KR100494562B1 - Class based TCP congestion control method - Google Patents

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KR100494562B1 KR10-2002-0074120A KR20020074120A KR100494562B1 KR 100494562 B1 KR100494562 B1 KR 100494562B1 KR 20020074120 A KR20020074120 A KR 20020074120A KR 100494562 B1 KR100494562 B1 KR 100494562B1
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Abstract

본 발명은 데이터 전송에 관한 것으로, 구체적으로는 TCP(Transmission Control Protocol) 혼잡제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 망 노드 장비가 아닌 송신 노드에서 차별화된 클래스 기반의 TCP 혼잡제어방법을 사용하여, 항등 비트율 서비스와 같이 실시간 서비스의 경우 대역의 축소 조건을 보다 엄격히 하고, 상대적으로 비실시간 서비스 또는 가변 비트율의 서비스에 대해서는 대역 양보를 수행한다. 이를 위해서 네트워크의 혼잡시 서비스의 종류에 따라서 송신창 축소의 정도를 달리한다. 본 발명의 방법을 사용하면 기존장비와 호환되어 망 장비의 수정이나 교체없이 서비스의 종류에 따른 차별화된 서비스의 제공이 가능한 효과가 있다.The present invention relates to data transmission, and more particularly, to a transmission control protocol (TCP) congestion control method. In the present invention, using a class-based TCP congestion control method that is differentiated in a transmission node rather than a network node device, in the case of a real-time service such as an identity bit rate service, the narrowing conditions of the band are more stringent, and a relatively non-real time service or a variable bit rate is used. Bandwidth concessions shall be made for the services of. To this end, the extent of transmission window reduction varies depending on the type of service during network congestion. By using the method of the present invention, it is possible to provide a differentiated service according to the type of service without modifying or replacing network equipment by being compatible with existing equipment.

Description

클래스 기반의 TCP 혼잡제어방법{Class based TCP congestion control method} Class based TCP congestion control method

본 발명은 데이터 전송에 관한 것으로, 구체적으로는 TCP(Transmission Control Protocol) 혼잡제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to data transmission, and more particularly, to a transmission control protocol (TCP) congestion control method.

최근 SAN(Storage Area Network)의 필요성과 수요가 증가하면서, 망 장비간의 호환이 불가능한 기존의 FC-SAN(Fibre Channel-SAN)을 대체하여 IP 망을 사용하는 iSCSI(Internet Small Computer System Interface)와 같은 IP-SAN(Internet Protocol-SAN) 기술이 등장하였다. 이러한 iSCSI를 사용함으로써 서버와 스토리지간의 정보를 IP 네트워크로 전달하는 SAN을 구성할 수 있게 되었다.Recently, as the necessity and demand of the storage area network (SAN) increases, it replaces the existing Fiber Channel-SAN (FC-SAN), which is incompatible with network equipment. Internet Protocol-SAN (IP-SAN) technology has emerged. Using iSCSI, SANs can be configured to transfer information between servers and storage over IP networks.

SAN은 허브나 스위치를 이용해 파이버 채널(Fibre Channel)로 연결된 다수의 스토리지에 접근할 수 있도록 함으로써 데이터와 자원을 편리하게 공유하고 액세스할 수 있도록 한 네트워크 기술이다.SAN is a network technology that makes it easy to share and access data and resources by providing access to multiple Fiber Channel-connected storage using a hub or switch.

iSCSI 기술은 SAN 에서의 스토리지와 데이터를 주고받는데 사용된는 SCSI 인터페이스를 TCP에 캡슐화하여 IP 망으로 라우팅함으로써 사용자가 원하는 스토리지에 액세스할 수 있도록 한 기술로, IETF(Internet Engineering Task Force)에서 만든 규격이다. 이 규격에서는 TCP만을 사용하는 것을 규정하고 있다. 서버와 스토리지간의 데이터는 비실시간으로 전달되는 웹(web) 데이터에서부터 실시간으로 전달되는 주문형 비디오(Video On Demand, VOD) 데이터까지 다양한 특성을 가지고 있고, 이와 함께 사용자 요구사항 정보가 있다.iSCSI technology is a standard created by the Internet Engineering Task Force (IETF) that allows users to access the storage they want by encapsulating the SCSI interface, which is used to exchange data with storage on the SAN, and routing it to the IP network by encapsulating it in TCP. . This specification specifies that only TCP is used. The data between the server and the storage has various characteristics from web data delivered in real time to video on demand (VOD) data delivered in real time, and user requirement information.

