초록

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UDP를 이용하는 멀티캐스트에 있어서 에러 복구는 서비스의 신뢰성을 위해 반드시 필요한 알고리즘이다. 본 논문에서는 기존 라우터 기반의 에러 복구(Router-Assisted Schemes)알고리즘을 이용해서 라우터에 의한 에러 복구의 효율성이 증가하도록 하였다. 본 논문에서는 USC／ISI에서 개발한 네트워크 시뮬레이터인 NS-2를 이용하여 에러 복구 기능을 구현하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 라우터에 멀티캐스트 에러 복구 방식이 적용되었을 경우, 기존의 에러 복구 방식의 효율성 향상이 가능함을 보이려 한다.

UDP를 이용하는 멀티캐스트에 있어서 에러 복구는 서비스의 신뢰성을 위해 반드시 필요한 알고리즘이다. 본 논문에서는 기존 라우터 기반의 에러 복구(Router-Assisted Schemes)알고리즘을 이용해서 라우터에 의한 에러 복구의 효율성이 증가하도록 하였다. 본 논문에서는 USC／ISI에서 개발한 네트워크 시뮬레이터인 NS-2를 이용하여 에러 복구 기능을 구현하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 라우터에 멀티캐스트 에러 복구 방식이 적용되었을 경우, 기존의 에러 복구 방식의 효율성 향상이 가능함을 보이려 한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 1 PGM의 NAKs 억제 빵식을 적용한 ARM 에러 복구 PGM의 송신자에 의한 에러 복구 방식은 수신자와 송신자 간의 거리에 따라 에러 복구 지연 시간이 증가된다는 점과 대규모의 수신자의 참여시에는 송신자에게 지나치게 부하가 집중된다는 문제점이 있다. 따라서, 위에서 언급한 ARM의 문제점울 해결하기 위해 PGM 및 ARM 올 이용한 라우터 멀티케스트 에러 복구 알고리즘을 제안하였다, 제안된 멀티캐스트 에러 복구 알고리즘의 핵심은 헐 티캐스트 에러 복구 기능을 라우터 내부에 둠으로서 로컬 내부에서 에러 복구를 하는 것과 같은 효과를 얻기 위한 것이다. 이에 따라 본 논문에서는 ARM에서 적용된 라우터 에러 복구 방식과 PGM에서의 알 고려즘을 함께 적용하였다.
• 그리고, PGM온 라우터에서 NAKs 억제가 가능하도록 한 방식으로 논문에서는 각각의 장점을 이용한 에러 복구 방식을 제시하였타. 본 논문에서는 PGM의 NAKs 패킷 억제 기능을 라우터들에 일반적으로 적용하고, ARM 방식의 에러 복구 기능을 가진 라우터를 구현하여 NS-2 상에서 그 효율성을 확인하고자 한다.
• 본 논문에서는 우선 ARM(Active Reliable Multicast) 방식 과 PGM(Pragmatic General Multicast)방식의 에러 복구 방식을 적용하여 라우터의 옹용 레벨에서 에러 복구가 가능하도록 하였다. ARMe 라우터로부터 에러 복구가 가능하도록 하여 멀티캐스트 트리 구조의 변화 등에 영향이 적은 방식이다.

