네트워크 시뮬레이션 공방

Riverbed Modeler 18.12.0 버전이 2025년10월22일자로 발표되었습니다(이전 버전에 관한 내용은 "Riverbed Modeler 18.11.1 발표" 참조).  Release notes에는 10월17일자로 되어 있는데, 홈페이지에는 10월22일로 표시되어 있습니다. 아쉽게도, 이번에도 메일 공지가 없었습니다.
Release notes를 통해 변경 사항을 살펴보았습니다. 모델 업데이트는 1가지입니다.

- Wireless LAN Model Enhancement – IEEE 802.11ax Support Phase-II

WLAN 모델 개선 사항은 802.11ax High Efficient(또는 Wi-Fi 6 및 Wi-Fi 6E) 기술에 대한 것이며, 지원되는 특성은 다음과 같습니다.
  * DL OFDMA 사용시 DL 멀티 유저 지원
  * Triggered Response Scheduling (TRS) 

또한, Red Hat Enterprise Linux 9 플랫폼을 지원하게 되었고, 모델러에서 사용하는 Java의 버전이 Java 17.0.16_8로 변경되었다고 합니다. 그 외에 버그 수정사항 1건도 있습니다만, 특별히 관심이 가는 내용이 아니라서 생략합니다.

802.11b 11Mbps 환경에서 237Bytes 크기의 MAC 사용자 패킷을 전송하는 경우에 거리에 따른 MAC 사용자 패킷 전달률(Throughput) 변화는 "WiFi 모델에서의 통신 가능 거리(5) - MAC Throughput(1)"에서 살펴본 바 있다.
이번에는 동일한 환경에서 IP 패킷을 전송하는 경우, 패킷 전달률이 어떻게 변화하는지 살펴보기로 하자. (얼핏 생각하면 패킷 전달률이 동일할 것처럼 생각할 수 있지만, 시뮬레이션 결과는 그렇지 않다는 것을 보여준다.)
2대의 WLAN 워크스테이션 노드를 배치하고, Physical Characteristics은 "Direct Sequence"로, Data Rate(bps)는 "11Mbps"로 설정한다. 트래픽은 Demand 타입의 Traffic Flow를 이용하여 237Bytes 크기의 패킷을 두 노드 사이에 전달하였다.

먼저, 1,024M 거리에 두 노드를 배치하였을 때의 결과는 다음 그림과 같다. 앞의 시뮬레이션 결과(전달률 100%)와는 약간 차이가 있지만 유사한 결과(전달률 약 99.32%)를 보여준다.

다음으로, 1,084M 거리에 두 노드를 배치하였을 때의 결과는 다음 그림과 같다. 앞의 시뮬레이션 결과(전달률 94.94%)와는 매우 큰 차이가 나는 결과(전달률 약 68.58%)를 보여준다.

다음으로, 1,116M 거리에 두 노드를 배치하였을 때의 결과는 다음 그림과 같다. 앞의 시뮬레이션 결과(전달률 71.25%)와는 매우 큰 차이가 나는 결과(전달률 약 15.93%)를 보여준다.

다음으로, 1,217M 거리에 두 노드를 배치하였을 때의 결과는 다음 그림과 같다. 앞의 시뮬레이션 결과(전달률 0.25%)와는 약간 차이가 있지만 유사한 결과(전달률 0.0%)를 보여준다.

즉, IP 트래픽 패킷을 사용하여도 BER이 낮을 때(거리가 가까울 때)는 MAC 사용자 패킷을 전송하는 경우와 비슷한 결과를 보여주지만, BER이 높을 때(거리가 멀 때)는 MAC 사용자 패킷을 전송하는 경우보다 훨씬 낮은 전달률을 보여준다. 왜 이런 차이가 발생하는 것일까? 그 이유는 IP 라우팅 때문이다.
IP 트래픽 패킷을 전송하기 위해서는 소스 노드의 IP 라우팅 테이블에 목적지에 대한 경로가 존재해야 한다. 만약 IP 라우팅 테이블에 경로가 존재하지 않으면, 패킷은 소스 노드의 IP 계층 하위로도 전송되지 않는다. 그런데, 라우팅 프로토콜 메시지도 IP 패킷이므로, BER이 높아지면 라우팅 프로토콜 메시지도 역시 잘 전달되지 못하고 라우팅 테이블 경로 구성에 실패하는 경우가 발생한다. 이 시점에 발생한 IP 트래픽 패킷은 모두 폐기되므로, BER이 높아지면 IP 트래픽 패킷의 전달률은 실제 MAC 계층의 전송 용량보다 크게 낮아지는 것이다.
다음은 이를 확인하기 위하여 소스 노드의 라우팅 테이블 정보를 중요 시간별로 관찰한 것이다. BER이 낮은 때(1,024M 거리)에는 라우팅 테이블상에 경로가 항상 구성되어 있음을 알 수 있다.

BER이 높을 때(1,084M 거리)에는 라우팅 테이블상에 경로 구성이 되지 않은 경우가 발생함을 알 수 있다.

"라우팅/포워딩 테이블 예제(2) - OSPF"에서 살펴본 OSPF 라우팅 테이블 정보는 Riverbed(OPNET) Modeler 내부에서 다음 그림과 같은 구조로 저장된다.