総 務 省 調 査 研 究 会 はじめに ネットワークの 中 立 性 に 関 する 懇 談 会 http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/policyreports/chousa/network_churitsu/index.html WG2:P2Pネットワークの 在 り

P2P 配 信 技 術 の 現 状 と 希 望 をニコニコ 語 ろう P2P って 何? 2008 年 1 月 25 日 KDDI 研 究 所 1

総 務 省 調 査 研 究 会 はじめに ネットワークの 中 立 性 に 関 する 懇 談 会 http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/policyreports/chousa/network_churitsu/index.html WG2:P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 資 料 を 元 に P2Pの 概 要 説 明 P2PとCDNの 映 像 配 信 P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 においてP2Pネッ トワークに 係 る 実 証 実 験 が 提 案 され 設 置 P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 の 実 験 概 要 を 説 明 2

P2P の 分 類 (1) 検 索 方 法 - 構 造 ピュア 型 ハイブリッド 型 スーパーノード 型 インデックス サーバ 総 務 省 報 告 書 :P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 資 料 検 索 の 経 路 データ 転 送 の 経 路 3

P2P の 分 類 (1) 検 索 方 法 - 特 徴 項 目 ピュア 型 ハイブリッド 型 スーパーノード 型 例 Winny, Gnutella など Napster, WinMX など Skype, KaZaA など 特 徴 検 索 / 転 送 をP2Pで 行 う 自 律 分 散 型 システム 各 ピアはメッシュ 状 検 索 は 隣 接 ピアを 経 由 検 索 結 果 が 不 確 実 ( 発 散 を 回 避 するため 経 由 するピアを 制 限 ) データ 転 送 が 完 了 しない 場 合 もある データ 所 在 は インデックスサーバ データ 所 在 の 検 索 クライアント/サーバ 型 ノードは 登 録 してある インデックスサーバに データの 所 在 を 問 い 合 わせる データ 転 送 はP2Pで 行 う 処 理 能 力 の 高 いノード が データ 所 在 を 探 索 一 般 ノードは 検 索 情 報 などを 保 持 しない ため 低 スペックPCで も 問 題 ない 総 務 省 報 告 書 :P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 資 料 4

P2P の 分 類 (1) 検 索 方 法 - 特 徴 項 目 ピュア 型 ハイブリッド 型 スーパーノード 型 長 所 スケーラビリティが 高 い 自 律 分 散 型 であり 耐 障 害 性 が 高 い システムの 管 理 制 御 が 可 能 ピュア 型 ハイブリッド 型 の 利 点 を 併 せ 持 つ アドホック 性 が 高 い 短 所 検 索 情 報 などの 実 装 が 複 雑 になる 検 索 にサーバ/クライアント 型 をとるため 検 索 データの 分 散 化 など 実 装 が 難 しい 大 規 模 化 に 伴 い ネット ワークへの 検 索 負 荷 が 増 大 する( 指 数 的 な 増 大 ) 駆 逐 が 難 しい システムの 耐 障 害 性 が 低 い スケーラビリティは ピュ アP2Pに 劣 る 総 務 省 報 告 書 :P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 資 料 5

P2P の 分 類 (2) データ 送 受 信 方 法 - 図 ピュアP2P 型 ピア 中 継 型 Cache 型 データを 保 持 するピア データを 要 求 するピア データ 通 信 に 関 与 しないピア キャッシュの 残 るピア 転 送 経 路 冗 長 経 路 総 務 省 報 告 書 :P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 資 料 ( 一 部 修 正 ) 6

