This thesis focuses on design of hierarchical bandwidth sharing service model in low-cost residential switch. Main design considerations are (1) providing differentiated services to each subscriber, (2) small buffer size, and (3) low implementation and computational complexity. The first consideration makes us adopt hierarchical bandwidth sharing model as a service model, and the second and third stimulate us to develop simple and efficient buffer management scheme.
For realization of hierarchical bandwidth sharing service model under constraint of low implementation and computational complexity, we suggest H-DRR (Hierarchical Deficit Round Robin) which has computational complexity of O(1), and require only simple integer subtraction, addition, and comparison operation.
As simple and efficient buffer management scheme, we suggest early weighted longest queue drop scheme (E-WLQD). That scheme extends traditional longest queue drop scheme to improve average buffer sojourn time and to adapt it in our
weighted fair share requirement.
We presents theoretical evaluation of H-DRR via fairness index called B-WFI. We prove that H-DRR achieves hierarchical bandwidth sharing by simulation. Another simulation shows that our suggested buffer management scheme support greatest fairness and not poorest average delay compared to traditional schemes.
이 논문은 낮은 가격대에 적합한 가입자용 스위치에서의 계층적 대역 공유 모델의 설계를 다룬다. 주요 설계 조건은 같다. 첫번째로 각 가입자에게 차별화된 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 즉, 더 좋은 서비스 보장을 위해 더 많은 사용료를 지불한 가입자에게 더 좋은 서비스를 실제 제공해야 한다는 뜻이다. 두번째로 낮은 가격대를 목표 시장으로 하기 때문에 작은 버퍼 크기를 가지는 상황에서 동작해야 하며, 낮은 구현 복잡도 및 계산 복잡도를 가져야 한다. 첫번째 조건을 만족하기 위해 계층적 대역 공유 모델을 채택하며, 두번째 조건으로 인해 간단하며 복잡도가 적은 스케쥴링 알고리즘 및 버퍼 관리 기법을 제시한다.
제시된 스케쥴링 알고리즘인 H-DRR은 DRR을 확장시켜 계층적 대역 공유를 이루었다. H-DRR은 O(1)의 계산 복잡도를 가지며 동작시 정수 연산만을 필요로 한다. 이런 특성 때문에 낮은 가격대의 스위치에 적당한 알고리즘이라 할 수 있다. 우리는 H-DRR을 B-WFI란 공평성 지표로 분석하였으며, 시뮬레이션을 통해 계층적 대역 공유 기능이 동작함을 증명하였다.
제시된 버퍼 관리 기법인 E-WLQD는 전통적인 기법인 가장 긴 큐의 패킷을 떨어뜨리는 방식을 가중치를 고려해서 가장 긴 큐를 정하는 방식으로 확장했다. 시뮬레이션 결과에서는 E-WLQD가 다른 버퍼 관리 기법에 비해 공평성 측면에서 좋은 성능을 나타냈으며 평균 잔류 시간측면에서는 긴 잔류시간을 피하게 됨을 알 수 있다.
