• 제목/요약/키워드: TCP Congestion Control

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네트워크 지원 비디오 전송에서의 효율적인 혼잡제어 (Efficient Congestion Control in Network­supported Layered Video Multicast)

  • 박학선;서주하
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (3)
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    • pp.151-153
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    • 2003
  • 이전의 계층화된 비디오 멀티캐스트에서는 각 계층의 크기를 그 하위 계층의 총합과 같도록 하여 TCP와 유사한 혼잡제어를 했었다. 하지만, 혼잡 시 비디오 데이터의 대역폭을 1/2로 줄이는 것은 사용자에게 인지되는 비디오 품질에 있어 큰 변화를 보이게 되므로 바람직하지 않고, 멀티캐스트를 사용함으로써 네트워크 전체에 트래픽을 줄이는 세션에게 아무런 이득도 주지 못하였다. 따라서 제안하는 방법에서는 기존 계층을 동일한 크기의 계층으로 나누고, 혼잡의 정도에 따라 계층의 감소 간격을 적절히 함으로써, 혼잡 해소 시에는 남아 있는 계층으로 데이터를 전달할 수 있게 하였다. 이러한 결과로 혼잡 시 비디오 품질이 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있고, 멀티캐스트를 사용하는 세션에게 이득을 줄 수 있다.

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IP기반 교통시스템에서 데이터의 신뢰성을 위한 DCCP 개발 (Development of The DCCP for Data Reliability in IP Traffic System)

  • 박현문;서해문;이길용;박수현;김성동
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.7-17
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    • 2010
  • ITS(Intelligent Transport System) as things are used for Broadcast service using TDMB/TPEG/NAVI rather than personal seamless service. It is attaching weight to Traffic information gathering, Charging, Settlement service. This research is applied to improve DCCP(Datagram Congestion Control Protocol) which has function as protecting data and preserving message boundary. The improving method is like that we solve data trust in UDP because Connection and Transmission overhead in UDP is less than in TCP. We fix the data loss which is generated from unordered delivery section of IP base wireless service by using DCCP protocol. We guarantee of connection with OBE(On-Board Equipment) and reliance about transmission of data by complement to mapping table and multi-hoping. Finally, We evaluate the performance about transmission of IP based data. We constructed a test-bed near research center for this test.

혼잡예측 기반의 UDT 흐름제어 기법 (UDT Flow Control Method based on Congestion Prediction)

  • 이승아;김승해;조기환
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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    • pp.1019-1022
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    • 2010
  • 네트워크 기술의 발전으로 이용할 수 있는 대역폭이 증가하고 있다. 그에 따라 증가한 대역폭을 효율적으로 사용하기 위한 전송 기술이 요구되고 있다. TCP Vegas는 RTT(Round Trip Time)를 이용해 혼잡을 미리 예측하여 윈도우 크기를 조절하는 혼잡 제어 알고리즘을 사용한다. UDT는 높은 대역폭과 큰 RTT 환경에서 대용량 데이터를 전송하기 위해 제공된 응용 기반의 전송 프로토콜이다. 본 논문에서는 UDT에 혼잡예측 알고리즘을 적용한 새로운 UDT의 혼잡제어 알고리즘을 제안한다. 혼잡예측을 통해 혼잡한 구간, 혼잡하지 않은 구간을 나누어 혼잡윈도우를 갱신한다. 혼잡하지 않은 구간에서 혼잡윈도우를 증가시키고 혼잡한 구간에서 혼잡윈도우를 감소시킴으로써 기존의 UDT보다 성능이 개선되었음을 확인 할 수 있다.

유무선랜 환경에서 TCP Flow의 성능향상을 위한 MAC 계층과 TCP 계층의 연동기법 (Interaction Between TCP and MAC-layer to Improve TCP Flow Performance over WLANs)

