Transmission Control Protocol (TCP) is one of the most widely used transport protocol for reliable data transfer. TCP uses window-based flow control through acknowledgement message from a destination for packet. TCP Reno and Vegas are widely used as TCP. However, they don't use bandwidth efficiently in the Wide-bandwidth Networks because of its low window scalability. A solution to this problem that has been pursued by many authors is to increase the rate at which window is increased and thereby shorten the congestion duration. Early work along these lines includes the Scalable TCP and FAST TCP. Although these solutions are proved to have good window scalability, they still suffer fairness utilization problems when many flows arrive at a single bottleneck and work with the standard TCP.
In this paper, we propose the method to improve TCP fairness in the TCP Networks and also propose the method to improve Link Utilization in the Hybrid TCP Networks. We introduce the analytic model of the proposed algorithm and prove the system based on our algorithms to be asymptotically stable. Through simulations, we show the performance improvement of the system.
TCP Reno는 가장 많이 사용되는 전송제어 프로토콜중 하나이다. 하지만 광대역 네트워크에서는 TCP Reno는 느린 윈도우 증가속도로 인하여 대역폭을 효과적으로 사용하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 TCP 혼잡 제어 알고리즘을 수정한 Scalable TCP, FAST TCP등의 여러 윈도우 기반 혼잡 제어 프로토콜이 제안되었다. 이러한 프로토콜들은 주로 윈도우 확장성에 초점을 맞추어 진행되었다. 하지만 이러한 프로토콜들은 너트워크의 상황을 제대로 반영하지 못한채 윈도우 크기를 확장시키기 때문에 새로운 풀로우나 기존의 TCP등과 함께 동작을 할 때 공평성이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 최근에는 라우터가 기술의 발전 덕분에 고성능이 되어 여러 정보를 송신측에 전달할 수 있기 때문에 본 논문에서는 라우터로부터의 네트워크 정보를 이용한 두가지의 알고리즘을 제안한다.
첫째, 플로우들의 입출입이 잦은 네트워크에서 공평성을 유지하기 위해서 라우터로부터 전송받은 큐값과 플로우 개수정보를 이용한 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 플로우의 입출입에도 버퍼를 제어하면서 계산된 목표 윈도우값으로 빠른 공정배분성을 제공한다.
둘째, 빠른 확장성을 가지는 TCP들이 TCP Reno와 링크를 공유할 때 TCP Reno의 성능을 저하시키는 문제점을 해결하기 위해 두가지 모드에서 동작하는 알고리즘을 제한한다. 제안된 TCP는 기존의 TCP의 대역폭을 제한시키지 않고 사용가능한 대역폭만을 이용하여 망의 효율성을 개선하는 것을 목표로 한다. 큐값과 계산된 목표 윈도우 값으로 기준을 정해서 모드를 선정하여 사용가능한 대역폭이 있을 때에만 윈도우를 증가시키고 그 외에는 공정배분값을 갖게 하는 윈도우에 수렴하게 한다. 또한 이개념을 RTT가 다른 경우에도 적용시켜 망을 효율적으로 사용하게 한다.
위의 두가지 방법을 통해 TCP플로우간의 공정한 자원배분을 보장하면서 망효율성을 개선시킬 수 있었다.
