We pointed out two kinds of problem in the Internet,which has predicted will be the fundament of society in 21st centuly and has been showing a rapid growth.The first problem is on the user requests. By the increase of users and kinds of applications, there are some demands to control network services and network resource utilization. Moreover, by the advancement of user requests, we need to consider the satisfactory degree of users.The second kind of problem is on the network technology.We Know that current Internet is implemented as an End-to-End system, which generate a gap beween users/applications and network.Moreover,the Internet provides only the network services,which are sehlp previously by hardware vendor and or network administrator.Therefore,we face the network constraints and deficiencies to get the services that are implemented based on user or application oriented.

In this thesis,we propose Demand Inquiring Service(DIS)、which has a goal to support implementation of Application aware Network and Network aware Application environment、and network services environment.

Keyword: traffic management,active network, resource reservation,application aware network,network aware application

Contents

1.Introduction

　In chapter1,first we discuss the movement of network sodety in the world.Then the impact of this movement and the development of Intemet and telecommunication techmlogy are presented.We describe the problems of the Intemet espedally conceming with network services and the goal of this research.Finally, we present the structure of this thesis.

2.Background and Related Works

　In chapter 2, we describe the condition of current network society,related works concerns with the network technology itself,provision services, and line,1p its pmblems.About related works,firstwe discuss about current network technology,intelligent network and IP network(the Internet).Then we discuss about network services and its mechanisms.Here,about service mechanisms wepick up differentiated services and RSVP.Finally,we summarize the problems of the current technology concerning with network services.

3. Demand Inquiring Service(DIS)

　In this chapter, we describe the concept of the DIS, the reason of proposing the DIS,the objectives of DIS,and research themes concerning with DIS.DIS itself is a network service which considering the requirements of users/applications and network condition in order to schedule and control the traffics of applications. Here,we propose Demand Inquiring Service(DIS),as a problem solving of the mentioned problems in the previous chapter DIS is the network service system, which providesthe optimal services to the users,by considering the condition of network resources and the requirements of users.

4.DIS Architecture

　In chapter 4, we present that developing DIS using concept of adive network technology is ashortcut matter, and the architecture design of DIS.DIS is designed by using a dlient-server model. DIS client has a function as an interface between user applications and DIS server. DIS server receives the request from the users, considers and judges the condition of network and sends back the decision reult to the user application. DIS server is allocated on the active node router. Here, we also propose new DIS packet format and the framework of the DIS. We describe the structure and function of DIS server and client

5. The Protocols of DIS

　In the chapter 5, we propose the protocol to implement DIS. Spedfically, there are two kinds of protocols, one is protocol to support communication between server, and the other is protocol tosupport client and server communication. We also present the relationship between DIS and the other network services methods or mechanisms and its interoperability.

6. Traffic Management

　In the chapter 6, we propose a admission/scheduling method for the request execution of application. In order to provide optimum network services, DIS needs to control the network resources and to make scheduling the execution concerning with the user application request. Therefore, here we propse the rescheduling method, based on requests from user applications and a projection of traffics Besides scheduling, in traffic management we also propse controlling method for guarantee what has been scheduled.

7. Evaluation

　In chapter 7, we discuss about the evaluation of DIS. We verfy the validity of the proposed system and compare with other services mechanism system.

8. Conclusion and Future Works

　Finally, in the last chapter, we conclude the thesis and present the future works of this research. Nevertheless, there are still a little security problem and implementation cost problem, we present the possibiliy of creation new applications by implementing the DIS.

The mentioned results are based on active network and the proposal and the inspedion of new network service architecture are done. These are the goal of this thesis.

