連載 /Cyber Kansai Project— 図 1 DiffServ モデル 図 2 DiffServ ルータの バウンダリノード インテリアノード DSCP に フローを集約 DSCP にもとづく転送 DSCP PHB 1 DSCP PHB 2 DSCP PHB3 クラシファイア マーカー UPC (Usage Parameter ControI) . ンエー / ヾー フロー バウンダリ フロー クラシフィア インテリア シェー / ヾー マーカー + UPC . - DSCP にもとづき PHB を実行 ノードをいかに実現するかか題となります。 DS ドメイン DiffServ の実装 DiffServ モテル 図 2 に示したように、 DiffServ はいくつかの機能プロ ックから構成されています。 DiffServ モデルについては 4 月号でも説明しましたが、 クラシファイアにはフローテープルがあり ( 図 3 ) 、ルー 簡単に復習しておきましよう。 タに入ってくる IP バケットをポート番号や宛先アドレ 図 1 に DiffServ モデルを示します。 DiffServ には、 スなどによってフローごとに識別しています。 こでは、 ウンダリノード ( 工ッジルータ ) とインテリアノード ( コ ファイアウォールなどで使われているフィルタ機能のほか アルータ ) の 2 不鶤頁があります。 に、 DSCP の値によってフローを振り分けることができ DiffServ モデルでは、バウンダリノードでフローを検 ます。 出し、 IP ヘッダの DSCP (Differentiated Services 次に、 DiffServ におけるキューの使い方を示します。 Code Point) 値を書き換えます。インテリアノードでは、 DiffServ のサービスには、 EF (Expedited Forwarding DSCP 値にもとづいて優先制御されたバケットの転送処 : 完全優先転送 ) と AF (Assured Forwarding : 相対・的 理がおこなわれます。これをルータ内の機能として示した 優先転送 ) の 2 種類があります。これを実現するための のか図 2 です。この図からも分かるように、インテリア キューの構成を図 4 に示します。 ノードは DSCP 値にもとづく転送処理の機能をもてばよ いことになっています。一方、バウンダリノードでは、ク EF では優先制御のためのキューと best effort 用の ラシファイア (classifier) によるフロー検出や DSCP 値 キューの 2 つがあればよいのに対し、 AF では 4 つの転 の書換えなどに加え、 DSCP 値にもとづく転送処理もお 送クラスと、 3 つの廃棄クラスを区別するための 3 つの廃 こなわなくてはなりません。 棄レベルをもつキューを 4 本もつ必要があります。廃棄 レベルにおける制御では、クラシファイアてマーキングさ DiffServ モデルとは、要するに難しい処理はバウンダ れたバケットをそれぞれのマークに設定された閾値て廃棄 リノードにまかせ、インテリアノードは単純化して機能を します ( 図 5 ) 。これによって、 IP 電話のようにキューで 絞れるので高速になる。その結果、バックポーンの負荷 侍たされることを嫌うアプリケーションについては早く廃 にも耐えられるだろうという考えです。一方のノヾウンダリ 棄カまるように設疋し、多少遅延があってもバケットを ノードは、 PC やサーバーなどカ甘妾続されているところに 廃棄しないほうがよいアプリケーションに関してはキュー 近いルータなので、扱うフローの数が少なく、トラフィッ を長く設定することができます。 クも少ないはすですから、フロー検出などの難しい処理も うまくこなせると考えられます。したがって、ルータでの ルータは、ルーティング・テープルを検索し、バケット DiffServ 実装においては、高速処理カゞ可能なバウンダリ を医するものです。このルーティング・テープルの検索 161 UNIX MAGAZINE 2000.6

