KR101425300B1 - 다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법 - Google Patents

다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101425300B1
KR101425300B1 KR1020130001290A KR20130001290A KR101425300B1 KR 101425300 B1 KR101425300 B1 KR 101425300B1 KR 1020130001290 A KR1020130001290 A KR 1020130001290A KR 20130001290 A KR20130001290 A KR 20130001290A KR 101425300 B1 KR101425300 B1 KR 101425300B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
window size
path
window
sub
transmission
Prior art date
Application number
KR1020130001290A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140089251A (ko
Inventor
홍충선
타이 루푸엉 보
Original Assignee
경희대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경희대학교 산학협력단 filed Critical 경희대학교 산학협력단
Priority to KR1020130001290A priority Critical patent/KR101425300B1/ko
Publication of KR20140089251A publication Critical patent/KR20140089251A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101425300B1 publication Critical patent/KR101425300B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/27—Evaluation or update of window size, e.g. using information derived from acknowledged [ACK] packets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/28—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations
    • H04L47/283—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations in response to processing delays, e.g. caused by jitter or round trip time [RTT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

본 발명은 전송 제어 프로토콜에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다중경로 환경에서 송신 노드와 수신 노드의 혼잡 회피 제어를 위한 데이터 송신의 윈도우 크기를 적은 지연과 높은 처리율을 가지도록 제어하는 윈도우 크기 조절 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법{Method for managing width of window in multi-path TCP}
본 발명은 전송 제어 프로토콜에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다중경로 환경에서 송신 노드와 수신 노드의 혼잡 회피 제어를 위한 데이터 송신의 윈도우 크기를 적은 지연과 높은 처리율을 가지도록 제어하는 윈도우 크기 조절 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol, TCP)로 알려져 있는 전송 프로토콜은 지난 20여년 동안 인터넷을 통하여 신뢰성 있게 데이터를 전달하기 위한 사실상의 전송 프로토콜로서의 기능을 수행하였다. 전송 제어 프로토콜은 흐름 제어와 오류 제어를 통해 서비스의 신뢰성과 네트워크 적응성을 제공해 준다. 전송 제어 프로토콜에 사용되는 알고리즘은 인터넷 상에서 안정성, 신뢰성 및 공정성을 향상키시도록 설계되었으나 이러한 알고리즘은 통신 시스템들 사이에 단대단 경로(end-to end path)를 따라 일정한 조건이 존재할 때 전송 제어 프로토콜의 성능을 감소시킨다. 넓은 대역폭, 많은 지연 및 상당한 손실율을 포함하는 이러한 특성들은 스트리밍 서비스 등 오늘날의 인터넷에서는 보다 보편화되고 있다.
종래 전송 제어 프로토콜은 대다수의 네트워크들의 막대한 자원들에도 불구하고 대부분은 두 개의 네트워크 노드들 사이에서 단일 경로 라우팅(single- path routing)을 통해 순차적으로 데이터를 송신한다. 따라서 단일 경로를 통해 순차적으로 데이터를 송신하는 특성을 초월하여 다수 경로를 통해 데이터를 병렬로 전송하는 경우 성능(performance), 비용(cost), 기능성(functionality) 및 유연성(flexibility)을 향상시킬 수 있다.
