• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.816-822
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• 2010

In this paper, we propose an algorithm to improve TCP performance over wireless links. TCP is known to have poor performance over wireless links because TCP has no mechanism to differentiate congestion loss from wireless loss, and treats all losses as congestive. We present a simple method to determine the cause of packet loss using the successive ECN. In addition, we present an algorithm to control the congestion window size based on the estimated queue state in order to guarantee the fairness and high link utilization.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.241-247
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• 2011

유선네트워크 환경에서의 Transmission Control Protocol(TCP) 패킷 손실은 대부분 네트워크의 혼잡에 의해서 발생한다. 하지만, 무선네트워크 환경에서는 무선 네트워크의 특징 중 하나인 높은 Bit Error Rate (BER)에 의한 손실이 대부분 일어난다. 네트워크는 무선 신호 품질에 의한 패킷 손실을 혼잡제어에 의한 손실로 판단하여, 혼잡제어 메커니즘이 빈번하게 수행된다. 무선 환경의 패킷 손실율을 이용하여 Explicit Wireless Loss Notification (EWLN) 알고리즘에서 발생될 수 있는 비효율적인 Congestion Window의 크기를 보다 효율적으로 재조정함으로써, 기존의 EWLN 알고리즘을 개선하는 알고리즘을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.126-131
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• 2000

TCP는 인터넷에서 이미 많은 사용자들이 사용하고 있고 그 성능도 입증되어 왔지만, 망 구조의 급격한 변화에 따라서 TCP의 성능을 이에 맞게 개선하려는 노력들도 많이 제안되고 있다. 특히, 망이 고속화되고 위성링크 등에서 지연이 증가하면서 Bandwidth-Delay Product도 상당히 커지게 되었다. 이에 대응시키기 위한 방법으로 TCP 옵션에 Window Scale Option과 TimeStamp option, 및 PAWS(Protection Against Wrap Sequence Numbers) 등을 추가하는 방법이 제안되었다. Bandwidth-Delay Product가 큰 망에서는 TCP의 윈도우 크기도 증가하게 됨으로, 현재 사용중인 TCP의 곱 감소 선형적인 증가 방식으로는 망 내의 버퍼 언더플로우 및 망의 불안정을 야기하여, 결국은 TCP처리율의 감소를 초래하게 된다. 그러므로, 본 논문에서는 위와 같이 윈도우 크기가 큰 망에서의 TCP 흔잡제어 알고리즘을 개선하기 위한 방법으로 TCP의 TimeStamp 옵션을 이용하여 윈도우 크기를 조절하는 혼잡제어 방안을 제시하였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제31권3호
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• pp.269-279
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• 2004

인터넷의 안정성에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 종단간에 이루어지는 TCP 혼잡제어이다. 현재 인터넷의 주요 TCP 버전인 Reno가 사용하는 수동적인 혼잡제어 방법은 네트워크의 혼잡을 심화시키는 원인이 된다. 이러한 Reno의 문제점을 개선하기 위해 제안된 Vegas는 Reno에 비해 우수한 성능을 가짐이 증명되었음에도 불구하고 두 가지 심각한 불공정성 문제를 가지고 있기 때문에 범용적으로 사용되지 못하고 있다. 본 논문에서는 이러한 Vegas의 문제점을 보완하기 위해서 기존의 Vegas 혼잡제어 알고리즘을 개선한 새로운 TCP PowerVegas 혼잡제어 알고리즘을 제안한다. rtt(round trip time)만을 기반으로 네트워크의 혼잡을 제어하는 기존의 Vegas에 비해서 제안한 PowerVegas는 rtt와 패킷 손실 정보를 유기적으로 결합시킨 새로운 기법으로 경쟁력 있는 혼잡제어를 수행한다. 그러므로 기존의 Vegas에서 발생했던 불공정성 문제를 모두 효과적으로 개선할 수 있다. 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 동일한 시뮬레이션 환경에서 PowerVegas와 Reno 및 Vegas를 비교하는 실험을 수행하였다. 실험 결과를 통해서 제안한 PowerVegas가 기존 Reno의 혼잡제어 방법에 비해 우수한 성능을 보일 뿐만 아니라, Vegas의 불공정성 문제도 크게 개선되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.477-487
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• 2008

TCP에서의 혼잡제어는 패킷 손실이 발생하면 이를 네트워크의 혼잡상황으로 판단해서 전송률을 줄인다. 무선 네트워크에서는 채널 에러로 인해 패킷 손실이 발생하는데, 기존의 유선환경에서의 TCP는 이를 혼잡으로 인한 손실로 착각하여 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 그러므로 유 무선 통합네트워크에서의 TCP 성능 저하를 막기 위해 혼잡손실과 무선손실을 구별하는 연구가 진행되고 있다. 기존의 무선 TCP에 대한 연구는 주로 패킷이 전달되는 시간의 변화를 통해 네트워크의 혼잡상황을 유추해서 패킷 손실 시 혼잡손실과 무선손실을 예측하지만, 패킷의 전송시간은 여러 가지 다른 요인에 영향을 받기 때문에 정확한 손실구분은 불가능하다. 그러므로 본 논문에서는 IEEE 802.11 MAC에서 정의하고 있는 MIB(Management Information Base)의 무선손실 정보를 이용하여 유선손실과 무선손실을 구별하는 알고리즘을 제안한다. MAC 계층의 MIB를 수집하여 사용하는 제안된 알고리즘과 패킷의 지연 시간을 이용하는 기존의 알고리즘을 시뮬레이션을 통하여 비교하고 분석한 결과 무선 채널에서의 에러율이 10%인 경우에, Spike 알고리즘에 비해 12%, mBiaz 알고리즘에 비해 32%의 성능 향상을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.1384-1390
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• 2008

