友之助 (Tomonosuke KATAGIRI)
早稲田大学大学院 基幹理工学研究科 情報理工学専攻
後藤 滋樹研究室 修士2年
[email protected]
Agenda
2

研究概要
 研究背景
 Mobile
IPv6
 SCTP
 研究目的

実証実験
 実験結果
 考察

まとめ
2010.02.05 修士論文審査発表
1.
2.
3.
研究概要
実証実験
まとめ
研究の背景
4


モバイル端末の通信継続性やIP mobilityを保持する
仕組みが求められている
Mobile IPv6 (MIPv6)
Network layer protocol
 移動によるIPアドレスの変化を上位層から隠匿




WLAN, 3G, WiMax, Bluetooth…
Multiple Interfaces


Home AgentがMobile Nodeの所在（CoA）を把握し、
Correspondent Nodeとの通信を仲介
May, 2009 IETF WG chartered
SCTPへの注目が高まっている


Transport layer protocol
複数のインターフェースをサポート
2010.02.05 修士論文審査発表
Stream Control Transmission Protocol
5

3rd transport layer protocol ratified by IETF



マルチホーミング機能をサポート


RFC2960 cf.) TCP, UDP
輻輳制御を行い、到着順序を保証する信頼性のあるメッ
セージ転送を行う
通信路を多重化する（IPを複数持つ）ことで、いずれかの
通信路が通信不能になった場合でも、ほかの通信路を介し
て通信を継続できる
パスのスイッチ




パケット送信後RTO秒後迄にSACKを受信しないと再送実
施
再送回数がPMR回に達するとパスをスイッチ
RTO (Retransmission Timeout)
PMR (Path Max Retransmission)
2010.02.05 修士論文審査発表
マルチホーミング
6
Network0
if0
if1


if0
Network1
if1
フェイルオーバー（パスの切り替え）に要する時間 t =
エラーカウンタがPMRを越えるまでのRTO.MAXの
合計
例）RTO.MAX=60 sec、PMR=5回

t = 1+2+4+8+16+32 = 63 sec
2010.02.05 修士論文審査発表
既存手法の問題点
7

Mobile IPv6




ハンドオーバー
UDP：パケットの欠落
TCP：HAにCoAを１つしか
登録できない
SCTPの適用




マルチホーミングをサポート
通信路を冗長化
HAに複数のCoAを登録できる
ハンドオーバー時間の短縮
表：SCTPパラメータの推奨値
(RFC2960)
パラメータ
推奨値
Path.Max.Retrans (PMR)
5回
RTO.MAX
60秒
RTO.MIN
1秒
RTO.Initial
3秒
H.B.Interval
30秒

Mobile IPv6 using SCTP


推奨値を用いるとパスの切
り替えに63秒かかる
1つのパスのみを介した通
信
2010.02.05 修士論文審査発表
研究テーマ
8
マルチホームMobile IPv6における
通信品質の分析
研究目的

SCTPのフェイルオーバーメカニズムを用いた
Mobile IPv6に対する通信品質の評価する

RTOやPMRなどSCTPのパラメータのハンドオフ
に与える影響を調査し、最適なパラメータを提案
する

複数のパスを同時に利用して通信を行う手法
2010.02.05 修士論文審査発表
1.
2.
3.
研究概要
実証実験
まとめ
実証実験
10







Network Simulator 2によるシュミレーション
実験1：MIPv6をTCPとSCTPに適用したものを比
較
実験2：MIPv6をSCTPに適用し、PMRと
RTO.MAXを
変更
実験3：実験2を無線が密集した環境下で実施
実験4：Mobile IPv6をSCTP/CMTに適用
実験5：実験5を無線が密集した環境下で実施
測定項目

Throughput
2010.02.05 修士論文審査発表
シミュレーション開始時の座標位
置
11
[m] y
2000
IEEE802.11b、
11Mbps
BS5
CN
800
BS2
BS4
BS1
BS3
200
800
200
0
MN (IF0, IF1)
x
2000 [m]
2010.02.05 修士論文審査発表
実験1
12



TCPおよびSCTP上でMIPv6を動かす
ThroughputとSequence Numberの推移を測定
6 sec～
 CN→MNにパケット送信
 FTP

1500byte
10 sec～
(m/s) でBS3からBS2への移動開始
 無線のオーバーラップ領域なし
 MNが3

シミュレーション時間：300 sec
2010.02.05 修士論文審査発表
実験1結果
13
ハンドオーバーに要する時
間
TCP ：25.218秒
SCTP：19.548秒

CoAの登録


TCP ：1
つ
SCTP：２
つ
図：MN側で測定したスループット
図：シーケンス番号の推
移
図：MN側で測定したスループット
実験2
14



SCTP上でMIPv6を動かす
PMRを0～5、RTOを1~60に変化させてハンド
オーバーに要する時間を測定
6 sec～
 CN→MNにパケット送信
 FTP

