第1回レポート

レポート課題１
0
図 1 のようなネットワークトポロジーを考える．NS2 を用いてシ
ミュレーションを行い，次の問題に答えよ．レポートには必ず自分が
6ms
40Mbps
行ったシミュレーションの シナリオ及び各パラメータの値を明記
B
40Mbps
6ms
の人は 1）を表すものとする．
6ms
40Mbps
Bw
20ms
2
すること．なお，SID(Student ID) は各自の学籍番号の下一桁（0
4
Flow 1
3
40Mbps
6ms
Flow 2
1
5
図 1: ネットワークトポロジー
1. UDP（Flow 1）を流して実験する．アプリケーションは CBR とする．
(a) 各パラメータを左下図のように設定し，右下図の 4 つの Case をシミュレートしてスループットを求めよ．
また，送信レート，データサイズ，パケット送信間隔の関係を調べ，UDP(CBR) のデータ転送の仕組みに
ついて述べよ．
Case
パラメータの設定値
CBR 送信レート
CBR データサイズ
1
8 [Mbps]
1000 [bytes]
ボトルネックリンクの帯域 (Bw)
10 [Mbps]
2
4 [Mbps]
1000 [bytes]
ボトルネックキューのサイズ (B)
32 [kbytes]
3
4 [Mbps]
500 [bytes]
4
SID [Mbps]
1000 [bytes]
なお，スループット T は式 (1) に従って算出し，以降も特に指定しない限りこの定義を用いるものとする．
スループット算出の際は単位に気をつけること (bps = bit/sec)．
スループット T [Mbps] =
(総受信パケット数) × (パケットサイズ (ヘッダを含む))
送信時間
(1)
(b) Bw を下図の様に変化させてシミュレーションを行い，スループットとパケットドロップ率を求めて図示
し，考察せよ．また，ドロップが発生する条件を明らかにし，ユーザの要求のみに応じた UDP(CBR) の高
レート送信が引き起こす問題について述べよ．
Bw
B
CBR 送信レート
CBR データサイズ
1 – 20 [Mbps]
32 [kbytes]
8 [Mbps]
1000 [bytes]
なお，パケットドロップ率 Pd は式 (2) に従って算出し，以降も特に指定しない限りこの定義を用いるもの
とする．
パケットドロップ率 Pd [%] =
総ドロップパケット数
× 100
総送信パケット数
(2)
(c) [発展課題] ドロップが発生する環境を選び，B を変化させてシミュレーションを行い，B が UDP(CBR)
通信に与える影響について述べよ．さらに，ドロップの回避を目的としてキューサイズを増加させること
の有効性の有無について論理的に論ぜよ（シミュレーションの結果を説明の 根拠 にしないこと）．
2. TCP（Flow 2）を流して実験する．アプリケーションは FTP とする．
(a) 各パラメータを次のように設定して Bw を変化させてシミュレーションを行い，スループットとパケット
ドロップ率を求めて図示し，考察せよ．また，パケットのドロップパターンを調べ，UDP の場合と比較せ
よ (連続性，バースト性，周期性などの有無に注意せよ)．
Bw
B
TCP 最大ウインドウサイズ
TCP パケットサイズ（ヘッダを除く）
1 – 20 [Mbps]
32 [kbytes]
64 [packets]
1000 [bytes]
(b) (a) のシミュレーションにおいてパケットのドロップが観測された場合，ドロップされたパケットが運んで
いたデータと同じデータ（つまりシーケンス番号が等しい）が受信側に届けられたかどうか調べよ (再送制
御の有無を調べる)．
(c) [発展課題] ドロップが発生する環境を選び，B を変化させてシミュレーションを行い，B が TCP 通信に
与える影響について述べよ．さらに，ドロップの回避を目的としてキューサイズを増加させることの有効
性の有無について論理的に論ぜよ（シミュレーションの結果を説明の 根拠 にしないこと）．
3. TCP と UDP について文献や Web などを利用して調査し，実験 1, 2 の結果も踏まえ，それぞれの特徴や，どの
ようなサービスに用いられているかについてまとめよ．
4. [発展課題] TCP の最大ウインドウサイズの影響について考える．TCP （Flow 2）を流して実験する．
(a) 各パラメータを次のように設定して Bw を変化させてシミュレーションを行い，スループットを求めて図
示せよ．ただし，グラフは実験 2-(a) のグラフと重ねて作成し，比較考察せよ．
Bw
B
TCP 最大ウインドウサイズ
TCP パケットサイズ（ヘッダを除く）
1 – 30 [Mbps]
32 [kbytes]
128 [packets]
1000 [bytes]
(b) 近年急速にネットワークの広帯域化が進む中，TCP 最大ウインドウサイズ (受信端末が持つバッファサイ
ズ) を増加させることの意義について述べよ．
5. [発展課題] UDP（Flow 1）と TCP（Flow 2）が混在する場合 (例：実験 1-(b) の UDP と実験 2-(a) の TCP が
混在する場合) をシミュレーションし，UDP, TCP それぞれのスループットやパケットドロップ率を求め，結
果を考察せよ．ボトルネックリンクの帯域 Bw は自由に設定してよい．設定した値により起こる現象が異なる
ため，Bw を変化させてみるとよい．また，以上の結果をもとに，インターネットのような現実の大規模ネット
ワークで UDP と TCP が混在した場合，どのような問題が発生するか述べよ．