동적우선권제어함수 기반 TBPJ 트래픽 제어방식의 성능분석

Performance Analysis of Threshold-based Bernoulli Priority Jump Traffic Control Scheme

본 논문에서는 다양한 트래픽을 수용해야 하는 차세대 인터넷에서 핵심적인 기능을 담당하는 고속 패킷스위치를 위한 동적우선권제어함수(Dynamic Priority Control Function)이 개념을 도입하고 TBPJ(Threshold-based Bernoulli Priority Jump) 방식에 대한 성능분석을 하였다. 동적우선권제어함수(Dynamic Priority Control Function)는 시스템의 상태에 따라 각 트래픽에 우선권을 동적으로 할당하여 패킷의 스케쥴링(scheduling)을 제어하는 함수 f(.)이다. 클래스 1의 손실민감(loss-sensitive) 트래픽과 클래스 2의 지연민감(delay-sensitive) 트래픽이 고속 패킷스위치의 모든 입력포트에 동일하게 입력되고 스위칭속도(switching capacity)가 m인 $N\timesN$용량의 고속 패킷스위치에 TBPJ 방식의 DPCF 함수를 적용하여 성능을 분석하였다. 이때 스위치는 유한한 크기의 입력 버퍼와 무한크기의 출력버퍼로 구성되어 있고 슬롯 단위로 동기방식(synchronous)으로 동작한다고 가정하였다. TBPJ 방식은 각 입력버퍼에 대기하고 있는 현재 트래픽의 양과 시스템 버퍼의 문턱값(threshold)에 따라 서비스 순위를 동적으로 할당하여 효율적인 스케쥴링이 이루어지도록 한다. 성능분석을 통하여 TBPJ 제어방식이 기존의 우선권 제어 방식보다 성능 및 효율성에 있어서 우수함을 입증하였다. 즉 TBPJ 방식을 적용하여 성능을 분석한 결과 손실민감 트래픽의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위하여 패킷스위치를 스위치플랜으로 구현하는 경우 병렬로 (즉 m=2) 구성하면 충분하다는 것을 확인하였다.

In this paper, performance of a nonblocking high speed packet switch with switching capacity m which adopts a dynamic priority control function (DPCF) of a threshold- based Bernoulli priority jump (TBPJ) scheme is considered. Each input queue has two separate buffers with different sizes for two classes of traffics, delay-sensitive and loss-sensitive traffics, and adopts a TBPJ scheme that is a general state-dependent Bernoulli scheduling scheme. Under the TBP] scheme, a head packet of the delay-sensitive traffic buffer goes into the loss -sensitive traffic buffer with Hernoulli probability p according to systems states that represent the buffer thresholds and the number of packets waiting for scheduling. Performance analysis shows that TBPJ scheme obtains large performance build-up for the delay-sensitive traffic without performance degradation for the loss-sensitive traffic. In addition to, TBP] scheme shows better performance than that of HOL scheme.