戦略的な余剰帯域共有による高速な仮想ネットワークの構築手法

摘要

無線WAN は広く一般に使われるようになったが，その帯域は動画やクラウドの利用に十分なものでない場合が多い．その一方で，様々な種類のWAN デバイスを持つ多くのユーザは帯域を常時使用しているわけではない．本研究ではこの間題を，（1）複数の無線WAN ユーザ間での帯域共有（2）仮想ネットワークの利用（3）ネットワーク状態に応じた資源の戦略的運用，という3つの手法により解決する．第一の手法では，余剰帯域を持つユーザが帯域を必要とするユーザに無線WAN 帯域をad-hoc WLAN を経由して提供し，マルチパスネットワークを構築する．そして，第二の手法である「IP-Layerでマルチパス通信を仮想化する」ことにより，マルチパスをシングルパスに隠蔽してアプリケーションとサーバに提供する．最後に，第三の手法により，ネットワークの状態に応じて動的に最適な通信手法を決定することで，様々な環境において構築された仮想ネットワークの性能を向上させる．本研究では，これらすべての仕組みをClick modular router[1］というソフトウェアルータを利用して実装する．構築したシステムの実環境における性能測定の結果，通常の通信と比較して25％から60％の性能向上結果が得られることを示す．%While wireless WAN (WWAN) has become commodity today, its bandwidth is still not enough for accessing to large content such as video hosted at cloud platforms. We also observe that a proliferating number of devices are equipped with multiple wireless access methods, such as WiFi and 3G wireless. In this paper, we propose a method to enable opportunistic bandwidth trading for multi-access wireless devices. Our proposal consists of the following three methods: (1) enable devices to trade bandwidth of WWAN via WiFi ad-hoc communication, (2) virtualize a path over multiple physical connections, and (3) define an algorithm for a device to strategically utilize multiple paths concurrently. Combining all these three methods, a device with a direct communication path via 3G wireless can set up another (indirect) path via WiFi to its neighboring device also connected via 3G wireless. We also define an algorithm to select from the direct path, the indirect path and both for improving bandwidth over them. We implement our prototype system using Click modular router and evaluate the bandwidth improvement. Our experiment results show that our prototype can improve WWAN bandwidth by 25% to 60%.