• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.123-131
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• 2009

무선 네트워크의 특징들 중에 노드들은 이동성을 가지며, 제한된 대역폭과 대역폭의 변화, 높은 지연시간과 지연시간의 변화, 무선랜덤오류를 가지며 경로의 연결이 자주 단절된다. 이러한 무선 네트워크의 특징들이 무선 네트워크에서 유선 네트워크용 TCP를 사용 할 때에 성능을 떨어뜨리게 된다. 현재 무선 네트워크에 적절한 전송 프로토콜은 계속 연구 중이며, 기존에 연구된 연구 결과들은 성능이 우수하지 못하며, 특정한 환경에서만 좋은 성능을 보이기 때문에 일반적인 무선 네트워크 환경에는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 무선 네트워크에 알맞은 전송프로토콜을 연구하고 제안하기 위해 기존의 TCP 프로토콜과 이미 제안된 무선 전달계층용 프로토콜들을 분석한 뒤 성능이 더욱 우수한 무선 전달계층용 프로토콜을 제안하고자 한다. 또 다중경로를 사용하여 기존 연구가 경로의 연결이 끊기고 연결이 재설정될 때까지 전송을 할 수 없는 문제점도 해결한다. 이를 위해 TCP를 무선 환경에 적합하게 수정한 ATP(A reliable Transmission Protocol)와 TCP를 다중경로를 통해 통신을 할 수 있는 TCP-M 방식을 기반으로 ATP-M을 제안하였다. 성능이 더욱 개선되고 다중경로를 지원하는 ATP-M 프로토콜이 기존의 TCP, TCP-M, ATP보다 처리량이 우수함을 NS-2 시뮬레이션을 통해 보인다. 또한 다중경로 ATP-M에서 다중경로 개수에 따른 성능평가를 통하여 적절한 다중경로 개수를 찾는다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.131-140
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• 2017

Multipath TCP(MPTCP)는 다중 인터페이스를 이용하여 데이터를 동시에 전송하는 전송계층의 프로토콜이다. MPTCP는 비슷한 특성의 망을 사용하는 네트워크 환경에서는 기존 TCP에 비해 우월한 성능을 보이지만 이종 망을 사용하는 MPTCP의 다중경로 중 특정 경로에서 버퍼블로트 현상이 일어나게 되면 급격한 지연시간의 증가로 인해 느린 경로로 전송 된 패킷이 MPTCP 수신버퍼에 도착하지 않게 되어 다른 경로로 수신한 패킷이 수신버퍼에서 대기하는 Head-of-Line(HoL) blocking 현상을 초래하여 기존 TCP 대비 더욱 악화된 성능을 보이기도 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 버퍼블로트 문제를 해결하기 위해 Active Queue Management(AQM) 기법 중 Adaptive Random Early Detection(ARED), Controlled Delay(CoDel), Proportional Integral Controller Enhanced(PIE)를 네트워크에 적용하여 이종 망에서 MPTCP 성능 개선을 목표로 실험을 진행하였다. 성능 향상을 살펴보기 위해 Linux 기반의 유선 테스트베드를 구축하고 기존 드롭 테일과 AQM을 비교분석하여 AQM 기반의 TCP가 bufferbloat가 있는 다중경로 MPTCP의 성능을 향상시키는 것을 살펴보았다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.215-221
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• 2012

데이터센터 네트워크에서의 병목현상 문제를 해결하기 위해 경로의 다양성을 제공하는 네트워크 구조들이 제안되고 있다. 이렇게 제공되는 다중 경로들을 활용함에 있어 TCP의 성능에 미치는 영향을 고려해야 하는데 이는 같은 플로우 내의 패킷들이 다중 경로를 통해 전송될 경우 패킷 순서 바뀜으로 인해 TCP성능이 저하될 수 있기 때문이다. 지금까지 제안된 대부분의 방식들은 패킷의 순서 바뀜을 막기 위해 사용가능한 경로들 중 하나를 선택하여 플로우를 할당함으로써 부하를 분산한다. 본 연구에서는 경로의 다양성을 제공하는 대표적인 토포로지인 Fat-Tree에서 패킷 단위의 분산방식으로 다중 경로를 이용할 때 패킷 순서 바뀜이 TCP성능에 큰 영향을 미칠 만큼 심하지 않음을 주장한다. 다양한 패턴의 트래픽을 이용한 모의실험 결과는 Fat-Tree와 같은 토포로지에서 큰 비용을 들이지 않고 TCP의 성능문제를 해결할 가능성을 암시한다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.28-37
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• 2017

