Estimation of TCP Throughput Fairness Ratio under Various Background Traffic

다양한 백그라운드 트래픽이 존재하는 경우의 TCP 공정성 비율 측정

TCP packets occupy over 90% of current Internet traffic thus understanding of TCP throughput is crucial to understand Internet. Under the TCP congestion regime, heterogeneous flows, i.e., flows with different round-trip times (RTTs), that share the same bottleneck link will not attain equal portions of the available bandwidth. In fact, according to the TCP friendly formula, the throughput ratio of two flows is inversely proportional to the ratio of their RTTs. It has also been shown that TCP's unfairness to flows with longer RTTs is accentuated under loss synchronization. In this paper, we show that, injecting bursty background traffic may actually lead to new type of synchronization and result in unfairness to foreground TCP flows with longer RTTs. We propose three different metrics to characterize traffic burstiness and show that these metrics are reliable predictors of TCP unfairness.

TCP는 Internet 트래픽의 90% 이상을 차지하고 있으며 이러한 TCP의 성능을 이해하는 것이 Internet을 분석하는데 중요하다. TCP의 혼잡 제어 알고리즘 하에서 병목 링크를 공유하는 서로 다른 왕복시간을 갖는 TCP 연결들은 서로 다른 공정성을 갖는다고 알려져 있다. 두 개의 서로 다른 왕복시간을 가지는 TCP의 공정성은 왕복시간의 비율에 반비례하고 동기로 인한 패킷 손실이 일어나면 왕복시간이 긴 TCP는 왕복시간이 짧은 경우보다 더욱 성능이 저하된다. 본 논문은 TCP 동기현상이 백그라운드 트래픽에 의해서도 나타날 수가 있고 이러한 동기현상이 여러 종류의 왕복시간을 가진 TCP 연결이 존재할 때 TCP의 공정성에 어떻게 영향을 주는가를 보여준다. 또한 동기현상을 일으키는 백그라운드 트래픽을 분류할 수 있는 세 가지의 측정방법을 보이며 이 분류를 통해 TCP의 공정성을 예측할 수 있는 방법을 제안한다.