• Journal of Communications and Networks
• /
• 제15권6호
• /
• pp.614-634
• /
• 2013

The proliferation of real-time multimedia services requires huge amounts of data transactions demanding strict quality-of-service (QoS) guarantees. Multicast transmission is a promising technique because of its efficient network resource utilization. However, high head-of-line (HOL) blocking probability and lack of service-specific QoS control should be addressed for practical implementations of multicast networks. In this paper, a topology aware fanout set division (TAFD) scheme is proposed to resolve these problems. The proposed scheme is composed of two techniques that reduce HOL blocking probability and expedite packet delivery for large-delay branches regarding multicast tree topology. Since management of global topology information is not necessary, scalability of the proposed scheme is guaranteed. Mathematical analysis investigates effects of the proposed scheme and derives optimal operational parameters. The evaluation results show that the TAFD scheme achieves significant delay reduction and satisfies required delay bounds on various multicast networks.

• 정보처리학회논문지C
• /
• 제16C권2호
• /
• pp.217-222
• /
• 2009

본 논문은 EPON (Ethernet Passive Optical Network)에서 IPTV (Internet Protocol Television) 서비스의 멀티캐스트 QoS (Quality of Service)를 제공하기 위해서 ONU (Optical Network Unit) 수 기반 우선순위 스케줄링 기법을 제안한다. 멀티캐스트 효율은 얼마나 많은 패킷들로 복사되어 전송하는가에 의해서 결정되기 때문에 멀티캐스트 QoS는 패킷 수신기의 수의 영향을 받는다. 따라서 제안하는 기법은 많은 사용자가 이용하는 IPTV 멀티캐스트 서비스에 높은 우선순위를 부여하기 위해서 멀티캐스트 트래픽을 받는 ONU 수를 기반으로 우선순위를 부여하고 높은 우선순위의 멀티캐스트 패킷을 우선적으로 전송한다. 그리하여 제안하는 기법은 인기 있는 IPTV 서비스들에게 망이 혼잡한 경우에도 좋은 QoS (적은 패킷 손실과 작은 대기 지연)와 안정적인 서비스를 제공한다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.17-23
• /
• 2007

The home network has been revitalized due to the emergence of the high-speed broadband network and explosive increases of the home network services. Especially multicast based high-definition (HD) IPTV service is on high demand from both Internet service provider (ISP) and users. In order to provide high quality HD IPTV service without packet loss and delay, the ISP utilizes various network QoS mechanisms. Due to the misleading fact, that the home gateway is considered as an end terminal in terms of the ISP's viewpoint, the ISPs can not guarantee the end-to-end QoS within the scope of the current home network architecture. Therefore, an independent QoS guaranteed mechanism should be considered within the home network domain. As the home gateway manages both private home and public access network within the home network, we propose and implement a novel QoS mechanism for the multicast based HD IPTV service over the home gateway. In order to provide QoS guaranteed HD IPTV service, the proposed mechanism classifies the packets, manages home network bandwidth resources, and executes call admission control using the channel join message. Also, we utilize layer 2 multicast packet forwarding scheme to improve the overall performance of the home network services. Through the experiments of implementing the multicast based HD IPTV services, we will verify the efficiency of the proposed mechanism.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제8권1호
• /
• pp.116-122
• /
• 2006

Most of the multimedia applications require strict quality of service (QoS) guarantee during the communication between a single source and multiple destinations. This gives rise to the need for an efficient QoS multicast routing strategy. Determination of such QoS-based optimal multicast routes basically leads to a multi-objective optimization problem, which is computationally intractable in polynomial time due to the uncertainty of resources in Internet. This paper describes a network model for researching the routing problem and proposes a new multicast tree selection algorithm based on genetic algorithms to simultaneously optimize multiple QoS parameters. The paper mainly presents a QoS multicast routing algorithm based on genetic algorithm (QMRGA). The QMRGA can also optimize the network resources such as bandwidth and delay, and can converge to the optimal or near-optimal solution within few iterations, even for the networks environment with uncertain parameters. The incremental rate of computational cost can close to polynomial and is less than exponential rate. The performance measures of the QMRGA are evaluated using simulations. The simulation results show that this approach has fast convergence speed and high reliability. It can meet the real-time requirement in multimedia communication networks.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제6권6호
• /
• pp.1586-1605
• /
• 2012

