ㅇ QoS 측정 요소 9가지 => 결국은 대역폭과 지연, 지터, 손실의 4가지, 지연 = 연속+전달+큐잉+포워딩+세이핑+네트웍 지연
- 가용 대역폭(available bandwidth) : bps(bit per second) 단위로 표시, 보통은 물리적인 링크 속도(link speed)와 동일, 전송되는 구간의 대역폭이 각각 다른 경우에는 가장 낮은 구간의 대역폭에 의해 결정
=> 대역 사용 효율화 방법 : 헤더 압축(header compress), 페이로드 압축(payload compress) 등을 사용해 더 많은 패킷을 전송하는 방법과 큐잉을 사용해 중요한 패킷을 먼저 전송해 대역폭이 증가된 것 같은 효과를 낼 수 있는 방법이 있음 => 두 방법 모두 CPU의 부하와 지연을 증가시키는 등 또 다른 문제를 유발
=> LFI(Link Fragmentation and Interleaving) : 큰 패킷의 연속지연에 의해 작은 패킷들이 지연되는 문제를 해결, 작은 패킷의 앞에 있는 큰 패킷을 여러 조각으로 분해(Fragment)한 후 작아진 조각들 사이에 작은 패킷을 끼워넣어 먼저 서비스되게 만드는 기술
- 연속 지연(serialization delay) : 패킷을 링크상에서 시리얼화 하는데 걸리는 시간, 125바이트(=1000비트)로 구성된 패킷을 고속 이더넷(100Mbps) 링크에서 시리얼화 하는 데는 1000비트 / 1,000,000,000bps = 0.1ms가 소요 => 패킷 길이에 비례, 링크 대역폭에 반비례
- 전달 지연(Propagation Delay) : 링크를 통해 한 비트를 전달하는데 걸리는 시간, 동일한 물리적인 링크상에서 대역폭과 패킷의 길이와는 상관없이 동일한 지연 시간을 갖는다, 일반적으로 구리(copper)나 광(optical) 케이블 상에서의 전송 속도는 진공 상태의 약 70% 속도인 2.1×108m/s 이며 망 거리가 1000km이라고 하면 전달 지연 = 1,000,000/(2.1×108) = 4.8ms
- 큐잉 지연(queuing delay) : 패킷이 전송되기 전에 라우터의 큐(하드웨어와 소프트웨어 큐 모두 포함)에 패킷이 대기하는 시간. 56Kbps의 대역폭에서 1500바이트 패킷을 4개 보낸다고 가정할 때, 첫번째 패킷이 라우터의 큐를 떠나는데 걸리는 시간(연속지연)은 1500×8 / 56,000=214ms이다. 즉, 두번째 패킷은 라우터의 큐에서 214ms를 대기하고 있다가, 전송되기 시작한다는 의미다. 세번째 패킷은 428ms를, 마지막 네번째 패킷은 642ms를 큐에서 대기하고 있는 것이다. 대부분의 TCP 재전송은 혼잡(Congestion)이나 큐잉 지연 때문에 발생한다. 적정한 길이의 큐는 패킷 손실을 예방하지만, 너무 긴 큐는 장시간 지연의 원인이 된다.
- 포워딩 지연 : 패킷이 라우터나 스위치로 들어오는 인터페이스로 들어와서, 라우팅과 스위칭 프로세서에 의해 경로가 결정된 후, 나가는 인터페이스의 나가는 큐에 놓이기까지 걸리는 시간 => 스위치는 축적전송(store-and-forward) 보다는 컷쓰루(cut-through) 방식이 보다 적은 포워딩 지연을 발생시키며, 라우터의 경우에는 포워딩 지연을 줄이기 위해 CEF(Cisco Express Forwarding) 방법을 사용하기도 한다
- 세이핑 지연 : 트래픽 세이핑 프로세스에 의해 지연되는 시간
- 네트워크 지연 : ISP의 망 내에서의 지연 = Ingress의 연속지연 + Egress의 연속지연 + 망내 전달지연
- 지터(Jitter) : 어떤 신호가 네트워크를 통해 전달되면서 원래의 신호로부터 왜곡되는 정도를 나타내는데 사용되는 값으로 패킷에 대한 지연이 동일하게 발생하지 않고 편차가 발생되어 결과적으로 신호가 왜곡되는 것
- 패킷 손실(packet loss) : 보통 혼잡(Congestion)에 의한 버퍼 오버플로우시 발생하거나, 흐름 제어 알고리즘(RED : Random Early Detection)에 의해 임의적으로 패킷을 버리는 현상에 의해 발생 (하드웨어 불량에 의한 발생은 논외)
ㅇ Integrated Service Model (IntServ) :
- 각 패킷의 흐름을 QoS 보장(guaranteed)/비보장(controlled)으로 구분하고 보장형 서비스는 RSVP 프로토콜을 이용하여 사전에 라우터에서 연결수락과 자원예약을 수행 => 대규모 망에서는 적용 불가, 비효율적
ㅇ Differentiated Service Model (DiffServ) : IntServ 모델이 확장성이 취약한 것을 극복하기 위해 ISP들에 의해 제안된 모델
- 입력 - 분류자(ACL(Access-Control List) 이나 PBR(Policy-Based Routing)을 사용하여 트래픽을 클래스로 구분) - 미터(트래픽의 특성-보통 입력속도 측정) - 마커(사전 약속된 QoS 특성과 비교하여 만족(Green), 일정한 범위 내에서 초과(Yellow), 일정한 범위를 넘어서 초과(Red) 마킹) - 컨디셔너(초과된 패킷 대역폭 조절, Shaping : 버퍼에서의 지연을 이용해 대역폭을 조절, policing : 드로퍼(deopper)를 이용해 대역폭을 조절) - 큐잉(분류자에서 결정된 클래스에 맞는 큐로 저장) - 스케쥴링 - 출력
- DSCP(DiffServ Code Point) : IP헤더의 ToS(Type of Service) 필드(8bits) 의 상위 6비트를 사용하여 클래스를 정의하며 다음 4가지의 PHB(Per-Hop Behavior)가 있음
. 디폴트 PHB(Best-effort) : 가장 낮은 우선순위
. CS(Class Selector) PHB : 상위 3비트(기존의 IP Precedence 필드)만 이용
. AF(Assured Forwarding) PHB : 상위 3비트를 클래스 우선순위 4,5비트를 drop precedence로 사용
. EF(Expedited Forwarding) PHB : 우선순위가 가장 높은 클래스
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