17 TCP (ACK:ACKnowledge) (RTT:Round Trip Time) TCP (Transmission Control Protocol) PSPacer (Precise Software Pacer) JGN2 TCP FAST TCP UDP PSPacer
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1 TCP

2 17 TCP (ACK:ACKnowledge) (RTT:Round Trip Time) TCP (Transmission Control Protocol) PSPacer (Precise Software Pacer) JGN2 TCP FAST TCP UDP PSPacer

3 1 1 2 TCP PSPacer iproute Qdisc IPG-aware packet scheduling iperf FAST TCP PSPacer i

4 Standard TCP FAST TCP ii

5 1 DNA. IP PC PSPacer / TCP ( ) 2 3 PSPacer 4 5 PSPacer 6 7 1

6 2 TCP IP Transmission Cotrol Protocol (TCP) User Datagram Protocol (UDP) WWW TCP TCP IP TCP TCP (ACK: ACKnowledgement) (RTT: Round Trip Time) RTT 2

7 2.1, linux 1 1ms 2.2 RTT RTT ACK ACK HighSpeed TCP Scalable TCP BIC-TCP AIMD(Additive Increase and Multiplicative Decrease) 3

8 FAST TCP 4

9 3 PSPacer PSPacer ( ) PSPacer PSPacer ( ) TCP PSPacer iproute2 Qdisc tc PSPacer 3.1 PSPacer (IPG Inter Packet GAP) tc tc TCP PSPacer Linux iproute2 3 qdisc class( ) filter( ) qdisc 5

10 PSPacer 2 qdisc tc PSPacer IEEE82.3x PAUSE / PAUSE PAUSE PAUSE 512 PC 1 IP 8Kbps 93Mbps 1 PSPacer Linux PSPacer IP PSPacer PSPacer TCP/IP TCP/IP RTT PSPacer 9 6

11 PSPacer iproute2 iproute2 Linux arp ifconfig route Linux2.2 GRE(generic Routing Encapsulation) GRE Cisco IPv6 Linux OS 1 iproute2 2 1 LinuxBox Qdisc PSP(PSPacer) qdisc CBQ(Class-Based Queueing ) qdisc PSP qdisc PSP qdisc 7

12 parent major qdisc handle major qdisc qdisc default minor-id rate rate PCI(Peripheral Component Interconnect) PCI CPU Central Processing Unit CPU parent major qdisc classid major qdisc ( qdisc) qdisc 8

13 rate rate mode mode PSPacer 5 9

14 4 2.,. IPG-aware packet scheduling., IPG-aware packet scheduling NIC(Network Interface Card) IFQ(Interface Queue). IFQ NIC..,.,. NIC

15 4.1: cwnd targetrate = cwnd packetsizu RT T (4.1) maxrate NIC. targetrate = maxrate packetsize packetsize + gapsize (4.2) 2. gapsize = maxrate RT T cwnd packetsize (4.3) 4.2 IPG-aware packet scheduling IPG-aware packet scheduling IPG..,. 11

16 . 4.3,TCP/IP NIC IFQ Linux kernel QoS qdisk qdisc IFQ sch-ipg 2 Target Rate Estimator Gap Packet Injector 12

17 5.1: 5 PSPacer 5.1 PC1 PC PC1 Standard(linux msmp) FAST(linux-2.6.7) PSPacer version PC1 PC2 JGN

18 JGN2 sender router JGN2 receiver 5.2: PC1 Standard (linux msmp) FAST(linux-2.6.7) PSPacer version TCP Standard TCP PSPacer iperf RTT 5ms 1ms 15ms 2ms PSPacer 93Mbps Standard TCP FAST TCP 1 2 UDP UDP 1Mb/s 2Mb/s PSPacer 93Mbps iperf TCP UDP iperf iperf TCP UDP UDP bandwidth iperf 14

19 ( ) iperf % iperf -s ( ) % iperf -c < ( IP )> TCP iperf FAST TCP FAST TCP 23 1Gbps FAST TCP echo > /proc/sys/net/ipv4/tcp_mem echo > /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem echo > /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem echo > /proc/sys/net/core/wmem_max echo > /proc/sys/net/core/rmem_max echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fast echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fast_bc echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fast_kmon_rtt 15

