ホップ数と RTTに基づくP2Pダウンロード時間の短縮

早稲田大学 基幹理工学部 情報理工学科 後藤滋樹研究室

1G06R175-1 　藤岡　友也

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研究の背景• P2Pトラフィックの増加–インターネット・トラフィックの 8割

• 実際には P2P網と物理網（インターネット網）とのトポロジーの不整合による圧迫

• TCPパラメータを用いたピア間で自律分散的に物理網状態を予測–各自ピアが測定できスケーラビリティも維持

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研究の目的

• TCPパラメータを計測して最適なピアからファイルをダウンロード–ダウンロード時間の短縮

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提案手法（ 1）• ルータホップ数と RTTの組み合わせについてルータホップ数と RTTが最小の場合にはそのノードを選択–ともに最小のものが見つからない場合① ルータホップ優先方式② RTT優先方式

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提案手法（ 2）• ルータホップ数優先方式1. ダウンロード候補のピアとの RTTを測定2. RTTが平均以下のピアを選択3. 選択されたピアの中からルータホップ数が最小のものからダウンロード

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提案手法（ 3）• RTT優先方式1. ダウンロード候補のピアとのルータホップ数を測定

2. ルータホップ数が平均以下のピアを選択3. 選択されたピアの中から RTTが最小のものからダウンロード

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評価実験（ 1）• シミュレーションで評価–シミュレータは NS-2を使用

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シミュレーションのシナリオ

1. トポロジーを作成2. バックボーン・トラフィックを流す3. リクエスタ Aを発生させる4. あらかじめダウンロード先候補を 5個選択しそれらを B1～ B5とする

5. B1～ B5について TCPパラメータを測定6. 得られたデータをもとにダウンロード先を決定7. ダウンロード時間を測定

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シミュレーション条件

• ルータノード数は 100個• ルータ間リンク帯域は 50Mbps• ダウンロードファイルは 1.65MB

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トポロジーの作成• NS-2に付属の GT-ITMで作成

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バックボーン・トラフィック• 平均バースト長 0.5秒• 平均アイドル長 0.5秒• パケットサイズ 1KB• 生成レート 208.4Kbps

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計測する TCPパラメータについて

• ルータホップ数–あらかじめわかっているものとして制御に用いる

• RTT–計測期間 15秒、 1秒間隔で 1パケット転送して

RTTを測定– 4回の移動平均を制御に用いる–計測時間はダウンロード時間から除外

• 無制御–常に B1からダウンロード

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実験結果（ 1）• 実験結果は以下の表のようになった–ルータホップ数優先方式に比べて RTT優先方式のほうが効果が高い

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表 1 　各方式におけるダウンロード時間の結果制御方式 ダウンロード時間 割合

無制御方式 8.41 秒 100%

RTT 優先方式 2.61 秒 31%

ルータホップ数優先方式

3.83 秒 46%

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考察（ 1）• ルータホップ数の計測–ルータホップ数の少ない経路を選択することでネットワーク上の距離が短い経路からダウンロードネットワークの状態が直接的には求めることができないためボトルネックリンクを選択してしまう可能性あり

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考察（ 2）• RTTの計測– RTT が小さい経路であればボトルネックリンクである可能性は低く抑えられるボトルネックリンクの回避

– RTT の小さい経路は物理的な距離も短い物理的距離の短い経路を選ぶことができる

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考察（ 3）• 以上の理由により

– RTTを優先してピアを選択する RTT優先方式のほうがルータホップ数を優先するルータホップ数優先方式よりもダウンロード時間が短くなる

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まとめ• ルータホップ数と RTT を複合的に用いて制御することで、無制御にダウンロードする場合よりもダウンロード時間が短くすることができる

• RTT優先方式は特に効果が高い

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今後の課題• 実際のネットワークにおいて検証・評価• ほかの TCP パラメータを用いた検証• RTT の計測に工夫• ネットワークにかかる負荷や特定のリンクにかかる負荷などの検証

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