KR100789034B1 - 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은, 통신시 송신기가 송신될 데이터 량을 하나 이상의 데이터 유닛으로 분할하도록 하고 통신시 수신기가 확인 데이터 유닛을 상기 송신기로 귀환시킴으로써 데이터 유닛을 정확하게 수신하였다는 것을 확인하도록 하는 소정의 통신 프로토콜에 따라 송신기 및 수신기 간의 데이터 유닛 지향 통신에서, 상기 송신기에 의해 수신되는 확인 데이터 유닛이 원래 송신 또는 재송신에 대응하는지를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
송신기, 수신기, 데이터 유닛, 흐름 제어, 정체 윈도우

Description

검출 방법 및 장치{DETECTION METHOD AND DEVICE}
도 1은 본 발명의 검출 방법을 적용하는 전체 제어 절차의 실시예를 도시한 도면.
도 2는 윈도우에 근거한 흐름 제어의 개념을 기술하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 장점을 설명하는 그래프.
도 4는 과도한 지연이 두 개의 호스트 컴퓨터간의 접속에서 발생될 수 있는 상황을 도시하는 도면.
본 발명은 소정의 통신 프로토콜에 따라서 송신기 및 수신기 간의 데이터 유닛 지향 통신(data unit oriented communication)에 사용하기 위한 검출 방법 및 장치에 관한 것으로서, 상기 통신 프로토콜은, 통신시 송신기가 송신될 데이터 량을 하나 이상의 데이터 유닛으로 분할하도록 하고 통신시 수신기가 확인 데이터 유닛을 송신기로 귀환시킴으로써 데이터 유닛을 정확하게 수신하였다는 것을 확인하도록 한다.
데이터 유닛 지향 통신은 널리 공지되어 있다. 데이터 유닛 지향 통신에서, 데이터의 양은 하나 이상의 데이터 유닛으로 분할되며, 여기서 데이터 유닛의 구조는 통신시 송신기 및 수신기가 따르는 통신 프로토콜에 의해 규정된다. 이 프로토콜은 또한 특정 정보가 어떻게 코딩될 것인지와 송신기 및/또는 수신기가 특정 정보에 어떻게 반응할 수 있는지를 규정한다. 데이터 유닛 지향 통신은 또한 패킷 교환 통신으로 공지되어 있다. 특정 프로토콜과 관련하여 사용된 데이터 유닛은 패킷, 프레임, 세그먼트등과 같이 다양하게 명명된다. 본 설명을 위하여, "데이터 유닛"이란 용어는 일반적으로 데이터 유닛 지향 통신에서 사용된 모든 형태의 유닛에 관한 것이다.
많은 통신 프로토콜이 신뢰성을 증가시키기 위하여 사용하는 특성은 수신된 데이터를 확인하는 것이다. 특히, 제공된 프로토콜의 송신기 또는 송신 피어 (sending peer)는 데이터 유닛을 송출하며 제공된 프로토콜의 수신기 또는 수신 피어는 적절한 확인 데이터 유닛을 귀환시킴으로써 정확한 수신을 확인한다. 이 방식에서, 송신 피어는 송신되는 데이터 유닛이 또한 정확하게 수신되었다는 것을 통지받고, 이에 따라서 송신될 부가적인 데이터 유닛의 흐름 제어(flow control)를 조절할 수 있다. 확인 데이터 유닛을 사용하는 프로토콜의 일례는 소위 송신 제어 프로토콜(TCP)이며, 이것은 TCP/IP 프로토콜 쌍의 일부이다.
송신 제어 프로토콜 및 TCP/IP 프로토콜 쌍은 예를 들어, W. Richard stevens에 의한 "TCP/IP Illustrated, Volume 1 - The Protocols" Addison-Wesley 1994 내에 기술되어 있다.
데이터 유닛 또는 확인 데이터 유닛이 손실될 수 있다는 사실에 대처하기 위하여, 타임-아웃 특성(time-out feature)이 많은 프로토콜에 제공된다. 이와 같은 타임-아웃 특성은, 데이터가 송신될 때 타임-아웃 기간이 설정되며, 만약, 특정 데이터가 타임-아웃 기간이 만료될 때까지 확인되지 않는 경우, 타임-아웃 응답 절차가 시작된다는 것을 의미한다. TCP에서, 타임-아웃 응답은 확인되지 않은 데이터를 재송신하고 하나 이상의 흐름 제어 파라미터를 리셋시키는 것으로 구성되어 있다.
일례로서, TCP는 윈도우-기반 흐름 제어를 사용한다. TCP는 송신될 소정 수의 바이트를 소위 세그먼트로 분할하는 바이트 지향 프로토콜(byte oriented protocol)이며, 송신된 데이터의 레코드는 바이트로 유지되는데, 데이터가 송신되는 최대 바이트까지 유지되며, 수신된 데이터의 레코드도 또한 바이트로 유지되는데, 데이터가 수신되는 최대 바이트까지 수신된다. 확인 메시지와 관련하여 세그먼트의 흐름을 제어하는 가장 간단한 방식은 세그먼트를 송신하고 최종으로 송신된 세그먼트가 확인될 때까지 다음 세그먼트를 송신하지 않는 것이다. 그러나, 그러한 방법의 흐름 제어는 매우 비효율적이다. 상술된 바와 같이, TCP는 윈도우-기반 흐름 제어를 사용하며, 이것은 또한 슬라이딩 윈도우(sliding window)에 따른 흐름 제어로 언급된다. 이 개념도 또한 W, Richard Stevens에 의한 상술된 책에 충분히 기술되어 있다.
