高速通信網におけるサ一ビス品質保障に關する硏究 : A STUDY ON QUALITY-OF-SERVICE GUARANTEES IN HIGH SPEED COMMUNICATION NETWORKS
저자
발행사항
Tohoku : Tohoku University, 1996
학위논문사항
Thesis(doctoral)-- Tohoku University: 전기 및 통신 1996
발행연도
1996
작성언어
영어
주제어
KDC
566.57 판사항(4)
발행국(도시)
일본
형태사항
xii, 127p. ; 26cm.
소장기관
본 논문의 주된 내용은 ATM 방식을 기반으로 하는 초고속 통신망의 설계, 운용 및 관리에 있어서 가장 중요한 문제 중의 하나인 서비스 품질 (Quality-of-service) 의 보장과 관련한 시스팀 모델링, 해석 및 트래픽 제어 문제를 다루고 있다.
본 논문의 구성은 전체 7장으로 구성되어 있다.
제1장: Introduction(서론)
제1장은 연구의 배경 및 목적을 다루고 있다. 멀티미디어 서비스를 제공하는 기반 기술인 ATM망에 있어서 QoS (Quality of service: 서비스 품질)의 중요성과 QoS 보장의 필요성에 대해서 기술한다.
제2장: Deterministic QoS guarantee via binary throttle (이진 제어기를 통한 확정적 QoS보장)
제2장에서는 동질의 소스가 교환기의 출력측에 다중화된 ATM 버퍼에 대하여 ITU-T에서 권고하고 있는 이진 제어기를 통한 부분버퍼공유방식을 채택하는 경우에 대하여 버퍼의 상태천이에 대한 확률론적 접근법을 이용하여 버퍼의 상태가 임의의 영역 (즉 버퍼의 상태가 임계치 미만의 상태, 임계치 이상 / 폭주이전의 상태, 그리고 폭주상태)을 상호 왕래하는 과정을 해석적으로 모델링하여 각 영역에서 머무르는 체재시간을 계산하는 과정을 기술하고 다양한 입력 트래픽 파라미터를 가정하여 제안된 해석법을 정량적으로 평가하였다.
제2장에서 기술된 내용의 자세한 사항 및 광범위한 실험 결과는 IEE Proceedings-Communications 1997년 10월호에 게재되어 있다.
제3장: Gracious QoS guarantee via nonlinear throttle (비선형 제어기를 통한 단계적 QoS보장)
제3장에서는 제2장에서 채택한 동질 소스에 대한 ATM 다중화기에 있어서 이진제어기를 통한 부분버퍼공유방식의 확장된 개념인 다단계제어기의 개념을 새로이 제안하였다. 다단계제어기의 근본 개념은 자동제어 이론의 하나인 퍼지개념을 ATM 버퍼의 제어에 적용한 것으로서 버퍼의 상태를 기술할 때 단순히 무겁다/가볍다 의 개념을 확장시켜서 아주무겁다/조금무겁다/보통이다/조금가볍다/아주가볍다 등으로 서술식으로 기술하여 이에 따라 버퍼의 입력을 제어하는 것인데 본 논문에서는 이와 같이 정성적으로 표시되는 퍼지제어 개념을 수학적으로 모델링하여 성능을 평가하고 수치 계산을 통해서 제안된 알고리즘의 Feasibility와 다른 기존의 알고리즘보다 제안된 알고리즘의 성능이 더 우수함을 입증하였다.
제3장에서 기술된 연구결과의 내용은 1996년 미국 미니에폴리스에서 개최된 IEEE Annual conference on Local Computer Network 1997에 발표되었고, 현재 저널에 기고하기 위하여 더욱 포괄적인 수치실험을 하고 있다.
제4장: Simultaneous guarantee of multiple classes of QoS (복수의 QoS 크래스의 보장법)
제4장에서는 제3장의 개념을 더욱 확장한 개념으로서 소스가 요구하는 QoS가 서로 다른 몇 가지 종류의 호가 ATM 교환기의 하나의 다중화기에 다중화된 경우에 대하여 복수의 셀손실 요구조건을 보장하는 방법을 제안하고 있다. 제4장에서 제안된 방법은 제3장에서 제안하였던 다단계 제어알고리즘을 복수의 서비스 크래스에 대하여 확장 시켰다는데 특징이 있다. 그러나, 제4장에서 기술된 제어기는 제3장과는 다르게 보다 더 직관적인 어프로치를 취하고 있다.
제4장에서 기술된 내용의 자세한 사항은 IEEE Globecom'96에서 발표되었으며 보다 더 구체적인 실험 결과를 첨가한 것은 IEE Proceedings-Communications 1998년 2월호에 게재되어 있다.
제5장: Statistical QoS guarantee (통계적 QoS보장법)
제5장에서는 제2장~제4장에서의 어프로치와는 다르게 버퍼의 크기가 아주 커서 무한대 근사가 가능한 시스팀의 QoS 보장 문제를 다루고 있다. 버퍼의 크기가 무한대에 근사하면 ATM 에서 요구되는 셀손실 요구조건이 희귀사건 (rare event) 문제로 취급될 수 있다. 희귀사건은 시뮬레이션으로 풀기가 아주 곤란할 뿐만 아니라 앞에서 이용한 행렬계산 시에도 계산량이 엄청나게 커져서 정확한 해를 구할 수가 없다. 이에 본 장에서는 물리학 분야에서 희귀사건을 예측하는 접근법인 대편차이론 (large deviation theory) 을 이용하여 희귀사건을 간단히 예측하는 알고리즘을 제안하였다. 또한, 제목에서 볼 수 있듯이 셀손실확률을 구함에 있어서 단순히 평균치를 구했던 위의 방법과는 다르게 버퍼의 점유도가 일정 임계치를 넘을 확률을 분포함수를 통해서 표현함으로써 확률적인 성능평가방법을 썼다는 점이 다르다고 할 수 있다.
제5장의 연구결과는 국내의 JCCI'97 에서 발표되었으며, 입력 소스가 시간의존적인 모델을 따르는 경우의 보다 더 확장된 개념에 대한 결과는 International Journal on Computer Networks and ISDN Systems 1997년 12월호에 게재되어 있다.
제6장: QoS performance and system design aspects (QoS 성능 및 시스팀 설계에의 응용)
앞에서 제안된 방법이 모두 QoS 의 보장을 위한 제어적인 어프로치인 반면에 제6장에서는 임의의 제어알고리즘을 이용하여 QoS가 결정되어 진 경우에 그 QoS를 시스팀 설계차원에서 평가하는 과정을 기술하고 있다. 즉, 얻어진 QoS가 과연 좋은지. 그저 그런지, 아니면 나쁜지를 평가하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 기술적인 접근법이라기 보다는 직관적이고 정성적인 측면이 강하다.
제7장: Thesis conclusion and future work (결론 및 향후계획)
제7장에서는 본 논문의 총괄적인 결론 및 향후 연구계획에 대해서 기술하고 있다.
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