네트워크 시뮬레이션 공방

CUBIC 알고리즘의 기본적인 동작은 "TCP CUBIC(2) - 예제"에서 살펴보았으며, CUBIC을 사용하지 않은 경우와 비교하였을 때 성능(전송률)이 개선되기는 하였지만, 그 차이는 미약한 수준이었다. 그러면, CUBIC 사용에 따른 성능 개선은 이 정도가 한계인 것일까? 그렇지는 않다.
CUBIC 사용에 따른 성능 차이를 좀더 명확히 관찰하기 위하여, STA 노드의 수신 버퍼 크기를 160Kbytes로 늘리고 Server 노드와 STA 노드 사이의 RTT도 300ms로 증가시킨다. 다음 그림은 변경된 시나리오에 대한 CWND 결과 값을 비교한 것이다.

200초 무렵에 재전송 발생후 CWND 값이 New Reno를 사용한 경우와 CUBIC을 사용한 경우에 있어 매우 큰 차이를 보이며, New Reno를 사용한 경우에 CWND 값이 160Kbytes(수신 버퍼 크기)보다 낮은 구간이  상당 시간 유지되는 것을 알 수 있다.
다음 그림은 Server 노드에서 Discarder_2 노드로 전달되는 트래픽 양을 비교한 것이다. 재전송이 발생 하였을 때(200초 무렵)에도 New Reon에서는 전송률이 저하되는 구간이 길지만(약 40초), CUBIC을 사용한 경우에는 전송률이 저하되는 구간이 짧고(약 10초) 저하되는 크기도 훨씬 적다. 또한 파일 전송 완료까지의 시간도 상당히(약 7초) 더 짧다.

Adaptive 모드일 때 지터 버퍼의 최초 크기 계산 과정은 일반적인 지터 버퍼 크기 계산 과정과 동일하다. 즉, Nominal Value는 사용되지 않으며, packetization delay와 지터 버퍼의 Minimum/Maximum Value를 이용하여 최상의 MOS 값을 얻을 수 있는 지터 버퍼 크기가 선택된다.

UCMP(Uneual-Cost Multi-Path), 또는 Unequal-Cost Load Balancing[1]는 는 비용이 다른 여러 개의 경로들을 동시에 라우팅에 사용하는 것이다. 즉, ECMP("다중경로 라우팅(1) - ECMP" 참조)에서는 동일한 비용(Cost)을 가지는 경로가 여러개 존재해야만 트래픽 부하 분산이 가능하지만, UCMP에서는 동일한 비용(또는 메트릭)을 가지는 경로가 없을 때에도 트래픽 부하 분산이 가능하다.
"EIGRP 메트릭 변량"에서 언급하였듯이 EIGRP에서는 UCMP를 지원하며, Riverbed(OPNET) Modeler EIGRP 모델에도 구현되어 있다. 다음 그림은 EIGRP에 의한 UCMP 라우팅 동작을 확인하기 위하여, "다중경로 라우팅(1) - ECMP"에서 사용한 시나리오를 수정하여 작성한 시험망의 구조를 나타낸 것이다. Client 노드에서 Server 노드로 향하는 2개 경로(Client -> R1 -> R2 -> R4 -> Server 경로와 Client -> R1 -> R3 -> R4 -> Server 경로)의 비용(즉, 메트릭)이 차이가 나도록 만들기 위해서, R1 <-> R3 링크의 대역폭을 다른 링크들보다 작아지도록 변경하였다.

UCMP가 사용되지 않은 경우와 사용된 경우의 라우팅 경로를 비교해보면 다음 그림과 같다. UCMP가 사용되지 않은 경우에는 하나의 경로만 사용되었지만, UCMP가 사용되는 경우에는 2개의 경로가 모두 사용되었음을 쉽게 관찰할 수 있다.

트래픽이 실제로 분산되었음을 확인하기 위하여 R1 -> R2 링크와, R1 -> R3 링크의 트래픽 유통량을 살펴보면 다음 그림과 같다.

UCMP가 사용되지 않은 경우에는 대역폭이 큰(즉, 비용이 작은) R1 -> R2 링크로 모든 트래픽이 전달되었지만, UCMP가 사용되는 경우에는 대역폭이 작은(즉, 비용이 큰) R1 -> R3 링크로도 일부 트래픽이 분산되었음을 확인할 수 있다.

[1] http://www.cisco.com/c/en/us/support/docs/ip/enhanced-interior-gateway-routing-protocol-eigrp/13677-19.html