P2P の 分 類 (2) データ 送 受 信 方 法 - 特 徴 項 目 ピュアP2P 型 ピア 中 継 型 Cache 型 検 索 ピュアP2P / インデックスP2P / スーパーノード など の 検 索 方 式 に 依 存 しない インデックスサーバ データ 転 送 長 所 短 所 適 用 分 野 エンド~エンドで 通 信 他 のピアに 負 荷 がか からない 複 雑 なP2Pルーチン グ 技 術 が 不 要 冗 長 経 路 を 持 てない アドホック 性 の 強 いサ ービス ピアを 中 継 に 使 用 冗 長 経 路 を 持 つ 中 継 するピアにはキャッシ ュが 残 るため 分 散 ダウン ロードが 可 能 中 継 するピアが 負 荷 がか かる P2Pルーチングの 実 装 が 必 要 Cache 分 散 負 荷 分 散 コンテンツ 管 理 ができる ピア 管 理 が 複 雑 大 容 量 ファイルの 分 散 ダウンロード リアルタイム 性 が 要 求 されるサービス( 経 路 冗 長 ) 総 務 省 報 告 書 :P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 資 料 ( 一 部 修 正 ) 7

P2P の 分 類 (3) データ 流 通 タイプ 分 類 内 容 特 徴 ストリーミング リアルタイム 放 送 型 のコンテンツ 配 信 VoIPなどのリアルタイム 通 信 リアルタイム 性 を 重 視 少 々のパケット 紛 失 は 許 容 冗 長 経 路 が 持 てることが 望 ましい ダウンロード 蓄 積 型 のコンテンツ 配 信 情 報 の 共 有 (コミュニティ ファイル 共 有 など) オフラインでファイルの 利 用 が 可 能 中 継 ピアにもファイルが 残 る ダウンロードが 確 実 にできることが 必 要 共 有 タイプでは データ 更 新 の 伝 搬 が 迅 速 に 行 われる 必 要 がある 総 務 省 報 告 書 :P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 資 料 8

Winny Share Gnutella BitTorrent LimeWire edonkey Freenet Frost P2P 配 信 技 術 ピュアP2P ハイブリッドP2P スーパーノードP2P ダウンロード 型 Napster OpenNap WinMX プログレッシブ ダウンロード 型 Grid Deliverly Skype FastTrack PeerCast Casting Grid SkeedCast KaZaA ストリーミング 型 Kontiki SwarmCast BBブロードキャスト 9

CDN vs P2P CDNとP2Pでの 映 像 配 信 配 信 モデルの 違 いを 説 明 10

CDN 配 信 モデル 現 状 では Client Server 型 が 主 流 負 荷 分 散 方 法 2 次 CacheサーバとDNS 連 携 による NWトポロジーとの 親 和 性 トラヒックの 出 発 点 が 固 定 されるので 管 理 はしやすい 追 加 ソフト 既 存 のブラウザを 利 用 欠 点 データセンターにサーバを 設 置 するのでコストがかかる Clientへのトラヒックが 上 流 から 流 れるので 上 流 が 込 む 11

配 信 モデル Peer to Peer P2P 負 荷 分 散 方 法 ノードにCacheデータを 置 く NWトポロジーとの 親 和 性 ノードが 動 的 に 変 化 するため 管 理 できない 追 加 ソフト P2P 用 ソフトをインストールする 欠 点 ノードのリソース(CPU HD 足 回 り 回 線 )を 使 う Clientへのトラヒックが 上 流 から 流 れるので 上 流 が 込 む 12

CDNでのデータの 流 れ コンテンツ サーバ 検 索 要 求 ノード2 データ の 流 れ ノード1 ノード3 13

CDN(Cache)でのデータの 流 れ 検 索 要 求 オリジン サーバ ノードは DNSの 検 索 結 果 として Cacheを 選 択 Cache サーバA データ の 流 れ 検 索 要 求 データ の 流 れ Cache サーバB ノードA1 ノードA2 ノードA3 ノードB1 ノードB2 ノードB3 14

P2P でのデータの 流 れ インデックス サーバ コンテンツ サーバ 検 索 要 求 ピアリスト 応 答 データ の 流 れ 初 回 データを ノードに 配 信 ノード2 ノード1 ノード3 15

P2P(NW 間 )でのデータの 流 れ コンテンツ サーバ インデックス サーバ 検 索 要 求 初 回 データ をノードに 配 信 ピアリスト 応 答 ノードA2 ノードB2 ノードA1 ノードA3 ノードB1 ノードB3 ノードA1-3 ノードB1-3 間 の データの 流 れ 16

