• 정보처리학회논문지C
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• 제9C권2호
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• pp.197-212
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• 2002

지난 20년 동안 인터넷의 핵심 기술로서 Transmission Control of Protocol(TCP)는 데이터 전송 기능을 성공적으로 수행한 것으로 평가된다. 신뢰성 있는 데이터 전송을 수행하기 위해서 TCP는 양방향이 동일한 특성을 갖는 유선통신망을 가정하고 있고, 특히 패킷 손실의 원인을 네트워크의 혼잡(congestion)으로 가정하여 slow start, congestion avoidance, fast retransmit, fast recovery 알고리즘을 적용하고 있다. 그러나 무선이동통신망과 위성통신망에서는 패킷 손실이 링크 자체의 에러 또는 핸드오프에 의한 순간적인 접속단전에 의해서 발생되고, ADSL과 같은 비대칭형 통신망은 양방향이 다른 링크 특성을 갖는다. 따라서 다양한 통신망의 링크 특성에 따라 TCP의 기능은 수정되거나 새롭게 구현되어야 한다. 본 논문에서는 유무선 링크와 위성 링크에서의 기존 TCP 문제를 분석하고, IETF Performance Implication of Link Characteristics(PILC) WG[2]에서 권고한 TCP 표준 메커니즘을 분석하고, 이에 대한 성능을 Network Simulator 2(NS-2)를 이용하여 분석한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권7호
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• pp.931-936
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• 2004

무선환경상에서 TCP는 유선과는 달리 비트 에러율을 가지기 때문에 이를 해결하기 위한 TCP가 필요하다. 위성망 같이 손실률이 매우 놓은 환경을 위해 TCP Westwood에서는 기존의 벌크 재전송(bulk retransmission) 기법을 보완하였다. 하지만 벌크 재전송 기법은 불필요한 데이터도 함께 재전송하기 때문에 무절제한 패킷 전송으로 인해 혼잡을 가중시킬 우려가 있으며 또한 손실률이 높지 않은 네트워크 환경에서는 전송속도가 낮아진다. 본 논문에서는 네트워크 상황에 따라 Bulk 재전송 패킷수를 조절하는 적응 벌크 재전송 메커니즘 (adaptive bulk retransmission mechanism)을 제시하였고 Markov 에러 모델에서 기존의 TCP Westwood보다 높은 전송 속도를 보임을 NS-2를 이용하여 검증하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제10C권7호
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• pp.943-954
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• 2003

도시 인구 집중과 이동 인구의 증가로 이동 통신 시스템은 90년대 이후 급격한 발전을 하고 있다. 그러나 현재 널리 사용되고 있는 2세대 이동 통신 시스템은 음성에만 치중하여 개발되었고 시장이 거의 포화상태에 이르렀다. 따라서 앞으로 다가올 UMTS (Universal Mobile Telecommunication Services) 시스템과 같은 제 3세대 이동 통신 시스템에서는 무선 인터넷과 같은 본격적인 데이타 서비스를 위한 패킷 데이타 통신이 중요한 부분으로 떠오르고 있다. 그런데 web이 TCP를 근간으로 하기 때문에 대부분의 인터넷 트래픽이 TCP 트래픽으로 구성되어 있고 따라서 UMTS 시스템에서 효율적인 TCP 트래픽 전송은 패킷 데이타 서비스 성능에 매우 중요한 역할을 할 것이다. 지금까지 무선 네트워크에서 TCP 성능 향상을 위한 기법들은 많이 연구되어 왔는데 UMTS 시스템에서는 그 중 링크 계층 재전송 기법을 사용한다. 하지만 이 기법이 UMTS 시스템에서 TCP 성능에 정확히 어떠한 영향을 미치는 지에 대한 연구는 아직 미진한 상태이다. 특히 동적인 무선 자원의 변화에 따른 TCP 성능 분석은 거의 진행되어진 바 없다. 따라서 본 논문에서는 UMTS 시스템에서 무선 환경 변화에 따라 TCP 성능이 어떻게 변화하는지 실험을 통해 분석해 본다. 그리고 무선 환경이 동적으로 변화하는 상황에서 TCP 성능 저하를 최소화 할 수 있는 TCP 성능 향상 기법을 제안한다. 실험 결과에 의하면 UMTS 시스템에서 무선 환경이 변화할 때 TCP 성능이 크게 저하되는데 이 때 제안된 TCP 성능 향상 기법을 적용할 경우 UMTS 시스템에 큰 부담을 주지 않으면서 무선 자원을 절약하고 TCP 성능 저하를 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권2호
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• pp.245-252
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• 2004

