DiffServe

문제

DiffServ(Differentiated Services)의 개념, 동작 방식, 구성 요소, 기존 Integrated Services(IntServ)와의 비교, 장단점, 주요 QoS 기술 및 활용에 대해 설명하세요.

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답변

1. 개념

DiffServ(Differentiated Services)는 네트워크 트래픽에 차별화된 서비스를 제공하기 위한 QoS(Quality of Service) 모델입니다.

• IPv4 헤더의 ToS(Type of Service) 필드를 DS(DSCP: Differentiated Services Code Point) 필드로 재정의하여 트래픽의 우선순위를 설정합니다.
• 패킷을 PHB(Per Hop Behavior) 기반으로 처리하며, Hop-by-Hop 방식으로 작동합니다.

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2. 동작 방식

1. DS 필드:
   • IPv4/IPv6 헤더의 6비트 DSCP 필드를 사용하여 서비스 클래스를 정의합니다.
2. PHB:
   • 네트워크 경로를 따라 각 라우터에서 패킷을 처리하는 기본 동작을 설정합니다.
   • 주요 PHB 유형:
     • EF(Expedited Forwarding): 낮은 지연과 패킷 손실을 요구하는 실시간 트래픽에 사용.
     • AF(Assured Forwarding): 특정 우선순위를 가진 트래픽에 안정적 서비스를 제공.
     • BE(Best Effort): QoS 보장 없이 일반 트래픽 처리.
3. 패킷 처리:
   • 네트워크 경계에서 패킷을 분류, 표시(Marking), 트래픽 셰이핑(Traffic Shaping) 적용.
   • ISP 코어 라우터는 BA(Behavior Aggregate) 단위로 트래픽을 처리하여 확장성을 향상.

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3. 구성 요소

1. DSCP 필드: 서비스 클래스 정의.
2. PHB: 각 노드에서 트래픽 처리 방식 정의.
3. QoS 메커니즘:
   • 트래픽 셰이핑(Traffic Shaping): 트래픽을 제한해 네트워크 안정성 유지.
   • 큐잉 알고리즘(Queuing): 패킷 스케줄링 방식.

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4. 기존 IntServ와 비교

구분	IntServ (Integrated Services)	DiffServ (Differentiated Services)
QoS 보장	End-to-End	Hop-by-Hop
트래픽 단위	Per-Flow	Aggregate-Flow
확장성	낮음	높음
프로토콜	RSVP(Resource Reservation Protocol)	DSCP 필드 및 PHB 기반
상태 정보	Flow 단위 관리	클래스 단위 관리

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5. 장단점

장점

1. 확장성(Scalability): Flow 단위가 아닌 클래스 단위로 처리하므로, 많은 트래픽 처리 가능.
2. 구현 용이성: 패킷 처리 복잡도가 낮아 ISP 코어 라우터에서 효율적 동작.
3. 유연성: 다양한 서비스 클래스 정의 및 PHB 조합 가능.

단점

1. End-to-End QoS 보장 부족: Hop-by-Hop 방식으로 특정 구간에서 QoS 보장이 약화될 가능성.
2. 구체적인 SLA 보장 어려움: IntServ처럼 세밀한 QoS 설정이 어렵다.

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6. 주요 QoS 기술

1. Traffic Shaping: 트래픽 흐름을 제어하여 네트워크 안정성 향상.
2. CQ(Custom Queuing): 사용자별 맞춤형 대기열 제공.
3. PQ(Priority Queuing): 우선순위 기반 큐 처리.
4. CBWFQ(Class-Based Weighted Fair Queuing): 클래스별 대역폭 보장.
5. LLQ(Low Latency Queuing): 실시간 트래픽의 지연 최소화.

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7. 활용 및 선택 기준

1. 대규모 네트워크: 확장성이 중요한 ISP 및 기업 네트워크에 적합.
2. 다양한 트래픽 유형: 비디오 스트리밍, VoIP 등 우선순위가 필요한 트래픽 관리.
3. QoS 요구 수준: End-to-End QoS가 중요하다면 IntServ, 확장성과 효율성이 중요하다면 DiffServ 선택.

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결론

DiffServ는 확장성이 뛰어난 QoS 기술로, 다양한 트래픽 유형에 대해 차별화된 서비스를 제공합니다. IntServ와 비교하여 대규모 네트워크에서 효율적이며, 유연한 PHB 및 DSCP 기반 QoS 적용이 가능합니다.