비대칭 링크를 사용하는 홈 네트워크 게이트웨이에서 네트워크 성능 간섭 현상을 막기 위한 패킷 스케줄링 기법

정보가전기기를 개발하는데 있어서 가장 어려운 일 중 하나는 네트워크 성능을 최적화하거나 성능상의 특이 현상을 극복하는 일이다. 본 논문에서는 상용 홈 네트워크 게이트웨이를 개발 하면서 이런 네트워크 성능 최적화의 한 문제를 발견하고 정의하며, 그 원인을 규명하고, 이를 해결한 연구를 기술한다. 본 논문의 홈 게이트웨이는 비대칭 링크인 ADSL 을 사용하는데 업링크로의 패킷 전송 속도가 다운링크로의 패킷 전송 유무에 간섭을 받는 특이 현상인 속도 간섭 현상을 보인다. 이러한 현상은 보통 receive livelock 문제로 생각되어 입력 큐에서의 패킷 경쟁이 그 원인이라고 분석된다. 그러나 본 논문에서는 실험적 검증을 통해 이 현상이 receive livelock과는 그 원인이 다른 새로운 문제임을 밝혀낸다. 추가적인 분석과 실험의 결과 출력 큐에서의 패킷 경쟁과 TCP 프로토콜의 메커니즘이 이 현상의 원인임을 밝힌다. 우리는 이 문제를 해결하기 위해 패킷 스케쥴링 메커니즘을 제안하며 이를 홈 게이트웨이에 구현한다. 그 결과 개선된 홈 게이트웨이에서는 속도 간섭 현상이 완전히 해결됨을 보인다.