KR20030034556A - 무선 링크의 상태에 따른 스누프 프로토콜의 간접 승인방법 및 이 방법을 수행하는 유무선 통합 망의 패킷 전송장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 링크의 상태에 따른 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법 및 이 방법을 수행하는 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치에 관한 것으로, 송신단과는 유선 링크로 연결되고 수신단과는 무선 링크로 연결되는 패킷 전송 장치에서 수행되며, 상기 무선 링크 상에서 데이터 패킷 손실이 발생하는 경우 상기 송신단에 알리지 않고 상기 손실된 데이터 패킷을 상기 수신단으로 재전송하는 스누프 프로토콜에서, a) 상기 무선 링크의 상태를 그 전송 상태에 따라 정상 상태 또는 비정상 상태로 설정하는 단계; b) 상기 송신단으로부터 데이터 패킷이 수신될 때마다 상기 무선 링크의 상태 및 상기 수신된 데이터 패킷을 저장하는 버퍼가 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계; c) 상기 단계 b)에서 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태이고 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 데이터 패킷에 대한 간접 승인 패킷(indirect acknowledgement packet)을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계; d) 상기 수신단으로부터 승인 패킷이 수신될 때마다 상기 승인 패킷의 중복 여부 및 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계; 및 e) 상기 단계 d)에서 상기 승인 패킷이 첫 번째의 중복 승인 패킷이고 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우, 상기 승인 패킷에 대응되는 데이터 패킷에 대한 간접 승인 패킷을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 송신단과 패킷 전송 장치 사이에 유지되는 유선 링크자원을 보다 효과적으로 사용할 수 있으며, 유무선 통합 망에서 보편적으로 사용되는 전송 제어 프로토콜을 수정하지 않고 패킷 전송 장치에 구현된 스누프 프로토콜만을 수정함으로써 개선된 알고리즘이 작동할 수 있기 때문에 유선 링크와 무선 링크로 구성되어있는 통합 망 환경에 보다 유리하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 무선 링크에서 사용되는 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol, 이하 TCP라고 함)에 관한 것으로, 특히 TCP가 무선 링크에서 발생하는 패킷 손실의 원인을 모두 혼잡으로 가정하고 송신단의 데이터 전송률을 낮추는 혼잡 제어 기법을 실행할 때 유선 링크의 자원이 낭비되어 전체 망의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 무선 링크의 상태에 따른 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법 및 이 방법을 수행하는 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치에 관한 것이다.
종래의 기술에 따른 TCP의 경우 패킷이 손실되었을 때, TCP 송신단은 망 내의 혼잡에 의한 패킷 손실이라고 인식하여 슬로우 스타트(Slow-Start)와 같은 혼잡 제어(Congestion Control)와 혼잡 회피(Congestion Avoidance) 알고리즘을 수행하게 된다.
그러나 무선 링크에서 발생하는 패킷 손실은 무선 링크의 특성 상 발생하는 것이므로 기존의 혼잡 회피 알고리즘을 실행하게 되면 송신단의 전송률이 떨어진다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위한 기술로 Frank R. Robles 등의 미국 특허 제6,282,172호, Sanjoy Sen 등의 미국 특허 제6,208,620호, Kadangode K. Ramarkrishnan 등의 미국 특허 제5,974,028호 등이 있다.
먼저 미국 특허 제6,282,172호는 송신단에서 발생한 데이터 패킷이 수신단에게 성공적으로 전송이 되었는 지의 여부에 상관없이 수신한 데이터 패킷을 버퍼에 저장하고 수신단으로 전송하기 전에 이 패킷에 대한 승인 패킷(Acknowledgement packet, 이하 ACK 패킷이라고 함)을 생성하고, 수신단으로부터 적절한 ACK 패킷이 도착하면 수신한 ACK 패킷이 승인하고자 하는 데이터 패킷을 시스템 버퍼에서 삭제하는 것을 특징으로 하지만, 이 기술에서는 무선 링크의 상황이 고려되지 않았으며, 또한 시스템 버퍼의 크기에 의해 영향을 받는다는 문제점이 있다.
또한, 미국 특허 제6,208,620호는 패킷의 손실이 자주 발생하는 무선 전송 채널에서 패킷 손실에 따른 TCP의 영향을 최소화하기 위해 중간 호스트 기지국의 프로토콜 스택에 TCP-Aware Agent Sublayer(TAS)를 추가함으로써 송신단과 수신단 사이에 전송되는 데이터 패킷과 송신단으로 다시 되돌아오는 ACK 패킷을 모두 기지국 버퍼에 저장하여 패킷의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하고 있지만, 이 기술에서는 무선 링크에서 패킷 손실이 복구될 때까지 송신단이 패킷 데이터를 전송하지 못한다는 문제점이 있다.
