評価結果

データ転送待ち時間

通常のデータ展開の場合を図7.3に，キャッシュノードを利用したデータ展開の場合を 図7.4に示す．

図7.3と図7.4において，x軸は経過時間（分），y軸はデータ転送までの待ち時間（分）

となっている．

図7.3より，通常のデータ展開の場合，最初にオリジネータノードにアクセスした，2 ノード（同時ダウンロード数）は待ち時間なくデータ転送を開始できている．しかし，3 番目以降にアクセスしたノードに関しては，少なからずデータの待ち時間が発生してお り，全部で67個のノードに対して，最大で62分の待ち時間が生じる結果となった．最初 の方にアクセスしたノードの待ち時間が多いのは，P2P システム上での同時ダウンロー ド数がごく限られているためであり，あとの方にアクセスした場合には，同時ダウンロー

0 0 24 25 24

48 62

51 50 54 54

61 52

37 54

25 33

28 23

27 48

37

24 36

27 46

30 24

27 36 35

42 41 40 39

32 36

33 35

1 32

12 26

29

9 8 17 16

25 24

2 12

2 10

4 10

2 6

2 14

3 3 3 3 2 2 2 2 0 2

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 10 20 30 40 50 60 70

0:01 0:09 0:17 0:25 0:33 0:41 0:49 0:57 1:05 1:13 1:21 1:29 1:37 1:45 1:53

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Waiting Time

図7.3 通常のデータ展開の場合の待ち時間

ド数が増加するため，全体として待ち時間が低下する．そして，一度ボトルネックが解消 されると，P2Pシステムの負荷分散が有効に働くため，ノード数が増加してもボトルネッ クは発生しない．

29 28 27 26

25 24 23 22

21 20 19 18

17 16 15 14

13 12 11 10

9 8 7 6

5 4 3 2

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 5 10 15 20 25 30 35

0:00 0:04 0:08 0:12 0:16 0:20 0:24 0:29 0:33 0:37 0:41 0:45 0:49 0:53

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Waiting Time

図7.4 キャッシュノードを利用したデータ展開の場合の待ち時間

図7.4より，キャッシュノードを利用したデータ展開の場合，キャッシュノードを作成 するために，最初の方に起動したノードはデータ転送を待たされることになる．しかし，

データ転送を待たされるのは，最初の方にアクセスした28ノードであり，待ち時間に関 しても最大で29分となるため，通常のデータ展開の場合と比べて，待ち時間を短縮する ことが可能となっている．

データ展開

実際にデータ展開がどのように行われているかを考察するために，データ転送完了時間 から，ノード数を算出した．通常のデータ展開の場合を図7.5に，キャッシュノードを利 用したデータ展開の場合を図7.4に示す．

図7.5と図7.6において，x軸は経過時間（分），y軸はノード数となっている．

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 9 10 10 10 10 10 12 12 12 13 14

17 18 22 24 25 25

28 33 35

38 39 46

51 57

63 68

73 75 76 78 81 83

89 90 91 92 93 94 94 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

0 20 40 60 80 100 120 140

0:00 0:08 0:16 0:24 0:32 0:40 0:48 0:56 1:04 1:12 1:20 1:28 1:36 1:44 1:52 2:00

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図7.5 通常のデータ展開

図7.5より，通常のデータ展開の場合，データ転送を完了したノードは，オリジネータ ノード以外に存在しない状態が長く続き，ボトルネックが発生している様子がわかる．特 にボトルネックは，オリジネータノード以外にキャッシュノードが出来た場合にも，すぐ には解消されず，データ転送開始から1時間を経過して，キャッシュノードがある程度確 保され，P2Pシステムの負荷分散が働くことで解消に向かっている．そのため，最初にオ リジネータノードにアクセスした，2ノード以外は，7.2.4節で述べたように大幅に待たさ れることになる．

図7.6より，キャッシュノードを利用したデータ展開の場合，キャッシュノードを作成 している間はすべてのノードのデータ転送要求を処理できないが，一度キャッシュノー

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81

110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

0:00 0:08 0:16 0:24 0:32 0:40 0:48 0:56 1:04 1:12 1:20 1:28 1:36 1:44 1:52 2:00

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図7.6 キャッシュノードを利用したデータ展開

ドが作成されると，ボトルネックを発生させることなくデータ展開が可能となっている．

特に，最初に多くキャッシュノードを作成したことで，（データ公開までの時間は多くか かっているが，）すべてのノードのデータ転送を行っても，データ展開は問題なく行えて いる様子がわかる．

