• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제32권4호
• /
• pp.443-451
• /
• 2005

스테이트풀 인스펙션을 수행하는 기기에서는 패킷 플로우에 대한 정보를 유지해야 한다. 이러한 기기는 네트워크 공격 패킷에 대하여도 패킷 플로우 정보를 유지하게 되어 네트워크 공격 하에서 과도한 메모리가 요구되고 이로 인하여 메모리 오버플로우나 성능 저하가 일어난다. 따라서 이 논문은 스테이트풀 패킷 인스펙션 시 공격에 의해 생성되는 불필요한 미완성 엔트리를 제거하기 위해 사용할 수 있는 플로우 엔트리 타임아웃 값에 대한 가이드라인을 제시한다. 대부분의 인터넷 트래픽과 상당수의 네트워크 공격이 TCP 프로토콜을 사용하기 때문에 RFC2988의 TCP 재전송 시간 계산 규약에 기초를 둔 실제 인터넷 트레이스에 대한 분석을 통해 가이드라인을 도출한다. 구체적으로, 미완성 TCP 연결 설정 상태에서 (R+T) 초 이상 경과한 엔트리는 제거하여야하며, 이 때 R은 SYN 재전송 허용 회수에 따라 0,3,9를 선택하고 T는 $1\leqq{T}\leqq{2}$ 에서 부가적인 왕복 지연 허용치에 따라 선택하여야 함을 보인다.

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

• 한국통신학회논문지
• /
• 제29권7B호
• /
• pp.667-674
• /
• 2004

TCP(transmission control protocol)의 성능은 손실 복구 과정의 성능에 크게 좌우되는데, 특히 패킷 손실이 발생했을 때 이를 RTO(retransmission timeout)을 유발하지 않고 재전송에 의해서 복구가 가능한가의 여부는 매우 중요한 문제라고 할 수 있다. TCP SACK(selective acknowledgement)은 다수 개의 패킷 손실이 발생하더라도 재전송에 의해서 효율적으로 복구할 수 있는 장점을 가지고 있지만, 재 전송한 패킷이 다시 손실되는 경우에는 언제나 RTO를 유발시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위한 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬을 사용하는 TCP SACK+는 기존의 TCP와의 호환성을 완벽하게 유지하는 동시에 재전송 패킷 손실을 감지할 수 있는 장점을 가지고 있다 TCP SACK+의 성능을 평가하기 위해서 모델링을 이용한 확률적 분석과 시뮬레이션을 도입한다. 결과를 통해서 TCP SACK+는 거의 모든 재전송 손실을 복구할 수 있기 때문에 TCP SACK보다 손실 복구 성능 차원에서 상당히 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제32권3호
• /
• pp.382-390
• /
• 2005

무선 전송 기술이 발전함에 따라 현재 유선 네트워크에서 주로 동작하는 인터넷은 무선 환경으로 확장되어 가고 있다. 인터넷의 주요 수송 계층 프로토콜인 TCP(transmission control protocol)는 신뢰성이 높은 유선 네트워크상에서 동작한다는 가정 하에 설계되고 개발되었다. 그러나 무선 환경에서는 패킷 손실이 망의 혼잡(network congestion)에 의해서뿐만 아니라 전송 과정에서의 물리적인 현상에 의한 에러에 의해 발생할 수 있고, 이로 인해 발생하는 비 흔잡 패킷 손실(non-congestion packet loss)에 의해서 TCP의 성능은 크게 저하될 수 있다. 전반적인 TCP의 처리율(throughput)은 재전송 타임아웃(retransmission timeout)의 발생 빈도에 의해 큰 영향을 받기 때문에 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 재전송된 패킷 손실(lost retransmission)로 인한 재전송 타임아웃은 여전히 해결되지 못한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 재전송 손실을 감지하고 이를 복구할 수 있는 간단한 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬의 성능을 분석하기 위해서 무선 환경에서 발생하는 두 가지 형태의 패킷손실 모델에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 통해서 제안된 알고리듬이 손실 복구 차원에서 TCP의 성능을 상당히 향상시킴을 보인다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권6B호
• /
• pp.396-405
• /
• 2005

Snoop 프로토콜은 유무선이 혼재된 망에서 무선 링크에서 발생하는 TCP 패킷 손실을 효과적으로 보상하여 TCP 처리율(throughput)을 향상시킬 수 있는 효율적인 프로토콜이다. 하지만, 무선 링크에서 연집한(burst) 패킷 손실이 발생하는 경우에는 지역 재전송을 효과적으로 수행하지 못하여 효율이 떨어진다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 Snoop 프로토콜의 단점을 개선한 Enhanced Snoop(E-Snoop) 프로토콜을 제안한다. E-Snoop 프로토콜은 Snoop 프로토콜과 같이 중복 ACK 패킷 수신과 지역 재전송 타이머 만료에 의해 무선 링크에서의 패킷 손실을 인지할 수 있을 뿐만 아니라, new ACK 패킷 수신을 통해서도 패킷 손실을 인식할 수 있도록 설계되었다. 따라서, 무선 링크상의 연속한 패킷 손실을 빨리 인지하고 신속한 지역 재전송을 수행함으로써 TCP 처리율을 향상시킬 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 E-Snoop 프로토콜은 기존의 Snoop 프로토콜보다 TCP 처리율을 더 효율적으로 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었고, 특히 패킷 손실율이 높은 무선 링크에서 더 높은 성능 향상을 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제34권6호
• /
• pp.435-445
• /
• 2007

