TCP 성능 최적화를 위한

Solution사업부 솔루션사업팀

WarpTCP™Badu Networks

우상민 차장

2017.02

Table of Contents

01

02

03

04

05

06

개발사 소개

TCP 가속의 필요성

WarpTCP 주요기술

솔루션 특장점

타 솔루션 비교자료

기대효과 및 레퍼런스

개발사 소개

01

1) BADU Networks 소개

4/x

Large Title 입력개발사 소개

• 싱글사이드 TCP 가속 선도 기업

• 2013년 회사 설립, (Irvine, California)

• 전세계 4개국에 10개 지사 운영

01

BADU Networks

• 최종 사용자 체감 성능 개선을 위한 솔루션 제공

• 2016년 엔터프라이즈용 제품 출시

• WarpGateway – 100M, 300M 지원

• WarpEngine – 500M, 1G, 10G 지원

• 현재 11개 기술에 대한 특허 출원 중

TCP 가속 솔루션

02

TCP 가속필요성

02

1) TCP의 한계 및 BADU 솔루션 특징

6

WAN에서 TCP 성능 저하의 근본 원인

TCP 처리량은 RTT 값이 증가할 수록 반비례하여 낮아진다.

RTT가 높은 해외 사무소(지사)의 경우 WAN 대역폭을 충분히 활용하지 못한다.

TCP는 패킷 손실이 발생하는 경우 혼잡제어 알고리즘(Slow-Start/AIMD)으로 인해 성능이 저하된다.

Source: Bell Labs 2002: paper by Chan & Ramjee

Delay와 TCP 성능의 상관관계

TCP는 Delay 환경에취약하다!

(신뢰성에 기반한 프로토콜)

AIMD: Additive Increase Multiplicative Decrease

7

WAN에서 TCP 성능 저하의 근본 원인

패킷 손실로 인한 Timeout이나 3 ACKs 발생 시 TCP 혼잡제어 알고리즘으로 인해 전송 속도

회복이 매우 느림.

Delay가 많은 WAN 구간에서 TCP Timeout 발생시 애플리케이션의 성능은 더욱 느려짐.

TCP 동작 원리

Slow-Start

TCP는 windows size를 1부터 2배식서서히 기하급수적으로 증가시킨다.

Congestion Avoidance

Slow-Start 임계값 까지 증가되었으면,

이후 1씩 조심스럽게 증가시킨다.

Multiplicative Decrease

Congestion Avoidance는 TCP Timeout이 발생하거나 3 ACKs가 발생하면 멈추게 되는 현상이다.

- Timeout이 발생하면 Congestion Window Size를 초기 값으로 리셋한다.

- 3ACKs가 발생하면 Congestion Windows Size를 현재의 절반으로 줄여서 시작한다.

Timeout

3 ACKsWin

dow

Siz

e

8

WarpTCP Solution Overview

WarpTCP는 Badu Networks에서 자체 개발한 TCP 가속 기술이다.

(현재 특허 출원 중)

모든 네트워크 환경에서 유,무선 상관없이 TCP 트래픽 성능을 최적화 한다.

지능형 알고리즘으로 네트워크의 높은 지연, 지터, 패킷 손실, 불규칙적인 대역폭

등의 환경에서 TCP 성능을 효율적으로 최적화 한다.

사용중인 네트웍의 성능과 효율이 향상된다.

Uploads/Downloads 속도 2배~100배 이상 증가된다.

세계 최초이자, 유일한 TCP Acceleration/Proxy solution

WarpTCP주요 기술

03

1) WarpTCP 기술의 가속원리 및 효과

10/x

Large Title 입력WarpTCP 주요 기술

Opportunistic BurstingRTT 상태에 따라서 장비의 버퍼에 데이타를 모아두었다가 회선 상황이 좋을 때 데이타를 전송함으로써 패킷 유실율을 줄인다.

Advanced LossAvoidance and

RecoveryWarpTCP는 패킷 유실 발생 또는 타임아웃 발생 시 Windows Size를 줄이지 않습니다.

Bandwidth Gap Flow 마다 사용할 수 있는 대역폭을 최대화하여 전송 효율성을 극대화 합니다.

주요 기술

WarpTCP는 네트워크 혼잡상황 및 패킷 유실등의 환경에서 네트워크 성능을 최적화 할수 있는

기술을 제공한다.

11

Large Title 입력WarpTCP 동작 원리

WarpTCP는 TCP 세션을 Splicing하여 세션을 분할하여 전송 합니다.

클라이언트 입장에서 WarpTCP는 서버로 동작을 하고, 서버 입장에서 WarpTCP는 클라이언트로

동작을 합니다.

클라이언트에서 서버로 서비스를 받을 때 세션2에서 LAN 환경으로 매우 빠른 속도 서비스를 받

고, 세션1에서는 WarpTCP의 주요 기술에 의해 성능이 개선되어 서비스를 제공합니다.

