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고속 엔터프라이즈 네트워크에서 성능 저하 특성 규명

Publisher
NRF KRM(Korean Research Memory)
Publication Date

Abstract

네트워크를 고속화하여 충분한 대역폭을 제공하고 있으나 네트워크 성능에 민감한 서비스가 원활이 제공되고 있지 못하고 있다. 서비스가 원활하지 못한 원인이 사용율(Network Utilization)이 높아서 고속화된 네트워크의 대역폭이 부족한 것도 아니다. 일반적으로 기업의 네트워크는 5분이나 시간 단위의 네트워크 사용률을 측정해 보면 40%이하의 사용률을 보이고 있다. 사용률이 낮은 네트워크에서 네트워크의 성능을 충분히 활용을 못한다는 것은 역설적이다. 우리는 지난 연구에서 이러한 현상은 많은 컴퓨터들이 직접 연결된 최종 네트워크 스위치에서 수 마이크로 시간단위의 아주 짧은 시간 동안에 급격한 트래픽 폭주하는 미세폭주(microcongestion)가 발생하고 이것이 원인이 되어 이 스위치에서 패킷손실(Packet Loss)이 발생함을 규명하였다. 본 연구에서는 위와 같이 짧은 시간에 네트워크 폭주가 발생하는 미세폭주의 원인을 규명하고자 한다. 즉 어떠한 트래픽이 미세폭주를 발생시키는지, 그리고 이러한 트래픽이 어떠한 과정을 통해서 전달되어서 폭주의 원인이 되며 이러한 트래픽을 발생시키는 단말 컴퓨터는 어떻게 트래픽을 만들고 있는지 규명하고자 한다. 기업 네트워크에서 미세폭주 원인을 규명하기 위한 해결방안은 프로토콜의 동작 상태(Protocol Behaviour)를 분석하여 원인을 규명하고자 한다. 특히 TCP 연결에서 TCP 패킷들의 동작 상태를 분석하여 원인을 찾는다. TCP 패킷 그 자체가 원인이 될 수도 있지만 TCP 패킷들의 동작 상태는 네트워크의 여러 원인이 반영되기 때문이다. 예를 들면 TCP 연결 사이에 있는 한 개의 네트워크 장치에서 병목현상이 발생하면 TCP 연결에서 TCP 패킷사이의 시간적인 차이로 반영된다. 위와 같은 해결방안은 다음과 같은 단계를 거쳐서 이루어진다. 첫째 단계에서는 성능 저하 현상이 발생하는 지점을 선택한다. 둘째 단계에서는 선택된 지점에서 성능 저하가 발생하는 시간을 정확하게 검출하여 이 시점을 기준으로 앞뒤로 일정시간 동안 패킷의 손실 없이 선택된 지점을 통과하는 모든 패킷을 수집한다. 셋째 단계에서는 수집된 패킷에서 TCP 연결을 분리하고 분리된 TCP 연결 패킷의 동작 상태를 분석하여 성능저하 원인을 분석한다.

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