또한, 미국 특허 제5,974,028호는 데이터 패킷의 손실이 잦은 통신 환경에서 효율적으로 사용되는 전송 프로토콜을 제공하기 위해 혼잡에 의해 수신되지 못한 패킷과 혼잡이 아닌 비트 오류가 발생한 패킷을 구별하는 기능을 수신단에 구현한 것을 특징으로 하고 있지만, 이 기술에서는 송신단과 수신단에 구현된 전송 제어 프로토콜이 수정되어야 한다는 문제점이 있다.
한편, 상기한 TCP의 문제점을 개선하기 위해 스누프 프로토콜이 제안되고 있는데, 이러한 스누프(Snoop) 프로토콜은 기지국에 스누프 에이전트(Snoop Agent)라는 모듈을 도입하여 송신단에서 기존의 TCP를 사용하여 패킷을 전송하면 기지국에서는 송신단으로부터 전송된 데이터 패킷을 기지국 버퍼에 저장한 후 수신단으로 전송한다.
기지국의 버퍼에 데이터 패킷을 저장하는 것은 무선 링크에서 패킷이 손실되었을 때 수신단으로 재전송하기 위함이다.
TCP 연결이 유지되는 동안 기지국은 패킷 손실을 의미하는 중복 ACK 패킷이 수신되면 이를 송신단에게 전송하지 않고, 성공적인 패킷 전송만을 의미하는 ACK 패킷만을 전송하여 송신단에서 혼잡으로 인한 패킷 손실만을 제어할 수 있도록 한다.
이와 같이 스누프 프로토콜의 송신단은 무선 링크에서 전송 오류로 인해 발생한 패킷 손실에 대한 중복 ACK 패킷을 수신하지 않으므로 중복 ACK 패킷을 혼잡으로 오인하여 실행하는 혼잡 제어 알고리즘을 실행하기 때문에 발생하는 불필요한 전송률 저하가 방지될 수 있다.
그러나 이 경우 송신단에서 수신단으로부터 전송된 ACK 패킷이 도착할 때까지 데이터 패킷 전송을 멈추고 있는 '송신단 휴지 시간'이 존재하고, 또한 기지국에서 실행되는 지역적인 패킷 손실 복구 과정이 지연될 경우 송신단 재전송 시간 초과가 발생되므로 상기한 TCP 혼잡 제어 과정을 실행하여 결국 유선 링크의 자원이 낭비되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스누프 프로토콜이 구현되어 있는 기지국이 무선 링크에서 패킷이 손실된 것으로 판단되는 경우 무선 링크의 상태와 기지국 버퍼의 제한 조건에 따라 기지국으로 도착하는 모든 데이터 패킷에 대해서 일정 시간동안 간접적으로 승인을 하는 간접 승인(Indirect Acknowledgement) 기능을 사용하여 스누프 프로토콜에서 존재하는 송신단 휴지 시간을 줄이고 송신단 재전송 시간 초과 횟수를 제어함으로써 유선 링크의 대역폭을 더 효과적으로 사용할 수 있는 무선 링크의 상태에 따른 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법 및 이 방법을 수행하는 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 링크의 상태에 따른 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법을 사용하는 유무선 통합 망의 일 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 유무선 통합 망의 기지국에서 데이터 패킷을 수신하였을 때 무선 링크의 상태에 따라 간접 ACK 패킷을 전송하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 도 1의 유무선 통합 망의 기지국에서 ACK 패킷을 수신하였을 때 간접 ACK 패킷 전송 여부 및 중복 ACK 패킷 수신 여부에 따른 간접 승인 기능을 사용하는 과정을 도시한 순서도이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 무선 링크의 상태에 따른 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법은,
송신단과는 유선 링크로 연결되고 수신단과는 무선 링크로 연결되는 패킷 전송 장치에서 수행되며, 상기 무선 링크 상에서 데이터 패킷 손실이 발생하는 경우 상기 송신단에 알리지 않고 상기 손실된 데이터 패킷을 상기 수신단으로 재전송하는 스누프 프로토콜에서,
a) 상기 무선 링크의 상태를 그 전송 상태에 따라 정상 상태 또는 비정상 상태로 설정하는 단계; b) 상기 송신단으로부터 데이터 패킷이 수신될 때마다 상기 무선 링크의 상태 및 상기 수신된 데이터 패킷을 저장하는 버퍼가 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계; c) 상기 단계 b)에서 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태이고 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 데이터 패킷에 대한 간접 승인(indirect acknowledgement) 패킷을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계; d) 상기 수신단으로부터 ACK 패킷이 수신될 때마다 상기 ACK 패킷의 중복 여부 및 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계; 및 e) 상기 단계 d)에서 상기 ACK 패킷이 첫 번째의 중복 ACK 패킷이고 상기 버퍼가 상기 특정 제한조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우, 상기 ACK 패킷에 대응되는 데이터 패킷에 대한 간접 ACK 패킷을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계를 포함한다.
