IP 멀티캐스트는 다자간 통신을 위한 효과적인 방법이지만 신뢰성 보장과 FTP나 Telnet등 TCP제공하는 다양한 전송프로토콜을 지원하지 않는다. 본 논문에서는 멀티캐스트의 UDP와 TCP계층의 전송 프로토콜을 동시에 사용할 수 있는 신뢰성 있는 멀티캐스트 서버라우터를 제안한다. 신뢰성 있는 멀티캐스트가 반드시 고려해야 할 확장성과 오류회복, 흐름제어를 위해, 그룹의 확장성과 오류회복에 적합한 기존의 SRM방식을 이용하였다. SRM방식은 신뢰성 있는 다-대-다 멀티캐스트 패킷을 전달한다. 각 참여자는 동시에 수신자와 송신자 역할을 할 수 있다. 모든 그룹 멤버는 낮은 주파수의 세션 메시지를 교환하고 그룹내의 주변 가입자에 대한 정보를 얻게 되며 패킷 손실 판단에 필요한 지연시간을 측정하고 복구하는 방식이다. UDP의 트래픽 기반은 멀티캐스트에 적합한 CBR과 SRM을 사용하였다. 본 연구에서는 멀티캐스트의 UDP 패킷과 TCP 패킷을 동시에 보낸 수신율과 멀티캐스트의 UDP만 보낸 수신율을 지연이 가장 큰 멀티캐스트 수신자측에서 패킷 번호와 수신율을 측정하고, 시뮬레이션을 통해서 검증을 통하여 기존의 멀티캐스트 전송방법과 비교하였다.
인터넷 멀티캐스트 서비스는 네트워크 자원의 효율적 사용이라는 장점과 15년 이상의 연구, 개발에도 불구하고 아직 보편화 되지 못하고 있다. 이는 멀티캐스트 서비스가 망에서 지원이 잘 되지 않고 있고. 멀티캐스트 망 관리의 어려움. Killer Application 부재 등 많은 문제점이 있고, 멀티캐스트 서비스의 신뢰성 보장이 되지 않고 있다는 것도 하나의 문제점 이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 인터넷 멀티캐스트 서비스의 신뢰성 보장을 위한 방법으로 기존에 발표된 트리기반의 프로토콜인 RMTP (Reliable Multicast Transport Protocol)[1]. [2]의 단점을 보완하여 신뢰성 있는 멀티캐스트 전송을 위한 방법을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 무선 기지국에서 멀티캐스트 패킷 재전송을 담당하는 Agent를 설치하여 신뢰성있는 멀티 캐스트 프로토콜인 MFTP에서의 재전송률을 낮추고자 한다. 유무선 통합 환경에서 신뢰성 있는 멀티캐스트 프로토콜 사용 시, 무선 링크의 비트 에러와 단말의 이동성을 보장하기 위한 핸드오프로 오류가 많이 발생한다. 이런 오류때문에 멀티캐스트 그룹에 제어 및 재전송 패킷이 증가하게 되며, 또한 멀티캐스트 그룹 세션 전체 성능이 저하된다. 본 논문은 기지국에 무선 환경에 있는 단말의 복구 요구 패킷에 대한 복구 패킷 전송을 담당하는 Agent을 도입하는 방식을 제안하고 있다. MATLAB를 이용하여 제안한 방법이 멀티캐스트 세션에 복구 요구 및 복구 패킷의 수을 줄일 수 있고 멀티캐스트 그룹 세션 전체의 성능을 향상시킬 수 있음을 검증하였다.
그 동안 Mobile-IP환경에서 멀티캐스팅을 지원하기 위한 많은 프로토콜들이 제시되었으나, 기존의 프로토콜들은 비최적 경로로의 데이터 전송, 호스트의 이동 시 데이터의 손실 문제로 인해 멀티캐스트 데이터 전송에 신뢰성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존 방법의 문제점들을 고찰해 보고, Mobile IP 네트워크에서 이러한 문제점들을 보완하는 신뢰성 있고 효율적인 새로운 멀티캐스트 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 호스트의 이동 및 여러 요인으로 발생하는 데이터 손실 문제를 이전 에이전트를 이용한 다양한 방법을 통해 보상받게 되므로 신뢰성 있는 데이터 전송을 할 수 있게 한다. 또한 멀티캐스트 그룹의 환경변화에 따라 본 논문에서 제안된 조건에 부합하는 경우 멀티캐스트 트리에 바로 연결시키는 기능을 수행하여 전송 경로를 최적에 가깝게 설정함으로써 좀더 효율적인 멀티캐스트 서비스가 가능하도록 한다. 이러한 점들은 다양한 환경에서의 시뮬레이션 결과를 통해 확인한 수 있다.
ALC(Asyncronous Layered Coding)는 LCT(Layered Coding Transport)기반의 폭넓은 확장성과 다양한 전송속도로 신뢰성 있는 멀티캐스트 전송을 주 목적으로 한다. ALC는 다른 RMT 프로토콜과는 달리 재전송을 하지 않고 receiver-driven 형태의 혼잡제어를 하기 때문에 신뢰성을 제공하기 위해 FEC(Forward Error Correction) 스킴를 이용한다. 본 논문은 신뢰적인 멀티캐스트 전송 프로토콜을 위해 ALC와 FEC 스킴 중 하나인 LDPC 코드를 이용하여 구현한다. 인코딩 비율(Encoding ratio)에 따라 일정 수준 이상의 복구 성공 확율에 대해 최대 허용 가능한 패킷 손실률을 측정하여 신뢰치를 측정한다. 마지막으로 일대다의 파일 전송 시, TCP와 비교하여 본 구현물의 유연성과 효율성에 대해 분석 및 평가한다.