1500byte
10 sec～
 MNのIF0、IF1がBS3からBS2へ3
(m/s) で移動開
始
 無線のオーバーラップ領域なし

シミュレーション時間：300 sec
2010.02.05 修士論文審査発表
動作イメージ
CN
15
BS4
BS2
MN
BS1
BS3
2010.02.05 修士論文審査発表
6秒の短縮
→PMRを小さく設定＝再送回数を少なくする
→RTO.MAXを小さく設定＝再送タイムアウトを短く
する
→プライマリパスがINACTIVEと素早く判断する
実験2結果
16
PMR
表：ハンドオーバーに要した時間
[sec]
RTO.MAX
60
15
10
5
1
5
19.549
19.549
19.549
17.549
13.549
4
19.549
19.549
19.549
17.549
13.549
3
15.549
15.549
15.549
15.073
13.549
2
15.549
15.549
15.549
15.073
13.549
1
13.7479
13.7479
13.7479
13.549
13.549
0
13.7479
13.7479
13.7479
13.549
13.549
2010.02.05 修士論文審査発表
実験3
17




SCTP上でMIPv6を動かす
Throughputの推移を測定
PMRを0～5、RTOを1~60に変化させてハンド
オーバーに要する時間を測定
6 sec～
CN→MNにパケット送信
 FTP 1500byte


10 sec～
MNのIF0がBS2、IF1がBS4へ3 (m/s) での移動開始
 無線のオーバーラップ領域あり


シミュレーション時間：300 sec
2010.02.05 修士論文審査発表
動作イメージ
CN
18
BS4
BS2
MN
BS1
BS3
2010.02.05 修士論文審査発表
実験3結果
19
2秒の短縮
→PMRを小さく設定＝再送回数を少なくする
→RTO.MAXを小さく設定＝再送タイムアウトを短
くする
→プライマリパスがINACTIVEと素早く判断する
表：ハンドオーバーに要した時間
[sec]
PMR
RTO.MAX
60
15
10
5
1
5
5.696
5.696
5.696
5.696
4.996
4
5.696
5.696
5.696
5.696
4.996
3
5.696
5.696
5.696
5.696
4.624
2
5.696
5.696
5.696
5.696
3.696
1
5.696
5.696
5.696
5.696
3.515
0
5.696
5.696
5.696
5.696
3.515
2010.02.05 修士論文審査発表
実験3結果
3.515秒で通信再開 (PMR=0, RTO.MAX=1の場合)
・CoAを2つ使用
・インターフェースを1つずつ使用
20
図：MN側で測定したスループット
(SCTP)
2010.02.05 修士論文審査発表
実験4
21



SCTP/CMT上でMIPv6を動かす
Throughputの推移を測定
6 sec～
 CN→MNにパケット送信
 FTP

1500byte
10 sec～
(m/s) での移動開始
 実験2と同様、無線のオーバーラップ領域なし
 MNのIF0、IF1がBS2へ3

シミュレーション時間：300 sec
2010.02.05 修士論文審査発表
実験4結果
22
15.704秒で通信再開
・CoAを4つ使用
・インターフェースを2つ同時
使用
片方が切断されても通信継続可
能
図：MN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験５
23



SCTP/CMT上でMIPv6を動かす
ThroughputとSequence Numberの推移を測定
6 sec～
 CN→MNにパケット送信
 FTP

1500byte
10 sec～
 MNのIF0がBS2、IF1がBS4へ3
(m/s) での移動開
始
 実験3と同様、無線のオーバーラップ領域あり

シミュレーション時間：300 sec
2010.02.05 修士論文審査発表
実験5結果
24
3.970秒で通信再開
・CoAを4つ使用
・インターフェースを2つ同時
使用
図：MN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
1.
2.
3.
研究概要
実証実験
まとめ
結論
26

SCTPをMobile IPv6に適用
 TCPよりもシームレスな通信を行うことができる

PMRとRTO.MAXのパラメータを調整
 ハンドオーバーに要する時間を短縮できる

CMT機能を拡張したSCTPを導入
 さらに高速なハンドオーバーを実現できる
 1つのパスがダウンしても別のパスを介して通信
継続
2010.02.05 修士論文審査発表
THANK YOU FOR
YOUR ATTENTION.
補足資料（実験）
ネットワークトポロジ
29
CN
100Mb, 1.80ms
100Mb, 1.80ms
100Mb, 1.80ms
100Mb, 1.80ms
100Mb, 1.80ms
100Mb, 1.80ms
MN
2010.02.05 修士論文審査発表
NS-2無線の設定（ IEEE802.11b ）
30







Mac/802_11 set SlotTime_ 0.000020 ;# 20us
Mac/802_11 set SIFS_ 0.000010 ;# 10us
Mac/802_11 set PreambleLength_ 144 ;# 144 bit
Mac/802_11 set PLCPHeaderLength_ 48 ;# 48 bits
Mac/802_11 set PLCPDataRate_ 1.0e6 ;# 1Mbps
Mac/802_11 set dataRate_ 11.0e6 ;# 11Mbps
Mac/802_11 set basicRate_ 1.0e6 ;# 1Mbps
2010.02.05 修士論文審査発表
実験1
31