상기 무선 링크의 상태는 상기 스누프 프로토콜의 초기화 시 정상 상태로 설정되고, 상기 수신단으로부터 수신되는 ACK 패킷이 첫 번째 중복 ACK 패킷에 해당되는 경우 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되며, 상기 수신단으로부터 수신되는 ACK 패킷이 새로운 ACK 패킷이고 이 때의 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되어 있는 경우 상기 무선 링크의 상태가 정상 상태로 변경되어 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 버퍼의 특정 제한 조건은 상기 버퍼에 저장되어 있는 데이터 패킷의 수가 상기 버퍼에 저장될 수 있는 데이터 패킷의 한계값과 같거나 작은 조건인 것을 특징으로 한다.
상기 단계 b)는 상기 무선 링크의 상태가 정상 상태인 것으로 판단되는 경우 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 버퍼에 저장하고 상기 수신단으로 송신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 단계 b)는 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키지 않는 경우 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 버퍼에 저장하고 상기 수신단으로 송신하는 단계를 더 포함한다.
상기 단계 c)는 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 버퍼에 저장하고 상기 수신단으로 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 간접 ACK 패킷이 상기 송신단으로 송신한 가장 최근의 간접 승인 패킷의 시퀀스 번호보다 하나 더 큰 데이터 패킷에 대하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
상기 단계 d)는 i) 상기 수신된 ACK 패킷이 새로운 ACK 패킷인 지의 여부를 판단하는 단계; ii) 상기 단계 i)에서 상기 수신된 ACK 패킷이 새로운 ACK 패킷으로 판단되는 경우 상기 ACK 패킷에 대응되는 데이터 패킷에 대해 간접 ACK 패킷이 상기 송신단으로 미리 송신되었는 지의 여부를 판단하는 단계; iii) 상기 단계 ii)에서 간접 ACK 패킷이 미리 송신된 경우, 상기 수신된 ACK 패킷에 해당하는 데이터 패킷의 무선 RTT(Round Trip Time)를 계산한 후 해당 데이터 패킷을 상기 버퍼에서 삭제하고 상기 수신된 ACK 패킷을 버리는 단계; 및 iv) 상기 단계 ii)에서 간접 ACK 패킷이 미리 송신되지 않은 경우, 상기 수신된 ACK 패킷에 해당하는 데이터 패킷의 무선 RTT를 계산한 후 해당 데이터 패킷을 상기 버퍼에서 삭제하고 상기 수신된 ACK 패킷을 상기 송신단으로 송신하는 단계를 더 포함한다.
상기 단계 e)는 상기 무선 링크의 상태를 비정상 상태로 설정하는 단계; 상기 ACK 패킷에 대응되는 데이터 패킷을 지역적으로 상기 수신단에게 재전송하는 단계; 및 상기 수신된 ACK 패킷을 버리는 단계를 더 포함한다.
한편, 상기 송신단으로부터 상기 버퍼에 가장 먼저 도착한 데이터 패킷에 대하여 설정된 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생되는 경우에도 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생되는 경우 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계; 및 상기 단계에서 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 경우 상기 버퍼에 가장 먼저 도착한 데이터 패킷을 상기 수신단으로 재전송하는 동시에 이 패킷에 대한 간접 승인 패킷을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 패킷 단말기에서의 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치는,
송신단과는 유선 링크로 연결되고 수신단과는 무선 링크로 연결되며, 상기 무선 링크 상에서 데이터 패킷 손실이 발생하는 경우 상기 송신단에 알리지 않고 상기 손실된 데이터 패킷을 상기 수신단으로 재전송하는 스누프 프로토콜을 수행하는 패킷 전송 장치에 있어서,
상기 무선 링크의 상태를 정상 상태 또는 비정상 상태로 설정하는 플래그; 상기 송신단과의 패킷 데이터 송수신을 처리하는 송신단측 패킷 송수신부; 상기 패킷 송수신부를 통해 수신되는 데이터 패킷을 저장하는 버퍼; 상기 수신단과의 패킷 데이터 송수신을 처리하는 수신단측 패킷 송수신부; 상기 수신단측 패킷 송수신부를 통해 수신되는 ACK 패킷의 중복 개수를 계산하는 중복 ACK 계수부; 및 상기 송신단측 패킷 송수신부를 통해 데이터 패킷이 수신되었을 때, 상기 플래그에 설정된 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태이고 상기 버퍼가 특정 제한 조건을 충족시키는 경우 상기 수신된 데이터 패킷에 대한 간접 ACK 패킷을 생성하여 상기 송신단측 패킷 송수신부를 통해 상기 송신단으로 송신하고, 상기 수신단측 패킷 송수신부를 통해 ACK 패킷이 수신되었을 때, 상기 중복 ACK 계수부에 의해 상기 ACK 패킷이 첫 번째 중복 ACK 패킷으로 계수되고 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 경우 상기 수신된 ACK 패킷에 대한 간접 ACK 패킷을 생성하여 상기 송신단측 패킷송수신부를 통해 상기 송신단으로 송신하는 스누프 프로토콜 제어부를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 링크의 상태에 따른 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법을 사용하는 유무선 통합 망의 일 실시예를 나타낸 개략도로, 호스트(2, 10), 유선 링크(4), 무선 링크(8, 12) 및 기지국(6)으로 구성된다.
