링크다운 환경에서 TCP에 대한 SCTP의 멀티호밍 효과

국문 초록 (Abstract)

현재 인터넷에서 사용 중인 연결지향형 트랜스포트 계층 프로토콜은 TCP이다. TCP는 단일 경로 상에서 단일 스트림을 이용하여 통신하기 때문에, 경로상의 링크가 다운되는 경우 통신 불능이라는 결함을 지니고 있다. 새로운 트랜스포트 계층 프로토콜인 SCTP는 두 개 이상의 경로를 제공하는 멀티호밍(multi-homing) 특성을 갖고 있기 때문에 1차 경로 상의 링크가 다운되는 경우 TCP와 달리 대체 경로를 이용하여 통신이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 링크다운 환경에서 NS-2 시뮬레이션을 이용하여 SCTP의 멀티호밍 효과를 측정하고 분석하였다. 특히 SCTP는 TCP처럼 싱글호밍으로도 사용될 수 있기 때문에 SCTP<SUB>_single-homing</SUB>과 SCTP<SUB>_multi-homing</SUB>으로 구분하였다. 시뮬레이션에서는, 링크다운 시간, 대역폭, 그리고 RTT(Round Trip Time)를 변화시키면서 TCP와 SCTP의 처리율과 대역폭 이용률을 측정하였다. 링크다운 시간에 따른 비교 결과, SCTP<SUB>_multi-homing</SUB>의 처리율이 TCP의 처리율 보다 평균적으로 18 % 우수한 것으로 확인되었다. RTT와 대역폭에 따른 결과는 SCTP<SUB>_multi-homing</SUB>의 처리율이 TCP의 처리율 보다 각각 27 %와 9 % 우수한 것으로 판명되었다. SCTP<SUB>_single-homing</SUB>과 TCP 사이에는 별다른 성능 차이가 없었다. 종합적으로는 링크다운 환경에서 SCTP<SUB>_multi-homing</SUB>의 성능이 TCP보다 평균 18% 우수하였다. 이 결과는 실제 인터넷 경로 상에서 링크 다운이 발생되는 경우 TCP에 대한 SCTP의 멀티호밍 효과를 추정하기 위한 벤치마크로 사용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

TCP(Transmission Control Protocol) is currently used connection-oriented protocol as a typical transport layer protocol in the Internet. However, it has deficiency not be able to communicate with other TCP entities when any link included in the path is down because of single-homing on single path. SCTP(Stream Control Transmission Protocol) suggested as the new transport layer protocol supports multi-homing feature, which provides several paths between source and destination. It can communicate with other SCTP entities using alternate path even when any link on the primary path is down. This paper aims to measure and analyze the multi-homing effect of SCTP over TCP in case of link-down using NS-2 simulator. We classify SCTP into SCTP<SUB>_single-homing</SUB> and SCTP<SUB>_multi-homing</SUB> because SCTP with single-homing can also be used like TCP. We measured throughput and bandwidth utilization varying link-down duration, bandwidth, and RTT(round trip time). Simulation results show that throughput of SCTP<SUB>_multi-homing</SUB> is more than that of TCP by 18 % on average. It is also shown that SCTP<SUB>_multi-homing</SUB> on varying RTT and bandwidth increases the throughput of TCP by 27% and 9% on average, respectively in the link-down environment. In above cases, more or less difference between SCTP<SUB>_single-homing</SUB> and TCP on throughput and bandwidth utilization was found. To summarize, multi-homing effect of SCTP over TCP on throughput is about 18 % on average in the link-down environment This experimental result can be used as the benchmark in order to estimate the multi-homing effect of SCTP over TCP when the link-down happens in the real Internet.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 링크다운 환경에서의 TCP와 SCTP
• Ⅲ. 시뮬레이션 모델 및 실험환경
• Ⅳ. 시뮬레이션 결과 및 해석
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• 저자소개

참고문헌 (Reference)

1 이용진, "초기 슬로우 스타트 구간에서 웹 객체의 평균 전송 시간 추정을 위한 수학적 모델" 대한공업교육학회 33 (33): 248-258, 2008

2 김주현, "리눅스 환경에서의 SCTP 혼잡제어 분석" 한국교원 대학교 2008

3 박재성, "리눅스 환경에서 SCTP와 TCP 프로토콜의 성능 비교" 한국통신학회 33 (33): 699-706, 2008

4 하종식, 고석주, "리눅스 기반 SCTP & TCP 성능 비교 분석"

5 배성수, "네트워크 시뮬레이션(NS-2 기초와 활용)" 세화출판사 2005

6 "http://www.isi.edu/nsnam/ns"

7 "http://nsnam.org"

8 R. Stewar, "Stream Control Transmission Protocol, IETF RFC 2960"

9 R. Stewart, "Stream Control Transmission Protocol(SCTP) : A Reference Guide" Addison Wesely 2001

10 송정화, "SCTP의 멀티 호밍 특성에 대한 성능 평가" 한국정보처리학회 11 (11): 245-252, 2004

11 F. Nadei, "Mir, Computer and Communication Networks" Pearson Education 2007

12 김주회, "HTTP를 응용계층 프로토콜로 사용한 TCP와 시뮬레이트 SCTP의 성능 평가" 우송대 정보산업대학원 2005