최근 들어, 3G, Wi-Fi 등의 여러 인터페이스를 지닌 무선 단말이 증가함에 따라 전송 계층에서 다수의 네트워크 링크를 인지하고 활용할 수 있도록 해주는 다중 경로 전송 제어 프로토콜의 중요성이 부각되고 있다.
다중경로 전송제어프로토콜(Multipath TCP, MPTCP)은 최근에 IETF에 의해 표준화가 완료된 멀티패스 기술로, 통신 노드들 사이에 다중 네트워크 주소를 사용하여 여러 개의 부경로(sub-flow)를 동시에 구성함으로써 다중경로 TCP 세션을 구성할 수 있도록 하는 기술이다. 사용자는 MPTCP를 이용하여 다중 TCP 연결을 구성할 수 있으며 MPTCP를 통해 TCP의 성능 향상을 기대할 수 있다.
다중경로 전송제어프로토콜의 특징은 기존 전송제어프로토콜(TCP)을 기반으로 구성되었기 때문에 기본적으로 전송제어프로토콜(TCP)을 하위 지원하며 아래 다중경로 전송제어 프로토콜의 기본 조건을 만족하여야 한다.
조건1: 대역폭 향상
다중경로의 전체 전송속도는 다중경로 중 최고의 전송속도를 가지는 부경로의 전송속도보다 최소한 같아야 한다.
조건2: 다른 트래픽에 영향 최소화
다중경로를 구성하는 각 부경로의 대역폭은 단일경로로 데이터를 전송할 때의 대역폭보다 작아야 한다.
조건3: 혼잡 분배
다중 경로의 부경로는 혼잡한 경로를 피할 수 있어야 한다.
종래 다중경로 전송제어프로토콜에서는 다중 경로 사이에서 혼잡 회피를 제어하기 위하여 부경로(i)에서 윈도우의 크기(cwndi)를 아래의 수학식(01)과 같이 조절하였다.
[수학식 01]
Figure 112013001176070-pat00001
여기서 min(a, b)는 a, b 중 작은 값을 취하는 함수이며, MSSi는 부경로(i)에서 최대 세그먼트의 크기, cwndtotal는 모든 부경로의 윈도우 크기의 합을 의미하며, ackedbyte는 송신 노드에서 정보 메시지 송신 후 수신 노드로부터 수신한 수신 확인 메시지(ACK)의 데이터 크기를 의미하며, α는 정보 메시지를 송신한 후 수신 메시지를 수신할 때까지의 시간에 따라 조절되는 윈도우 조절 인자를 의미한다.
그러나 종래 다중경로 전송제어프로토콜의 윈도우 크기 조절 방법은 여러 명의 다중경로 사용자가 여러 경로를 서로 공유한 상태에서 데이터를 송수신하는 경우 네트워크 자원을 고르게 분배하지 못하며, 네트워크 자원을 최대로 효율적으로 사용자지 못한다는 문제점을 가지고 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 목적은 다중경로 전송제어프로토콜에서 종래 윈도우 크기 조절 방법이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 것은 데이터의 윈도우 크기를 메시지의 단위 송수신 시간과 전송률에 따라 유동적으로 조절하여 네트워크 자원을 최대한 이용할 수 있는 데이터의 윈도우 크기 조절 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 윈도우 크기 조절 인자를 설정 주기마다 갱신하여 변화하는 네트워크 환경에 따라 윈도우 크기를 조절하여 네트워크의 혼잡을 회피하고 전송율을 극대화할 수 있는 데이터의 윈도우 크기 조절 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 데이터의 윈도우 크기 조절 방법은 송신 노드에서 다중 경로를 구성하는 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률을 계산하는 단계와, 송신 노드에서 설정한 주기마다 측정한 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률에 기초하여 윈도우 크기 조절 인자를 계산하는 단계와, 송신 노드에서 각 부경로의 데이터 확인 메시지의 수신 여부에 따라 윈도우 크기 조절 인자와 각 부경로의 현재 윈도우 크기에 기초하여 각 부경로의 다음 윈도우 크기를 증감 조절하는 단계를 포함한다.
여기서 다음 윈도우 크기는 다중경로의 전체 전송속도를 다중경로 중 최고의 전송속도를 가지는 부경로의 전송속도보다 최소한 같도록, 다중경로를 구성하는 각 부경로의 대역폭을 단일경로로 데이터를 전송할 때의 대역폭보다 작도록 조절되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 각 부경로의 다음 윈도우 크기를 증감 조절하는 단계는 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하였는지 판단하는 단계와, 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하는 경우 수신 확인 메시지를 수신한 부경로의 다음 윈도우 크기를 현재 윈도우 크기의 2배 이하의 범위에서 윈도우 크기 조절 인자에 비례하여 증가시키는 단계와, 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 경우 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 부경로의 다음 윈도우 크기를 현재 윈도우 크기의 1/2로 감소시키는 단계를 포함한다.
