オーバーレイ・ネットワーク

オーバーレイ・ネットワーク (overlay network) とは、あるコンピュータネットワークの上に構築された別のコンピュータネットワークのことである。

オーバーレイ・ネットワーク上のノードは、下位ネットワークのトポロジーを意識せずに通信することができる。

多くのP2P ソフトウェアはオーバーレイ・ネットワークを利用している。また、ダイアルアップによるインターネット接続も、電話網の上のオーバーレイ・ネットワークだといえる。

オーバレイ・ネットワークの使用例

オーバレイ・ネットワークは IPアドレスが指定されていない目的地へルーティングメッセージを送出することを可能にするために構築される。例えば、分散ハッシュテーブルを用いることにより、IPアドレスが知られていない、特定の論理アドレスを持つノードにメッセージをルーティングすることが可能である。

オーバレイ・ネットワークはインターネットルーティングを向上させる方法として提案されており、例として、より高いストリーミングの品質を得るためにQuality of Service保証を用いるということがある。 IntServ、DiffServおよびIPマルチキャストなどの過去の提案ではネットワーク上の全ルーターの変更が必要になるので広く浸透していない。一方、オーバレイ・ネットワークはオーバレイプロトコルソフトウェアを搭載しているエンドホストに段階的に導入することが可能であり、これはインターネットサービスプロバイダの協力を必要としない。オーバレイは下層ネットワークにおいてノード間をどのようにパケットがルーティングされるか制御できないが、あるメッセージがオーバレイノードを経由する順序については制御可能である。

例として、アカマイ・テクノロジーズは信頼性があり、高効率のコンテンツ配信を提供するオーバレイ・ネットワークを管理している。これはマルチキャストの一種である。学術的研究として、マルチキャストのためのエンドシステムマルチキャストとOvercastや、柔軟なルーティングのためのRON(Resilient Overlay Network)、そしてにQuality of Service保証のためのOverQoSなどがある。

オーバレイ･ネットワークの一覧

Real Time Media Flow Protocol - Adobe Flash
JXTA
Kad networkや、Kademliaアルゴリズムに基づいたプロトコル等の分散ハッシュテーブル(DHT)
Gnutella、Gnutella2、FreenetやI2PなどのPeer to Peerプロトコル (例としてLimeWire, Shareaza, utorrentがある)
SolipsisはOrangeによる大規模に共有された仮想世界のシステムである
PUCC

参考文献

D. Andersen, H. Balakrishnan, M. Kaashoek, and ロバート・T・モリス. Resilient Overlay Networks. In Proc. ACM SOSP, Oct. 2001.
J. Jannotti, D. K. Gifford, K. L. Johnson, M. F. Kaashoek, and J. O'Toole. Overcast: reliable multicasting with an overlay network. In Proc. USENIX OSDI, Oct. 2000.
L. Subramanian, I. Stoica, H. Balakrishnan, and Randy Katz. OverQoS: An overlay based architecture for enhancing Internet QoS. In Proc. NSDI, 2004.