초록

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동적 메트릭을 사용하는 단일 경로 라우팅 방식이 폭주에 대처하는 방법은 폭주 영역을 피해갈 수 있도록 경로를 바꾸어주는 것이다. 그러나, 이러한 라우트 변경은 라우팅 진동을 야기할 수 있고, 폭주에 대응하여 실제적으로 네트워크 상에 존재하는 다중의 경로들을 모두 동시에 이용할 수 없다는 한계점이 있다. 이에 본 논문에서는 라우팅 오버헤드 측면에서 매우 효율적이면서, 라우팅 성능을 높일 수 있는 동적 로드 밸런싱을 수행하는 다중 경로 라우팅 방식인 MP-DLB를 제안하였다. MP-DLB 방식은 hot 목적지에 대해서만 다중 경로를 설정하고, 이들 다중 경로에 대해서만 동적 로드 밸런싱을 수행한다. 제안하는 MP-DLB 방식의 성능을 검토하기 위하여 시뮬레이션을 실험한 결과, MP-DLB는 hot 목적지를 향하여 임의의 라우터에 집중되고 있는 여러 소스로부터의 트래픽을 다중 경로를 이용해 분산 전송함으로써 효과적으로 폭주를 경감시키고 라우팅 성능을 높임을 볼 수 있었다.

동적 메트릭을 사용하는 단일 경로 라우팅 방식이 폭주에 대처하는 방법은 폭주 영역을 피해갈 수 있도록 경로를 바꾸어주는 것이다. 그러나, 이러한 라우트 변경은 라우팅 진동을 야기할 수 있고, 폭주에 대응하여 실제적으로 네트워크 상에 존재하는 다중의 경로들을 모두 동시에 이용할 수 없다는 한계점이 있다. 이에 본 논문에서는 라우팅 오버헤드 측면에서 매우 효율적이면서, 라우팅 성능을 높일 수 있는 동적 로드 밸런싱을 수행하는 다중 경로 라우팅 방식인 MP-DLB를 제안하였다. MP-DLB 방식은 hot 목적지에 대해서만 다중 경로를 설정하고, 이들 다중 경로에 대해서만 동적 로드 밸런싱을 수행한다. 제안하는 MP-DLB 방식의 성능을 검토하기 위하여 시뮬레이션을 실험한 결과, MP-DLB는 hot 목적지를 향하여 임의의 라우터에 집중되고 있는 여러 소스로부터의 트래픽을 다중 경로를 이용해 분산 전송함으로써 효과적으로 폭주를 경감시키고 라우팅 성능을 높임을 볼 수 있었다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 네트워크의 상황을 잘 반영하는 동적 로드밸런싱을 수행하는 다중경로 라우팅 알고리즘의 라우팅 오너헤드와 메모리 요구량 및 프로세싱오버헤드를 줄일 수 있는 새로운 다중경로 라우팅 알고리즘인 MP-DLB를 제안하였다. MP-DLB 방식은 hot 목적지에 대해서만 다중 경로 를 설정하고, 이들 다중경로에 대해서만 동적 로드밸런싱 을 수행한다.
• 이에 본 논문에서는 다중 경로상의 동적 로드 밸런싱을 위한 동적 네트워크 상태 정보 교환에 소요되는 오버헤드를 감소시킬 수 있는 새로운 다중 경로, 라우팅 방식으로 MP-DLB (M 니 HPath routing with Dynamic Load Balancing)를 제시하였다.

가설 설정

• 본 시뮬레이션에서 한 세션이라 함은 하나의 송신원이하 나의 수신 원으로 일정 시간 동안 일정 양의 패킷을 전송하는 것을 의미한다. 각 세션 발생 간격의 평균값은 300msec인 지수 분포를 따르고 세션의 길이는 평균이 3000msec인 지 수 분포를 따른다고 가정하였다. 두 패킷 간의 평균 발생 간격은 3msec으로 가정하였다.
• 각 세션 발생 간격의 평균값은 300msec인 지수 분포를 따르고 세션의 길이는 평균이 3000msec인 지 수 분포를 따른다고 가정하였다. 두 패킷 간의 평균 발생 간격은 3msec으로 가정하였다. 네트워크에서 발생하는 모든 트래픽의 如%가 hot 목적지를 향하도록 하였다.
• 네트워크에서 발생하는 모든 트래픽의 如%가 hot 목적지를 향하도록 하였다. 백본 라우터 간 채널의 최대 대역폭은 모두 10Mbpst 라우터 호스트 간 채널의 최대 대역폭은 100Mbps 그리고, 패킷의 사이즈느亍 50如바이트라고 가정한다.
• 실험 2에서는 두 개의 hot 목적지를 가정하고 실험 1과 같이 측정하였다.

