KR20020038376A - 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법은 패킷(packet) 형태로 세그먼트(segment)된 데이터를 송신측 및 수신측의 데이터 처리능력에 따라 일정한 크기의 윈도우(window)로 나누어 전송하는 윈도우 전송단계와, 상기 수신측에 전송된 윈도우의 각각의 패킷에 대한 전송확인코드를 순차적으로 상기 송신측으로 전송하는 전송확인코드 전송단계와, 상기 송신측에 수신된 전송확인코드를 비교하여 전송중에 분실된 패킷과 다음 패킷을 일정한 크기의 윈도우로 구성하여 전송하는 분실패킷 전송단계로 이루어져 전송 윈도우의 패킷 중 분실된 패킷이 있을 경우에 분실된 패킷과 다음 패킷을 순차적으로 윈도우 크기만큼 전송함으로서 데이터 전송에 소요되는 시간을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법{A method to improve Forwarding speed of a sliding window method}

본 발명은 전송속도가 향상된 슬라이딩 윈도우 방법에 관한 것으로서, 전송 윈도우의 패킷 중 분실된 패킷이 있을 경우에 분실된 패킷을 포함하여 다음 패킷과 윈도우를 구성하여 전송하는 전송속도가 향상된 슬라이딩 윈도우 방법에 관한 것이다.

TCP(transmission control protocol)는 인터넷 상의 컴퓨터들 사이에서 데이터를 메시지의 형태로 보내기 위해 IP(internet protocol)와 함께 사용되는 프로토콜의 일종으로, IP가 실제로 데이터의 배달처리를 관장하는 동안 TCP는 데이터 패킷을 추적 관리한다.

도 1은 현재 가장 일반적으로 통신기술을 분류하는 OSI 7 계층(Open Systems Interconnection 7 layer)을 도시한 것으로, 통신 네트워크로 구성된 컴퓨터가 어떤 방법으로 데이터를 전송할 것인가에 대한 표준규약 또는 참조모델로서 기종이 다른 컴퓨터 사이에 모순됨 없이 통신이 가능하도록 유도하는 것이다.

OSI 7 계층(10)은 이용자가 메시지를 주고받는데 사용되는 상위 4 계층(4, 5, 6, 7)과, 메시지가 호스트를 통과할 수 있도록 하는 하위 3 계층(1, 2, 3)으로 나눌 수 있다.

상기 상위 4 계층(4, 5, 6, 7)은 통신상대, 서비스 품질, 사용자 인증과 비밀을 고려하고 데이터 구문의 제약을 정하는 응용 계층인 7 계층(7)과, 운영체제의 한 부분으로 입력 또는 출력되는 데이터를 하나의 표현 형태에서 다른 표현 형태로 변환하는 표현 계층인 6 계층(6)과, 통신 세션을 구성하는 세션 계층인 5 계층(5)과, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하여 종단간 제어와 에러를 관리하는 트랜스포트 계층인 4 계층(4)으로 구성된다.

상기 하위 3 계층(1, 2, 3)은 데이터 경로를 제어하는 네트워크 계층인 3 계층(3)과, 전송확인 및 관리를 담당하는 데이터링크 계층인 2 계층(2)과, 전송매체를 통해 데이터를 주고받은 하드웨어 수단을 제공하는 물리 계층인 1 계층(1)으로 구성된다.

TCP는 상기와 같은 OSI 7 계층 중 4 계층을 형성하는 트랜스포트 계층(4)을 대표함으로써 상위층에서 받은 데이터를 적절한 크기로 세그먼트(segment)하고 신뢰성 있는 전송을 하기위해 각 세그먼트에 대해 순서번호(sequence number : 11)를 도 2에 도시한 헤더(H)를 이용하여 표시한다.

도 3은 종래의 데이터 전송방법을 도시한 것으로, 전송하기를 원하는 데이터를 세그먼트한 각 패킷을 송신측(30)에서 송부함에 있어서, 전송된 데이터에 대해 수신측(31)으로부터 상기 패킷을 전송받았다는 확인을 위해 ACK(acknowledge : 이하 ACK)를 송부받게 된다.

이때 전송 중에 네트워크(32)의 장애로 인해 패킷이 분실되어 송신측(30)에서 ACK를 수신하지 못하게 되면, 상기 패킷을 전송한 송신측(30)은 약 RTT(roundtrip time : 현재 데이터 송수신시 걸리는 시간)의 2배만큼 기다린 후 ACK를 전송받지 못하면 전송된 패킷이 분실된 것으로 간주하고 상기 분실된 패킷에 대한 재전송을 수행한다.

반면에 송신측(30)에서 전송한 패킷이 분실없이 전송되어 ACK를 전송받게 되면 패킷이 전송된 것으로 간주하고 다음 패킷을 전송한다.

그러나, 이와 같은 데이터 전송방법은 하나의 패킷을 전송하고 그 패킷에 대한 ACK를 받은 후 다음 패킷을 전송하는 방법으로 하나의 패킷 전송이 완료되었다는 확인이 있어야만 다음 패킷의 전송이 수행되므로 데이터의 전송속도가 매우 느리다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것이 도 4에 도시된 슬라이딩 윈도우 기법이다.

