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[정보통신망] 흐름제어, 혼잡제어, 라우팅

흐름제어

  • 송신측에서 발생되는 블록의 개수와 수신측에 들어오는 블록의 개수, 그리고 통신매체 등을 조절
  • 부 네트워크의 내부 환경과 관계없이 통신망의 성능 유지
  • 속도 조절, 거부, 단일 승낙, 다중 승낙의 네 가지 원칙이 있음

속도 조절

  • 블록간의 도착 간격을 변경시키는 방법
  • ex) choke packet을 이용한 감속 방법

거부

  • 수신측은 블록의 수신을 거부하거나 또는 지금은 블록을 받아들일 수 없음을 송신측에 통보
  • ex) 무시 방법 (송신측에 대한 거부), stop-and-go 방법 (송신 이전의 수신 거부)

단일 승낙

  • 매번 송신을 허락 받아야 함
  • ex) wait-before-go 방법, ask-and-wait 방법

다중 승낙

  • 정해진 개수의 블록만 송신 가능한 것으로, 수신측에 보낼 수 있는 블록의 개수는 고정되거나 변할 수도 있다.
  • ex) sliding window 방법

혼잡제어

  • 혼잡 현상: 전송 데이터의 급격한 증가로 통신망에 과부하가 발생하고 데이터 전송속도가 급감하거나 전송불가 상태가 되는 경우
    • 버퍼 혼잡, 노드 혼잡, 국부 혼잡, 전체 혼잡 단계로 발생될 수 있다.

전송량의 제한

  • 허가증을 이용하여 전송량을 일정 수준 이하로 유지
  • ex) Isarithmic 흐름제어 방법

부네트워크 내의 부하 감소

  • 어떤 패킷을 버림으로서 부네트워크 내의 부하를 감소
  • 흐름제어(거부원칙) 방법 이용

국부적 전송량의 재분배

  • 국부적인 체증 방지 및 국부적 과다 교통량 해소
  • 경로 선택(routing) 방법 이용

라우팅

  • 데이터 블록이 목적 노드로 전달되도록 출발노드에서 목적노드까지의 경로를 결정하는 기능
  • 목적
    • 네트워크 성능 최적화
    • 임계값(경계조건) 유지
      • 평균 패킷 전송시간 최소화
      • 네트워크 자원 활용도 최대화
    • 네트워크 전부 또는 일부의 혼잡 방지
    • 네트워크의 전송 신뢰도 증대

비적응적 라우팅

랜덤 라우팅 (random routing)

  • 다음 노드를 임의로 결정함
  • 모든 경로는 동일한 확률로 선택 가능
  • 루프(loop)는 허용되지 않음

플러딩 라우팅 (flooding routing)

  • 블록이 들어온 노드를 제외한 모든 노드에 전송
  • 트래픽이 매우 커질 수 있음

고정 라우팅 (fixed routing)

  • 다음 노드가 일단 정해지면 환경이 변해도 유지함
  • 대표적 비적응적 경로 선택 방법
  • 고정 단일 경로 선택
    • 다음 노드가 오직 하나만 고정된 경우
    • 범람 경로 선택(플러딩 라우팅)과 정반대
    • 노드나 선로가 고장나면 경로가 완전 차단됨
  • 고정 이중/다중 경로 선택

적응적 라우팅

국부 경로 선택 (local routing)

  • 라우팅 정보를 한 노드에서만 활용
  • 다음 노드의 결정은 해당 노드에서 수행
  • hot potato 경로 선택 (= shortest queue routing method)
    • 가장 짧은 큐를 가진 출력 선로를 선택
  • 국부지연평가(local delay estimate) 경로 선택
    • 과거의 정보를 이용하는 방식
    • 데이터를 반대 방향으로 전송하는데 걸리는 시간을 계산하여 다음 노드를 결정 (backward routing)

분산형 경로 선택 (distributed routing)

  • 라우팅 정보를 인접 노드 사이에서만 교환
  • 각 노드에서는 제한된 크기의 전송지연표를 이용하여 목적 노드까지 최소 지연의 다음 노드를 결정
  • 최소 지연 벡터는 주기적으로 갱신되며 인접 노드끼리 공유
  • 1차 인접 노드, 2차 인접 노드, 모든 다른 노드 종류가 있음
  • 초창기의 ARPANET 컴퓨터 네트워크에서 찾아볼 수 있다.

중앙집중형 경로 선택 (centralized routing)

  • Network Routing Center (NRC)
    • 모든 노드는 경로 선택에 관한 정보를 NRC에 제공
    • NRC는 라우팅 벡터를 갱신하여 각 노드에게 제공
  • 분산형 경로 선택과 정반대
  • 각 노드는 편리하나 NRC는 복잡함

델타 경로 선택 (delta routing)

  • 분산형 경로 선택과 중앙집중형 경로 선택의 결합
    • 인접 노드 사이의 경로 선택과 통신망 전체의 경로 선택 결합
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