제안 방법

• 그래프 3은 PGM 에러 복구를 할 경우와 본 논문에서 제안된 에러 복구를 할 경우의 복구 지연 시간을 비교해 보았다. 아래 결과는 매우 이상적인 네트워크 상태에서의 결과로 위의 실험 결과에서는 PGM 에러 복구의 경우, 송신자와 수신자 간의 거리에 따라 에러 복구 지연 시간(2)이 선형적으로 증 가됨올 알 수 있다.
• ARMe 라우터로부터 에러 복구가 가능하도록 하여 멀티캐스트 트리 구조의 변화 등에 영향이 적은 방식이다. 그리고, PGM온 라우터에서 NAKs 억제가 가능하도록 한 방식으로 논문에서는 각각의 장점을 이용한 에러 복구 방식을 제시하였타. 본 논문에서는 PGM의 NAKs 패킷 억제 기능을 라우터들에 일반적으로 적용하고, ARM 방식의 에러 복구 기능을 가진 라우터를 구현하여 NS-2 상에서 그 효율성을 확인하고자 한다.
• 실험에서의 토폴로지는 이진(Binary) 트리를 기본으로 하였으며, 각 링크의 대역폭은 L5Mbps로 통일하였다. 또한, 실험에서는 에러 복구자와 수신 자간의 거리롤 알 정하게 하고 R(멀티캐스트 트래픽/(멀티캐스트 트래픽+배경 트래픽))을 변화시켰다. 그밖에 송신자와 수신자 사이의 모든 링크에서의 대역폭 경쟁으로 인한 에러가 발생하도록 하였기 때문에 에러 복구는 전적으로 PGMe 송신자가 책임을 지도록 하였다
• 본 논문 온 멀티캐스트 에러 복구롤 위해서 PGM을 ARM의 라우터로부터의 멀티캐스트 에러 복구 방식에 함께 적용하였다. 본 논문에서는 관련한 실험을 ARM과의 비교가 여의치 않아 PGM방식과 간접 비교하였다.
• 본 논문 온 멀티캐스트 에러 복구롤 위해서 PGM을 ARM의 라우터로부터의 멀티캐스트 에러 복구 방식에 함께 적용하였다. 본 논문에서는 관련한 실험을 ARM과의 비교가 여의치 않아 PGM방식과 간접 비교하였다. 시뮬레이션 결과로 제안된 방식의 에러 복구 지연 시간이 기존의 PGM 방식보다 작다.
• 또한, ARMe 계층화된 멀티캐스트 에러 복구 방 식이 갖고 있는 트리 구조의 한계성을 극복할 수 있는 방식 이다[5]. 본 논문은 ARM과 같이 라우터에서 지원하는 에러 복구 방식을 적용함으로써 두 방식의 장점을 이용한 에러 복구가 가능하게 하였다.
• 실험에서는 그림 3을 이용하여 모든 링크의 대역폭을 L5Mbps로 통일하였으며, 멀티캐스트 수신자의 수를 증가 시 키며 실험하였다. 그래프 1은 기존 PGM에서 멀티캐스트 트리 전체에 흐르는 NAKs 데이터의 총합(1)을 나타낸 그래프이며, 그래프 2눈 제안된 방식을 적용했을 경우에 멀티캐스트 트리 전체에 흐르는 NAKs 데이터의 총합(1)을 나타낸 그래 프이다.
• 그림에서와같이 라우터는 기존에 송신자가 수행하던 에러 복구의 역할을 대신한다. 우선 패킷 에러를 감지한 수신자는 NAKs를 전송하고, 이롤 받은 라우터는 수신자에게 NCF를 전송하여 수신자의 중복된 NAKs 메시지가 발생하지 않도록 한 후에 자신의 메모리에 저장된 데이터에서 해당 패킷이 있는지 조사한다. 해당 패킷 이 존재할 경우, NAKs롤 전송한 수신자에게만 퍠킷을 전송 함으로써 에러 복구를 끝마치게 된다.
• 따라서, 위에서 언급한 ARM의 문제점울 해결하기 위해 PGM 및 ARM 올 이용한 라우터 멀티케스트 에러 복구 알고리즘을 제안하였다, 제안된 멀티캐스트 에러 복구 알고리즘의 핵심은 헐 티캐스트 에러 복구 기능을 라우터 내부에 둠으로서 로컬 내부에서 에러 복구를 하는 것과 같은 효과를 얻기 위한 것이다. 이에 따라 본 논문에서는 ARM에서 적용된 라우터 에러 복구 방식과 PGM에서의 알 고려즘을 함께 적용하였다. 그림 2는 멀티캐스트 라우터의 에 러 복구 개념도를 보여주고 있다.

대상 데이터

• X축은 수신자의 수를 나타낸다. 실험에서의 토폴로지는 이진(Binary) 트리를 기본으로 하였으며, 각 링크의 대역폭은 L5Mbps로 통일하였다. 또한, 실험에서는 에러 복구자와 수신 자간의 거리롤 알 정하게 하고 R(멀티캐스트 트래픽/(멀티캐스트 트래픽+배경 트래픽))을 변화시켰다.

이론/모형

• 본 논문에서의 라우터의 재전송 패킷을 캐쉬하는(caching) 방법은 ARM과 같은 방식을 따르고 있다[5]. 반면 ARM에서는 중복된 NACK(에러 복구 요청 메시지)가 전달될 경우, 라우터는 NACK를 상위 링크(up link)로 전송하지 않고 버리게 된다[5].