슬라이딩 윈도우 기법은 송신측(40)과 수신측(41)의 통신버퍼 및 능력을 고려하여 다수개의 패킷으로 형성된 윈도우(W11, W12) 사이즈를 설정하고 이를 순차적으로 네트워크(42)를 통해 전송한다.

즉, 하나의 패킷을 보내고 ACK를 전송받을 때까지 기다리는 것이 아니라 윈도우(W11, W12)의 크기만큼의 패킷을 순차적으로 전송하고 이에 대한 ACK를 받게 되는 방법이다.

그러나 이러한 슬라이딩 윈도우 기법은 도 5에 도시된 바와 전송 중에 윈도우(W21)의 패킷 2(P12)을 분실되었을 경우 패킷 1(P11)과 패킷 3(P13)에 대한 ACK 수신 후 RTT 2배의 시간을 기다린 동안에도 패킷 2(P12)의 ACK가 도착하지 않으면패킷이 분실된 것으로 판단하고 다시 패킷 2(P12)를 재전송하게 된다.

상기 재전송된 패킷 2(P12)에 대한 ACK가 도착하기를 기다리게 되고, 이 ACK가 도착하게 되면 다음 윈도우(W22)의 패킷이 순차적으로 전송되게 된다.

그러나, 종래의 슬라이딩 윈도우 기법은 하나의 패킷 전송이 완료되어야 만 다음 패킷이 전송되는 메시지 전송방법 보다는 데이터 전송속도가 향상되지만 하나의 윈도우를 형성하는 패킷 중 전송과정에서 분실된 패킷이 발생할 경우 상기 분실패킷에 대한 전송을 완료한 후 다음 윈도우 전송이 수행되기 때문에 시간적으로 효율적인 데이터 전송이 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 전송 윈도우의 패킷 중 분실된 패킷이 있을 경우에 분실된 패킷을 포함하여 다음 패킷과 순차적으로 윈도우를 구성하여 전송하는 전송속도가 향상된 슬라이딩 윈도우 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 OSI 7 계층(Open Systems Interconnection 7 layer)을 도시한 구성도,

도 2는 패킷 헤더의 내용을 도시한 구성도,

도 3은 종래 기술에 의한 데이터 패킷 전송방법을 도시한 흐름도,

도 4는 데이터 패킷 전송방법을 향상한 종래 기술에 의한 슬라이딩 윈도우 기법을 도시한 흐름도,

도 5는 종래의 슬라이딩 윈도우 기법 데이터 전송중 분실패킷 발생시 패킷 전송을 도시한 흐름도,

도 6은 본 발명에 의한 슬라이잉 윈도우 방법을 도시한 흐름도

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

W31, W32 : 윈도우 P21 : 패킷 1

P22 : 패킷 2P23 : 패킷 3

P24 : 패킷 4P25 : 패킷 5

60 : 송신측61 : 수신측

62 : 네트워크

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법의 특징에 따르면, 패킷(packet) 형태로 세그먼트(segment)된 데이터를 송신측 및 수신측의 데이터 처리능력에 따라 일정한 크기의 윈도우(window)로 나누어 전송하는 윈도우 전송단계와, 상기 수신측에 전송된 윈도우의 각각의 패킷에 대한 전송확인코드를 순차적으로 상기 송신측으로 전송하는 전송확인코드 전송단계와, 상기 송신측에 수신된 전송확인코드를 비교하여 전송중에 분실된 패킷과 다음 패킷을 일정한 크기의 윈도우로 구성하여 전송하는 분실패킷 전송단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 의한 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법을 도시한 것으로, 패킷(packet : P21 내지 P25) 형태의 데이터를 일정한 크기의 윈도우(window : W31, W32)로 순차적으로 전송하는 윈도우 전송단계와, 상기 수신측(61)에 전송된 윈도우의 각 패킷에 대한 전송확인코드를 순차적으로 상기 송신측(60)에 전송하는 전송확인코드 전송단계와, 상기 송신측(60)은 수신된 전송확인코드를 통해 전송 중에 분실된 패킷이 있는지를 판단하고 그 판단결과에 따라 다음 윈도우(W32)가 전송되는 분실패킷 전송단계로 이루어진다.

패킷(packet)은 패키지(package)와 버킷(bucket)의 합성어로, 전송 데이터를 정해진 길이로 분리한 것에 상대방 번지 및 전송확인코드, 순서번호 등을 나타내는 헤더(header)를 첨부한 것을 말한다.

상기 윈도우 전송단계는 전송할 메시지나 파일 등의 데이터를 패킷(packet : P21 내지 P25) 형태로 세그먼트(segment)하여 송신측(60) 및 수신측(61)의 데이터 처리능력에 따라 일정한 크기의 윈도우(window : W31)로 순차적으로 전송한다.

상기 윈도우(W31, W32) 크기는 송신측 및 수신측(60 및 61)의 통신 버퍼 및 능력을 고려한 데이터 처리능력에 따라 설정된다.