Snoop 프로토콜은 유 무선 혼합망에서 무선 링크에서 발생하는 TCP 패킷 손실을 효과적으로 보상하여 TCP 전송률을 향상시킬 수 있는 효율적인 프로토콜이다. 하지만, 무선 링크에서 연집한 패킷 손실이 발생하는 경우에는 지역 재전송을 효과적으로 수행하지 못하여 전송 효율이 떨어진다는 문제점이 있다. 이러한 Snoop 프로토콜의 문제점을 개선하기위해 무선 구간에서 TCP-SACK의 장점을 활용한 SACK-Aware-Snoop, SNACK 메커니즘 등이 제안되었다. SACK-Aware-Snoop, SNACK 메커니즘은 연집한 패킷손실 환경에서도 Snoop 프로토콜보다 높은 전송률을 보장하지만 전송 계층의 ACK 패킷을 기반으로 재전송을 수행한다는 점은 ACK 패킷의 손실에 심각한 전송 성능 저하를 가져오며, 무선 구간에서 SACK 옵션의 사용은 무선망의 대역폭과 이동 단말의 한정된 에너지 자원을 불필요하게 낭비하는 문제를 초래하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 Cross-layer 기법을 적용한 지역 재전송 기법인 C-Snoop(Cross-layer Snoop) 프로토콜을 제안한다. C-Snoop 프로토콜은 현재 유 무선 혼합망에서 가장 널리 사용되는 IEEE 802.11 MAC 프로토콜 기반의 지역 재전송 메커니즘으로서, MAC 계층의 ACK 패킷과 새로이 제안된 지역 재전송 타이머에 의해 효율적인 지역 재전송을 수행한다. ns-2 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 C-Snoop의 지역 재전송 기법은 무선 구간의 연집적인 패킷 손실에 대해 효율적인 보상을 수행하며, 이동 단말의 에너지 효율성을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제36권5호
• /
• pp.383-388
• /
• 2009

본 논문에서는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) 통신에서 패킷 전송이 실패하였을 경우에 그 원인을 알아보고 이에 맞는 최선의 재전송 프로토콜을 제안한다. 최근 많이 연구되고 있는 IR-UWB 통신에서는 시간 호핑이라는 기능을 사용하면 동시에 여러 사용자가 패킷을 충돌 없이 전송할 수 있는 특징이 있다. 제안하는 이기적 재전송 프로토콜은 패킷 전송 실패를 탐지한 후 타임아웃이나 채널 탐색 없이 이기적으로 재전송을 수행하며, 채널을 효율적으로 사용하여 전체처리율을 50%까지 높이고 재전송시의 패킷 지연 시간을 70%까지 줄이는 효과가 있음을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

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

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제6권3호
• /
• pp.235-244
• /
• 2004

There have been a lot of approaches to evaluate and predict transmission control protocol (TCP) performance in a numerical way. Especially, under the recent advance in wireless transmission technology, the issue of TCP performance over wireless links has come to surface. It is because TCP responds to all packet losses by invoking congestion control and avoidance algorithms, resulting in degraded end-to-end performance in wireless and lossy systems. By several previous works, although it has been already proved that overall TCP performance is largely dependent on its loss recovery performance, there have been few works to try to analyze TCP loss recovery performance with thoroughness. In this paper, therefore, we focus on analyzing TCP's loss recovery performance and have developed a simple model that facilitates to capture the TCP sender's behaviors during loss recovery period. Based on the developed model, we can derive the conditions that packet losses may be recovered without retransmission timeout (RTO). Especially, we have found that TCP Reno can retransmit three packet losses by fast retransmits in a specific situation. In addition, we have proved that successive three packet losses and more than four packet losses in a window always invoke RTO easily, which is not considered or approximated in the previous works. Through probabilistic works with the conditions derived, the loss recovery performance of TCP Reno can be quantified in terms of the number of packet losses in a window.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권9호
• /
• pp.2323-2340
• /
• 2012

Recent advances in cognitive radio technology have drawn immense attention to higher layer protocols above medium access control, such as transmission control protocol (TCP). Most proposals to improve the TCP performance in cognitive radio (CR) networks have assumed that either all nodes are in CR networks or the TCP sender side is in CR links. In those proposals, lower layer information such as the CR link status could be easily exploited to adjust the congestion window and improve throughput. In this paper, we consider a TCP network in which the TCP sender is located remotely over the Internet while the TCP receiver is connected by a CR link. This topology is more realistic than the earlier proposals, but the lower layer information cannot be exploited. Under this assumption, we propose an enhanced TCP protocol for CR networks called TCP for cognitive radio (TCP-CR) to improve the existing TCP by (1) detection of primary user (PU) interference by a remote sender without support from lower layers, (2) delayed congestion control (DCC) based on PU detection when the retransmission timeout (RTO) expires, and (3) exploitation of two separate scales of the congestion window adapted for PU activity. Performance evaluation demonstrated that the proposed TCP-CR achieves up to 255% improvement of the end-to-end throughput. Furthermore, we verified that the proposed TCP does not deteriorate the fairness of existing TCP flows and does not cause congestions.