サイバー関西プロジェクト DiffServ 対応ルータ NG17 ロジェクト ( 5 ) 新善文、下條真司 はじめに 160 築しようという時代でした。社内の、、なんでも ATM 派 " 。 verIP などという言葉もまだなく、 ATM で LAN も構 考え始めていました。 IP over Everything 、 Everything IP 上で処理できる性能をもつルータが必要ではないかと ンターネットの可能性を追求し、映像も音声もなんでも そのころ、日立製作所の私たちの音曙は普及し始めたイ 登場により、ようやく映像伝送が可能になりました。 満足な結果が出せず、大のバッフアを備えた新型製品の ルータはなかったのか実情です。 ATM スイッチも当初は 当時は NP200 にかぎらす、方℃医品質て映像を伝送できる 望を満たすような結果は得られませんでした。もっとも、 タ NP200 も使われましたが、残念ながら施医関イ系者の要 伝送実験がおこなわれました。その際、日立製作所のルー 数年ほど前、 CKP で MPEG-2 over IP による映像 GR2000 開発の裏話 ます。 アプリケーションに提供する QoS ルータについて説明し 設定されたさまざまなポリシーを実行し、各種の Qos を width Broker) を紹介しました。今回は、 BB によって 前号では、 QoS を管理する枠組みとして BB (Band- とを目標の 1 つに掲げています。 ジネスモデルを作り、そのために必要な技術を開発するこ しいインターネットの上で放送・広告業界が展開しうるビ ト ) の NGI プロジェクトは、 QOS によって実現する新 前回も書いたように、 CKP ( サイバー関西プロジェク と激しい闘いをくりひろげた木に、ようやく高速ルータの 開発に着手することができました。 世界中どこにもないものを作ろうと、完全にオリジナル のアーキテクチャ 1 で、スーパーコンピュータやメインフ レームでっちかわれた LSI 技術、信頼性の高い製造技術 などをとりいれることにしました。しかし、ただ悪実に作 るだけではおもしろくありません。なんらかク寺徴のある 機能を入れようと知恵を絞りました。 さいわい、咼機能シェーパーを備えた ATM スイッチ AN1000 の開発に携わっていた中央研究所の部門が、高 速ルータの開発にも手を貸してくれることになりました。 ATM で作ったシェーピンク鼓術、 QOS 技術を可変長の IP'S ケットに置き換え、高速に処理できるハードウェア で実現しようとの彼らの提案を受け、 IP による QOS 技術 をとりいれることにしました。 とはいうものの、当時は IP による QoS 技術という と RSVP (Resource ReSerVation ProtocoI) という 言葉だけが独り歩きしていて、 DiffServ の検討も始まっ てはいましたが、きちんとした規格はまだないという状況 でした。仕方なく、検詞・中の DiffServ に関するドキュメ ントから最終的なイ」嘛を推測し、丁探り状態で言 fr を進め ていきました。その推測は的中し、 DiffServ が RFC に なるのとはは判月を同じくして、 DiffServ 対応のルータ GR2000 か製品化できたわけです (RFC が公開されたこ ろ、 IETF の DiffServ ワーキング・グルーフ。の言義長であ る Brian Carpenter 氏に GR2000 を紹介する機会があ りましたが、「 RFC が出たはかりなのに、いったいどう やって製品化できたのかね ? 」と驚いていました ) 。 1 日立製作所は、 NP200 、 GR2000 のアーキテクチャに関するキ品を 所有しています。 UNIX MAGAZINE 2000.6

連載 /Cyber Kansai Project 図 7 GR2000 のアーキテクチャ RM スイッチ 図 6 DiffServ 文寸応ルータ Di 升 Se Ⅳ対応ルータ DiffServ 装 工ージェント 置 スイッチ または バス RP RP ノヾケット / ヾッファ バケット出力 / ヾ 丿トティング ケ ラシファイア ツ テーブ丿レ マーカー ト 検索 UPC カ ラシファイア マーカー マ カ 検索 AS ℃ 転送 AS ℃ 、ノエーパー NIF NI F N 旧 ンエーパー ルーティング・テーブル検索、 クラシファイア、 UPC GR2000 の QoS 胸 図 8 旧バケット テータ L4H L3H L2H QoS テーブル QoS flow retri eval 優先順位 ( 8 レベル ) Priority Queue ☆☆☆ △△△△△△ スケジュール 帯域制御 テーブ丿レ Queuing, PoIicing Laye r 3 & 4 H eade r check, Metering △△ロロ☆☆☆ 帯域制御 廃棄クラス ( 4 クラス ) フロー検出、 契約帯域 優先順位決定、 チェック マーキング 優先順位付け、 最低帯域幅の保証、 適正な帯域幅の共有など ていきます。この処理を示したのか図 8 です。 おり、 1 つか転送処理を、もう 1 つがルーティング・テー プルの検索処理をおこないます。 DiffServ に必要なマー GR2000 は、 8 つの優先順位と 4 つの廃棄クラスをもっ カー処理は転送処理と、クラシファイアはルーティング・ ています。これらの使用例を図 9 に示します。