호스트(2)와 기지국(6)은 10Mbps의 속도와 200ms의 전송 지연을 갖는 유선 링크(4)를 통해 연결된다.
기지국(6)과 호스트(10)는 2Mbps의 속도와 10ms의 전송 지연을 갖는 무선 링크(8, 12)를 통해 연결된다.
이 때, 호스트(2)와 기지국(6) 사이의 유선 링크(4)에는 기존의 TCP 프로토콜이 사용되는 반면, 기지국(6)과 호스트(10) 사이에서는 본 발명의 실시예에 따른 스누프 프로토콜의 개선된 알고리즘이 무선 링크(8, 12)에서 사용된다.
본 실시예에서는 무선 링크(8, 12)의 상태를 정상 상태와 비정상 상태로 구분한다.
정상 상태는 수신단(10)으로부터 중복 ACK 패킷이 수신되어 무선 링크(8, 12)의 상태가 패킷 손실이 발생되는 상태를 의미하는 경우이고, 비정상 상태는 수신단(10)으로부터 중복 ACK 패킷이 수신되어 무선 링크(8, 12)의 상태가 패킷 손실이 발생되는 상태를 의미하는 경우이다.
무선 링크(8, 12)가 정상 상태일 때에는 기지국(6)에서 종래의 스누프 프로토콜의 ACK 기법을 사용하지만, 비정상 상태일 때에는 기지국(6)에서 지역적으로패킷 손실을 복구하는 동안 간접 승인이라는 ACK 기법을 사용함으로써 유선 자원의 낭비를 제어하여 성능을 향상시킬 수 있다.
무선 링크(8, 12)의 상태, 즉 정상 상태 또는 비정상 상태는 기지국(6) 내의 상태 플래그 또는 레지스터 등에 기록될 수 있다.
기지국(6)은 송신단(2)과의 패킷 데이터 송수신을 위한 송수신부(도시되지 않음)와 수신단(10)과의 패킷 데이터 송수신을 위한 송수신부(도시되지 않음)을 포함하며, 이러한 송수신부들은 기존의 다양한 형태를 사용하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 개선된 스누프 프로토콜은 기지국(6) 내에 위치한 스누프 프로토콜 제어부(도시되지 않음)에 의해 수행된다.
도 2는 도 1의 유무선 통합 망의 기지국(6)에서 데이터 패킷을 수신하였을 때 무선 링크(8, 12)의 상태에 따라 간접 ACK 패킷을 전송하는 과정을 도시한 순서도이다.
먼저, 송신단, 즉 호스트(2)에서 송신한 데이터 패킷이 기지국(6)에 도착하면(S22), 기지국(6)은 수신된 데이터 패킷이 새로 도착한 데이터 패킷인 지의 여부를 판단한다(S24).
만약 새로 도착한 패킷이 아닌 것으로 판단되면 송신단(2)으로부터 기지국 (6)으로 재전송된 데이터 패킷으로 보아 수신단, 즉 호스트(10)에 전송한 후 도착한 패킷의 재전송 횟수를 증가시킨다(S26). 이러한 재전송 횟수는 TCP의 프로토콜 상 미리 초기화되어 있다.
만약 새로 도착한 데이터 패킷인 것으로 판단되면 다시 순서에 맞게 도착한패킷인 지의 여부를 판단하고(S28), 새로 도착한 데이터 패킷이지만 순서에 맞지 않으면 유선 링크(4)에서 혼잡이 발생하여 순서에 맞지 않게 도착한 패킷으로 간주하여 도착한 데이터 패킷의 헤더에 혼잡 정보를 표시하고 수신단(2)으로 전송한다 (S30).
