EPON 가입자 망은 매체를 공유하고, EPON 가입자의 5트래픽을 통합하여 전송하기 때문에 EPON 대역 할당에 대한 제어 방식이 중요하게 다루어지고 있으며, TDMA에 기반한 DBA 방식은 표준에 포함하지 않아서 다양한 알고리즘이 적용될 수 있다. 본 논문은 최선형 서비스와 지연 우선순위 큐 기반으로 높은 우선순위의 트래픽에 대하여 지연 QoS를 보장하는 DBA 방식에 관한 것으로, 제안된 DBA 방식은 전체 트래픽에 대하여 가상 스케줄링 방식을 사용하고 서비스 클래스의 우선순위에 따라 차례로 각 클래스의 트래픽에 적용하는 방식이며, 표준 규격에 명시된 MAC 메시지를 사용하며 DBA 기능 구성이 간단하면서도 각 클래스에 맞게 QoS를 보장할 수 있다. 모사시험을 통하여 폴링시간간격, 상향 및 하향 트래픽 부하 등에 따른 서비스 클래스 별 트래픽의 지연시간으로 성능을 평가하였으며, 가입자의 상향 트래픽 발생에 따른 실제 전달된 통합 트래픽의 양 등을 분석하였다. 제안된 방식과 같이 간단한 우선순위 적용으로도 지연 우선 순위가 높은 트래픽에 대하여 QoS 보장이 충분히 수행되는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 셀룰러 시스템에서 다양한 특성을 갖는 밀티미디어 서비스에 우선순위를 각각 부여하여 효율적으로 제어하여 핸드오버 서비스나 신규 서비스에 대한 블록킹 확률을 최소화하는 호 수락제어 기법을 제안하였다. 본 알고리즘은 비실시간 서비스들이 대역폭을 공유하는 Packing 방식, Queuing 방식, Power reallocation 방식의 호 수락 제어 방법에 관한 것으로 비실시간 서비스들의 트래픽 특성에 따라 공유 대역폭을 할당하고 남은 잉여 자원을 우선순위가 높은 실시간 서비스에게 제공하여 QoS를 보장하였다. 본 논문에서 성능판단 파라메타로는 블록킹 확률과 강제절단 확률을 설정하였고 다양한 형태의 멀티미디어 트래픽에 대해서 블록킹 확률과 강제절단 확률을 시뮬레이션을 통하여 각각 비교 분석하였다.
본 논문에서 제안한 간격 제어 알고리즘은 리키버켓이나 다중화기의 버퍼를 간격 제어기의 버퍼로 사용하면서 버퍼에 입력된 셀의 시간을 기준으로 방출 시간을 결정하도록 하였다. 위반 셀에 대한 배려를 고려하여 모든 생성된 셀을 간격 제어기에서 표시하거나 폐기하지 않고 네트워크로 진입 시키도록 함으로서 기존의 방식에 비해 데이터의 손실을 고려하였으며, 일단 버퍼에 입력된 셀은 도착 시간 간격보다 일찍 방출될 수 있도록 융통성을 부여하여 버퍼에서 발생하는 지연을 최소화 하도록 하였다. 제안한 간격 제어 방식은 네트워크의 셀 손실을 감소시키며 셀의 밀집 현상을 해소함으로서 대역의 효율을 높이고 수신 버퍼의 재조립 부하를 줄일 수 있다.
현재의 인터넷 라우터는 Drop tail 방식으로 큐 안의 패킷을 관리한다. 따라서 네트워크 트래픽의 지수적인 증가로 인해 발생하는 혼잡 상황을 명시적으로 해결 할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 RED(Random Early Detection) 알고리즘과 같은 능동적인 큐 관리(Active Queue Management)알고리즘을 제시하였다. 하지만 RED 알고리즘은 네트워크 환경에 따른 매개 변수의 설정의 어려움을 가지고 있어 잘못된 매개변수 설정으로 인하여 네트워크 성능을 저하시키는 문제를 발생시키며 전체 망에 불안정한 혼잡제어를 야기 시킬 수 있다. 본 논문에서는 기존의 큐 관리 알고리즘을 개선한 SQM(Stabilized Queue Management) 알고리즘을 제안하였다. SQM 알고리즘은 다양한 네트워크 조건에 대해 좋은 성능을 얻을 수 있도록 쉽게 매개 변수설정이 가능하며 불필요한 패킷 패기율을 줄여 효율적으로 혼잡상황을 제어한다. 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 기존의 방법과 시뮬레이션을 이용하여 비교하였다.
인터넷에서 멀티미디어 데이터가 트래픽의 상당 부분을 차지하면서 네트워크 혼잡 상황을 효과적으로 제어하는 방법이 필요하게 되었다. 또한 현재의 Best-effort 망을 통한 멀티미디어 데이터의 전송은 한정된 네트워크 자원과 다양한 환경 등으로 인해 QoS 보장이 어려워, 안정된 QoS를 제공하기 위한 IntServ, DiffServ 등의 새로운 QoS 망이 대두되었다. 하지만, RAP와 같은 송신측 기반 혼잡 제어 알고리즘은 흔잡 상황 제어에 ACK 응답에 따른 RTT 값의 변화를 이용하기 때문에, RTT 값이 큰 플로우는 상대적으로 RTT 값이 작은 플로우에 비해 ACK 응답이 늦어져 흔잡 상황에 대한 대처 시간이 늦어진다. 또한 DiffServ와 같은 QoS 망에는 호스트 단의 혼잡 제어알고리즘과는 별도의 혼잡 제어 알고리즘이 존재하여 호스트 단의 알고리즘에 악영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 네트워크 중심부의 흔잡 상황에 대하여 End-to-end ACK 응답에 의한 반응 이전에 네트워크의 혼잡 정보를 유기적으로 이용하여 혼잡 상황에 빨리 대처하는 기법을 제안한다. 제안된 기법을 통해 기존의 RTT기반의 혼잡 제어 기법의 문제점을 해결하고 그 성능을 향상 시켰다.