그러나 TCP는 비실시간 서비스에는 효과적이나, 실시간 서비스에 대해 직접 적용하는 데에는 여러가지 문제점이 있다. 종래의 TCP의 혼잡제어(congestion control) 방법은 송신한 세그먼트(segment)의 손실이 발생하면 TCP 송신 창 크기(window size)를 1/2로 줄여 혼잡 상황을 개선한다. 이 방법은 비실시간 서비스에 적절한 방법으로 널리 쓰이고 있다. 그러나 항등 비트율(constant bitrate) 특성의 실시간 서비스인 경우에도 세그먼트의 손실 발생시 TCP 송신 창 크기를 1/2로 줄이면, 항등 비트율 서비스를 제공하기 위해 확보된 대역을 보장할 수 없게 된다.However, TCP is effective for non-real-time services, but there are various problems in applying directly to real-time services. Conventional congestion control method of TCP improves congestion by reducing the TCP transmission window size to 1/2 when loss of the transmitted segment occurs. This method is widely used as a suitable method for non-real-time services. However, even in the case of a real-time service having a constant bitrate characteristic, if the TCP transmission window size is reduced to 1/2 when a segment is lost, the bandwidth reserved for providing the constant bitrate service cannot be guaranteed.

차등화 서비스(Differentiated Service, DiffServ)는 음성 등과 같이 데이터의 흐름이 끊어지면 안 되는 비교적 특별한 형식의 트래픽들에 대해, 다른 종류의 일반 트래픽에 비해 우선권을 갖도록 네트워크 트래픽을 등급별로 지정하고 제어하기 위한 프로토콜이다. 따라서 이러한 차등화 서비스(DiffServ)를 이용하여 중간 노드 장비에서 Class Based Queueing 등의 방법을 이용한 클래스(class)별 차별화가 가능하다. 여기서 클래스는 서비스의 특성에 따른 분류를 의미하는 것으로 DiffServ 에서 동일한 서비스 특성을 요구하는 부류를 하나의 클래스로 정의하였다. 그러나 이렇게 차별화를 하기 위해서는 기존 장비를 수정하거나 교체해야 하는 등의 문제점이 있다.Differentiated Service (DiffServ) is a protocol for classifying and controlling network traffic by class so that it has priority over other types of general traffic for relatively special types of traffic such that voice should not be interrupted. to be. Therefore, by using the differential service (DiffServ), it is possible to differentiate by class using a method such as Class Based Queuing in the intermediate node device. Here, the class means classification according to the characteristics of the service, and the class requiring the same characteristics of the service in DiffServ is defined as one class. However, in order to make such a difference, there is a problem such as modifying or replacing existing equipment.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 송신단의 TCP 혼잡제어 알고리듬을 이용하여 기존의 네트워크 중간 노드 장비를 수정하거나 교체하지 않고 송수신되는 인터넷 데이터의 특성과 사용자의 요구에 따라 차별화된 서비스를 제공하는데 있다. 이를 위해, 송신한 TCP 패킷의 손실이 발생하여 네트워크의 혼잡을 감지한 경우, 혼잡 상태에서 벗어나기 위해 송신 창 크기를 축소하는 TCP 혼잡제어 방법을 제공한다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a differentiated service according to the characteristics of the Internet data transmitted and received without modifying or replacing the existing network intermediate node equipment using the TCP congestion control algorithm of the transmitter and the user's needs. To this end, when congestion of the network is detected due to the loss of the transmitted TCP packet, a TCP congestion control method is provided to reduce the transmission window size to escape from the congestion state.