도 2는 슬라이딩 윈도우의 개념을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 이 예에서 8,192 바이트의 양이 송신되는데, 이 양은 8 개의 세그먼트로 분할된다. 세그먼트의 송신은 송신 윈도우에 따라서 제어되며, 여기서 송신 윈도우의 좌측 종단은 송신되어 이미 확인되는 세그먼트 내의 데이터에 의해 규정된다. 도 2의 예에서, 이 좌측 종단은 2,048 바이트까지의 데이터 즉, 세그먼트(1 및 2)이다. 송신 윈도우의 길이의 조정과 이로 인한 상기 윈도우의 우측 종단은 제어 절차의 문제이며, 이것이 본원에 상세히 기술될 필요가 없다.
송신 윈도우는 데이터 양을 규정하는데, 이 양은 이에 상응하는 미정의(outstanding) 확인을 가질 수 있다. 도 2의 예에서, 4,096 바이트까지의 데이터 즉, 세그먼트(3 및 4)는 송신되지만 아직 확인되지 않으며, 그러한 송신되지만 확인되지 않는 세그먼트 및 송신 윈도우의 우측 종단 사이의 차는 사용가능한 윈도우 즉, 임의의 부가적인 확인을 수신하지 않고 여전히 송신될 수 있는 데이터를 규정한다. 결과적으로, 도 2의 예에서, 세그먼트(5 및 6)는 여전히 송신되지만, 세그먼트(7 및 8)는 단지 윈도우가 우측으로 이동한 경우에만 송신될 수 있으며, 그 경우는 부가적인 세그먼트가 확인되어 좌측 종단이 우측으로 이동하도록 되는 경우 및/또는 송신 윈도우의 길이가 증가한 경우에 발생한다.
더구나, TCP가 누적 확인(cumulative acknowledgment)을 제공한다는 점을 주의하라. 즉, 세그먼트에 대한 확인 및 세그먼트 사이에는 일-대-일 대응이 존재하지 않는데, 그 이유는 하나의 확인 메시지가 다수의 세그먼트를 커버하기 때문이다. 일례로서, 도 2에 도시된 데이터 양에 대하여 수신 피어는 4,096 까지 바이트의 확인을 송신하여 이 확인 메시지가 세그먼트(3 및 4) 둘 모두를 커버하도록 한다.
송신 피어에 의해 사용된 송신 윈도우는 통상적으로 수신 피어에 의해 송신 피어로 제공된 데이터 길이인 소위 제공되거나 공시된 윈도우(offered or advertised window)에 의해 결정된다. 이 방식에서, 수신 피어는 송신 피어가 한번에 얼마나 많은 세그먼트를 송신하는 지에 영향을 미칠 수 있으며, 통상적으로 공시된 윈도우는 수신 피어의 수신 버퍼를 토대로 계산될 수 있다. 또한 공시된 윈도우는 수신 피어에 의해 송신된 모든 확인마다 변화할 수 있는 동적인 파라미터이다.
공시된 윈도우 이외에도, 소위 정체 윈도우(congestion window)를 규정하는 것이 또한 공지되어 있으며, 이 정체 윈도우는 저속 개시, 정체 회피, 고속 재송신 및 고속 회복과 같은 몇 가지 정체 제어 루틴과 관련하여 사용되며, 예를 들어, W. Richard Stevens에 의해 상술된 책을 다시 참조하라. 정체 윈도우는 송신 피어가 유지하는 레코드이며, 이것은 송신 피어 및 수신 피어 사이의 접속을 따른 정체를 고려하도록 의도된다. 통상적인 제어 메커니즘과 같이, 송신 윈도우는 공시된 윈도우 및 정체 윈도우보다 적은 것으로 규정될 것이다.
공시된 윈도우는 수신 피어에 의해 부과된 흐름 제어이지만, 정체 윈도우는 정체를 고려하기 위한 메커니즘으로서 송신 피어에 의해 부과된 흐름 제어이다.
일반적인 의미에서, 정체 윈도우는 적응형 흐름 제어 파라미터의 일례이다. TCP에서, 상술된 타임-아웃 응답은 정체 윈도우를 하나의 세그먼트로 리셋하고 나서, 이에 따라서 단지 한 세그먼트만 송신하는 것, 즉 확인되지 않아서 타임아웃을 발생시키는 세그먼트를 재송신하는 것으로 구성되어 있다. 그 후, 송신 피어는 상기 재송신된 세그먼트의 확인을 대기한다.
적응형 흐름 제어 파라미터의 다른 예는 타임 아웃 주기 그 자체이며, 이것은 예를 들어, TCP에서 RTO(Retransmission Time Out)으로 언급된다. RTO는 타임 아웃에 대한 응답으로서 두배가 된다.
