Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC (대한전자공학회논문지TC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A Design and Implementation of Bulk Data Transmission Tool based on UDT

UDT 기반의 대용량 데이터 전송도구 설계 및 구현

  • Received : 2011.11.29
  • Accepted : 2012.02.17
  • Published : 2012.02.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

With advance of high bandwidth network infrastructure, the requirement is dramatically increasing to cooperate between the users who are far from each other and make use of bulk data. However, as the prominent data transmission protocol, it is well known that TCP suffers some degrees of inefficiency for bulk data transmission when RTT is relatively big. So, some works are on going to suggest a new transmission method to utilize the bandwidth in effective. UDT(UDP-based Data Transfer protocol) is one of these. It is a UDP based application level protocol which can guarantee reliability and stability. much like as TCP. In this paper, we present a design and implementation of UDT based bulk data transmission tool by applying parallel and compressive techniques. The implementation result is examined to measured its performance improvement on a real test-bed, and then compared with existing bulk data transmission tools. Experimental results show that proposed tool is more stable and shows greater performance than that of native UDT. Especially, the performances show 244% improvement in RTT 400ms without losses and 229% in RTT 250ms with 0.005% losses respectively.

고 대역폭을 지원하는 네트워크 인프라가 급격히 발전하면서 이를 활용한 대용량의 데이터를 사용하는 원거리 사용자 사이에 협업에 대한 요구가 증가하고 있다. 하지만 현재까지 주로 사용되는 TCP 기반의 전송프로토콜은 RTT가 큰 네트워크 환경에서 대용량 데이터 전송 시 충분한 성능을 얻지 못하고 있다. 이로 인해 최근 효율적인 대역폭 활용을 위한 새로운 전송기법들이 시도되고 있다. UDT(UDP-based Data Transfer protocol)는 UDP를 기반으로 응용계층에서 TCP와 같은 데이터 전송의 신뢰성과 안정성을 보장하기 위해 개발된 대표적인 대용량 데이터 전송프로토콜이다. 본 논문에서는 UDT를 기반으로 대용량 데이터 전송을 위한 병렬, 압축 전송기법을 적용한 전송도구를 설계, 구현한다. 실험은 실제 환경을 구성하여 병렬, 압축 전송기법의 성능향상 효과를 분석하고, 이를 기준으로 다른 대용량 데이터 전송 도구와 성능을 비교한다. 실험결과 제안기법이 UDT보다 RTT가 큰 구간에서 안정적이며 큰 성능향상을 보인다. 특히, 손실 없는 RTT 400ms 구간에서 UDT 대비 244%, 손실률 0.005%의 RTT 250ms 구간에서 229%의 성능향상을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 김영신, 허의남, "고성능 네트워크에서 병렬전송기술을 이용한 전송률 극대화 메커니즘," 정보과학회 논문지, 제34권, 제9호, 425-434쪽, 2007년 9월
  2. Q. Fu, "Improving Throughput in High Bandwidth Delay Product Networks with Random Packet Losses," Proc. on IEEE conference on ICC '09, pp. 1-6, Jun. 2009.
  3. E. He, J. Leigh, O. Yu, and T. A. Defanti, "Reliable Blast UDP: Predictable High Performance Bulk Data Transfer," Proc. on International conference on IEEE '02, pp. 317-324, Sep. 2002.
  4. M. Meiss, "Tsunami: A High-Speed Rate-Controlled Protocol for File Transfer," www.evl.uic.edu/eric/atp TSUNAMI.pdf, 2009.
  5. Y. Gu and R. L. Grossman, "UDT: UDP-based Data Transfer for High Speed Wide Area Networks," Computer Networks, vol. 51, no. 7, pp. 1777-1799, May 2007. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2006.11.009
  6. S. Floyd, "HighSpeed TCP for Large Congestion Windows," IETF, RFC3649, 2003.
  7. C. Jin, D. X. Wei, and S. H. Low, "FAST TCP: Motivation, Architecture, Algorithms, Performance," Proc. on IEEE conference on INFOCOM 2004, pp. 2490-2501, Mar. 2004.
  8. Z. Yue, Y. Ren, and J. Li, "Performance Evaluation of UDP-based High Speed Transport Protocols," Proc. on IEEE 2nd international conference on ICSESS, pp. 69-73, Jul. 2011.
  9. 안도식, 왕기철, 김승해, 조기환, "네트워크 트래픽 상태에 적응적인 UDT Rate Control 기법," 전자공학회논문지, 제43권, TC편 제2호, 241-249쪽, 2011년 3월
  10. Y. Gu, "UDT: A High Performance Data Transport Protocol," Ph.D Thesis, Laboratory for Advanced Computing, Univ. of Illinois at Chicago, 2005.
  11. I. Ullah and R. Khan, "Congestion Control Algorithm for High Speed Networks with End System Awareness," Proc. on IEEE conference on INMIC 2008, pp. 318-322, Dec. 2008.
  12. Network Emulator, http://swik.net/netem