SCTP는 TCP와 마찬가지로 연결 지향적이며 신뢰성 있는 데이터의 전송을 위한 전송 계층 프로토콜이다. SCTP는 오류 및 플로우 제어 등 많은 부분에 있어서 TCP의 방식을 그대로 따르며, 거기에 더하여 멀티스트리밍과 멀티호밍 특성을 가진다. 이 논문에서는 TCP와 다른 대표적인 특징들 중 멀티호밍이 성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 먼저 멀티호밍을 지원하는 SCTP와 그렇지 않은 경우의 SCTP나 TCP Reno, TCP SACK의 성능을 시뮬레이션을 통해 비교하였다 또한, 멀티호밍을 지원하는 경우에 SCTP의 재전송 정책이 성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 프로토콜간의 성능 비교를 통해서는 SCTP가 사용하는 몇 가지 혼잡제어 메커니즘 특징으로 인해 SCTP가 TCP Reno나 TCP SACK에 비해 향상된 성능을 보임을 확인할 수 있었으며, 특히 멀티호밍을 지원하는 경우의 SCTP가 가장 짧은 지연을 가짐을 확인하였다. 또한, 멀티호밍을 지원하는 경우 현재의 SCTP의 재전송 정책이 프라이머리 경로와 대체 경로간의 경로 특성의 따라 성능 저하를 가져올 수 있는 잠재적인 문제점을 가짐을 확인하였다. 따라서 재전송을 위한 경로 선택에 있어서 대체 경로의 상태 파악이 중요한 요소이며 이를 위한 방안이 필요할 것이다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제8C권3호
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• pp.351-358
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• 2001

무선망에서는 유선망에 비해 그 특성상 비교적 많은 패킷을 손실된다. TCP 프로토콜은 흐름제어나 에러정정, 혼잡 제어 등의 기능을 통해 보다 효율적이고 안정적인 통신을 지원하고 있다. 하지만 표준 TCP 프로토콜은 유선망의 특성을 고려하여 개발하였기 때문에 무선망에서 혼잡한 상황에서 패킷이 도달하지 못한 경우와 실제로 패킷이 손실되어 전달되지 못하는 경우를 구분하지 못한다. 최근까지 제시된 여러 이동망 TCP에 대한 논문은 무선망에서 패킷이 손실된 경우 혼잡 제어를 일어나지 못하게 하는 방법을 제시하고 있다. 본 논문에서는 TCP Persist Timer를 이용하여 혼잡제어를 회피하는 방법을 기존에 제시된 Snoop 프로토콜에 적용하여 자체적인 이동망상에서의 TCP 성능향상에 더하여 연속적인 에러에 대한 성능 향상을 제고하고 있다. 개선된 Snoop 프로토콜은 WZACK(Window Size Zero ACKnowledge Packet)을 이용하여 혼잡제어를 정지시킴으로써 비효율적인 혼잡제어를 막도록한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제8C권3호
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• pp.345-350
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• 2001

IP 네트워크 상에 TCP 데이터 트래픽의 제공은 처리율과 공정성을 향상시키기 위해 특별한 기법이 필요하다. 여기에는 DT와 RED와 같은 많은 기법들이 제안되었다. RED 알고리즘은 폭주를 회피하고 적은 지연과 높은 처리율을 유지하기 위한 목적으로 제안되었다. 현재의 TCP/IP 환경에서 TCP 근원지는 Slow-Start 단계에 들어감으로써 드롭된 패킷에 반응하지만, 네트워크 이용률은 급속히 떨어진다. 폭주를 탐지하고, 이를 무작위로 선택된 연결에 통보하므로써 RED는 글로벌 동기화 및 공정성 문제를 유발한다. 본 논문에서는 성능을 향상시키기 위해 공정성을 유지하고, 글로벌 동기화 문제를 해결할 수 있는 능동적인 큐 관리 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 버퍼크기와 임계치 변화에 따른 goodput, 처리율, 공정성의 평가인자를 이용하여 기존의 기법인 DT, RED와 비교 분석을 수행하고, 제안된 기법의 타당성을 보인다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권3호
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• pp.345-352
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• 2006

인터넷과 이동 네트워크로 구성된 유무선 통합 네트워크에서는 인터넷 상의 송신자와 이동 네트워크 상의 이동 호스트(MH, Mobile Host) 간 경로는 두 개 이상의 무선링크로 구성된다. 이와 같은 네트워크 이동 환경에서 TCP의 종단간 제어 특성을 유지하면서 무선링크에서의 패킷 전송 오류로 인한 TCP의 성능 저하를 극복하는 방안을 제안한다. 제안하는 방안에서는 수신된 패킷의 시퀀스 번호와 ACK 번호를 근거로 하여 무선링크 상에서의 전송 오류로 인한 패킷 손실 정보를 추출하고 이 정보를 상류의 라우터에게 전달함으로써 상류의 액세스 라우터나 이동 라우터에서 신속히 손실된 패킷을 재전송할 수 있도록 한다. 제안하는 방안은 상류 무선링크에서의 패킷전송 오류를 신속히 극복하는 특성을 가지며 모의실험을 통하여 제안한 방안의 TCP 전송률 성능을 평가하였다. TCP 종단간 제어 특성을 가지며 송신자나 수신자 측에 추가 기능이 요구되지 않는 snoop 방식과 비교할 때 제안하는 방안의 TCP 성능이 크게 개선됨을 모의실험을 통해 확인하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제33권1호
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• pp.233-248
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• 2008