최근 인터넷 보급과 함께 폭발적으로 증가하고 있는 클라우드 서비스 등의 데이터 트래픽 급증으로 데이터 센터의 구성 자원들을 효율적으로 연결할 수 있는 초고속 광모듈 네트워크의 필요성이 급증하고 있다. 본 논문에서는 광스위치 연결구조에서 스위칭 셀 동작을 제어하기 위한 알고리즘들을 제안하고, 이에 따른 성능을 시뮬레이션을 통해 비교 분석하였다. 성능 분석결과 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 기존 알고리즘에 비해 1:2 이상의 다중연결설정 성공확률이 약 3~7% 정도 향상됨을 보였다.
최근 한정된 에너지를 기반으로 동작하는 센서 네트워크 환경에서 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 대표적인 연구로써 이벤트 발생 여부에 따른 노드의 가변 센싱 및 전송 기법의 경우, 특정 노드에서 네트워크 혼잡을 야기하여 전송 패킷의 손실 및 전송 모듈의 과다 사용으로 인한 네트워크의 수명이 감소하게 된다. 이를 해결하기 위해, 유전자 알고리즘을 기반으로 네트워크 패킷을 주변 노드로 분산시키는 TARP가 제안되었다. 하지만 TARP의 경우, 유전자 알고리즘의 핵심 단계인 적합도평가에서 사용되는 적합도 함수에 인접 노드의 평균 데이터 전송량 및 데이터 분산만을 고려하여 트래픽을 분산하기 때문에, 전체 네트워크 수명에 대한 추가적인 고려가 필요하다. 제안하는 기법은 적합도 평가에서 잔여 에너지량 및 단일 노드의 데이터 전송량을 추가적으로 고려함으로써, 보다 효율적인 트래픽 분산을 수행하여 네트워크 수명을 증가시킨다. 제안하는 기법은 기존 기법에 비해 평균 27% 이상의 네트워크 수명의 향상을 보였다.
ATM 네트워크 중에서 ABR 서비스만이 피드백(feedback) 메커니즘이 가능하며, 이를 이용한 체증제어(congestion control)연구가 다양한 방법으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 현대 제어기법을 이용한 ABR 서비스의 체증제어 문제에 관심을 가지고, ABR 서비스 트래픽의 체증을 억제하고 체증 발생시 제어함으로써 최대의 QoS(Quality of Service)를 보장하도록 한다. 문제해결을 위해 제어 이론을 기반으로 한 ABR Explicit Rate 알고리즘을 이용하며, 불확실한 외란에 대해서도 강인하고 안정된 성능을 보이는 시스템 모델을 연구한다. 그리고 이 시스템에 대한 $H_{\infty}$ 제어기를 설계하고 시뮬레이션을 통하여 설계한 제어기의 타당성을 보인다.
본 논문에서는 사이클 패킷 폐기 기법인 적응적 사이클 패킷 폐기 기법과 비적응적 사이클 패킷 폐기 기법을 RIO와 함께 비교하고 분석하였다. 이러한 기법 중에 적응적 사이클 패킷 폐기기법은 사이클 사이의 트래픽 패턴을 분석하여 혼잡제어시에 패킷폐기를 적응적으로 처리함으로써 RIO의 단점을 보완하고, NCPD의 예측 가능한 대역폭 낭비를 최소화하였다. 본 논문에서는 두 사이클 패킷 폐기 기법에 대한 모델링을 제공하고, 망 트래픽의 상태에 따라 동적으로 변하는 전송가능 우선순위와 연계하여 시뮬레이션을 수행하여 처리율과 패킷 폐기율을 분석하였다. 분석을 통하여 두 알고리즘은 트래픽의 부하에 상관없이 RIO 보다 우선순위를 엄격하게 적용하고 우선순위에 따른 패킷 전송 능력이 개선되었음을 증명하였다. 특히 적응적 사이클 패킷 폐기 기법이 다른 기법보다 엄격한 패킷 폐기 정책을 유지하고 우선순위 측면에서 보다 좋은 성능을 나타내었다.
기존의 인터넷 라우터는 Drop tail 방식으로 패킷을 관리한다. 따라서 네트워크 트래픽의 지수적인 증가로 인한 혼잡 상황으로 발생하는 패킷 손실을 해결 한 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 IETF (Internet Engineering Task Force)에서는 REU(Random Early Detection) 알고리즘과 같은 능동적인 큐 관리 알고리즘을 제시하였다. 하지만 RED 알고리즘은 네트워터 환경에 따른 매개 변수의 설정의 어려움을 가지고 치어 잘못 된 매개변수 설정으로 인하여 네트워크 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 기존의 RED를 개선한 ARED를 제안했다. ARED는 RED 알고리즘의 문제점을 개선하여 네트워크 특성에 맞추어 동적으로 매개변수글 조절하는 알고리즘이다. ns를 이용한 실험을 통하여 ARED의 성능을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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