상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법은, 인터넷 망으로 전송될 TCP 데이터가 실시간 서비스 데이터인지 비실시간 서비스 데이터인지 판단하는 단계; 및 상기 서비스의 종류에 따라 TCP 데이터의 송신창 크기의 축소정도를 서로 상이하게 조정하는 단계를 구비한다.In order to achieve the above object, a method for controlling congestion of TCP traffic according to the present invention includes: determining whether TCP data to be transmitted to the Internet network is real-time service data or non-real-time service data; And adjusting the reduction degree of the transmission window size of the TCP data differently according to the type of the service.

상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법은, 실시간 서비스의 TCP 데이터가 전송되는 실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능과 비실시간 서비스의 TCP 데이터가 전송되는 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능과의 비율을 나타내는 상대성능이 사용자가 원하는 값이 되도록 설정하는 단계; 상기 설정된 상대성능 값에 따라, 상기 실시간 서비스 클래스 네트워크의 송신창 축소인자 또는 상기 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 송신창 축소인자를 다시 계산하는 단계; 및 전송될 TCP 데이터의 종류에 따라 상기 계산된 송신창 축소인자를 사용하여 TCP 데이터 송신창 크기를 조절하는 단계를 구비한다.In order to achieve the above object, a method of controlling congestion of TCP traffic according to the present invention includes a performance of a real-time service class network in which TCP data of a real-time service is transmitted and a non-real-time service class network in which TCP data of a non-real-time service is transmitted. Setting a relative performance indicating a ratio with the performance to a value desired by the user; Recalculating a transmission window reduction factor of the real-time service class network or a transmission window reduction factor of the non-real-time service class network according to the set relative performance value; And adjusting the TCP data transmission window size using the calculated transmission window reduction factor according to the type of TCP data to be transmitted.

상기한 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a computer-readable recording medium recording a program for executing the method on a computer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

종래의 TCP 혼잡제어 방법은 패킷 손실에 의해 혼잡을 감지한 경우 송신창의 크기를 축소하여 혼잡 상황을 해결한다. 이때 송신창 크기의 축소 비율은 서비스 종류와 무관하게 일정한 비율로(1/2)로 축소한다. 그러나 본 발명은 서비스의 종류에 따라 차별을 두어 송신창 크기 축소방법을 개선한다. 본 발명에서는 서비스의 종류로, 실시간 서비스를 필요로 하는 클래스와 실시간 서비스가 필요치 않은 서비스 클래스를 예를 들어 설명한다.The conventional TCP congestion control method solves the congestion situation by reducing the size of the transmission window when congestion is detected by packet loss. At this time, the reduction ratio of the transmission window size is reduced to a certain ratio (1/2) regardless of the service type. However, the present invention improves the transmission window size reduction method by discriminating according to the type of service. In the present invention, as a type of service, a class requiring a real time service and a service class without a real time service will be described as an example.

TCP 혼잡 제어시 송신창 크기의 축소인자를 Δ라고 할 때, 라운드 트립 타임(Round Trip Time, RTT)과 손실율 P의 네트워크 성능 B[P]는 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. When the reduction factor of the transmission window size in the TCP congestion control is Δ, the network performance B [P] of the round trip time (RTT) and the loss rate P may be expressed by Equation 1 below.

여기서 라운드 트립 타임(RTT)은 양 끝단 사이에 하나의 패킷이 왕복하는데 걸리는 시간을 의미하고, b 몇 개의 패킷을 수신한 후에 수신확인신호(ACK)를 보내는가 하는 것을 의미하는 것으로, TCP는 수신한 패킷에 대해 수신확인신호(ACK)를 보내는데, 수신시 매번 ACK 를 보낼 수도 있고(이때 b=1), n개의 패킷을 수신한 후에 ACK를 보낼 수도 있다(이때 b=n). 그리고 p 는 패킷을 잃어버리는 비율인데, 보통 네트워크가 혼잡하여 모든 패킷을 전송할 수 없는 경우 일부가 손실되는데, 이 손실되는 비율을 의미한다. 이렇게 계산된 B[p] 값이 크면 네트워크의 성능은 좋다는 것을 의미한다. 이하에서는 그 의미의 활용에 대하여 설명한다.Here, the round trip time (RTT) refers to the time taken for one packet to make a round trip between both ends, and b is This means that after receiving several packets, an acknowledgment signal (ACK) is sent. TCP sends an acknowledgment signal (ACK) to the received packet, which may send an ACK every time it receives (b = 1) or ACK after receiving n packets (b = n). And p is the rate of packet loss, which is usually lost when the network is congested and unable to send all packets, which is the rate of loss. A large value of B [p] calculated in this way means that the network performance is good. The use of the meaning will be described below.