CDN P2P 比 較 表 イニシャル ランニングコスト 情 報 の 集 中 管 理 CDN 大 高 (サーバで 集 中 管 理 ) P2P コンテンツの 保 存 場 所 コンテンツサーバ 各 ノード コンテンツサーバ 負 荷 対 策 ( 軽 減 方 法 ) メタデータの 保 存 場 所 ( 検 索 データの 情 報 ) 2 次 サーバをISPごとに 設 置 地 域 分 散 Cacheサーバ(ISP 内 ISPごと) コンテンツサーバ 各 ノードにCacheデータの 保 存 ( 小 分 けにして 分 散 ) インデックス サーバ 小 高 (インデックス サーバで 管 理 ) スケーラビリティ ( 接 続 数 コンテンツ 保 有 量 ) 情 報 の 集 中 管 理 低 高 (サーバで 集 中 管 理 ) 高 やや 高 (インデックス サーバで 管 理 ) 17

P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 につい 平 成 19 年 8 月 9 日 P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 を 総 務 省 の 支 援 の 下 関 係 する 事 業 者 等 による 実 験 推 進 のため 設 立 し P2Pに 関 する 社 会 的 理 解 の 促 進 技 術 的 測 定 今 後 解 決 すべ き 課 題 の 抽 出 などを 目 的 とした 実 証 実 験 を 行 う http://www.fmmc.or.jp/news/h82index.html より P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 資 料 18

実 験 の 目 的 配 信 側 では どの 端 末 (IP)がどの 端 末 (IP)と 通 信 しているかとい うデータは 取 得 可 能 だが それらの 端 末 がネットワーク 的 にどうつ ながっているか 把 握 していない(できない)ため 効 率 的 な 配 信 に なっているかどうか 判 断 できない 広 帯 域 トラフィックの 消 費 Youtube,GyaO,ニコニコ 動 画 等 の 登 場 膨 大 なインフラ 費 用 その1. P2P 配 信 システムが 有 効 か 確 認 したい その1 その2について 検 討 したいため 現 状 のP2Pアプリケーションにおける コンテンツ 配 信 効 率 性 ネットワーク 的 な 振 る 舞 いを 把 握 する 必 要 がある 実 ネットワークでの 検 証 ネットワーク 構 造 を 考 慮 しない 端 末 間 接 続 その2. ネットワーク 構 造 を 考 慮 した P2Pシステムを 考 えたい ユーザが 快 適 に ISPの コンテンツを コスト 負 担 減 利 用 できる P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 資 料 19

( 参 考 )NW 効 率 向 上 システム( 案 1) コンテンツを 保 有 している 端 末 候 補 のうち PING 等 の 測 定 によりNW 的 な 距 離 が 一 番 近 い 端 末 からダウンロード ダウン ロード ダウンロード 候 補 1 ダウンロード 候 補 2 ダウンロード 元 PING PING PING ダウンロード 候 補 3 P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 資 料 20

( 参 考 )NW 効 率 向 上 システム( 案 2) コンテンツを 保 有 している 端 末 候 補 のうち ランドーマークサーバ を 利 用 してNW 的 な 距 離 が 一 番 近 い 端 末 からダウンロード ランドマークサーバ NWに 近 い 端 末 の 検 索 依 頼 ダウンロード 元 ダウン ロード NW 情 報 の 登 録 ダウンロード 候 補 1 ダウンロード 候 補 2 ダウンロード 候 補 3 P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 資 料 21

( 参 考 )NW 効 率 向 上 システム( 案 3) エリア 別 キャッシュシステム キャッシュ サーバ2 キャッシュ サーバ1 P2Pネットワーク Akamaiの 特 許 侵 害? キャッシュ サーバ3 エリア1 エリア2 NW 効 率 向 上 システム 案 1, 案 2を 用 いてキャッシュサーバを 端 末 が 自 動 選 択 P2Pネットワーク 実 験 協 議 会 資 料 22