누적 노드 지연 정보를 이용한 지연 기반 TCP 성능 향상 기법

Abstract

오늘날 사용자들은 기존 유선환경에서 경험하였던 인터넷을 통한 검색 및 E-mail 송수신, 파일 전송, Telnet과 같은 광대역 멀티미디어 서비스를 무선환경에서도 어려움 없이 사용하기를 원하고 있다. 이러한 서비스에 이용되는 어플리케이션들은 대부분 네트워크 신뢰성 보장을 위해 TCP 프로토콜을 필요로 하는데, 기존 TCP의 전송 및 혼잡 제어 동작은 그 특성 상 주기적으로 queue의 overflow를 야기시키고, 그에 따른 혼잡제어를 반복하게 되어 다소 비효율적인 측면이 있다. 이에 패킷 손실이 아닌 큐에서의 지연시간을 혼잡 제어의 척도로 이용하는 지연기반의 TCP Vegas가 대안으로 제시되었고 많은 연구를 통해 향상된 성능을 입증 받았다. 그러나 TCP Vegas에서 네트워크의 상황을 올바르게 예측하기 위해서는 현재 RTT와 비교 대상이 되는 BaseRTT의 정확한 측정이 필수적이기 때문에, 전송 경로가 변경되거나 여러 Vegas 흐름이 병목 구간에 진입하는 경우 흐름 간 형평성이 지켜지지 않는 문제가 발생한다. 전송 경로가 길어지는 경우 BaseRTT도 더 큰 값으로 갱신될 수 있다면 이에 알맞게 CWND도 증가할 수 있어 전송 성능의 향상을 기대할 수 있고, 또 네트워크에 새로 진입하는 흐름이 기존의 흐름과 같은 값의 BaseRTT를 측정할 수 있다면 결과적으로 같은 양의 bandwidth를 차지하게 되어 형평성이 보장될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 기존 방법의 문제점들을 극복하고자 Timestamp 옵션 필드를 이용하여 패킷이 네트워크를 지나면서 큐에서 겪는 지연 시간을 계산함으로써 TCP 송신단에서 이 값을 고려하여 BaseRTT를 올바르게 측정할 수 있는 알고리즘을 제안하였고, NS-2 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 성능 향상을 확인하였다.