TCP Buffer Tuning based on MBT for High-Speed Transmissions in Wireless LAN

무선 랜 고속전송을 위한 최대버퍼한계 기반 TCP 버퍼튜닝

Wireless LAN (IEEE 802.11) uses traditional TCP for reliable data transmission, But it brings the unintentional packet loss which is not congestion loss caused by handoff, interference, and fading in wireless LAN. In wireless LAN, TCP experiences performance degradation because it consumes that the cause of packet loss is congestion, and it decrease the sending rate by activating congestion control algorithm. This paper analyzes that correlation of throughput and buffer size for wireless buffer tuning. We find MBT (Maximum Buffer Threshold) which does not increase the throughput through the analysis, For calculation of MBT, we experiment the throughput by using high volume music data which is creased by real-time performance of piano. The experiment results is shown that buffer tuing based on MBT shows 20.3%, 21.4%, and 45.4% throughput improvement under 5ms RTT, 10ms RTT, and 20ms RTT, respectively, comparing with the throughput of operation system default buffer size, In addition, we describe that The setting of TCP buffer size by exceeding MBT does not have an effect on the performance of TCP.

무선 랜(IEEE 802,11)은 신뢰적인 데이터 전송을 위해 기존 TCP를 사용하고 무선 신호의 단절, 간섭, 감쇠 영향으로 인하여 혼잡하지 않은 상태에서 의도하지 않은 패킷손실을 유발한다. 무선 랜에서의 TCP는 패킷손실을 혼잡으로 판단하고, 혼잡제어 알고리즘을 작동하므로 전반적인 전송률이 감소된다. 본 논문은 무선 랜에서의 전송률 증가를 위해 유선 네트워크 고속전송 기법인 TCP 버퍼튜닝을 적용하여 TCP 버퍼크기와 전송률과의 상관관계를 분석한다. 분석을 통해 버퍼크기 증가에 관계없이 더 이상의 전송률이 증가되지 않는 특정 버퍼 한계점을 찾고, 이를 우리는 최대버퍼한계(Maximum Buffer Threshold, MBT)라 정의한다. 최대버퍼한계를 산출하기 위해 실제 연주를 통해 음악파일을 생성한 후 이를 이용하여 실험을 한다. 최대 버퍼한계 기반 TCP 버퍼튜닝은 운영체제 기본 버퍼크기에서의 무선 전송률과 비교하여 송수신간 RTT가 5ms 구간에서 20.3%, RTT 10ms에서 21.4%, RTT 20ms에서 45.4% 전송률이 향상된다. 또한 특정 RTT 구간에서 최대 전송률을 97%의 정확도로 예측하고, 최대버퍼한계 이상으로 TCP 버퍼크기를 설정하는 것은 전송률 증가에 영향이 없음을 확인한다.