ATM-GFR 서비스를 위한 F-GCRA 알고리즘 개선

Abstract

ATM 포럼은 ATM 네트워크에서 인터넷 트래픽을 효과적으로 서비스하기 위해 guaranteed frame rate (GFR) 서비스를 정의하였다. GFR 서비스는 가상 연결에게 minimum cell rate (MCR) 을 보장하고, 여분의 대역폭을 공평하게 공유하도록 한다 또한, 보장된 대역폭을 사용하기에 적합한 ATM 셀을 프레임 단위로 판별하는 프레임 분류기로 frame-based generic cell rate algerian (F-GCRA)을 사용하도록 ATM 포럼은 권고하고 있다. ATM 스위치는 현재 버퍼의 사용량을 고려하여 셀을 프레임 단위로 버퍼에 저장하거나 폐기한다. FIFO 공유 버퍼는 단순한 구조로 인해 스위치에 구현하는데 용이하지만, 가상 연결 별 버퍼 사용량에 따른 버퍼 관리 없이는 각 가상 연결의 MCR를 보장할 수 없었다. 본 논문은 가상 연결 별 버퍼 사용량 관리 없이 각 가상 연결의 MCR을 보장할 수 있도록 F-GCRA 프레임 분류기를 개선한다. 개선된 프레임 분류기는 혼잡 제어로 인한 TCP 트래픽의 burst 특성을 고려하여, 각 가상 연결이 예약한 대역폭을 충분히 사용할 수 있도록 한다. 이러한 개선된 프렌임 분류기의 기능은 여분의 대역폭 사용의 불공정성 문제 역시 완화시키는 효과를 갖는다. 모의실험을 통해 개선된 프레임 분류 알고리즘이 TCP 트래픽에게 GFR 서비스에 대한 만족스런 GoS를 제공함을 보인다. ATM Forum has defined a guaranteed frame rate (GFR) service to serve Internet traffic efficiently. The GFR service provides virtual connections (VCs) for minimum cell rate (MCR) guarantees and allows them to fairly share the residual bandwidth. And ATM Forum has recommended a frame-based generic cell rate algorithm (F-GCRA) as a frame classifier, which determines whether an Am cell is eligible to use the guaranteed bandwidth in a frame level. An ATM switch accommodates cells in its buffer or drops them in a frame level according to current buffer occupancy. A FIFO shared buffer has so simple structure as to be feasibly implemented in switches, but has not been able to provide an MCR guarantee for each VC without buffer management based on per-VC accounting. In this paper, we enhance the F-GCRA frame classifier to guarantee an MCR of each VC without buffer management based on per-VC accounting. The enhanced frame classifier considers burstness of TCP traffic caused by congestion control algorithm so as to enable each VC to use its reserved bandwidth sufficiently. In addition, it is able to alleviate the unfairness problem in usage of the residual bandwidth. Simulation results show that the enhanced frame classifier satisfies quality of services (QoSs) of the GFR service for the TCP traffic.