With the prevalence of multimedia applications and the potential commercial usage of Mobile Ad hoc Networks (MANETs) in group communications, Quality of Service (QoS) support became a key requirement. Recently, some researchers studied QoS multicast issues in MANETs. Most of the existing QoS multicast routing protocols are designed with flat topology and small networks in mind. In this paper, we investigate the scalability problem of these routing protocols. In particular, a Position-Based QoS Multicast Routing Protocol (PBQMRP) has been developed. PBQMRP builds a source multicast tree guided by the geographic information of the mobile nodes, which helps in achieving more efficient multicast delivery. This protocol depends on the location information of the multicast members which is obtained using a location service algorithm. A virtual backbone structure has been proposed to perform this location service with minimum overhead and this structure is utilized to provide efficient packet transmissions in a dynamic mobile Ad hoc network environment. The performance of PBQMRP is evaluated by performing both quantitative analysis and extensive simulations. The results show that the used virtual clustering is very useful in improving scalability and outperforms other clustering schemes. Compared to On-Demand Multicast Routing Protocol (ODMRP), PBQMRP achieves competing packet delivery ratio and significantly lower control overhead.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제12권1호
• /
• pp.86-94
• /
• 2010

In this paper, we present a decentralized algorithm to find minimum cost quality of service (QoS) flow subgraphs in network coded multicast schemes. The main objective is to find minimum cost subgraphs that also satisfy user-specified QoS constraints, specifically with respect to rate and delay demands. We consider networks with multiple multicast sessions. Although earlier network coding algorithms in this area have demonstrated performance improvements in terms of QoS parameters, the proposed QoS network coding approach provides a framework that guarantees QoS constraints are actually met over the network.

• 인터넷정보학회논문지
• /
• 제5권5호
• /
• pp.129-138
• /
• 2004

스위치 노드(switch node)로 구성된 네트워크에서 멀티캐스팅을 위한 트리를 구성하는 것은 NP-complete로 알려진 스타이너 트리 문제(Stainer free problem)로 정형화된다. 현재의 멀티캐스트를 요구하는 서비스들은 대개 대용량의 멀티미디어 데이터를 요구하게 된다. 이러한 서비스들은 텍스트 기반의 서비스에 비해 서비스의 질(Quality of Service)이 아주 중요한 요소가 되고, QoS는 전송에 소요되는 시간에 매우 민감하게 반응한다. 단일 제약을 갖는 멀티캐스트 트리 문제에 적용되는 휴리스틱은 이미 많이 연구되었으나, 노드 연결도 제한과 평균 흡수를 고려하는 다중 제약이 있는 멀티캐스트 트리 문제에 적용되는 휴리스틱에 대한 연구는 없었다. 본 논문에서는 다중 제약을 만족하는 효율적인 멀티캐스트 트리 문제에 적용 가능한 알고리즘을 제안하고, 실험을 통하여 성능을 평가하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제26권7호
• /
• pp.813-826
• /
• 1999