제안 방법

• 각 라우터는 정적 메트릭인 링크 전파 지연을 경로 비용으로 하여 DV 알고리즘[7, 8]을 수행함으로써 hot 목적지가 아닌 목적지에 대해서는 단일 경로 라우팅 테이블을 거축한다.
• 두 패킷 간의 평균 발생 간격은 3msec으로 가정하였다. 네트워크에서 발생하는 모든 트래픽의 如%가 hot 목적지를 향하도록 하였다. 백본 라우터 간 채널의 최대 대역폭은 모두 10Mbpst 라우터 호스트 간 채널의 최대 대역폭은 100Mbps 그리고, 패킷의 사이즈느亍 50如바이트라고 가정한다.
• 본 논문에서 제안한 MP-DLB 방식은 Hybrid-SCOUT이 hot 목적지에 대해서만 농적 단일 경로를 설정한 것에 반 해, hot 목적지 노드들에 대해서만 다중 경로를 설정하고 이들 hot 목적지로의 다중 경로에 대해서만 동적 오로 로드 밸런싱을 해 준다. MP-DLB는 hot 목적지 노드들에 대해서만 다중 경로를 설정함으로써, 경로 설정 및 동적 로드 밸런싱을 위해 소요되는 라우팅 오버헤드와 각 라우터가 유지해야 하는 경로 정보량 올 감소시킨다.
• 본 시뮬레이션에서는 MP-DLB을 Hybrid-SCOUT 알고리즘과 비교하기 위해 네트워크 성능과 라우팅 비용을 측정하였다. 시뮬레이션 파라미터로는 hot 목적지의 수와 제어 패킷의 브로드캐스트 주기(이하 BI)를 변화 시켜 보았다.
• 본 시뮬레이션에서는 MP-DLB을 Hybrid-SCOUT 알고리즘과 비교하기 위해 네트워크 성능과 라우팅 비용을 측정하였다. 시뮬레이션 파라미터로는 hot 목적지의 수와 제어 패킷의 브로드캐스트 주기(이하 BI)를 변화 시켜 보았다. 시뮬레이션에서 사용된 네트워크 모델은 그림 4와 같다.
• 실험 1에서 BI를 변화시켰을 때, 라우팅 비용을 측정하였다. 두 알고리즘의 라우팅 비용은 거의 일치하며, BI가 작아 짐에 따라 두 알고리즘의 라우팅 비용은 모두 증가한다.
• 실험 1에서는 하나의 hot 목적지를 가정하고 네트워크 성능을 측정하기 위해 패킷당 평균 지연시간 올, 라우팅 비용을 측정하기 위해 시뮬레이션 기간 동안 생성된 제어 패킷 수를 측정하였다.
• 제안하는 MP-DLB 방식은 J. Chen 등이 동적인 단일 경로 라우팅에 있어서 라우팅 효율을 높이고 라우팅 오버헤드를 낮게 유지하기 위해 [5, 6]에서 제안한 아이디어를 도입하였다.

성능/효과

• 전체 트래픽 양이 일정한 가운데 hot 목적지의 수만 증가 하면 하나의 hot 목적지에 집중되는 트래픽 양이 감소해서 두 방식 모두 실험 1에 비해서 패킷당 지연 시간은 감소한다. 그러나, 하나의 hot 목적지에 몰려드는 트래픽의 양이 적어지므로 단일 경로 방식인 Hybrid-SCOUT에 비홍!] MP~DLB의 우월성은 감소해서, 두 방식 간의 성능 차가 감 소된다.
• Hybrid-SCOUT 알고리즘은 라우팅 비용이 감소함에 따라, 성능이 급격하게 낮아지는 반면, MP-DLB는 완만한 변화를 보인다. 그리고, 항상 같은 라우팅 비용에 대해서 제안하는 MP-DLB의 성능이 Hybrid-SCOUT 알고리즘의 성능보다 더 좋은 것으로 나타나 있다.
• 실험 1에서 BI를 변화시켰을 때, 라우팅 비용을 측정하였다. 두 알고리즘의 라우팅 비용은 거의 일치하며, BI가 작아 짐에 따라 두 알고리즘의 라우팅 비용은 모두 증가한다. 그림 5는 실험 1에서 두 알고리즘을 적용시켰을 때, 라우팅 비용과 네트워크 성능과의 관계를 나타낸 그래프이다.
• MP-DLB는 hot 목적지 노드들에 대해서만 다중 경로를 설정함으로써, 경로 설정 및 동적 로드 밸런싱을 위해 소요되는 라우팅 오버헤드와 각 라우터가 유지해야 하는 경로 정보량 올 감소시킨다. 또한, Hybrid-SCOUT과 유사하게 MP-DLB도 hot 목적지별로 독자적으로 시간차를 두고 다중 경로상에 로드 밸런싱을 해 줌으로써 어떤 한 라우터를 경유하는 여러 hot 목적지들로의 트래픽이 다 같이 현재 부하가 상대적으로 낮은 영역으로 옮겨가는 것을 막 올 수 있다. 그러나, MP-DLB 는 Hybrid-SCOUT 와 달리 라우터가 각 hot 목적지에 대해서는 자신으로부터 그 hot 목적지에 이르는 모둔 가용한 다중의 경로를 동시에 활용하도록 함으로써 자신에게 유입되는 트래픽 중 하나의 hot 목적지를 향하는 트래픽에 의해 발생되는 폭주에 대해 Hybrid-SCOUT보다 좀 더 효과적으로 대처할 수 있다.
• MP-DLB 방식은 hot 목적지에 대해서만 다중 경로 를 설정하고, 이들 다중경로에 대해서만 동적 로드밸런싱 을 수행한다. 시뮬레이션 결과, 동적 로드밸런싱을 수행하는 다중경로 방식인 MP-DLB가 단일 경로 라우팅 방식인 Hybrid-SCOUT에 비해 더 나은 성능을 보임을 알 수 있었다.
• 실험 1에서 BI를 변화시켰을 때, 패킷당 평균 지연 시간의 변화를 살펴보면, Hybrid-SCOUT 알고리즘은 BI가 증 가됨에 따라서 패킷의 평균 지연 시간이 급격하게 증가하지만, 제안하는 MP-DLB 방식은 완만한 증가를 보인다. MP-DLB는 라우팅 성능이 BI에 대해서 덜 민감하므로 비교적 큰 BI 값을 사용해도 상당히 좋은 라우팅 성능을 낼 수 있음을 알 수 있다.

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이 논문을 인용한 문헌

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