Abstract
In development of network-enabled consumer electronics, much of the time and effort is spent analyzing and solving network performance problems. In this paper, we define an instance of such problems discovered while developing a commercial home network gateway. We then analyze its cause and propose a solution mechanism. Our home network gateway uses art asymmetric link (ADSL) and suffers from an undesirable phenomenon where downlink traffic interferes with upload speed. We call this phenomenon the network performance interference problem. While this problem can easily be confused with receive livelock caused by packet contention at the input queue, we and that this is not the case. By performing extensive experiments and analysis, we reveal that our problem is caused by packet contention at the output queue and certain intrinsic characteristics of TCP. We devise an ACK-separation queuing mechanism for this problem and implement it in the home network gateway Our experiments show that it effectively solves the problem.
정보가전기기를 개발하는데 있어서 가장 어려운 일 중 하나는 네트워크 성능을 최적화하거나 성능상의 특이 현상을 극복하는 일이다. 본 논문에서는 상용 홈 네트워크 게이트웨이를 개발하면서 이런 네트워크 성능 최적화의 한 문제를 발견하고 정의하며, 그 원인을 규명하고, 이를 해결한 연구를 기술한다. 본 논문의 흠 게이트웨이는 비대칭 링크인 ADSL 을 사용하는데 업링크로의 패킷 전송 속도가 다운링크로의 패킷 전송 유무에 간섭을 받는 특이 현상인 속도 간섭 현상을 보인다. 이러한 현상은 보통 receive livelock 문제로 생각되어 입력 큐에서의 패킷 경쟁이 그 원인이라고 분석된다. 그러나 본 논문에서는 실험적 검증을 통해 이 현상이 receive livelock과는 그 원인이 다른 새로운 문제임을 밝혀낸다. 추가적인 분석과 실험의 결과 출력 큐에서의 패킷 경쟁과 TCP 프로토콜의 메커니즘이 이 현상의 원인임을 밝힌다. 우리는 이 문제를 해결하기 위해 패킷 스케줄링 메커니즘을 제안하며 이를 흠 게이트웨이에 구현한다. 그 결과 개선된 흠 게이트웨이에서는 속도 간섭 현상이 완전히 해결됨을 보인다.
