현재 초고속 인터넷 사용자가 급증하고 있고, 광대역 네트워크 인프라의 구축이 늘어나고 있다. 하지만, 지금 사용하고 있는 TCP 혼잡 제어 알고리즘은 협대역 네트워크 환경에 적합하여, 광대역 네트워크의 트래픽 전송에 있어서 효율성이 낯은 상태이다. 이런 문제점을 개선하기 위해 광대역 네트워크에 적합하도록 개선된 혼잡 제어 알고리즘을 적용한 TCP가 요구되고 있다. 본 논문에서는 광대역 네트워크를 충분히 활용할 수 있도록 개선된 TCP 혼잡 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 수신측에서 송신측에 보내는 ACK 정보 및 RTT 변화와 특성을 이용하여 가용한 대역폭을 예측함으로써 가용한 혼잡 윈도우 크기를 조정하고 대량의 패킷 손실을 최소화한다. 또한, 혼잡 회피 단계에서의 기존 TCP 알고리즘을 개선함으로써 가용한 대역폭을 빠르게 활용할 수 있도록 한다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘 성능을 평가하기 위하여 ns-2를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 광대역 네트워크 환경에서 제안된 알고리즘이 기존 $HSTCP^{[2]}$보다 전송률이 향상되어 가용 대역폭 활용률을 높였을 뿐만 아니라 공정성과 RTT 공정성도 개선하였음을 보였다.
본 연구에서는 내부도메인 멀티캐스트 라우팅 프로토콜중의 하나인 CBT(core-based tree) 프로토콜에서 발생하기 쉬운 코어라우터로의 트래픽 집중 철상을 해결하기 위해 지정코어라우터에 트래픽 폭주가 발생했을 때 멀티캐스트 그룹 가입자로 하여금 동적으로 코어를 변경할 수 있도록 하는 방안을 제시한다.
본 연구에서는 내부도메인 멀티캐스트 라우팅 프로토콜중의 하나인 CBT(core-based tree)프로토콜에서 발생하기 쉬운 코어라우터로의 트래픽 집중 현상을 해결하기 위해 지정코어라우터에 트래픽 폭주가 발생했을 때 멀티캐스트 그룹 가입자로 하여금 동적으로 코어를 변경할 수 있도록 하는 방안을 제시한다.
네트워크 가상화를 위한 대표적인 개방적 아키텍처로 OpenFow를 들 수 있다. OpenfFow는 가상 네트워크(Software Defined Network) 개념을 실현하기 위한 랜 스위치 제어 프로토콜의 집합체로서 데이터 센터 등 주로 유선랜 환경을 목표로 설계되어 활용되고 있다. 이 논문에서는 OpenFlow를 무선랜의 AP(Access Point)에 적용하여 WiFi 디바이스들로 구성된 가상 무선 네트워크 관리 프레임을 구현한다. 구현된 관리 프레임은 WiFi 디바이스들의 토폴로지와 트래픽 상황을 중앙 관제 센터에서 모니터링할 수 있고, 플로우 경로를 설정함으로써 라우터를 경유하지 않고 AP 수준에서 스위칭(라우팅)이 가능하여 전체적인 트래픽 혼잡을 크게 줄일 수 있다.
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.
덤벨은 조금 확장시키면 거의 모든 종류의 네트워크 실험에서 사용할 수 있는 가장 기본적인 토폴로지이다. 전송 제어 프로토콜인 TCP는 네트워크와 기지국 사이의 연결을 위해 사용되는 기본적인 프로토콜이다. TCP의 주요 목표는 기본적인 통신을 위하여 다른 애플리케이션에 서비스와 경로를 제공하는 것이다. 이로 인해 TCP는 통신 매체를 통해 많은 양의 데이터를 전송해야하기 때문에 심각한 혼잡 문제를 야기한다. 혼잡 문제를 계산하기 위해 다른 종류의 pre-cure 솔루션인 LBV와 DBV가 개발되었다. LBV은 만일 패킷들이 삭제되기 시작한다면, TCP 프로토콜을 통해 전달 될 예정인 데이터를 추적한다. 그때 TCP CUBIC은 그 손실을 알리기 위하여 LBV를 사용한다. 마찬가지로 DBV는 ACK 데이터가 그 설정된 데이터 속도 시간보다 지연되었을 때 사용되는 승인절차로 동작한다. TCP COMPOUND/VAGAS가 DBV의 예이다. 많은 알고리즘이 다른 TCP 변형에서 혼잡을 제어하기 위해 제안되었지만, 데이터 패킷들의 손실을 완전히 조절하지 못하였다. 이 논문에서, 혼잡 제어 알고리즘을 구현하였으며 그 결과를 덤벨 토폴로지를 사용하여 분석하였다. 그것은 일반적으로 TCP 트래픽을 분석하는 데 사용한다. 처리량의 공정성은 네트워크 시뮬레이터 (NS-2)를 사용하여 다른 TCP 변형에서 평가하였다.
