Shared Resource Management Scheme in Advance and Immediate Reservations for Effective Resource Allocation

Real-time multimedia applications that require large amount of bandwidth need resource reservation before starting service for providing the QoS(i.e., Quality of Service). To reserve resources in advance, each reservation request has to notify its expectation on the required amount of resources and service duration. Using this information, a resource manager can schedule advance reservations. However, most existing resource management systems are adopting straightforward call admission control process (i.e., only immediate reservation) by checking currently available resources without considering the service duration. Hence, the resource management system that supports advance reservation has to manage confliction caused by indefinite service duration of immediate reservation. Even though the separation of resource pool according to type of reservation can prevent the confliction, it causes low resource utilization. In this paper, we propose an effective resource management scheme that supports both immediate and advance reservations by sharing resources dynamically. Using network cost function, the proposed scheme determines and adaptively adjusts resource boundary according to the confliction rate by varying weight parameters. And also, we define user utility function to quantify user satisfaction based on how well the reserved resource is guaranteed during service time. Simulation results using NS-2 network simulator show that the proposed scheme can achieve better resource utilization with preferable QoS than other schemes like static resource partitioning.

효율적인 자원 할당을 위한 사전 예약과 즉석 예약 간 공유 자원 관리

많은 양의 대역폭을 사용하는 실시간 멀티미디어 응용들은 일정 수준의 서비스 품질을 보장받기 위해 필요한 자원을 사전에 예약하고 이를 사용할 수 있어야 한다. 자원의 사전 예약을 위해서는 해당 자원에 대한 사용 기간의 명시와 이를 이용해 자원을 사전에 예약하고 할당하는 자원 관리자가 필요하다. 따라서 자원의 사용 기간에 관계없이 예약 요청 발생시점에서 가용 자원의 양만을 고려하는 전통적인 자원 할당 방식과는 달리 사전 예약을 제공하는 자원 관리자는 사전에 예약된 자원과 사용 기간을 명시하지 않는 즉석 예약을 위해 할당된 자원이 서로충돌하지 않도록 예약 요청들을 처리해야 한다. 일반적으로 자원 예약의 충돌은 예약 형태에 따라 할당 자원을 분리함으로써 해결할 수 있지만 이는 자원의 낭비를 초래하게 된다. 본 논문은 즉석 예약과 사전 예약 요청을 위해 준비된 자원 공간을 변동하는 자원 경계를 이용해 효율적으로 공유하는 자원 관리 방식을 제안한다. 제안하는 자원 관리 방식은 네트워크 비용 함수를 이용해 자원 간 경계를 설정하고, 예약 자원의 충돌에 따라 비용 함수의 가중치 변수를 조정해 경계를 변화시킴으로써 공유 자원을 효과적으로 할당하고 관리한다. 또한, 사용자 효용 함수의 정의를 통해 예약된 자원을 사용하는 서비스의 품질로부터 사용자가 얻는 효용을 정량적으로 측정하며, 자원의 사전 예약이 사용자 효용 및 전체 자원 활용에 미치는 영향을 고찰한다. 네트워크 시뮬레이터(NS-2)를 이용한 실험은 제안한 자원 관리 방식이 자원 공간의 고정 분할과 같은 방식과 비교해 높은 자원 활용율과 더불어 안정적인 서비스 품질을 제공할 수 있음을 보여준다.