また，データ転送を完了するまでの時間という意味でも，キャッシュノードを利用し たデータ展開は通常のデータ展開に比べて優位な点がある．図からは読み取りにくいが，

データの取得処理を開始した時間からデータ転送を完了するまでの時間を比べると，表 7.2のようになっている．

表7.2 データ転送完了時間の比較

通常のデータ展開 キャッシュノードを利用したデータ展開

1 0:27:00 0:43:00

2 0:30:00 0:43:00

3 0:55:00 0:43:00

4 0:57:00 0:43:00

5 0:57:00 0:43:00

したがって，最初に接続した 2つのノードは，通常のデータ展開の方が，キャッシュ ノードを利用したデータ展開よりも早くデータ転送を完了しているが，3番目以降にデー

タの取得処理を開始したノードは，キャッシュノードを利用したデータ展開の方が速く データ転送を完了している．そのため，キャッシュノードを利用したデータ展開を行った 場合には，P2Pシステム全体として高速なデータ展開が可能となっていることがわかる．

キャッシュヒット

キャッシュノードを利用したデータ展開の場合には，事前にデータを転送するため，将 来データをするノードを選ばなければ，資源の無駄遣いにつながる可能性がある．そのた め，本評価では，キャッシュノードを利用したデータ展開において，要求したデータが既 にダウンロード済みであった場合（キャッシュヒット数）について計測を行った．キャッ シュヒット数を表7.3に示す．

表7.3 キャッシュヒット

キャッシュ数 81 キャッシュヒット数 80 キャッシュヒット率 100％

表7.3において，キャッシュ数が81となっているのは，オリジネータノードのデータ をカウントしているためである．キャッシュヒットが起こった場合のデータ例を表7.4に 示す．

表7.4 キャッシュヒット時のデータ例

ノード起動時間 データ転送待ち時間 データ転送開始時間 データ転送完了時間

4:23 0 14 4:37

4:24 0 0 0:00

表7.4において，キャッシュヒットが起こった場合には，データ転送開始時間とデータ 転送完了時間がそれぞれ0になっているのがわかる．

したがって，本研究で提案したタグを用いたキャッシュノードの選択手法は適切に動作 しており，資源を無駄にすることなく高速なデータ展開を可能にしている．

7.3 まとめ

本章では，4章で述べた，データ展開におけるキャッシュノードの動的な選択手法につ いて，シミュレーションを用いて評価を行った．

KademliaとG-Kadを比較したシミュレーションでは，2つの評価を行った．メッセー

ジ反復回数では，Kademliaに比べ，G-Kadの方が多くメッセージをやりとりしている

が，一方で，GET成功数はG-Kadの方がKademliaよりも性能が良いことがわかった．

これは，G-Kadの複製値が動的に決定されるためで，このような性質により，G-Kadで

はKademliaに比べて効率的に資源配分ができるということがわかった．したがって，

G-Kadの性能を定量的に評価することができた．

通常のデータ展開とキャッシュノードを利用したデータ展開を比較したシミュレーショ ンでは，2つの評価を行った．データ転送待ち時間では，通常のデータ展開でもキャッ シュノードを利用したデータ展開でも発生することが確認できたが，通常のデータ展開と 比べて，キャッシュノードを利用したデータ展開の方が短く，影響するノード数も少ない ことがわかった．また，データ展開のノード数の推移より，キャッシュノードを利用した データ展開の方が通常のデータ展開と比べて，高速にデータを展開できることが確認で きた．特に，通常のデータ展開と比べて，データ転送の開始時間が遅い場合にも，キャッ シュノードを利用したデータ展開の方がデータ転送完了時間が早いことから，データを展 開するときに，その効果が発揮されていることがわかった．したがって，本論文の目的で ある，データ展開の高速化を定量的に評価することができた．

第 8 _章

関連研究

本章では，構造化P2Pオーバーレイネットワークにおいて，グループ化を行っている 研究について紹介を行い，その特徴について述べる．