優先Ⅷ立と テープルの検索処理と一緒にまとめられています。 RP 間 廃棄クラスを組み合わせて、 EF 、 AF 、 best effort の振 は高速のスイッチで接続され、 RP には、、 NIF" と書いて 舞いを定義するわけです。 GR2000 での設定については、 あるネットワーク・インターフェイスがつながっていま マニュアルのなかの「解説書」をご覧ください。このマ す。シェーパーは、この NIF に組み込まれています。 ニュアルには、 DiffServ だけでなく糸響各制御や回線の定 義などの設定例も載っています。 NIF から入ってきたバケットは RP に渡され、ここで フロー検出、マーキン久優先順位の決定がおこなわ ルーティング・テープルの本索結果に従ってノヾケットバッ フアに入れられます。バケットバッフアに入ったバケッ NGI プロジェクトの DiffServ 実証実験に持ち込んだ トは、スイッチを通じて出力側の RP に転送され、そこ GR2000 は、まだート分な検査も経ていない段階のもので でクラシファイアを通り、マーキング処理を経て NIF に した。そのため、ネットワークの設定をお願いした NTT ある出力側のキューに入れられます。そして、このキュー 西日本や、 Bandwidth Broker を開発していただいた て優先制御などがおこなわれたのち、バケットは中幻医され 実証実験 163 UNIX MAGAZINE 2000.6

連載 /Cyber Kansai Project— 図 9 GR2000 の DiffServ 言聢例 廃棄クラス 長 ( キュー ) GR2000 シリーズ 図 10 短 2 8 7 EF 6 1 BF EF: Expedited Forwarding AF. Assured Forwarding BF: Best E 幵 0 Forwarding ()O Marking) ENICOM の方々はいろいろと苦労されたようです。お かげさまで、 GR2000 もまともに動くようになり、実証 実験もぶじに終了しました。実験の言田は、この連載で頂 呂介していく予定です。 おわりに 優 先 位 20H 10H 低 4S 2S です。 次回からは、実験の言岩田を紹介していく予定です。 ( あたらし・よしふみ日立製作所、 しもじよう・しんし 大阪 : た学サイバーメディアセンター ) [ 文献 ] [ 1 ] K. NichoIs, V. Jacobson and L. Zhang, ス Two-bit D 乞ガれ観 ed Set ・・ vices 員 7 ℃ん ect れ 7 ℃ for the / れ 7 、れ e な RFC2638 , July 1999 DiffServ 対応ルータが登場し、 Bandwidth Broker の [ 2 ] S. BIake, D. BIack, M. CarIson, E. Davies, Z. Wang 開発か進み、本格的な DiffServ の運用が始まりつつあり and 、 V. Weiss, 員れ員7 ℃ hitecture 和震 D ガ et ℃れ ed ます。いすれは、 best effort 型であるという従来のイン Services, RFC2475 , December 1998 ターネットの定義の 1 つが崩れていくと思われます。 [ 3 ] K. Nichols, S. Blake, F. Baker and D. Black, Defini- 0 れ可 the D ガれ観 ed Services e ()S を I の GR2000 は、さまざまな意見をフィードバックしつつ、 乞れ〃肥 IPv4 田記 / P 6 〃印 der ・ s , RFC2474 , December 現在も開発か進められています。知る人ぞ知る社内検査を 1998 通過させ、 2 ~ 3 カ月に 1 回は制御ソフトウェアの機能拡 [ 4 ] V. Jacobson, K. NichoIs and K. Poduri, れ E ェ e 市 d 張をおこなっています。 ードウェアの強化も着々と進 Fo v 礰・市れ 9 PHB, RFC2598 , June 1999 み、発表後 1 年足らずでマイナーチェンジしました ( 図 [ 5 ] J. Heinanen, F. Baker, 、 V. Weiss and J. WrocIawski, Assured F07 、て、市れ〃 B GT 、田卑 , RFC2597 , June 10 ) 。今後、 IPv6 や mpls などにも対応していく予定で 1999 すのでご期待ください。 DiffServ 対応ルータは、海外べンダーのプロトタイプ ではいくつか例があるものの、日本ではきわめてユニーク なものでした。たまたま CKP と日立の目指すところがう まく一致し、実験をおこなえたのは幸運だったといえるで しよう。この実証実験は、世界的にみても列のないもの 164 UNIX MAGAZINE 2000.6

