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인터넷의 최적 활용
- 인터넷의 제어 부족:
- 전 세계적으로 인터넷에 대한 통제권이 없다.
- 스위치 및 하드웨어 구성에 대한 통제권이 없다.
- 종단 간 제어만 가능하다.
- 데이터 수집의 중요성:
- 데이터 수집을 통해 경쟁 우위를 확보할 수 있다.
- 주요 요소:
- 대역폭: 데이터 전송의 최대 용량.
- 지연 시간: 데이터 전송에 걸리는 시간.
- 신뢰성: 데이터 전송의 일관성.
- 라우팅 행동: 여러 종단 노드 간의 데이터 경로.
- 클라우드 컴퓨팅의 필요성:
- 모든 컴퓨팅을 클라우드로 전환하려는 욕구가 있다.
- 인터넷은 최종 사용자와 클라우드 사이의 매개체 역할을 한다.
- 클라우드에서의 제어:
- 클라우드에서는 더 많은 제어가 가능하다는 점을 유념해야 한다.
라우팅 경로 설정
- TTL(Time to Live) 설정:
- 송신자가 각 데이터그램에 TTL 값을 설정한다.
- 각 라우터는 TTL을 감소시킨다.
- TTL이 0에 도달하면:
- 라우터는 데이터그램을 버린다.
- 송신자에게 ICMP 오류를 전송한다.
- TTL의 유용성:
- TTL은 최대 홉 수를 설정하는 도구로 사용된다.
- Traceroute 도구를 통해 IP 패킷이 인터넷을 통해 이동하는 경로를 찾을 수 있다.
- Traceroute의 작동 방식:
- 첫 세 개의 패킷은 TTL 값이 1이다.
- 다음 세 개의 패킷은 TTL 값이 2이다.
- TTL이 1인 패킷이 라우터에 도달하면 패킷이 버려진다.
- 호스트는 송신자에게 ICMP 시간 초과 패킷을 전송한다.
트레이서우트 도구 설명
- 트레이서우트의 기능:
- IP 패킷이 인터넷을 통해 이동하는 경로를 찾는 도구이다.
- 패킷을 성공적으로 증가하는 TTL 값으로 전송한다.
- ICMP “Time Exceeded” 오류로 응답하는 라우터를 확인할 수 있다.
- 트레이서우트 예시:
- 명령어: traceroute www.usc.edu
- 결과:
- 각 라우터의 IP 주소와 응답 시간(ms)을 보여준다.
- 최대 홉 수는 30으로 설정되어 있다.
네트워크 모니터링 기법
- 능동 측정:
- 도구가 네트워크에 프로빙 패킷을 전송하여 측정한다.
- 이 과정에서 오버헤드가 발생한다.
- 수동 측정:
- 패시브 도구가 통과하는 트래픽을 모니터링한다.
- 능동 측정보다 신뢰성이 떨어지며, 모든 대역폭 측정이 가능하지 않다.
대역폭 측정 기술
- 수신자 기반 측정:
- 일반적으로 단방향 TCP 스트림을 사용하여 경로 대역폭을 조사한다.
- 장점: 송신자 기반 기술보다 더 정확하다.
- 단점: 두 끝에서 시계 동기화가 필요하다.
- 송신자 기반 측정:
- 수신자가 ICMP 쿼리, UDP 에코 또는 TCP-FIN에 응답하도록 강제한다.
- 장점: 유연한 배포가 가능하다.
- 단점:
- ICMP 및 UDP 에코 패킷이 일부 라우터에 의해 제한되거나 필터링될 수 있다.
- 왕복 시간은 교차 트래픽의 영향을 받을 수 있다.
대역폭 측정 기법 예시
- 패킷 분산 기술:
- 패킷 쌍 및 패킷 열차를 사용하여 대역폭을 측정한다.
- 자기 로딩 주기적 스트림(SLOPS) 기술을 활용한다.
- 가변 패킷 크기(VPS) 기술:
- VPS 짝수/홀수 및 테일게이팅 기법을 사용한다.
- TCP/UDP/ICMP 시뮬레이션:
- 다양한 프로토콜을 사용하여 대역폭, 손실 및 지연을 측정한다.
IPERF 도구 사용법
- IPERF 웹사이트: IPERF
- 서버 측:
- 명령어: iperf -s -%
- 명령어: iperf -s -V
- 클라이언트 측:
- 명령어: iperf -c <server address> -%
- 명령어: iperf -c <server IPv6 address>
패킷 분산 기술
- 패킷 분산의 원리:
- 송신자가 동일한 크기의 두 패킷을 연속적으로 전송한다.
- 패킷은 전송 지연에 의해 분산된다.
- 분산을 측정하여 병목 링크 대역폭 용량을 추론할 수 있다.
- 병목 링크 정의:
- 병목 링크는 최소 전송 속도를 가진 링크를 의미한다.
- 또한 최소 사용 가능한 대역폭을 가진 링크를 의미할 수 있다.
네트워크 행동 결정
- 정확한 예측:
- Trainable Models와 Machine Learning을 활용하여 네트워크 행동을 예측할 수 있다.
- 패킷 스케줄링:
- 패킷을 자동으로 조정하는 기법이 필요하다.
- 다른 행동에 영향 미치기:
- 네트워크의 행동을 최적화할 기회를 찾는다.
TCP/IP 문제 식별 및 해결
- 전송 계층:
- 데이터의 신뢰할 수 있는 전달을 보장한다.
- 오류 감지, 흐름 제어, 혼잡 회피 기능이 포함된다.
- 세션 계층:
- 세션의 열기, 닫기 및 관리를 담당한다.
- 프레젠테이션 계층:
- 정보의 전달 및 형식화를 담당한다.
- 응용 계층:
- 사용자 정의 응용 프로그램을 지원한다.
전송 계층 개요
- 신뢰할 수 있는, 순서 있는 전달 (TCP):
- 혼잡 제어, 흐름 제어, 연결 설정 기능이 포함된다.
- 신뢰할 수 없는, 순서 없는 전달 (UDP):
- 최선의 노력 서비스로, 패킷이 손실되거나 순서가 뒤바뀔 수 있다.
혼잡 제어 문제
- 혼잡의 정의:
- 너무 많은 데이터를 너무 빠르게 전송하는 상황을 의미한다.
- 패킷 손실과 긴 지연이 발생할 수 있다.
- 혼잡 제어 접근법:
- End-end congestion control: 네트워크에서의 명시적 피드백 없이 혼잡을 추론한다.
- Network-assisted congestion control: 라우터가 엔드 시스템에 피드백을 제공한다.
TCP 혼잡 제어 요약
- 혼잡 윈도우:
- 혼잡 윈도우가 임계값 이하일 때, 송신자는 느리게 시작한다.
- 혼잡 윈도우가 임계값 이상일 때, 송신자는 혼잡 회피 단계에 들어간다.
- 혼잡 제어의 주요 원칙:
- 가산 증가: 손실이 감지될 때까지 혼잡 윈도우를 증가시킨다.
- 곱셈 감소: 손실 후 혼잡 윈도우를 절반으로 줄인다.
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