상기 수학식 1을 이용하여 일반적인 축소인자 Δ 에 대한 네트워크 성능을 예측할 수 있다. 수학식 1을 참조하면, 축소인자 Δ 를 조절함으로써 네트워크 성능의 조절이 가능함을 알 수 있다. 그러나, 제한된 자원을 이용하여야 하는 상황에서 혼잡 상황을 해결하기 위한 방법으로 축소인자 Δ 를 조절하는 것만으로는 전체적인 네트워크의 성능 향상을 이룰 수는 없다. 왜냐하면 손실율 P 등의 변수가 축소인자 Δ 에 독립적이지 못하지 때문이다. 다시 말하면, 손실율 P가 축소인자 Δ의 영향을 받지 않아야 Δ의 조절만으로 최대 성능을 얻을 수 있는데, 손실율 P가 축소인자 Δ의 영향을 받을 수 있으므로 절대적인 Δ의 조절보다는 다른 트래픽에 대한 상대적인 Δ의 조절을 하여야 예측 가능한 성능의 향상을 이룰 수 있다.Equation 1 may be used to predict network performance for a general reduction factor Δ. Referring to Equation 1, it can be seen that the network performance can be adjusted by adjusting the reduction factor Δ. However, adjusting the reduction factor Δ as a way to solve the congestion situation in a situation where limited resources are required cannot achieve the improvement of the overall network performance. This is because variables such as loss rate P are not independent of reduction factor Δ. In other words, the maximum performance can be obtained only by adjusting Δ when the loss rate P is not affected by the reduction factor Δ. Since the loss rate P may be affected by the reduction factor Δ, the adjustment of relative Δ relative to other traffic rather than the absolute adjustment of Δ It is necessary to achieve predictable performance improvement.

따라서, 축소인자 Δ의 조절은 상대적 성능 조절시에 유용하다. 다음의 수학식 2를 참조하면, 동일한 네트워크에서 Δ1을 사용하는 클래스(class)와 Δ2를 사용하는 클래스(class)간의 상대적인 성능 차이인 성능비 R을 확인할 수 있다. 즉, 수학식 2는 수학식 1에서 각각의 클래스가 동일한 RTT, b, p 를 가지고 있다고 할 때 두 클래스간의 성능비를 계산한 것이다.Therefore, the adjustment of the reduction factor Δ is useful for adjusting relative performance. Referring to Equation 2, it can be seen the relative performance difference between the performance ratio R between the classes (class) that uses a class (class) and Δ 2 Δ 1 for use in the same network. That is, Equation 2 calculates a performance ratio between two classes when each class in Equation 1 has the same RTT, b, p.

종래의 방법은 축소인자 Δ=2 만을 사용하는 반면에, 본 발명에서는 두 가지 종류의 서비스 클래스에 대해 Δ1과 Δ2의 서로 다른 축소인자를 사용하여 전송 성능의 차이를 유도한다. 다음 수학식 3을 이용하면, 축소인자로 Δ1을 사용하는 클래스에 비해 상대적으로 R 배의 성능을 갖는 축소인자 Δ2를 구할 수 있다. 즉 수학식 2의 양변을 제곱하고 Δ2 에 대하여 정리하면 다음의 수학식 3을 얻을 수 있다.While the conventional method uses only the reduction factor Δ = 2, the present invention derives a difference in transmission performance by using different reduction factors of Δ 1 and Δ 2 for two kinds of service classes. Using Equation 3, it can be a reduction factor compared to the class that is used to obtain the Δ 1 Δ 2 has a relatively reduced factor of R times the performance. That is, if both sides of Equation 2 are squared and summed about Δ 2 , Equation 3 can be obtained.

