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キャンパス間周回 VLAN の構築、評価と利用. 林 優一 , 菅野浩徳 , 曽根秀昭 東北インターネット協議会 TRIX 研究会 / 東北大学情報シナジーセンター. TAINS/G の利用. キャンパス間周回 VLAN は東北大学の実稼働ネットワークである TAINS/G を利用して構築された。 今回の VLAN で周回したキャンパス 青葉山キャンパス 川内キャンパス 片平キャンパス 星陵キャンパス 学内に提供するサービスの品質などをあらかじめテストし、評価することが可能となる。. TAINS/G とは.
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キャンパス間周回VLANの構築、評価と利用 林 優一,菅野浩徳,曽根秀昭 東北インターネット協議会TRIX研究会/東北大学情報シナジーセンター
TAINS/Gの利用 • キャンパス間周回VLANは東北大学の実稼働ネットワークであるTAINS/Gを利用して構築された。 • 今回のVLANで周回したキャンパス • 青葉山キャンパス • 川内キャンパス • 片平キャンパス • 星陵キャンパス • 学内に提供するサービスの品質などをあらかじめテストし、評価することが可能となる。
TAINS/Gとは • 2002年からはGbE方式を用いた多重化通信（8～16Gbps）のバックボーンネットワークTAINS/Gが運用されている。このネットワークにより仙台市内に広く分布する6つの主要キャンパス（片平キャンパス，川内キャンパス，青葉山北キャンパス，青葉山南キャンパス，星陵キャンパス，雨宮キャンパス）がそれぞれ相互に接続されている。
キャンパス間周回VLANとは(グルッとVLAN) • 情報シナジーセンター（青葉山キャンパス）を始点/終点にし、各キャンパスのBackbone Router,Center Routerで設定を行い周回VLANを実現している。 グルッとVLAN
キャンパス間周回VLANとは(グルッとVLAN) 星陵キャンパス 青葉山キャンパス キャンパス間 “グルッとVLAN” 片平キャンパス 川内キャンパス
“グルッとVLAN”の構成 シナジーセンター4階 シナジーセンター1階 V4’ 青葉山北 川内 星陵 受信･測定 CentreCOM8216XL CR-0900 CR-0700 BR-0200 ※L2-SW untag V4 tag untag V2’ V3’ V4’ ルータ・測定 CentreCOM8224SL V3’ TAINS/G Cat4K GR-0902 L2-SW V3 V1 tag tag untag ルータ・測定 V2 V3 V4 untag V2’ CentreCOM8216XL tag ※L2-SW BR-0900 BR-0700 BR-0100 片平 青葉山北 川内 V2 送信 SuperSINET (GRID) untag V1 ・GBICの用意（BR-0900、CR-0900、GR-0902）。 新規接続。 ・VLAN設定の追加（TAINS/G各装置） ・VLAN毎のSTPパラメータ調整によるブロッキングポートの位置変更 V1
“グルッとVLAN”（Cat4k portの様子） • 各上下のportが同一のVLANに設定されており上のportから送出されたpacketはキャンパスを一周して下のportに伝送される。 設定された14個7つのVLANを クロスで接続しキャンパス７周 を試みている様子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ・・・・ 各ポートの組毎にグルッとキャンパスを一周する
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 “グルッとVLAN”の特徴 ２周目 測定 • 1周約14.5kmのVLANが計７週分用意されており、手元で簡単に距離を伸ばすことが可能 • 動画伝送などを行う際、距離が伸びた際のパケットの遅延や、損失を計測することが容易 • 意図的に遅延やパケットの損出を発生させることも手元で行うことができる Mpeg2 encoder TAP Mpeg2 decoder TAP 14.5*3の距離で動画伝送を行い １周目、２周目でパケットの遅延 などを測定 １周目 測定
“グルッとVLAN”の評価（without Cross Traffic） • パケットサイズの異なるICMPを“グルッとVLAN”上で送受信しRTTの測定を行いネットワークの特性把握を試みた。 • 送信したパケットサイズ • 100byte • 1400byte（fragmentされるサイズ付近） • 3000byte(fragmentされて伝送されるサイズ）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 実験構成 • 左図のように２台のhostを“グルッとVLAN”環境に接続し、RTTを１４日間計測（パケットサイズは100byte, 1400byte, 3000byteを利用し計測) host1 host2
各サイズ毎のRTTの揺らぎ（without Cross Traffic） 1400byte 100byte 3000byte RTTの平均値 （ms）
Cross Trafficの発生 • 先のICMPを送信し続けた状態で、VLAN上に他のICMP、DVTSをCross Trafficとして発生し、RTTの変化を計測した。 • 実験に用いたCross Trafficは • 64byte ICMP （05/01 01:07 – 05/03 23:06） • Cat4k VLAN 同一port上 • 1472byte ICMP （05/03 23:09 – 05/05 18:36） • Cat4k VLAN同一 port上 • DVTS traffic (05/05 18:41 – 05/06 21:21) • Cat4k VLAN別port上
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 実験環境（Cross Trafficの発生） • “グルッとVLAN”ネットワークのRTTを計測している環境にDVTSや別のhostを用いCross Trafficを発生させた。 host1 host3 DVTS sender 30Mbps host2 host4 DVTS receiver
各サイズ毎のRTTの揺らぎ（with Cross Traffic） RTTの平均値 （ms）
100byteの場合 • 発生させたCross Trafficの伝送サイズにかかわらず全体的にRTTが増加している、パケットサイズの異なる３つのグラフにおいてRTTの平均値は他の２つのグラフと非常に近い値になっていることがわかる。
1400byteの場合 • Cross Trafficの影響があるにもかかわらず、RTTはCross Trafficがない場合よりも小さくなっている部分が多い、DVTSなどのCross Trafficの影響はほとんど受けていない。
3000byteの場合 DVTS発生時
3000byteの場合 • DVTSの伝送開始時あたりからRTTが下がっていることが観察できる。RTTのMAX値もCross Trafficがない場合より大幅に短くなっていることがわかる。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 今後の計測課題（１） • Cross TrafficとしてDVTSの数をさらに増やした時のRTTの変化と、DVTSの映像・音声品質の変化を計測し、伝送路上で発生する問題の発見と解決を行う。 host1 DVTS sender ・・・・・・ DVTS sender 30Mbps 30Mbps ・・・・・・ host2 DVTS receiver DVTS receiver
今後の計測課題（２） • ルータやスイッチに負荷により発生するパケット順序の入れ替わりが発生した際の映像品質の変化の計測などを行う。 • DVTS以外にもmpeg2,mpeg4のストリーミングなど、実時間データの配信を行い遅延特性を調査しこれから需要が見込まれる講義・講演の配信に役立てる。