WarpTCP는 세션1과 세션2에 대한 RTT를 인지하여, 지능적인 혼잡 제어 알고리즘을 운영합니다.

인터넷 WarpTCP

세션 1WAN 환경이므로 높은 Delay와 Packet Loss로 네트워크 성능이 저하됨

세션 2LAN 환경이며, LAN보다 빠른 WAN은 없다.

Client Switch Router Firewall Switch Server

12

Large Title 입력WarpTCP 동작 원리

Delay 100m, Bandwidth 40Mbps 환경에서 15Mbyte 파일 다운로드 시 클라이언트/서버 트래픽 분석

인터넷 Warp TCP

세션 1 세션 2

Client Switch Router Firewall Switch Server

Throughput Windows Size

Throughput Windows Size Throughput Windows Size

최대 20.3 Mbps 최대 65 Kbyte

최대 31.3 Mbps 최대 563Kbyte 최대 109 Mbps 최대 160 Kbyte

without WarpTCP

with WarpTCP

[세션 1] [세션 2]

가속 전에는 최대 20Mbps였지만, 가속 후 최대31.3Mbps까지 처리량이 증가되었습니다.

처리량 증가 이유는 Windows size를 8배 정도 늘려서데이터를 전송했기 때문입니다.

( 65Kbyte에서 563kbyte)

세션2는 LAN환경에서 통신하기 때문에 처리량이 최대109Mbps로 매우 빠르며, window size는 WarpTCP를거치기 전으로 160Kbyte 정도를 보이고 있습니다.

솔루션특장점

04

1) WarpTCP 특장점 및 구성방안

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WarpTCP 특장점

Sub-millisecond TCP Proxy

장비에 데이터를 전혀 저장하지 않고 전송함 (no caching, zero copy data)

성능 개선을 위해 메모리 사용 최소화, 멀티코어 SoC processors 사용

Proxy 기능으로 인한 성능 개선 효과

Transparent 통신 지원

모든 TCP 세션에 대한 Full TCP Proxy를 하며, 클라이언트에 별도의 설정 필요 없음

SSL 트래픽 성능 개선 지원(별도의 인증서 필요 없음)

장비에 Proxy를 위한 별도의 IP주소가 필요 없음

Low-Latency TCP Proxy

15

WarpTCP 특장점

WarpTCP는 Transparent TCP Proxy 장비로서 설치 위치가 유연하다.

(Server Side, Core Netwrok or Client Side)

클라이언트와 서버 사이에 특정 위치 상관없이 한대의 장비만 설치하면 된다.

설치 방식의 유연성

WAN/Internet

Wi-Fi RouterServer WTCP Proxy Mobile devices

Wi-Fi RouterServer WTCP Proxy Mobile devices

WAN/Internet

Client-Side

Server-Side

16/x

Large Title 입력

Asymmetric 구성으로 가속을 하기 때문에 인터넷 트래픽에 대해서 성능 개선을 지원한다.

클라우드 서비스 사용시 WAN 환경으로 인한 성능 저하시 가속 지원한다.

기존 WAN 가속 제품들은 양단간 설치해야 하므로 인터넷 트래픽 가속에 제약이 있다.

인터넷 트래픽 및 클라우드 서비스 가속

센터에만 장비를 설치하기 때문에 불특정 다수에 대해서도 서비스 가속을 지원한다.

불특정 다수 대상 가속 서비스

WAN

WarpTCP 특장점

17/x

Large Title 입력WarpTCP 특장점

TCP 트래픽에 대해서 어떠한 요구조건 필요 없이 성능 개선을 지원함

HTTPS 트래픽 성능 개선을 위해 WarpTCP 인증서 설치 필요 없음

SSL VPN 사용자 단말에 별도의 에이전트 설치 필요 없음

암호화 트래픽 가속

>>> 기존 WAN 가속기들은 데이터 중복 제거가 주요기술이기 때문에 인증서 및 암호화 된 터널 구간에서 가속이 불가함

WANHTTPS

SSL VPN WAN

SSL VPN

Agent터널 구간

18

구성방안

Bridge

방화벽 또는 라우터 하단에 모두 같은

네트워크일 경우 제안 구성방안

대체로 지사 설치시 구성방안

WG에 IP주소 하나 필요함

BridgedGateway

데이타센터 여러 홉 사이에 연결시 제

안 구성방안

대체로 데이타센터 설치시 구성방안

WG에 별도의 IP주소 필요 없음

Gateway

WG가 직접 라우팅을 처리함

대체로 라우팅을 하는 L3스위치를 보유

하고 있기 때문에 권고하지 않음

불가피하게 라우팅이 필요할 경우에만

제안

19

제품 스펙

장비 스펙은 인터넷 속도를 기준으로 선정한다.