Multipath TCP (MPTCP)는 다중 경로를 동시에 사용하여 전송효율과 안정성을 얻을 수 있는 4계층 프로토콜로 현재 IETF를 통해 표준화되어 사용되고 있다. MPTCP는 비슷한 특성의 다중 경로를 망에서 사용하는 경우 단일 TCP보다 좋은 성능을 얻을 수 있지만 특성이 다른 망에서 사용하는 경우 다중 경로 간 지연시간의 차이로 인해 다중경로간의 패킷 도착시간의 차이가 발생하여 수신버퍼에서 패킷을 reordering하는 문제가 발생한다. 이러한 패킷 reordering 문제로 인해 이종 망에서의 MPTCP는 단일 TCP를 사용하는 것보다 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 MPTCP 각 경로상의 지연시간을 측정하여 지연시간이 크게 증가하는 경로를 차단하여 수신버퍼의 패킷 reordering을 줄이고, 차단한 경로에 작은 크기의 복제 패킷을 보내어 지속적인 지연시간측정을 하여 해당 경로의 네트워크의 혼잡이 줄어들면 차단을 해제하는 지연경보 경로차단 스케줄링을 제안하였다. 제안한 스케줄링의 성능분석을 위해 리눅스커널에 제안한 스케줄링을 구현 설치하고 테스트베드를 구성하여 실험을 통해 제안 스케줄링이 이종 망에서 MPTCP의 성능저하를 감소시키는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1508-1516
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• 2017

Multipath TCP (MPTCP)는 다중 경로를 지원하는 전송계층 프로토콜이다. MPTCP가 가진 다중 경로 중에서 한 경로에 지연시간이 급격히 증가하는 "bufferbloat"가 발생하게 된다면 경로 간의 패킷 도착시간 차이로 수신버퍼에서 HoL blocking이 발생하여 bufferbloat가 발생된 경로뿐만 아닌 다른 경로의 성능도 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 대역폭 측정 기반의 스케줄러를 제안한다. 대역폭 측정 기반 스케줄러는 각 서브플로우의 대역폭을 측정하여 이를 기반으로 패킷 스케줄링을 하도록 설계하였다. 제안한 스케줄러 검증을 위해 리눅스커널에 제안한 스케줄러를 구현하고 bufferbloat가 발생하는 테스트베드를 구성하여 기존 MPTCP와 비교분석 하였다. 실험결과 제안한 스케줄러가 bufferbloat 환경에서 기존 MPTCP보다 성능이 크게 개선됨을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.81-86
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• 2011

네트워크 코딩위에서의 TCP 성능문제를 해결하기 위해 제안된 가장 잘 알려진 방식에서는 네트워크 코딩 계층이 혁신적인(innovative) 선형 결합을 수신하면 새로 디코드 된 패킷이 없다 하더라도 승인을 보낸다. 이 방식은 매우 효과적이지만 실제로 구현될 때에는 패킷 헤더 크기의 제한으로 인해 코딩 윈도우 크기를 제한해야 하므로 패킷 순서 바뀜 현상이 많이 발생할 때 성능이 저하될 수 있다. 본 연구에서는 네트워크 코딩 환경에서도 패킷 순서 바뀜 현상과 관련된 문제를 다루기 위해서는 중복승인을 사용하지 않고 타이머에 의존하는 TCP가 필요함을 주장한다. 또한 이러한 TCP를 위한 새로운 네트워크 코딩계층을 제안한다. 모의실험 결과는 두 개의 경로를 사용하는 라우팅 환경에서 패킷 순서가 바뀌어 수신되는 패턴에 따라 최대 19%까지 성능이 개선됨을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1127-1136
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• 2017

