高速ネットワークのためのインライン計測手法  [in Japanese] An Inline Network Measurement Mechanism for High-Speed Networks  [in Japanese]

Search this Article

Author(s)

Abstract

高速(1ギガビットまたはそれ以上)ネットワークにおいて、パケットペアやパケットトレインなど、パケット間隔ベースの計測手法は、下記の二つの問題を持つ。まず、高速ネットワークでの計測は非常に短いパケット間隔が必要となるが、短い間隔でパケットを送信することは、大きなCPU負荷を必要とする。次に、高速ネットワーク対応のネットワークインタフェースのほとんどが割り込み削減機構(IC、Interrupt Coalescence)を採用していることである。ICはパケットの到着間隔を変えたり、パケットのバースト転送を生成したりするため、パケット間隔ベースの計測が不正確となる。そこで本稿では上記の二つの問題を解決したICIM(Interrupt Coalescence-aware Inline Measurement)というインライン計測手法を提案する。インライン計測とはTCPの転送中のデータパケットを用いた計測手法である。提案手法はICによって発生するパケットのバースト転送を逆に利用し、パケット送信間隔を調整することなく高い利用可能帯域を計測することができる。シミュレーション結果から、ICIMがICがある環境で数Gbpsの利用可能帯域でも計測可能であることがわかった。さらに、既存のパケットストリームを用いた手法に比べて、計測に使用するパケットが1/100程度になることもわかった。またICIMを導入したTCPが従来のTCPと同じデータ転送性能を持ちながら、数RTT程度という短い間隔で計測結果を導出することもわかった。

In high-speed networks, such as 1-Gbps or higher networks, bandwidth measurement algorithms that utilize packet transmission/arrival intervals, such as packet trains and packet pairs, have a number of problems. First, network measurement for large bandwidth requires short packet transmission intervals, which causes a heavy load on the CPU. Second, network interface cards for high-speed networks usually employ Interrupt Coalescence (IC), which rearranges the arrival intervals of packets and causes bursty transmission of packets. In the present study, we introduce ICIM (Interrupt Coalescence -aware inline measurement), a new bandwidth measurement approach that overcomes these two problems. ICIM utilizes the data packets of an active TCP connection for the measurement. In order to determine the available bandwidth, rather than adjusting the packet transmission intervals, the TCP sender instead adjusts the number of packets involved in a burst and checks whether the corresponding ACK packets also form a burst. Simulation results show that ICIM can measure the bandwidth as high as some Gbps while requiring a number of data packets that is only 1/100 of that of the existing stream-based algorithm. TCP that is deploying ICIM can yield measurement results in intervals as short as some RTTs, while maintaining the properties of the original TCP.

Journal

  • IEICE technical report

    IEICE technical report 105(472), 79-84, 2005-12-15

    The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

References:  11

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110003493873
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN10013072
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    ART
  • ISSN
    09135685
  • NDL Article ID
    7768423
  • NDL Source Classification
    ZN33(科学技術--電気工学・電気機械工業--電子工学・電気通信)
  • NDL Call No.
    Z16-940
  • Data Source
    CJP  NDL  NII-ELS 
Page Top