무선 랜에서 다양한 QoS를 제공하기 위해 제안된 IEEE 802.11e는 경쟁기반의 EDCA와 비경쟁 기반인 HCCA모드를 가진다. 802.11e의 중앙제어 방식인 HCCA는 효율적인 자원분배를 하는 스케줄링 알고리즘을 필요로 한다. 그러나 기존의 HCCA스케줄러 알고리즘들은 VBR 트래픽 제공하는 실시간 서비스에 QoS를 보장하는데 있어 어려움이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 폴링 알고리즘과 TXOP 할당 알고리즘을 제안하였다. 먼저 트래픽이 생성되는 정도와 작업량을 의미하는 MSI와 TXOP의 크기를 EDD알고리즘에 추가로 고려함으로써 QoS를 보장할 수 있는 QSTA의 수를 증가시키는 폴링 알고리즘을 제안한다. 또한 큰 지터를 가지고 들어오는 스테이션들로 인한 네트워크 혼잡을 줄이기 위해, VBR 트래픽의 패킷손실과 지터의 증가를 야기하는 버스트 트래픽의 크기와 최대속도를 고려하는 이중토큰 버킷 TXOP 할당 알고리즘을 제안한다. 버스트 트래픽의 크기와 최대속도를 고려하여 이중토큰 버킷을 만들기 위해 TSPEC 파라미터 중 VBR트래픽의 버스트 특성을 나타내는 파라미터인 버스트 트래픽 사이즈(MBS)와 최대 패킷 전송 속도(PR)를 사용하였다. 시뮬레이션 결과는 제안한 알고리즘의 성능이 참조 스케줄러와 SETT-EDD와 비교하여 전송률과 전송 지연면에서 성능이 좋음을 보여준다.
본 논문에서는 네트워크 코딩 기법이 IEEE 802.16 계열의 무선 통신 시스템에 어떻게 적용되는지에 대해 다룬다. 또한, 본 논문에서는 네트워크 코딩의 overhearing 문제를 피하기 위해, 통신하고자 하는 양단의 단말들이 중계기를 통해 정보를 서로 교환하는 양방향 트래픽에 주안점을 두고 있다. 이러한 양방향 트래픽은 TCP 프로토콜이 혼잡 제어와 ACK을 기반으로 하는 에러 복구를 수행하는 인터넷 환경에서 주로 관찰된다. 그러므로 네트워크 코딩 기법의 적용을 통해 무선 인터넷의 스펙트럼 효율을 향상시킬 수 있을 것이라 예상되는 바이다. 본 논문에서의 모의실험 결과는 네트워크 코딩 기법을 적용하였을 때, 기존의 무선 중계 시스템과 비교하여 평균적으로 36 퍼센트의 수율 향상을 가져올 수 있음을 보여준다.
본 논문은 다양한 서비스 클래스가 제공되는 BcN (Broadband convergence Network) 환경에서 상위 우선순위 서비스의 품질을 보장하기 위한 능동 큐 관리 메커니즘 (Active-WRED)을 제안한다. 네트워크 혼잡 상황에서 제안된 메커니즘은 상대적으로 낮은 우선순위를 갖는 서비스의 drop 확률을 증가시키고 이에 따라 상위 우선순위 서비스의 drop 확률을 감소시킴으로써 상위 우선순위 서비스에 대해 패킷 손실로부터 품질을 보장할 수 있다. 제안된 능동 큐 관리 메커니즘의 성능을 분석하기 위해 이산 시간 큐잉 시스템의 통계적 분석 방법을 도입하였다. 두 서비스 클래스 (GS: Guaranteed Service, BS: Best Effort Service)만을 고려하여 제안 방안의 성능 분석을 위해 MMBP-2 (two-state Markov-Modulated Bernoulli arrival Process) 트래픽 소스 모델과 2차 이산시간 Markov 체인을 도입하였다.
네트워크 기술의 급속한 발달로 인해 최근 무선 Ad-hoc 통신망에 관한 연구가 활발하게 진행되어 오고 있다. Ad-hoc망은 기존의 유선망에서와는 다르게 중앙 집중화된 관리를 필요로 하지 않고 지리적으로 분산된 각 노드들이 역동적으로 위치를 변경하며 라우터의 역할을 수행하여 단대단 정보전송 서비스를 제공한다. 그러나 제한된 통신 자원으로 인한 낮은 대역폭과 높은 전송 오류를 포함하고 있으며, 한정된 대역과 단말기능에 있어서의 제약으로 현재의 인터넷 라우팅 프로토콜들을 그대로 사용하기 어렵다. 현재 사용되고 있는Ad-hoc 네트워크에서의 라우팅 프로토콜은 네트워크 토폴로지가 변화해야만 새로운 경로를설정하도록 되어 있어 이동성이 낮은 환경에서의 트래픽 집중화 현상과 경로 설정을 위한 반복적 검색으로 서비스 효율이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 다중 이웃 노드 테이블을 별도 관리하고 혼잡 상황시 자노드 중계 차단을 수행하여 효율적으로 부하균등을 제어하는 라우팅 기법을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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