[네트워크] Network | packet loss, Throughput

 

큐가 유한한 패킷을 가질 수 있다고 가정하다. 현실에서 큐의 용량은 스위치 설계와 비용에 크게 의존하며 일반적으로 유한 용량을 가진다. 이 경우 패킷이 도착해서 큐가 꽉 찬 것을 발견할 수 있을 것이다. 이렇게 패킷을 저장할 수 없는 경우에 라우터는 그 패킷을 버린다. Lost라고 표현을 한다. 패킷 손실 (Packet Loss) 은 패킷이 네트워크 코어로 전송되었으나 네트워크로부터 목적지에 나타나지 않는 것으로 보일 것이다.

 

 

 

지연(Delay)과 패킷 손실(Packet  loss) 이외에 컴퓨터 네트워크에서의 달른 중요한 성능 수단은 종단간 처리율 (Throughput)이다. 호스트 A에서 호스트 B로 큰 파일을 전송하는 것을 고려해보자. 어느 한 순간에서의 순간적인 처리율 (Instantaneous Throughput)은 호스트 B가 파일을 수신하는 비율 (비트 / 초) 에 해당한다. 만약에 파일 전송이 F 비트로 구성되고 호스트 B가 모든 F 비트를 수신하는 데 T초가 걸린다고 하면, 이때 파일 전송의 평균 처리율은 F/T 이다.

 

 

Rs는 서버와 라우터 간의 링크 속도를 나타내고, Rc는 라우터와 클라이언트 간의 링크 속도를 나타낸다.전체  네트워크로 보내지는 비트는 서버에서 클라이언트로만 보내지는 비트라고 가정하자. 이 이상적인 시나리오에서 Server - Client 처리율이 얼마인지를 묻는다. 분명히 서버는 Rs bps 보다 빠른 속도로 비트를 내보낼 수 없고, 라우터는 Rc bps 보다 빠른 속도로 비트를 전달할 수 없다.

 

만약, Rs < Rc 이면, 서버가 배출한 비트는 라우터를 통해 올ㄹ바로 흘러갈 것이고 Rs bps 의 속도로 클라이언트에 도착하여 Rs bps의 처리율을 나타낼 것이다. 

 

반면, Rs > Rc 이면, 라우터는 자신이 수신하는 비트만큼 빠르게 그 비트들을 전달할 수 없을 것이다. 이 경우 비트들은 라우터에서 Rc의 속도로 떠난다면 라우터에서의 비트들은 계속해서 증가할 것이다. 따라서 이 간단한 2개의 링크로 구성된 네트워크의 경우, 처리율은 min{ Rc, Rs } 즉, 병목 링크 (Bottleneck link)의 전송률 처리율이 된다.

 

 

컴퓨터 네트워크의 코어에 연결된 10개의 서버와 10개의 클라이언트로 구성된 그림을 생각해보자. 그림처럼 10개의 다운로드가 통과하는 코어에 하나의 링크가 있다. 이 링크 R의 전송속도를 R이라고 하자. 모든 서버 접속 링크가 같은 Rs의 속도를 가지며, 모든 클라이언트 접속 링크는 같은 Rc의 속도를 가진다고 가정하자. 확실히 공통 링크 R의 속도가 크다면 각 다운로드에 대한 처리율은 min {Rs, Rc} 가 된다.

 

만일 Rs = 2Mbps, Rc = 1Mbps, R = 5Mbps 이고  공통 링크는 10개의 다운로드에 똑같이 전송속도를 나눈다고 가정하자. 그렇다면 각 다운로드에 대한 Bottleneck은 더이상 접속 네트워크가 아니라 코어에서의 공유 링크가 Bottleneck이 된다. 이 공유 링크는 각 다운로드에 500kbps의 처리율을 제공한다.