상술된 바와 같이, 타임 아웃 특성은 데이터 손실 검출 메커니즘이다. 다른 데이터 손실 검출 메커니즘이 존재한다. 다른 예는 중복 확인의 수신에 응답하여 TCP에서 데이터 유닛을 재송신하는 것이다. 이 메커니즘이 이하에 간략하게 설명될 것이다.
상술된 바와 같이(예를 들어, 도 2 참조), 송신될 데이터의 양은 시퀀스로 분할된다. 종래 구현방식의 TCP가 배열되는데, 이로 인해 수신 피어가 소정 바이트까지의 특정 데이터 양(특정한 수의 연속적인 세그먼트)을 수신하고 확인한 경우, 수신 피어는 시퀀스에서 다음에 있는 데이터를 대기한다. 가령, 세그먼트(4)까지의 세그먼트가 수신된 경우, 세그먼트(4)가 확인되며 수신 피어는 세그먼트(5)를 수신하기 위해 대기한다. 그리고 나서, 수신 피어가 세그먼트(5)와 다른 부가적인 데이터 유닛(예를 들어, 세그먼트(6, 7 및 8))을 수신한 경우, 수신 피어는 자신이 수신한 데이터 유닛 각각에 대하여 세그먼트(4)를 지속적으로 확인한다. 결과적으로, 송신 피어는 중복 확인을 수신한다. 통상적으로, TCP는 송신 피어가 중복 확인의 수를 세는 방식으로 수행될 수 있으며, 특정 임계값이 도달된 경우(예를 들어, 3) 시퀀스에서 중복 확인이 수신되는 데이터 유닛 다음의 데이터 유닛이 재송신된다.
본 발명의 목적은 송신된 데이터의 확인을 규정하고 타임-아웃 기능 또는 중복 확인 응답 기능과 같은 데이터 손실 검출 기능을 규정하는 통신 프로토콜을 사용하여 시스템에서 통신을 향상시키기 위한 것이다.
이 목적은 청구항 1, 5, 9 및 11에 기재된 바와 같이, 송신기에 의해 수신된 확인 데이터 유닛이 원래 송신 또는 재송신에 대응하는지를 검출하는데 적합한 검출 방법 및 장치에 의해 성취된다.
본 발명의 검출 방법을 적용함으로써, 통신시 송신기는 데이터 손실 검출 메커니즘을 트리거하는 이벤트(event)에 응답하여 응답 절차를 수행하며, 여기서 응답 절차는 흐름 제어에서 사용된 적응형 파라미터를 적응시키기 위한 둘 이상의 상이한 모드를 포함한다. 이 방식에서, 서술된 방법 및 장치는 트리거링 이벤트의 관리면에서 매우 유연(flexible)하고, 특히 응답 절차가 트리거링 이벤트의 다양한 잠재적인 원인에 따라서 선택될 수 있는 방식으로 수행되어 소정 상황에 대한 정확한 응답 조치가 실행됨으로써 데이터 손실 검출 메커니즘이 트리거된 이후에 발생할 수 있는 상황을 실제로 악화시킬 수 있는 조치들이 피해지도록 한다.
데이터 손실 검출 메커니즘은 데이터 손실을 검출할 수 있는 메커니즘이다. 예로서 타임-아웃 메커니즘 또는 중복 확인 메커니즘을 들 수 있다. 당연히, 본 발명은 임의의 적절한 데이터 손실 검출 메커니즘에 적용할 수 있다.
응답 절차는 흐름 제어에서 사용된 적응형 파라미터를 적응시키기 위한 둘 이상의 상이한 모드를 포함한다. 예로서, 소정 수의 중복 확인(예를 들어, 상술된 3) 또는 타임-아웃의 상이한 원인과 각각 관련되는 두 개의 모드가 존재한다. 특히, 제 1 모드는 데이터 유닛의 손실과 관련되며, 제 2 모드는 접속에 따른 과도한 지연과 관련된다. 두 개의 상이한 모드를 사용하기 때문에, 중복 확인 또는 타임-아웃의 원인에 적절하게 파라미터를 적응시킬 수 있다. 따라서, 흐름 제어 절차는 트리거링 이벤트에 자격을 부여하며, 예를 들어, 이벤트를 발생시키는 것에 대한 분류를 수행하는 하나 이상의 평가 및 판단 단계를 포함한다. 그리고 나서, 이 특징의 결과에 따라서, 적절한 응답 절차가 인에이블될 수 있다. 상기 예의 상황에서, 타임-아웃 또는 중복 확인이 데이터 유닛의 손실에 의해 발생된다라고 결정된 경우, 예를 들어, 종래의 TCP로부터 공지된 바와 같은 데이터 유닛의 손실에 대한 공지된 응답 절차가 행하여지며, 이 절차는 임의의 타임-아웃 또는 몇 개의 중복 확인의 수신이 데이터 유닛의 손실에 의해 발생된다고 추정한다. 그러나, 제 2 모드가 존재하며, 타임-아웃 또는 중복 확인이 접속을 따른 과도한 지연에 의해 발생된다고 결정된 경우, 과도한 지연 응답 절차가 행하여지며, 이 절차는 통상적으로 데이터 유닛의 손실에 대한 응답 절차와 상이할 것이다.
