네트워크 시뮬레이션 공방

종단 노드간에 다중경로(Multi-Path)가 존재하는 경우, 라우팅에서 유용하게 활용될 수 있음을 "다중경로 라우팅(1) - ECMP"와 "다중경로 라우팅(7) - UCMP"에서 살펴보았다. 그러면, 특정 링크 구간에 복수개의 링크가 존재하는 경우, 즉 다중링크(Multi-Link)도 라우팅에서 유용하게 활용될 수 있는지 확인해보기로 하자. 다음 그림은 "OSPF 라우팅 예제"에서 사용한 시나리오를 수정하여 작성한 시험망의 구조를 나타낸 것이다. 다중링크를 구성하기 위하여, R1 노드와 R2 노드간을 기존 링크와 동일한 대역폭의 링크로 추가 연결하였다.

시뮬레이션을 수행한 후 R1 노드에서 구성된 라우팅 테이블을 살펴보면 다음 그림과 같다. "OSPF 라우팅 예제"에서의 결과와는 달리 R2 - R4 네트워크로 향하는 경로가 2개이며, 두 경로의 차이점은 R2 노드와 연결된 포트가 다른 것임(즉, 다중링크가 사용되고 있음)을 알 수 있다.

다중링크의 각 링크가 OSPF 라우팅 테이블에서 구분되어 인식되므로, 다중링크는 기존의 일반적인 다중경로와 동일하게 트래픽 부하를 분산시키는데 사용될 수 있다("다중경로 라우팅(1) - ECMP" 참조).
만약, 라우팅 프로토콜로 RIP가 사용되면, 다중링크의 각 링크가 라우팅 테이블에서 구분되어 인식될 수 없으므로 다중링크는 트래픽 부하를 분산시키는데 사용될 수 없다. 또한, OSPF가 사용되는 경우에도 다중링크의 대역폭이 서로 다르면 다중링크를 제대로 사용할 수 없다.

실제 OSPF 구현물에서는 네트워크 토폴로지 변경을 인지(즉, LSA 정보를 수신하거나 인터페이스 상태가 변경)하였을 때에도 라우팅을 위한 네트워크 토폴로지 정보(Short-path tree)를 즉시 재계산하지 않으며, 일정 시간 지연 혹은 간격을 가진 후에 재계산한다.
이 시간 지연 혹은 간격을 설정하는 방법은 제품 벤더에 따라 다르며, 다음 그림은 Riverbed(OPNET) Modeler OSPF 모델에서 제공하는 Shortest-path tree 재계산 조건 항목을 보인 것이다.

- Style: LSA Driven 방식과 Periodic 방식중에서 선택. 기본값은 LSA Driven.
- Delay (seconds) : 네트워크 토폴로지 변경을 인지한 후 SPF 계산을 할 때까지의 지연 시간.
- Hold Time (sedonds) : 이전 SPF 계산이후 다음 번 SPF 계산까지의 최소 간격. 따라서, 이 시간 간격보다 더 자주 SPF 계산이 일어나지는 않는다.

Fixed 모드 지터 버퍼 결과("VoIP 지터 버퍼(3) - Fixed 모드" 참조)와 Adaptive 모드 지터 버퍼의 결과("VoIP 지터 버퍼(4) - Adaptive 모드" 참조)를 비교해 보면, Adaptive 모드 지터 버퍼의 MOS 결과 값은 매우 낮다. 예를 들어 균등 분포 40ms의 네트워크 패킷 지연(시나리오3)에 대해서 60ms 크기의 Fixed 모드 지터 버퍼를 사용시 MOS 값은 약 4.2 정도인데 비해, Adaptive 모드 지터 버퍼 사용시 MOS 값은 약 3.2 정도에 불과하다.

얼핏 생각하면 Adaptive 모드는 네트워크 상태에 적응하며 계속 지터 버퍼의 크기를 변화시키므로 더 좋은 성능을 보여야 할 것 같은데, Riverbed(OPNET) Modeler 시뮬레이션 결과는 그렇지 않다. 무엇이 잘못된 것일까?
이는 시뮬레이션이 잘못되었기 때문이 아니며, 지터를 정확히 예측할 수 없기 때문에 발생하는 현상이다. 즉, Adaptive 모드에서는 현재 측정된 패킷 간격 정보로부터 앞으로 "발생할" 패킷 간격을 예측하여 지터 버퍼 크기를 변경한다. 따라서 이 예측이 틀리는 경우에는, 지터 버퍼 지연이나 지터 버퍼 패킷 손실에서 손해를 보게 된다.
현재의 IP 네트워크에서 향후에 발생할 지터를 정확히 예측한다는 것은 현실적으로 불가능한 일이다. Riverbed(OPNET) Modeler에 구현된 지터 버퍼의 Adaptive 모드 역시 예측이 틀리는 경우가 발생하며, 이러한 이유로 지터의 범위가 커지면 Adaptive 모드 사용시 MOS 값도 상당히 낮아진다.