한국멀티미디어학회논문지 (Journal of Korea Multimedia Society)

  • 제12권11호
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  • Pages.1521-1529
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  • 2009
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  • 1229-7771(pISSN)
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  • 2384-0102(eISSN)
한국멀티미디어학회 (Korea Multimedia Society)
권호 표지

무선 랜에서의 상.하향 TCP 플로우 공평성 제고를 위한 AP의 스케쥴링 알고리즘 연구

A Scheduling Algorithm of AP for Alleviating Unfairness Property of Upstream-Downstream TCP Flows in Wireless LAN

  • 임도현 (경남대학교 컴퓨터공학부) ;
  • 석승준 (경남대학교 컴퓨터공학부)
  • 발행 : 2009.11.30
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초록

표준 IEEE 802,11 무선 랜 환경에서는 AP를 중심으로 상향 플로우와 하향 플로우가 데이터 처리량에 있어서 상호 불공평성이 발생한다. 이 불공평성의 원인은 무선 랜에서 사용하는 DCF(Distributed Coordination Function) MAC(Medium Access Control) 프로토콜이 AP(Access Point) 노드에 게 다른 무선 단말과 같은 우선순위를 부여하기 때문에다. 또한 TCP(Transmission Control Protocol) 프로토콜에서 데이터 세그먼트가 확인(Acknowledgement) 세그먼트보다 손실 시 처리량 저하에 미치는 영향이 크기 때문에 불공평성이 더욱 증가된다. 본 논문에서는 우선 발생하는 불공평성의 정도를 알아보기 위하여 여러 가지 네트워크 환경을 구성하여 시뮬레이션을 실시한다. 또한 불공평성 문제를 일으키는 원인들의 정도를 실험을 통해서 확인한다. 이러한 불공평성 현상을 개선시키기 위하여 논문에서는 AP의 스케쥴링 구조 및 알고리즘을 제안한다. 제안방한은 ns2 시뮬레이션을 통해서 성능을 확인한다.

There is a serious unfairness problem between upstream and downstream flows of AP in IEEE 802.11 Wireless LAN. This problem is because Wireless LAN's DCF MAC protocol provides AP with equal channel access priority to mobile noded. Also, it makes this problem worse that the TCP's Data segment loss is more effective on throughput than the TCP's ACK segment. In this paper, we first make several simulations to analysis the unfairness in the various point of view and to find reasons of the unfairness. Also, this paper presents AP's scheduling scheme to alleviate the unfairness problem and evaluate the scheme through ns2 simulator.

키워드

참고문헌

  1. F. Vacirca, and F. Cuomo, "Experimental results on the support of TCP over 802.11b: an insight into fairness issues," 2006 WONS'06, pp. Jan. 18-20, 2006.
  2. F. Keceli, I. Inan, and E. Ayanoglu, "Fair and Efficient TCP Access in IEEE 802.11 WLANs," 2008 IEEE Wireless Communications and Networking Conference, pp. 1745-1750, Mar. 31 - Apr. 3, 2008.
  3. E.C. Park, D.Y. Kim, H. Kim, and C.H. Choi, "A Cross-Layer Approach for Per-Station Fairness in TCP over WLANs," IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol.7, No.7, pp. 898-911, July 2008. https://doi.org/10.1109/TMC.2007.70766
  4. ns2 simulator:
  5. O. Bhardwaj, G.V.V. Sharma, M.K. Panda, and A. Kumar, "Modeling finite buffer effects on TCP traffic over an IEEE 802.11 infrastructure WLAN," 2009 COMSNETS, pp. 1-10, Jan. 5-10, 2009.
  6. X. Qiuyan, J. Xing, and M. Hamdi, "AQM with Dual Virtual PI Queues for TCP Uplink/ Downlink Fairness in Infrastructure WLANs," 2007 IEEE Wireless Communications and Networking Conference, pp. 2137-2142, Mar. 11-15, 2007.
  7. M. Bottigliengo, C. Casetti, C.-F. Chiasserini, and M. Meo, "Smart Traffic Scheduling in 802.11 WLANs with Access Point," 2003 VTC 2003-Fall, pp. 2227-2231, Oct. 4-6, 2003.
  8. N. Blefari-Melazzi, A. Detti, A. Ordine, and S. Salsano, "Controlling TCP Fairness in WLAN access networks using a Rate Limiter approach," 2005 2nd International Symposium on Wireless Communication Systems, pp. 375-379, Sep. 7, 2005.
  9. N, Blefari-Melazzi, A. Detti, I. Habib, A. Ordine, and S. Salsano, "TCP Fairness Issues in IEEE 802.11 Networks: Problem Analysis and Solutions Based on Rate Control," IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol.6, No.4, pp. 1346-1355, Apr. 2007. https://doi.org/10.1109/TWC.2007.348331
  10. S. Pilosof, R. Ramachandran, D. Raz, Y. Shavitt, and S. Prasun, "Understanding TCP Fairness over wireless LAN," in Proc. of 2003 IEEE INFOCOM, pp 863-872, Mar. 30- Apr. 3, 2003.
  11. Y. Wu, N. Zhisheng, and Z. Janfeng, "Upstream/downstream unfairness issue of TCP over wireless LANs with per-flow queueing," 2005 IEEE International Conference on Communications, pp. 3543-3547, May 16-20, 2005.
  12. F. Keceli, I. Inan, and E. Ayanoglu, "Achieving Fair TCP Access in the IEEE 802.11 Infrastructure Basic Service Set," 2008 IEEE International Conference on Communications, pp. 2637-2643, May 19-23, 2008.
  13. M. Gong, C. Qian, and C. Williamson, "Queue Management Strategies to Improve TCP Fairness in IEEE 802,11 Wireless LANs," 2006 IEEE WiOpt, pp. 1-8, Apr. 3-6, 2006.
  14. X. Qiuyan, J. Xing, and M. Hamdi, "Dual Queue Management for Improving TCP Performance in Multi-Rate Infrastructure WLANs,' 2008 IEEE International Conference on Communications, pp. 2531-2535, May 19-23, 2008.
  15. M. Seyedzadegan, and M. Othman, "Class-Based Weighted Window for TCP Fairness in WLANs," 2009 International Conference on Future Networks, pp. 196-202, Mar. 7-9, 2009.