상기 수학식 1 내지 수학식 3에 의해서 계산된 클래스별 축소인자 Δ1과 Δ2 를 적용하더라도, 제한된 자원을 이용하기 때문에, 기존의 Δ=2 만을 사용하는 네트워크와 유사한 특성을 유지할 필요가 있다. 클래스간의 상대적인 성능의 비율을 상대성능 이라고 하면, 수학식 4를 이용하면 Δ=2를 사용하는 경우의 상대성능 Rref를 만족하기 위한 클래스별 트래픽의 구성비를 구할 수 있다.Even if the reduction factors Δ 1 and Δ 2 for each class calculated by Equations 1 to 3 are applied, it is necessary to maintain characteristics similar to a network using only Δ = 2 because it uses limited resources. If the ratio of relative performance between classes is relative performance, using Equation 4, the composition ratio of traffic for each class can be obtained to satisfy the relative performance R ref when Δ = 2 is used.

여기에서 X는 실시간 트래픽 특성의 클래스를 의미하고, Y는 비실시간 특성의 클래스를 의미한다. 상대성능을 좀 더 상세히 설명하면, 두 클래스에 대한 상대적인 성능을 의미하는 것으로, 수학식 1의 성능을 구하는 식을 활용하는 방법의 하나로서 동일한 네트워크 경로를 사용하는 즉, 동일한 RTT, b, p가 적용되는 서로 다른 클래스의 두가지 서비스의 상대적인 성능비를 의미한다. 따라서, R1, R 2 은 각각 클래스 1과 클래스 2의 상대적인 성능비를 의미하며 경우에 따라 R1을 기준으로 한 R2 비율 또는 R2를 기준으로 한 R1 비율 등으로 표현이 가능하다. 예를 들어 클래스 1의 성능을 기준으로 클래스 2는 1.5배의 성능을 목표로 하는 경우에, R1=1, R2=1.5 로 정한다.Here, X means a class of real-time traffic characteristics, Y means a class of non-real-time characteristics. In more detail, the relative performance means relative performance of two classes, and one way of using the equation of the equation 1 using the same network path, that is, the same RTT, b, p The relative performance ratio of two services of different classes applied. Thus, R 1 , R 2 is capable of each class represented by the first means and the relative performance ratio of class 2 and one R 1 ratio based on the ratio of the R 2 or R 2 by R 1 in some cases and the like. For example, based on the performance of class 1, class 2 sets R 1 = 1 and R 2 = 1.5 when aiming for 1.5 times performance.

도 1은 본 발명의 클래스 기반 TCP 혼잡제어방법이 적용되는 IP-SAN 의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an IP-SAN to which the class-based TCP congestion control method of the present invention is applied.

가정이나 기업에서의 iSCSI를 이용한 SAN 사용자의 단말장치(110)는 인터넷망(120)을 통하여 SAN(130)에 연결되어 있다.The terminal 110 of the SAN user using iSCSI in the home or enterprise is connected to the SAN 130 through the Internet network 120.

도 1을 참조하여, 본 발명의 혼잡제어방법이 IP-SAN에 적용되는 일실시예를 설명한다.Referring to FIG. 1, an embodiment in which the congestion control method of the present invention is applied to an IP-SAN will be described.

웹 데이터나 비실시간 VOD 등 비실시간 특성의 데이터 트래픽은 실시간성의 성능이 요구되지 않으므로, Δ1 = 4로 정한다. 그러면 상대적 성능 R은 수학식 2를 이용하여 계산될 수 있으므로, 다음 수학식 5와 같이 표현된다.Since non-real-time data traffic such as web data or non-real-time VOD is not required for real-time performance, it is set to Δ 1 = 4. Then, since the relative performance R can be calculated using Equation 2, it is expressed as Equation 5 below.

그리고, 원하는 상대 성능 R을 만족하는 Δ2는 수학식 3을 이용하면 계산될 수 있으므로, 다음 수학식 6과 같이 표현된다.Since Δ 2 satisfying the desired relative performance R can be calculated using Equation 3, it is expressed as Equation 6 below.

표 1은 Δ1 = 4 일때, Δ2와 상대성능 R을 비교한 비교표이다.Table 1 is a comparison table comparing the relative performance R and Δ 2 when Δ 1 = 4.

