Diffserv における絶対的な品質保証法

Diffservにおける絶対的な品質保証法 M2論文ゼミ著者：玉城彰吾発表：石井勇弥

研究の背景、概要 従来通りの最善努力型(Best Effort)では、IP電話の普及などにより今後ますます増えるであろうリアルタイムアプリケーションの品質(Quality of Service)を保証できない。 Diffserv技術に注目 -Diffservによるリアルタイムパケットの相対保証による品質　劣化問題を指摘 -Diffservによる絶対保証の方法を提案

Diffserv技術 DSCP (DS Code Point) - トラフィック制御 PHB (Per Hop Behavior) - ノードの動作に関する規則 DSドメイン - DS対応ノードから構成される領域 • EF PHB • AF PHB • Default PHB

AF PHB の動作 • ４つのクラスと３つのレベルを設け、それぞれに DSCPを割り当てる ex : AF11・・・AF43 • 各クラスに最低保証帯域を割り当てる • 各クラス、レベルにパケット破棄率を設定する • ネットワーク輻輳時にはクラス間での相対的な保　証を実現 • レベル１のパケットを確実に伝送する(絶対保証)

キューイング方式 パケットの割り振り、送出などの管理はキューイングという方法により実現されている • CBQ (Class-Based Queuing) 　クラスごとに独立したキューをつくり、ラウンドロビンにより送出　パケットの送出間隔を測定、管理することで使用帯域を計測する　使用量超過が検出されたらスケジューラによりそのクラスからの送出が　スキップされることでトラフィックを抑えている　実験１，２で利用 • HFSC (Hierarchical Fair Service Curve) 　２つのサービスカーブ（サービス量と時間の傾き）を持つ　遅延と帯域割り当てを同時に保証するサービスカーブと、超過な帯域分　配をするサービスカーブを持つ（輻輳時、非輻輳時で帯域を動的に変更　可）　実験３で利用

相対保証の問題指摘 • 実験１ • AF11クラスにリアルタイムパケットを、AF21クラスに他のパケットを流す • 意図的にネットワークを輻輳させる仕組みにする • 　－最低保証帯域はAF11：AF21＝１：２ • 結果 • スループットは大幅に低下し、遅延は非常に大きくなった • 数値に注目すると、スループットは１：２、遅延時間は２：１ • 輻輳状態下においては相対的な保証しかできていないことを確認リアルタイムパケットの特性上、絶対的な保証が必要

絶対的な品質保証法の提案 AFクラスでは最低保証帯域を越えるとクラス間での相対的な保証しかできないが、最低保証帯域内では絶対的に保証される最低保証帯域から溢れたリアルタイムパケットを、他のレベル１クラスに流すという手法で絶対的な保証を実現

絶対的な品質保証法の提案 • 実験２ • AF11クラスにリアルタイムパケットを、AF22クラスに他の • パケットを流す • リアルタイムパケットがAF11クラスの最低保証帯域を溢れ • たらAF21クラスに流れるように設定 • 結果スループット(本実験ではAF11クラスとAF21クラスに流れたパケットを合わせたもの)は輻輳時でもほとんど低下しなかった遅延は大幅に改善された

絶対的な品質保証法の提案 • 実験３条件、方法は実験２と同じクラス分けキューイング方式にCBQの代わりにHFSCを用いる • 結果 • スループットは実験２と同じ結果が得られた • 帯域やクラスを動的に変えたことにより起こったと思われる揺らぎは見られた • 遅延は実験２よりさらに改善された

まとめ 提案した手法はスループット、遅延ともに大きな効果を表し、絶対的な保証が確認できた CBQに比べ、HFSCでは品質は良くなったが、動的なクラス、帯域の変更の際に乱れの生じる問題を抱えている課題としては、より多くのクラスを使った実験などをする必要がある UDPだけでなく、TCPに関しても行い、より大規模なネットワークでの実験も必要である

Diffserv における絶対的な品質保証法