• 한국항행학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.34-40
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• 2006

유무선 혼합 네트워크에서 다수의 무선 단말기들은 한 접속점 (Access Point, AP)에 접속을 하여 통신을 한다. 이때 AP는 네트워크에서의 병목점이 되어 버퍼오버플로우가 자주 발생하며, TCP 성능 저하의 주된 원인이 된다. 본 논문에서는 유무선 혼합 네트워크에서 AP의 버퍼 오버플로우를 방지하고, TCP fairness를 향상시키기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 새 알고리즘은 AP의 버퍼 사용량에 따라 각 송신측의 전송률을 적응적으로 제어하여 버퍼 오버플로우를 방지하고, 향상된 TCP fairness를 보장한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘을 사용했을 때, 버퍼 오버플로우 방지를 통해 처리율 및 TCP fairness가 향상됨을 검증하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권8호
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• pp.3753-3771
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• 2016

Increasingly, numerous and various Internet-capable devices are connected in end user networks, such as a home network. Most devices use the combination of TCP and 802.11 DCF as a system platform, but whereas some devices such as a streaming video persistently generate traffic, others such as a motion sensor do so only intermittently with lots of pauses. This study addresses the issue of performance in this heterogeneous traffic wireless LAN environment from the perspective of fairness. First, instantaneous fairness is introduced as a notion to indicate how immediately and how closely a user obtains its fair share, and a new time-based metric is defined as an index. Second, extensive simulation experiments have been made with TCP Reno, Vegas, and Westwood to determine how each TCP congestion control corresponds to the instantaneous fairness. Overall, TCP Vegas yields the best instantaneous fairness because it keeps the queue length shorter than the other TCPs. In the simulations, about 60% of a fair share of the effective user bandwidth is immediately usable in any circumstance. Finally, we introduce two simple strategies for adjusting TCP congestion controls to enhance instantaneous fairness and validate them through simulation experiments.

• 한국항행학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.154-163
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• 2008

이동 광대역 무선접속 네트워크에서 다수의 사용자들은 한 기지국에 접속하여 다양한 서비스를 이용하게 되는데, 기지국은 고속인 유선 링크와 저속인 무선 링크의 데이터 전송을 중계하므로, 많은 사용자가 통시에 여러 서비스를 이용하게 될 경우 기지국의 버퍼 공간이 부족해 패킷이 손실된다. 하지만 종단간 신뢰성 보장을 위해 유무선을 막론하고 널리 쓰이는 TCP는 패킷 손실이 발생될 경우, 단순히 망의 혼잡에 의한 것으로 판단하여 전송률을 줄이게 되고, 이후 전송률을 다시 올리는 정도에 차이가 발생하게 되어 TCP fairness가 악화된다. 본 논문에서는 TCP 송신단의 전송률에 따라 차등적으로 그 전송률을 제어하여, 망이 혼잡해 지는 것을 미연에 방지하고 일정 수준의 TCP fairness를 보장하는 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 그 성능을 분석한 결과, 제안하는 기법이 쓰이지 않을 때에 비해, 각각의 TCP flow별 처리율이 비슷하게 유지되어, TCP fairness가 일정한 수준으로 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권4B호
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• pp.255-269
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• 2006

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.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권6B호
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• pp.553-558
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• 2009

IEEE 802.11 네트워크에서 업링크와 다운링크 간 TCP 공평성 보장을 위한 여러 연구가 진행되어 왔다. 하지만 제안된 방법들은 하나의 스테이션이 여러 개의 TCP 업링크 스트림들을 동시에 사용하여 업링크 대역폭을 독점하는 불공평성 문제에는 효과적이지 못하다. 이러한 문제에 대해 본 논문에서는 AP가 각 업링크 스테이션마다 token bucket을 지정하여 전송 대역폭 독점을 막는 방을 제안한다. 이 방법은 업링크와 다운링크 간의 공평성도 보장할 수 있다. 제안 방법은 token bucket을 사용할 때 나타날 수 있는 전승 대역폭의 utilization 저하를 막기 위해 스테이션 간에 잉여 token을 이동할 수 있도록 한다. 이러한 token 이동을 통해 공평성과 utilization간의 균형을 맞출 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안 방식이 업링크 스테이션간의 내역폭 사용의 공평성은 물론, 업링크와 다운링크간의 공평성도 보장함을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.549-552
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• 2005

유무선 혼합 네트워크에서 다수의 무선 단말기들은 한 접속점 (Access Point, AP)에 접속을 하여 통신을 한다. 이때 AP는 네트워크에서의 병목점이 되어 버퍼오버플로우가 자주 발생하며, TCP 성능 저하의 주된 원인이 된다. 본 논문에서는 유무선 혼합 네트워크에서 AP의 버퍼 오버플로우를 방지하고, TCP fairness를 향상시키기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 새 알고리즘은 AP의 버퍼 사용량에 따라 각 송신단의 전송률을 적응적으로 제어하여 버퍼 오버플로우를 방지하고, 향상된 TCP fairness를 보장한다. 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘을 사용했을 때, 버퍼 오버플로우 방지를 통해 처리율 및 TCP fairness가 향상됨을 검증하였다.

• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권3호
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• pp.338-350
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• 2008

The differentiated services (DiffServ) is proposed to provide packet level service differentiations in a scalable manner. To provide an end-to-end service differentiation to users having a connection over multiple domains, as well as a flow marker, an intermediate marker is necessary at the edge routers, and it should not be operated at a flow level due to a scalability problem. Due to this operation requirement, the intermediate marker has a fairness problem among the transmission control protocol (TCP) flows since TCP flows have intrinsically unfair throughputs due to the TCP's congestion control algorithm. Moreover, it is very difficult to resolve this problem without individual flow state information such as round trip time (RTT) and sending rate of each flow. In this paper, to resolve this TCP fairness problem of an intermediate marker, we propose a fair scalable marker (FSM) as an intermediate marker which works with a source flow three color marker (sf-TCM) operating as a host source marker. The proposed fair scalable marker improves the fairness among the TCP flows with different RTTs without per-flow management. Through the simulations, we show that the FSM can improve TCP fairness as well as link utilization in multiple domain DiffServ networks.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권1B호
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• pp.86-100
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• 2004

To provide the end-to-end service differentiation for assured services, the random early demotion and promotion (REDP) marker in the edge router at each domain boundary monitors the aggregate flow of the incoming in-profile packets and demotes in-profile packets or promotes the previously demoted in-profile packets at the aggregate flow level according to the negotiated interdomain service level agreement (SLA). The REDP marker achieves UDP fairness in demoting and promoting packets through random and early marking decisions on packets. But, TCP fairness of the REDP marker is not obvious as for UDP sources. In this paper, to improve TCP fairness of the REDP marker, we propose a modified REDP marker where we combine a dropper, meters and a token filling rate configuration component with the REDP marker. To make packet transmission rates of TCP flows more fair, at the aggregate flow level the combined dropper drops incoming excessive in-profile packets randomly with a constant probability when the token level in the leaky bucket stays in demotion region without incoming demoted in-profile packets. Considering the case where the token level cannot stay in demotion region without the prior demotion, we propose a token filling rate configuration method using traffic meters. By using the token filling rate configuration method, the modified REDP marker newly configures a token filling rate which is less than the negotiated rate determined by interdomain SLA and larger than the current input aggregate in-profile traffic rate. Then, with the newly configured token filling rate, the token level in the modified REDP marker can stay in demotion region pertinently fir the operation of the dropper to improve TCP fairness. We experiment with the modified REDP marker using ns2 simulator fur TCP sources at the general case where the token level cannot stay in demotion region without the prior demotion at the negotiated rate set as the bottleneck link bandwidth. The simulation results demonstrate that through the combined dropper with the newly configured token filling rate, the modified REDP marker also increases both aggregate in-profile throughput and link utilization in addition to TCP fairness improvement compared to the REDP marker.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7B호
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• pp.711-721
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• 2004

To provide the end-to-end service differentiation for assured services, the random early demotion and promotion (REDP) marker in the edge router at each domain boundary monitors the aggregate flow of the incoming in-profile packets and demotes in-profile packets or promotes the previously demoted in-profile packets at the aggregate flow level according to the negotiated interdomain service level agreement (SLA). The REDP marker achieves UDP fairness in demoting and promoting packets through random and early marking decisions on packets. But, TCP fairness of the REDP marker is not obvious as fur UDP sources. In this paper, to improve TCP fairness of the REDP marker, we combine a dropper with the REDP marker. To make packet transmission rates of TCP flows more fair, at the aggregate flow level the combined dropper drops incoming excessive in-profile packets randomly with a constant probability when the token level in the leaky bucket stays In demotion region without incoming demoted in-profile packets. It performs a dropping in the demotion at a domain boundary only if there is no prior demotion. The concatenate dropping at multiple domains is avoided to manifest the effect of a dropping at a domain boundary on TCP fairness. We experiment with the REDP marker with the combined dropper using ns2 simulator for TCP sources. The simulation results show that the REDP marker with the combined dropper improves TCP fairness in demoting and promoting packets by generating fair demoted in-profile traffic compared to the REDP marker. The effectiveness of the selected drop probability is also investigated with showing its impact on the performance of the REDP marker with the combined dropper.