キャンパスネットワークにおけるスイッチングハブの輻輳制御方式に関する考察

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  • Discussions on Congestion Control with Network Coding for Switches in Campus Network
  • キャンパスネットワーク ニ オケル スイッチングハブ ノ フクソウセイギョ ホウシキ ニ カンスル コウサツ

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一般にキャンパスネットワークにおける幹線から支線への拡張手段として，スイッチングハブの多段接続が用いられることが多い．このような接続形態では，ハブ間の接続ポート部に通信データが集中し，輻輳が発生しやすいという問題点がある．しかし，輻輳の発生時にはTCPウインドウ制御など通信の抑制による方法がほとんどであり，ネットワークのスループットが低下することは避けられない．一方で通信効率を向上させるために複数のパケットを排他的論理和で多重化するネットワークコーディングが注目されている．本研究では，スイッチングハブの多段接続による潜在的なボトルネック問題をコンシューマ向けの市販実機によって明らかにするとともに，ネットワークの輻輳制御におけるフレーム処理方法にネットワークコーディングを活用し，スループットの向上と輻輳の緩和を同時に可能とする輻輳制御方式を提案する．実験環境として提案方式をアプリケーション層に実装し，提案方式の優位性を立証する．さらにキャンパスネットワークにおける実際の通信環境を分析し，提案方式が有効に機能する環境であることを明らかにした．

In general, LANs are enhanced by cascade connection of switching hubs. In a LAN with the cascade connection, the communication at the port of connected points, congestion is subject to occur at the point. For the problem TCP's window control has been already proposed for a congestion control in full duplex Ethernet. However, throughput degrades due to controlling the transmission rate in these methods. On the other hand, the network coding is attracted attention as a technology that improves the bandwidth efficiency. In this paper, we clarify a potential problem by the cascade connection of switching hubs, and we propose a congestion control method that enables the throughput improvement and the congestion reduction at the same time. We implement the proposal method on application layer to prove the effectiveness of the proposal method. Furthermore, we analysis real communication data in a campus network and revealed that a proposal method functioned in this environment.

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