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東大、100Gbit回線でTCP通信速度世界最高値の73Gbit/secを達成

〜従来の理論限界を超える成果

Core i7を搭載した実験用PCと実験用ルータ

 東京大学の研究チームは11日、従来のTCP通信の理論限界を超える世界初の73Gbit/sec通信を行ない、これまでの最高値である29Gbit/secから2倍以上の通信速度を可能にしたことを発表した。

 本研究は今年(2015年)11月に利用が開始された日米間の100Gbitネットワーク「TransPAC/Pacific Wave」を用いて行なわれ、同研究チームが開発したTCPの改良プロトコル「LFTCP」(Long Fat pipe TCP)を使い、精密ソフトウェアペーシング方式と組み合わせることで実現した。

 これまでの10Gbitネットワークに代わる新しい100Gbitネットワークは、TCP通信ではその性能を完全に発揮できず、UDPプロトコルや多数のTCP通信を並列に使うといった通信方式の変更が必要だった。LFTCPはTCPのプロトコルとTCPソフトウェアを拡張することにより、TCPプロトコルとしての性質を変えずに100Gbitネットワークに対応できる。また、LFTCPはオープンソースソフトウェアとして公開され、ほかの研究機関などで利用可能となっている。

 この実験は東京と米テキサス州オースチン市間のそれぞれに設置されたPCで、11月16日から17日かけて実施。PCにはCore i7-6770Kを搭載した安価なデスクトップPCを用い、ネットワークアダプタにはMellanox TechnologiesのConnextX-4、OCはCentOS Linux 7.1(1503)、データ通信ソフトウェアにiperf3が使われた。送信側PCはLFTCPを、受信側PCはTCPを用いており、使用機材と合わせて容易に利用可能な技術となっている。ちなみにネットワークの往復遅延時間は296msで、東京からオースチン市との往復距離は21,153kmに達する。

ハードウェア・ソフトウェアの構成
実験で使用したネットワーク経路
実験機器および経路

 本実験の成果により、連続的に生成される超多量測定データの高速通信が可能になるほか、ビッグデータ処理や超高速Webアクセスなど、情報社会全体の高速化に貢献できるという。なお、東京大学研究チームが研究している高速流体中の細胞を1つずつ超高速計測し、ビッグデータ処理を用いて希少な細胞を弁別するという処理システムでは、50Gbit/secを超えるデータが連続で生成され、こうした大量処理にはLFTCP技術が不可欠としている。

 本研究は「内閣府革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)セレンディピティの計画的創出による新価値創造」の元、東京大学大学院情報理工学系研究科の平木敬教授らの研究グループなどによって行なわれた。

(中村 真司)