만약 순서에 맞게 도착한 패킷인 것으로 판단되면 기지국(6)에서 정의한 무선 링크(8, 12)의 상태가 비정상 상태인 지의 여부를 판단한다(S32).
만약 무선 링크(8, 12)의 상태가 정상인 것으로 판단되면 수신한 데이터 패킷을 기지국 버퍼에 저장하고 수신단으로 전송한다(S34).
만약 무선 링크(8, 12)의 상태가 비정상 상태인 것으로 판단되면 도착한 데이터 패킷을 포함하여 기지국 버퍼에 미리 저장되어 있는 데이터 패킷의 수가 기지국 버퍼의 한계값과 같거나 한계값보다 작은 지의 여부를 판단한다(S36).
만약 데이터 패킷의 수가 기지국 버퍼의 한계값보다 크면 수신한 데이터 패킷을 기지국 버퍼에 저장하는 동시에 수신단(10)으로 전송한다(S38).
만약 데이터 패킷의 수가 기지국 버퍼의 한계값과 같거나 작으면 수신한 데이터 패킷을 기지국 버퍼에 저장하는 동시에 수신단으로 전송하고, 또한 이전에 전송한 간접 ACK 패킷의 시퀀스 번호보다 하나 더 큰 데이터 패킷에 대한 간접 ACK 패킷을 생성하여 송신단(2)으로 전송한다(S40).
기지국(6)에서 버퍼에 저장된 데이터 패킷의 수와 버퍼의 한계값을 비교하여 제한된 버퍼의 조건에 적합할 때에만 간접 승인 기능을 사용하는 것은 무선 링크(8, 12)에서 발생하는 손실된 패킷의 복구 과정과 송신단(2)으로 간접 ACK 패킷을 전송하는 기능이 서로 독립적으로 일어나 기지국(6)에서 필요로 하는 버퍼의 크기가 증가하는 것을 제한하기 위한 것이다.
상기한 동작들은 기지국(6) 내에 위치한 스누프 프로토콜 제어부(도시되지 않음)에 의해 수행될 수 있다.
도 3은 도 1의 유무선 통합 망의 기지국(6)에서 ACK 패킷을 수신하였을 때 간접 ACK 패킷 전송 여부 및 중복 ACK 패킷 수신 여부에 따른 간접 승인 기능을 사용하는 과정을 도시한 순서도이다.
먼저, 기지국(6)은 수신단(10)으로부터 송신된 ACK 패킷이 도착하면(S42) 새로 도착한 ACK 패킷인 지의 여부를 판단한다(S44).
만약 도착한 ACK 패킷이 새로 도착한 ACK 패킷이면 무선 링크(8, 12)의 상태가 패킷 손실이 발생되지 않는 상태인 것으로 판단되므로, 기지국(6)은 무선 링크(8, 12)의 상태가 비정상 상태인 지의 여부를 판단하여(S46) 비정상 상태이면 무선 링크(8, 12)의 상태를 다시 정상 상태로 정의하여 종래의 스누프 프로토콜에 의한 ACK 과정이 수행될 수 있도록 한다(S48).
한편, 새로 도착한 ACK 패킷은 기지국(6)에서 무선 링크(8, 120)의 상태를 어떻게 정의하였는지 그 상태에 상관없이 ACK 패킷의 시퀀스 번호에 해당하는 패킷이 이미 기지국(6)에서 발생한 간접 ACK 패킷에 의해 송신단(2)에게 승인되었는 지의 여부를 판단한다(단계 50).
만약 해당하는 패킷이 송신단(2)에게 승인되었다면 기지국 버퍼에 저장된 데이터 패킷들 중 도착한 ACK 패킷에 의해 승인되는 패킷들을 버퍼에서 삭제하고, 성공적으로 도착한 패킷에 대한 무선 RTT(Round Trip Time)를 계산한 후, 도착한 ACK 패킷을 버린다(S52). 이 때 RTT는 임의 데이터 전송시 왕복에 걸리는 시간을 의미하며, 이 RTT를 고려하여 기지국(6)에서 지역 재전송 시간(local retransmission timer)을 설정한다. 또한, RTT는 유선 링크의 전송 지연 시간 동안 기지국(6)에서 수신단(10)으로 성공적으로 전송될 수 있는 데이터 패킷의 수, 즉 버퍼의 한계를 결정하는데 사용된다.