특히, 다음에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 데이터 유닛이 손실되었다는 판단은 송신 속도를 감소시킴으로써 응답하여 부가적인 정체를 피하도록 한다. 한편, 접속에 따른 과도한 지연이 존재하는 경우, 데이터 유닛의 추정된 손실에 응답하여 취해진 조치는 유용하지 않을 것이며, 오히려 이것들은 실제로 과도한 지연을 발생시키는 문제를 악화시킬 수 있다. 결과적으로, 과도한 지연에 대한 응답 절차는 통상적으로 상이할 것이며, 예를 들어, 송신 속도를 사전 레벨로 유지하지만, 타임-아웃 기간을 증가시키는 것을 포함하여 부가적인 불필요한 재송신을 피하게 할 것이다.
당연히, 본 발명의 검출 방법을 적용하는 것은 트리거링 이벤트의 다양한 원인에 대한 임의 수의 모드 또는 응답 절차를 제공함으로써 구현될 수 있다. 모드의 수 및 각 모드에서 취해진 특정 조치는 당연히 특정 상황 즉, 선택된 프로토콜, 제 공된 통신 상황 등에 따른다.
중요한 양상은 비록, 데이터 손실 검출 메커니즘이 데이터 손실을 검출할 수 있을지라도, 데이터 손실 검출 메커니즘의 트리거링에 대한 반응은 데이터 손실이 반드시 발생된다고는 추정되지 않으며, 오히려 트리거링 이벤트의 다양한 원인을 고려할 수 있는 유연한 응답이 가능하다.
본 발명의 부가적인 양상 및 장점은 도면을 참조하여 다음의 상세한 기술로부터 보다 잘 이해될 것이다.
비록, 다음의 기술이 일반적으로 데이터 확인을 사용하며 또한 타임-아웃 특성을 제공하는 임의의 통신 프로토콜에 관한 것일지라도, TCP/IP 프로토콜 쌍으로부터 공지된 송신 제어 프로토콜(TCP)에 관련된 실례가 종종 제공될 것이다. 이 프로토콜에 본 발명을 적용하는 것이 바람직한 실시예이다. 임의의 불필요한 반복을 피하기 위하여, 본 출원의 도입부의 기재 내용은 본 발명에 포함되어 있다.
도 1은 부분적인 흐름도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 단계(S1)는 응답 절차가 입력된다는 것을 나타낸다. 도 1은 이 지점까지의 흐름 제어 절차를 도시하지 않는데, 그 이유는 이 절차가 본 발명에 중요하지 않기 때문이다. 가령, 이 절차는 도 2와 관련하여 설명되고 TCP로부터 널리 공지된 윈도우에 근거한 흐름 제어 절차일 수 있다. 본 발명은 데이터 확인 및 데이터 손실 검출 특성이 있음으로 프로토콜의 송신 피어가 가능하거나 잠재적인 데이터 손실을 검출하는 능력을 갖도록 하며 대응하는 응답 절차를 수행할 수 있도록 한다는 것이 중요하다. 상술된 바와 같이, 데이터 손실 검출 특성은 예를 들어, 타임-아웃 특성 또는 중복 확인 검출 특성일 수 있다.
도 1의 예에서, 응답 절차가 입력된 이후에, 단계(S2)에서, 흐름 제어를 위해 사용되는 선택된 적응형 파라미터가 저장되고 나서, 소정의 값으로 리셋된다. 예로서, 타임-아웃 기간 및/또는 상술된 정체 윈도우가 그러한 적응형 흐름 제어 파라미터이다. 종래의 TCP에서, 정체 윈도우는 통상적으로 하나의 세그먼트의 값으로 리셋되며 동시에 RTO는 두배가 된다. 흐름 제어 절차에서 사용된 모든 적응형 파라미터가 실제로 변화될 필요가 있는 것은 아니며, 오히려 단지 선택된 수만 변화될 필요가 있다는 점을 주의하라.
또한, 본 발명은 당연히 윈도우에 근거한 흐름 제어 및 관련된 적응형 파라미터에 국한되지 않으며, 오히려 임의의 흐름 제어 원리 및 관련된 적응형 파라미터에 적용가능하다는 점을 인지하라.
도 1을 참조하면, 단계(S3)에서, 이벤트를 트리거하는(예를 들어, 타임-아웃을 발생시키는) 데이터 유닛이 재송신된다. 즉, 타임-아웃의 예를 계속 유지할 때, 타임-아웃 기간 동안 확인이 수신되지 않은 데이터 유닛이 재송신된다. 그리고 나서, 재송신된 데이터 유닛과 관련된 확인이 수신되었는지가 단계(S4)에서 결정된다. 이것은 누적 확인 또는 단일 확인일 수 있다. 도 1의 점선은 다른 단계가 개입될 수 있지만, 이것들은 본 발명에서 중요하지 않다는 것을 인지할 수 있다. 그리고 나서, 본 발명을 따른 도 1의 바람직한 실시예에 따라서, 단계(S5)는 재송신되는 데이터 유닛과 관련된 확인이 실제로 데이터 유닛의 원래 송신을 확인하는지 또는 재송신을 확인하는지를 결정한다. "원래 송신"은 이미 재송신일 수 있어서, "재송신"은 재송신 등의 재송신일 수 있다는 점을 주의하라. 부가 설명된 바와 같이, 단계(S5)는 다양하게 수행될 수 있다.
