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문제 정의
- 다음으로 각 알고리즘별 클래스-내부 공정성의 지원 여 부를 확인 해보자. (그림 6)은 (그림 5)와 동일한 실험에서 링크 1과 링크 2를 통해 서비스된 클래스 Ci의 두 부클래 스인 Ci」과 0, 2의 패킷들의 평균 지연을 보여준다.
- 예약된 대역폭 보장은 DOS(denial of services) 공격 또는 사용자들의 오류로 인한 특정 클래스(또는 일부 세션들)의 과도한 부하가 모든 링크 자원을 점령하는 것을 방지하고 다른 클래스들에게 영향을 주지 않는 격리(isolation) 효과를 제공한다[6]. 따라서 본 논문에서 지원하고자 하는 첫 번째 QoS는 클래스들에게 사전에 예약된 대역폭을 보장하여 클 래스간 공정성을 제공하는데 있다.
- 각 클래스에 소속된 세션들의 시작시간과 지속시간, 대역폭 요구량, 트래픽 패턴을 사전에 정확히 예측하기 힘들고, 또한 임의의 링크에 할당된 세션은 연결 설정 후에 다른 링크를 통해 전송될 수 없기 때문에, 위에서 기술한 세 즉 정 요소인 상한치 JF, JT, 4D를 고정시킨다는 것은 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서는 기존에 잘 알려진 단일 링크용 PFQ 알고리즘들[9T4]과 잘 설계된 세션 할당 알고리즘을 적절히 연동시킴으로써 이들 상한치를 가능한 최소화 시키고자 한다.
- 기존의 PFQ 알고리즘들은 단일 링크를 스케줄링하기 위한 목적으로 설계되었으므로, 이들만 활용해서는 다중 공유 링크를 가진 스위치에서 요구되는 QoS를 지원할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 이들 알고리즘을 적절히 활용하는 새로운 스케줄링 모델을 제시하고, 효율적인 세션 할당 알고리즘을 제안하고자 한다.
- 모의실험의 목적은 (그림 4)와 같이 시간대별 편중된 부하 또는 과부하가 주어졌을 경우, 각 세션할당 알고리즘이 클래스간 공정성 및 클래스-내부 공정성을 지원하는지의 여부를 확인하는 것이다. 먼저 각 알고리즘별 클래스간 공 정성의 지원여부를 확인 해보자. (그림 5)는 (그림 4)의 부 하에 대해 서로 다른 세션할당 알고리즘을 채택한 다중 링 크 스위치에 의해 각 클래스에게 할당된 대역폭 (Cj, C2)과 총 대역폭(C1 + C2)을 보여준다.
- 모의실험의 목적은 (그림 4)와 같이 시간대별 편중된 부하 또는 과부하가 주어졌을 경우, 각 세션할당 알고리즘이 클래스간 공정성 및 클래스-내부 공정성을 지원하는지의 여부를 확인하는 것이다. 먼저 각 알고리즘별 클래스간 공 정성의 지원여부를 확인 해보자.
- 본 논문에서는 (그림 2)의 SA-PFQ 스케줄링 모델을 지 원하는 패킷-기반 시뮬레이터를 개발하였다. 각 링크 스케 줄러인 PFQ로는 WFe+Cll]를 사용하였다.
- 본 논문에서는 다중 공유 링크를 가진 스위치를 위한 다 중 링크 스케줄링 모델을 정의하고 세션 연결 설정 시 이를 어떤 링크에 할당할 것인지를 결정하는 경험적 세션할 당 알고리즘 SCDF를 제안했다. SCDF는 새로운 세션이 소 속된 클래스의 각 링크에 할당된 부클래스의 예측된 지연 들 중 가장 작은 지연을 가진 부클래스(링크)에게 새로운 세션을 할당한다.
