Recently, many researchers have studied on RSVP extension to support host mobility. Most of the existing approaches are based on the advanced resource reservation scheme or employing RSVP Tunnel [5] mechanism in order to guarantee seamless QoS in mobile Internet. However, in those approaches, there are two problems which are not adequately addressed. One is that excessive advanced resource reservations waste network resources and impose much overhead on networks. Another problem is that RSVP Tunnel requires more resources than a normal RSVP session due to packet encapsulation and Mobile IP triangle routing. Those problems incur the inefficient usage of network resources and service disruption. In this thesis, we propose a simple and efficient mechanism to support mobility with RSVP, called Link Layer Assisted Multicast-based Mobile RSVP (LM-MRSVP), which solves the problems mentioned above. Using Layer 2 trigger, LM-MRSVP builds only one advanced resource reservation at a cell that a mobile node (MN) is likely to visit. Then it expands a RSVP session efficiently using IP multicast when a mobile node moves to a new cell. The performance of the proposed mechanism is evaluated by implementation and simulation. Experimental results show that the proposed mechanism guarantees the quality of service in mobile Internet even if handover occurs. Especially, in MPEG-1 streaming experiment, LM-MRSVP shows just 3% degradation of PSNR value after handover while 54% degradation appears with normal RSVP. In simulation results, we show that LM-MRSVP has good performance in terms of a session completion rate and forced termination rate.
이동 인터넷에서의 자원예약을 통한 서비스 품질(QoS) 보장은 유선환경에 비해 더 많은 제약 조건을 가진다. 이러한 제약은 대부분 이동 호스트들이 움직임에 따라 새로운 자원예약 경로를 필요로 하기 때문에 발생한다. 이런 문제를 해결하기 위한 기존 연구의 하나로 Mobile IP를 기반으로 한 Mobile Resource Reservation Protocol(MRSVP)와 Hierarchical MRSVP(HMRSVP) 기법을 들 수 있다. 하지만, 이러한 기법들은 Mobile IP를 기반으로 동작하기 때문에 Mobile IP가 갖는 여러 문제점들을 그대로 수용하게 된다. 특히, Triangle routing 문제는 자원예약을 위한 더 많은 시간과 자원들을 요구하게 함으로서 네트워크 자원의 낭비와 멀티미디어 서비스의 실시간성을 해치는 문제를 초래한다. 더욱이 MRSVP의 경우, 이동 호스트의 정확한 이동방향을 예측하지 못함으로써 모든 주변 셀들에서 미리 자원예약(Advanced Resource Reservation)을 요하게 되는데 이는 심각한 네트워크 자원 낭비를 가져온다.
본 학위논문에서는 위에서 언급한 문제점들을 해결하기 위한 새로운 프로토콜인 Link Layer Assisted Multicast-based Mobile RSVP (LM-MRSVP)를 제안한다. LM-MRSVP 기법은 앞서 언급된 Mobile IP의 영향을 줄이기 위하여 무선 네트워크의 각 셀을 담당하는 Base Station (BS)들이 이동 호스트들을 대신하여 RSVP프로세스를 맡아 처리한다. 따라서, 자원예약 구간은 Home Agent(HA)를 거치지 않고 상대 호스트와 직접적으로 연결되어 네트워크 자원의 낭비를 막고 효율적인 자원예약을 가능하게 한다. 그리고, LM-MRSVP에서 모든 데이터와 RSVP 세션은 IP multicast를 기반으로 전송되어 호스트의 이동 시, 자원예약 구간의 빠르고, 효율적인 확장이 가능하다. 또한, 이동 호스트는 항상 각 BS의 시그널을 측정, 비교함으로써 이동 호스트의 정확한 움직임을 분석하여 하나의 이동 예정 셀에 대해서만 미리 자원예약을 함으로써, MRSVP가 갖는 자원낭비 문제를 줄인다.
LM-MRSVP 기법의 성능평가를 위해 본 학위논문에서는 시뮬레이션과 함께 구현을 통한 실험을 하였다. 구현을 통한 실제 실험에선, 평균 데이터 전송률 및 연속패킷상실, PSNR 측면에서 기존의 RSVP와 비교하여 LM-MRSVP가 이동 인터넷상에서도 서비스 품질을 보장하고 있음을 보이고 있다. 특히 실제 응용프로그램에 대한 예로 실시한 MPEG-1 Streaming 실험에서 기존의 RSVP적용 시, 54%의 비디오 품질저하를 보이는 반면 LM-MRSVP는 한지 3%의 비디오 품질 저하만을 나타내어 LM-MRSVP가 이동 인터넷 망에서도 실시간 멀티미디어 서비스의 품질을 보장하고 있음을 보여주고 있다. 시뮬레이션 결과에서 LM-MRSVP는 HMRSVP와 함께 MRSVP 보다 높은 Session Completion Rate를 보이면서 HMRSVP보다 낮은 Forced Termination Rate를 나타내고 있다. 이는 사용자가 Handover가 빈번한 환경에서 서비스를 이용할 때, LM-MRSVP는 HMRSVP보다 더 적은 서비스 끊김 현상을 제공함을 뜻한다.