만약 해당하는 ACK 패킷이 송신단(2)에게 승인되지 않았다면 기지국 버퍼에 저장된 데이터 패킷들 중 도착한 ACK 패킷에 의해 승인되는 패킷들을 버퍼에서 삭제하고, 성공적으로 전송된 패킷에 대한 무선 RTT를 계산한 후, 도착한 ACK 패킷을 송신단(2)으로 전송한다(S54).
한편, 상기 단계(S44)에서 도착한 ACK 패킷이 새로 도착한 ACK 패킷이 아닌 것으로 판단되는 경우 중복 ACK 패킷인 지의 여부를 판단한다(S56).
만약 도착한 ACK 패킷이 중복 ACK 패킷이 아니면 이미 버퍼에서 삭제된 패킷에 대한 ACK 패킷이므로 전송된 ACK 패킷을 버린다(S58).
그러나 도착한 ACK 패킷이 중복 ACK 패킷이면 다시 첫번째로 도착한 중복 ACK 패킷인지 판단하고(S60) 만약 첫번째 중복 ACK 패킷이 아니면 수신한 ACK 패킷을 버린다(S62).
만약 도착한 ACK 패킷이 첫번째 중복 ACK 패킷이라고 판단되면 이는 무선 링크(8, 12)에서 데이터 패킷이 손실되었다는 것을 나타내므로, 도 2의 단계(S36)에서 살펴본 것과 같이 기지국 버퍼에 저장되어 있는 데이터 패킷의 수가 기지국 버퍼의 한계값과 같거나 한계값보다 작은지를 판단한다(S64).
만약 버퍼에 저장된 패킷의 수가 버퍼의 한계값과 같거나 한계값보다 적으면 무선 링크(8, 12)의 상태를 비정상 상태로 정의하고, 손실된 패킷에 대한 간접 ACK 패킷을 생성하여 송신단(2)에게 전송한다. 동시에 손실된 패킷을 수신단(10)으로 지역 재전송하고, 도착한 중복 ACK 패킷의 수를 계산한 후 수신한 중복 ACK 패킷은 버린다(S68).
한편, 기지국 버퍼에 저장된 데이터 패킷의 수가 버퍼의 한계값보다 크면 무선 링크(8, 12)의 상태를 비정상 상태로 정의하고, 손실된 패킷을 수신단(10)으로 지역 재전송하며, 도착한 중복 ACK 패킷의 수를 계산한 후 수신한 중복 ACK 패킷은 버린다(S66).
이 때 상기 단계(S66, S68)에서 도착한 중복 ACK 패킷의 개수를 계산하는 것은 상기 단계(S60)에서 도착한 중복 ACK 패킷이 첫 번째로 도착한 것인지를 판단할 수 있도록 하기 위한 것이며, 이를 위해 카운터와 같은 계수부(도시되지 않음)를 둘 수 있다.
한편 상기에서는 기지국(6)이 수신단(10)으로부터 첫 번째 중복 ACK 패킷을 수신하였을 때만 무선 링크(8, 12)의 상태를 비정상 상태로 정의하였으나, 기지국 (6)에서 기지국 버퍼에 가장 먼저 도착한 패킷에 대하여 설정한 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생하는 경우에도 기지국(6)에서 수신단(10)으로 재전송한 데이터 패킷들이 계속 손실되었거나 수신단(10)에서 기지국(6)으로 전송한 ACK 패킷이 손실된 것을 의미하기 때문에 이 경우에도 상기 첫 번째 중복 ACK 패킷을 수신하였을 때와 마찬가지로 무선 링크(8, 12)를 비정상 상태로 정의하여 동일한 처리를 수행할 수 있다.
즉, 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생하였을 때에도 기지국(6)은 버퍼의 제한된 조건, 즉 현재 기지국 버퍼에 저장된 데이터 패킷의 수가 버퍼의 한계값과 같거나 한계값보다 작은 지를 판단하여(도 3의 S64 참조) 가장 먼저 수신된 데이터 패킷을 수신단으로 재전송하는 동시에 이 패킷에 대한 간접 ACK 패킷을 발생하여 송신단으로 전송하는 기능을 사용할 수 있다.
상기한 동작들은 기지국(6) 내에 위치한 스누프 프로토콜 제어부(도시되지 않음)에 의해 수행될 수 있다.
비록, 본 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.
