Computer Simulation of Chaotic Phenomena in High-Speed Communication Networks

Abstract

현대 과학과 기술의 다양한 영역에 있어서 ‘카오스’와 ‘자기유사성’은 여러 가지 문제를 내포하고 있으므로, 네트워크 시스템도 이 범주를 벗어날 수 없다. 다양한 네트워크 프로토콜과 어플리케이션 그리고 서비스의 증가는 네트워크 트래픽을 더 복잡하고 예측 불가능하게 만들고 있다. 이것은 ‘자기유사성’ 현상이 TCP 프로토콜 행태에 의한 네트워크 트래픽의 특성에 기인한다는 것을 보여주며, 이 모든 특성은 고속 데이터 전송의 개발과 함께 점점 더 중요해지고 있다. 근본적으로 이러한 성질은 네트워크에서의 폭주를 유발하고 그 결과로써 패킷 손실을 유발하고 있으나 폭주를 제어하는 최신의 구조라 할지라도 어떤 상황 에서는 매우 안정적이지 못하다. 예를 들어 W. Feng이 보여준 바에 의하면 매우 심각한 폭주 상태의 네트워크에서 TCP reno 손실율이 5%를 넘으면 기가비트 이더넷 상에서 어떤 링크 손실률은 50Mb/s 이상에서의 손실로 변환하여 쉽게 계산되지만 이 정도의 손실률 레벨은 수용하기 어려운 값이다. 그러나 정보시스템의 성질을 충분히 이해하고, 모든 고전적 방법이 카오스 이론에 적용 되도록 관련 연구자들에게 가능성을 제공할 필요가 있으며, 아직 특정한 비선형 동적 시스템을 해석하는 모델은 제시되지 않았다. 따라서 본 논문에서는 TCP 프로토콜 행태의 패킷스위칭 네트워크 해석에 대한 새로운 접근을 하였으며, 본 네트워크는 어떤 파라미터 값에서 카오스적인 성질을 보여주는 비선형 동적 시스템으로 해석하였다.