連載 /Cyber Kansai Project 図 3 クラシファイア 入力バケット フロー 工ントリフローテープル \ 送信元 宛先 送信元 TCP 宛先 TC P 上位 プロトコル ポート番号 ポート番号 旧アドレス 旧アドレス 医イ言元 宛先 送信元 TCP 宛先 TC P 上位 ポート番号 プロトコル ポート番号 旧アドレス 旧アドレス 送信元 宛先 送信元 TCP 宛先 TC P 上位 プロトコル ポート番号 ポート番号 旧アドレス 旧アドレス DSCP DSCP DSCP 図 4 EF 、 AF とキュー EF (Expedited Forwarding) 完全優先転送 ■第■第・・■第第■■第第第■第第・■第第第第 AF(Assured Forwarding) 相対的優先転送 AFII ! AF12 ミ AF13 クラシファイア → クラシファイア AF21: AF22É AF23 EF BE AF31 ミ ↓ ↓ AF41 三 AF42 三 AF43 4 つの転送クラス 3 つの廃棄クラス BE:Best Effort 図 5 廃棄胸 各プライオリティのキュー / ヾケット クラス 4 バケット ・クラス 2 / ヾケット をどこでおこなうかを図 6 に示します。つまり、クラシ ファイアは入力側と出力側の両方に備えなくてはならない のです。 レベル 4 100 % レベル 2 レベル 1 66 % 38 % 66 % を超えると 廃棄が始まる レベル 3 88 % 図 7 が、 GR2000 のアーキテクチャです。一番上の 、、 RM " の部分でルータ全体を管理しています 2 。、、 RP" と 書いてあるところでは、 DiffServ 対応ルータとして重要 なフローの識別、ルーティング・テープルの検索などをお こないます。 RP は、おおまかには 2 つの ASIC をもって 2 RM は lntel 系の CPU を使用し、 BSD/OS カ劬いています。ただ し、この BSD/OS は BSDI と司開発したリアルタイム刻長か施さ れ、スケジューラやファイルシステムなどにも手か加えられています。 Di Serv 対応ルータ GR2000 具Ⅲ列として、日立製作戸励ゞ開発した DiffServ 対応ル ータ GR2000 での DiffServ 実装について説明します。 162 UNIX MAGAZINE 2000.6

写真 13 Path1 の PGI ・ Feed from Los Angeles 。 , 写真 14 PGI ( 背面 ) ターネット標準にもかなりの部分で準拠しており、とく に帯域管理に重要な COPS や DiffServ にも対応して います。 広告用の素材や髜帯田なデジタル当こ必要な DI 品 質の画像を巨離伝送するこのような技術は、ネットワ ークを介して系列各局間で素材を共有する場合には不可 欠になるでしよう。 ストリーミンク インターネットでテレビのように、、放映 " するために は、オリジナルの映像をインターネット中継 ( ストリー ミング ) に適した形式に変換 ( 工ンコード ) する必要が あります。放送事業者のあいだでは、このエンコーディ iStreamTV[9] は、各種のエンコーディング作業 ング・システムは放送機材と同等に扱われる傾向があり、 (Windows Media 、 RealProducer 、 QuickTime 、 特殊なノウハウを必要とせす、細かなセットアップもす DV 、 MPEG など ) を請け負うサービスを提供してい ることなくインターネット放送を実現したいという要望 ますが、この竹喋を嫌う放送技術者の熱い眼差しか注が がかなりあるようです。 れていました。工ンコード形式ごとに、エンコード速度、 Winnov[8] の StreamEngine は、 RealNetworks ネットワーク伝 j 幻度、形式、スクリーンサイズを細か の ReaIProducer ( 5.0 & (2) と Microsoft の Win- く区分した表を配るなど、本格的なサーピスという感じ dows Media Technologies 4.0 に対応したエンコー です。 ディング用のターンキー・システムです。これ 1 台で、 新しいストリーミング系のサービスとして注目を集 工ンコードに必要なすべての竹喋ができるように工夫さ めていたのが 3DV Systems[IO] の DeepMedia で れています ( 写真 15 ) 。 23 UNIX MAGAZINE 2000.6