　急速な伸びを見せた21世紀の社会基盤となるインターネットには二つの大きな問題があると指摘される。最初の問題はインターネット上でユーザ要求上の問題である。ユーザの増加やアプリケーション種類の増加によりサービス管理問題やネットワークリソース管理問題が生じ、ユーザの要求の高度化によりユーザの満足度を考慮する要求がある。二つ目の問題はネットワーク技術の問題である。End-to-Endシステムで実現されたインターネット上でのユーザとネットワーク間のガップ、ハードウェアのベンダーやネットワーク管理者で決定されるネットワークの制約、ユーザやアプリケーションに特化したネットワークサービスの欠如等の問題がある。

　本論文では、これらの問題を解決することを目的として、アクティブネットワーク技術を用いた新しいネットワークサービス御用聞きサービス(Demand Inquiring Service:DIS)を提案し、その有効性を示す。

目次

1.　序論

　第1章では、インターネットの社会基盤としての重要性ならびに将来の動向について概観した後、現在のインターネットが抱える問題点を列挙し、本研究の目的を明確化する。また、本論文の構成について述べる。て整理する。

　特にQoSの維持やネットワークの使用効率に問題があることを実例とともに示す。さらに、アクティブネットワークの基本原理について概説し、アクティブネットワークの新しい応用を検討することにより、現在のインターネットが抱える多くの問題が解決できることを述べる。

3.　DISの提案

　第3章ではすでに示した問題を解決するためには、ユーザ・アプリケーションの要求を考慮するネットワーク主導型のシステムが必要であることを述べ、DIS(Demand Inquiring Service:ご用聞きサービス)と呼ぶ新しいサービスを提案する。DISとは、ユーザからの要求により、ネットワークリソースの状況に応じて最適なサービスをユーザに提供するネットワークの仕組みである。本章では、このDlSについて、目的、技術概要、具体的な応用例について概説する。

4.　DISアーキテクチャー

第4章では、アクティブネットワーク上にDISを展開することが早道であることを述べ、DISの具体的なアーキテクチャを設計する。DISはクライアント・サーバ型モデルを利用して設計され、クライアントはユーザ・アプリケーションとサーバとのインターフエイスとして動作し、DISサーバはクライアントからの要求を受けてネットワーク状態を判定し、この結果をクライアントに返す。このためには、DISサーバをアクティブノードの機能を持つルータ上に設置する必要がある。

5. DlSにおける通信プロトコル

第5章では、DISを実現するのための通信プロトコルを提案する。具体的には、二つのプロトコル、すなわち、サーバ間プロトコルとクライアント/サーバ間プロトコルについて検討し、さらに既存プロトコルと関係について述べ、これらとの協調動作の仕組みについて説明する。

6. トラフィック管理

　第6章ではユーザ・アプリケーションからDlSサーバへのリクエストのリスケジューリング法を提案する。DISにおいて最適なネットワークサービスを提供するためには、ネットワークのリソース制御を行い、ユーザ・アプリケーションのリクエストをリスケジューリングする必要がある。このため本章では、ユーザ・アプリケーションのリクエストによりトラヒックの予測を行い、ネットワーク状況をモニタリングし、リソースをスケジューリングする。また流れるトラフィックを保証するためにはトラフィック制御を行う。それらが従来ではないことで、それらの手法を提案する。

7.　評価および考察

前の章で提案したアイデアと実現するための手法を実証するために、第7章では性能評価や応用例をシミュレーションして評価・考察する。

8.　まとめおよび今後の課題

第9章では、本論文のまとめと今後の課題を整理する。セキュリティ面、コスト面等で若干の問題があるものの、DISの実現により様々な新しいネットワークアプリケーションが可能となることを示す。

以上の結果がアクティブネットワークをベースとする、新しいネットワークアーキテクチャの提案と検証が本論文の目的である。

　「A Study on Demand Inquiring Services using Active Network Technologies(原文英文):アクティブネットワーク技術を用いたユーザ要求問い合わせ型ネットワークサービスに関する研究」と題された本論文は、急速な伸びを見せている21世紀社会基盤たるべきインターネットに内在する二つの大きな問題を解決しようとするものである。最初の問題はインターネットでユーザ要求をどのように扱うかの問題である。ユーザ数やアプリケーション種類の増加により、要求は多岐にわたるようになり、ユーザの満足度を全体にあげることが困難になってきていることが問題である。二つ目はネットワークの柔軟性の問題である。多様化したアプリケーションに対応するネットワークサービスは、その仕様、特性、振る舞いが柔軟でなければアプリケーションからの要求を満足できないが、制御機構やリソース配分方式の限界から現在のインターネットはそれほど柔軟には動けない問題である。本論文では、これらの問題を解決することを目的として、アクティブネットワーク技術を用いた新しいネットワークサービス「ユーザ要求問い合わせ型ネットワークサービス(愛称:御用聞きサービス)=Demand Inquiring Service(DIS)」を提案し、その実現技術・有効性について以下の八章に渡って述べている。