제품명 설명 비고

WarpGateway

WG-100 100Mbps thrughput

WG-100V 100Mbps thrughput, VLAN support

WG-100VB 100Mbps thrughput, VLAN support, Failover/Bypass 2017. 1Q

WG-300 300Mbps thrughput 2017. 1Q

WG-300V 300Mbps thrughput, VLAN support 2017. 1Q

WG-300VB 300Mbps thrughput, VLAN support, Failover/Bypass 2017. 1Q

WarpEngine

WE-1C-1B-2C-U1 1G Copper with NIC bypass

WE-1C-1B-2LXLC-U1 1G Fiber LX with NIC bypass

WE-1C-1B-2SXLC-U1 1G Fiber SX with NIC bypass

WE-10C-1B-2C-U1 10G Copper with NIC bypass

WE-10C-1B-2LXLC-U1 10G Fiber LX with NIC bypass

WE-10C-1B-2SXLC-U1 10G Fiber SX with NIC bypass

타 솔루션비교자료

05

1) WAN 가속 솔루션 대비 차이점 비교

21

솔루션 차이점 비교

구분 WAN 가속기(Optimizer) BADU WarpTCP (TCP Accelerator)

주요 용도 본/지사간 원거리 전용선 WAN구간 최적화

본/지사간 원거리 전용선 WAN구간 최적화

불특정 다수 Client 트래픽에 대한 가속

WIFI / Mobile 유저들의 서비스 접속 속도 개선

제품 특징

본/지사간 WAN 전용선 구간 대역폭 절감 및 사용자

들의 트래픽 전송 속도 향상

데이터 캐싱/압축/중복제거 기술 사용

Public 인터넷 환경에서 트래픽 전송 성능 극대화

데이터 캐싱 없이 RTT/Window Size등의 TCP 파라미

터 제어기법(특허)사용

구성방식 전용선 구간에 Pair형태로 시스템 배치 Single Side(서버측)에 솔루션 배치

특장점

가속 트래픽의 Transparent/Proxy방식의 구성 지원

(보안성 강화)

테이터 캐싱 및 Application별(MAPI/Oracle..) 특화

가속기능 지원

SSL VPN/HTTPS등 암호화된 트래픽 가속 지원

Single Side구축을 통한 구축 및 관리비용 절감

라이선스 제약 없이 네트워크 가속성능 최대화

모바일 트래픽(3G/4G)에 대한 가속 지원

타 솔루션

연동 QoS/TCP 가속 등의 솔루션과 연동 가능

클라우드/CDN 서비스와 연동 구성 시 추가적인 트래

픽 가속제공.

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솔루션 배치 방식 비교

WAN가속 솔루션은 가속을 위해 Pair 단위의 장비 구성 필요.

Badu Warp TCP는 Single Side(서버측) 구성 만으로 트래픽 가속지원 가능

Badu Warp TCP는 Client 단말기에 Agent 설치없이 가속지원 가능.

WAN WarpTCP

WarpTCP는 센터에만 설치함으로써 사용자 환경이나 단말에 상관없이 모두 가속이 가능하다.

솔루션 차이점 비교(구성방식)

WAN

가속 불가

Agent

가속기

가속기

WAN 가속기 구성

BADU WarpTCP 구성

기대효과 및레퍼런스

06

1) WAN 가속 솔루션 대비 차이점 비교

24/x

Large Title 입력기대 효과

Throughput(mbps)

RTT variance

TCP rate curve

Net BenefitWarpTCP

WarpTCP rate curve

TCPthroughput

WarpTCPthroughput

WarpTCP는 RTT값에 반비례하여 낮아진 처리량을 증가시켜 줍니다.

처리 가능한 WAN 대역폭만큼 처리량이 높아짐에 따라 사용자가 느끼는 체감 속도가 향상됩니다.

사용자 체감

별도의 지사 장비가 필요 없기 때문에, 지사 장비 설치

및 장애 처리방안에 대한 고민할 필요 없다.

운영

지사 장비 설치 및 운영을 위한 설치비, 운영 인력등에 대

한 비용이 발생하지 않는다.

센터 장비만 운영하기 때문에, 지사 추가 확장에 대한 별

도의 추가 비용 발생 없음

비용

25/x

Large Title 입력레퍼런스

여러 해외지사에서 캐드파일 다운로드시 성능 저하

WAN 가속기 도입시 해외 인프라에 대한 유지보수

이슈사항

바두네트웍스의 제품인 WarpEngine 본사에만 장비 설치

해결방안

여러 해외지사에서 캐드파일 다운로드시 성능 개선

센터에만 장비를 설치하여 비용절감 및 운영에 따른 유지보수 효율성 증대

도입효과

XX - 자동자 부품 관련 제조사

26/x

Large Title 입력데모 동영상

Packet Loss 5% 환경에서 가속 데모 영상

Packet Loss 10% 환경에서 가속 데모 영상

Delay 100ms 환경에서 가속 데모 영상

Delay 300ms 환경에서 가속 데모 영상

Thank you