파트 3: 소켓 트래픽 우선순위 및 QoS

이 문서는 Cato QoS 엔진이 작동하는 방식을 설명하며 네트워크 대역폭 활용도를 크게 향상시키고 네트워크 성능을 최적화하는 데 도움을 줍니다．

대역폭을 Cato QoS로 관리하기

Cato 관리 애플리케이션에서 대역폭 관리 프로필을 사용하여 다양한 트래픽 유형의 QoS 우선순위를 구성하십시오． 각 프로필에는 QoS 우선순위와 트래픽 대역폭 제한이 모두 포함되어 있습니다． 그런 다음 대역폭 관리 프로필을 네트워크 규칙에 할당하고 특정 트래픽 유형의 우선순위를 지정할 수 있습니다．

우선순위를 2에서 255 사이로 설정할 수 있으며, 0과 1은 Cato 관리 트래픽을 위해 예약되어 있으며 255는 가장 낮은 우선순위로 예약되어 있습니다． 대역폭 프로필을 우선순위 P10으로 구성하면, 매칭되는 트래픽이 우선순위 P20의 트래픽보다 높은 우선순위를 받게 됩니다． 다양한 애플리케이션에 다른 우선순위를 제공하여 이러한 유형의 트래픽에 필요한 성능을 달성할 수 있습니다． 보다 중요한 트래픽 유형에 대해 낮은 우선순위 값을 할당할 것을 권장합니다． 예를 들어, VoIP 트래픽이 계정에 대해 RDP보다 더 중요하다면 VoIP 네트워크 규칙에 RDP 규칙보다 높은 우선순위를 지정하십시오．

참고: 계정에 대한 원격 포트 전달(RPF)을 구성한 경우, RPF 트래픽은 자동으로 255의 가장 낮은 우선순위가 할당됩니다． RPF에 대한 자세한 내용은 계정에 대한 원격 포트 전달 구성을 참조하십시오．

Cato가 BW 관리 정책에 따라 트래픽을 보내는 방법

Cato Networks는 표준 트래픽 제어 기술을 사용하여 업로드 및 다운로드 평균 속도를 제어함으로써 네트워크 성능을 최적화합니다．

다음 다이어그램은 QoS 엔진이 다양한 트래픽 유형에 우선순위를 할당하는 방식을 보여줍니다．

BW 관리 알고리즘 구현

Cato는 Leaky Bucket 알고리즘을 사용하여 대역폭 및 폭발성의 한계를 측정합니다． Leaky Bucket을 트래픽 조절기로 구현하면 들어오는 패킷 비율이 나가는 비율보다 높을 때, 즉 네트워크 혼잡 시 패킷이 대기열에 들어가고 대기열이 가득 차면 폐기됩니다． 패킷이 전송되면 대기열에서 FIFO(선입선출) 순서로 제거되며, 새 패킷이 대기열에 들어갈 수 있습니다．

내부 구조 - 우선순위에 따라 트래픽이 전송되는 방법

Leaky Bucket 알고리즘은 트래픽 속도를 측정하고 버킷이 가득 찬 시점을 식별합니다． 이러한 메트릭을 사용하여 우선순위가 부여된 트래픽을 물이 버킷을 채우는 예를 사용하여 전송합니다：

평균 속도 - 실제 대역폭 제한． 각 시계 틱마다 버킷에서 누수가 발생하는 물의 양．
폭발 용량 - 버킷 크기． 버킷이 패킷을 버리기 시작하기 전까지 버킷에 담을 수 있는 총 물의 양．
폭발 속도 – 트래픽 폭발 시, 버킷에 물이 허용되는 속도． 폭발 속도는 제한되지 않으며, 어떤 폭발이라도 버킷에 들어갈 수 있습니다．

버킷이 가득 차지 않으면 모든 패킷이 전송됩니다． 그러나 버킷이 가득 차면 패킷은 대기열로 들어갑니다. 각 우선순위에는 다른 대기열이 있으며 패킷은 우선순위에 따라 순서대로(FIFO) 전송됩니다. 모든 대기열이 가득 차면 새로운 패킷은 버려집니다.

그러나, 대량의 패킷을 버리지 않기 위해 Cato는 가중치 랜덤 조기 검출(WRED)을 구현했습니다. TCP 트래픽의 경우, Cato는 발신자 혼잡 알고리즘을 트리거하기 위해 ACK 패킷이 아닌 데이터 패킷을 버립니다. 그리고 대응으로, 발신자는 패킷을 보내는 속도를 줄입니다．

우선순위 큐에서 트래픽이 보내지는 방법

소켓은 우선순위 큐에서 패킷을 두 번 반복하여 보냅니다: 제한 반복 및 최선의 노력 반복． 트래픽 제어기는 활성화된 대역폭 제한에 따라 처음에는 패킷을 전송하고 나머지 패킷을 전송하기 위해 최선을 다합니다． 매 1ms 틱 동안, 두 반복을 모두 수행합니다：

제한 반복 – 이 반복에서는 우선순위가 높은 큐부터 낮은 큐로 평가합니다． 각 우선순위 큐에 대해 소켓은 활성화된 QoS 제한에 따라 패킷을 보냅니다． 이 반복에서는, 링크의 총 대역폭 제한이 초과되면 소켓이 패킷을 보내는 것을 중지합니다．
최선의 노력 반복 – 제한 반복에서 전송된 패킷이 총 대역폭 제한을 초과하지 않으면 이 반복에서 소켓은 각 큐를 다시 평가합니다． 높은 우선순위에서 낮은 우선순위로 시작하여 남은 패킷을 보냅니다． 전체 대역폭 제한을 초과하지 않고 링크의 모든 대역폭을 활용하는 것이 동기입니다．

트래픽 제어기 반복의 예시

이 섹션은 카토 QoS 엔진이 트래픽 큐에서 패킷을 우선순위화하는 방법의 예시를 보여줍니다．

패킷이 있는 다섯 개의 우선순위 큐

위의 다이어그램은 소켓이 반복을 시작하기 전 5개의 우선순위 큐에 있는 패킷을 보여줍니다．

QoS – 제한 반복

이 다이어그램은 첫 번째 반복, 즉 제한 반복을 보여줍니다． P10, P20, P30, P40, 그리고 마지막으로 P255부터 시작합니다． 각 큐에 대한 사용 가능한 대역폭은 다음과 같습니다: P10 큐에서 두 개의 패킷, P20에서 한 개의 패킷, P30에서 한 개의 패킷, P40에서 두 개의 패킷 및 P255 큐에서 한 개의 패킷．

QoS – 최선의 노력 반복

이 다이어그램은 두 번째 반복, 즉 최선의 노력 반복을 보여줍니다． 이번 반복에서는 P10에서 세 개의 패킷이 보내졌고, P20, P30, P40, 마지막으로 P255에서 각각 하나씩 보냈습니다． 이 경우 모든 사용 가능한 대역폭이 사용되며 P255 큐의 한 패킷이 다음 틱을 위해 남겨집니다． 그러면 새로운 패킷이 큐에 도착하고 알고리즘은 두 반복을 다시 실행하여 남은 패킷을 보냅니다．