가상랜은 물리적 위치에 관계없이 마치 하나의 LAN에 연결되어 있는 것처럼 통신할 수 있는 구조로 브로드캐스트 도메인을 제한하여 대역폭 낭비를 감소시키고 전체 네트워크의 효율을 증가시킨다. Newbridge사는 IP 서브넷의 주소를 가상랜과 매핑하여 ATM-LAN 스위치 망에서 3계층 가상랜을 구성하는 VIVID 시스템을 개발하였다. 이 시스템에서는 하나의 라우트 서버에서 주소 해석과 가상랜 구성 및 브로드캐스트 데이타 전송을 모두 담당하기 때문에 망의 규모가 커지게 되면 라우트 서버가 병목 지점이 될 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 택할 수 있는 방법 중 한 가지는 다중의 라우트 서버를 두는 것이다. 본 논문은 VIVID 시스템에 여러 개의 라우트 서버를 두는 구조로서 유기적인 구조와 독립적인 구조 두 가지를 제시하고 시뮬레이션을 통하여 각 구조의 특성을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 브로드캐스트 세션의 길이와 브로드캐스트 세션 내에서의 브로드캐스트 데이타 프레임발생 간격 등에 의해 제시한 두 가지 모델의 성능이 변하게 되며, 확장성과 데이타 전송의 효율성 간에 서로 상쇄 효과가 있음을 볼 수 있었다.
가상랜은 물리적 위치에 관계없이 마치 하나의 LAN에 연결되어 있는 것처럼 통신할 수 있는 구조로 브로드캐스트 도메인을 제한하여 대역폭 낭비를 감소시키고 전체 네트워크의 효율을 증가시킨다. Newbridge사는 IP 서브넷의 주소를 가상랜과 매핑하여 ATM-LAN 스위치 망에서 3계층 가상랜을 구성하는 VIVID 시스템을 개발하였다. 이 시스템에서는 하나의 라우트 서버에서 주소 해석과 가상랜 구성 및 브로드캐스트 데이타 전송을 모두 담당하기 때문에 망의 규모가 커지게 되면 라우트 서버가 병목 지점이 될 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 택할 수 있는 방법 중 한 가지는 다중의 라우트 서버를 두는 것이다. 본 논문은 VIVID 시스템에 여러 개의 라우트 서버를 두는 구조로서 유기적인 구조와 독립적인 구조 두 가지를 제시하고 시뮬레이션을 통하여 각 구조의 특성을 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 브로드캐스트 세션의 길이와 브로드캐스트 세션 내에서의 브로드캐스트 데이타 프레임 발생 간격 등에 의해 제시한 두 가지 모델의 성능이 변하게 되며, 확장성과 데이타 전송의 효율성 간에 서로 상쇄 효과가 있음을 볼 수 있었다.
Virtual LAN (VLAN) is an architecture to enable communication between end stations as if they were on the same LAN regardless of their physical locations. VLAN defines a limited broadcast domain to reduce the bandwidth waste. The Newbridge Inc. developed a layer 3 VLAN product called VIVID, which co...
Virtual LAN (VLAN) is an architecture to enable communication between end stations as if they were on the same LAN regardless of their physical locations. VLAN defines a limited broadcast domain to reduce the bandwidth waste. The Newbridge Inc. developed a layer 3 VLAN product called VIVID, which configures a VLAN based on W subnet addresses. In a VIVID system, a single route server is deployed for address resolution, VLAN configuration, and data broadcasting to a VLAN. If the size of the network, over which the VLANS supported by the VIVID system spans, becomes larger, this single route server could become a bottleneck point of the system performance. One possible approach to cope with this problem is to deploy multiple route servers. We propose two architectures, organic and independent, to expand the original VIVID system to deploy multiple route servers. A course of simulations are done to analyze the performance of each architecture that we propose. The simulation results show that the performances of the proposed architectures depend on the lengths of VLAN broadcasting sessions and the number of broadcast data frames generated by a session. It has also been shown that there are tradeoffs between the scalability of the architecture and their efficiency in data transmissions.
