심우주 통신을 위한 DTN 기반 프로토콜 성능 비교

Abstract

네트워크 환경에 있어 사용자의 다양한 요구 사항이 생겨나면서 이를 해결하기 위해 많은 네트워크 기술들이 제안됐다. 이에 따라 점차 통신 기술은 발달되었고 네트워크 환경을 고려할 수 있게 되었다. 특히 심우주 환경에 대한 관심이 높아지면서 우주 탐사를 위한 네트워크 모델도 제안됐다. 심우주 통신을 위한 네트워크 모델들 중 하나로 DTN이 제시되었고 DTN에 관한 연구가 활발하게 진행 중이다. 본 논문에서 심우주 환경을 위한 DTN 기반 프로토콜 성능 분석을 한다. 각각의 프로토콜에 대한 내부 메커니즘을 수식으로 표현하고 분석한다. 그리고 ION 기반 DTN 테스트 베드를 통해 실질적 성능 검증을 한다. DTN에서 주로 사용되는 CFDP/BP/LTP와 CFDP/BP/TCP를 다양한 조건에서 비교 분석하였다. 결과적으로 Packet Loss Rate 0%이고 Delay가 0ms 조건의 경우 CFDP/BP/LTP 대비 CFDP/BP/TCP가 우수한 성능을 나타냈지만 10% 이상의 Packet Loss Rate 나 500ms 이상의 Delay 조건의 경우 CFDP/BP/TCP 대비 CFDP/BP/LTP가 우수한 성능을 보여주었다. 이를 통해 CFDP/BP/LTP 통신 모델이 심우주와 같은 불안정하고 간헐적인 네트워크 환경에서 적합하다는 것을 검증할 수 있었다. 또한, CFDP/BP/LTP와 CFDP/BP/TCP가 이러한 차이를 나타내는 이유는 내부적인 알고리즘 차이 때문이다.