단계(S5)가 확인 메시지가 실제로 데이터 유닛의 재송신을 확인한다고 결정한 경우, 절차는 단계(S7)로 가며, 여기서 데이터 유닛 손실 응답 절차가 행하여지는데, 그 이유는 결정 단계(S5)의 부정 결과가 데이터 유닛의 원래 송신이 손실된다는 것을 나타내기 때문이다. TCP의 예에서, 단계(S7)는 데이터 유닛 손실에 대한 종래의 조치로 구성될 것이다.
반대로, 결정 단계(S5)가 긍정으로 응답되는 경우, 절차는 단계(S6)로 가고, 여기서 과도한 지연에 응답하는 응답 절차가 행하여진다. 즉, 단계(S5)가 데이터 유닛의 원래 송신이 손실된 것이 아니라 단지 과도하게 지연된다는 것을 나타내기 때문에, 대응 조치가 취하여진다. 가령, 프로토콜 실례로 TCP를 생각할때, 이것은 정체 윈도우를 단계(S2)에 저장된 값으로 귀환시키는 한편, 타임-아웃 기간을 지연에 적응시키는 것으로 구성될 수 있다. 즉, 원래 송신 및 원래 송신의 확인과 관련된 왕복시간(round trip time)(RTT)은 타임-아웃 기간을 적응시키기 위한 근거로 사용될 수 있다. 이로인해, 과도한 지연에 기인한 부가적으로 불필요한 재송신 및 타임-아웃 또는 중복 확인이 피하여질 수 있다.
응답 절차가 발생되지 않았다면, 즉, 데이터 손실 검출 메커니즘이 트리거되지 않았다면, 정체 윈도우는 사전 값으로 단지 리셋되는 것이 아니라, 오히려 그 값으로 설정된다고 추정된다.
도시된 바와 같이, 도 1의 예는 단계(S2, S3, S4, S5 및 S6)로 구성되어 있는 제 2 모드뿐만 아니라, 단계(S2, S3, S4, S5 및 S7)로 구성되어 있는 제 1 모드를 도시한 것이다.
상기 예를 보다 양호하게 설명하기 위하여, 지금부터 도 3이 참조될 것이며, 이 도 3은 종래의 TCP와 관련하여 수행된 흐름 제어 절차의 예를 도시한 것이다. 그래프는 시간에 걸쳐 송신된 데이터의 양을 바이트로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 제 1 의 두 세그먼트가 시간(t=4s)에서 송신된다. 그리고 나서, 수신 확인 데이터 유닛의 상호작용 및 도시되지 않은 적응형 파라미터의 조정에 기인하여, 세그먼트가 송신된다.
설명을 위하여, 다이아몬드 형태의 심벌은 세그먼트에 관한 것이며 사각형 심벌은 확인 데이터 유닛에 관한 것이다. 다이아몬드 심벌은 세그먼트의 제 1 바이트를 나타내는 반면, 사각형은 최저의 확인되지 않은 바이트를 나타낸다. 특정 세그먼트 레벨로 표시된 확인 데이터 유닛은 항상 송신된 세그먼트를 그 세그먼트 레벨까지 확인한다. 즉, 6,400 바이트의 세그먼트 레벨에서 확인(t=12s)은 바이트 6,400을 포함하는 것이 아니라 6,400 바이트 미만의 세그먼트를 확인한다. 정반대로, 그래프에 명백하게 표시된 바와 같이, 6,400 바이트에서 세그먼트(t=10s)는 타임-아웃을 발생시키는 데이터 유닛 또는 패킷이다. 결과적으로, 재송신은 6,400 바이트 레벨에서 상기 데이터 유닛에 의해 수행된다.
도 3에 도시된 타임-아웃이 도시된 제 1 패킷이 손실되어서가 아니라 과도한 지연에 의해 발생된다고 추정된 경우, 재송신은 다음의 부정적인 결과를 갖는다.
우선, 동일한 데이터가 접속 또는 접속 경로를 통해 두 번 이동하여야만 하기 때문에 처리 성능을 감소시킨다는 것이며, 이는 유용한 데이터에 사용될 수 있는 대역폭을 낭비시킨다. 이 부정적인 결과는 데이터 유닛을 재송신함으로써 타임-아웃에 거짓 응답하는 임의의 프로토콜에서 발생할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 만약 TCP 프로토콜이 사용된 경우, 데이터 유닛 손실에 의해 발생되는 것이 아니라, 이와 같은 타임-아웃에 대한 송신 피어의 반응은 특히 유용하지 않다: 송신기는 모든 미정의 패킷을 재송신하고 그것은 송신기의 송신 속도를 감소시킨다. 이것은 도 3에 분명하게 도시되어 있다.