성능/효과

• 3.1 PGM의 NAKs 억제 빵식을 적용한 ARM 에러 복구 PGM의 송신자에 의한 에러 복구 방식은 수신자와 송신자 간의 거리에 따라 에러 복구 지연 시간이 증가된다는 점과 대규모의 수신자의 참여시에는 송신자에게 지나치게 부하가 집중된다는 문제점이 있다. 따라서, 위에서 언급한 ARM의 문제점울 해결하기 위해 PGM 및 ARM 올 이용한 라우터 멀티케스트 에러 복구 알고리즘을 제안하였다, 제안된 멀티캐스트 에러 복구 알고리즘의 핵심은 헐 티캐스트 에러 복구 기능을 라우터 내부에 둠으로서 로컬 내부에서 에러 복구를 하는 것과 같은 효과를 얻기 위한 것이다.
• 또한, PGM의 장점인 링크 내부의 NAKs 및 복구 데이터의 효과적인 억제 특성을 지니고 있옴을 확인하였다. 따라서, 논문에서는 각각의 방식의 장점을 적절히 이용함으로써 효율성이 증가하였음을 알 수 있다.
• 예로 R=l/5, 1/15과 같은 경우에는 기존 PGM이 지수 함 수적으로 복구 지연 시간이 증가하는 것에 비해 제안된 방식은 선형적인 특성이 보임을 알 수 있다. 또한, PGM의 장점인 링크 내부의 NAKs 및 복구 데이터의 효과적인 억제 특성을 지니고 있옴을 확인하였다. 따라서, 논문에서는 각각의 방식의 장점을 적절히 이용함으로써 효율성이 증가하였음을 알 수 있다.
• 본 논문에서는 관련한 실험을 ARM과의 비교가 여의치 않아 PGM방식과 간접 비교하였다. 시뮬레이션 결과로 제안된 방식의 에러 복구 지연 시간이 기존의 PGM 방식보다 작다. 예로 R=l/5, 1/15과 같은 경우에는 기존 PGM이 지수 함 수적으로 복구 지연 시간이 증가하는 것에 비해 제안된 방식은 선형적인 특성이 보임을 알 수 있다.
• 그래프 3은 PGM 에러 복구를 할 경우와 본 논문에서 제안된 에러 복구를 할 경우의 복구 지연 시간을 비교해 보았다. 아래 결과는 매우 이상적인 네트워크 상태에서의 결과로 위의 실험 결과에서는 PGM 에러 복구의 경우, 송신자와 수신자 간의 거리에 따라 에러 복구 지연 시간(2)이 선형적으로 증 가됨올 알 수 있다. 반면에 제안된 에러 복구가 이뤄졌을 때, 네트워크 토폴로지의 크기에 상관없이 빠른 복구가 이뤄지는 것을 알 수 있다.
• 시뮬레이션 결과로 제안된 방식의 에러 복구 지연 시간이 기존의 PGM 방식보다 작다. 예로 R=l/5, 1/15과 같은 경우에는 기존 PGM이 지수 함 수적으로 복구 지연 시간이 증가하는 것에 비해 제안된 방식은 선형적인 특성이 보임을 알 수 있다. 또한, PGM의 장점인 링크 내부의 NAKs 및 복구 데이터의 효과적인 억제 특성을 지니고 있옴을 확인하였다.

후속연구

• 추후 과제로 서 눈 본 연구 기법을 다른 에러 복구 방식과 비교 분석하는 작업이 필요하며, 실제 PGM 라우터롤 구현하여 실제적인 결과를 얻음과 동시에 시뮬레이션 결과와의 비교 분석이 필요하다. 또한 제안된 방식에 의한 라우터의 효율적인 위치 선택을 위한 알고리즘 연구를 진행할 예정이다.
• 추후 과제로 서 눈 본 연구 기법을 다른 에러 복구 방식과 비교 분석하는 작업이 필요하며, 실제 PGM 라우터롤 구현하여 실제적인 결과를 얻음과 동시에 시뮬레이션 결과와의 비교 분석이 필요하다. 또한 제안된 방식에 의한 라우터의 효율적인 위치 선택을 위한 알고리즘 연구를 진행할 예정이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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