Δ2 Δ 2 RR 4/34/3 2.052.05 3/23/2 1.731.73 22 1.341.34 33 1.101.10 44 1.001.00 66 0.920.92

두 클래스간 상대성능을 2배로 하기 위해 Δ1 = 4/3, Δ2 = 4을 사용하는 경우, Δ = 2를 사용하는 상대성능 Rref를 만족시키기 위한 클래스별 구성비는 수학식 4를 이용하여 계산될 수 있으므로 다음 수학식 7과 같이 표현된다.When Δ 1 = 4/3 and Δ 2 = 4 are used to double the relative performance between the two classes, Δ A component ratio for each class for satisfying the relative performance R ref using = 2 may be calculated using Equation 4, and thus is expressed as Equation 7 below.

표 1을 참조하면, Δ2=4의 R2를 기준으로 하는 경우 즉, R2=1 이라고 할 때 2.05배의 성능을 내기 위해 R1=2.05로 하면, 이를 만족하는 Δ1 = 4/3을 구할 수 있고, Δ = 2를 사용하는 기존의 방법을 따르는 경우의 값은 Rref = 1.34가 된다. 이 값들을 수학식 4에 대입하면 수학식 7이 된다.Referring to Table 1, when R 2 of Δ 2 = 4, that is, R 1 = 2.05 to achieve 2.05 times the performance when R 2 = 1, Δ 1 = 4/3 Can be obtained, Δ If you follow the conventional method of using = 2, the value is R ref = 1.34. Substituting these values into Equation 4 results in Equation 7.

즉, 실시간 트래픽 특성의 클래스 X와 비실시간 특성의 클래스 Y 에 대해 2:1의 상대 성능을 제공하고, 기존 네트워크의 특성을 유지하기 위해서는 축소인자 Δ1 = 4, Δ2 = 4/3를 사용하고, 두 클래스간 트래픽의 구성비는 1:2로 한다. 트래픽의 구성비가 1:2 라는 것은, Δ = 2를 사용하는 기존의 방법을 따르는 기존망과 동일한 특성을 유지하며, 원하는 성능비 2:1을 만족하기 위해서는 2명의 사용자에게 클래스 2의 비실시간 서비스를 제공할 때, 클래스 1의 실시간 서비스는 1명에게만 제공하여야 한다는 것을 의미한다.That is, in order to provide 2: 1 relative performance for the class X of the real-time traffic characteristic and the class Y of the non-real time characteristic, and to maintain the characteristics of the existing network, the reduction factors Δ 1 = 4 and Δ 2 = 4/3 are used. The ratio of traffic between the two classes is 1: 2. When the composition ratio of traffic is 1: 2, Δ The real-time service of Class 1 is 1 when two non-real-time services are provided to two users to satisfy the desired performance ratio of 2: 1 while maintaining the same characteristics as the existing network following the conventional method of using = 2. It should only be given to people.

본 발명은 사용자 요구에 따라 도메인(domain) 또는 네트워크 단위에 대해 적용될 수 있으며, 적용되는 네트워크가 단대단의 배타적 단일 경로인 경우 요구한 서비스의 제공이 가능하다. 그리고, 단대단 배타적 단일 경로가 아닌 경우에는 수학식 4를 참조하여 계산된 수학식 7을 이용하여 표준(Δ = 2 등) 트래픽과 평등조건을 유지하며 적용될 수 있다.The present invention can be applied to a domain or a network unit according to a user's request, and it is possible to provide a requested service when the applied network is an end-to-end exclusive single path. And, if it is not an end-to-end exclusive single path, the standard (Δ) is calculated using Equation 7 calculated with reference to Equation 4. = 2) can be applied while maintaining traffic and equality conditions.