데이터 유닛 손실에 의해 발생되는 것이 아닌 상술된 타임-아웃이 또한 의사 타임-아웃(spurious time-out)으로 언급된다는 것을 인지할 수 있다.
도 3에 또한 도시된 바와 같이, 종래의 TCP에서, 이러한 확인(ACK)들이 실제로 원래 송신의 지연된 확인일지라도, 송신기는 재송신된 데이터 유닛과 관련된 모든 확인을 재송신을 확인하는 것으로 오해한다.
도 3이 도시하지 않은 것은 부가적으로 송신 피어에 의해 송신된 중복 데이터 유닛이 수신 피어에서 중복 확인을 트리거하는 것이며, 이것은 종래의 TCP 송신기에서 송신 속도의 또다른 감소를 초래할 것이다. 즉, 정체 윈도우는 자신의 초기 값의 1/2로 설정된다라는 것이다.
TCP 타임-아웃 주기가 담당할 수 있는 것을 초과하는 과도한 지연의 발생은 특히 무선 네트워크 또는 적어도 일부가 무선 링크를 통하여 실행되는 그러한 프로 토콜 접속에서 나타난다. 본 출원의 발명자는 의사 타임-아웃이 그러한 네트워크에서 충분히 자주 발생할 수 있어서 심각한 성능 저하를 발생시킨다는 것을 인지하고 있다. 이것의 예가 이제 간략하게 언급된다.
도 4는 두 개의 호스트 컴퓨터가 TCP의 피어로서 동작하는(도면의 최하부 및 최상부에서 호스트간의 긴 화살표로 표시됨) 상황을 도시한 것이다. 하위 프로토콜 층은 인터넷으로의 무선 액세스 네트워크를 통한 무선 링크를 포함한다. 인터넷과 우측의 호스트 사이의 접속은 도시되어 있지 않다. 무선 링크용 프로토콜의 예는 소위 무선 링크 제어 프로토콜(RLC)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 운반 층 프로토콜(transport layer protocol)(예를 들어, TCP) 및 링크 층 프로토콜(예를 들어, RLC) 둘 모두는 ARQ(자동 재송신 요청) 기능을 갖는다. 이것은 이러한 프로토콜이 타임-아웃 및 재송신 기능 둘 모두를 수행한다는 것을 의미한다. 도 4의 상황에서, 링크 층에서 사용된 ARQ 때문에, 링크 층과 운반 층 사이에 레이스 조건(race condition)이 발생된다: 링크 층이 데이터를 재송신하는 동안, 운반 재송신 타이머(transport retrasmission timer)는 만료되고 의사 타임-아웃을 발생시킨다. 링크 층에서 재송신은 예를 들어, 송신 에러 또는 핸드오버에 기인한 데이터 손실 때문일 수 있다.
무선 네트워크를 통한 송신 지연은 종종 운반 층 프로토콜의 송신 및 수신 피어 사이의 종단-대-종단 지연의 상당한 프랙션(fraction)이라는 것이 인지될 수 있다. 만약, 이 경우에, 무선 네트워크에서 운반 층 접속에 이용가능한 대역폭이 짧은 시간 주기에 걸쳐 상당히 감소된 경우, 운반 등 송신기 및 수신기 사이의 종단-대-종단 지연이 결과적으로 증가하여 의사 타임-아웃이 발생된다. 대역폭 감소의 예는 구(old) 셀보다 적은 대역폭을 공급하는 셀 내로 핸드오버를 수행하는 이동 호스트를 포함시키는 것이다.
상술된 바와 같이, 본 발명을 사용할 때, 도 3과 관련하여 기술된 문제는 피해질 수 있다. 특히, 도 1과 관련하여 기술된 방법을 도 3의 문제에 적용할때, 송신 피어는 데이터 유닛의 원래 송신에 대한 확인 데이터 유닛 및 데이터 유닛의 재송신에 대한 확인 데이터 유닛을 구별할 수 있다. 이 정보로부터, 송신기는 의사 타임-아웃이 발생하는지, 또는 실제로 데이터 유닛이 손실이 있는지를 결정할 수 있다. 그리고 나서, 송신기는 이에 따라서 반응할 수 있다.
특히, 도 3의 예에서, 본 발명을 사용하는 송신기는 도시된 제 1 패킷을 재송신한 이후에 수신된 확인 데이터 유닛을 재송신(t=15s)에 대한 것이 아니라 원래 송신(t=10s)에 대한 확인인 것으로 식별할 수 있다. 이로인해, 송신기는 과도한 지연에 대해 적절한 응답 절차를 수행할 것이다. 즉, 제 1의 재송신된 데이터 유닛 다음의 데이터 유닛을 재송신하지 않으며, 또한 송신 속도가 감소되는 것이 아니라, 오히려 송신기는 데이터 유닛 원래 송신과 상기 원래 송신에 대한 대응 확인 데이터 유닛의 수신 사이에 측정된 지연에 근거하여 흐름 제어에서 사용될 타임 아웃 기간을 증가시킬 것이다. 이 방식에서, 부가적인 의사 재송신 및 타임-아웃은 피하여진다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 데이터의 확인 및 타임-아웃 기능 또는 중복 확인 검출 기능을 제공하는 프로토콜을 사용할때 통신 시스템을 보다 유연하게 하는 메커니즘을 제공할 수 있다. 서술된 예에서, 본 발명을 적용하면은 트리거링 이벤트에 자격을 부여할 수 있다. 즉, 둘 이상의 상이한 원인을 구별하고 나서, 적절한 응답 절차를 실행할 수 있다. 상기 예에서, 적응형 파라미터를 적응시키기 위한 모드는 한편으로는 데이터 유닛 손실과 관련되고 다른 한편으로는 과도한 지연과 관련되지만, 당연히 본 발명의 적용이 이에 결코 제한되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 오히려, 적응형 파라미터를 적응시키기 위한 모드는 타임-아웃 이벤트 또는 중복 확인 이벤트의 임의의 가능한 원인과 관련될 수 있다.