여기서 각 부경로의 단위 송수신 시간은 송신 노드가 현재 윈도우 크기로 데이터를 수신 노드로 송신 후, 수신 노드로부터 데이터 확인 메시지를 수신할 때까지 소요되는 시간을 의미한다.
바람직하게, 부경로(i)의 데이터 전송률(xi)은 아래의 수학식(1)에 의해 계산되며,
[수학식 1]
Figure 112013001176070-pat00002
여기서 cwndi는 부경로(i)의 현재 윈도우 크기를 의미하며, RTTi는 부경로(i)의 단위 송수신 시간을 의미한다.
부경로(i)에 대한 윈도우 크기 조절 인자(θi)는 아래의 수학식(2)에 의해 계산되며,
[수학식 2]
Figure 112013001176070-pat00003
여기서 RTTi는 부경로(i)의 단위 송수신 시간을 의미하며, RTTmin은 다중 경로를 구성하는 다수 부경로의 단위 송수신 시간 중 가장 작은 단위 송수신 시간을 의미하며, n은 송신 노드와 수신 노드 사이의 다중 경로를 구성하는 부경로의 수인 것을 특징한다.
수신 확인 메시지를 수신한 부경로의 다음 윈도우 크기는 아래의 수학식(3)에 의해 계산되며,
[수학식 3]
Figure 112013001176070-pat00004
여기서 MIN(a, b)는 a, b 중 작은 값을 선택하는 함수이며, ε는 윈도우 크기 부조절 인자인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 데이터의 윈도우 크기 조절 장치는 송신 노드와 수신 노드 사이의 다중 경로를 구성하는 각 부경로의 단위 송수신 시간(RTT)을 계산하는 단위 송수신 시간 계산부와, 단위 송수신 시간에 기초하여 송신 노드와 수신 노드 사이의 각 부경로의 전송률(x)을 계산하는 전송률 계산부와, 설정 주기마다 측정한 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률에 기초하여 윈도우 크기 조절 인자(θ)를 계산하는 조절 인자 계산부와, 각 부경로에서 데이터 확인 메시지의 수신 여부에 따라 윈도우 크기 조절 인자와 각 부경로의 현재 윈도우 크기(cwndi)에 기초하여 각 부경로의 다음 윈도우 크기(cwndi +1)를 증감 조절하는 윈도우 크기 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중경로 환경에서 데이터의 윈도우 크기를 조절하는 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
먼저, 본 발명에 따른 데이터의 윈도우 크기 조절 방법은 데이터의 윈도우 크기를 메시지의 단위 송수신 시간과 전송률에 따라 유동적으로 조절함으로써, 네트워크 자원을 최대한 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 데이터의 윈도우 크기 조절 방법은 윈도우 크기 조절 인자를 설정 주기마다 갱신하여 윈도우 크기를 조절함으로써, 변화하는 네트워크 환경에 따라 윈도우 크기를 조절하여 네트워크의 혼잡을 회피하고 전송율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다중경로 통신 시스템을 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2는 송신 노드와 수신 노드 사이에 형성된 다중 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 송신 노드에서 본 발명에 따른 각 부경로의 데이터 윈도우 크기를 조절하는 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 데이터의 윈도우 크기 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 데이터 윈도우 크기 조절 방법에서 윈도우 크기를 조절하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 윈도우 크기 부조절 인자에 따른 단일경로의 트래픽과 다중경로를 구성하는 부경로 사이의 트래픽 분할 정도를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 윈도우 크기를 조절 방법과 종래 윈도우 크기 조절 방법의 성능을 평가하기 위한 그래프이다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 다중경로 환경의 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법 및 장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중경로 통신 시스템을 설명하기 위한 기능 블록도이며, 도 2는 송신 노드와 수신 노드 사이에 형성된 다중 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 1과 도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 송신 노드(10)와 수신 노드(20)는 네트워크를 통해 접속되어 있다. 네트워크(1)는 송신 노드(10)와 수신 노드(20)에서 사용되는 인터페이스에 따라 데이터를 송수신하는 유선/무선 네트워크이다.
