[데이터통신] 트래픽 제어

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<h1 id="트래픽-제어traffic-control">트래픽 제어(Traffic Control)</h1> <p>네트워크 내로 송/수신되는 <strong>패킷의 수</strong>를 일정하게 조절하여 네트워크를 효율적으로 이용할 수 있도록하는 기술로 수신측의 버퍼량이 <strong>한계점을 초과</strong>하지 않도록 한다</p> <h2 id="흐름-제어flow-control">흐름 제어(Flow Control)</h2> <p>패킷 교환 방식에서 통신망 내 트래픽 제어의 원할한 흐름을 위해 네트워크 내의 노드와 노드 사이에 <strong>전송하는 패킷의 양이나 속도를 규제</strong>하는 기술. 혹은 <strong>수신기 버퍼의 오버플로우를 예방</strong>하기 위한 것으로 데이터 프레임의 전송률을 조정하는 것을 의미</p> <h3 id="일정한-시간choke-packet">일정한 시간(Choke Packet)</h3> <p>수신측에서 송신측에 전송하는 전송 지연 신호로 송신측의 데이터 전송 속도를 조절하는 방법. 수신측에서 일정한 시간(Choke Packet)을 송신측에 전송할 때마다 송신측은 <strong>일정한 시간만큼 점증적으로 데이터 전송 시간을 늦춘다</strong>. 지원 중지 시간(Time Out) 동안 수신측에서 <strong>Choke Packet이 없는 경우</strong> 송신측은 다시 <strong>원래의 속도로 복귀</strong>한다</p> <h3 id="단일-승낙">단일 승낙</h3> <ul> <li> <p><strong>Wait-Before-Go</strong><br /> 수신측의 <code class="language-plaintext highlighter-rouge">Go</code> 명령이 오면 전송하고 아무런 신호가 도착하지 않으면 대기(송신측이 <strong>수동적</strong>)</p> </li> <li> <p><strong>Ask-And-Wait</strong><br /> 송신측에서 전송 여부를 물어보고 수신이 가능하다는 신호가 도착하면 전송(송신측이 <strong>능동적</strong>)</p> </li> </ul> <h3 id="다중-승낙">다중 승낙</h3> <ul> <li><strong>Window-Edge</strong><br /> <strong>수신측의 버퍼의 개수</strong>를 송신측에 전송 하면 송신측에서는 임의로 데이터의 개수를 정하여 전송하는 방법</li> </ul> <h3 id="wbatwait-before-and-transmission">WBAT(Wait Before And Transmission)</h3> <p><strong>수신측</strong>에서는 수신할 데이터의 개수를 <strong>임의로 정하여</strong> 송신측에 전달하면 송신측은 수신측에서 요구한 개수만큼만을 송신. 수신측에는 아무런 신호가 도착하지 않으면 무한정 대기</p> <h3 id="슬라이딩-윈도sliding-window">슬라이딩 윈도(Sliding Window)</h3> <p>전송측이 전송한 프레임에 대한 ACK 프레임을 수신하지 않더라도 여러 개의 프레임을 연속적으로 전송하도록 허용하는 방법</p> <p><img src="../../assets/images/network/data-communication/sliding-window.png" alt="" title="슬라이딩 윈도우" class="align-center" /></p> <p>한 번에 여러 개의 프레임을 전송할 경우 가장 효율적인 기법으로 송신측에서는 수신측으로 부터 전송할 <strong>프레임의 개수(윈도 크기)를 미리 지정</strong>받는다.