IntServ와 DiffServ를 이용한 효율적인 멀티미디어 데이터 전송 방안에 관한 연구

Abstract

최근 인터넷(Internet) 망에서의 멀티미디어 데이터의 양이 급증하면서 IP 망에서 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. IETF(Internet Engineering Task Force)는 이를 위한 메커니즘으로서 IntServ(Integrated Services), Diffserv(Differentiated Services) 그리고 이들을 혼합한 IntServ/Diffserv를 제안하였다. 그러나 현재로서는 위의 메커니즘들에 대한 기본적인 동작방식만이 정의되었을 뿐 구현에 필요한 구체적인 사항들은 망 운영자의 자율에 맡겨진 상태다. 망에 적합한 파라미터를 선택하는데는 망에 대한 상당한 지식이 요구될 뿐 아니라, 다양한 상황에 따라 파라미터 값은 변동하는 경향이 있기 때문에 이에 대한 길잡이가 필요하다. 본 논문에서는 Intserv를 수신자와 송신자 측의 엣지망에서 사용하고 Diffserv를 가운데 코어망에서 사용하는 IntServ/DiffServ 혼합망에서, Intserv 망의 경계 라우터의 큐잉 알고리즘으로서 WFQ(Weighted Fair Queuing)를 사용할 것을 제안하였다. 또한, 이러한 혼합망을 구현할 때 중요한 역할을 하는 RSVP 메시지를 위해 별도의 서비스 클래스(NC: Network Control)를 만들고, 이에 적합한 WFQ 파라미터를 제안하였다. WFQ는 큐별 weight 할당을 통해 최소한의 자원을 보장해주므로 서비스 차별화 기능이 우수한 알고리즘이다. 반면에 알고리즘의 복잡성으르 인한 확장성의 문제가 한계로 꼽힌다. 이러한 특성으로 볼 때, WFQ는 Intserv 망의 경계 라우터에서 큐잉을 수행하기에 적합한 알고리즘이라고 할 수 있다. 즉, 확장성에 별 구애를 받지 않는 Intserv 망에서 IntServ 플로우들을 한정된 개수의 DiffServ 서비스 클래스들로 aggregate하여 매핑시키기에 적당하다. 한편, WC 클래스에 적합한 WFQ 파라미터를 찾기 위해서는 시뮬레이션을 수행하여 각 큐에 할당하는 weight의 값을 다양하게 변화시켜보며 그에 따른 서비스 클래스들의 성능을 살펴보았다. 다양한 시나리오에 따른 시뮬레이션 결과를 비교 분석하여 다른 서비스 클래스들(RT: Real Time, BE: Best Effort)의 성능에 무리를 주지 않는 범위 내에서 NC 클래스의 파라미터를 결정하였다.;As a consequence of the rapid increase in multimedia data in the Internet recently, many researches are being done on the ways to provide QoS(Quality of Service) in IP networks. IETF(Internet Engineering Task Force) has proposed IntServ(Integrated Services), DiffServ(Differentiated Services) and IntServ over DiffServ as IP QoS mechanisms. Currently, however, only a framework for these mechanisms are defined and various parameters for their implementation are left for network operators to decide. Since an appropriate set of parameters change as conditions change and choosing them also requires considerable knowledge of the network, some kind of guideline is necessary. In this research, WFQ(Weighted Fair Queuing) is proposed to be a suitable queuing algorithm for IntServ boundary routers in the IntServ over DiffServ network where IntServ is used in two edge networks and DiffServ is used in the core transit network. Also, a separate service class NC(Network Control) is defined for RSVP messages which play an important role in the implementation of IntServ over DiffServ networks, and an appropriate set of WFQ parameters for the class are proposed. WFQ guarantees the minimum level of service for each queue by weight allocation and, therefore, provides a good service differentiation functionality. On the other hand, its weakness is that its algorithm complexity results in scalability problems. These features make WFQ a suitable queuing algorithm for IntServ boundary routers. That is, it can be used to aggregate and map IntServ flows to a limited number of DiffServ flows. As for the WFQ parameters for NC classes, simulations are performed and results of each queue under different weight conditions are examined. After comparative analysis of the simulation results under various scenarios, parameters for NC classes are decided within the range where it does not negatively impact other service classes(RT: Real Time, BE: Best Effort).