송신 노드(10)와 수신 노드(20)는 다수의 네트워크 주소를 이용하여 다수의 TCP 세션을 설정하며 각 TCP 세션을 통해 다수의 부경로로 접속되어 데이터를 송수신한다. 송신 노드(10)는 다수의 부경로(sub-flow)를 통해 데이터를 송신하는 경우 각 부경로에 대한 데이터 윈도우 크기를 설정하고, 설정한 윈도우 크기로 데이터를 송신함으로써, 각 부경로에 대한 혼잡을 회피 제어한다.
도 3은 송신 노드에서 본 발명에 따른 각 부경로의 데이터 윈도우 크기를 조절하는 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 송수신부(110)는 다중 경로를 구성하는 각 부경로의 데이터 윈도우 크기로 데이터를 송신하기 위한 정보 메시지를 생성하여 수신 노드로 송신하며, 각 부경로를 통해 정보 메시지를 수신한 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신한다. 단위 송수신 시간 계산부(120)는 각 부경로에 대한 정보 메시지의 송신 시간과 수신 확인 메시지의 수신 시간을 측정하여 각 부경로에 대해 정보 메시지의 송신 후 확인 메시지를 수신할 때까지의 시간 차이, 즉 단위 송수신 시간(RTT)를 계산한다. 한편, 전송률 계산부(130)는 계산한 각 부경로의 단위 송수신 시간에 기초하여 각 부경로의 데이터의 전송률을 계산한다.
조절 인자 계산부(140)는 설정 주기마다 측정한 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률에 기초하여 각 부경로의 데이터 윈도우 크기를 갱신 조절하는데 사용되는 윈도우 크기 조절 인자(θ)를 계산한다. 여기서 설정 주기는 단위 송수신 시간을 기준으로 설정된다. 메시지 수신 판단부(150)는 송수신부(110)를 통해 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하였는지를 판단하며, 수신 확인 메시지를 수신할 때마다 단위 송수신 시간의 횟수를 카운트한다.
조절 인자 계산부(140)는 단위 송수신 시간의 카운트 횟수에 기초하여 설정 주기마다 각 부경로의 데이터 윈도우 크기를 갱신하기 위한 윈도우 크기 조절 인자를 계산한다. 여기서 설정 주기는 단위 송수신 시간을 기준으로 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, k(k는 자연수)번째 단위 송수신 시간마다 데이터 윈도우 크기를 갱신 조절하기 위한 윈도우 크기 조절 인자를 계산한다. 설정 주기를 짧게 설정하는 경우 다중 경로를 구성하는 각 부경로의 혼잡 정도에 따라 빠르게 적응하여 혼잡을 회피할 수 있으나 계산량이 증가하여 부하를 발생시키며 설정 주기를 길게 설정하는 경우 각 부경로의 혼잡 정보에 따라 혼잡을 빠르게 회피 제어하지 못하나 계산량 부하를 줄일 수 있으므로, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 설정 주기를 조절할 수 있다.
윈도우 크기 조절부(160)는 각 부경로에서 수신 확인 메시지의 수신 여부에 따라 갱신된 윈도우 크기 조절 인자와 각 부경로의 현재 윈도우 크기(cwndi)에 기초하여 각 부경로의 다음 윈도우 크기(cwndi +1)를 증감 조절한다.
도 4는 본 발명에 따른 데이터의 윈도우 크기 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 송신 노드에서 다중 경로를 구성하는 각 부경로의 단위 송수신 시간을 계산하고(S110), 계산한 각 부경로의 단위 송수신 시간에 기초하여 각 부경로에 대한 전송률을 아래의 수학식(1)과 같이 계산한다.
[수학식 1]
Figure 112013001176070-pat00005
여기서 cwndi는 부경로(i)의 현재 윈도우 크기를 의미하며, RTTi는 부경로(i)의 단위 송수신 시간을 의미한다.
수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신할 때마다 단위 송수신 시간을 카운트하여 설정 주기에 도달하였는지 판단하여(S130), 설정 주기에 도달한 경우 설정한 주기마다 측정한 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률에 기초하여 윈도우 크기 조절 인자를 아래의 수학식(2)와 같이 계산하고 계산한 윈도우 크기 조절 인자로 기존 윈도우 크기 조절 인자를 갱신한다(S140).
[수학식 2]
Figure 112013001176070-pat00006
여기서 RTTi는 설정 주기에서 부경로(i)의 단위 송수신 시간을 의미하며, RTTmin은 다중 경로를 구성하는 다수 부경로의 설정 주기에서의 단위 송수신 시간 중 가장 작은 단위 송수신 시간을 의미하며, n은 송신 노드와 수신 노드 사이의 다중 경로를 구성하는 부경로의 수를 의미한다.
