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
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
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
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
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
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
シミュレーション結果
※AALに着目するが良い
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,
NATM
 UDP/IP(1port-1VCI/VPI)
 AAL-IP
 二つのプログラム: atm2ip, ip2atm
atm2ip
While(1) {
read AAL5 message from ATM interface;
write AAL5 message to Ethernet interface;
}
ip2atm
While(1) {
read AAL5 message from Ethernet interface;
write AAL5 message to ATM interface;
}
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

実際に運用中のIP網上での
ATM over IP伝送実験
平均4Mbps
工学部8号館
•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
情報基盤センター
セルスタックビデオの場合の伝送系
工学部8号館
情報基盤セン
ター
高画質モード
SNMP
ビデオ会議モード
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。

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
輻輳下での優先制御実証実験
構成図
混雑発生
ATM(30Mbps)
優先制御
100Mbps
DBS(80Mbps)
輻輳状況
DBS traffic
Packet loss

ATM traffic
セルスタックビデオ=30% ATM-IEEE1394リンクユニット=35%
輻輳下での優先制御
DBS traffic
ATM traffic
ALTQ
Packet loss


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
輻輳下での優先制御実証実験
結果

混雑下



混雑+優先制御



セルスタックビデオ=NG
ATM-IEEE1394リンクユニット=NG
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。
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
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
 SVC
 ABR
 等等…
以上
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