새롭게 제안된 전송 계층 프로토콜인 SCTP(Stream Control Transmission Protocol)는 두 개 이상의 IP 주소를 갖는 멀티호밍(multi-homing) 환경에서 기존의 TCP(Transmission Control Protocol)보다 성능이 향상되는 것으로 알려져 있다. 하지만 현재 주로 사용되고 있는 컴퓨터는 한 개의 IP 주소를 갖는 싱글홈드(single-homed) 환경이다. 본 연구에서는 패킷 손실이 있는 싱글홈드 환경에서, SCTP의 평균 전송 시간이 TCP의 그것보다 우수한 가를 알아보기 위해, 대역폭, 지연 시간 및 패킷 손실률을 라우터에서 조절하는 실제 테스트베드 환경을 구축하여 실험하였다. SCTP와 TCP의 평균 전송 시간을 측정하기 위해 C 언어를 이용하여 서버 및 클라이언트 애플리케이션을 작성하였다. 실험 결과, 싱글홈드 환경에서 SCTP는 TCP 보다 전송 시간이 짧을 때도 있었지만, 대부분의 경우에 있어서 TCP의 전송 시간이 SCTP 보다 짧았다. 그 이유는 SCTP가 TCP에 비해 전송 중 타임아웃으로 인해 전송이 멈추거나, SACK의 폭주로 인해 데이터 전송이 지연되는 경우가 발생하기 때문인 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 현재 구현된 SCTP 모듈을 사용하거나 또는 새로운 SCTP 모듈을 개발하는 데 있어서 정교한 성능 튜닝이 필요함을 보여주고 있다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제13C권3호
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• pp.353-358
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• 2006

TCP 구현의 하나인 Vegas는 패킷의 유실을 망의 혼잡으로 인지하는 Reno와 달리 RTT(Round Trip Time) 측정값을 바탕으로 혼잡을 인지하며, 이를 이용하여 윈도우 크기 등 혼잡 제어를 위한 주요 인자를 결정한다. 그러나, Vegas의 혼잡 회피 방안이 TCP 패킷 경로의 비대칭적 특성을 제대로 반영하지 못하며, 이것은 양 방향(순방향, 역방향) 패킷 전송 상태를 반영하는 RTT 측정값을 순방향 경로의 상태 해석에 이용하기 때문이다. RTT는 패킷의 왕복 시간만을 측정하기 때문에 패킷의 송수신시 순방향과 역방향에서 어느 정도의 혼잡이 발생하였는지 알 수 없다. 본 논문에서는 리눅스 커널 2.6의 TCP 소스에서 RTT 측정값으로 혼잡도를 측정하는 기존의 Vegas 혼잡 제어 알고리즘을 수정하여 순방향 경로의 혼잡과 역방향 경로의 혼잡을 구별할 수 있는 새로운 Vegas 혼잡 제어 알고리즘을 설계하고 구현하여 그 성능을 분석하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제12C권4호
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• pp.559-570
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• 2005

ECN 방법은 통신 혼잡 발생 초기에 이 사실을 명백히 알려주기 때문에 통신 혼잡을 판단하는 정확한 방법이다. 그래서, 무선 TCP 분야에서는 ECN 방법이 심도 있게 연구되고 있다. 본 논문은 ECN 마킹을 위한 최적의 임계치(threshold)를 찾는 계산식을 제시하고, ECN 전략을 적용하는 TCP의 페트리 넷 모형을 구축한 다음, 시뮬레이션을 통하여 제시된 식의 타당성을 검증한다. 또한, 제시된 식의 실용화 방안도 제안한다. 본 논문의 주된 공헌은 ECN 마킹을 위한 최적의 임계치를 찾는 공식을 제공하는 것이지만, 본 논문에 소개된 ECN 전략을 적용한 TCP의 페트리 넷 모형도 네트워크 프로토콜을 연구하는 학자에게 도움을 주리라고 믿는다. 소개된 페트리 넷 모형은 기존의 TCP 모형에 ECN 전략을 추가하기 위하여 네트워크 부분을 주로 변형하였으며, 송신자와 수신자도 역시 변형되었다.