설정 주기 이후에 각 부경로의 데이터 윈도우 크기를 갱신한 윈도우 크기 조절 인자로 조절하는데, 설정 주기 이후 각 부경로에서 수신 확인 메시지의 수신 여부에 따라 윈도우 크기 조절 인자와 각 부경로의 현재 윈도우 크기에 기초하여 각 부경로의 다음 윈도우 크기를 증감 조절한다(S150).
바람직하게 다음 윈도우 크기는 다중경로의 전체 전송속도를 다중경로 중 최고의 전송속도를 가지는 부경로의 전송속도보다 최소한 같게 그리고 다중경로를 구성하는 각 부경로의 대역폭을 단일경로로 데이터를 전송할 때의 대역폭보다 작도록 조절된다.
도 5는 본 발명에 따른 데이터 윈도우 크기 조절 방법에서 윈도우 크기를 조절하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참로로 보다 구체적으로 살펴보면, 설정 주기 이후 송신 노드에서 수신 노드로 정보 메시지를 송신 후 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하였는지 판단하여(S151), 수신 확인 메시지를 수신한 경우 수신 확인 메시지를 수신한 부경로의 다음 윈도우 크기를 현재 윈도우 크기의 2배 이하의 범위에서 갱신한 윈도우 크기 조절 인자에 비례하도록 계산한다(S153). 바람직하게, 수신 확인 메시지를 수신한 부경로의 다음 윈도우 크기는 아래의 수학식(3)과 같이 계산한다.
[수학식 3]
Figure 112013001176070-pat00007
여기서 MIN(a, b)는 a, b 중 작은 값을 선택하는 함수이며, ε는 윈도우 크기 부조절 인자이다. 바람직하게, 윈도우 크기 부조절 인자는 0.1로 설정된다.
계산한 다음 윈도우 크기로 데이터 윈도우 크기를 증가시켜 증가한 윈도우 크기의 정보 메시지를 생성하여 수신 노드로 송신한다(S155).
한편, 설정 주기 이후 송신 노드에서 수신 노드로 정보 메시지를 송신 후 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 경우, 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 부경로의 다음 윈도우 크기를 현재 윈도우 크기보다 작게 계산한다(S157). 바람직하게, 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 경우 부경로의 다음 윈도우 크기는 현재 윈도우 크기의 반으로 계산한다.
계산한 다음 윈도우 크기로 데이터 윈도우 크기를 감소시켜 감소한 윈도우 크기의 정보 메시지를 생성하여 수신 노드로 송신한다(S159).
도 6은 윈도우 크기 부조절 인자에 따른 단일경로의 트래픽과 다중경로를 구성하는 부경로 사이의 트래픽 분할 정도를 보여주는 그래프이다.
도 6(a)를 참고로 살펴보면, 윈도우 크기 부조절 인자(ε)의 값이 0일 때는 부경로(MP1과 MP2)간의 트래픽 분할이 거의 되지 않고 하나의 부경로로만 데이터가 집중되어 흐르는 것을 볼 수 있다.
도 6(c)를 참고로 살펴보면, 윈도우 크기 부조절 인자(ε)의 값이 1로 증가함에 따라 좀더 고르게 전송률이 부경로(MP1, MP2)에 분할되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 6(a)와 도 6(c)를 참고로 살펴보면, 윈도우 크기 부조절 인자값이 0일 때 다중경로의 부경로의 트래픽과 단일경로의 트래픽이 서로 고르게 네트워크 대역폭을 공유하고 있으나 윈도우 크기 부조절 인자값이 1로 증가하면서 다중경로의 부경로의 트래픽이 네트워크의 자원을 크게 점유하는 모습을 보이고 있다. 이는 다중경로 전송 프로토콜의 기본조건을 위배하는 것이다.
따라서 윈도우 크기 부조절 인자값을 적절하게 지정하는 것이 필요한데 실험 결과 도 6(b)와 같이 윈도우 크기 부조절 인자값이 0.1일 때 부경로 사이의 트래픽 분할도 균등하며 단일경로와 거의 비슷하게 네트워크 자원을 점유하는 것을 확인 할 수 있었다.
도 7은 본 발명에 따른 윈도우 크기를 조절 방법과 종래 윈도우 크기 조절 방법의 성능을 평가하기 위한 그래프이다.
도 7(a)는 다중경로 전송 프로토콜을 사용하여 다수의 사용자가 다수 부경로를 통해 데이터를 송수신하는 다중경로 환경을 나타내는 도면이다.
도 7(a)에 도시되어 있는 다중경로 환경에서 전송율 성능을 도시하고 있는 도 7(b)을 참고로 살펴보면, 완전 결합은 가장 이상적인 경우이며 비결합은 최악의 결과를 보여주는 비교군이다. 도 7(b)에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 윈도우 크기 조절 방법은 종래기술과 비교하여 MP2 사용자의 대역폭을 비교할 때 조금 더 나은 성능을 보여주는 것을 알 수 있다.
1: 네트워크 10: 송신 노드
20: 수신 노드 110: 송수신부
120: 단위 송수신 시간 계산부 130: 전송률 계산부
140: 조절 인자 계산부 150: 메시지 수신 판단부
160: 윈도우 크기 조절부