상기 전송확인코드 전송단계는 상기 윈도우 전송단계에서 순차적으로 전송된 패킷(P21, P22, P23)이 수신측(61)에서 전송되면 상기 수신측(61)은 전송된 패킷의 헤더 내에 저장되어 있는 전송확인코드를 상기 송신측(60)으로 네트워크(62)를 통해 전송함으로서 패킷이 전송되었음을 확인하게 된다.

상기 분실패킷 전송단계는 상기 윈도우 전송단계에서 윈도우 크기만큼 순차적으로 전송한 패킷과 상기 송신측(60)에 수신된 전송확인코드를 비교하여 분실패킷의 존재여부를 판단하게 된다.

상기 전송확인코드의 비교결과가 일치하면 윈도우의 패킷이 분실없이 모두 전송된 것으로 판단하여 다음 패킷을 순차적으로 윈도우 크기만큼 전송한다.

그러나, 상기 전송확인코드의 비교결과가 불일치하면 전송중에 분실패킷이 발생한 것으로 간주하여 상기 전송확인코드를 통해 분실패킷(P22)을 확인하고 그 분실패킷(P22)과 다음 패킷(P24, P25)을 순차적으로 윈도우(W32) 크기만큼 전송한다.

상기 분실패킷(P22)의 재전송은 상기 윈도우 전송단계에서 송신된 패킷(P21 내지 P23) 중 마지막 패킷(P23)의 전송확인코드의 수신이 확인되는 즉시 수행된다.

좀 더 상세하게 본 발명의 슬라이딩 윈도우 방법을 살펴보면 다음과 같다.

전송할 메시지나 파일 등의 데이터를 패킷(packet : P21 내지 P25) 형태로 세그먼트(segment)하여 송신측(60) 및 수신측(61)의 데이터 처리능력에 따라 일정한 크기의 윈도우(window : W31)로 순차적으로 전송한다.

패킷 1과 패킷 2, 패킷 3(P21, P22, P23)이 전송되었을 경우 분실패킷 없이 전송이 완료되면 패킷 3(P23)의 전송확인코드가 수신되는 즉시 다음 윈도우를 전송한다.

반면에, 윈도우 전송에서 패킷 2(P22)가 분실되어는 경우 송신측(30)은 순차적으로 송신한 패킷 1과 패킷 2, 패킷 3(P21, P22, P23)을 수신한 패킷 1과 패킷 3(P21, P23)의 전송확인코드를 비교하여 중간에 분실된 패킷 2(P22)를 확인하고 재전송하게 된다.

이때, 종래와는 달리 RTT(round trip time : 현재 데이터 송수신시 걸리는 시간)의 2배만큼 기다리지 않고 패킷 3(P23)의 전송확인코드를 수신하는 즉시 분실된 패킷 2과(P22) 정해진 윈도우(W32) 크기만큼의 다음 패킷 4(P24)와 패킷 5(P25)를 순차적으로 전송한다.

만일, 네트워크(62)의 상태가 불안정하여 패킷 2(P22)가 패킷 3(23)보다 늦게 전송되어 재전송된 패킷 2(P22)와 늦게 수신된 패킷 2(P22)가 수신측(61)에 2번 수신되었을 경우에는 패킷의 헤더에 포함되어 있는 순서번호를 확인하여 동일 패킷으로 판명되면 한 패킷은 폐기한다.

본 발명의 슬라이딩 윈도우 방법은 분실된 패킷과 다음 패킷을 순차적으로 윈도우 크기만큼 전송함으로서 한 윈도우에 대한 모든 패킷이 전송완료 되어야만 다음 윈도우로 넘어가지 않는 종래의 방법에 비해 시간적으로 효율적인 효과가 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법은 전송 윈도우의 패킷 중 분실된 패킷이 있을 경우에 분실된 패킷과 다음 패킷을 순차적으로 윈도우 크기만큼 전송함으로서 데이터 전송에 소요되는 시간을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 패킷(packet) 형태로 세그먼트(segment)된 데이터를 송신측 및 수신측의 데이터 처리능력에 따라 일정한 크기의 윈도우(window)로 나누어 전송하는 윈도우 전송단계와;

   상기 수신측에 전송된 윈도우의 각각의 패킷에 대한 전송확인코드를 순차적으로 상기 송신측으로 전송하는 전송확인코드 전송단계와;

   상기 송신측에 수신된 전송확인코드를 비교하여 전송중에 분실된 패킷과 다음 패킷을 일정한 크기의 윈도우로 구성하여 전송하는 분실패킷 전송단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분실패킷 전송단계는 상기 윈도우 전송단계에서 순차적으로 전송한 패킷과 상기 송신측에 수신된 전송확인코드를 비교하여 분실패킷을 판단하는 것을 특징으로 하는 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전송확인코드 비교결과가 일치하여 분실패킷이 없는 것으로 확인되면, 다음 윈도우를 즉시 전송하는 것을 특징으로 하는 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 전송확인코드 비교결과가 불일치하여 분실패킷이 확인되면, 다음 전송될 윈도우는 상기 분실패킷을 첫 패킷으로 하여 다음 패킷을 순차적으로 전송하는 것을 특징으로 하는 전송속도 향상된 슬라이딩 윈도우 방법.