IEEE802.11b、11Mbps
TCPおよびSCTP上でMIPv6を動かす
シミュレーション時間：300 sec
ThroughputとSequence Numberの推移を測定
6 sec～
 CN→MNにパケット送信
 FTP

1500byte
10 sec～
 MNが3
(m/s) でBS3からBS2への移動開始
2010.02.05 修士論文審査発表
実験1結果
32
図：MN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験1結果
33
図：CN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験1結果
34
図：CN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験1結果
35
図：シーケンス番号の推
移
2010.02.05 修士論文審査発表
実験2
36






IEEE802.11b、11Mbps
SCTP上でMIPv6を動かす
シミュレーション時間：300 sec
ThroughputとSequence Numberの推移を測定
PMRを0～5、RTOを1~60に変化させてハンドオー
バーに要する時間を測定
6 sec～



CN→MNにパケット送信
FTP 1500byte
10 sec～

MNのIF0とIF1がBS3からBS2へ3 (m/s) で移動開始
2010.02.05 修士論文審査発表
動作イメージ
CN
37
MN
2010.02.05 修士論文審査発表
実験2結果
38
PMR
表：ハンドオーバーに要した時間
[sec]
RTO.MAX
60
15
10
5
1
5
19.549
19.549
19.549
17.549
13.549
4
19.549
19.549
19.549
17.549
13.549
3
15.549
15.549
15.549
15.073
13.549
2
15.549
15.549
15.549
15.073
13.549
1
13.7479
13.7479
13.7479
13.549
13.549
0
13.7479
13.7479
13.7479
13.549
13.549
2010.02.05 修士論文審査発表
実験3
39






IEEE802.11b、11Mbps
SCTP上でMIPv6を動かす
シミュレーション時間：300 sec
ThroughputとSequence Numberの推移を測定
PMRを0～5、RTOを1~60に変化させてハンドオー
バーに要する時間を測定
6 sec～



CN→MNにパケット送信
FTP 1500byte
10 sec～

MNのIF0がBS2、IF1がBS4へ3 (m/s) での移動開始
2010.02.05 修士論文審査発表
動作イメージ
CN
40
MN
2010.02.05 修士論文審査発表
実験3結果
41
表：ハンドオーバーに要した時間
[sec]
PMR
RTO.MAX
60
15
10
5
1
5
5.696
5.696
5.696
5.696
4.996
4
5.696
5.696
5.696
5.696
4.996
3
5.696
5.696
5.696
5.696
4.624
2
5.696
5.696
5.696
5.696
3.696
1
5.696
5.696
5.696
5.696
3.515
0
5.696
5.696
5.696
5.696
3.515
2010.02.05 修士論文審査発表
実験結果3
42
図：MN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験結果3
43
図：CN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験4
44





IEEE802.11b、11Mbps
SCTP/CMT上でMIPv6を動かす
シミュレーション時間：300 sec
ThroughputとSequence Numberの推移を測定
6 sec～
 CN→MNにパケット送信
 FTP

1500byte
10 sec～
 MNのIF0、IF1がBS2へ3
(m/s) での移動開始
2010.02.05 修士論文審査発表
実験4結果
45
図：MN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験4結果
46
図：CN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験５
47





IEEE802.11b、11Mbps
SCTP上でMIPv6を動かす
シミュレーション時間：300 sec
ThroughputとSequence Numberの推移を測定
6 sec～
 CN→MNにパケット送信
 FTP

1500byte
10 sec～
 MNのIF0がBS2、IF1がBS4へ3
(m/s) での移動開
始
2010.02.05 修士論文審査発表
実験5結果
48
図：MN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
実験5結果
3.970秒で通信再開
cf.) 実験1→19.548秒
(PMR=5, RTO.MAX=60の場合)
49
図：シーケンス番号の推
2010.02.05 修士論文審査発表
実験5結果
50
図：CN側で測定したスループット
2010.02.05 修士論文審査発表
今後の課題
51



異なる無線通信規格間の移動
他のSCTPパラメータを考慮した検証
実機における実装
2010.02.05 修士論文審査発表
補足資料（技術説明）
研究の背景1
53



iPhone、Blackberry、ネットブックなどのモバイル端末
の普及拡大
モバイル端末の通信継続性やIP mobilityを保持する仕組
みが求められている
Mobile IPv6 (MIPv6)
Network layer protocol
 移動によるIPアドレスの変化を上位層から隠匿


Home AgentがMobile Nodeの所在（CoA）を把握し、
Correspondent Nodeとの通信を仲介
移動透過性
 着信可能性

2010.02.05 修士論文審査発表
研究の背景2
54

Multiple wireless network access technology
(WLAN, 3G, WiMax, Bluetooth…)
 ハンドオーバーのマネジメントが重要に