실시간 멀티미디어 응용의 등장으로 멀티캐스트와 QoS(Quality of Service) 지원이 필수적인 망 서비스로 부각되고 있다. 이에, ATM 기반의 인터넷에서 IP 멀티캐스트의 효율적인 처리를 위하여 MARS(Multicast Address Resolution Server)가 제안되었고, 기존의 최선 서비스 기반의 인터넷에서 QoS(Quality of Service)를 지원하기 위하여 RSVP(Resource Reservation Protocol)가 제안되었다. 본 논문에서는 ATM 망에서 QoS가 지원되는 IP 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위하여 MARS 구조에서 RSVP를 지원하는 두 가지 방안을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 분석하였다. 제안하는 두 가지 방법은 각각 'RSVP 전 홉 노드 방식'과 'MARS 서버 방식'이라 명명하였다. RSVP 전 홉 노드 방식은 송신원으로부터 ATM 망으로 진입하는 노드와 수신원을 향하여 ATM 망을 진출하는 노드 간에 각각 일대일 양방향 VC를 설정하여 멀티캐스트 그룹에 속하는 수신원들이 보내는 자원 예약 메시지를 ATM 망에서 전송하는 방안이다. MARS 서버 방식은 ATM 망을 진출하는 노드와 MARS 서버간에 MARS 제어 메시지 교환을 위해 존재하는 ATM VC를 사용하여 RSVP의 자원 예약 메시지를 전송하고, MARS 서버가 RSVP 자원 예약 메시지를 처리하도록 그 기능을 확장함으로써 ATM 망에서 필요로 하는 제어 VC 수를 절약할 수 있는 방안이다. 시뮬레이션을 통하여, MARS 서버 방식은 ATM 제어 VC의 수를 절약할 수 있을 뿐 아니라 경우에 따라 RSVP 자원 예약 메시지 전달 지연을 줄일 수도 있음을 볼 수 있었다. 그러나, MARS 클러스터 내에 동시에 존재하는 RSVP 흐름이 많을 때에는 MARS 서버 방식의 경우 MARS 서버에서의 병목 현상으로 인해 성능이 저하될 수 있다.Abstract Emerging real time multimedia applications require multicast service with a QoS(Quality of Service) support. An overlay service architecture MARS(Multicast Address Resolution Server) is proposed to support IP multicast over an ATM network, and a resource reservation protocol RSVP is proposed to provide QoS support in the Internet which is originally based upon best effort service only. In this paper, we propose two schemes to support IP multicast service with QoS support over ATM networks: 'RSVP Previous Hop Node(RPHN) scheme' and 'MARS server based scheme'. In RPHN scheme, the RSVP reservation messages are transported via one-to-one ATM control VC from the egress nodes to the ingress nodes of the the multicast flow set up between each pair of nodes. The RSVP message processing occurs at the ingress nodes of the multicast flow. Whereas, in the MARS server based scheme, the RSVP reservation messages are transported via the MARS control VCs between the egress nodes and the MARS server. The RSVP message processing burden is imposed at MARS server in this scheme. For MARS server based scheme, no additional ATM VC is required for RSVP reservation message transmission, while the processing burden at the MARS server is high. Simulation results show that the MARS server based scheme, may accomplish RSVP reservation message delivery with smaller delay as well as saving of the number of ATM VCs. When the number of simultaneous RSVP flows in the MARS cluster is large, however, MARS based scheme may suffer performance degradation since MARS server becomes a performance bottleneck.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제28권7B호
• /
• pp.638-646
• /
• 2003

본 논문은 연성 실시간 응용들에 품질 보장 서비스를 제공할 수 있는 그룹통신방안을 제안한다. 제안된 방식에서는 명시적 멀티캐스트와 측정기반 수락제어 기법, diffserv를 같이 적용하여 망 내부에서 별도의 상태관리가 필요 없이 실제 망에 쉽게 적용 가능하다. 이들 기반 기술과 더불어 측정기반 수락제어에서의 망상태 측정을 위한 설정방안과 그룹통신 환경에서 측정기반 수락제어를 운영하기 위한 방안들을 제안하였고, 시뮬레이션을 통하여 제안된 그룹통신 환경에서의 서비스 품질 보장 여부 등을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제28권12B호
• /
• pp.1100-1105
• /
• 2003

본 논문은 단대단 지연을 감소시키고 대역폭의 자원을 절약하여 멀티캐스트 라우팅 트리를 생성할 수 있는 DQDMR 알고리즘을 제안한다. 현재의 라우터는 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해 인접된 노드로의 링크정보를 라우팅테이블에 보관하고 있다. 멀티캐스트 트리를 생성할 때 DQDMR 알고리즘은 동적으로 지연이 작고, 요구한 대역폭과 가장 적합한 경로를 선택한다. 기존의 멀티캐스트 알고리즘과 비교한 시뮬레이션 결과, DQDMR 알고리즘은 트리 생성이 빠르고 또한 대역폭 자원을 절약하여 멀티캐스트 트리를 구성할 수 있음을 증명하였다.