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ATM over IP のデザイン実装および評価

東京大学情報基盤センター　中山研究室学籍番号 96442 高橋伸明

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発表の内容

本研究の背景、動機カプセル化方式ATM over IP ゲートウェイの実装、性能

評価実ネットワーク上での伝送実験輻輳下での優先制御実証実験結論および将来の課題

カプセル化方式ATM over IP ゲートウェイの実装、性能

評価実ネットワーク上での伝送実験輻輳下での優先制御実証実験

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本研究の背景、動機 ATM は 1990 年頃よりさかんに議論、実装お

よび導入が行われてきた技術。様々なタイプのデータ伝送を画一的に行う。よく考えてから作る反面、コスト高く複雑で煩雑。

特に 1990 年代後半、 IP を用いた広帯域な技術が現れる。 ATM に比べると非常にシンプル、コストも低い。

（特に）最近では基幹系にて IP が提供される。

ATM データ転送を IP 上にて行う

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ATM over IP の必要性具体例：

エジンバラ大学の事例 ATM ネイティブで動作するセルスタックビデオ

という機械が以前より存在する。これを使用したいがネットワークの基幹部は IP しかサポートしない

• ATM データ転送を IP 網上にて行う必要性

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カプセル化方式

ATM セル群を IP 上で伝送するために ATM

セルをどのように IP パケットに詰めるか1. ATM-IP

2. ATMs-IP

3. AAL-IP

4. AALs-IP

→ 数値的に示すシミュレーション

kaynet ATM セルをどのように IP パケットに詰め込むかのシミュレーション

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シミュレーション結果

※AAL に着目するが良い

kaynet ATM over IP ゲートウェイの実装Ethernet, ATM の IF を持つ PC/AT 互換機FreeBSD, NATMUDP/IP(1port-1VCI/VPI)AAL-IP二つのプログラム : atm2ip, ip2atm

While(1) { read AAL5 message from ATM interface; write AAL5 message to Ethernet interface;}

While(1) { read AAL5 message from Ethernet interface; write AAL5 message to ATM interface;}

atm2ip ip2atm

kaynet ATM-IP ゲートウェイの性能評価

遅延 : 0.1 ～ 0.45[ms] (<< 200ms) パケット長毎の 処理可能最大帯域 : 23Mbps

(100Byte), 40Mbps(200Byte), 70Mbps(400Byte), 85Mbps(500Byte)

異なるハードウェア情報 遅延はメモリサイズ、 CPU 速さにほぼ依

存しない 処理帯域はメモリサイズに依存せず CPU

速さに若干依存する

kaynet 実際に運用中の IP 網上での ATM over IP 伝送実験

工学部 8 号館

情報基盤センター

平均 4Mbps

•セルスタックビデオ•遠隔講義システム•ATM-IEEE1394 リンクユニット

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セルスタックビデオの場合の伝送系

高画質モード

ビデオ会議モード

情報基盤センター 工学部８号館

SNMP

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伝送結果 SNMP によるパケットロス情報 (SNMP の特性か

ら厳密に測定不可 ) セルスタックビデオ (2%): 0.001%未満 遠隔講義システム (0.2%): 0.003%未満 ATM-IEEE1394 リンクユニット (0.001%): 0.002%未満

セルスタックビデオ、遠隔講義システム→ OK ATM-IEEE1394 リンクユニット→ NG → セルスタックビデオおよび遠隔講義システム

の場合は、伝送路がアプリケーションの伝送要求をみたしたのでうまく動作した。しかし今回の伝送路は ATM-IEEE1394 リンクユニットの伝送要求は満たさないので動作しなかった。

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輻輳下での優先制御実証実験混雑 at ベストエフォート IP 網パケットロス by 混雑網ノードによる優先制御 in 混雑網ALTQ(CBQ) for 優先制御 ( 帯域確保 )DBS for トラヒック量計測

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ATM(30Mbps)

混雑発生

優先制御100Mbps

輻輳下での優先制御実証実験構成図

DBS(80Mbps)

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輻輳状況

セルスタックビデオ =30% 　 ATM-IEEE1394 リンクユニット =35%

DBS traffic

ATM trafficPacket loss

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輻輳下での優先制御

セルスタックビデオ =OK 、 ATM-IEEE1394 リンクユニット =OK ビデオをご覧下さい

DBS traffic

ATM traffic

ALTQ

Packet loss

kaynet輻輳下での優先制御実証実験結果

混雑下 セルスタックビデオ =NG ATM-IEEE1394 リンクユニット =NG

混雑 + 優先制御 セルスタックビデオ =OK ATM-IEEE1394 リンクユニット =OK

（帯域確保の観点から） ALTQ を用いた優先制御の有効性が示された。またさらに帯域確保のみならず小さい遅延要求を満たすためには、 {src addr, dest addr ,port} ではなく MPLS の技術に見られるようにタグを使用することで高速処理を行うことが考えられる。

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結論

カプセル化手法 AAL-IP の有効性を示した

ATM over IP の実装および性能評価 遅延、処理帯域を評価。異なるハードウェア評

価実ネットワークでの伝送実験

成功例、失敗例を実証。その理由。輻輳下での優先制御実証実験

輻輳下での優先制御の有効性を実験により実証

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将来の課題遅延・ジッタの測定ツールおよび生成器

タイミング再生SVCABR等等…

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以上