Multiple Interfaces
 May,


2009 IETF WG chartered
医療現場・戦場でのモバイル端末の利用
 人命を左右するシーン
 シームレスで、耐障害性の高い通信
SCTPへの注目が高まっている
Transport layer protocol
 複数のインターフェースをサポート

2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv6
55




2004年7月：RFC3775
通信を継続したままネットワーク間の移動が可能
ノードの移動透過性をネットワーク層において保
障するプロトコル→移動を隠匿
Home Address


Home Agent （HA）


永続的なIPv6アドレス
Foreign Link上のMNに対し、パケットを転送する
TCP、UDP
エンドポイントの識別にIPアドレスを利用
 IPアドレスが変わると通信を一時的に継続できない

2010.02.05 修士論文審査発表
移動透過性・着信可能性
56

移動によるセッション切断を回避
 移動してもあらゆるセッションを保持できる
 FTP、NFS
 レイヤ３（ネットワーク層）

移動ノードに対する発呼が可能
 移動ノードの現在位置を意識することなく、移動
ノードと通信できる
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv6
1.1.0
57
Correspondent Node
Internet
Foreign Link
Home Link
3.1.0
Home Agent
2.1.0
Mobile Node
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv6
1.1.0
58
Correspondent Node
Internet
Binding Update
Home Link
3.1.0
Home Agent
Foreign Link
Binding Update
2.1.0
Mobile Node
2010.02.05 修士論文審査発表
MNのForeign Link移動時の処理1
59
図：CoA の自動取得
図：HA の自動探索
（DHAAD）
2010.02.05 修士論文審査発表
MNのForeign Link移動時の処理2
60
図：HA に対するBinding
Update
図： CN に対するRRP
（RRP）
2010.02.05 修士論文審査発表
MNのForeign Link移動時の処理3
61
図： CN に対するRRP
（RRP）
図： CN に対するBinding
Update
2010.02.05 修士論文審査発表
MN のForeign Link 移動後の処理1
62
図CN によるBinding 情報更新要求
（BRR）
図： CN に対するRRP
（RRP）
2010.02.05 修士論文審査発表
MN のForeign Link 移動後の処理2
63
図： CN に対するRRP
（RRP）
図： CN に対するBinding
Update
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv6用語１
64

Mobile Node （MN）


Correspondent Node （CN）


MNに割り当てられる不変のIPアドレス
Care of Address （CoA）


MNの通信相手となるノード
Home Address （HoA）


ネットワーク間を移動するノード
MNが移動先のサブネットで使用する一時的なアドレ
ス
Home Link

MNがもともと接続しているネットワーク
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv6用語２
65

Foreign Link
 MNの移動先のネットワーク

Binding
 HoAとCoAの関係を示す情報

Binding Update
 Bindingの登録および更新
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv6用語３
66

Dynamic Home Agent Address Discovery
 動的にHAを探索するAnycast通信

Home Test Init （HoTI）
 MNが行う、HAを経由する冗長経路を用いたCN
に対する経路認証要求

Care of Test Init （CoTI）
 MNが行う、CoAによる直接経路を用いたCNに対
する経路認証要求
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv6用語４
67

Home Test （HoT）


Care of Test （CoT）


CNが行う、CoAによる直接経路を利用したCoTIに対
する経路認証応答通信
Binding Refresh Request (BRR)


CNが行う、HAを経由する冗長経路を利用したHoTIに
対する経路認証応答通信
CNが行う、MNに対するBinding情報の更新要求
Return Routability Procedure (RRP)

MN、CN間で行う、一連の経路認証処理全体
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPの必要性
68


ノードがネットワーク上を移動可能
DHCP、PPPを使用
 IPアドレスの変更が発生

ノードの発見が困難
 MNに対して発呼ができない


移動したらセッションを維持できない
IPアドレスに依存した制御が不可能
2010.02.05 修士論文審査発表
Mobile IPv4
69

Foreign LinkにForeign Agent
 移動の通知
 登録要求

cf.) port 434 UDP
移動の検知
 HA、FAによるエージェント広告
2010.02.05 修士論文審査発表
MIPv4とMIPv6
70



Foreign Agentの有無
HAのアドレス自動発見
経路最適化の有無
 セキュリティの確保：Return

Routability
制御メッセージ
 v4⇒UDP
 v6⇒新設のMobility
Header
2010.02.05 修士論文審査発表
SCTP
71



コネクション型通信で輻輳制御を行い、到着
順序を保証する信頼性の高いトランスポート
層のプロトコル
2000年10月：IETFにてRFC2960として標準
化
特徴
 マルチホーミングのサポート
 マルチストリーミングのサポート
 メッセージ指向、メッセージの境界を維持
 信頼性の高い順序どおりのデータ配送
2010.02.05 修士論文審査発表
マルチホーミング
72



エンドホストが複数のIPアドレスを持つことが
可能
複数の経路を1つのアソシエーションとして認
識
一方の経路が切断された場合、
 アソシエーションに含まれる別の経路を用いて通
信を継続することができる
 通信の冗長性を確保することができる
2010.02.05 修士論文審査発表
マルチストリーミング
73