다시 말하면, Δ를 조절하여 네트워크의 성능을 향상시키는 경우, 다른 정상적인 트래픽의 성능에 영향을 주어 정상적인 망의 사용이 어렵게 되므로, 성능 향상이 주는 영향만큼의 성능저하 트래픽을 섞어서 Δ = 2의 기존의 정상적인 트래픽의 성능에 영향을 주지 않도록 한다. 또한 본 발명은 IP-SAN의 스토리지 서버(storage server)용 HBA(Host Bus Adapter)등에도 적용될 수 있다.In other words, if the Δ is adjusted to improve the performance of the network, the normal network becomes difficult to use because it affects the performance of other normal traffic. It does not affect the performance of existing normal traffic of = 2. The present invention can also be applied to an HBA (Host Bus Adapter) for an IP-SAN storage server.

도 2는 본 발명의 TCP 데이터 송신창 조절을 통한 TCP 혼잡제어방법의 플로우차트이다.2 is a flowchart of a TCP congestion control method through TCP data transmission window adjustment according to the present invention.

먼저, 실시간 서비스의 TCP 데이터가 전송되는 실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능과 비실시간 서비스의 TCP 데이터가 전송되는 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능을 계산한다(S210). 네트워크의 성능은 상술한 수학식 1을 이용하여 계산된다.First, the performance of the real-time service class network in which the TCP data of the real-time service is transmitted and the performance of the non-real-time service class network in which the TCP data of the non-real time service is transmitted are calculated (S210). The performance of the network is calculated using Equation 1 described above.

그리고, 실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능정보와 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능정보를 이용하여 상대성능을 계산한다(S220). 상대성능의 계산을 수학식 2를 이용하여 이루어진다. 상대 성능식을 정리하면 송신창 축소인자를 얻을 수 있다. 즉, 상대성능 정보를 이용하여 실시간 서비스 클래스 네트워크의 송신창 축소인자 또는 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 송신창 축소인자를 계산한다(S230).Then, the relative performance is calculated using the performance information of the real-time service class network and the performance information of the non-real-time service class network (S220). The calculation of the relative performance is made using Equation 2. The relative performance equation can be summarized to obtain the transmission window reduction factor. That is, the transmission window reduction factor of the real-time service class network or the transmission window reduction factor of the non-real-time service class network is calculated using the relative performance information (S230).

이렇게 계산된 송신창 축소인자를 사용하여, 전송될 TCP 데이터의 종류에 따라 TCP 데이터 송신창 크기를 조절함으로써 TCP 트래픽의 혼잡을 제어한다(S240).Using the calculated transmission window reduction factor, congestion of TCP traffic is controlled by adjusting the size of the TCP data transmission window according to the type of TCP data to be transmitted (S240).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). Include. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명은, 송신단의 TCP 혼잡제어 알고리듬을 이용하여 기존의 네트워크 중간 노드 장비를 수정하거나 교체하지 않고 인터넷 데이터의 특성과 사용자의 요구에 따라 차등화 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 항등 비트율 서비스를 위한 별도 처리가 곤란한 기존 장비에 대해 차별화 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can provide a differential service according to the characteristics of the Internet data and the user's request without modifying or replacing the existing network intermediate node equipment by using the TCP congestion control algorithm of the transmitter. Therefore, there is an effect that can provide a differentiation function for the existing equipment difficult to separate processing for the identity bit rate service.

도 1은 본 발명의 클래스 기반 TCP 혼잡제어방법이 적용되는 IP-SAN 의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an IP-SAN to which the class-based TCP congestion control method of the present invention is applied.

도 2는 본 발명의 TCP 데이터 송신창 조절을 통한 TCP 혼잡제어방법의 플로우차트이다.2 is a flowchart of a TCP congestion control method through TCP data transmission window adjustment according to the present invention.

Claims (7)