멀티캐스트는 현재 일-대-일 통신서비스로 부터 일-대-다 또는 다-대-다 통신서비스에서 신뢰성을 요구하는 새로운 요구가 많아지고 있다. 그리고 최근 대두되고 있는 멀티미디어 응용을 지원하기 위해서는 광대역 네트워크의 링크, 실시간 전송, 보나 효과적인 멀티캐스트 프로토콜이 요구된다. 그러나 DVMRP, MOSPF, CBT, PIM 구조의 멀티캐스팅 프로토콜은 단지 송수신의 패킷의 경로비용으로 라우터 자체의 근거리 알고리즘이 적용되기 때문에 멀티캐스트가 수행될 때 통신의 전반적 사항인 통신처리능력, 대역폭, QoS(quality of service)대한 능력이 부족하다. 그러므로 멀티미디어에서 사용되는 패킷의 계층적 특성이 제외된 상태로 데이터가 전송되는 단점이 있다. 본 연구에서는 액티브 네트워크를 이용해서 카 데이터 패킷 전송을 위한 공정하고 실용적인 대역폭 사용하고 대역폭과 데이터처리능력을 액티브 전송 패킷을 통해서 액티브 라우터로 전송된 데이터를 필터링 해서 보나 효과적인 멀티미디어 데이터 패킷을 카 계층에 따라 다양한 수신자가 데이터 패킷을 전송 받고 액티브 라우터로부터 공정한 대역폭 전송할 수 있는 라우터를 시뮬레이션 상에서 구현하고 성능을 평가한다.
멀티캐스트를 이용하는 각종 서비스가 증가하고 그중 파일 전송 서비스, 인터넷 방송 등과 같은 응용서비스는 신뢰성 있는 멀티캐스트를 요구한다. 현재의 IP 멀티캐스트 서비스의 특성상 신뢰성 있는 멀티캐스트를 하기 위해서 신뢰전송 프로토콜이 필요하다. 이러한 방법가운데 계층적 트리를 구축하여 신뢰성을 보장하려는 노력이 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 라우터 지원방식을 제공하여 멀티캐스트 서비스에서 효율적으로 신뢰성을 보장하는 방법을 제안한다. 기존의 라우팅 지원방식이 복잡한 라우터 기능을 요구하는 반면 제안하는 방법은 간단하게 메시지 타입만 검사하여 네트워크 토폴로지와 병합하는 제어한다. 이로써 링크간의 불필요한 중복데이타를 줄이고 효율적인 링크사용을 통하여 신뢰성 보장의 효율성을 높일 수 있다.
유무선이 혼합된 망에 적용할 수 있는 신뢰적 멀티캐스트를 지원하기 위해서는 피드백 포구, 재전송 노출등의 문제를 해결하여 효율성과 확장성을 보장해야한다. 이를 위해서 유선망과 무선망의 특성을 함께 고려한 적절한 방법이 필요하였다. 본 논문에서는 유선 망에서는 신뢰성을 보장하기 위해 NACK 기반의 신뢰성 전송기법을 사용하고, 무선 망에서는 ACK와 NAK를 병행하는 방법으로 제어 패킷의 수와 복구시간을 줄여 효율적인 신뢰적 멀티캐스트 서비스를 지원하도록 하였다.
멀티캐스트 기술을 인터넷과 같은 거대한 네트워크에 적용하기 위해서는 멀티캐스트 데이터그램을 수신자 그룹에게 효율적이고 신뢰성있게 전달하는 것이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 IETF를 중심으로 연구중인 RMT프로토콜의 취약점을 제시하고 망의 혼잡으로 인해 재전송이 발생하는 경우 이를 개선하기 위해 구성요소의 기능을 재 설계함으로써 라우터에서 복구 및 재전송 처리를 할 수 있는 신뢰적 멀티캐스트 프로토콜을 설계하고 구현 및 평가하였다. 손실을 겪은 수신자가 보낸 재전송 요청을 지역으로 제한하고 멀티캐스트 라우터를 통해 손실을 복구하도록 하여 NACK신호와 재전송이 전역 멀티캐스트 그룹으로 폭주하는 것을 방지하였다. 멀티캐스트 라우터에 버퍼링 기능을 가지도록 하여 재전송 요청시 이를 포워딩함으로써 재전송에 따른 지연 시간을 기존의 복구 방식보다 감소시킬 수 있도록 하였다. 이와 같은 기능에 적합한 신뢰적 멀티캐스트 프로토콜의 메시지와 동작절차를 설계하였으며, 이를 토대로 제안한 멀티캐스트 프로토콜을 유닉스 환경에서 C 언어를 사용하여 구현하고 시험하여 기존의 방식보다 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.
멀티캐스트는 현재 일-대-글 통신서비스로부터 일-대-다 또는 다-대-다 통신서비스에서 신뢰성을 요구하는 새로운 요구가 많아지고 있다. 그리고 최근 대두되고 있는 멀티미디어 응용을 지원하기 위해서는 광대역 네트워크의 링크, 실시간 전송, 보다 효과적인 멀티캐스트 프로토콜이 요구된다. 멀티캐스트 프로토콜 알고리즘에는 DVMRP, MOSPF, CBT, PIM 구조의 멀티캐스팅 프로토콜 있다. 이는 네트워크 패킷의 특성을 송수신의 경로비용으로 라우터 자체의 근거리 알고리즘이 적용되고 있다. 본 연구에서는 멀티캐스트 프로토콜인 CBT와 PIM-DM종단간의 특징을 이용하여 비교 분석하여 이용하여 각 데이터 패킷 전송을 위한 공정하고 실용적인 대역폭 사용하고 대역폭과 데이터처리능력 시뮬레이션 상에서 구현하고 성능을 평가한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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