TCP는 유선망을 위하여 설계되었기 때문에, 유선망과 다른 특성을 가진 무선망에서 서비스되는 경우 성능이 크게 저하된다. 무선 Ad-hoc네트워크에서 혼잡윈도우(congestion window)값은 TCP의 성능에 크게 영향을 준다. 네트워크 상황에 따라 적절한 크기의 혼잡 윈도우 값을 설정함으로서 TCP성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 무선Ad-hoc 네트워크에서 TCP 성능을 향상시키는 새로운 TCP 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 TCP 수신측에서 최적의 윈도우 크기를 측정하고, ACK 패킷의 윈도우 필드를 사용하여 CWL(Congestion Window Limit)를 최적 값에 세팅하는 최대 혼잡윈도우 조정 기법이다. 무선 Ad-hoc네트워크의 다양한 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과 제안된 알고리즘이 기존 TCP new reno 프로토콜보다 전송률 및 패킷 손실에서 성능을 크게 향상하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권12호
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• pp.149-158
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• 2005

본 논문은 고정대역 네트워크에서 최대 TCP 혼잡윈도우를 제한하여, 버퍼 크기와 무관하게 안정적인 성능과 전송률을 제공할 수 있는 혼잡회피 알고리즘을 제안한다. 현재는 AIMD(Additive Increase, Multiplicative Decrease) 기반의 혼잡제어 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 AIMD 기반의 TCP 혼잡제어 방법은 고정대역 네트워크에서 불필요하게 성능을 저하시키는 문제가 있다는 것이 여러 연구결과를 통해 알려져 있다. 또한 TCP의 톱니파형 데이터율로 안정적인 데이터 전송률이 필요한 응용에 적용하기 어렵다. 제안된 알고리즘은 필요에 따라 공평성을 유지하며 혼잡에 의한 손실을 방지하기 위해 혼잡윈도우의 크기를 제한한다. 최대 혼잡윈도우의 크기를 병목노드에서 데이터 축적을 방지하는 지연 정보로 결정하여, 별도의 버퍼와 윈도우 제어절차 없이 연결의 성능과 전송율이 안정적이도록 한다. 다양한 경우에 대한 시뮬레이션을 통해 호환성, 정상상태의 성능, 정상상태 손실 패킷 수, 그리고 혼잡윈도우의 분산 등으로 특성을 검증하였다. 제안된 방법은 송신단의 간단한 수정으로 적용이 가능하며, 네트워크 라우터와 사용자 프로그램의 수정이 불필요하여 확산이 용이한 장점을 가지며, 고정대역 네트워크로 볼 수 있는 국내 초고속인터넷 접속망에 적용하면 성능개선을 얻을 수 있다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권2호
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• pp.235-244
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• 2004

TCP Vegas 버전은 현재 인터넷에서 가장 많이 사용되고 있는 TCP Tahoe나 Reno 버전에 비하여 높은 성능과 안정된 서비스를 제공한다. 그러나 TCP vegas는 다른 버전의 TCP와 병목 링크를 공유하여 사용하게 되면 TCP Tahoe나 Reno 버전에 비하여 상대적으로 낮은 성능을 나타낸다. 이는 각 버전의 TCP가 수행하는 혼잡제어 알고리즘의 차이에서 기인하는 것으로 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 링크의 대역폭에 따른 TCP의 최대 성능을 유지할 수 있는 최소한의 윈도우 크기를 분석하고 중간 라우터의 큐에서 각 TCP 연결에 적절한 윈도우 크기를 할당하기 위한 패킷 폐기 정책을 수행함으로써 TCP의 성능을 유지하면서 공정성을 개선할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘의 성능평가는 각 TCP 연결에 의하여 종단 시스템간에 전송된 데이터 바이트 수를 기준으로 측정하였으며, 그 결과 제안한 알고리즘은 높은 TCP 성능을 유지하면서 공정성이 개선됨을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권7호
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• pp.573-580
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• 2006

기존의 가장 널리 쓰이는 전송계층 프로토콜인 TCP는 패킷 손실의 원인이 망의 혼잡 때문이라는 가정 하에 설계된 프로토콜로서 유선망과 고정 호스트로 이루어진 전통적인 네트워크에는 적합하지만 페이딩, 잡음, 간섭 등의 전송 에러가 발생하는 무선 환경에서는 전송 프로토콜로서 적용하기에 비효율적이다. 이것은 무선망에서의 비트 에러에 의한 패킷손실 역시 혼잡으로 간주하여 불필요한 전송 제어가 발생하기 때문이다. 본 논문에서는 무선 TCP 패킷의 전송성능을 향상시키기 위하여 연속적인 패킷 손실에 대한 제어와 TCP 윈도우 제어를 하여 불필요한 혼잡제어 알고리즘을 수행하지 않게 하는 개선된 SNOOP 프로토콜을 제안하였고 개선된 모듈의 성능을 모의실험을 통하여 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제2권6호
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• pp.333-351
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• 2008

Transmission control protocols have to overcome common problems in wireless networks. TCP employing both packet loss discrimination mechanism and available bandwidth estimation algorithm, known as the good existing solution, shows significant performance enhancement in wireless networks. For instance, TCP New Jersey which exhibits high throughput in wireless networks intends to improve TCP performance by using available bandwidth estimation and congestion warning. Even though it achieves 17% and 85% improvements in terms of goodput over TCP Westwood and TCP Reno, respectively, we further improve it by exploring maximized available bandwidth estimation, handling bit-error-rate error recovery, and effective adjustment of sending rate for retransmission timeout. Hence, we propose TCP NJ+, showing that for up to 5% packet loss rate, it outperforms other TCP variants by 19% to 104% in terms of goodput when the network is in bi-directional background traffic.