[네트워크] 1-4. 패킷 교환 네트워크에서의 지연, 손실과 처리율

중요해서 따로 뺐다.

 

---

1. 노드 처리 지연

패킷 헤더를 조사하고, 그 패킷을 어디로 보낼지 결정하는 시간이다.

노드를 처리한 후에는 라우터 A가 해다 패킷을 라우터 B의 입력 링크 큐로 보낸다.

 

2. 큐잉 지연

큐에서 출력 링크로 전송되기를 기다리는 시간이다.

먼저 도착한 패킷의 수가 많을수록 해당 지연은 길어진다.

큐가 비어있으면 대기할 필요가 없기 때문에 큐잉 지연은 0이다.

 

3. 전송 지연

데이터를 네트워크로 보내는 데 걸리는 시간이다.

이는 패킷의 모든 비트를 링크로 밀어내야 하기 때문에 패킷의 길이가 L, 전송률을 R이라 했을 때 L/R 공식을 가진다.

 

4. 전파 지연

신호가 송신 측에서 수신 측으로 전파되는 데 걸리는 시간이다.

쉽게 말해서 출력 링크로 나온 패킷이 다음 라우터까지 전파되는 데 걸리는 시간이다.

라우터 A와 B 사이의 거리가 d이고, 링크의 전파 속도가 s일 때 d/s 공식을 가진다.

 

---

트래픽 강도

전송률 : R

패킷 크기 : L

패킷이 큐에 도착하는 평균율 : a

→ 이때 큐잉 지연의 정도는 La/R이다.

 

La / R > 1

→ 비트가 큐에 도착하는 평균율이 비트가 큐에서 전송되는 비율보다 높다. 만약 큐가 무한이라면 큐잉 지연은 무한대에 도달한다.

때문에 트래픽 강도가 1보다 크지 않게 시스템을 설계해야 한다.

 

---

 

Q. 트래픽 강도가 1을 넘어가서 큐가 꽉 찼다. 라우터는 그 이후에 도착하는 패킷을 어떻게 될까?

A. 버린다. 즉, 패킷을 잃어버리게 된다. (큐 오버플로우)

다행히, 손실된 패킷은 신뢰성을 보장하기 위해 재전송될 수 있다. (TCP)

 

---

병목 링크

데이터 처리 용량이 제일 낮아 전체 데이터 전송 속도를 낮추는 링크이다.

예를 들어 간단히 2개로 구성된 링크가 있고 각각 Rs, Rc의 속도를 가진다고 하자.

이때 min(Rs, Rc), 즉, 병목 링크의 전송률이 처리율이 된다.

 

또한 네트워크 코어에 연결된 10개의 서버와 10개의 클라이언트가 있을 때, 다운로드마다 똑같이 전송률을 나눈다고 가정할 경우 코어에서의 공유 링크가 병목이 된다.

→ 전송률이 5Mbps인데 동시에 일어난 10개의 다운로드마다 전송률을 나누면 500kpbs가 된다. 최악…