1つのアソシエーションの中で複数の独立した
チャンクのストリームを並行して流せる
同時並行にデータ転送が可能
e.g.)
 Webページののテキスト情報
 Webページの画像
出典： 「SCTPによるネットワーキングの向上」
http://www.ibm.com/developerworks/jp/linux/library/l-sctp/
図：SCTPアソシエーションとストリーム
2010.02.05 修士論文審査発表
SCTPアソシエーションの確立
74
Host A
Host B
INIT
INIT-ACK
COOKIE-ECHO
4 way
handshake
COOKIE-ACK
2010.02.05 修士論文審査発表
（参考）TCPアソシエーションの
確立
75
Host A
Host B
SYN
SYN-ACK
3 way
handshake
ACK
2010.02.05 修士論文審査発表
SCTP におけるデータ転送
76
Host A
Host B
Data (TSN=1)
Data (TSN=2)
Data (TSN=3)
SACK (TSN=1, 2)
Data (TSN=3)
SACK (TSN=3)
2010.02.05 修士論文審査発表
SCTP アソシエーションの開放
77
Host B
Host A
SHUTDOWN
SHUTDOWN-ACK
SHUTDOWN-COMPLETE
2010.02.05 修士論文審査発表
パスのスイッチオーバーメカニズ
ム1
78





プライマリパス：データ転送用
セカンダリパス：バックアップ用経路
プライマリパスを利用中にデータチャンクがロス
し、SACKチャンクを受信せずにいると、直前の
データチャンク送信からRetransmission Timeout
(RTO) が経過してから再送される
バイナリバックオフアルゴリズムに従い、RTOを
前回の2倍に設定する
エラーカウンタがPath Max Retransmission
(PMR) を超えると、プライマリパスを到達不能状
態（INACTIVE）とし、到達可能状態（ACTIVE）
のセカンダリパスを介した通信に切り替える。
2010.02.05 修士論文審査発表
パスのスイッチオーバーメカニズ
ム2
79



プライマリパスへの切り替え
プライマリパスをINACTIVE と判断すると、ホス
トはHEARTBEATチャンクを送信し、パスの到達
性を確認する
HEARTBEATチャンクを送信する間隔Hi

パスがACTIVE かつIDLE 状態の場合


Hi = RTOi + H.B.Interval(1 + α)
パスがINACTIVE 状態の場合

Hi = RTO.Initial + H.B.Interval(1 + α)
＃αは-0.5 ～ 0.5 の範囲のランダムな値
2010.02.05 修士論文審査発表
SCTPのパラメータ
80


ハンドオーバーに影響を与えるパラメータ
RTO (Retransmission Time Out)
 TCPの再送タイムアウトと同じ

PMR (Path Max Retransmission)
 再送回数の最大値
 PMRの値に達すると、宛先のアドレスをinactive
にする
2010.02.05 修士論文審査発表
MN
HA
Binding Update
Binding ACK
Binding Update
Binding ACK
81 IF
0
IF 1
addr A HoA - CoA
2010.02.05 修士論文審査発表
CN
SCTPを利用したMobile IPv6
82
Mobile Node
Home Agent
Correspondent Node
Binding Update
Binding ACK
Session Established
SCTP association
change to Addr A
Binding Update
Binding ACK
SCTP association
change to HoA
IF B
IF A
addr A HoA - CoA
2010.02.05 修士論文審査発表
CMT
83

Concurrent Multipath Transfer （CMT）
 SCTPの拡張機能
 マルチホーム環境においてデータの送信元から送
信先への複数の経路を同時に利用してデータを転
送する技術
 複数のネットワークインターフェースをすべて活
用することで、マルチホーミングの機能を最大限
に活かす
2010.02.05 修士論文審査発表
その他SCTPのパラメータ1
84

Agent/SCTP set debugMask_ 0 # 32-bit mask for modular toggle debugging control (see explanation);

Agent/SCTP set debugFileIndex_ -1 # specifies debugging output file (see explanation);

Agent/SCTP set associationMaxRetrans_ 10# RFC2960's Association.Max.Retrans;

Agent/SCTP set pathMaxRetrans_ 5 # RFC2960's Path.Max.Retrans;

Agent/SCTP set changePrimaryThresh_ -1 # change primary if error count exeeds thresh (default infinite);

Agent/SCTP set maxInitRetransmits_ 8 # RFC2960's Max.Init.Retransmits;

Agent/SCTP set oneHeartbeatTimer_ 1 # toggle HB timer for each dest vs one for all dests;

Agent/SCTP set heartbeatInterval_ 30 # RFC2960's HB.interval in seconds;

Agent/SCTP set mtu_ 1500 # MTU in bytes including IP header;

Agent/SCTP set initialRwnd_ 65536 # initial receiver window in bytes (set on receiver side);

Agent/SCTP set initialSsthresh_ 65536 # initial ssthresh value in bytes;

