[컴퓨터네트워크 part3-1] 인터넷에서의 지연과 경로

Traceroute program

경로를 파악하면서 지연을 측정하는 도구를 제공하는 것이 Traceroute라고 합니다. traceroute가 동작하는 원리를 설명하자면 목적지로 여러번의 패킷을 전송합니다. 각각의 패킷을 따라서 중간 경로에서 라우터가 출발치로 응답을 보냄으로써 도착하는 시간을 측정하면 중간 경로에서 지연을 측정할 수 있습니다.

 

첫 번째 패킷은 첫 번째 라우터에 도착하고 출발지쪽으로 응답을 보냅니다.

 

그러면 출발지는 자신이 패킷을 보냈을 때부터 응답했을 때 시간을 측정하면 그곳에서의 지연이 됩니다. 지연을 조금 더 정확하게 측정하기 위해서 세 개의 패킷을 목적지로 전달하기 됩니다.

 

첫 번째 세개의 패킷을 전달하면 경로상에서의 첫 번째 라우터가 출발지로 응답을 되돌려 보냅니다. 그리고 출발지는 그곳에서의 지연을 측정하고 두 번째도 마찬가지로 두 개의 라우터가 보냅니다. 

 

이것을 목적지에 도달할 때까지 연속적으로 합니다. 

 

패킷손실

각각의 교환기는 버퍼를 가지고 있습니다. 이는 무한대가 아닌데요. 그렇기 때문에 버퍼가 꽉 찰 때가 있습니다. 그래서 패킷이 저장될 공간이 없다면 버려지게 됩니다. 즉 손실이 발생하는 것입니다. 

 

Throughput(처리율)

전송자와 수신자 사이에 전송되는 비트율로 처리하는 것이 처리율입니다.

• 순간처리율 
• 평균처리율

전송자와 수신자 사이에 두 개의 링크가 존재합니다. 첫 번째 링크의 대역폭은 R(s)를 가지고 두 번째는 R(c)를 가진다고 가정해봅시다.

 

서버가 전송자라고 가정하면 전송자의 서버가 수신자에게 파일F를 전송한다고 가정했을 때 두 개의 링크를 거쳐서 목적지로 도달합니다. 각각의 링크의 처리율인 대역폭인 R(s)와 R(c)에  따라서 종단간 처리율이 어떻게 될지 알아보겠습니다.

 

R(s) (1st) 가 R(c) (2nd) 보다 작다면  (Rs < Rc

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R(s) < R(c) 전송자가 수신자에게 전송을 할 때 첫 번째 링크의 속도가 최대로 전송할 수 있는 속도가 R(s)입니다. 중간에 패킷교환기 라우터에 도착할 때 R(s)의 속도로 중간 라우터에 도착합니다.

 

이제 중간 라우터에서 목적지로 도착할 때 2번째는 R(c)의 속도입니다. 이는 R(s)보다 높은 대역폭을 가지고 있습니다. 그렇지만 교환기는 전송할 수 있는 최대 속도는 수신할 수 있는 속도보다는 빠를 수 없기 때문에 R(s)로 수신하므로 내보내는 속도도 R(s)로 내보내게 됩니다.

 

즉 최종 결과물은 R(s)로 전송이 됩니다. 

 

즉 R(s)에 의존하게 됩니다. 

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R(s) (1st) 가 R(c) (2nd) 보다 크다면 (Rs > Rc)

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중간 라우터까지는 R(s)까지, 두 번째의 대역폭을 R(c)이므로 R(c)로 전송을 합니다. 수신측에 전송되는 것은 R(c) 로 수신이 될 것입니다. 즉 종단간 처리율은 R(c)에 의존을 합니다. 

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종단간 처리율은 두 개의 링크 중에서 가장 낮은 대역폭의 링크에 의존을 하게 됩니다. bottleneck link 즉 병목적의 링크에 종단간의 링크가 결정이 되게 됩니다.

 

인터넷의 대역폭이 Rs를 가진다고 봅시다. 그리고 클라이언트가 인터넷에 연결되어 있고 이는 Rc의 대역폭으로 이루어져 있습니다. 서버들이 인터넷에 연결되는 인터넷 엑세스 대역폭은 Rs라고 가정을 해봅시다.

 

인터넷 코어의 대역폭인 R은 엑세스 네트워크 대역폭보다 훨씬 크다고 가정을 해봅시다. 그리고 인터넷의 대역폭을 10개의 커넥션이 공유한다고 가정을 합시다. 클라이언트와 서버가 인터넷 상에 10개의 커넥션이 동시에 전송을 하는 것입니다.

 

클라이언트와 한 서버 사이에 연결이 있을 때 종단간 처리율을 생각해보면 처리율은 클라이언트에서의 엑세스 네트워크의 대역폭인 R(c) 그리고 서버측의 엑세스 네트쿼으크의 R(s), min(Rc, Rs, R/10) 이 세가지 값 중에서 minimum의 값이 됩니다. 

 

Rc나 Rs가 처리율에서 병목지점이 됩니다.