위성 통신에서 Cross-layer 기반 PEP 성능 평가

Abstract

위성 통신은 넓은 지역에 통신 서비스를 제공하는 광역 네트워크이다. 하지만, 위성 통신은 대역폭이 제한되고 매우 긴 전파 지연 시간과 높은 BER(Bit Error Rate)로 인해 위성 통신을 고려하지 않은 TCP의 성능이 저하 된다. 본 논문에서는 위성 통신에서의 TCP 성능을 향상시키기 위해 DVB-RCS(Digital Video Broadcasting-Return Channel via Satellite) 네트워크 환경을 고려한 cross-layer 기반 PEP(Performance Enhancing Proxy) 기술을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 TCP와 링크 계층 간 위성 자원 할당 정보를 정보 교환을 통해 최적의 TCP CWND(Congestion Window)를 설정한다. 제안한 프로토콜의 성능 평가를 위해 리눅스 기반의 PEP 테스트 베드를 구현하였다. 성능 평가 결과 다양한 BER에서 제안한 프로토콜은 위성 자원 할당 정보를 이용하여 최적의 TCP CWND 크기를 설정하기 때문에 단일 및 다중 세션 환경에서 기존 TCP 보다 제안한 프로토콜이 더 좋은 성능을 보여준다는 것을 확인할 수 있었다. Satellite communication is a wide area network (WAN) which provides communication service worldwide. However, the performance of TCP can be seriously degraded in the satellite networks due to limited bandwidth, long round-trip time (RTT) and high bit error rate (BER) over satellite links. In order to improve the performance of TCP, this paper proposes cross-layer Performance Enhancing Proxy (PEP) in digital video broadcasting-return channel via satellite (DVB-RCS) networks. The proposed protocol sets TCP Congestion Window (CWND) size by using satellite resource allocation information exchanged between TCP and the link-layer. we implement PEP testbed based on Linux to evaluate the performance of the proposed protocol. The simulation results show that the proposed protocol performs better than standard TCP both in single and multiple sessions in variant BER, because the proposed protocol sets TCP CWND size by using satellite resource allocation.