提案方式と関連研究の比較

2.3 P2Pトラフィック制御手法 25

GeoIPなど公表されているサービスから得るものである．

「距離実測型」には，pingによりピア間のホップ距離を測定して近くのピアを検索する手法 を，L. Shengらが提案した[16]．そして，「CDN型」として，既存のCDNを用いることで ネットワーク構成情報を取得する手法を，D.R.Choffnesら [32]やC.Tianら [15]が提案して いる．

これらの４つの手法は，ネットワーク情報を用いてピア選択制御をASP側で行う特徴が ある．

本論文提案方式は，「ISP管理ネットワーク情報型」に属する．しかし，ネットワーク情報 を用いてトポロジを意識したピア選択制御をISP側で行うため，ISPが懸念するISPが管理 する内部ネットワークトポロジ情報を公表することなく制御することが可能なため，ISPには 導入が容易な手法である．また，本提案方式の導入で，ASPはピア選択制御をISPに移行す るため，新たにネットワーク情報収集機能を追加する必要がなく，かつ，ASPのサーバ負荷 が軽減でき，ASPにおいても利点となる．

第 3 _章

ブロードバンド環境における P2P _プ

ログレッシブダウンロード配信方式 に関する分析

本章では，まず始めにP2Pコンテンツ配信の性能・課題分析のため，ブロードバンド環境 下におけるP2P配信技術を用いたビデオストリーミング配信に関し，実験によるP2P配信特 性調査・分析結果について述べる．P2Pストリーミング方式として，ファイルのダウンロー ドしながら再生を行うP2Pプログレッシブダウンロード配信を使用し，FTTHおよびADSL 混在ブロードバンド環境をGE-PON(Gigabit Ethernet-Passive Optical Network)システム を用いて疑似的に構築し，約30台のPC間でP2Pプログレッシブダウンロード配信実験を 行った．これにより，FTTH回線の配信貢献を明確にした．さらに，インターネット上で実証 実験を行い，実験で生じたダウンロードパフォーマンス劣化の原因を分析し，得られた知見よ

り現在のFTTH/ADSL混在ネットワーク環境で，P2Pプログレッブダウンロードを用いた

ビデオストリーミングサービスを提供するために効果的な配信手法を提案する．

3.1 はじめに

ブロードバンドアクセスネットワークが光ファイバ高速コアネットワークと共に広く展開さ れて以来，インターネット上のビデオコンテンツ配信サービスやそのトラフィック量が著しく 増加している．これに伴い，インターネットサービスプロバイダ（ISP）とキャリアはこの膨 大なトラフィックを転送するために，バックボーンネットワークを広範囲に渡り拡大しなけれ ばならない．また，アプリケーションサービスプロバイダ(ASP)は，多数のユーザにコンテ ンツを提供するために，高性能サーバおよび高速回線を用意しなければならない．膨大なコン テンツを配信するために，ISPやキャリアはAkamai Technologies [2]やIPマルチキャスト 技術のようなキャッシュベースのコンテンツ配信システムを採用している．しかし，これら設 備は高額であり，コスト効率性，拡張性に欠ける．

P2Pベースのコンテンツ配信技術は，アクセスリンク帯域やコンテンツの配信や蓄積に，

3.1 はじめに 27

ユーザPC上のハードディスクなどのエンドユーザのリソースを使用するため，上記技術と比 較し費用対効果が期待される．BitTorrentはオリジナルソフトウェアがオープンソースで入 手可能なため,様々なアプリケーションの中で，P2Pベースのコンテンツ配信プラットフォー ムとして，BitTorrentの仕組み[45] [9]が使用されている．

BitTorrentは，複数のISPネットワークに存在するピア間でファイルのピースを配信する

ファイル共有プロトコルである．BitTorrentは，ピースの収集順序を，従来のランダムから 再生順に収集するようオリジナルプロトコルを修正することで，ビデオストリーミングのプ ログレッシブダウンロードに適用することが可能である．現在，いくつかの商用P2Pベース のビデオストリーミングシステムが利用できる [46] [17]．しかし，P2Pプログレッシブダウ ンロードがフィールド環境に展開されると，プログレッシブダウンロード性能に問題が発生 する．データはユーザの貢献次第でアップロードされるため，回線速度の遅いユーザがダウ ンロード速度を劣化させ，特定のユーザのストリーミング再生が停止(play loss)する．この

play lossを避けるため，要求したピースは，順次再生時間に遅れることなく収集されなければ

ならない．

これまでに，P2P型ビデオストリーミング [47] [48]やファイル共有[49] [50]に関して数多 くの分析結果が報告されている．これらは，ネットワーク資源の使用やend-to-end性能評価 に焦点をあてたものであり，またこれら殆どは，シミュレーションで評価したものである．ゆ えに，P2Pビデオストリーミングを実環境で配信した時の性能評価には，これら分析結果は有 効でない．

本論文では，実際のフィールド環境を再現するために，商用ネットワーク装置を使用し FTTHおよびADSLを模擬したセットアップにおいて，各PC上でP2Pプログレッシブダ ウンロードソフトウェアを実行させた配信実験を行った [51] [52]．また，フィールド実験は，

ユーザが自宅のPCからアクセスし，実際のインターネットを介したコンテンツ配信実験を実 施した．本実験は，FTTHとADSL混在アクセスネットワークにおいて，ADSLと対照的に アップロード速度が高速なFTTH回線の配信貢献に焦点を当てた．

プログレッシブダウンロードを実現するために，上下対称でかつ高速なFTTH回線が，ピ ア間で高速にピースを交換するために非常に重要である．日本のブロードバンドアクセスネッ トワークの契約者数は，図2.6に示す通り，2009年12月時点では合計約31万人，その内訳 は，FTTHが約17万人，DSLが約10万人，CATVが約4万人であり，それぞれの比率は，

54%, 31%, 13%である．FTTH回線は急速に浸透しているものの，未だに多くのADSL回

線が存在する．ADSLは回線速度が上下非対称であり，上り回線速度は下り回線速度よりもか なり遅い．FTTHサービスが十分に展開されると，P2Pプログレッシブダウンロードを用い たビデオストリーミングは，実用的な仕組みとなる．

本章は以下３つから構成される． まず，ビデオストリーミングサービスを提供するために 要求されるFTTH回線の浸透方法に関して，実験環境および実環境で実験を実施し，調査分 析する． 次に，実験環境および実環境で生じた性能劣化に関し分析を行う．そして最後に，分 析結果より，実際のブロードバンドアクセスネットワークにおいて，P2Pプログレッシブダウ ンロードシステムを適切に運用するための手法を提案する．