　第1章は序論で、インターネットの社会基盤としての重要性ならびに将来の動向について概観した後、現在のインターネットが抱える問題点を列挙し、本研究の目的を明確化する。また、本論文の構成について述べる。

　第2章では、インターネットの現状と近年の研究動向ならびにそれらの問題点について整理する。特にQoSの維持やネットワークの使用効率に問題があることを実例とともに示す。さらに、アクティブネットワークの基本原理について概説し、アクティブネットワーク技術を活用することにより、現在のインターネットが抱える問題、特に多様なアプリケーションへの柔軟な対応を可能する等を解決できることを述べる。

　第3章では、第2章に示した問題を解決するためには、ユーザ・アプリケーションの要求を考慮するネットワーク主導型のシステムが必要であることを述べ、ユーザからの要求により、ネットワークリソース状況を配慮した最適ネットワークサービスたる、DIS(Demand Inquiring Service:ご用聞きサービス)と呼ぶ新しいネットワークサービスを提案する。さらにDISについて、仕様を提案し、目的、技術概要、具体的な応用例について概説する。

　第4章では、アクティブネットワーク上にDISを展開することが最適であることを述べ、DISの具体的なアーキテクチャを設計する。DISはクライアント・サーバ型モデルを利用して設計され、DISサーバはユーザからの要求を受けてネットワーク状態を判定し、この結果をユーザに返し、ユーザの選択を待ってネートワークサービスを実行する。このために、DISサーバをアクティブノードの機能を持つルータ上に設置する。

　第5章では、DISを実現するのための通信プロトコルを提案する。具体的には、二つのプロトコル、すなわち、サーバ間プロトコルとクライアント/サーバ間プロトコルについて設計している。設計された新プロトコルと既存プロトコルと関係について述べ、これらとの協調動作が可能で容易にDISを導入することが可能なことも示している。

　第6章ではユーザ・アプリケーションからDISサーバへのリクエストのリスケジューリング法を提案する。DISにおいて最適なネットワークサービスを提供するためには、ネットワークのリソース制御を行い、ユーザ・アプリケーションのリクエストをリスケジューリングする必要がある。ユーザ・アプリケーション要求によりトラヒックの予測を行い、ネットワーク状況をモニタリングし、リソースをリスケジューリングする。またトラフィック保証のための制御を行う。従来方式では制御できないので、新手法を提案している。

　第7章では第3章〜第6章での提案した手法を実証するために、性能評価や応用例をシミュレーションして評価・考察し、有効性を確認している。

　第8章では、本論文のまとめと今後の課題を整理する。DISの実現により様々な新しいネットワークアプリケーションが可能となることを示すとともに、セキュリティ面、コスト面が今後の検討課題であることを示した。

　以上、本論文は、21世紀がネットワークを基盤としネットワークサービス活用が生活の中心となることを想定し、ユーザ要求の多様化にいかに柔軟に対処して、ユーザ満足度を上げるかを解決する手法を、アクティブネットワーク技術を活用し、ユーザ要求の理解・判断、ネットワークリソース状況のモニタ・予測のための新手法を提案し、シミュレーションによりその実現性を検証したもので、その結果を「ユーザ要求問い合わせ型ネットワークサービス(愛称:御用聞きサービス):DIS(Demand Inquiring Services)」という新ネットワークサービスとして提案したものであり、21世紀のネットワーク基盤を活用するネットワークサービス技術の分野に寄与するところ大である。

　よって著者は東京大学大学院先端学際工学研究科における博士(工学)の学位論文審査に合格したものと認める。