TFRC(TCF-friendly Rate Control) 혼잡제어는 연속적인 재생을 필요로 하는 멀티미디어 서비스를 위한 TCP-friendly 알고리즘이다. 이러한 TCP-friendly 알고리즘의 성능을 결정하는 가장 중요한 요인으로 기존 TCP 혼잡제어 알고리즘을 이용하는 트래픽과의 전송대역폭에 대한 공정성(fairness)이다. TFRC 혼잡제어 알고리즘에서는 이러한 공정성을 만족시키기 위하여 TCP를 모델링한 식에 의하여 전송률을 결정한다. 그러나 TFRC 혼잡제어는 혼잡이 심한 네트워크 상황에서는 공정성이 급격히 떨어진다. 본 논문에서는 TFRC 혼잡제어알고리즘의 전송률 결정방법의 개선을 통하여, 높은 손실률을 보이는 혼잡한 네트워크상황에서 공정성이 떨어지는 문제를 해결한다.
최근 무선통신의 대중화가 증가함에 따라 이동 컴퓨팅 환경에 대한 관심이 나날이높아가고 있지만 무선망의 특징을 고려한 프로토콜의 개발은 미흡한 상태이다. 유선망에서 널리 통용되고 있는 TCP는 packet 손실의 원인을 혼잡(congestion)에 의한 것으로 간주하여 혼합제어(congestion control)나 회피(avoidance)메카니즘을 이용하여 packet 의 회복 (recovery)에 적절히 대응하고 있다. 하지만 무슨망에서의 packet 손실은 handoff나 높은 bit 에러율에 의한 것으므로 기존의 TCP를 그대로 적용하게 되면 불필요한 메카니즘 호출로 인한 throughput의 저하를 가져오게 된다. 이런 성능 저하를 해결하기 위하여 무선망에 적합하도록 TCP를 개선하는 움직임이 세계적으로 일어나고 있으며, 이를 크게 단대한 프로토콜, split-connection 프로토콜, 링크 계층 프로토콜로 나눌 수 있다. 본 논문은 이러한 흐름의 여러 가지 대표적인 프로토콜들을 비교.분석하였다.
무선 통신 기술의 발달로 최근 무선 device 들로 이루어진 ad-hoc network이 주요 issue가 되고 있으며, ad-hoc network에서의 성능이 중요한 관심사가 되고 있다. 그러나 유선망에 최적화되도록 설계된 TCP 는 무선망이 가지는 링크의 불안정함으로 인한 손실을 네트워크 혼잡에 의한 손실로 인식하여 혼잡 제어 메커니즘이 수행함으로써 전송률을 줄이게 되므로 전체적으로 네크웍의 성능이 저하되는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 무선망에서 TCP 성능을 향상시키기 위한 새로운 congestion algorithm을 제안하고 그 성능을 평가하였다. 성능 확인 결과 기존 TCP-vegas에 비해 더 나은 성능을 보임을 알 수 있다.
본 논문에서는 이종망간의 핸드오버 환경에서 MN가 종단간이동성 관리를 하면서 동시에 네트워크의 링크 특성을 고려하여 TCP 흐름 제어를 할 수 있는 새로운 버티컬 핸드오프 기법을 제안한다. MN가 버티컬 핸드오버를 수행할 때 종단간 이동성 관리를 위해서 SIP INFO 메시지를 이용하여 CN에게 새로운 네트워크에서 사용할 자신의 IP 주소를 전달하게 되면 CN는 IP 인캡슐레이션을 통해 MN에게 데이터 패킷을 전달한다. 만약 MN가 WLAN에서 cdma2000망으로 이동하는 상향 핸드오버가 발생하면 RTT의 차이로 TCP 재전송 타임아웃이 발생하게 된다. 그 결과 TCP 혼잡 윈도우 크기가 1로 감소되어 결국 TCP Throughput이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 이러한 현상을 방지하기 위해 CN가 probe packet을 전송하여 RTT를 측정하는 방법과 각 네트워크의 전송대역의 비에 따라 재전송 타이머를 조정하는 두 가지 방법을 제안한다. 제안하는 버티컬 핸드오버 기법의 성능을 NS-2 시뮬레이션을 통해 비교 분석하였다.
The differentiated services(DiffServ) architecture provides packet level service differentiation through the simple and predefined Per-Hop Behaviors(PHBs). The Assured Forwarding(AF) PHB proposed as the assured services uses the RED-in/out(RIO) approach to ensusre the expected capacity specified by the service profile. However, the AF PHB fails to give good QoS and fairness to the TCP flows. This is because OUT(out- of-profile) packet droppings at the RIO buffer are unfair and sporadic during only network congestion while the TCP's congestion control algorithm works with a different round trip time(RTT). In this paper, we propose an Adaptive Regulating Drop(ARD) marker, as a novel dropping strategy at the ingressive edge router, to improve TCP fairness in assured services without a decrease in the link utilization. To drop packets pertinently, the ARD marker adaptively changes a Temporary Permitted Rate(TPR) for aggregate TCP flows. To reduce the excessive use of greedy TCP flows by notifying droppings of their IN packets constantly to them without a decrease in the link utilization, according to the TPR, the ARD marker performs random early fair remarking and dropping of their excessive IN packets at the aggregate flow level. Thus, the throughput of a TCP flow no more depends on only the sporadic and unfair OUT packet droppings at the RIO buffer in the core router. Then, the ARD marker regulates the packet transmission rate of each TCP flow to the contract rate by increasing TCP fairness, without a decrease in the link utilization.