NEWS 出荷金額ではテープ・オートメーション 市場の 60 % ( 249 億 1 , 500 万円 ) を占める。 プラネックスコミュニケーションズ (Tel 0120 ー 415976 ) は、 8 ポートスイッチ 「 FX ー 08SMC2 」、 5 ポートスイッチ「同 05SMC2 」の販売を開始した。 I/F (08SMC2/05SMC2) は、 10Base Java フ。ロセッサ 低価格スイッチ 理経 (Tel 03 ー 3345 ー 2177 ) は、米 aJile Systems の Java プロセッサ「 aJ ー 100 」 を販売する。 Java VM をオンチップ化した組込み機 制御ネットワーク分野で提携 「 i. LON1000 」の発売にともな 米 EcheIon と Cisco が共同開発した IP ステム分野での孑岩秀を発表した。 ズは、 IP べースの制御ネットワーク・シ ェシェロン・ジャノヾンとシスコシステム ローエンド・オートメーション製品 ( DDS 、 Travan など ) は 38 億 3 , 300 万円で前年 •PCi T/100Base TX ( 自動認識 ) x 8 / 5 。いす れもフロー制御機能 ( IEEE802.3x / バッ ク・プレッシャー ) をもつ。バケットバッ フアは 256KB 。登録 MAC アドレス数は 4 , 000 。筐体底面に磁石を備える。 AC ア ・理経 器用のプロセッサ。 Rockwell Collins の Java チップをコアに採用し、 Java バイト コードの直接実行が可能。スレッドの切 替えやスケジューリングなどの機能を備 •ECHELON 、 Cisco i. LON 1000 は、 Echelon の制御・監視 行ポートなどで協力する。 ナーやワークショップの開催、販売や技 ク・システム市場の開拓を目的としてセミ い、日本での IP べースの制御ネットワー 定額制タイレアップ旧接続サービス インターネットイニシアテイプは、 NTT 東日本と NTT 西日本による定額 制のインターネット接続サービス「 IP 接 続サーピス」に対応した有料試験サーピス を提供する。 個人向けダイヤルアップ接続サービス 「 IIJ4U 」のユーサーが対象 (NTT のよ或 IP 接続試験サーピスの利用者のみ ) 。タイ プ 1 (NTT の IP 第由での接続 ) に対応 し、タイプ 2 ( 加入者収容モジュール単位 ・ HP 、日立 ネットワーク管理製品を共同開発 米 HewIett—Packard (TeI 0120 ー 081565 : 日本ヒューレット・パッカード ) と日立製作所 (Tel 045-866 ー 8195 ) は、 ネットワーク管理製品「 HP OpenView PolicyXpert 」の機能拡張版の共同開発 18 と販売に関する契約を結んだ。 ネットワーク機器に対する SLA (Ser- vice Level Agreement) にもとづく QoS ポリシーの定義・設定により、異機種混在 工竟で帯域管理や QoS 制御が可能。ルー 比 7.3 % 増 ( 台数では 29.1 % 増 ) 。 ダブタを使用。 外形寸法 (HXWXD) は、 08SMC2 が 4.3 X27.2 >< 16.6cm 、 05SMC2 が 2.8 X 11.4X 8.2cm 。 価格はいすれもオープンプライス ( 参考 価格は、 FX—08SMC2 が 7 , 480 円、同 05 SMC2 が 6 , 480 円 ) 。 える独自仕様の「 MJVM (MuItipIe Java (M) 」を使用し、リアルタイム OS が不 要。 Java2 PIatform Micro Edition に 対応。消費電力は 1mW/MHz 以下。 価格は間合し出荷は 8 月。 システム用ネットワーク LonWORKS と IP ネットワークを統合するルータ機能、 Web サーバー機能などを備える。ビルや 住居などの各種機器・設備 ( 空調、照明 家電など ) をインターネット経由で遠隔制 御、監視できる。 での接続 ) への対応は未定。 月額利用科は 2 , 200 円。 IIJ4U の基本 科 ( 800 円 ) と通常の接続サーヒ、スの利用科 は別途。サービス開始は 6 月。有料サー ピスの開始にともない、既存の無科試験 サービスは終了する。 タとの連携による DiffServ 、複数の P01- ーによる分散制御などの icyXpert サーノヾ 機能を追加し、 HP-UX と SoIaris のサ UNIX MAGAZINE 2000.6 4 四半期中 ) 。 UX と SoIaris のサポート、日本語化は第 価格は未定。出荷は第 3 四半期 (HP- ポート、日本言ヒをおこなう。