The efficiency of end-to-end multicast transport depends critically upon their ability to scale efficiently to a large number of receiver. Also, the QoS requirement for various multimedia service is so stringent that it makes the formation of the distribution tree difficult. Designing a reliable multicast-based network that scales to the size of multicast group member is a difficult issue because of the diversity of user demands to meet. Therefore we wish to build a foundation for QoS-guaranteed multicast tree and apply the spectral analysis which characterizes the uniqueness of the source traffic.
However, to make multicast service reliable accurate measurement schemes should precede. While there are many development projects on unicast-based measurement, several multicast-based end-to-end measurement schemes is being watched with keen interest. The inference of multicast tree and loss inference are included. The inference of multicast tree is executed by the shared loss patterns and needs no explicit knowledge of the tree. This approach relies upon complete information of loss statistics at every receiver and thus is not a practical protocol building block in its own right. On the other hand, loss inference of internal nodes because they use the MLE(Maximum Likelihood Estimator). But they know the multicast distribution tree in advance. Schemes using MLE are very efficient and the inferred value converges fast and surely to its true value. In the theoretical analysis, internal delay estimation is possible but their analysis is so complex due to the continuity property of the delay.
In the thesis, we propose the BLE(Bottleneck Location Estimator) which can overcome the analytic difficulty of the delay estimation using the power spectrum of the packet interarrival time as the performance metric. We develop the basic model of inferring bottleneck location and show the efficiency of the BLE by both of the theoretical analysis and simulation. In terms of scalability, the bottleneck which occurs at any node restricts the extensibility concerning the QoS degradation. The analytic results are verified through the simulation and comparison with perturbation analysis approach. Finally, we show the applicability to the scalable tree formation for reliable multicast routing network.
단대단(end-to-end) 멀티캐스트 전송의 효율성은 많은 수의 수신단에 맞게 규모를 맞춰나갈 수 있는 능력에 크게 좌우된다. 전체 멀티캐스트 그룹 멤버의 크기에 맞출 수 있는 신뢰성을 갖는 멀티캐스트 기반의 망 설계는 사용자의 다양한 요구 조건 때문에 매우 어렵다. 즉, 멀티캐스트 분배 트리를 구성할 때 다양한 서비스를 수용할 수 있도록 사용자의 QoS 요구 조건을 만족시킬 수 있는가 하는 점이다. 따라서 본 연구에서는 QoS 보장 가능한 멀티캐스트 트리를 구성하는 기법을 연구하고자 하며 이를 위해 입력 트래픽의 특성을 반영하는 전력 스펙트럼 기법을 적용하였다.
그러나 신뢰성을 갖는 멀티 캐스트 서비스를 구현하기 위해서는 먼저 네트워크 트래픽 부하의 상황을 정확하게 측정할 수 있는 연구가 선행되어야 한다. 현재 진행중인 네트워크 트래픽 측정 기술에 대한 많은 연구는 유니캐스트(unicast) 기반으로 진행되고 있으나 최근 멀티 캐스트 기반의 단대단 측정 기법에 관한 연구가 주목을 받고 있다. 체증 구간 추정과 내부 노드의 손실 추정 기법이 그것이다. 기존의 체증 구간 추정 연구는 정확하게 어떤 노드가 심한 체증을 겪고 있는가를 밝혀낼 수 없었다. 반면 내부 노드의 손실 추정 방법은 네트워크의 구성을 사전에 알아야 하는 대신 표본의 수가 커질수록 매우 정확하게 내부 노드의 손실을 추정한다.
본 논문에서는 MLE(Maximum Likelihood Estimator)를 기반으로 한 BLE(Bottleneck Location Estimator : 체증 노드 위치 추정법)를 제안한다. 기존의 연구에서 드러난 체증이 발생한 노드가 존재하는 구간을 추정하는 방법은 멀티캐스트의 확장성에 커다란 제약을 준다. 본 논문에서는 MLE에서 제안된 기본 모델을 사용하여 정체 현상, 즉 패킷 지연의 정도를 확률적으로 표현한 모형을 제시하였다. 또한 이론적 해석 모형을 설정하고 추정법의 계산식을 유도함으로써 예시적으로 살펴본 비교적 간단한 모델 뿐만 아니라 수십 혹은 수백의 노드에 대해서도 해석적 분석이 가능하다. MLE를 이용함으로 해서 추정의 신뢰 구간 확보를 위한 무작위 표본의 수는 노드의 수가 증가함에 따라 많아진다. 본 기법의 검증을 위하여 모의 실험을 실시하였으며 그 결과는 추출하는 표본의 수가 많아질수록 실제 값에 매우 가깝게 근접함을 알 수 있다. 이를 OTERS(On-Tree Efficient Recovery using Subcasting)의 FTFP(Fusion Tree Formation Protocol)의 원리와 비교할 때 트리 구성의 제약 조건을 명확하게 구분 짓기 때문에 확장성을 갖는 멀티캐스트 트리의 구성을 더욱 정밀하고 효율적으로 수행할 수 있게 됨을 알 수 있다.