Agent/SCTP set initialCwnd_ 2 # initial cwnd in multiple of (MTU - SCTP/IP headers);

Agent/SCTP set initialRto_ 3.0 # default initial RTO = 3 secs;

Agent/SCTP set minRto_ 1.0 # default min RTO = 1 sec;

Agent/SCTP set maxRto_ 60.0 # default max RTO = 60 secs;

Agent/SCTP set fastRtxTrigger_ 4 # 4 missing reports trigger fast rtx;
2010.02.05 修士論文審査発表
その他SCTPのパラメータ2
85

Agent/SCTP set numOutStreams_ 1 # number of outgoing streams;

Agent/SCTP set numUnrelStreams_ 0 # number of partially reliable streams (all grouped starting at stream 0);

Agent/SCTP set reliability_ 0 # k-rtx value of all partially reliable streams;

Agent/SCTP set unordered_ 0 # toggle all chunks are ordered/unordered;

Agent/SCTP set ipHeaderSize_ 20 # IP header size;

Agent/SCTP set dataChunkSize_ 1468 # includes data chunk header and restricted to 4 byte boundaries;

Agent/SCTP set useDelayedSacks_ 1 # toggle on/off delayed sack algorithm (set on receiver side);

Agent/SCTP set sackDelay_ 0.200 # rfc2960 recommends 200 ms;

Agent/SCTP set useMaxBurst_ 1 # toggle on/off max burst;

Agent/SCTP set rtxToAlt_ 1 # rtxs to which dest? 0 = same, 1 = alt, 2 = fast rtx to same + timeouts to alt;

Agent/SCTP set dormantAction_ 0 # 0 = change dest, 1 = use primary, 2 = use last dest before dormant;

Agent/SCTP set routeCalcDelay_ 0 # time to calculate a route (see explanation);

Agent/SCTP set routeCacheLifetime_ 1.2 # how long a route remains cached (see explanation);

Agent/SCTP set trace_all_ 0 # toggle on/off print all variables on a trace event;
2010.02.05 修士論文審査発表
Common SCTP Header
86
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Source Port
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Destination Port
Verification Tag
Checksum
2010.02.05 修士論文審査発表
Generic Chunk Header
87
0
1
2
3
4
5
6
7
Chunk 1 Type
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Chunk 1 Flag
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Chunk 1 Length
Chunk 1 Data
*******
Chunk N Type
Chunk N Flag
Chunk N Length
Chunk N Data
2010.02.05 修士論文審査発表
IEEE802.11b
88




IEEE(米国電気電子学会)でLAN技術の標準を
策定している802委員会が定めた無線LANの規
格の一つ
データ通信速度：約11Mbps
2.4GHz帯の電波(ISMバンド)の無線
11ｂのデメリット
 同じ2.4GHz帯の電波を使う電子レンジや医療用
機器、Bluetooth対応製品などが近くにあると電
波干渉で通信速度が落ちることがある
2010.02.05 修士論文審査発表
IEEE802.11a
89

IEEE(米国電気電子学会)でLAN技術の標準を
策定している802委員会が定めた無線LANの規
格の一つ
データ通信速度：54Mbps
5.2GHz帯

IEEE 802.11bとIEEE 802.11a間に互換性なし

11aのデメリット


 802.11bよりも格段に電力消費の多い
 機器コストが高い
 あまり普及していない
2010.02.05 修士論文審査発表
IEEE
90





米国電気電子学会
Institute of Electrical and Electronic Engineers
1963年にAIEE (American Institute of Electrical
Engineers：米国電気学会)とIRE (Institute of
Radio Engineers：無線学会)が合併して発足
本部：アメリカ合衆国
会員数：世界150カ国に38万人以上
2010.02.05 修士論文審査発表
FTP
91





File Transfer Protocol
ファイルの転送を行うための通信プロトコル
インターネットでよく使用されるプロトコルの1つ
である
FTPパケットサイズのデフォルト最大値：1460
bytes
MTU値のデフォルト：1500 bytes
2010.02.05 修士論文審査発表
補足資料（参考文献）
参考文献（1）
93














[1] 総務省u-Japan 政策
http://www.soumu.go.jp/menu_seisaku/ict/u-japan/index.html
[2] 総務省情報通信白書平成21 年版
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/h21/pdf/21honpen.pdf
[3] C. Perkins, “IP Mobility Support,” RFC2002, October 1996.
http://www.ietf.org/rfc/rfc2002.txt
[4] C. Perkins, “IP Mobility Support for IPv4”, RFC3220, January 2002.
http://www.ietf.org/rfc/rfc3220.txt
[5] D. Johnson, C. Perkins, J. Arkko, “Mobility Support in IPv6,” RFC3775, June 2004.
http://www.ietf.org/rfc/rfc3775.txt
[6] J. Arkko, V. Devarapalli, F. Dupont, “Using IPsec to Protect Mobile IPv6 Signaling
Between Mobile Nodes and Home Agents,” RFC3776, June 2004.
http://www.ietf.org/rfc/rfc3776.txt
[7] R. Stewart, Q. Xie, K. Morneault , C. Sharp, H. Schwarzbauer, T.Taylor, I. Rytina,
M. Kalla, L. Zhang, V. Paxson, “Stream Control Transmission Protocol,” RFC2960,
October 2000.
http://www.ietf.org/rfc/rfc2960.txt
2010.02.05 修士論文審査発表
参考文献（2）
94