- 본 논문에서는 다중 공유 링크를 가진 스위치에서 클래 스들에게 사전에 예약된 대역폭을 보장하고, 동일한 클래스에 속한 세션들에게 서로 다른 공유 링크를 통해 전송되어도 가능한 비슷한 서비스 지연을 제공하고자 한다. 이를 위해 다중 공유 링크를 위한 링크 스케줄링 모델을 정의하고, 이를 기반으로 새로운 세션의 연결 설정 시 이를 어떤 링 크에 할당할 것인지를 결정하는 경험적 세션 할당 알고리즘을 제안한다.
- 본 논문에서는 제안된 SCDF 외에 다음과 같은 다양한 세션할당 알고리즘들을 고안하고 검토하였다. BRiRound R飯n)은 클래스의 세션들을 연결 순서대로 링크들에게 순 차적 으로할당하는 가장 간단하고 기 본적 인 알고리 즘이다.
- 본 연구팀은 향후 각 부클래스의 예측지연 특성을 수학 적으로 모델링하고 이를 증명하고자 한다. 이를 통해 각 부 클래스의 현 부하가 다른 부클래스에게 어느 정도 영향을 미치는지 파악하고, 또한 각 부클래스의 예측지연을 측정하 지 않고도 임의의 클래스의 부클래스들 중 상대적으로 가장 작은 부하를 가진 부클래스를 보다 쉽게 찾을 수 있을 것으로 기대한다.
- 본 절에서는 다중 공유 링크를 가진 스위치에서 클래스 들에게 지원하고자 하는 두 QoS를 수식을 통해 보다 명확히 정의하고자 한다. 7V 개의 다중 공유 링크들을 가지고 M 개의 서비스 클래스를 지원하는 스위치를 고려해 보자.
- 본 절에서는 단일 링크 스케줄링 기술에 대해 간단히 살펴보고자 한다[6]. GPS(Generalized Processor Sharing)[기는 패킷들이 무한정 작게 나누어질 수 있다고 가정하고 단일 링크를 통해 여러 세션들이 서로 다른 전송률로 동시에 전송될 수 있는 유체(fluid) 서비스 모델을 기반으로 하는 이 상적인 스케줄링 알고리즘이다.
- 본 절에서는 클래스 간 공정성과 클래스-내부 공정성 등의 QoS를 제공하기 위한 스케줄링 모델을 정의하고, 이를 기반으로 효율적인 경험적 세션 할당 알고리즘을 제안한다.
- 예측지연의 이러한 특성들을 기반으로 본 논문에서는 SCDF(Shortest Class Delay First)라는 경험적 세션 할당 알고리즘을 제안한다. 임의의 클래스 C, 에 소속된 새로운 세션이 도착할 때, 세션 할당 알고리즘 SCDF는 각 링크에 할당된 C, 의 부 클래스들 중 가장 작은 예측지연을 가진 부클 래스(링크)에게 그 세션을 할당한다.
가설 설정
- 가상 링크 스케줄러인 PFQo에 의해 전송순서가 결정된 패킷들은 SA에 의해 서비스될 링크가 결정되며, 해당 링크의 스케줄러(FIFO)에 의해 실제 서비스된다. PFQo는 모든 공유 링크 전송률의 합과 동일한 전송률을 가진 하나의 가상 링크를 통해 모든 패킷이 서비스된다고 가정한다. 별도의 PFQo를 SA 앞에 배치한 이유는 단일 가상 링크를 통해 각 클래스에게 우선적으로 공정성과 예약된 대역폭을 제공 할 수 있도록 모든 패킷의 전송순서를 미리 결정할 수 있는 이점을 제공하기 때문이다.
- 对＜3+는 상한 치 (bounded)를 가진 지연을 제공하고 GPS와 견줄만한 공 정성을 제공한다. 실험에서 부클래스들을 위한 큐 길이는 무한하다고 가정했으며, 두 개의 공유 링크를 가진 스위치를 대상으로 실험했다. 두 링크의 전송률 七는 각각 0.
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