라우터 처리 구성도 및 지연요소

위의 그림은 라우터 동작원리에 대한 구성도입니다.

라우터의 경우 입력포트로 들어오는 데이터의 목적지주소(IP주소)를 검사하여 해당되는 출력포트로 내보내는 구성도로

라우팅프로세스에서 패킷을 처리시 각 테이블을 참조한다.

입력버퍼, 출력버퍼는 입력포트로 들어오는 데이터가 폭주하여 많으면 입력버퍼에 보관되었다가 처리가 될 것이고

출력포트가 Busy상태이면 출력버퍼에 보관되었다가 처리가 될 것이다.

통상적으로는 대부분의 장비들은 출력버퍼를 크게하여 설계돠었다. 패킷이 처리되는 자세한 사항은 라우팅 프로토콜 정리자료를 참조하기 바라며 여기서 한가지 더 알아보고자 하는 것은 지연(Delay)에 관한 사항이다.

인터넷상에서 지연이 발생하는 곳은 수없이 많다. 가입자장비, 가입자 네트워그 구간, 백본구간, 타망접속구간, 서버 등 등....

딱 꼬집어서 여기에서 지연이 발생했다는 것을 찾는다는 것이 어려운 사항이다.

인터넷에서 발생하는 지연에 관한 몇가지 원인을 살펴보도록 하자.

• Forwarding Delay : 임의의 스위치(라우터)가 패킷을 수신하여 Forwarding Table(라우팅 테이블)에 의한 경로 선정을 한 후 해당 출력포트로 패킷을 전송하기 직전까지의 시간을 의미한다. 주로 스위칭패브릭의 성능이나 라우팅 테이블 Lookup을 위한 시간 등이 포함되며 대부분의 고성능 라우터나 스위치의 경우에는 무시할 수 있다.

• Propagation Delay : 패킷이 물리적 링크를 통과하는데 소요되는 시간으로 링크의 길이에 의해 결정된다. 일반적으로 Propagation Delay는 160km당 1msec로 계산할 수 있다. 링크의 길이가 매우 긴 경우에만 큰 영향을 미친다.

• Serialization Delay(연속지연) : 라우터가 한 개의 패킷을 구성하는 비트들을 인터페이스로 내보내는데 소요되는 시간이다. 고속 인터페이스의 경우에는 무시할 수 있으며 저속 인터페이스의 경우에는 영향을 미치는 요소이다.

• Queuing Delay : 임의의 라우터의 버퍼에서 패킷이 전송을 위해 대기하는 시간을 의미한다.
  Queuing Delay는 버퍼에 대기하는 패킷이 하나도 없으면 0이고
                          버퍼가 완전히 차 있는 경우에는 최대 버퍼크기 × Serialization Time(전송속도에 따른 전송시간)이 된다.
  네트워크 환경에 따라서 크게 변하는 특성을 지니고 있으며 트래픽 발생 유형에 따라 심하게 변동된다.
  만일 네트워크가 일정시간 이상 큐잉(Queuing Delay)가 발생하면 용량을 증설해야 한다.

이외에 발생하는 지연은 서버에서 발생하는 지연이 있을 수 있으며 네트워크상의 라우팅 정보(OSPF. BGP)의 전달에 의한 지연, 회선장애나 장비불안정으로 인한 라우팅 불안정으로 인한 지연 등이 있다