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インターネットの性能計測 NETWOLD+INTEROP 99 TOKYO セッション C02. 平原 正樹 < [email protected]> Merit Network,Inc.. 概要: インターネットの性能計測. インターネットの性能を計ることによって、利用側はプロバイダが提供する実際の性能を知ることができる。また提供側は、顧客にどんな性能を提供できているかを監視することになる。現在のインターネットは経路が複雑であり、プロバイダの選択によって、インターネット性能に違いが生じる。 - PowerPoint PPT Presentation
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C02 Internet Performance Measurement and Analysis
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概要概要 : : インターネットの性能計測インターネットの性能計測 インターネットの性能を計ることによって、利用側はプロバイダが提供する
実際の性能を知ることができる。また提供側は、顧客にどんな性能を提供できているかを監視することになる。現在のインターネットは経路が複雑であり、プロバイダの選択によって、インターネット性能に違いが生じる。
インターネットの性能計測は、単にトラフィック量を測ったり、バックボーンの帯域を知ることに留まらない。通過経路の変化などのインターネットの動的性質も考慮しながら、パケットの到達遅延や紛失率、さらに経路安定性などを測定する。
このセッションでは、米国主要 IX でのルーティング管理を行うメリット・ネットワークとミシガン大学 EECS 学科の共同プロジェクト IPMA から、ヨーロッパや米国( IPMA を含む)の実際の計測ツールの紹介をする。
さらに計測された生データの提供とその視覚化を通じて客観的なインターネット性能の実像を得る努力、インターネットの中に計測装置を分散配置する大規模な協調活動、さらに爆発的な発展を続けるインターネットの性能的な危機状況についても報告する。
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The DEATHDEATH of the Internet
“The Internet will experience a Gigalapse this year”-- Bob Metcalfe
“Is the Internet about to crash?” -- The Site
“The Internet hasn’t worked for the last week”-- An AOL user
“We have no packet loss or delay” -- ISP engineer
“We are not seeing any packet loss or delay” -- IXP Manager
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内容内容 : : インターネットの性能計測インターネットの性能計測
インターネット性能とは何か 既存の性能計測技術の実例 新しい性能計測技術と研究 課題と性能改善へのヒント
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インターネットの性能インターネットの性能
調査、統計、予測 プロバイダの提供する性能のチェック プロバイダ自身の性能のチェック 問題個所の検査 ネットワーク VS インターネット
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何が難しいか?何が難しいか? プロバイダ共通の計測技術の欠如 プロバイダの秘密主義、誇張宣伝 非科学的な利用者の要求 計測対象(サーバ、TCP、データリンク) IX間 vs エンドユーザ間 客観的共通メトリック 広域、複雑な経路、基準時間 時間的変化(経路など)
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混乱の例混乱の例 最速XXXの秘密…国内100Mb/s、海外45Mb/sの大容量回線…
…また、国内の自社ネットワークは全て、超高速ATMネットワークにて基幹網が作られているため、ネットワークの遅延は全くありません…
国内最速Webサーバ…T1回線8本… 1回線あたりXX人以下…
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既存計測技術既存計測技術 ::pingping&& traceroutetraceroute
home.merit.edu% ping -s www.interop.co.jp
PING www.interop.co.jp: 56 data bytes
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=0. time=174. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=1. time=174. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=2. time=171. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=3. time=172. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=4. time=174. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=5. time=172. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=6. time=173. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=7. time=172. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=8. time=175. ms
