ネットワーク性能評価

1. ネットワーク性能評価

2. インターネットのモデル パケットの流れ

3. ルーターの構造 ルーターとは、パケットと中継する装置

4. 待ち行列モデル 銀行の窓口 客の到着 客の待ち行列 サービス終了した客 8 MbpsのADSLでは、 1バイトを送信するのに 1 μsecかかる 伝送装置 時間 パケットの 待ち行列 パケットの到着 伝送路上へ送信 記号 待ち行列 サーバー

5. 待ち行列のネットワークの性能 • Aを出発してから、Bに到着するまでの時間 • 待ち行列が非常に長くなることを「輻輳」と呼ぶ A B

6. 滞在時間の計算（課題１，２） (到着から出るまでの時間) 到着 退去 • 「滞在時間(D3)」＝「待ち時間(W3)」＋「サービス時間(S3)」 • 「サービス時間(S3)」＝「パケット長(L3)」÷「伝送速度(C)」 • 待ち時間の計算 W4=max(W3+S3-(t4-t3),0) • W4=W3+S3– (t4-t3)の場合 • W4=0の場合　 W３ S３ 時間 W4 t３ t４ W３ S３ 時間 3番目のパケット到着時間 t４ t３ ４番目のパケット到着時間

7. 到着間隔 が指数 サービス 間隔が指数 サーバー が１っ 行列長制限なし 待ち行列理論（M/M/1/∞モデル） μ λ • トラヒック負荷 ρ=λ／μ • パケットの到着率λ (到着間隔は平均１／λの指数分布) • パケットのサービス率μ (退去間隔は平均１／μの指数分布) • 滞在時間の平均値D • D=(D1+D2+・・・+Dn)/n • Di=パケットiの滞在時間 • 標本数nを大きくすると、Dはある値に近づく 。 • D → ρ／λ（１－ρ） 、n→∞ 指数分布

8. シミュレーション・プログラム（route.c) λ：到着率 μ：サービス率 パケットの流れ … 待ち行列0 待ち行列1 待ち行列n

9. 課題１－４ • シミュレーションの動作を理解する 課題１：　パケットの滞在時間をexcelを使って求める。 課題２：　次に、シミュレーションによる滞在時間の計算結果とexcelの結果が一致していることを確認する • 理論式とシミュレーション結果の比較する 課題３：　理論式をグラフにする 課題４：　シミュレーションを実行し、理論式と計算結果が一致することを確認する • エクセルを使ってグラフを作成する • エクセルの例はWebページにある

10. 実験課題の実行 • Tera Termを使ってサーバに入る • ショートカットをダブルクリック • sshを選択 • User nameは、座席毎に異なる • Linuxコマンド、emacsコマンド参照 • cd cver/route 　　　　 （route.cがあるディレクトへ移動) • ls 　　　　　　　 　　　 （ディレクトリの中身を見る） • makefileとroute.cがあることを確認 • cp route.c route.c-org （route.cのバックアップ） • make (route.cをコンパイルする) • ./route （routeを実行する） • emacs route.c （route.cを修正する） • 修正後、保存する　（crl-x crl-s） • 資料に従って、route.cを修正する 資料に従って、5→6→7→5 →…を繰返す

11. Linux Emacsの注意 • Linux • cp route.c-org route.c（バックアップからroute.cを元に戻す） • その他　pdfファイル（６ページ　 A.１参照） • emacs route.c • 矢印キー（カーソルの移動） • crl-x crl-s（route.cを保存する） • crl-x crl-c（emacsを終了する） • その他　pdfファイル（７ページ　A.2参照）

12. 統計的信頼性 • 同じ計算を１０回行う • 滞在時間（x1,x2,…,x10）の統計量 • 滞在時間の標本平均X • 滞在時間の標本分散s2 • 母平均（m）の信頼区間（信頼水準99％） • 信頼区間=[X-3.25s/100.5, X+3.25s/100.5] 平均滞在時間 信頼区間 幅＝3.25s/100.5 Ｘ 幅＝3.25s/100.5 標本平均 ρ 0.2 0.4 0.6 0.8

13. 到着の「ばらつき」 • 「ばらつき」が大きい程、待ち時間が長くなる • 分散係数Cb（ばらつきの尺度）　 • Cb=標準偏差／平均 • 指数分布　Cb=１、超指数分布　Cb>１ • パケット到着間隔分布を超指数分布を使う 銀行の窓口 ばらつき大

14. 優劣の比較 • 優劣が明瞭：　 信頼区間が重ならない　　　 • 優劣が不明瞭：　信頼区間が重なる × 平均滞在時間 Aの滞在時間 Bの滞在時間 × × × × 重なり × ρ ρ1 ρ2 ρ3

15. ルータの性能 • 平均滞在時間を３以下にしたい。最大何台のコンピュータからのパケットを処理出来るか？ 平均滞在時間≦3 平均滞在時間 μ=1 0.1 3 0.1 0.1 λ=0.1×n ρ=λ/μ 0.1×6 0.1×7 ルータ n台のコンピュータ 6台 7台

16. 計算の一括処理 • 変数の値をrouteの引数とする • 変数roとseedの値を実行時指定 • 例　./route 0.2 1 • シェルプログラミング • 引数の異なるrouteプログラムを一括して実行 • 実験ⅣのWebページ参照

17. 実験終了後の手順 • サーバ上で作成したファイルはそのままにしておいて下さい（実験終了後、削除します）。 • 実験で作成した（excel等の）ファイルは、（USBメモリ等にセーブした後）削除して下さい。 • Windowsを終了させて、退席して下さい。 • レポートは、wordで作成し、ファイル名に学籍番号と名前を入れてください。 • レポートは、一週間後の１７:00までに、 Wingnetを使って提出して下さい。 • 提出期限が過ぎた場合減点となります。Wingnetの期限切用のフォルダへ入れてください。

18. 実験課題の実行(Calc) • Tera Termを使ってサーバに入る • ショートカットをダブルクリック • ssh ホスト名：　calc.bene.fit.ac.jp • ユーザ名、パスワードを入れる • cp /home/inst/oida/cver-calc.tar.Z . • zcat cver-calc.tar.Z | tar xvf - • cd cver/route 　　　　 （route.cがあるディレクトへ移動) • ls 　　　　　　　 　　 （makefileとroute.cがあることを確認） • cp route.c route.c-org （route.cのバックアップ） • make (route.cをコンパイルする) • ./route （routeを実行する） • emacs route.c （route.cを修正する） • 修正後、保存する　（crl-x crl-s） • 資料に従って、route.cを修正する 資料に従って、5→6→7→5 →…を繰返す