무선 네트워크에서 TCP는 비트 에러에 인한 패킷 손실을 혼잡상태에 의한 손실로 오인하여 잦은 혼잡제어가 일어나 성능 저하가 발생한다. 이러한 성능 저하는 기존 TCP를 확장한 프로토콜인 MPTCP (Multipath TCP) 에서도 발생하며, MPTCP의 경우 다중 경로의 전체 성능이 저하되는 문제점도 발생한다. 따라서 본 논문에서는 무선 환경에서 MPTCP 성능 저하를 해결하기 위해 MPTCP 각 경로상의 대역폭을 측정하고 패킷 손실이 발생할 때 측정된 대역폭 만큼 혼잡 윈도우 크기를 줄이는 혼잡제어를 제안하였다. 그리고 제안한 혼잡제어를 리눅스커널에 구현 설치하고 무선 환경의 특성을 적용한 테스트베드와 실제 무선 네트워크에서 기존 MPTCP와 비교분석하였다. 실험결과 제안한 혼잡제어가 기존 MPTCP 혼잡제어보다 무선 환경에서 좋은 처리량 성능을 보여주었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.50-55
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• 2021

다중경로 시스템은 유선망, LTE망, 위성망 등 다양한 망을 동시에 활용하여 데이터를 전송하는 시스템으로, 통신망의 전송속도, 신뢰도, 보안성 등을 높이기 위해 제안되었다. 본 논문에서는 이 시스템에서 각 망의 지연시간을 보상으로 하는 강화학습 기반 경로 선택 방안을 제안하고자 한다. 기존의 강화학습 모델과는 다르게, deep Q 학습을 이용하여 망의 변화하는 환경에 즉각적으로 대응하도록 알고리즘을 설계하였다. 네트워크 환경에서는 보상 정보를 일정 지연시간이 지나야 얻을 수 있으므로 이를 보정하는 방안 또한 함께 제안하였다. 성능을 평가하기 위해, 분산 데이터베이스와 텐서플로우 모듈 등을 포함한 테스트베드 학습 서버를 개발하였다. 시뮬레이션 결과, 제안 알고리즘이 RTT 감소 측면에서 최저 지연시간을 선택하는 방안보다 20% 가량 좋은 성능을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.1139-1145
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• 2010

무선 메쉬 네트워크는 무선 인프라 환경에서 고정이나 이동 중에 모든 노드가 통신을 할 수 있는 다중 경로를 가지는 새로운 네트워크이다. 하지만 무선 메쉬 네트워크는 유선망과 달리 무선 매체를 사용하기 때문에 경로손실, 간섭, 핸드오프 등으로 높은 패킷 손실률을 보이고 TCP(Transport Control Protocol) 알고리즘은 무선 메쉬 네트워크의 패킷손실 원인을 네트워크 내의 혼잡으로 인식하기 때문에 TCP 혼잡제어 알고리즘(Congestion Control Algorithm)을 실행하게 된다. 따라서 본 논문에서는 무선 메쉬 네트워크 환경에 적응력을 가지도록 기존의 TCP 혼잡제어 알고리즘의 혼잡 윈도우 값을 노드의 이동에 따라 유연하게 조절하는 새로운 TCP 혼잡제어 알고리즘을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권12A호
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• pp.950-958
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• 2011

본 논문에서는 다중 경로 라우팅을 지원하는 IEEE 802.11s기반 메쉬 라우터를 구현하였다. IEEE 802.11s에는 현재 다중 경로 라우팅 알고리즘이 정의되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 IEEE 802.11s에 정의되어있는 단일 경로 라우팅 알고리즘뿐만 아니라 AOMDV기반 다중 경로 라우팅 알고리즘도 구현하였다. 또한 이 메쉬 라우터는 싱글 채널 싱글인터페이스 사용 시, 홉의 수가 증가함에 따라 송수신 대역폭이 급격히 감소하는 현상을 방지하기 위하여 멀티 채널 멀티 인터페이스를 지원하도록 구현되었다. 우리는 이 메쉬 라우터를 이용하여 테스트베드를 구축하였으며, 이를 통해 이 메쉬 라우터의 대역폭 성능, 실시간 비디오 스트리밍 서비스 성능을 검증하였고, 단일 경로 라우팅과 다중 경로 라우팅의 성능을 비교 검증하였다. 이 메쉬 라우터의 평균 TCP 대역폭은 5홉 기준 23.8Mbps이고, 평균 latency는 2.4ms이다. 이 메쉬 라우터의 평균 지터는 5홉 기준 0.547ms이다. 또한 이 메쉬 라우터는 다중 경로 라우팅을 사용함으로써 평균 12.73%의 경로 복구 시간을 단축하였다.