64 bytes from www.interop.co.jp (210.135.48.132): icmp_seq=9. time=170. ms
^C
----www.interop.co.jp PING Statistics----
10 packets transmitted, 10 packets received, 0% packet loss
round-trip (ms) min/avg/max = 170/172/175home.merit.edu
home.merit.edu% traceroute www.interop.co.jptraceroute to www.interop.co.jp (210.135.48.132), 30 hops max, 40 byte packets 1 fet0.arborlakes.mich.net (198.108.60.1) 1 ms 1 ms 2 ms 2 198.108.62.2 (198.108.62.2) 3 ms 7 ms 4 ms 3 * * * 4 198.108.3.1 (198.108.3.1) 3 ms 3 ms 3 ms 5 bordercore2-hssi0-1-0.WillowSprings.cw.net (166.48.23.253) 11 ms 11 ms 13 ms 6 bordercore2.Sacramento.cw.net (166.48.192.1) 57 ms 60 ms 57 ms 7 kdd-japan.Sacramento.cw.net (204.70.120.6) 163 ms 161 ms 168 ms 8 203.181.96.21 (203.181.96.21) 162 ms 162 ms 164 ms 9 203.181.96.42 (203.181.96.42) 164 ms 170 ms 161 ms10 210.132.92.226 (210.132.92.226) 174 ms 170 ms 172 ms11 galaxy-catb1.kcom.ne.jp (203.141.161.19) 162 ms 162 ms 164 ms12 203.141.163.74 (203.141.163.74) 176 ms 171 ms 170 ms13 www.interop.co.jp (210.135.48.132) 170 ms 174 ms 169 ms
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既存の計測技術例既存の計測技術例 : : PINGPING
行き帰りの経路の違い ルータによりPINGの処理優先度が異なる
ICMPを通さないプロバイダ
スケーラビリティの欠如
MIDs Weather Report
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既存の計測技術例既存の計測技術例 : : SNMPSNMP
多くのネットワーク機器(ルータ、ハブ他)は MIB をサポート
多くの有料あるいは無料のクライアントソフトウェア
制約– 自社ドメイン内の機器のみ– 局所的情報、 MIB で提供される変数のみ–スケーラビリティ、セキュリティ
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既存の計測技術例既存の計測技術例 : : RMONRMON
遠隔ネットワークモニタ– ネットワークのトラフィックを覗き見– パケットやフローの測定– 上位プロトコルのサーポート( RMON2 )– 高速データリンク( OC3 )サポート
( OC3Mon -- vBNS/NLANR)
制約–スケーラビリティ、局所的
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既存の計測技術既存の計測技術 : : NetFlowNetFlow
シスコ社 –ソース/デス
ティネーション
– プロトコル– AS/AS
Cflowd クライアント
CFlowd 出力
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コマーシャルエンドユーザ計測コマーシャルエンドユーザ計測
Inverse (http://www.inverse.net) Keynote (http://www.keynote.com)
–ウェブサーバ他 NetMedic (http://www.vitalsigns.com)
–エンドユーザ
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コマーシャルネットワーク統計コマーシャルネットワーク統計
NetMedic
Vital Signs Report
Inverse
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既存技術の限界既存技術の限界
イントラネット内、AS内 スケーラビリティ 性能への断片的な視点 ネットワーク性能計測?問題診断?
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ルーティング問題? IXの停電・故障? 回線断? 極端に多量なトラフィック? ルーティングポリシは正しいか? 過去の問題を解析できるか?
