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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤종호
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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최근 차량, 제조, 로봇 등과 같은 산업분야에 있어서 실시간 네트워킹 기술의 필요성과 요구사항이 증대되고 있다. 그리고 이에 따라 이더넷을 기반으로한 시간 민감형 네트워킹 기술인 Time Sensitive Networking (TSN)가 주목받으며 관련 연구와 표준화가 진행되고 있다.
본 논문에서는 TSN의 비동기 트래픽의 대기열에서 발생하는 Bufferbloat 현상을 해결하기 위해서 TSN의 Gated 스케줄링과 CoDel AQM 기법을 결합하여 Gated CoDel AQM을 구성한다. 이어 TSN의 Gated 스케줄링에 의한 Gated CoDel AQM의 문제점을 제시하고, 이를 개선시킨 Gate Adaptive CoDel AQM 기법을 새롭게 제안한다. 제안된 방법은 Gated 스케줄러의 비 폐쇄 구간에서만 흐르는 가상 시간 흐름을 사용하여 CoDel AQM의 알고리즘을 동작 시키는 방식을 통해 Gated 스케줄링의 영향을 최소화 한다.
제안된 방법의 성능을 평가하기 위하여 OMNeT++를 사용하여 기존의 CoDel AQM과 Gated CoDel AQM, 그리고 Gate Adaptive CoDel AQM에 동일한TCP 혼잡 상황을 적용한 모의 실험을 수행하고 Goodput, 패킷 폐기율, 링크 사용률 등의 성능을 비교 분석하였다. 또한 TSN을 위한 Gated 스케줄링과 제안된 AQM을 지원하기 위한 이더넷 모듈을 XMOS 프로세서 아키텍처 기반으로 설계하고 동작을 검증하였다.
본 논문에서는 TSN의 비동기 트래픽의 대기열에서 발생하는 Bufferbloat 현상을 해결하기 위해서 TSN의 Gated 스케줄링과 CoDel AQM 기법을 결합하여 Gated CoDel AQM을 구성한다. 이어 TSN의 Gated 스케줄링에 의한 Gated CoDel AQM의 문제점을 제시하고, 이를 개선시킨 Gate Adaptive CoDel AQM 기법을 새롭게 제안한다. 제안된 방법은 Gated 스케줄러의 비 폐쇄 구간에서만 흐르는 가상 시간 흐름을 사용하여 CoDel AQM의 알고리즘을 동작 시키는 방식을 통해 Gated 스케줄링의 영향을 최소화 한다.
제안된 방법의 성능을 평가하기 위하여 OMNeT++를 사용하여 기존의 CoDel AQM과 Gated CoDel AQM, 그리고 Gate Adaptive CoDel AQM에 동일한TCP 혼잡 상황을 적용한 모의 실험을 수행하고 Goodput, 패킷 폐기율, 링크 사용률 등의 성능을 비교 분석하였다. 또한 TSN을 위한 Gated 스케줄링과 제안된 AQM을 지원하기 위한 이더넷 모듈을 XMOS 프로세서 아키텍처 기반으로 설계하고 동작을 검증하였다.
목차
목 차요 약 i목 차 ii그 림 목 록 iv표 목 록 vi약 어 목 록 vii제 1 장 서 론 1제 2 장 Time Sensitive Networking과 Controlled Delay Active Queue Management 32.1 개요 32.2 TCP 혼잡 제어 알고리즘 42.3 Bufferbloat 52.4 Active Queue Management 62.5 Time Sensitive Networking 62.6 CoDel AQM의 패킷 폐기 알고리즘 7제 3 장 Gate Adaptive CoDel AQM 방식 133.1 개요 133.2 Gated CoDel AQM의 구조 133.3 Gated CoDel AQM과 가상 시간 흐름 19제 4 장 모의 실험을 통한 성능 분석 284.1 개요 284.2 모의 실험을 위한 네트워크 구조 284.3 모의 실험 파라미터 설정 314.3.1 Gated 스케줄링 파라미터 설정 314.3.2 CoDel AQM 파라미터 설정 324.3.3 TCP 데이터 전송 시나리오 설정 324.4 시뮬레이션 시스템 설계 규격 334.5 시뮬레이션 결과 분석 33제 5 장 TSN을 위한 Queue Discipline 기능이 있는 이더넷 모듈 설계 395.1 개요 395.2 MAC계층 상의 Queue Discipline 기능 설계 395.3 3포트 스위치 모듈의 설계 및 기능 시험 415.3.1 3포트 스위치 모듈의 구조 415.3.2 3포트 스위치 모듈의 기능 설계 455.3.3 3포트 스위치 모듈의 기능 시험 455.4 Queue Disciplined Shim 모듈의 설계 505.4.1 Queue Disciplined Shim 모듈의 구조 505.4.2 Queue Disciplined Shim 모듈의 기능 규격 52제 6 장 결론 53참고문헌 55SUMMARY 58부록 60
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