TCP CAE : Improving Wireless TCP under Reverse Background Congestion through Comparative ACK-based Estimator

TCP CAE: ACK기반 역방향 네트워크의 혼잡 감지기법

TCP receivers deliver ACK packets to senders for reliable end-to-end transfer. When ACK packets are not transferred properly because of network congestion, the performance of TCP degrades. This paper proposes a reverse congestion warning mechanism and a congestion handling mechanism in heterogeneous networks with heavy background traffic in the backward direction. Help from TCP receivers or hardware such as routers and gateways other than the ACK packets themselves is not necessary. TCP senders compare the arrival intervals of ACK data passed from receivers and the difference in t imestamp values echoed by receivers. According to the simulation results using the NS-2 network simulator, the proposed scheme shows a performance elevation of 20% greater than Reno, 150% greater than New Reno, and 450% greater than Westwood, respectively, under heterogeneous networks and that the error rate of the radio link is 1% when the backward network is congested.

TCP의 수신자는 송수신자간 신뢰성이 보장되는 전송을 위하여 ACK를 송신자에 전달하며, 이 ACK 데이터가 정상적으로 전달되지 못할 때 TCP의 성능이 저하된다. 본 논문은 백그라운드 트래픽으로 인해 역방향 네트워크가 혼잡한 경우 TCP 송신자에서 ACK의 수신이 원활하지 못하기 때문에 전송 성능이 급격히 떨어지는 문제를 해결하는 기법을 제안한다. 본 기법은 라우터나 게이트웨이 등 별도의 하드웨어나 수신자의 도움 없이 송신자에서 역방향 혼잡을 감지하는 기법으로, 송신자는 수신자로부터 전달받는 ACK들의 수신시간 차이와 그 ACK에 실려있는 타임스탬프(Timestamp)값들의 시간 차이를 각각 비교한다. 그 차이 값을 성능저하의 판단 근거로 하여 역방향 혼잡을 판단할 뿐만 아니라 역방향 혼잡 상황이 발생했을 때의 대응 방안을 제안한다. NS-2 기반 시뮬레이션을 수행한 결과, 역방향 네트워크가 혼잡하고 무선 링크의 에러율이 1%인 유무선 혼합 환경에서는 제안 기법이 Reno에 비해 20%, New Reno에 비해 150%, Westwood에 비해 450%의 성능 향상을 보인다.