무선 환경에서 TFRC 혼잡제어 매커니즘의 성능 개선 방안

Abstract

현재 대부분의 인터넷 트래픽은 TCP 혼잡제어 메커니즘을 사용하고 있다. 그러나 TCP는 신뢰성을 요구하는 데이터 전송에는 적합하지만 연속적인 재생을 요구하는 멀티미디어 전송에는 적합하지 않다. 이에 멀티미디어 응용프로그램의 요구 조건을 만족시키면서 TCP 응용프로그램과 공존할 수 있는 혼잡제어 메커니즘으로 등장한 것이 TFRC(TCP-Friendly Rate Control)이다. 따라서 TFRC는 TCP 트래픽과의 전송 대역폭 분배에서의 공정성을 기본 특성으로 지닌다. 그러나 실험을 통해 살펴본 결과 TFRC 혼잡제어 메커니즘이 무선 환경에 적용될 경우에는 이동호스트가 핸드오프를 거듭할수록 처리율 및 공정성이 저하됨을 알 수 있었다. 이러한 문제는 핸드오프로 인한 패킷 손실 기록이 송신단의 전송률 도출 공식에 지속적으로 영향을 주기 때문이다. 또한 핸드오프로 인해 이동해간 셀에서 혼잡이 발생하는 경우 수신단에서 측정한 처리율이 상당히 떨어지게 되는데 수신단에서 측정한 처리율의 두 배가 송신단의 전송속도 증가의 상한으로 작용하기 때문에 결국 송신단은 핸드오프 후에도 전송속도를 빠르게 회복하지 못하게 되어 처리율과 공정성이 저하하게 된다. 이에 본 논문에서는 핸드오프로 인한 패킷 손실에 대한 처리와 핸드오프 후 구동되는 혼잡제어를 조절함으로써 성능을 향상시키는 방안을 제안하였다. 시뮬레이션에 의하여 제안하는 방안의 성능을 기존의 TFRC와 비교한 결과 제안하는 방안이 기존 TFRC에 비해 연속적인 핸드오프가 발생하는 무선 환경에서 심각한 처리율의 저하를 막고 공정성도 향상시킴을 알 수 있었다. 특히 핸드오프 횟수가 증가하더라도 기존 방식에 비해 안정적인 결과를 보였다. ; The dominant congestion control mechanism of the current Internet is provided by TCP. TCP is, though, mainly designed for the reliable data transmission and can not satisfy all the requirements of the multimedia applications which require continuous replay. TFRC(TCP-Friendly Rate Control) is therefore proposed to satisfy the demands of multimedia applications while being reasonably fair when competing for bandwidth with TCP flows. However, TFRC has a shortcoming that the fairness and throughput are degraded when the mobile host using TFRC experiences handoffs. This is due to the losses caused by handoffs. In TFRC, the packet loss history affects sender s throughput equation for an extended period. Besides, receiver s throughput may drop dramatically when the handoff causes congestion. Because the upper limit of sender s transmission rate is limited by twice the amount of the receiver s throughput, sender can not increase the transmission rate rapidly. This paper proposes a new control mechanism based on TFRC in order to ameliorate these problems. The simulation results show that our mechanism achieves better throughput and fairness compared to TFRC. Especially, the performance of our mechanisms is shown to be stable for repeated handoffs.