HMIPv6는 MAP(Mobility Anchor Point)라고 불리는 프로토콜 요소를 도입하여 로컬 핸드오버 시 MN(Mobile Node)에 대한 전송 지연과 외부 네트워크로의 시그널링 로드를 줄이는데 그 의미를 가지고 있다. 하지만 로컬지역의 핸드오버가 아닌 메크로 핸드오버의 경우 기존의 MIPv6의 핸드오버를 그대로 이용하고 있기 때문에 패킷손실과 전송 지연에 대한 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 계층적인 구조에서 매크로 핸드오버 발생 시 CN와 MN 사이의 거리, NAR(New Access Router)와 MN 사이의 거리를 계산하여 기준값을 생성하고 그에 맞는 버퍼링 핸드오버를 선택하는 메커니즘을 제안한다. 또한 그러한 핸드오버에 알맞은 무선망에서의 성능개선을 위해 F-SNOOP을 도입한다. 무선망은 패스로스, 페이딩, 잡음, 간섭 등의 이유로 높은 에러율의 특성을 갖고 있어 혼잡과 무관하게 많은 패킷 손실이 발생하고 있다. TCP는 이를 혼잡으로 여겨 혼잡제어를 하여 패킷 전송율이 낮아지는데 F-SNOOP은 SNOOP 프로토콜을 기반으로 핸드오프 시 혼잡제어지연 기법인 Freeze-TCP의 ZWA(Zero Window Advertisement) 메시지를 이용하여 무선망의 TCP의 성능을 향상시킨다.
Kim, Kyung-Hoe;Kim, Pyoung-Yun;Youm, Sung-Kwan;Seok, Seung-Joon;Kang, Chul-Hee
전기전자학회논문지
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제11권4호
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pp.331-339
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2007
The problem of architecting a reliable transport system across an overlay network using split TCP connections as the transport primitive is mainly considered. The considered overlay network uses the application-level switch in each intermediate host. We first argue that natural designs based on store-and-forward principles that are maintained by split TCP connections of hop-by-hop approaches. These approaches in overlay networks do not concern end-to-end TCP semantics. Then, a new transport protocol-Overlay Transport Protocol (OTP)-that manages the end-to-end connection and is responsible for the congestion/flow control between source host and destination host is proposed. The proposed network model for the congestion and flow control mechanisms uses a new window size-Ownd-and a new timer in the source host and destination host. We validate our analytical findings and evaluate the performance of our OTP using a prototype implementation via simulation.
최근 무선 인터넷 및 WLAN이 활성화되면서 3G 이동 통신망과 WLAN망의 연동으로 보다 넓은 서비스 영역에서 높은 데이터 전송 속도를 제공하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 3G와 WLAN 연동망에서 이동 단말이 서로 다른 망으로 이동할 경우 높은 데이터 전송을 제공하기 위해서 끊김 없는 vertical handoff를 수행한다. 이동 단말이 TCP 연결 상태에서 vertical handoff를 수행하여 대역폭이 다른 망으로 이동할 경우 기존의 TCP 정보를 그대로 이용하면 3G와 WLAN 망간의 서로 다른 대역폭으로 인하여 패킷 손실이 발생하고 이로 인하여 TCP 성능이 낮아지게 된다. 본 논문은 vertical handoff를 통해 새로운 망으로 이동하였을 경우 사용 가능한 대역폭을 측정하여 TCP에 적용함으로써 TCP의 성능향상을 위한 새로운 혼잡제어 알고리즘을 제안하였고, ns-2 시뮬레이션을 통해 기존에 제안되었던 알고리즘보다 vertical handoff 시 TCP 성능이 향상됨을 보였다.
Wired and wireless communication technique is growing rapidly. As the number of communication users is larger problems such as network congestion and signal interference between users are getting most important, There have been researches that try to solve them by control theoretic approaches. They apply various control theories to the control issues of communication. this paper surveys these researches and classifies them into ATM TCP/IP and wireless communication according to the target. The feedback control model of each communication protocol is shown and related researches are summarized and analyzed.
인터넷에서 널리 사용되고 있는 수송 계층 프로토콜인 TCP(transmission control protocol)의 혼잡제어(congestion control) 기능은 손실된 패킷을 감지하고 복구하기 위한 손실 복구(loss recovery) 과정을 포함한다. 손실 복구 과정은 fast retransmit와 fast recovery 두 개의 알고리듬으로 이루어지는데 불필요한 재전송 타임아웃을 방지하기 위한 많은 연구가 이루어져 왔다. 그 결과로 최근에는 선택 승인(selective acknowledgement) 옵션과 제한 전송(limited transmit) 기법이 제안되어 IETF (Internet Engineering Task Force)의 표준 문서로 채택되었다. 최근에는 재전송된 패킷이 다시 손실되는 경우 발생하는 타임아웃을 방지하기 위한 재전송 손실 복구(lost retransmission detection)를 위한 방법이 제시되었다. 그러나 아직 재전송 손실 복구 기능의 TCP 혼잡 윈도우의 가장 기본적인 동작 원칙인 AIMD (additive increase multiplicative decrease) 측면에서의 분석이 되어 있지 않은 상태이다. 따라서 본 논문에서는 이를 고려한 재전송 손실 복구 알고리듬의 동작을 시뮬레이션을 통해 평가한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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