Claims (12)

  1. 다중경로 전송 제어 프로토콜로 데이터를 송수신하는 송신 노드와 수신 노드 사이에서 데이터의 윈도우 크기를 조절하는 방법에 있어서,
    상기 송신 노드에서 상기 다중 경로를 구성하는 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률을 계산하는 단계;
    상기 송신 노드에서 설정한 주기마다 측정한 상기 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률에 기초하여 윈도우 크기 조절 인자를 계산하는 단계; 및
    상기 각 부경로에서 수신 확인 메시지의 수신 여부에 따라 상기 윈도우 크기 조절 인자와 상기 각 부경로의 현재 윈도우 크기에 기초하여 상기 송신 노드에서 상기 각 부경로의 다음 윈도우 크기를 증감 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 다음 윈도우 크기는 다중경로의 전체 전송속도를 상기 다중경로 중 최고의 전송속도를 가지는 부경로의 전송속도보다 최소한 같도록, 상기 다중경로를 구성하는 각 부경로의 대역폭을 단일경로로 데이터를 전송할 때의 대역폭보다 작도록 조절되는 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 부경로의 다음 윈도우 크기를 증감 조절하는 단계는
    상기 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하였는지 판단하는 단계;
    상기 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하는 경우, 상기 수신 확인 메시지를 수신한 부경로의 상기 다음 윈도우 크기를 상기 현재 윈도우 크기의 2배 이하의 범위에서 상기 윈도우 크기 조절 인자에 비례하여 증가시키는 단계; 및
    상기 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 부경로의 상기 다음 윈도우 크기를 상기 현재 윈도우 크기의 1/2로 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 각 부경로의 단위 송수신 시간은 상기 송신 노드가 현재 윈도우 크기로 데이터를 상기 수신 노드로 송신 후, 상기 수신 노드로부터 데이터 확인 메시지를 수신할 때까지 소요되는 시간인 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 부경로(i)의 데이터 전송률(xi)은 아래의 수학식(1)에 의해 계산되며,
    [수학식 1]
    Figure 112013001176070-pat00008

