[5과목 정보시스템 구축 관리] 소프트웨어 개발 방법론 활용 - 180. 경로 제어 / 트래픽 제어

1. 경로 제어(Routing) 개요

• 송 · 수신 간의 전송 경로 중에서 최적 패킷 교환 경로를 결정하는 기능
• 최적 패킷 교환 : 어느 한 경로에 데이터 양이 집중하는 것을 피하면서, 최저 피용으로 최단 시간에 송신할 수 있는 경로
• 경로 제어표를 참조해서 이루어지며, 라우터에 의해 수행됨

 

2. 경로 제어 프로토콜(Routing Protocol)

1) IGP(Interior Gateway Protocol, 내부 게이트웨이 프로토콜)

• 하나의 자율 시스템(AS) 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜
• RIP(Routing Infomation Protocol)
  • 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜
  • 거리 벡터 라우팅 프로토콜
  • 최단 경로 탐색에 Bellman-Ford 알고리즘 사용
  • 소규모 동종의 네트워크 내에서 효율적인 방법
  • 최대 홉(Hop) 수를 15로 제한하므로 15를 초과하는 경우, 도달할 수 없는 네트워크를 의미 => 대규모 네트워크에서는 사용할 수 없음
  • 라우팅 정보를 30초마다 네트워크 내의 모든 라우터에 알리며, 180초 이내에 새로운 라우팅 정보가 수신되지 않으면 해당 경로를 이상상태로 간주
• OSFP(Open Shortest Path First protocol)
  • RIP 단점을 해결해 새로운 기능을 지원하는 인터넷 프로토콜
  • 대규모 네트워크에서 많이 사용
  • 인터넷 망에서 이용자가 퇴단 경로를 선정할 수 있도록 라우팅 정보에 노드 간의 거리정보, 링크상태 정보를 실시간으로 반영해 최단 경로로 라우팅 지원
  • 최단 경로 탐색에 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘 사용
  • 라우팅 정보에 변화가 생길 경우 변화된 정보만 네트워크 내의 모든 라우터에게 알림
  • 하나의 자율 시스템에서 동작하면서 내부 라우팅 프로토콜의 그룹에 도달

2) EFP(Exterior Gateway Protocol, 외부 게이트웨이 프로토콜) - 자율 시스템(AS) 간 라우팅 즉, 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜

• BGP(Border Gateway Protocol)
  • 자율 시스템(AS) 간의 라우팅 프로토콜
  • EGP의 단점 보완
  • 초기에 BGP 라우터들이 연결될 때에는 전체 경로 제어표를 교환하고, 이후에는 변화된 정보만을 교환

 

3. 트래픽 제어(Traffic Control) 개요

• 네트워크 보호, 성능 유지, 네트워크 자원의 효율적인 이용을 위해 전송되는 패킷의 흐름 또는 그 양을 조절하는 기능
• 흐름 제어, 폭주(혼합) 제어, 교착상태 방지 기법

 

4. 흐름 제어(Flow Control)

• 네트워크 내의 원활한 흐름을 위해 송 · 수신 측 사이에 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기능
• 송신 측과 수신 측 간의 처리 속도 또는 버퍼 크기의 차이에 의해 생길 수 있는 수신 측 버퍼의 오버플로(Overflow) 방지하기 위한 기능
• 정지-대기(Stop-and-Wait)
  • 수신 측의 확인 신호(ACK)를 받은 후 다음 패킷을 전송하는 방식
  • 한 번에 하나의 패킷만 전송
• 슬라이딩 윈도우(Sliding Window)
  • 확인 신호 즉 수신 통지를 이용해 송신 데이터의 양을 조절하는 방식
  • 수신 측의 환인 신호를 받지 않더라도 미리 정해진 패킷의 수만큼 연속적으로 전송하는 방식
  • 한 번에 여러 개의 패킷을 전송할 수 있어 전송 효율이 좋음
  • 송신 측은 수신 측으로부터 확인 신호(ACK)없이도 보낼 수 있는 패킷의 최대치를 미리 약속받는데, 이 패킷의 최대치가 윈도우 크기(Wondow Size)를 의미
  • 윈도우 크기를 상황에 따라 변함
  • 수신 측으로부터 이전에 송신한 패킷에 대한 긍정수신응답(ACK)이 전달된 경우 윈도우 크기는 증가
  • 수신 측으로부터 이전에 송신한 패킷에 대한 부정수신응답(NAK)이 전달된 경우 윈도우 크기는 감소

 

5. 폭주(혼잡) 제어(Congestion Control)

• 네트워크 내의 패킷 수를 조절하여 네트워크의 오버플로(Overflow)를 방지하는 기능
• 느린 시작(Slow Start)
  • 윈도우 크기를 1, 2, 4, 8...과 같이 2배씩 지수적으로 증가시켜 초기에는 느리지만 갈수록 빨라짐
  • 전송 데이터의 크기가 임계 값에 도달하면 혼잡 회피 단계로 넘어감
• 혼잡 회피(Congestion Avoidance)
  • 느린 시작의 지수적 증가가 임계 값에 도달되면 혼잡으로 간주하고 회피를 위해 윈도우의 크기를 1씩 선형적으로 증가시켜 혼잡을 예방하는 방식

 

6. 교착상태(Dead Lock) 방지

• 교착상태 : 교환기 내에 패킷들을 축적하는 기억공간이 꽉 차있을 때 다음 패킷들이 기억 공간에 들어가기 위해 무한정 기다리는 현상
• 패킷이 같은 목적지를 갖지 않도록 할당하고, 교착상태 발생 시에는 교착상태에 있는 한 단말장치를 선택하여 패킷 버퍼를 폐기

 

 

📖 Reference

2023 시나공 정보처리기사 필기 : 네이버 도서