  • 김재훈;정광수
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제35권2호
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    • pp.99-111
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    • 2008
  • 최근 무선 랜은 SOHO (Small Office Home Office) 및 Hot Spot과 같은 환경에서 공간의 제약에 구애받지 않고, 인터넷에 접속할 수 있는 기술로서 사용자의 요구가 크게 증가하였다. 하지만, 무선 랜 환경에서의 통신은 유선망과 달리 불안정한 무선 채널의 특성으로 인해 연집적인 패킷 손실이 발생하여 통신상의 제약이 많은 특징을 가진다. 연집적인 패킷 손실은 AP(Access Point) 와 무선 단말의 거리가 증가하거나, AP와 무선 단말사이에 장애물 등이 일시적으로 지나갈 때 주로 발생하는 현상이다 결국, 현재 인터넷상에서 가장 광범위하게 사용되고 있는 무선 랜 기술인 IEEE 802.11은 이러한 특성으로 인해 사용자의 요구에 만족할만한 전송 성능을 나타내지 못하며, 특히 전송 계층에 TCP가 사용될 경우 불필요한 혼잡 제어 기법을 사용하게 함으로써 심각한 성능저하를 야기한다. 이러한 무선 랜 환경의 문제점을 해결하기 위해 MAC-layer LDA(Loss Differentiation Algorithm)가 제안되었다. MAC-layer LDA는 MAC 계풍의 Retry limit을 기반으로 CRD(Consecutive Retry Duration)를 무선 구간의 연집된 패킷손실 기간 이상 증가시켜, TCP의 불필요한 Timeout 발생 이전에 손실된 패킷을 효율적으로 복구하는 기법이다. 하지만, MAC-layer LDA 기법은 한정된 Retry limit의 증가로 인해 CRD가 연집된 패킷 손실 구간 보다 적은 경우가 발생하여 심각한 전송성능 저하를 가져온다. 또한, CRD의 증가는 무선 구간의 패킷 처리 시간을 증가시켜 대역폭과 무선 단말의 한정된 에너지 자원을 불필요하게 낭비하는 문제를 초래한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 Cross-layer 기법을 적용한 재전송 기법인 BLD(Burst Loss Detection) 모듈을 제안한다. BLD 모듈의 알고리즘은 현재 무선 랜 환경에서 가장 널리 사용되는 IEEE 802.11 MAC 프로토콜 기반의 재전송 기법으로서, MAC 계층과 TCP에서 사용되는 재전송 기법의 효율적인 연동을 통해 손실된 패킷을 복구한다. ns-2(Network Simulator) 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 BLD 모듈은 무선 구간의 연집적인 패킷 손실에 대해 효율적인 보상을 수행하여 전송 성능과 에너지 효율성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

ATM-GFR 서비스를 위한 F-GCRA 알고리즘 개선 (Improvement of F-GCRA Algorithm for ATM-GFR Service)

  • 박인용
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제13C권7호
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    • pp.889-896
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    • 2006
  • ATM 포럼은 ATM 네트워크에서 인터넷 트래픽을 효과적으로 서비스하기 위해 guaranteed frame rate (GFR) 서비스를 정의하였다. GFR 서비스는 가상 연결에게 minimum cell rate (MCR) 을 보장하고, 여분의 대역폭을 공평하게 공유하도록 한다 또한, 보장된 대역폭을 사용하기에 적합한 ATM 셀을 프레임 단위로 판별하는 프레임 분류기로 frame-based generic cell rate algerian (F-GCRA)을 사용하도록 ATM 포럼은 권고하고 있다. ATM 스위치는 현재 버퍼의 사용량을 고려하여 셀을 프레임 단위로 버퍼에 저장하거나 폐기한다. FIFO 공유 버퍼는 단순한 구조로 인해 스위치에 구현하는데 용이하지만, 가상 연결 별 버퍼 사용량에 따른 버퍼 관리 없이는 각 가상 연결의 MCR를 보장할 수 없었다. 본 논문은 가상 연결 별 버퍼 사용량 관리 없이 각 가상 연결의 MCR을 보장할 수 있도록 F-GCRA 프레임 분류기를 개선한다. 개선된 프레임 분류기는 혼잡 제어로 인한 TCP 트래픽의 burst 특성을 고려하여, 각 가상 연결이 예약한 대역폭을 충분히 사용할 수 있도록 한다. 이러한 개선된 프렌임 분류기의 기능은 여분의 대역폭 사용의 불공정성 문제 역시 완화시키는 효과를 갖는다. 모의실험을 통해 개선된 프레임 분류 알고리즘이 TCP 트래픽에게 GFR 서비스에 대한 만족스런 GoS를 제공함을 보인다.

다중 인터페이스 MIPv6 환경에서의 Fast Handover 방안 및 성능 분석 (Fast Handover Mechanism for Multi-Interface MIPv6 Environments and Performance Evaluation)

  • 박만규;황안규;이재용;김병철
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권12호
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    • pp.34-43
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    • 2007
  • 최근에 이동 단말들의 급격한 증가와 함께 이동 노드에 다양한 무선 접속 기술들의 사용이 가능해졌다. 또한 IPv6 기술이 네트워크에 도입되면 하나의 단말이나 인터페이스에 여러 개의 공중 IP주소를 가지는 멀티호밍 (multi-homing) 단말이 일반화될 것이다. 이에 맞추어 다중 인터페이스 멀티호밍 단말에 대한 이동성 관리기술 연구가 무선 인터넷 분야에서 활발히 진행 중이다. 본 논문에서는 다중 인터페이스를 지원하는 FMIPv6의 FBU 메시지를 대신하여, "tunnel destination" 이동성 옵션과 이 옵션을 표시하는 'T' flag를 이용하는 MFBU 메시지를 새로 정의하여, NAR이 아닌 특정 터널링 목적지로 핸드오버 동안 패킷을 터널링 시키는 다중 인터페이스 fast handover Mobile IPv6 절차의 확장을 제안한다. 이는 기존의 FMIPv6를 이용하여 핸드오버절차를 수행하는 동안 TCP 플로우의 패킷 도착순서가 바뀌어 세 개의 중복 ACK에 의한 불필요한 혼잡 제어로 성능이 저하되는 것을 완화하여 핸드오버 성능을 향상시키게 된다. 본 논문에서는 그 성능을 검증하기 위해 기존의 단일 인터페이스 MIPv6 NS-2 시뮬레이터를 확장하여 다중 인터페이스 FMIPv6 시뮬레이터를 구현하였으며, TCP 트래픽을 이용한 시뮬레이션을 통해 핸드오버 성능 향상을 확인하였다.