</p> <p>지정받은 개수만큼 송신 측에서는 자율적으로 프레임의 개수를 전송할 수 있다. 송신측에서는 <strong>지정받은 프레임의 개수</strong>만큼을 모두 <strong>전송하고 나면 더 이상 전송할 수 없게</strong> 된다</p> <p>수신측에서 전송할 프레임의 개수를 <strong>다시 지정</strong>하게 되면 그때서야 <strong>다시 전송</strong>할 수 있게 된다</p> <h2 id="혼잡-제어congestion-control">혼잡 제어(Congestion Control)</h2> <p><strong>네트워크 내</strong>에서 패킷의 대기 지연이 너무 높아지게 되어 트래픽이 붕괴되지 않도록 네트워크 측면에서 패킷의 흐름을 제어하는 트래픽 제어 기술</p> <p>네트워크 상에 패킷 수를 조절하는 기술로 네트워크 상에 각 노드들의 <strong>패킷 수신 버퍼를 한계점 이하로 사용</strong>하도록 조절한다</p> <p><img src="../../assets/images/network/data-communication/congestion-avoidance.png" alt="" title="혼잡제어" class="align-center" /></p> <ul> <li><strong>느린 시작</strong>(Slow Start)<br /> 윈도우의 크기를 1/2/4/8… 지수적으로 증가시켜 초기에는 느리지만 갈수록 빨라진다</li> <li><strong>혼잡 회피</strong>(Congestion Avoidance)<br /> 느린 시작의 지수적 증가가 임계값에 도달하면 혼잡으로 간주하고 회피를 위해 윈도우의 크기를 1씩 선형적으로 증가시켜 혼잡을 예방하는 방식</li> </ul> <p>네트워크상에 체증 제어가 실패하면 패킷의 흐름이 전혀 없는 <code class="language-plaintext highlighter-rouge">교착상태</code>가 발생하여 궁극적으로 인접한 모든 노드까지 영향을 주게 되는 <code class="language-plaintext highlighter-rouge">룩업</code> 상태가 된다</p> <ul> <li><strong>흐름 제어</strong> : <strong>두 노드 사이</strong>에 패킷 수를 조절하는 기술</li> <li><strong>체증 제어</strong> : <strong>네트워크에서</strong> 패킷 수를 조절하는 기술</li> </ul> <h2 id="교착상태-회피">교착상태 회피</h2> <p>노드 간에 패킷을 기억할 수 있는 <strong>버퍼가 디스크의 용량이 넘쳐 패킷을 전송할 수 없는 상태</strong>로 흐름 제어가 실패하면 체증이 유발되고 패킷의 흐름이 정지되는 교착상태가 발생</p> <p>이러한 교착상태가 발생되는 경우는 같은 목적지를 갖는 패킷을 모두 할당하지 않도록 조절해야 한다. 교착상태 발생 후 계속적으로 심화되면 룩업 상태가 발생하므로 그 전에 교착상태에 있는 노드 중에 하나를 선택하여 <strong>패킷 버퍼를 모두 폐기</strong>하면 룩업 상태를 방지할 수 있다.</p> <p>이 때 폐기되는 패킷들은 사용자에 의하여 재전송되어야 한다.</p> <h3 id="룩업-상태lock-up">룩업 상태(Lock-Up)</h3> <p>패킷 교환망에서 교환기를 여러 사용자가 공유함으로써 패킷의 개수가 급속히 증가하거나 교환기 버퍼 용량의 부족으로 교착상태가 발생한다.</p> <p>이러한 부분적인 교착상태는 계속 확대되어 근접한 교환기까지도 영향을 주게 되며, 이로 인하여 <strong>네트워크 전체의 패킷 흐름이 멈추게 되는</strong> 현상을 말한다.</p>

