트래픽 폴리싱과 트래픽 쉐이핑

왜 배우는가: 트래픽 폴리싱과 쉐이핑은 네트워크 경계와 송신단에서 트래픽 규격을 지키게 하는 대표 기법이며, 토큰 버킷 기준과 함께 QoS 문항에서 거의 매번 비교 대상으로 나온다. 두 기법의 차이를 정확히 구분해야 답안의 감점을 줄일 수 있다.

출제 이력: 제140회 3교시 4번, 제135회 2교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의(트래픽 폴리싱은 규격을 넘는 패킷을 즉시 폐기·표시하고, 트래픽 쉐이핑은 버퍼에 지연시켜 규격에 맞추는 트래픽 제어 기법이다.)

핵심 키워드

• 트래픽 폴리싱(Traffic Policing)
• 트래픽 쉐이핑(Traffic Shaping)
• 토큰 버킷(Token Bucket)
• 버스트(Burst)
• 적합/초과 트래픽(in-profile/out-of-profile)
• 버퍼링(Buffering)
• 트래픽 계약(Traffic Contract)

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 폴리싱은 "정해진 양을 넘으면 바로 막는 문지기"이고, 쉐이핑은 "넘친 것을 줄 세워 천천히 내보내는 대기열"이다. 두 기법 모두 같은 기준(주로 토큰 버킷)으로 트래픽을 측정하지만 초과분을 처리하는 방식이 다르다.

정식 정의는 다음과 같다. 트래픽 폴리싱은 유입 트래픽을 미리 정한 트래픽 계약과 비교하여 계약을 넘는 패킷을 폐기하거나 우선순위를 낮추거나 표시(재마킹)하는 기법이다. 지연 없이 즉시 판정하는 것이 특징이다. 트래픽 쉐이핑은 계약을 넘는 패킷을 FIFO 버퍼에 저장한 뒤, 계약을 만족할 때까지 지연시켜 출력 트래픽을 평탄하게 만드는 기법이다.

핵심 용어 토큰 버킷(Token Bucket)은 일정 속도 r로 토큰이 쌓이고 패킷 전송 시 패킷 크기만큼 토큰을 소비하는 측정 알고리즘이다. 토큰이 충분하면 적합, 부족하면 초과로 분류한다. 버스트(Burst)는 짧은 시간에 몰리는 트래픽 양으로, 버킷 용량 B가 허용 버스트를 정한다. 토큰 버킷 자체는 측정 방법일 뿐이며, 그 결과를 폐기할지 지연시킬지가 폴리싱과 쉐이핑을 가른다.

폴리싱과 쉐이핑은 계약 준수라는 같은 목적을 가지지만, 중요한 차이는 초과 패킷의 처리 시점에 있다. 폴리싱은 판정 즉시 결과를 내고, 쉐이핑은 기다렸다가 결과를 낸다.

3. 등장 배경과 필요성

인터넷 트래픽은 스트리밍, 파일 전송 등으로 버스트성이 강해져 회선 용량을 순간적으로 넘기 쉬워졌다. 이를 방치하면 큐 오버플로가 발생하고 실시간 서비스의 지연과 손실이 커진다. 망 사업자는 가입자와 맺은 약정 대역폭을 지키게 해야 하므로 유입 단계에서 규격을 강제할 수단이 필요했다.

또한 ATM 망에서 트래픽 계약(Traffic Contract)을 정의하면서 셀 흐름을 측정·제어하는 방식이 체계화되었고, 이후 IP 망에서도 같은 개념이 QoS 기능으로 이어졌다. 폴리싱은 네트워크 경계에서 과다 유입을 막는 용도로, 쉐이핑은 송신단에서 출력률을 맞추어 하류 장비의 폐기를 피하는 용도로 발전했다.

토큰 생성률 r과 버킷 용량 B가 두 기법의 기준 파라미터이며, 시간에 따른 허용량은 토큰 생성률과 버킷 용량에 따라 달라진다. 이 관계를 이해하면 평균률 제한과 순간 버스트 허용을 동시에 설명할 수 있다.