Provisioning QoS for WiFi-enabled Portable Devices in Home Networks

  • Park, Eun-Chan;Kwak, No-Jun;Lee, Suk-Kyu;Kim, Jong-Kook;Kim, Hwang-Nam
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제5권4호
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    • pp.720-740
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    • 2011
  • Wi-Fi-enabled portable devices have recently been introduced into the consumer electronics market. These devices download or upload content, from or to a host machine, such as a personal computer, a laptop, a home gateway, or a media server. This paper investigates the fairness among multiple Wi-Fi-enabled portable devices in a home network when they are simultaneously communicated with the host machine. First, we present that, a simple IEEE 802.11-based home network suffers from unfairness, and the fairness is exaggerated by the wireless link errors. This unfairness is due to the asymmetric response of the TCP to data-packet loss and to acknowledgment-packet loss, and the wireless link errors that occur in the proximity of any node; the errors affect other wireless devices through the interaction at the interface queue of the home gateway. We propose a QoS-provisioning framework in order to achieve per-device fairness and service differentiation. For this purpose, we introduce the medium access price, which denotes an aggregate value of network-wide traffic load, per-device link usage, and per-device link error rate. We implemented the proposed framework in the ns-2 simulator, and carried out a simulation study to evaluate its performance with respect to fairness, service differentiation, loss and delay. The simulation results indicate that the proposed method enforces the per-device fairness, regardless of the number of devices present and regardless of the level of wireless link errors; furthermore it achieves high link utilization with only a small amount of frame losses.

Stochastic Optimization of Multipath TCP for Energy Minimization and Network Stability over Heterogeneous Wireless Network

  • Arain, Zulfiqar Arain;Qiu, Xuesong;Zhong, Lujie;Wang, Mu;Chen, Xingyan;Xiong, Yongping;Nahida, Kiran;Xu, Changqiao
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권1호
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    • pp.195-215
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    • 2021
  • Multipath Transport Control Protocol (MPTCP) is a transport layer protocol that enables multiple TCP connections across various paths. Due to path heterogeneity, it incurs more energy in a multipath wireless network. Recent work presents a set of approaches described in the literature to support systems for energy consumption in terms of their performance, objectives and address issues based on their design goals. The existing solutions mainly focused on the primary system model but did not discourse the overall system performance. Therefore, this paper capitalized a novel stochastically multipath scheduling scheme for data and path capacity variations. The scheduling problem formulated over MPTCP as a stochastic optimization, whose objective is to maximize the average throughput, avoid network congestion, and makes the system more stable with greater energy efficiency. To design an online algorithm that solves the formulated problem over the time slots by considering its mindrift-plus penalty form. The proposed solution was examined under extensive simulations to evaluate the anticipated stochastic optimized MPTCP (so-MPTCP) outcome and compared it with the base MPTCP and the energy-efficient MPTCP (eMPTCP) protocols. Simulation results justify the proposed algorithm's credibility by achieving remarkable improvements, higher throughput, reduced energy costs, and lower-end to end delay.

IEEE 802.11x 무선 랜에서의 데이터 다운스트림 성능 향상 (An Improvement of Performance for Data Downstream in IEEE 802.11x Wireless LAN Networks)

  • 김지홍;김용현;홍윤식
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권11호
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    • pp.149-158
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    • 2006
  • IEEE 802.11x 무선 랜 기반 유무선 통합 네트워크에서 고정 호스트인 데스크톱 PC와 이동 호스트인 PDA 간 다운스트림 성능을 개선할 수 있는 방안을 제안하였다. 성능 차가 뚜렷한 이기종 단말기간 데이터 전송시 다운스트림은 업스트림에 비해 수신시간이 최대 20% 느리다. 그 이유는 송신단의 패킷 전송률에 비해 수신단의 패킷 처리율이 낮아 혼잡 윈도우 크기가 수시로 변하고, 이에 따라 컨트롤 패킷이 증가하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 성능 저하를 완화시키기 위한 2가지 방안을 제시하였다. 먼저 PDA의 응용 계층 버퍼 크기를 증가시키면, 소켓 수신 버퍼의 처리 속도가 개선되어 혼잡 윈도우 변화율을 낮출 수 있다. 그러나 파일 액세스 시간은 버퍼 크기와 상관없이 거의 일정하였다. 버퍼 크기를 32,768바이트로 설정했을 경우 512바이트일 경우에 비해 수신시간을 32%정도 단축할 수 있었다. 또 다른 개선 방안은 송신자의 패킷간 전송 지연 시간을 설정하는 것이다. 송신단의 패킷 전송 간격을 5ms 로 지정하였을 때 수신시간을 최대 7% 단축시킬 수 있었다.