본 발명에 따르면, 무선 링크(8, 12)에서 사용되는 TCP의 문제점과 이를 개선하기 위해서 제안된 스누프 프로토콜의 문제점을 개선하여 기지국(6)이 첫 번째 중복 ACK 패킷을 수신하거나 기지국(6)에서 무선 링크(8, 12)의 RTT를 고려하여 설정한 지역 재전송 시간 초과가 발생하였을 때 무선 링크(8, 12)에서 패킷이 손실되었다는 것을 파악하고 무선 링크의 상태를 비정상 상태로 정의하여 패킷 손실이 회복될 때까지 간접 승인 기능을 사용함으로써, 송신단(2)과 기지국(6) 사이에 유지되는 유선 링크(4) 자원을 보다 효과적으로 사용할 수 있으며, 유무선 통합 망에서보편적으로 사용되는 TCP를 수정하지 않고 기지국(6)에 구현된 스누프 프로토콜만을 수정함으로써 개선된 알고리즘이 작동할 수 있기 때문에 유선 링크(4)와 무선 링크(8, 12)로 구성 되어있는 통합 망 환경에 보다 유리하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
Claims (15)
- 송신단과는 유선 링크로 연결되고 수신단과는 무선 링크로 연결되는 패킷 전송 장치에서 수행되며, 상기 무선 링크 상에서 데이터 패킷 손실이 발생하는 경우 상기 송신단에 알리지 않고 상기 손실된 데이터 패킷을 상기 수신단으로 재전송하는 스누프 프로토콜(snoop protocol)에서,a) 상기 무선 링크의 상태를 그 전송 상태에 따라 정상 상태 또는 비정상 상태로 설정하는 단계;b) 상기 송신단으로부터 데이터 패킷이 수신될 때마다 상기 무선 링크의 상태 및 상기 수신된 데이터 패킷을 저장하는 버퍼가 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계;c) 상기 단계 b)에서 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태이고 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 데이터 패킷에 대한 간접 승인(indirect acknowledgement) 패킷을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계;d) 상기 수신단으로부터 승인 패킷이 수신될 때마다 상기 승인 패킷의 중복 여부 및 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계; 및e) 상기 단계 d)에서 상기 승인 패킷이 첫 번째의 중복 승인 패킷이고 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우, 상기 승인 패킷에 대응되는 데이터 패킷에 대한 간접 승인 패킷을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계를 포함하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항에 있어서,상기 무선 링크의 상태는 상기 스누프 프로토콜의 초기화 시 정상 상태로 설정되고,상기 수신단으로부터 수신되는 승인 패킷이 첫 번째 중복 승인 패킷에 해당되는 경우 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되며,상기 수신단으로부터 수신되는 승인 패킷이 새로운 승인 패킷이고 이 때의 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되어 있는 경우 상기 무선 링크의 상태가 정상 상태로 변경되어 설정되는것을 특징으로 하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 b)에서 상기 무선 링크의 상태가 정상 상태인 것으로 판단되는 경우 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 버퍼에 저장하고 상기 수신단으로 송신하는 단계를 더 포함하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 b)에서 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키지 않는 경우 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 버퍼에 저장하고 상기 수신단으로 송신하는 단계를 더 포함하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 c)에서 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 버퍼에 저장하고 상기 수신단으로 송신하는 단계를 더 포함하며,상기 간접 승인 패킷이 상기 송신단으로 송신한 가장 최근의 간접 승인 패킷의 시퀀스 번호보다 하나 더 큰 데이터 패킷에 대하여 생성되는 것을 특징으로 하는스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 d)가i) 상기 수신된 승인 패킷이 새로운 승인 패킷인 지의 여부를 판단하는 단계;ii) 상기 단계 i)에서 상기 수신된 승인 패킷이 새로운 승인 패킷으로 판단되는 경우 상기 승인 패킷에 대응되는 데이터 패킷에 대해 간접 승인 패킷이 상기 송신단으로 미리 송신되었는 지의 여부를 판단하는 단계;iii) 상기 단계 ii)에서 간접 승인 패킷이 미리 송신된 경우, 상기 수신된승인 패킷에 해당하는 데이터 패킷의 무선 RTT(Round Trip Time)를 계산한 후 해당 데이터 패킷을 상기 버퍼에서 삭제하고 상기 수신된 승인 패킷을 버리는 단계; 및iv) 상기 단계 ii)에서 간접 승인 패킷이 미리 송신되지 않은 경우, 상기 수신된 승인 패킷에 해당하는 데이터 패킷의 무선 RTT를 계산한 후 해당 데이터 패킷을 상기 버퍼에서 삭제하고 상기 수신된 승인 패킷을 상기 송신단으로 송신하는 단계를 더 포함하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항에 있어서,상기 단계 e)가상기 무선 링크의 상태를 비정상 상태로 설정하는 단계;상기 승인 패킷에 대응되는 데이터 패킷을 지역적으로 상기 수신단에게 재전송하는 단계; 및상기 수신된 승인 패킷을 버리는 단계를 더 포함하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제2항에 있어서,상기 송신단으로부터 상기 버퍼에 가장 먼저 도착한 데이터 패킷에 대하여 설정된 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생되는 경우에도 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되는 것을 특징으로 하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항에 있어서,f) 상기 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생되는 경우 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 지의 여부를 판단하는 단계; 및g) 상기 단계에서 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 경우 상기 버퍼에 가장 먼저 도착한 데이터 패킷을 상기 수신단으로 재전송하는 동시에 이 패킷에 대한 간접 승인 패킷을 생성하여 상기 송신단으로 송신하는 단계를 더 포함하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 제1항 또는 제4항 또는 제9항에 있어서,상기 버퍼의 특정 제한 조건은 상기 버퍼에 저장되어 있는 데이터 패킷의 수가 상기 버퍼에 저장될 수 있는 데이터 패킷의 한계값과 같거나 작은 조건인 것을 특징으로 하는 스누프 프로토콜의 간접 승인 방법.
