[네트워크] #5 성능 (손실, 지연, 처리량)

목차

1. 손실 지연 및 발생 원인
2. 패킷 지연의 4가지 요소
3. 패킷 손실
4. End-to-End Delay
5. Throughput

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1. 손실 및 지연 발생 원인

라우터 버퍼의 패킷 대기열

- (일시적으로) 링크에 대한 패킷 도달률이 출력 링크 용량을 초과함

- 대기열의 패킷이 차례를 기다림

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2. 패킷 지연의 네 가지 요소

Total nodal delay (\(d_{nodal}\))

\(d_{proc}\): 노드 처리 지연(nodal porcessing delay)

• 비트 에러 체크
• 출력 링크 결정
• 일반적으로 밀리초보다 작음

 

\(d_{queue}\): 대기열 지연(queuing delay)

• 전송을 위해 출력 링크에서 대기하는 시간
• 라우터의 혼잡 수준에 따라 달라짐

 

\(d_{trans}\): 전송 지연(transmission delay)

• L: 패킷 길이 (bits)
• R: 링크 대역폭 (bps)
• \(d_{trans} - L / R\)

 

\(d_{prop}\): 전파 지연(propagation delay)

• d: 물리적 링크 길이
• s: 전파 속도
• \(d_{prop} = d / s\)

 

\[d_{nodal} = d_{proc} + d_{queue} + d_{trans} + d_{prop}\]

 

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3. 패킷 손실

링크 대기열 용량이 유한하기 때문에 패킷 지연이 무한대까지 커지지 않음

대신 패킷이 꽉 찬 대기열에 도착할 수 있음

이러한 패킷은 저장할 장소가 없다면 라우터가 삭제함 → 패킷 손실

손실된 패킷은 이전 노드에 의해, 소스 엔드 시스템에 의해 재전송 되지 않을 수 있음

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4. End-to-End Delay

종단간 지연: 소스에서 대상까지의 총 지연 시간

(노드 지연은 단일 라우터에서의 지연)

\[D_{End-to-End} = N * (d_{proc} + d_{trans} + d_{prop})\]

N: 소스 호스트와 대상 호스트 사이에 라우터 개수 + 1

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5. Throughput

송신자/수신자 간에 전송되는 비트의 비율

 

instantaneous: 순간 네트워크 속도

average: 더 긴 시간 동안의 평균 네트워크 속도

양쪽 파이프 중 더 느린 쪽에 따라 throughput이 결정됨

 

빠른 쪽에서 빨리 데이터를 보내봤자 결국 느린 쪽에서 데이터가 정체됨

bottlenenck: end-end throughput을 결정하는 링크