問題診断問題診断
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新しい計測技術新しい計測技術
中身はブラックボックスアプリケーションレベル大規模な計測マシンの配置エンド・エンド間
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IETF IPPM Working GroupIETF IPPM Working Group
広域ネットワークで使えるメトリックの策定
一方向(遅延、パケットロス)、正確な時計
UDPの利用、ポアソン分布の間隔 受け取り側は、データリンク上を監視
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Common Solutions GroupCommon Solutions Group
米国主要大学に計測マシンを設置 Advanced Network and Services (ANS) 時計の同期にGPSを利用 PC UNIX で動くデータ収集ソフトウェア
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インターネット計測および視覚インターネット計測および視覚化化 : : CAIDACAIDA
(www.caida.org)
Cooperative Association for Internet Data Analysis Univ of California (SDSC) 政府( NSF )および民間資金 (Cisco, ANS) ネットワーク統計活動のデータ交換および協
調 ツールの開発、視覚化
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CAIDA ToolsCAIDA Tools
MAPNetAS Topology Visualization
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CAIDACAIDA::Skitter (RTSkitter (RTT Plot)T Plot)
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NIMINIMI
National Internet Measurement Infrastructure LBL, PSC (Paxson and Mathis) 計測(プルーブ)マシンのアーキテクチャ エンド・エンド間、ホップバイホップ
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IPMAIPMA
Internet Performance Measurement and Analysis project
ミシガン大学EECS学科とメリットネットワークの共同研究プロジェクト(NSFの資金)
目的– データの収集と配布– データの視覚化– データの評価と分析
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IPMAIPMA ツールツール
バックエンド(データ収集)– NetNow: 遅延とパケットロス– RouteTracker: ルーティングの安定性– TPD: 経路の監視 (traceroute)– SNMPTrackers: SNMP MIB の監視– IPN: メンテナンス・停止情報の交換
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インターネット計測のモデルインターネット計測のモデル
Probe
Probe
ProbeData 集積
AS1
ProbeProbe
Data 集積
Data 集積
AS2
一般
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ネットワークアクセスポイント(NAP)
NAP
NAP
NAP
NAP
ISP A
ISP Z
BC
ISP ISP
ISP
ISP ISP
RA
RA
RA
RA
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メリットルートサーバパッケージメリットルートサーバパッケージ
ISP ISP ISP ISP
ルートサーバ
ルートサーバ
インターネットルーティングレジストリ
ルートサーバの自動設定(4時間毎)・
物理接続網
経路制御とフォワーデ・ィングの分離によるルータ性能の改善
簡単なルータの設定・ルータ性能の要求緩和・
自動化された ルートサーバの管理・ 統計情報の収集・ 運用支援・
RSRSngng
冗長な構成による高信頼性・
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代表的なインターネット交換点(米国)
AADS NAPAADS NAP((Chicago)Chicago)3131 //5353
Sprint NAPSprint NAP((New York)New York)
//3131
MAE-EastMAE-East((Washington DC)Washington DC)7171 //8383
MAE-WestMAE-West((San Jose)San Jose)6161 //109109
PACBell NAPPACBell NAP(( San Francisco、San Francisco、
Los Los AngelesAngeles ))2525 //3838
Digital InternetDigital InternetExchangeExchange((Palo Alto) Palo Alto) 1515 //3535
FIX-EastFIX-EastMeritMeritFIX-WestFIX-West
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IRR(Internet Routing Registry)
RAWHOISRAWHOIS
InternetInternetMCIMCI
RIPE NCCRIPE NCC
RADBRADB
カスタ
カスタ
ママ
カスタ
カスタ
ママ
カスタ
カスタ
ママ
ヨーロッパヨーロッパ
残りのISP残りのISP
BellBell CACA
ANSANS
ルートサーバルートサーバ(RSng)(RSng)
ISPISP(( ルータ設定、ルータ設定、障害対策)障害対策)
統計・調査統計・調査(IPMA他)(IPMA他)
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ルーティング情報– BGP–アナウンスとウィズドロウ– 不安定さ
パケットロスおよび遅延– UDPの使用– One-Way Delay– 発生分布
IPMA(ツール群)IPMA(ツール群)