    여기서 cwndi는 부경로(i)의 현재 윈도우 크기를 의미하며, RTTi는 부경로(i)의 단위 송수신 시간을 의미하는 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 부경로(i)에 대한 상기 윈도우 크기 조절 인자(θi)는 아래의 수학식(2)에 의해 계산되며,
    [수학식 2]
    Figure 112013001176070-pat00009

    여기서 RTTi는 부경로(i)의 단위 송수신 시간을 의미하며, RTTmin은 다중 경로를 구성하는 다수 부경로의 단위 송수신 시간 중 가장 작은 단위 송수신 시간을 의미하며, n은 상기 송신 노드와 수신 노드 사이의 다중 경로를 구성하는 부경로의 수인 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 수신 확인 메시지를 수신한 부경로의 상기 다음 윈도우 크기는 아래의 수학식(3)에 의해 계산되며,
    [수학식 3]
    Figure 112013001176070-pat00010

    여기서 MIN(a, b)는 a, b 중 작은 값을 선택하는 함수이며, ε는 윈도우 크기 부조절 인자인 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 윈도우 크기 부조절 인자는 0.1인 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 방법.
  9. 송신 노드와 수신 노드 사이의 다중 경로를 구성하는 각 부경로의 단위 송수신 시간(RTT)을 계산하는 단위 송수신 시간 계산부;
    상기 단위 송수신 시간에 기초하여 상기 송신 노드와 수신 노드 사이의 상기 각 부경로의 전송률(x)을 계산하는 전송률 계산부;
    설정 주기마다 측정한 상기 각 부경로의 단위 송수신 시간과 전송률에 기초하여 윈도우 크기 조절 인자(θ)를 계산하는 조절 인자 계산부; 및
    상기 각 부경로에서 데이터 확인 메시지의 수신 여부에 따라 상기 윈도우 크기 조절 인자와 상기 각 부경로의 현재 윈도우 크기(cwndi)에 기초하여 상기 각 부경로의 다음 윈도우 크기(cwndi+1)를 증감 조절하는 윈도우 크기 조절부를 포함하며,
    상기 윈도우 크기 조절부는 상기 다중 경로 중 최고의 전송속도를 가지는 부경로의 전송속도보다 상기 다중경로의 전체 전송속도가 최소한 같으며, 상기 다중 경로를 구성하는 부경로의 대역폭을 단일경로로 데이터를 전송할 때와 최대 동일하도록 상기 다음 윈도우 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 장치.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 윈도우 크기 조절부는
    상기 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하는 경우, 상기 수신 확인 메시지를 수신한 부경로의 상기 다음 윈도우 크기를 상기 현재 윈도우 크기의 2배 이하의 범위에서 상기 윈도우 크기 조절 인자에 비례하여 증가시키며,
    상기 수신 노드로부터 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 부경로의 상기 다음 윈도우 크기를 상기 현재 윈도우 크기의 1/2로 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 윈도우 크기 조절부는
    상기 수신 확인 메시지를 수신한 부경로(i)의 상기 다음 윈도우 크기를 아래의 수학식(4)와 같이 계산하며,
    [수학식 4]
    Figure 112013001176070-pat00011

    여기서 MIN(a, b)는 a, b 중 작은 값을 선택하는 함수이며, ε는 윈도우 크기 부조절 인자인 것을 특징으로 하는 윈도우 크기 조절 장치.
KR1020130001290A 2013-01-04 2013-01-04 다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법 KR101425300B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130001290A KR101425300B1 (ko) 2013-01-04 2013-01-04 다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130001290A KR101425300B1 (ko) 2013-01-04 2013-01-04 다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140089251A KR20140089251A (ko) 2014-07-14
KR101425300B1 true KR101425300B1 (ko) 2014-07-31

Family

ID=51737492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130001290A KR101425300B1 (ko) 2013-01-04 2013-01-04 다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101425300B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105049369A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 浙江大学 异构无线网络中基于mptcp的视频传输拥塞控制方法
KR20200058994A (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 울산과학기술원 혼잡 제어 방법 및 장치
US11349739B2 (en) 2018-10-16 2022-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for splitting data in multi-connectivity

