A Scalable Dynamic QoS Support Protocol

확장성 있는 동적 QoS 지원 프로토콜

  • 문새롬 (이화여자대학교 컴퓨터학과) ;
  • 이미정 (이화여자대학교 컴퓨터학과)
  • Published : 2002.12.01

Abstract

As the number of multimedia applications increases, various protocols and architectures have been proposed to provide QoS(Quality of Service) guarantees in the Internet. Most of these techniques, though, bear inherent contradiction between the scalability and the capability of providing QoS guarantees. In this paper, we propose a protocol, named DQSP(Dynamic QoS Support Protocol), which provides the dynamic resource allocation and admission control for QoS guarantees in a scalable way. In DQSP, the core routers only maintain the per source-edge router resource allocation state information. Each of the source-edge routers maintains the usage information for the resources allocated to itself on each of the network links. Based on this information, the source edge routers perform admission control for the incoming flows. For the resource reservation and admission control, DQSP does not incur per flow signaling at the core network, and the amount of state information at the core routers depends on the scale of the topology instead of the number of user flows. Simulation results show that DQSP achieves efficient resource utilization without incurring the number of user flow related scalability problems as with IntServ, which is one of the representative architectures providing end-to-end QoS guarantees.

인터넷에서 멀티미디어 응용들이 증가함에 따라 서비스 품질(QoS: Qualify of Service)을 보장해 줄 수 있는 여러 가지 방안이 제안되어 왔는데, 일반적으로 이들 방안은 확장성과 종단간 QoS 보장 간에 상호 모순이 발생하는 경향을 가지고 있다. 이에, 본 논문에서는 확장성 있는 QoS 지원 프로토콜로서 DQSP(Dynamic QoS Support Protocol)를 제안한다. DQSP는 코어 라우터에서는 각 소스 에지 라우터 별 자원 할당 상태 정보만을 유지하도록 하고, 소스 에지 라우터가 각 링크들에 대하여 자신에게 할당된 자원의 양을 알고 이에 대해 동적인 사용 정보 유지하면서 이를 이용하여 연결 수락 결정을 내리도록 한다. 따라서, DQSP에서는 종단간 QoS를 보장하기 위한 자원 예약과 연결 수락 제어가 네트워크 코어에 서의 시그널링을 수반하지 않고 네트워크 에지에서만 이루어진다. 즉, DQSP는 QoS 보장을 위해 사용자 플로우별 입장 제어와 자원 할당을 지원하면서도 시그널링과 상태 정보 저장에 관계된 코어의 복잡성이 동적으로 변화하는 사용자 플로우 수에 따라 증가하는 것을 피할 수 있다는 면에서 확장성을 제공한다. 시뮬레이션을 통하여 DQSP와 기존의 자원 할당 및 공유 방식들을 비교한 결과 DQSP가 시그널링과 상태 정보 유지를 위한 오버헤드 면에서 기존의 종단간 QoS 보장을 제공하는 구조인 IntServ 같은 사용자 플로우 수 증가에 대한 확장성 문제를 발생시키지 않으면서도 효율적으로 네트워크 자원을 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. H. de Meer, G. Feher, N. Blefari-Melazzi, G. Karagiannis, D. Partian, L. Westberg, 'Analysis of Existing QoS Solutions,' Internet Draft (Work in Progress): draft-demeer-nsis-analysis-00.txt, 2001. 11
  2. R. Braden, D. Clark, S. Shenker, 'Integrated Services in the Internet Architecture: An Overview,' RFC1633, 1994. 6
  3. S. Shenker, C. Partidge and R. Guerin, 'Specification of Guarnateed Quality of Service,' RFC 2212, 1997. 12
  4. J. Wroclawski, 'Specification of the Controlled-Load Network Element Service,' RFC 2211, 1997. 12
  5. R. Braden, L. Zhang, S. Berson, S. Herzog, S. Jamin, 'Resource ReSerVation Protocol(RSVP) Version 1 Functional Specification,' RFC 2205, 1997. 9
  6. J. Wroclawski, 'The Use of RSVP with IETF Integrated Services,' RFC 2210, 1997. 9
  7. Paul P. White, 'RSVP and Integrated Services in the Internet: A Tutorial,' IEEE Communications Magazine, 1997. 5 https://doi.org/10.1109/35.592102
  8. F. Baker, C. Iturralde, F. Ie Faucheur, B. Davie, 'Aggregation of RSVP for IPv6 and IPv4 Reservations,' RFC 3175, 2001. 9
  9. S. Blake, D. Black, M. Carlson, E.Davies, Z. Wang, W. Weiss, 'An Architecture for Differentiated Sercies,' RFC 2475, 1998, 12
  10. Walter Weiss, 'QoS with Differentiated Service,' Bell Labs Technical Journal, 1998
  11. Y. Bernet, R. Yavatkar, P. Ford, F. Baker, L. Zhang, M. Speer, R. Braden, B. Davie, J. Wroclawski, E. Relstaine, 'A Framework for Integrated Services Operation Over DiffServ Networks,' RFC 2998, 2000. 11
  12. J. Wroclawski, A, Charney, ' Integrated Service Mappings for Differentiated Services Networks,' Internet Draft (Work in Progress): draft-ietf-issll -ds-rnap-01.txt, 2001. 2
  13. G. Bianchi, N. Blefari-Melazzi, 'A Migration Path to provide End-to-End QoS over Stateless Networks by Means of a Probing-driven Admission Control,' Internet Draft (Work in Progress): draft-bianchi-blefari-end-to-end-qos02.txt, 2001. 11
  14. A. Terzis, L. Wang, J. Ogawa, L. Zhang, 'A Two-Bit Resource Management Model for Internet,' Global Internet 99, 1999. 12
  15. L. Westberg, M. Jacobsson, G. Karagiannis, S.Oosthoek, D. Partain, V. Rexhepi, R. Szabo, P. Wallentin, 'Resource Management in Diffserv (RMD) Framework,' Internet Draft (Work in Progress): draft-westberg-rmd-framework-00.txt' 2001. 4
  16. G. Apostolopoulos, D. Williams, S. Kamat, R. Guerin, A. Orda, T. Przygienda, QoS Routing Mechanisms and OSPF Extensions,' RFC 2676, 1999. 8
  17. J. Moy, 'OSPF Version 2,' RFC 2328, 1998. 4
  18. George Apostolopoulos, Sanjay Kamat Roch Guerin, Satish K. Tripathi, 'Quality of Service Based Routing: A Performance Perspective,' SIGCOMM, 1998 https://doi.org/10.1145/285243.285251