JavaJavaversionversionavailableavailable
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データ収集・配布機構(Salamande
r)データデータ収集収集
サーバサーバ
データデータ収集収集
サーバサーバ
サーバサーバ
クライアントクライアント
クライアントクライアント
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データ収集MRTの構成データ収集MRTの構成
BGP4 +
BGP4
RIP1 / 2
RIPng
OSPF
VIEW
VIEW
RT
RT
RTRIBRIB
フォワーフォワーディングディングテーブルテーブル
SimulatorSimulator
GeneratorGenerator
listenerlistener
ツール群ツール群
EventEventDataData
統計統計
V4
V6
C02 Internet Performance Measurement and Analysis
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バンド幅の推測:バンド幅の推測: PathCharPathCharpathchar to www.interop.co.jp (210.135.48.132)
doing 16 probes at each of 64 to 1500 by 44
0 localhost
| 5.4 Mb/s, 603 us (3.43 ms)
1 198.108.0.1 (198.108.0.1)
| 44 Mb/s, 4.29 ms (12.3 ms)
2 bordercore2-hssi0-1-0.WillowSprings.cw.net (166.48.23.253)
| 45 Mb/s, 22.5 ms (57.6 ms)
3 bordercore2.Sacramento.cw.net (166.48.192.1)
| 45 Mb/s, 51.9 ms (162 ms), +q 1.17 ms (6.54 KB) *2
4 kdd-japan.Sacramento.cw.net (204.70.120.6)
| 210 Mb/s, 2 us (162 ms), +q 1.06 ms (27.7 KB)
5 203.181.96.21 (203.181.96.21)
| 37 Mb/s, 35 us (162 ms)
6 203.181.96.42 (203.181.96.42)
| 33 Mb/s, 132 us (163 ms), +q 1.01 ms (4.21 KB)
7 210.132.92.226 (210.132.92.226)
| 58 Mb/s, 322 us (164 ms), +q 1.28 ms (9.32 KB) *2
8 galaxy-cata1.kcom.ne.jp (203.141.161.3) -> 203.141.161.3 (1)
| 1.4 Mb/s, 3.78 ms (180 ms)
9?203.141.163.74 (203.141.163.74)
| 5.4 Mb/s, -31 us (182 ms)
10 www.interop.co.jp (210.135.48.132)
10 hops, rtt 167 ms (182 ms), bottleneck 1.4 Mb/s, pipe 30893 bytes
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今日の問題今日の問題
TCPの実装の問題( S. Dawson, V. Paxson, IETF TCP Implementors BOF )
WEBサーバの輻輳無視、HTTPとTCPの相性
IXや国際回線でのパケットロス(1%で影響)
ルーティングの不安定、多数の代替経路
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今後の計測ツールに求められるも今後の計測ツールに求められるものの
経験、知識を使った、より高度な判断で、ユーザを支援
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AADS BGP Routing Updates (3/17/96 - 3/1798)
0
2,000,000
4,000,000
6,000,000
8,000,000
10,000,000
12,000,0003/17/96
5/17/96
7/17/96
9/17/96
11/17/96
1/17/97
3/17/97
5/17/97
7/17/97
9/17/97
11/17/97
1/17/98
3/17/98
Date
Num
ber
of U
pdat
es
with
ann
C02 Internet Performance Measurement and Analysis
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AADS Routing Updates (11/97 - 7/98)
0
200,000
400,000
600,000
800,000
1,000,000
1,200,000
1,400,000
9/11/97
9/25/97
10/9/97
10/23/97
11/6/97
11/20/97
12/4/97
12/18/97
1/1/98
1/15/98
1/29/98
2/12/98
2/26/98
3/12/98
3/26/98
4/9/98
4/23/98
5/7/98
Date
Num
ber
of U
pdat
es
C02 Internet Performance Measurement and Analysis
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Break Down of Repeat BGP Ann at Mae-East
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85
Day
Nor
mal
ized
Nu
mb
er o
f Eve
nts
Comm
Aggregator
NextHop
Origin
Med
ASPath
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ネットワークの性能改善へのヒネットワークの性能改善へのヒントント
プロバイダのバンド幅のチェック( pathchar) 最新のTCPソフトの利用、適切な設備計画 ネットワークやルータの負荷( MRTG, SNMP) トラフィックの把握 (NetFlow, RMON) ルーティング、トポロジの把握 (IPMA/CAIDA ) 計測(プルーブ)マシンの準備 (NIMI, CSG)