도 1에 설명된 예에서, 본 발명을 수행하는 단계(S5)에서 제공된 데이터 유닛과 관련된 확인 데이터 유닛이 상기 제공된 데이터 유닛의 원래 송신 또는 재송신을 확인하는지가 결정된다. 이 단계를 수행하기 위한 제 1의 바람직한 실시예를 따르면, 송신기는 송신 및 수신 피어 사이의 접속과 관련된 왕복시간(RTT)의 레코드를 유지하며, 특히 고려중인 시점까지의 세션 또는 접속 동안 발견된 가장 짧은 RTT의 레코드를 유지한다. 그리고 나서, 재송신된 데이터 유닛에 대한 확인 데이터 유닛이 상기 가장 짧은 RTT의 소정 프랙션보다 적은 시간 주기 내에서 수신된 경우, 송신기는 이 확인이 재송신이 아니라 원래 송신에 속한다는 것을 결정한다. 이 프랙션은 고정된 값으로 설정될 수 있거나, 그 자체가 적응형 파라미터일 수 있다. 당연히, 상기 프랙션과 승산된 비교 값이 가장 짧게 측정된 RTT일 필요는 없으며, 오히려 송신기는 평균 RTT 값을 유지할 수 있다. 이 의미에서, 상기 프랙션과 승산될 비교 값은 일반적으로 접속의 과정에서(세션 동안) 측정된 하나 이상의 RTT 값의 함수이다.
단계(S5)를 수행하기 위한 다른 바람직한 실시예에 따라서, 송신기는 자신이 송신하는 데이터 유닛에 마크를 부여하며, 여기서 상기 마크는 원래 송신과 재송신을 구별하도록 하는 방식으로 규정된다. 그리고 나서, 수신기는 이에 따라서 확인 데이터 유닛을 마킹하여 송신기가 확인이 원래 송신에 관한 것인지 또는 재송신에 관한 것인지를 식별할 수 있도록 한다.
데이터 유닛의 이 마킹은 임의의 바람직한 방식으로 행하여질 수 있다. 가령, 이론적으로, 단일 비트를 데이터 유닛으로 간단하게 지정할 수 있으며, 여기서 0의 값은 원래 송신을 나타내고 1의 값은 재송신을 나타내며, 역도 또한 같을 것이다. 일반적인 의미에서, 또한 얼마간 더 많은 정보를 송출할 수 있는 비트열이 선택될 수 있다. 그러나, 그러한 옵션을 제공하는 프로토콜과 관련하여, 시간 지정 옵션(time stamp option)을 사용하는 것이 바람직하다. 이 옵션은 예를 들어, TCP에 널리 공지되어 있으며, W. R. Stevens에 의한 상술된 책을 참조하라. 즉, 송신된 데이터 유닛 내에 시간 지정을 포함하는 것이 바람직하며, 이것은 데이터 유닛이 송신되는 때를 나타낸다. 그리고 나서, 수신기는 확인 데이터 유닛 내에 동일한 시간 지정을 포함할 수 있어서, 송신기가 확인이 관련된 데이터 유닛을 식별하는 특정 방식을 갖도록 한다.
본 발명이 바람직한 실시예에 관련하여 기술되었을지라도, 이 실시예들은 단지 본 발명을 보다 잘 이해하도록 하기 위한 것이지, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 결정된다.
본 발명은 송신된 데이터의 확인을 규정하고 타임-아웃 기능 또는 중복 확인 응답 기능과 같은 데이터 손실 검출 기능을 규정하는 통신 프로토콜을 사용하여 시스템에서 통신을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 본 발명의 방법 및 장치는 트리거링 이벤트의 취급시에 매우 유연하고, 특히 응답 절차가 트리거링 이벤트의 다양한 잠재적인 원인에 따라서 선택될 수 있는 방식으로 수행되어 소정 상황에 대한 정확한 응답 조치가 실행됨으로써 데이터 손실 검출 메커니즘이 트리거된 이후에 발생할 수 있는 상황을 실제로 악화시킬 수 있는 조치들이 피해지도록 한다.

