Design and Performance Evaluation of Resequencing Algorithm for TCP Performance Enhancement in FHMIPV6 Handover

FHMIPv6 핸드오버에서 TCP 성능 향상을 위한 재정렬 알고리즘 설계 및 성능 분석

  • Hwang An-Kyu (Department of Information and Communications Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lee Jae-Yong (Electronics, Radio, Information communications Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kim Byung-Chul (Electronics, Radio, Information communications Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lee Jae-Hoon (Department of Information and Communications Engineering, Dongguk University)
  • 황안규 (충남대학교 정보통신공학과) ;
  • 이재용 (충남대학교 전기정보통신공학부) ;
  • 김병철 (충남대학교 전기정보통신공학부) ;
  • 이재훈 (동국대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2006.03.01

Abstract

Mobile nodes in FHMIPv6 has both advantages of HMIPv6 protocol which reduces signaling delay time and resource consumption during a handover and fast handover algorithm which reduces packet loss. Fast handover algorithm can reduce packet loss by 'tunneling' method ; that transmits a packet from old access router to new access router in case of handover. However, the fast handover algorithm can cause a reordering problem in a receiver between packets tunneled from the previous access router and packets transmitted directly to the new access router, which could degrade the TCP performance due to congestion control. In this paper, we propose two algorithms to solve the reordering problem in fast handover. The first one uses a holding timer for tunneling, the other adds a new algorithm to routers that adopt snoop protocol. We compare the performance of the proposed reseuquencing algorithms with that of the existing FHMIPv6 protocol by simulation. The simulation results show that the proposed algorithms solve the reordering problems and enhance TCP performance by preventing TCP sender entering congestion control.

FHMIPv6에서 이동단말은 핸드오버시에 지연시간과 자원소비를 줄이기 위한 HMIPV6 프로토콜과 패킷 손실을 줄이기 위한 fast 핸드오버 알고리즘의 장점을 동시에 갖는다. Fast핸드오버 알고리즘은 핸드오버시에 이전 라우터로 전송되는 패킷을 터널링을 통해 새로운 라우터로 전송해 줌으로써 패킷 손실을 줄일 수 있다. 반면 송신측에서 이전 라우터를 경유하여 새로운 라우터로 터널링되어 전송되는 패킷과 새로운 라우터로 직접 전송되는 패킷의 순서가 뒤바뀌어 혼잡제어를 발생시킴으로써 TCP 성능을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 데이터 세그먼트의 순서 어긋남 현상을 해결하기 위해서 홀딩 타이머를 이용하는 방법과 snoop 프로토콜을 탑재한 라우터에 새로운 알고리즘을 추가하는 방법의 두 가지 재정렬 알고리즘을 제안하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안된 재정렬 알고리즘과 기존의 FHMIPv6 프로토콜과 성능을 비교 분석하였고, 제안된 재정렬 알고리즘을 적용한 fast 핸드오버 알고리즘이 데이터 세그먼트의 순서 어긋남 현상을 해결하여 혼잡제어를 방지함으로써 TCP 성능을 향상시킴을 보였다.

Keywords

References

  1. C. Perkins, 'IP mobility support in IPv4', draft-letf-mobilieip-ipv12.txt, Internet Engineering Task Force, Mar. 2002
  2. H. Soliman, C. Castelluccia, K. EIMalki, and L. Bellier, 'Hierarchical mobile IPv6 mobility management (HMIPv6)', draft-ietf-mipshophrnipv6-04.txt, 2004. 12
  3. R. Koodli (Ed), 'Fast handovers for mobile IPv6', draft-ietf-mipshop-fast-mipv6-03.txt, 2004, 10
  4. Dongwook Lee, Jong Won Kim, 'Delayed-duplicated ACK(DDA) algorithm for TCP performance enhancement to overcome packet ?sequence disruption in fast-handoff of mobile IPv6', K -JIST, 24th International Conference on Distributed Computing Systems Workshops - W1: MNSA, (ICDCSW'04) Hachioji, Tokyo, Japan, pp. 98-103, March 23 - 24, 2004 https://doi.org/10.1109/ICDCSW.2004.1284015
  5. D. Tandjaoui, N. Badache, H. Bettahar, A. Bouabdallah and H. Seba, 'Performance enhancement of smooth handoff in mobile IP by reducing packet disorder', Pro. of the 8th IEEE International Symposium on Computers and Communications(ISCC '03), 2003 https://doi.org/10.1109/ISCC.2003.1214115
  6. ns-2, http://www.isi.edu/nsnam/ns/
  7. MobiWan, http://www.inrialpes.fr/planete/mobiwan/