QoS(Quality of Service)

I. 네트워크 서비스 품질 향상을 위한 기술, QoS의 개요

가. QoS(Quality of Service)의 정의

   - 다양한 통신 서비스에 대한 서비스 품질과 성능을 일정수준으로 보장하여 사용자 요구를 충족 시키는 네트워크 기술

나. QoS의 특징

구분	설명
품질향상	각 지사에서 올라오는 Business Application에 대한 적절한 트래픽 분산과 처리가 되고 있는지에 대한 분석
비용절감	악성 트래픽(P2P, Nimda, Codred 등) 유형 분석 및 트래픽 차단, 웜 바이러스, DoS 공격 보안 기능
네트워크 정책 수립	트래픽 모니터링과 분석을 통해 사용 경향을 인지하고 이에   따른 예측 가능
네트워크 진단과 운용	효율적인 대역폭 사용과 SLA 보장을 통한 서비스 품질의 확보

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II. QoS의 필요성

필요성	설명
인터넷 서비스 다양화	인터넷의 상업화 과정에서 다양한 어플리케이션 출현
트래픽 유형 다양화	패킷 손실이 있어서는 안 되는 트래픽, 실시간 처리가 필요한 트래픽 등
고비용	충분한 네트워크 자원을 제공하는 데 많은 비용 필요
고속 처리와 고 대역폭 요구	여러 트래픽 유형을 한꺼번에 사용하는 멀티미디어 서비스, 실시간 처리를 필요로 하는 InterActive 서비스

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III. QoS의 주요지표 (대지터패)

주요지표	설명	제어기법
대역폭 (Bandwidth)	- 특정 애플리케이션에 할당된 네트워크 자원의 양 - 일정시간에 처리한 데이터의 총량을 가리키는 지표 - 해결 : 대역폭이 부족한 경우 데이터를 압축하여 전송	Queuing Shaping (버퍼저장 후 처리), Policing (패킷 드롭)
지연 (Delay)	- 서비스 또는 특정처리를 위해 기다림으로 발생하는 지연 - 발생지에서 목적지까지 가는 경로에서 발생되는 지연 - 많은 장비를 통과하게 되면 지연이 발생함	Queuing
지터 (Jitter)	- 신호가 네트워크를 통해서 전달되는 과정에서 원래 신호로부터 왜곡되는 정도 - 멀티미디어 트래픽에 있어서 지터는 치명적인 영향이 존재함 - 연속지연(Serialization Delay), 전달지연(Propagation Delay), 큐잉지연(Queuing Delay) - 각 단계별 프로세싱과 딜레이가 발생	Queuing
패킷 손실 (Packet Loss)	- 네트워크에서 데이터를 전송하는 과정에서 패킷의 손실 정도 - 주된 원인은 네트워크 혼잡으로 인한 버퍼 오버플로우, 흐름제어 알고리즘이 임의적으로 패킷을 폐기하는 것임 - 해결 : 혼잡이 발생하면, 중요도에 따라 임의로 패킷을 Drop 시켜, 중요 어플리케이션의 보장을 확보	Queuing, RED, WRED

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IV. QoS의 개념도 및 요소기술

가. QoS의 개념도

나. QoS의 요소기술

분류	요소기술	설명
큐잉 (Queuing)	FIFO Queuing	- 하나의 큐에 모든 클래스의 트래픽을 저장 - 패킷의 클래스와 우선순위에 상관없이 먼저 입력된 패킷을 먼저 서비스하게 됨.
	Priority Queuing	- 여러 개의 FIFO 큐를 사용하는 방식으로 각각의 큐가 서로 다른 트래픽 클래스에 매핑 됨.
	WRR(Weighted Round Robin)	- Priority 큐 방식의 변형으로 여러 개의 큐를 두고 큐마다 다른 가중치를 부여하여 큐 별로 서비스되는 트래픽 양을 조절.
	WFQ(Weighted Fair Queuing)	- 가중치가 부여된 라운드로빈 스케줄링 방식을 사용. - 가중치는 예약된 대역폭에 의해서 결정됨.
	DRR(Deficit Round Robin)	- bit-by-bit Round Robin의 복잡성을 줄일 수 있는 방식. deficit counter, quantum, deficit counter를 이용.
Buffer 관리	RED(Random Early Detection)	- 혼잡이 발생하기 전 미리 랜덤 한 방식으로 패킷을 폐기함으로써 혼잡 상항을 제어.
	WRED(Weighted Random Early Detection)	- 여러 개의 다른 클래스 트래픽에 서로 다른 가중치를 부여하여 RED 함수를 적용하여 혼잡 제어. - RED의 단점을 보완, 서비스 차별성을 유지하면서 혼잡 제어

다. QoS의 보장기술

종류	설명
IntServ/RSVP 모델 (Integrated Service)	- 데이터 플로우별 State 정보 이용하여 QoS 보장 - 특정 사용자의 패킷 스트림, 즉 플로우에 특별한 QoS를 제공하기 위하여 라우터에서의 자원 예약이 반드시 필요, 즉 자원 예약을 위해 RSVP를 신호 프로토콜로 사용
DiffServ 모델 (Differentiated Service)	- IPv4의 특정 헤더영역을 이용하여 처리정보를 정의하고, ISP에서 서비스 유형을 결정토록 함
MPLS (Multi-Protocol Labeling Switch)	- 패킷의 레이블 정보를 이용하여 3계층의 Routing 정보를 이용하지 않고 2계층의 Switching 정보를 이용하여 신속하게 정보를 전달하고 QoS를 보장함