20 echo 4 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fast_kmon_t /sbin/ifconfig eth txqueuelen 4 echo 15 > /proc/sys/net/core/netdev_max_backlog modprobe e1 RxDescriptors=496, TCP TCP Standard TCP sysctl -w net.ipv4.route.flush=1 sysctl -w net.core.rmem_max= sysctl -w net.core.wmem_max= sysctl -w net.core.rmem_default=65536 sysctl -w net.core.wmem_default=65536 sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem= sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem=

21 sysctl -w net.ipv4.tcp_mem= sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=15 madprobe e1 RxDescriptors=496,496 madprobe e1 TxDescriptors=496, PSPacer PSPacer ethtool -K eth tso off /sbin/tc qdisc add dev eth root handle 1: psp default 2 /sbin/tc class add dev eth parent 1: classid 1:1 psp rate 93mbit /sbin/tc class add dev eth parent 1: classod 1:2 psp mode /sbin/tc qdisc add dev eth parent 1:1 handle 1: pfifo /sbin/tc qdisc add dev eth parent 1:2 handle 2: pfifo /sbin/tc filter add dev eth parent 1: protocol ip pref 1 u32 match ip dst < IP > classid 1:1 17

22 6 PSPacer Standard TCP Standard TCP RTT PSPacer FAST TCP FAST TCP RTT PSPacer 18

23 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing : Standard TCP (RTT 5) 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing 6.2: Standard TCP (RTT 1) 19

24 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing : Standard TCP (RTT 15) 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing 6.4: Standard TCP (RTT 2) 2

25 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing : FAST TCP (RTT 5) 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing 6.6: FAST TCP (RTT 1) 21

26 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing : FAST TCP (RTT 15) 1 8 throughput[mbps] with spacing without spacing 6.8: FAST TCP (RTT 2) 6.2 Standard TCP FAST TCP 1 2 UDP UDP 1Mb/s 2Mb/s PSPacer 93Mbps 22

27 6.2.1 Standard TCP Standard TCP

28 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing 6.9: Standard TCP iperf1 iperf2 SUM throughput[mbps] : Standard TCP 2 (PSPacer ) 24

29 1 8 throughput[mbps] iperf1 iperf2 SUM : Standard TCP 2 (PSPacer ) 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing 6.12: Standard TCP+UDP(1Mbps) 25

30 1 8 throughput[mbps] with spacing without spacing : Standard TCP+UDP(2Mbps) 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : Standard TCP+UDP(1Mbps) (PSPacer 26

31 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : StandardTCP+UDP(1Mbps) (PSPacer ) 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : StandardTCP+UDP(2Mbps) (PSPacer ) 27

32 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : StandardTCP+UDP(2Mbps) (PSPacer ) FAST TCP FAST TCP

33 1 8 throughput[mbps] with spacing without spacing : FAST TCP 1 ) 1 8 throughput[mbps] iperf1 iperf2 SUM 6.19: FASTTCP 2 (PSPacer ) 29

34 1 8 throughput[mbps] iperf1 iperf2 SUM : FAST TCP 2 (PSPacer ) 1 8 throughput[mbps] without pacing with pacing 6.21: FAST TCP+UDP(1Mbps) 3

35 1 8 throughput[mbps] with spacing without spacing : FAST TCP+UDP(2Mbps) 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : FAST TCP+UDP(1Mbps) (PSPacer ) 31

36 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : FAST TCP+UDP(1Mbps) (PSPacer ) 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : FAST TCP+UDP(2Mbps) (PSPacer ) 32

37 1 8 loss jitter loss[%] jitter[ms] : FAST TCP+UDP(2Mbps) (PSPacer ) 6.3 Standard TCP PSPacer FAST TCP PSPacer Standard TCP FAST TCP PSPacer FAST TCP PSPacer FAST TCP UDP 2Mbps PSPacer 33

38 7 PSPacer Standdard TCP TCP FAST TCP PSPacer Standard TCP PSPacer FAST TCP PSPacer Standard TCP FAST TCP PSPacer FAST TCP+UDP UDP 34

39 NICT JGN2 35

40 [1] Ryousei Takano,Tomohiro Kudoh,Yuetsu kodama,motohiko Matsuda,Hiroshi Tezeka and Yutaka Ishikawa: Design and Evaluation of Precise Software Pacing Mechanisms for Fast Long-Distance Networks [2] : TCP,vol.44,No.9,pp [3] [4] vol5-9- topics.html 36

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