[8] L. Coene, “Stream Control Transmission Protocol Applicability Statement,” RFC3257, April
2002.
http://www.ietf.org/rfc/rfc3257.txt
[9] R. Stewart, Ed., “Stream Control Transmission Protocol,” RFC4960, September 2007.
http://www.ietf.org/rfc/rfc4960.txt
[10] Mobility for IPv6(mip6)
http://www.ietf.org/html.charters/mip6-charter.html/
[11] IETF Multiple Interfaces (mif)
http://tools.ietf.org/wg/mif/charters
[12] Y. Nishida, “Quick Failover Algorithm in SCTP draft-nishida-sctp-failover-00,” IETF Internet
Drafts, December 2009.
http://tools.ietf.org/html/draft-nishida-sctp-failover-00
[13] The Network Simulator - ns2
http://www.isi.edu/nsnam/
[14] MobiWan: NS-2 extensions to study mobility in Wide-Area IPv6 Networks
http://www.inrialpes.fr/planete/pub/mobiwan/
2010.02.05 修士論文審査発表
参考文献（3）
95














[15] CentOS The Community ENTerprise Operating System
http://centos.org/
[16] The ns Manual
http://www.isi.edu/nsnam/ns/doc/
[17] README file for NS-2 SCTP module release 3.3
http://www.cis.udel.edu/~nekiz/sctp.pdf/
[18] Stream Control Transmission Protocol
http://en.wikipedia.org/wiki/SCTP
[19] SCTP, Stream Control Transmission Protocol
http://www.networksorcery.com/enp/protocol/sctp.htm
[20] SCTP packet structure
http://en.wikipedia.org/wiki/SCTP_packet_structure
[21] SCTP for Beginners
http://tdrwww.exp-math.uni-essen.de/inhalt/forschung/sctp_fb/
2010.02.05 修士論文審査発表
参考文献（4）
96









[22] SCTP によるネットワーキングの向上
http://www.ibm.com/developerworks/jp/linux/library/l-sctp/
[23] SCTP の特徴
http://www.asahi-net.or.jp/~AA4T-NNGK/ipttut/output/sctpcharacteristics.html
[24] John Fitzpatrich, Sean Murphy, John Murphy, “SCTP based Handover Mechanism for VoIP
over IEEE 802.11b Wireless LAN with Heterogeneous Transmission Rates,” IEEE
Communications, Vol.5, pp.2054–2059, 2006.
[25] A. Kelly, GM. Muntean, P. Perry, J. Murphy, “Delay Centric Handover in SCTP over WLAN,”
Transactions on Automatic Control and Computer Science, Vol.49, No.63, pp.1–6, 2004.
[26] Wesly M. Eddy, “At What Layer Does Mobility Belong,” IEEE Communications Magazine,
pp.155–159, 2004.
[27] Ryuji Wakikawa, Yoshifumi Nishida, Jun Murai, “The Use of SCTP Failover Mechanism for
Efficient Network Handover on Mobile IPv6,” IEEE International Symposium on Wireless
Communication Systems, 2006.
[28] Ken C.K. Tsang, Cho-Li Wand, Francis C.M. Lau, “Handoff Performance Comparison of
Mobile IP, Fast Handoff and mSCTP in Mobile Wireless Networks,” The International Symposium
on Parallel Architectures, Algorithms, and Networks (I-SPAN), pp.45–52, 2008.
2010.02.05 修士論文審査発表
参考文献（5）
97







[29] Sherali Zeadally, Farhan Siddiqu, “An Empirical Analysis of Handoff Performance for SIP,
Mobile IP, and SCTP Protocols,” Wireless Personal Communications Vol.43, No.2, pp.589–603,
2007.
[30] R. Rajamani, S. Kumar, N. Gupta, “SCTP versus TCP:Comparing the Performance of
Transport Protocols for Web Traffic,” University of Wisconsin-Madison, 2002.
[31] Daan Pareit, Nele Gheysens, Tom Van Leeuwen, Ingrid Moerman, Walter Van Brussel, Ines
Clenjans, Wim Torfs, Peter De Cleyn, Chris Blondia, “QoS-enabled internet-on-train network
architecture:inter-working by MMP-SCTP versus MIP,” in Telecommunications, 2007. TST ’07. 7th
International Conference on ITS, pp.1–6, 2007.
[32] Shaojian Fu, Liran Ma, Mohammed Atiquzzaman, Yong-jin Lee, “Architecture and
performance of SIGMA: a seamless mobility architecture for data networks,” IEEE International
Conference on Communications, Vol.5, pp.3249–3253, 2005.
[33] Deguang Le, Xiaoming Fu, Dieter Hogrefe, “A Review of Mobility Support Paradigms for the
Internet,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol.8, No.1, pp.38–51, 2006.
[34] J. Iyengar, K. Shah, P. Amer, R. Stewart, “Concurrent MultipathTransfer Using SCTP
Multihoming,” Technical Report 2004-02, CISC Dept, Univ of Delaware, 2003.
[35] Janardhan R. Iyengar, Paul D. Amer, Randall Stewart, “Concurrent Multipath Transfer Using
Transport Layler Multihoming: Performance Under Varying Bandwidth Proportions,” IEEE Military
Communications Conference Vol.1, pp.238–244, 2004.
2010.02.05 修士論文審査発表
参考文献（6）
98







