경로 제어/ 트래픽 제어(Routing/Traffic Control)

경로 제어(Routing)

• 경로 제어는 송·수신 측 간의 전송 경로 중에서 최적 패킷 교환 경로를 결정하는 기능이다.
• 경로 제어는 경로 제어표(Routing)를 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)

IGP(Interior Gateway Protocol, 내부 게이트웨이 프로토콜)

• 하나의 자율 시스템(AS) 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜
• RIP(Routing Information Protocol)
  • 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜이며 거리 벡터 라우팅 프로토콜이라고 불리며, 최단 경로 탐색에 Bellmain-Ford 알고리즘이 사용된다.
    • 소규모 동종의 네트워크(자율시스템, AS) 내에서 효율적인 방법이다.
    • 최대 홉(Hop) 수를 15로 제한하므로 15 이상의 경우는 도달할 수 없는 네트워크를 의미하게 된다. 따라서 대규모 네트워크에서는 RIP를 사용할 수 없음을 의미한다.
• OSPF(Open Shortest Path First protocol)
  • RIP의 단점을 해결하여 새로운 기능을 지원하는 인터넷 프로토콜로, 대규모 네트워크에서 많이 사용됨
    • 인터넷 망에서 이용자가 최단 경로를 선정할 수 있도록 라우팅 정보에 노드 간의 거리 정보, 링크 상태 정보를 실시간으로 반영하여 최단 경로로 라우팅을 지원함.
    • 최단 경로 탐색에 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 사용함

EGP(Exteriro Gateway Protocol, 외부 게이트웨이 프로토콜)

• 자율 시스템 간의 라우팅, 즉 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜
• 다른 그룹과 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜

BGP(Border Gateway Protocol)

• 자율 시스템 간의 라우팅 프로토콜로, EGP의 단점을 보완하기 위해 만들어졌음
• 초기에 BGP 라우터들이 연결될 때에는 전체 경로 제어표를 교환하고, 이후에는 변환된 정보만을 교환함

트래픽 제어(Traffic Control)

• 트래픽 제어는 네트워크의 보호, 성능유지, 네트워크 자원의 효율적인 이용을 위해 전송되는 패킷의 흐름 또는 그 양을 조절하는 기능이다.
  - 흐름제어
  - 폭주(혼잡)제어
  - 교착상태 방지

흐름 제어(Flow Control)

흐름 제어란 네트워크 내의 원활한 흐름을 위해 송·수신 측 사이에 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기능이다.

• 정지-대기 (Stop-and-Wait) :

  • 수식 측의 확인 신호(ACK)를 받은 후에 다음 패킷을 전송하는 방식
  • 한 번에 하나의 패킷만을 전송할 수 있음|

• 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 방식, 한 번에 여러 개의 패킷을 전송할 수 있어 전송 효율이 좋음
  • 송신측은 수신 측으로부터 확인 신호(ACK) 없이도 보낼 수 있는 패킷의 최대치를 미리 약속받는데, 이 패킷의 최대치가 윈도우 크기(Window Size) 를 의미함
  • 윈도우 크기는 상황에 따라 변함

폭주 제어(Congestion Control)

흐름 제어가 송·수신 측 사이의 패킷 수를 제어하는 기능이라면, 폭주제어는 네트워크 내의 패킷 수를 조절하여 네트워크의 오버플로를 방지하는 기능

• 느린 시작(Slow Start)
  • 윈도우의 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 도달하면 혼잡으로 간주하고 회피를 위해 윈도우의 크기를 1씩 선형적으로 증가시켜 혼잡을 예방하는 방식

**패킷 교환?
패킷 또는 네트워크 패킷은 네트워크를 통해 전송되는 형식화된 데이터 덩어리를 뜻한다. 즉, 패킷 교환(Packet switching)은 컴퓨터 네트워크와 통신의 방식 중 하나로서 데이터 덩어리를 통신하는 방식이라고 생각하면 된다.

** 경로 제어표?
경로 제어표는 일반적으로 라우팅 테이블이라고 하며, 다음 홉 주소, 메트릭(Metric), 목적지(수신지) 주소가 저장된다.

** 홉(Hop)?
홉이란 데이터가 목적지까지 전달되는 과정에서 거치는 네트워크의 수를 의미한다. 예를 들어, 어떤 목적지까지의 홉이 3이라면, 그 목적지까지가기 위해서는 3개의 네트워크를 경유함을 의미한다.