プロトコル変換ゲートウェイPTGWの実証実験と評価

プロトコル変換ゲートウェイ PTGW の実証実験と評価岸田崇志 † 前田香織 ‡ 河野英太郎 ‡ 角田良明 † † 広島市立大学大学院情報科学研究科 ‡ 広島市立大学情報処理センター

発表概要 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

はじめに ,[object Object],[object Object],IP ストリーム伝送を行いやすい環境が整い実運用の段階に入りつつある実運用において新たな問題が生じている

実験プロジェクトを経て（平成13～14年度） ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

実験プロジェクトを経て（平成 15 ～ 16 年度） ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

活動を通して得た問題点と要求事項 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],IP ストリーム伝送へのニーズは非常に大きいしかし．．．

本研究がめざすもの ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],IP ストリーム伝送の利用場面を広げるためのプロトコル変換ゲートウェイ PTGW の開発

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],PTGW の設計（対象とする機能） ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

PTGWの動作概要 GW2 GW1 機能補完が必要なネットワーク Sender Receiver 冗長化ポート集約 V4/v6カプセル化パケット回復ポート集約解除 V4/v6脱カプセル化対向の PTGW を指定し，どのような機能補完を行うか指定するエンドシステムは通常の使用通り送信先を Receiver を指定しデフォルトゲートウェイは PTGW に向ける様々なテレビ会議システムで利用可能エンドシステムの仕様を変更する必要がない PTGW 1 PTGW 2 IP UDP PTGW IP Payload IP UDP PTGW IP Payload

開発環境と動作確認 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],1GB Memory Pentium 4 3.2GHz CPU Fedora core 2 (kernel 2.6.9) Redhat Linux 8.0 (kernel 2.4.28) OS

PTGWで使用可能なシステム ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],動作確認を行ったシステム市販のハードウェア製品広帯域を利用するシステム

PTGWの評価 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

実証実験Ⅰ - マルチキャストトンネル機能音声伝送システム MRAT(128kbps) Hiroshima Univ. Hiroshima City Univ. Saga Univ. Multicast Multicast Multicast 通信経路上の全てのルータがマルチキャスト通信に対応しておかなければならないマルチキャスト通信不可途中経路のルータの設定ベンダ間の相互通信の問題

実証実験Ⅰ - マルチキャストトンネル機能音声伝送システム MRAT(128kbps) Hiroshima Univ. Hiroshima City Univ. Saga Univ. Multicast Multicast Multicast PTGW のマルチキャストトンネル機能を用いることで既存ネットワークのまま運用を行うことができた PTGW PTGW PTGW ： Multicast Tunnel

実証実験Ⅱ - IPv6/IPv4 トンネル機能 JGNv6 Network 　 RIBB2 Network Hiroshima City Univ. 山梨富山高知札幌 Robst IPv6 IPv4 IPv6 通信不可 IPv4 カプセル化 IPv4 脱カプセル化 PTGW PTGW PTGW PTGW

実証実験Ⅱ - 各地の通信状況 1.1396 0.8750 1.1020 ジッタ (ms) 0.0033 0.0034 0.0032 パケット損失率 (FEC 後 )[%] 0.4504 0.4504 0.4493 パケット損失率 (FEC 前 )[%] 438 446 429 パケット損失数 (FEC 前 ) 59738 59737 59694 パケット損失数 (FEC 前 ) 山梨高知富山

実証実験Ⅲ - FEC機能 ,[object Object],Subnet A Subnet B MPEG2 CODEC MPEG2 Archive System ,[object Object],ATM 映像専用線 Campus 　 LAN (Ethernet)

実証実験Ⅲ - FEC機能 ,[object Object],Subnet A Subnet B Campus 　 LAN MPEG2 Encoder MPEG2 Archive System (Ethernet) ,[object Object],PTGW PTGW

実証実験Ⅲ - 映像蓄積端末の受信状態 ,[object Object],FEC 機能を補完することで個々の端末の改良を待つことなく運用が行える映像蓄積端末 88 1.12 109 28188 5 83 1.11 15 16223 3 4 1.03 5 11257 2 0 0.79 0 5516 1 MPEG2TS エラー数ジッタ (ms) FEC 回復後のパケット損失数 FEC 回復前のパケット損失数パケット損失率 (%)

基本性能の測定（オーバヘッド） Host A Host B Router AT AR450s PTGW B PTGW A Subnet A Subnet B 192.168.1.0/24 165.242.42.0/24 100baseTX 100baseTX Iperf (payload1400byte) 384MB 1024MB 1024MB 512MB Memory PentiumⅢ 1GHz Pentium4 3.2GHz Pentium4 3.2GHz PentiumⅢ 1GHz CPU Fedora core 3 Fedora core2 RedHat 8.0 VineLinux 3.1 OS Host B PTGW B PTGW A Host A

UDP 転送レート 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 100 Sending data rate (Mbps) Receiving data rate (Mbps) Router only Through PTGW 94.3 Mbps 92.7 Mbps

ＲＴＴに与える影響 0.5 ～ 0.6ms の増加 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Data Length (byte) Delay (ms) Through PTGW Router only ITU-T G.114 で勧告されている遅延ガイドライン (150ms:good quality) と比べても十分小さい

ジッタ ,[object Object],[object Object],[object Object],インターネット上での揺らぎに比べて十分小さい Through PTGW [FEC 機能： RS(15,14)] 0.61 0.11 Through PTGW 0.04 Router Only ジッタ (ms) 0.07ms

UDP 転送レート（ FEC 機能使用時） RS(15,14) RS(15,13) RS(15,12) FEC機能を使用しなかった場合 Pentium4 3.2GHz での計測結果

まとめ ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

今後の課題 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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