ABR 멀티캐스트 트래픽 제어를 위한 스위치 동작에 관한 연구

Abstract

ATM (Asynchronous Transfer Mode) 망상에서 지원되는 다양한 서비스 클래스들 중 ABR (Available Bit Rate)에 해당하는 트래픽들은 매우 버스티하기 때문에 망자원을 정적으로 할당 받는 것이 비효율적이다. 이러한 ABR 서비스는 망으로 부터 최소한의 대역폭만을 보장받으며 나머지는 현재 망내의 가용한 자원을 이용하여 트래픽을 전송하게 된다. 이를 위하여 망내의 상황을 송신원에게 피드백하는 제어 기법이 요구되었으며 율 기반 방식을 근간으로 점-대-점 환경에서 그 연구가 계속되어 EPRCA (Enhanced Proportional Rate Control Algorithm)에 까지 이르렀다. 최근에는 멀티캐스트 서비스를 요구하는 데이타와 비디오 트래픽 전송이 증가함에 따라 점-대-다중점을 대상으로한 ABR 트래픽 제어에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 이러한 ABR 멀티캐스트 트래픽 제어에서 발생하게 되는 수신원들 사이의 서비스 불공정성의 문제를 다룬다. 다중의 멀티캐스트 수신원들은 자신의 폭주 상황이 각각 다를 뿐만 아니라 송신원으로부터 서로 다른 경로를 통하여 서비스를 받게되므로 원거리와 근거리에 존재하는 수신원 사이에 서비스 불공정성이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서 제안한 스위치는 동적인 셀 스케줄링을 통하여 하단의 폭주를 직접 제어하며 각 스위치의 버퍼 요구량이 그 주된 비용이 된다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 스위치가 원거리와 근거리 수신원의 개별적인 서비스 질을 향상시킴과 동시에 두 수신원간의 서비스 질의 차를 감소시킴을 알 수 있었다. 또한 각 스위치에서 필요로하는 버퍼 요구량은 송신원과 각 수신원사이에 위치한 스위치들 사이에 분담되므로 하나의 스위치가 필요로하는 버퍼요구량은 크지 않은 것으로 나타났다.;Broadband Integrated Service Digital Network (BISDN) was introduced to support a wide variety of services. Asynchronous Transfer Mode (ATM) technique was selected to be the transfer mode of the future BISDN. ATM Forum has defined a new service class supported by ATM for highly bursty data applications called Available Bit Rate (ABR). Due to the bursty characteristics of these applications, a static allocation of resources at call set up time would be either wasteful or inadequate. The ABR service guarantees a cell loss ratio only to those connections whose source dynamically adapts its traffic in accordance with feedback received from the network. This feedback based congestion control algorithm has been studied in a unicast (point-to-point) environment. Recently, several multicast (point-to-multipoint) congestion control algorithms have also been proposed. Since most of the ABR applications require multicast, it is important to study the mechanism in multicast environment. This thesis considers the problem of multicast congestion control that multiple destinations are served with different quality. Multiple destinations experience different degrees of congestion. Paths between the source and multiple destinations also experience different degrees of congestion with different propagation delay. Thus the unfairness of service quality happens between a local and a remote destination. This thesis proposes the switch behavior to reduce this unfairness. The proposed switch dynamically adjusts the service rate in order to control the congestion of downstream directly. The crucial cost of this switch is a buffer requirement. Simulation results show that the proposed switch improves the service quality in both a local and a remote destination. The unfairness between two destinations is also reduced. The amount of buffer required by the scheme is shown not to be significant.