이동 광대역 무선 접속 네트워크에서 동적 Advertisement Window 조절을 통한 TCP Fairness 보장 기법

A TCP Fairness Guarantee Scheme with Dynamic Advertisement Window Adjustment for Mobile Broadband Wireless Access Networks

이동 광대역 무선접속 네트워크에서 다수의 사용자들은 한 기지국에 접속하여 다양한 서비스를 이용하게 되는데, 기지국은 고속인 유선 링크와 저속인 무선 링크의 데이터 전송을 중계하므로, 많은 사용자가 통시에 여러 서비스를 이용하게 될 경우 기지국의 버퍼 공간이 부족해 패킷이 손실된다. 하지만 종단간 신뢰성 보장을 위해 유무선을 막론하고 널리 쓰이는 TCP는 패킷 손실이 발생될 경우, 단순히 망의 혼잡에 의한 것으로 판단하여 전송률을 줄이게 되고, 이후 전송률을 다시 올리는 정도에 차이가 발생하게 되어 TCP fairness가 악화된다. 본 논문에서는 TCP 송신단의 전송률에 따라 차등적으로 그 전송률을 제어하여, 망이 혼잡해 지는 것을 미연에 방지하고 일정 수준의 TCP fairness를 보장하는 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 그 성능을 분석한 결과, 제안하는 기법이 쓰이지 않을 때에 비해, 각각의 TCP flow별 처리율이 비슷하게 유지되어, TCP fairness가 일정한 수준으로 향상됨을 확인할 수 있었다.

In a mobile broadband wireless access (MBWA) network, many users access a base station (BS), which relays data transferred from high-speed wired network to low-speed wireless network. For this difference of their data rate, a BS suffers from the lack of its buffer space when many users run multiple applications at the same time, and thus packet losses occur. TCP, which guarantees end-to-end reliability, is used as transport protocol also in wireless networks. But TCP lowers their transmission rate incorrectly and frequently whenever packet losses occur. And they increase their transmission rate differently with each other; finally TCP throughput of each TCP flow varies largely, and then TCP fairness goes worse. In this paper, a scheme that controls packet transmission rate adaptively according to TCP flows' transmission rate, that prevents buffer overflows at BS, and that guarantees TCP fairness at a certain degree is proposed. As it is analyzed by simulations, the proposed scheme enhances TCP fairness by maintaining TCP throughput of each TCP sender similarly with each other.