[36] Janardhan R. Iyengar, Student Member, IEEE, Paul D. Amer, Randall Stewart, “Concurrent
Multipath Transfer Using SCTP Multihoming Over Independent End-to-End Paths,” IEEE/ACM
Transactions on Networking Vol.14, No.5, pp.951–964, 2006.
[37] Preethi Natarajan, Nasif Ekiz, Paul D. Amer, Janardhan R. Iyengar, Randall Stewart,
“Concurrent Multipath Transfer using SCTP Multihoming: Introducing the Potentiallyfailed
Destination State,” Lecture Notes in Computer Science, 2009.
[38] Chung-Ming Huang, Ming-Sian Lin, Lik-Hou Chang, “The Design of Mobile Concurrent
Multipath Transfer in Multihomed Wireless Mobile Networks,“ The Computer Journal, 2009.
[39] Hongbo Shi, Tomoki Hamagami, “Cross-Layer Routing Method for the SCTP with
Multihoming MIPv6,” 4th International Conference Access Networks, AccessNets 2009, Lecture
Notes in the Institute for Computer Sciences, Social-Informatics and Telecommunications
Engineering, vol37, Springer, February 2010. (in press)
[40] Hongbo Shi, Tomoki Hamagami, “Seamless Mobile Communication with MIPv6 for the
Ubiquitous E-Healthcare,” Proceedings of 4th International Symposium on Medical Information
and Communication Technology, ISMICT 2010, March 2010. (in press)
[41] 玉田妙子, “SCTP における通信媒体選択手法の検証および評価,” 九州工業大学情報工学部 電
子情報工学科特別研究報告, 2003.
[42] 西山尚志, 樫原茂, 飯田勝吉, 山口英, “SCTP パス切り替えに関する研究: プライマリパスの変
更,” The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Vol.102, No.693,
pp.71–76, 2003.
2010.02.05 修士論文審査発表
参考文献（7）
99







[43] 太田政宏, 西山尚志, 樫原茂, 飯田勝吉, 山口英, “SCTP のパス切り
替えに関する研究: パス切り替えの振動の調査,” The Institute of
Electronics, Information and Communication Engineers Vol.102, No.693,
pp.65–69, 2003.
[44] W.Richard Stevens, 井上尚司監訳, 橘康雄訳『詳解TCP/IPvol.1 プ
ロトコル』 ピアソンエデュケーション, 2000.
[45] 竹下隆史・村山公保・荒井透・苅田幸雄『マスタリングTCP/IP
入門編』 オーム社, 2002.
[46] Philip Miller, 苅田幸雄監訳『マスタリングTCP/IP 応用編』 オー
ム社, 2005.
[47] 後藤滋樹, 外山勝保『電子情報通信レクチャーシリーズイン
ターネット工学』 コロナ社, 2007.
[48] 銭飛, 『NS2 によるネットワークシミュレーション- 実験で学ぶ
QoS ネットワーク技術』 森北出版, 2006.
[49] 湧川隆次, 村井純, 『モバイルIP 教科書』 インプレスR&D, 2009.
2010.02.05 修士論文審査発表
参考文献（8）
100





[50] 塩津達郎, “Dynamic DNS を用いたMobile IPv6 ネット
ワークの最適化,” 早稲田大学大学院理工学研究科2004 年度
修士論文, 2005.
[51] 石井勇弥, “Mobile IPv6 における認証処理を利用した
Home Agent の障害発見の高速化,” 早稲田大学大学院理工学
研究科2006 年度修士論文, 2007.
[52] 福田浩章, “Mobile IPv6 における分散ホームエージェント
の実現,” 早稲田大学大学院理工学研究科2004 年度修士論文,
2005.
[53] 関宏規, “TCP/UDP 混在ネットーワークにおけるMobile
IPv6 Home Agent 選択法,” 早稲田大学大学院理工学研究科
2006 年度修士論文, 2007.
[54] 片桐友之助, “Mobile IPv6 におけるHome Agent の高速な
障害発見法,” 早稲田大学大学院基幹理工学研究科2007 年度
修士論文, 2008.
2010.02.05 修士論文審査発表
101
2010.02.05 修士論文審査発表