Claims (12)

  1. 통신시 송신기가 송신될 데이터 량을 하나 이상의 데이터 유닛으로 분할하도록 하고 통신시 수신기가 확인 데이터 유닛을 상기 송신기로 귀환시킴으로써 데이터 유닛을 정확하게 수신하였다는 것을 확인하도록 하는 소정의 통신 프로토콜에 따라서 송신기 및 수신기 간의 데이터 유닛 지향 통신에서, 상기 송신기에 의해 수신되는 확인 데이터 유닛이 원래 송신 또는 재송신에 대응하는지를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 송신기가 송신할 데이터 유닛에 마크를 부가하는 단계로서, 상기 마크는 원래 송신 및 재송신 간을 구별하도록 하는 방식으로 규정되는, 부가 단계;
    상기 수신기가 이에 따라서 데이터 유닛에서 수신되는 상기 마크를 상기 수신된 데이터 유닛을 위한 확인 데이터 유닛에 부가하는 단계; 및,
    상기 송신기가 상기 수신된 확인 데이터 유닛이 상기 마크를 토대로 원래 송신 또는 재송신과 관련되는지를 결정하는 단계를 포함하는 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마크는 소정의 비트 스트링인 것을 특징으로 하는 검출 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마크는 타임 스탬프인 것을 특징으로 하는 검출 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 통신 프로토콜은 송신 제어 프로토콜인 것을 특징으로 하는 검출 방법.
  5. 통신시 송신기가 송신될 데이터 량을 하나 이상의 데이터 유닛으로 분할하도록 하고 통신시 수신기가 확인 데이터 유닛을 상기 송신기로 귀환시킴으로써 데이터 유닛을 정확하게 수신하였다는 것을 확인하도록 하는 소정의 통신 프로토콜에 따라서 데이터 유닛 지향 통신시키는 통신 장치로서,
    상기 통신 장치는 송신기로서 작용할 때, 원래 송신 및 재송신간을 구별하도록 하는 방식으로 규정된 마크를 송신할 데이터 유닛에 부가하도록 배치되고 상기 마크를 토대로 수신된 확인 데이터 유닛이 원래 송신 또는 재송신과 관련되는지를 결정하는 통신 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마크는 소정의 비트 스트링인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 마크는 타임 스탬프인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 소정의 통신 프로토콜은 송신 제어 프로토콜인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  9. 통신시 송신기가 송신될 데이터 량을 하나 이상의 데이터 유닛으로 분할하도록 하고 통신시 수신기가 확인 데이터 유닛을 상기 송신기로 귀환시킴으로써 데이터 유닛을 정확하게 수신하였다는 것을 확인하도록 하는 소정의 통신 프로토콜에 따라서 송신기 및 수신기간의 데이터 유닛 지향 통신에서, 상기 송신기에 의해 수신되는 확인 데이터 유닛이 원래 송신 또는 재송신에 대응하는지를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 송신기와 수신기간의 접속과 관련된 왕복 시간을 상기 송신기가 측정하는 단계;
    데이터 유닛의 재송신 및 상기 데이터 유닛과 관련된 제1 확인 데이터의 수신간의 시간을 결정하여 상기 시간을 상기 왕복 시간 측정들중 하나 이상의 측정으로부터 도출된 값과 비교하는 단계; 및,
    상기 비교를 토대로 상기 수신된 확인 데이터 유닛이 원래 송신 또는 재송신과 관련되는지를 결정하는 단계를 포함하는 검출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 왕복 시간 측정으로부터 도출된 값은 접속을 위한 최단 왕복시간이고, 상기 데이터 유닛의 재송신 및 상기 데이터 유닛과 관련된 제1 확인 데이터 유닛의 수신간의 시간이 상기 왕복 시간의 소정 프랙션 보다 작지 않다면 상기 수신된 확인 데이터 유닛은 재송신과 관련된다라고 결정하는 것을 특징으로 하는 검출 방법.
  11. 통신시 송신기가 송신될 데이터 량을 하나 이상의 데이터 유닛으로 분할하도록 하고 통신시 수신기가 확인 데이터 유닛을 상기 송신기로 귀환시킴으로써 데이터 유닛을 정확하게 수신하였다는 것을 확인하도록 하는 소정의 통신 프로토콜에 따라서 데이터 유닛 지향 통신시키는 통신 장치로서,
    상기 통신 장치는 송신기로서 작용할 때, 상기 송신기 및 수신기간의 접속과 관련된 왕복 시간을 측정하도록 하며, 데이터 유닛의 재송신 및 상기 데이터 유닛과 관련된 제1 확인 데이터 유닛의 수신간의 시간을 결정하여 상기 시간을 상기 왕복 시간 측정들중 하나 이상의 측정으로부터 도출된 값과 비교하도록 하고, 상기 수신된 확인 데이터 유닛이 상기 비교를 토대로 원래 송신 또는 재송신과 관련되는지를 결정하도록 하는 통신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 통신 장치는 또한, 상기 왕복 시간 측정으로부터 도출된 값이 접속을 위한 최단 왕복 시간이 되도록 하고 상기 데이터 유닛의 재송신 및 상기 데이터 유닛과 관련된 제1 확인 데이터 유닛의 수신간의 시간이 상기 왕복 시간의 소정 프랙션 보다 작지 않다면 상기 수신된 확인 데이터 유닛은 재송신과 관련된다라고 결정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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