5-2-4장. 경로 제어 / 트래픽 제어 - B

경로 제어(Routing) 개요

경로 제어는 송수신 측 간의 전송 경로 중에서 최적 패킷 교환 경로를 결정하는 기능이다.

 

• 최적 패킷 교환 경로란 어느 한 경로에 데이터의 양이 집중하는 것을 피하면서, 최저의 비용으로 최단 시간에 송신할 수 있는 경로를 의미한다.

• 경로 제어는 경로 데어표를 참조해서 이루어지며, 라우터에 의해 수행된다.

• 경로 제어 요소 : 성능 기준, 경로의 결정 시간과 장소, 정보 발생지, 경로 정보의 갱신 시간

경로 제어 프로토콜(Routing Protocol)

경로 제어 프로토콜이란 효율적인 경로 제어를 위해 네트워크 정보를 생성, 교환, 제어하는 프로토콜을 총칭한다. 

 

• IGP(Interior Gateway Protocol, 내부 게이트웨이 프로토콜)

  • 하나의 자율 시스템 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜

  • RIP(Routing Information Protocol)

    • 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜

    • 소규모 동종의 네트워크내에서 효율적인 방법

    • 최대 홉 수를 15로 제한하므로 15 이상의 경우는 도달할 수 없는 네트워크를 의미하는데 이것은 대규모 네트워크에서는 RIP를 사용할 수 없음을 의미

    • 라우팅 정보를 30초마다 네트워크 내의 모든 라우터에 알리며, 180초 이내에 새로운 라우팅 정보가 수신되지 않으면 해당 경로를 이상 상태로 간주

  • OSPF(Open Shortest Path First protocol)

    • 대규모 네트워크에서 많이 사용되는 라우팅 프로토콜

    • 라우팅 정보에 변화가 생길 경우, 변화된 정보만 네트워크 내의 모든 라우터에 알림

• EGP(Exterior Gateway Protocol, 외부 게이트웨이 프로토콜) : 자율 시스템 간의 라우팅, 즉 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜이다.

• BGP(Border Gateway Protocol) 

  • 자율 시스템 간의 라우팅 프로토콜로, EGP의 단점을 보완하기 위해 만들어짐

  • 초기에 BGP 라우터들이 연결될 때에는 전체 경로 제어표를 교환하고, 이후에는 변환된 정보만을 교환

트래픽 제어(Traffic Control)의 개요

트래픽 제어는 네트워크의 보호, 성능 유지, 네트워크 자원의 효율적인 이용을 위해 전송되는 패킷의 흐름 또는 그 양을 조절하는 기능으로 흐름 제어, 폭주(혼합) 제어, 교착상태 방지 기법이 있다.

 

흐름 제어(Flow Control)

흐름 제어란 네트워크 내의 원할한 흐름을 위해 송수신 측 사이에 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기능이다.

 

• 송신 측과 수신 측 간의 처리 속도 또는 버퍼 크기의 차이에 의해 생길 수 있는 수신 측 버퍼 오버플로를 방지하기 위한 기능이다.

• 정지-대기(Stop-and-Wait) 

  • 수신 측의 확인 신호(ACK)를 받은 후에 다음 패킷을 전송하는 방식

  • 한 번에 하나의 패킷만을 전송 가능

• 슬라이딩 윈도우(Sliding Window)

  • 확인 신호, 즉 수신 통지를 이용하여 송신 데이터의 양을 조절하는 방식

  • 수신 측의 확인 신호를 받지 않더라도 미리 정해진 패킷의 수만큼 연속적으로 전송하는 방식으로, 한 번에 여러 개의 패킷을 전송할 수 있어 전송 효율이 좋다.

  • 송신 측은 수신 측으로부터 확인 신호(ACK) 없이도 보낼 수 있는 패킷의 최대치를 미리 약속받는데, 이 패킹 최대치가 윈도우 크기를 의미한다.

  • 윈도우 크기는 상황에 따라 변한다. 즉, 수신 특으로부터 이전에 송신한 패킷에 대한 긍정 수신 응답이 전달할 경우 윈도우 크기는 증가하고, 수신 측으로부터 이전에 송신한 패킷에 대한 부정 수신 응답(NAC)이 전달된 경우 윈도우의 크기는 감소한다.

폭주(혼잡) 제어 (Congestion Control)

흐름 제어가 송수신 측 사이의 패킷 수를 제어하는 기능이라면, 폭주 제어는 네트워크 내의 패킷 수를 조절하여 네트워크 오버플로를 방지하는 기능을 한다.

 

• 느린 시작(Slow Start)

  • 윈도우가 크기를 1, 2, 4, 8, ... 과 같이 2배씩 자동적으로 증가시켜 초기에는 느리지만 갈수록 빨라짐

  • 전송 데이터의 크기가 임계 값에 도달하면 혼잡 회피 단계로 넘어간다.

• 혼잡 회피(Congestion Avoidance) : 느린 시작의 지수적 증가가 임계 값에 도달되면 혼잡으로 간주하고 회피를 위해 원도우 크기를 1씩 선형적으로 증가시커 혼잡을 예방하는 방식이다.

교착상태(Dead Lock) 방지

교착상태란 교환기 내에 패킷들을 축적하는 기억 공간이 꽉 차 있을 때 다음 패킷들이 기억 공간에 들어가기 위해 무한정 기다리는 현상을 말한다.

 

• 패킷이 같은 목적지를 갖지 않도록 할당하고, 교착상태 발생 시 교착상태에 있는 한 단말장치를 선택하여 패킷 버퍼를 폐기