- 송신단과는 유선 링크로 연결되고 수신단과는 무선 링크로 연결되며, 상기 무선 링크 상에서 데이터 패킷 손실이 발생하는 경우 상기 송신단에 알리지 않고 상기 손실된 데이터 패킷을 상기 수신단으로 재전송하는 스누프 프로토콜을 수행하는 패킷 전송 장치에 있어서,상기 무선 링크의 상태를 정상 상태 또는 비정상 상태로 설정하는 플래그;상기 송신단과의 패킷 데이터 송수신을 처리하는 송신단측 패킷 송수신부;상기 패킷 송수신부를 통해 수신되는 데이터 패킷을 저장하는 버퍼;상기 수신단과의 패킷 데이터 송수신을 처리하는 수신단측 패킷 송수신부;상기 수신단측 패킷 송수신부를 통해 수신되는 승인 패킷의 중복 개수를 계산하는 중복 승인 계수부; 및상기 송신단측 패킷 송수신부를 통해 데이터 패킷이 수신되었을 때, 상기 플래그에 설정된 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태이고 상기 버퍼가 특정 제한 조건을 충족시키는 경우 상기 수신된 데이터 패킷에 대한 간접 승인 패킷을 생성하여 상기 송신단측 패킷 송수신부를 통해 상기 송신단으로 송신하고, 상기 수신단측 패킷 송수신부를 통해 승인 패킷이 수신되었을 때, 상기 중복 승인 계수부에 의해 상기 승인 패킷이 첫 번째 중복 승인 패킷으로 계수되고 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 경우 상기 수신된 승인 패킷에 대한 간접 승인 패킷을 생성하여 상기 송신단측 패킷 송수신부를 통해 상기 송신단으로 송신하는 스누프 프로토콜 제어부를 포함하는 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치.
- 제11항에 있어서,상기 무선 링크의 상태는 상기 스누프 프로토콜의 초기화 시 상기 플래그에 정상 상태로 설정되고,상기 수신단으로부터 수신되는 승인 패킷이 첫 번째 중복 승인 패킷에 해당되는 경우 상기 무선 링크의 상태가 상기 플래그에 비정상 상태로 설정되며,상기 수신단으로부터 수신되는 승인 패킷이 새로운 승인 패킷이고 이 때의 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되어 있는 경우 상기 무선 링크의 상태가 정상 상태로 변경되어 상기 플래그에 설정되는것을 특징으로 하는 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치.
- 제12항에 있어서,상기 송신단측 패킷 송수신부를 통해 도착되는 데이터 패킷이 상기 버퍼에 처음 도착되는 데이터 패킷인 경우 초기값으로 설정되는 지역 재전송 타이머를 더 포함하며,상기 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생되는 경우 상기 플래그에 상기 무선 링크의 상태가 비정상 상태로 설정되는 것을 특징으로 하는유무선 통합 망의 패킷 전송 장치.
- 제13항에 있어서,상기 지역 재전송 타이머의 시간 초과가 발생되고, 상기 버퍼가 상기 특정 제한 조건을 충족시키는 경우 상기 버퍼에 가장 먼저 도착한 데이터 패킷을 상기 수신단측 패킷 송수신부를 통해 상기 수신단으로 재전송하는 동시에 이 패킷에 대한 간접 승인 패킷을 생성하여 상기 송신단측 패킷 송수신부를 통해 상시 송신단으로 송신하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치.
- 제11항 또는 제14항에 있어서,상기 버퍼의 특정 제한 조건은 상기 버퍼에 저장되어 있는 데이터 패킷의 수가 상기 버퍼에 저장될 수 있는 데이터 패킷의 한계값과 같거나 작은 조건인 것을 특징으로 하는 유무선 통합 망의 패킷 전송 장치.
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