パケット処理遅延揺らぎとタイマ粒度を考慮した遅延計測によるリンク使用率推定法

摘要

This paper proposes a link utilization estimation scheme based on Round-Trip Time (RTT) measurement considering processing delay jitter and available timer granularity. A conventional scheme based on RTT measurement has two problems ： effects of processing delay jitter and timer granularity. Link utilization is obtained with a probability of the minimum RTTs on a link when a variation of RTTs is caused by only queueing delay. The first problem is that processing delay jitter causes RTT's variation. An observer can not determine that a delay is caused whether by queueing or processing. The second problem is that measuring the minimum RTT is difficult because an observer can not determine whether RTT is minimum or not under micro-second order. The proposed scheme eliminates the effects of processing delay jitter and estimates probability of the minimum RTT under micro-second order timer granularity. In the proposed scheme, the effects of processing delay jitter is eliminated by deconvoluting the processing delays at the ingress and egress nodes of a targeted link from the estimated RTTs on the target link. To estimate the actual minimum RTTs under microsecond order timer granularity, the proposed scheme sets a suitable range from estimated RTTs on a target link. Experiment results show that the proposed scheme eliminates effectively the jitter effects under low load with 0.2 deviation reduction, and estimates link utilization with 10％ accuracy.%本論文では，パケット処理遅延の揺らぎとタイマ粒度を考慮したリンク使用率の上限値推定法を提案する.既存のRTT (Round-TVip Time,往復遅延）計測を用いたリンク使用率の推定法は，パケット遅延処理の揺らぎとタイマ粒度を考慮しておらず，実際のネットワークに適用すると推定精度が低くなる問題があった.既存方式において,RTTの変動がキューイング遅延で起こりうるとしたとき，リンク使用率は目標リンクにおけるRTTの最小値の出現頻度を得ることで推定される.先述のように既存方式は二つの問題を有する.第一の問題として，パケット遅延処理の揺らぎはRTTの変動を引き起こし，観測者はRTTの変動がキューイング遅延によるものか，処理遅延によるものか判別されない問題がある.第二の問題として，提案方式ではマイクロ秒オーダ下でのRTT計測において，覼測されたRTTが最小であるかそうでないかの判別に困難を伴う問題がある.これらの問題を解決すべく，提案方式では処理遅延の揺らぎの影響を排除し，マイクロ秒オーダのタイマ粒度下におけるRTTの最小値推定法を提案する.目標リンクにおける処理遅延の最小値の確率を用いて逆畳込みを行うことで処理遅延の揺らぎを排除し，目標リンクにおける推定したRTTにおいて最適な数値範囲を設定することで，RTTの最小値を推定する.実装実験において，提案方式は10％以内の精度でリンク使用率を推定することが確認され，低負荷のリンクおける処理遅延の揺らぎ排除は推定誤差を0.2低下せしめたことが確認された.