트래픽 제어(Traffic Control)

네트워크 내로 송/수신되는 패킷의 수를 일정하게 조절하여 네트워크를 효율적으로 이용할 수 있도록하는 기술로 수신측의 버퍼량이 한계점을 초과하지 않도록 한다

흐름 제어(Flow Control)

패킷 교환 방식에서 통신망 내 트래픽 제어의 원할한 흐름을 위해 네트워크 내의 노드와 노드 사이에 전송하는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기술. 혹은 수신기 버퍼의 오버플로우를 예방하기 위한 것으로 데이터 프레임의 전송률을 조정하는 것을 의미

일정한 시간(Choke Packet)

수신측에서 송신측에 전송하는 전송 지연 신호로 송신측의 데이터 전송 속도를 조절하는 방법. 수신측에서 일정한 시간(Choke Packet)을 송신측에 전송할 때마다 송신측은 일정한 시간만큼 점증적으로 데이터 전송 시간을 늦춘다. 지원 중지 시간(Time Out) 동안 수신측에서 Choke Packet이 없는 경우 송신측은 다시 원래의 속도로 복귀한다

단일 승낙

• Wait-Before-Go
  수신측의 Go 명령이 오면 전송하고 아무런 신호가 도착하지 않으면 대기(송신측이 수동적)

• Ask-And-Wait
  송신측에서 전송 여부를 물어보고 수신이 가능하다는 신호가 도착하면 전송(송신측이 능동적)

다중 승낙

• Window-Edge
  수신측의 버퍼의 개수를 송신측에 전송 하면 송신측에서는 임의로 데이터의 개수를 정하여 전송하는 방법

WBAT(Wait Before And Transmission)

수신측에서는 수신할 데이터의 개수를 임의로 정하여 송신측에 전달하면 송신측은 수신측에서 요구한 개수만큼만을 송신. 수신측에는 아무런 신호가 도착하지 않으면 무한정 대기

슬라이딩 윈도(Sliding Window)

전송측이 전송한 프레임에 대한 ACK 프레임을 수신하지 않더라도 여러 개의 프레임을 연속적으로 전송하도록 허용하는 방법

한 번에 여러 개의 프레임을 전송할 경우 가장 효율적인 기법으로 송신측에서는 수신측으로 부터 전송할 프레임의 개수(윈도 크기)를 미리 지정받는다.

지정받은 개수만큼 송신 측에서는 자율적으로 프레임의 개수를 전송할 수 있다. 송신측에서는 지정받은 프레임의 개수만큼을 모두 전송하고 나면 더 이상 전송할 수 없게 된다

수신측에서 전송할 프레임의 개수를 다시 지정하게 되면 그때서야 다시 전송할 수 있게 된다

혼잡 제어(Congestion Control)

네트워크 내에서 패킷의 대기 지연이 너무 높아지게 되어 트래픽이 붕괴되지 않도록 네트워크 측면에서 패킷의 흐름을 제어하는 트래픽 제어 기술

네트워크 상에 패킷 수를 조절하는 기술로 네트워크 상에 각 노드들의 패킷 수신 버퍼를 한계점 이하로 사용하도록 조절한다

• 느린 시작(Slow Start)
  윈도우의 크기를 1/2/4/8… 지수적으로 증가시켜 초기에는 느리지만 갈수록 빨라진다
• 혼잡 회피(Congestion Avoidance)
  느린 시작의 지수적 증가가 임계값에 도달하면 혼잡으로 간주하고 회피를 위해 윈도우의 크기를 1씩 선형적으로 증가시켜 혼잡을 예방하는 방식

네트워크상에 체증 제어가 실패하면 패킷의 흐름이 전혀 없는 교착상태가 발생하여 궁극적으로 인접한 모든 노드까지 영향을 주게 되는 룩업 상태가 된다

• 흐름 제어 : 두 노드 사이에 패킷 수를 조절하는 기술
• 체증 제어 : 네트워크에서 패킷 수를 조절하는 기술

교착상태 회피

노드 간에 패킷을 기억할 수 있는 버퍼가 디스크의 용량이 넘쳐 패킷을 전송할 수 없는 상태로 흐름 제어가 실패하면 체증이 유발되고 패킷의 흐름이 정지되는 교착상태가 발생

이러한 교착상태가 발생되는 경우는 같은 목적지를 갖는 패킷을 모두 할당하지 않도록 조절해야 한다. 교착상태 발생 후 계속적으로 심화되면 룩업 상태가 발생하므로 그 전에 교착상태에 있는 노드 중에 하나를 선택하여 패킷 버퍼를 모두 폐기하면 룩업 상태를 방지할 수 있다.

이 때 폐기되는 패킷들은 사용자에 의하여 재전송되어야 한다.

룩업 상태(Lock-Up)

패킷 교환망에서 교환기를 여러 사용자가 공유함으로써 패킷의 개수가 급속히 증가하거나 교환기 버퍼 용량의 부족으로 교착상태가 발생한다.

이러한 부분적인 교착상태는 계속 확대되어 근접한 교환기까지도 영향을 주게 되며, 이로 인하여 네트워크 전체의 패킷 흐름이 멈추게 되는 현상을 말한다.