한국정보과학회논문지:정보통신 (Journal of KIISE:Information Networking)

한국정보과학회 (Korean Institute of Information Scientists and Engineers)
권호 표지

TCP Vegas의 공정성 향상을 위한 혼잡 제어 알고리즘

A Congestion Control Algorithm for the fairness Improvement of TCP Vegas

  • 발행 : 2004.06.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

인터넷의 안정성에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 종단간에 이루어지는 TCP 혼잡제어이다. 현재 인터넷의 주요 TCP 버전인 Reno가 사용하는 수동적인 혼잡제어 방법은 네트워크의 혼잡을 심화시키는 원인이 된다. 이러한 Reno의 문제점을 개선하기 위해 제안된 Vegas는 Reno에 비해 우수한 성능을 가짐이 증명되었음에도 불구하고 두 가지 심각한 불공정성 문제를 가지고 있기 때문에 범용적으로 사용되지 못하고 있다. 본 논문에서는 이러한 Vegas의 문제점을 보완하기 위해서 기존의 Vegas 혼잡제어 알고리즘을 개선한 새로운 TCP PowerVegas 혼잡제어 알고리즘을 제안한다. rtt(round trip time)만을 기반으로 네트워크의 혼잡을 제어하는 기존의 Vegas에 비해서 제안한 PowerVegas는 rtt와 패킷 손실 정보를 유기적으로 결합시킨 새로운 기법으로 경쟁력 있는 혼잡제어를 수행한다. 그러므로 기존의 Vegas에서 발생했던 불공정성 문제를 모두 효과적으로 개선할 수 있다. 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 동일한 시뮬레이션 환경에서 PowerVegas와 Reno 및 Vegas를 비교하는 실험을 수행하였다. 실험 결과를 통해서 제안한 PowerVegas가 기존 Reno의 혼잡제어 방법에 비해 우수한 성능을 보일 뿐만 아니라, Vegas의 불공정성 문제도 크게 개선되었음을 확인할 수 있었다.

The most important factor influencing the robustness of the Internet Is the end-to-end TCP congestion control. However, the congestion control scheme of TCP Reno, the most popular TCP version on the Internet, employs passive congestion indication. It makes worse the network congestion. Recently, Brakmo and Peterson have proposed a new version of TCP, which is named TCP Vegas, with a fundamentally different congestion control scheme from that of the Reno. Many studies indicate that the Vegas is able to achieve better throughput and higher stability than the Reno. But there are two unfairness problems in Vegas. These problems hinder the spread of the Vegas in current Internet. In this paper, in order to solve these unfairness problems, we propose a new congestion control algorithm called TCP PowerVegas. The existing Vegas depends mainly only on the rtt(round trip time), but the proposed PowerVegas use the new congestion control scheme combined the Information on the rtt with the information on the packet loss. Therefore the PowerVegas performs the congestion control more competitively than the Vegas. Thus, the PowerVegas is able to solve effectively these unfairness problems which the Vegas has experienced. To evaluate the proposed approach, we compare the performance among PowerVegas, Reno and Vegas under same network environment. Using simulation, the PowerVegas is able to achieve better throughput and higher stability than the Reno and is shown to achieve much better fairness than the existing Vegas.

키워드

참고문헌

  1. K. Fall and S. Floyd, 'Simulation-based Comparisons of Tahoe, Reno, and SACK TCP,' Proceeding of ACM SIGCOMM '96, pp. 5-21, July 1996
  2. V. Jacobson and M. Karels, 'Congestion Avoidance and Control,' Proceeding of ACM SIGCOMM '88, pp. 314-319, August 1988 https://doi.org/10.1145/52324.52356
  3. V. Jacobson, 'Modified TCP Congestion Avoidance Algorithm,' LBNL Technical Report, April 1990
  4. L. Brakmo, S. O'Malley and L. Peterson, 'TCP Vegas: New Techniques for Congestion Detection and Avoidance,' Proceeding of ACM SIGCOMM '94, pp. 24-35, August 1994 https://doi.org/10.1145/190314.190317
  5. L. Brakmo and L. Peterson, 'TCP Vegas: End-to-end Congestion Avoidance on a Global Internet,' IEEE Communication, p. 1465-1480, October 1995 https://doi.org/10.1109/49.464716
  6. J. Mo, R. La and J. Walrand, 'Analysis and Comparison of TCP Reno and TCP Vegas,' Proceeding of IEEE INFOCOM '99, pp. 1556-1563, March 1999 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1999.752178
  7. A. Vendictis and A. Baiocchi, 'Modeling a Mixed TCP Reno and TCP Vegas Scenario,' Proceeding of IFIP 2002, pp. 612-623, May 2002
  8. T. Bonald, 'Comparison of TCP Reno and The Vegas: Efficiency and Farness,' Proceeding of ElsevierScience Publisher B. V., pp. 307-332, August 1999
  9. O. Hellal and E. Altman, 'Analysis of TCP Vegas and TCP Reno,' Proceeding of ICC '97, pp. 495-499, June 1997 https://doi.org/10.1109/ICC.1997.605357
  10. Y. Lai, 'Improving the Performance of TCP Vegas in a Heterogeneous Environment,' Proceeding of ICPADS 2001, pp. 581-587, June 2001 https://doi.org/10.1109/ICPADS.2001.934869
  11. T. Henderson and E. Sahouria, 'On Improving the Fairness of TCP Congestion Avoidance,' Proceeding of IEEE GLOBECOM '98, pp. 539-544, November 1998 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.1998.775786
  12. G. Hasegawa, M. Murata and H. Miyahara, 'Fairness and Stabillity of Congestion Control Mechanisms of TCP,' Proceeding of IEEE INFOCOM '99, pp. 1329-1336, March 1999
  13. Y. Lai, 'Improving the Performance of TCP Vegas in a Heterogeneous Environment,' Proceeding of IEEE ICPADS 2001, pp. 581-587, June 2001 https://doi.org/10.1109/ICPADS.2001.934869
  14. C. Boutremans and J. Boudec, 'A Note on Fairness of TCP Vegas,' Proceeding of Broadband Communications, pp. 163-170, March 2000 https://doi.org/10.1109/IZSBC.2000.829247
  15. The Network Simulator ns-2, http://www.isi.edu/nanam/ns/