การออกแบบและทดสอบสมรรถภาพโพรโทคอลมัลติคาสท์ชั้นการขนส่งสำหรับเครือข่ายอินเทอร์เน็ต

Titleการออกแบบและทดสอบสมรรถภาพโพรโทคอลมัลติคาสท์ชั้นการขนส่งสำหรับเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
Publication TypeReport
Year of Publication2011
Authorsพ่วงพรพิทักษ์, สมนึก
Series Title-
Date Published2011
Institutionมหาวิทยาลัยมหาสารคาม
Typeโครงการวิจัย
Report NumberRSA5080013
ISBN NumberRSA5080013
KeywordsExplicit Rate Adjustment, Multi-Rate Multicast Congestion Control Protocol, Multicast Transport Protocols, TCP-friendliness, การปรับอัตรารับแบบชัดแจ้ง, ความเป็นมิตรต่อทีซีพี, โพรโทคอลควบคุมความคับคั่งของมัลติคาสท์แบบหลายอัตรา, โพรโทคอลระดับชั้นขนส่งของมัลติคาสท์
Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งออกแบบโพรโทรคอลระดับขั้นการขนส่งสำหรับการสื่อสารแบบมัลติคาสท์และทดสอบสมรรถภาพของการออกแบบดังกล่าว ประเด็นสำคัญคือเรื่องของความเป็นมิตรต่อโพรโทคอลทีซีพีและการออกแบบวิธีควบคุมความคับคั่งได้ถูกสำรวจวิเคราะห์ จากการวิจัยพบว่าการใช้หลักความเป็นมิตรต่อโพรโทคอลทีซีพีที่เข้มงวดซึ่งถูกบังคับไว้ในเอกสารของ Internet Engineering Task Force (IETF) เป็นประเด็นปัญหาที่ทำให้ไม่เกิดการนำเอาโพรโทคอลระดับขั้นการขนส่งสำหรับการสื่อสารแบบมัลติคาสท์ไปใช้ ดังนั้นในงานวิจัยนี้เราจึงได้นำเสนอการออกแบบกลไกการควบคุมความคับคั่งสำหรับมัลติคาสท์แบบหลายอัตราส่งใหม่ ทั้งนี้โดยแก้จากโพรโทคอลเดิมที่ได้เคยเสนอไว้ก่อนหน้านี้คือ Explicit Rate Adjustment (ERA) ในแบบที่เสนอใหม่ ได้ใช้หลักการจัดสรรแบนด์วิดธ์แบบที่มี “ความเป็นมิตรต่อทีซีพีแต่สนับสนุนมัลติคาสท์” โดยถูกนำไปใช้ที่อุปกรณ์สื่อสารเร้าท์เตอร์ เพื่อที่จะกระตุ้นการใช้งานมัลติคาสท์ โดยหลักดังกล่าวจะจัดสรรแบนด์วิดธ์ให้กับมัลติคาสท์มากกว่าทีซีพี โดยไม่ทำให้ทีซีพีอยู่ในสภาพขาดแบนด์วิดธ์ โดยที่โหนดปลายทาง (เครื่องสเตชั่น) “อัลกอริธึมการปรับอัตรารับแบบชัดแจ้ง” ถูกใช้ เพื่อให้ผู้รับสามารถปรับอัตรารับข้อมูลของตน ตามสภาพของเครือข่ายโดยใช้หลักการตรวจสอบสภาพแบนด์วิดธ์ด้วยแพ็คเก็ตชุด งานวิจัยนี้ได้ พัฒนาแบบดังกล่าว (ภายใต้ชื่อโพรโทคอลว่า MeERA) เข้าไปในโปรแกรมจำลองเครือข่าย ns-2 และเพื่อประเมินการออกแบบที่ทำขึ้น ได้ทำการกำหนดวิธีการประเมินโดยใช้การจำลองเครือข่าย และกำหนดเกณฑ์การประเมิน จากการจำลองเครือข่าย ผลการทดลองพบว่า MeERA ที่ออกแบบขึ้นมีความสามารถด้าน ความไวในการตอบสนองต่อสภาพความคับคั่ง มีความเป็นมิตรกับทีซีพี แต่ให้โอกาสแก่โพรโทคคอลมัลติคาสท์มากกว่าเมื่อดูแลผู้รับมากกว่า ทำให้ช่วยส่งเสริมให้มีการใช้มัลติคาสท์ในโพรโทคอลระดับชั้นการขนส่งเป็นไปได้มากขึ้น

This research project is concerned with the design of multicast transport protocol design for the Internet and the performance evaluation of the design. The key issues of TCP-friendliness and congestion control design are explored. We have found that the strict TCP-friendliness, previously defined by Internet Engineering Task Force (IETF) is a problematic issue that discourages multicast deployment on the Internet. In this work, we therefore propose a new design of Multi-Rate Multicast Congestion Control (MR-MCC) by revising our previous proposed MR-MCC protocol, namely Explicit Rate Adjustment (ERA). In the new design, a multicast-supportive TCP-friendliness bandwidth allocation mechanism is used at intermediate nodes (routers) to motivate multicast deployment by giving more bandwidth to ERA without starving TCP. At the end node, an explicit reception rate adjustment algorithm is used. The receiver adjusts its reception rates according to the network conditions using Packet-bunch Probe (PP). The implementation of our new ERA, named MeERA (Multicast-encouraging ERA), is done on the network simulator 2 (ns2). To evaluate the performance of our new design, a rigorous performance evaluation methodology is established and defined a set of key evaluation criteria to our protocol design. After that, we have undertaken a performance evaluation of our proposed protocol by comparing with PLM. Through simulation, we have demonstrated MeERA can provide responsiveness, fairness and the motivation for multicast deployment.

URLhttp://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=RSA5080013
Alternate TitleMulticast Transport Protocol Design and Performance Evaluation for the Internet