고대역 다중 경로 망의 전송 성능 개선을 위한 MPTCP 가상 LIA 혼잡제어 설계 (Design of MPTCP Virtual LIA Congestion Control for Performance Improvement in High Bandwidth Multipath Networks)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 58권 / 2호 / 3 ~ 14페이지
· 저자명 : 한기문, 이재용, 김병철

초록

TCP는 신뢰성 있는 전송계층 프로토콜로서, 단일 세션 연결만을 고려하여 설계되어 다양한 경로의 자원을 활용하지 못한다. 오늘날에는 WiFi, 4G, 5G, 위성링크와 같은 다중경로를 갖는 광대역 네크워크 망이 구축되어 있어, MPTCP 프로토콜과 같이 다중 경로를 이용하여 트래픽을 전송하여 자원을 효율적으로 활용하는 것이 필요하다. 하지만 고속의 장거리 네트워크를 포함하는 다중경로에서는 MPTCP의 트래픽 전송 성능이 저하되는 문제점이 있어 관련 혼잡제어 연구가 필요하다. 본 논문에서는 MPTCP의 이와 같은 문제를 해결하기 위해 BDP가 큰 경로에서는 TCP CUBIC으로 동작하고 보통 경로는 LIA로 동작하는 VLIA(Virtual LIA) 혼잡제어를 제안하였다. 제안한 혼잡제어 검증을 위해 실제 리눅스 커널 LIA 혼잡제어 소스 코드를 수정하여 VLIA를 구현하고, BDP가 큰 경로와 작은 경로를 갖는 이종 다중경로망 테스트베드를 구축하고 LIA와 VLIA의 성능을 비교분석하였다. 실험결과 BDP가 큰 경로에서 LIA는 대역폭의 10∼20% 정도밖에 활용하지 못하는 반면 제안한 VLIA는 대역폭의 80%를 활용하는 것으로 나타났고, 기존 혼잡제어와 비교하여 VLIA에서 자원 활용률이나 트래픽 평균 전송속도 성능이 크게 개선되는 것을 확인하였다.

영어초록

TCP is a reliable transport layer protocol designed to consider only a single session connection and could not utilize resources of various paths. Today, multipath networks which has high BDP such as WiFi, 4G, 5G and satellite links have been established. and thus it is necessary to efficiently utilize resources by transmitting traffic using multiple paths, as with the MPTCP protocol. However, in a multipath including a high-speed long-distance network, there is a problem in that the traffic transmission performance of MPTCP is deteriorated, so a related congestion control study is required. In order to solve this problem, this paper proposes a VLIA(Virtual LIA) congestion control that works with TCP CUBIC on a large BDP path, and with LIA on ordinary path. In order to verify the proposed congestion control, the actual Linux kernel LIA congestion control source code was modified, and heterogeneous network testbeds with large and small BDP paths were constructed and the performances of LIA and VLIA were analyzed and compared. Experimental results show that the proposed VLIA utilizes 80% of the bandwidth in the high BDP path, while LIA utilizes 10-20% of the bandwidth, and compared with the existing congestion control, the resource utilization rate and the average traffic speed performance are improved in the VLIA congestion control.

참고자료

· 없음