TCPによる動画像ストリーミングのためのデータ転送方式の検討

摘要

近年，ネットワークの広帯域化により，YouTubeに代表されるTCPを用いた動画像ストリーミングサービスが普及している．TCPの輻輳制御は，パケット棄却が検知されるまで輻輳ウィンドウを増加させる．従って，TCPを用いた動画像ストリーミングは，動画の再生レートより大きなレートでネットワークにパケットを送出し，他のトラヒックの帯域を不要に奪い，問題となる．本稿では，まず，既存のTCPを用いた動画像ストリーミングサービスのデータ転送方式を調査し，既存の動画像ストリーミングサービスが，動画の再生レートより非常に大きなレートでデータ転送していることを示す．さらに，アプリケーション層においてデータ転送を制御することで，トランスポート層プロトコルにTCPを用いるにもかかわらず，必要以上のネットワーク帯域を奪わない，動画像ストリーミングのデータ転送方式を提案する．提案方式は，送信側ホストのTCPからTCPの状態変数を取得し，ネットワークの輻輳状況を推測する．また，受信側ホストから動画のバッファリング量を取得し，ネットワークの輻輳状況と受信側ホストの動画のバッファリング量に基づいて，1ラウンドトリップ時間に送信側ホストのTCPに渡すデータ量を調節することで，転送レートを制御する．シミュレーションによる評価の結果，提案方式は既存の方式と異なり，受信側ホストにおけるバッファアンダーフローの発生を抑え，かつ，バックグラウンドトラヒックの帯域を奪わないことを示す．