인터넷 망으로 전송될 TCP 데이터가 실시간 서비스 데이터인지 비실시간 서비스 데이터인지 판단하는 단계; 및Determining whether TCP data to be transmitted to the Internet network is real-time service data or non-real-time service data; And 상기 서비스의 종류에 따라 TCP 데이터의 송신창 크기의 축소정도를 서로 상이하게 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법.And adjusting the reduction degree of the transmission window size of the TCP data differently according to the type of the service. 실시간 서비스의 TCP 데이터가 전송되는 실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능과 비실시간 서비스의 TCP 데이터가 전송되는 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능과의 비율을 나타내는 상대성능이 사용자가 원하는 값이 되도록 설정하는 단계;Setting a relative performance indicative of a ratio between a performance of a real-time service class network in which TCP data of a real-time service is transmitted and a performance of a non-real-time service class network in which TCP data of a non-real-time service is transmitted; 상기 설정된 상대성능 값에 따라, 상기 실시간 서비스 클래스 네트워크의 송신창 축소인자 또는 상기 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 송신창 축소인자를 다시 계산하는 단계; 및Recalculating a transmission window reduction factor of the real-time service class network or a transmission window reduction factor of the non-real-time service class network according to the set relative performance value; And 전송될 TCP 데이터의 종류에 따라 상기 계산된 송신창 축소인자를 사용하여 TCP 데이터 송신창 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법.And adjusting the TCP data transmission window size using the calculated transmission window reduction factor according to the type of TCP data to be transmitted. 제2항에 있어서,The method of claim 2, Δ는 송신창 크기의 축소인자이고, RTT는 라운드 트립 타임이며, b 몇 개의 패킷을 수신한 후에 수신확인신호(ACK)를 보내는가 하는 것을 의미하고, p는 패킷의 손실율을 의미할 때, 상기 실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능과 비실시간 서비스 클래스 네트워크의 성능은 다음의 수학식에 의해서 계산되는 것을 특징으로 하는 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법.Δ is the reduction factor of the transmission window size, RTT is the round trip time, and b is When acknowledgment signal (ACK) is sent after receiving several packets, and p means packet loss rate, the performance of the real-time service class network and the performance of the non-real-time service class network are as follows. A method for controlling congestion of TCP traffic, characterized in that 제2항에 있어서,The method of claim 2, Δ1은 상기 실시간 서비스에 대한 송신창 축소인자이고, Δ2는 상기 비실시간 서비스에 대한 송신창 축소인자를 의미할 때, 상기 상대성능은 다음의 수학식에 의해서 계산되는 것을 특징으로 하는 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법.When Δ 1 is a transmission window reduction factor for the real-time service, and Δ 2 means a transmission window reduction factor for the non-real-time service, the relative performance is calculated by the following equation. To control congestion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, R은 상대성능을 의미하고 Δ1은 상기 실시간 서비스에 대한 송신창 축소인자를 의미할 때, 상기 비실시간 서비스에 대한 송신창 축소인자 Δ2는 다음의 수학식에 의해서 계산되는 것을 특징으로 하는 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법.When R means relative performance and Δ 1 means transmission window reduction factor for the real-time service, the transmission window reduction factor Δ 2 for the non-real-time service is calculated by the following equation. How to control the congestion of traffic. 제3항에 있어서,The method of claim 3, X는 실시간 트래픽 특성의 클래스를 의미하고, Y는 비실시간 특성의 클래스를 의미하며, Rref은 상기 송신창 크기의 축소인자 Δ=2인 경우의 실시간 트래픽 특성의 클래스와 비실시간 특성의 클래스의 상대적인 성능비를 의미하고, R1, R2 은 각각 실시간 트래픽 특성의 클래스와 비실시간 특성의 클래스의 상대적인 성능비를 의미할 때, 상기 TCP 데이터 송신창 크기를 조절하는 단계를 수행한 후에, 서비스의 종류에 대한 트래픽의 구성비를 다음의 수학식에 의해서 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TCP 트래픽의 혼잡을 제어하는 방법.X denotes the class of the real-time traffic characteristic, Y denotes the class of the non-real-time characteristic, and R ref represents the class of the real-time traffic characteristic and the class of the non-real-time characteristic when the reduction factor Δ = 2 of the transmission window size. Relative performance ratio, R 1 , When R 2 denotes the relative performance ratio of the real-time traffic characteristic class and the non-real-time characteristic class, respectively, after performing the step of adjusting the TCP data transmission window size, the composition ratio of traffic for the type of service is The method of controlling congestion of TCP traffic further comprising the step of calculating by an equation. X:Y = (Rref - R2 ):(R1 - Rref )X: Y = (R ref -R 2 ) :( R 1 -R ref ) 제2항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of claim 2 on a computer.
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