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102411188B1 (ko) * 2015-11-30 2022-06-21 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서의 혼잡 관리 장치 및 방법
KR102011194B1 (ko) 2017-01-17 2019-08-14 인제대학교 산학협력단 위치주소 지정에 의한 파일 은닉 방법 및 시스템
KR102021177B1 (ko) 2017-01-17 2019-09-11 인제대학교 산학협력단 동적 분리 채널에서의 메시지 인증코드 전송을 통한 위변조 검증 방법 및 시스템

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
강형규 외 1명, "멀티패스 통신을 위한 효과적인 패킷 스케줄링 기법," 제35호 한국정보처리학회 춘계학술대회 논문집 제18권 1호, p. 597, (2011.05.) *
강형규 외 1명, "멀티패스 통신을 위한 효과적인 패킷 스케줄링 기법," 제35호 한국정보처리학회 춘계학술대회 논문집 제18권 1호, p. 597, (2011.05.)*
강형규 외 2명, "무선 환경에서 스트리밍 서비스를 위한 멀티패스 TCP 혼잡 제어," 정보과학회논문지: 정보통신 제39권 제2호, p. 118, (2012.04.) *
강형규 외 2명, "무선 환경에서 스트리밍 서비스를 위한 멀티패스 TCP 혼잡 제어," 정보과학회논문지: 정보통신 제39권 제2호, p. 118, (2012.04.)*

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105049369A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 浙江大学 异构无线网络中基于mptcp的视频传输拥塞控制方法
US11349739B2 (en) 2018-10-16 2022-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for splitting data in multi-connectivity
KR20200058994A (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 울산과학기술원 혼잡 제어 방법 및 장치
KR102139378B1 (ko) * 2018-11-20 2020-07-29 울산과학기술원 혼잡 제어 방법 및 장치
US11362953B2 (en) 2018-11-20 2022-06-14 Ulsan National Institute Of Science And Technology Method and apparatus for controlling congestion
US11974352B2 (en) 2018-11-20 2024-04-30 Ulsan National Institute Of Science And Technology Method and apparatus for determining bottleneck link

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140089251A (ko) 2014-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11876711B2 (en) Packet transmission system and method
KR101425300B1 (ko) 다중 경로 환경에서 데이터 윈도우 크기를 조절하는 방법
US20170187641A1 (en) Scheduler, sender, receiver, network node and methods thereof
CN111316605B (zh) 第3层公平速率拥塞控制通知
KR102536208B1 (ko) 데이터 흐름을 페이스 조정하기 위한 시스템 및 방법
US6754228B1 (en) Method and device for data flow control
EP1417808B1 (en) Method and system for congestion control in a communications network
KR102187810B1 (ko) 통신 시스템에서 데이터 흐름 제어 장치 및 방법
CN108540380B (zh) 多子流网络传输方法及装置
EP2396943B1 (en) Controlling bandwidth share
CN111656740A (zh) 用于识别数据分组网络中的候选流的系统和方法
KR101992750B1 (ko) 라우터 장치 및 그의 혼잡 제어 방법
KR102318284B1 (ko) 데이터 전송 경로의 혼잡 탐지 방법 및 장치
US9948565B2 (en) Method and implementation of zero overhead rate controlled (ZORC) information transmission via digital communication link
WO2016100890A1 (en) Smooth bandwidth-delay product variation inside wireless networks
KR20140088097A (ko) 데이터의 송신 제어 기법
EP2095594B1 (en) A method and device for transmitting tcp data over asymmetric links
JP4577220B2 (ja) トークンバケットによるトラヒック制御装置、方法及びプログラム
KR102176176B1 (ko) 전송 제어 프로토콜을 이용하는 무선 네트워크에서 혼잡 제어 방법 및 장치
Wang et al. eMPTCP: Towards high performance multipath data transmission by leveraging SDN
Park et al. Minimizing application-level delay of multi-path TCP in wireless networks: A receiver-centric approach
US20200162384A1 (en) Network switching device and method for performing marking using the same
KR102626729B1 (ko) 무선 네트워크 mptcp 혼잡 윈도우 제어 장치 및 방법
Raniwala et al. Evaluation of a stateful transport protocol for multi-channel wireless mesh networks
JP2012134907A (ja) Ｔｃｐ転送装置およびそのプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170627

Year of fee payment: 4