Virtual LAN (VLAN) is an architecture to enable communication between end stations as if they were on the same LAN regardless of their physical locations. VLAN defines a limited broadcast domain to reduce the bandwidth waste. The Newbridge Inc. developed a layer 3 VLAN product called VIVID, which configures a VLAN based on W subnet addresses. In a VIVID system, a single route server is deployed for address resolution, VLAN configuration, and data broadcasting to a VLAN. If the size of the network, over which the VLANS supported by the VIVID system spans, becomes larger, this single route server could become a bottleneck point of the system performance. One possible approach to cope with this problem is to deploy multiple route servers. We propose two architectures, organic and independent, to expand the original VIVID system to deploy multiple route servers. A course of simulations are done to analyze the performance of each architecture that we propose. The simulation results show that the performances of the proposed architectures depend on the lengths of VLAN broadcasting sessions and the number of broadcast data frames generated by a session. It has also been shown that there are tradeoffs between the scalability of the architecture and their efficiency in data transmissions.
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문제 정의
발생할 수 있다. 본 논문은 이러한 병목현상을 해결할 수 있는 방안으로 여러 개의 라우트 서버를 두도록 VIVID 시스템을 확장하는 방안을 제시하였다. 즉라우트 서버끼리 협력 혹은 정보의 동기화를 위해 정보를 교환하는 방법을 정의하고 서로 다른 라우트 서버가 관리하는 여러 구역에 퍼져 있는 가상랜 멤버들에게 브로드캐스트 데이타를 어떻게 전송해야하는지를 정의한다.
그러나, 현재 업체들에 의하여 제안된 VIVID 시스템을 포함한 3 계층 가상랜 구성 방안에서는 이와 같은 확장성에 대한해결책이 언급된 너卜 없다. 이에 본 논문에서는 다중의라우트 서버를 두어 VIVID 시스템을 확장함으로써 확장성을 지원할 수 있는 고유한 방안을 두 가지 제시하였다. 첫 번째 방안인 유기적 구조에서는 다중의 라우트서버가 각각 네트워크 전체에 대한 동기화된 가상랜 정보를 유지하여 가상적으로 마치 하나의 라우트 서버처럼 작동하며, 두 번째 방안인 독립적 구조에서는 각 라우트 서버가 자신이 담당한 네트워크 영역의 가상랜 정보만을 유지하고 다른 영역에 대한 자세한 가상랜 정보 및 가상랜 브로드캐스트에 대해서는 그 영역을 담당하는 라우트 서버를 의뢰한다.
가설 설정
또한, 각 엔터티 간의 전파지연은 표 2와 같이 가정하였고, 각 엔터티를 연결하는 채널용량은 VIVID 시스템의 규정에서 제시한 값을 따라 표 3와 같이 가정하였다. 그리고, 독립적 구조에서 가상랜 브로드캐스트시 라우트서버와 해당 가상랜을 담당하는 ATM/LAN 스위치간의 VC 셋업을 위해 각 엔터티에서 소요되는 프로세싱 타임은 5msec라고 가정하였다.
브로드캐스트 데이타 프레임의 크기는 512 바이트라고 가정하였고, 제어 메시지의 크기는 ATMARP 권고안에서 제시한 형식에 따라 메시지 크기를 구한 결과 경우에 따라 52 바이트〜92 바이트 사이의 값을 가지게 된다. 또한, 각 엔터티 간의 전파지연은 표 2와 같이 가정하였고, 각 엔터티를 연결하는 채널용량은 VIVID 시스템의 규정에서 제시한 값을 따라 표 3와 같이 가정하였다. 그리고, 독립적 구조에서 가상랜 브로드캐스트시 라우트서버와 해당 가상랜을 담당하는 ATM/LAN 스위치간의 VC 셋업을 위해 각 엔터티에서 소요되는 프로세싱 타임은 5msec라고 가정하였다.
세션 발생 모듈이 결정한 세션 시작시간이 되면 그 세션에 대한 브로드캐스트 데이타 전송요구를 발생시키는 모듈이 작동하여 해당 세션의 근원지 호스트 블록에게 데이타 발생 신호를 보낸다. 브로드캐스트 데이타 프레임의 크기는 512 바이트라고 가정하였고, 제어 메시지의 크기는 ATMARP 권고안에서 제시한 형식에 따라 메시지 크기를 구한 결과 경우에 따라 52 바이트〜92 바이트 사이의 값을 가지게 된다. 또한, 각 엔터티 간의 전파지연은 표 2와 같이 가정하였고, 각 엔터티를 연결하는 채널용량은 VIVID 시스템의 규정에서 제시한 값을 따라 표 3와 같이 가정하였다.
수집하였다. 특정 가상랜에게 전송되는 일련의 브로드캐스트 프레임의 흐름을 세션이라고 정의할 때, 세션의 길이와 세션간의 도착 시간 간격 그리고 세션 안에서 발생하는 브로드캐스트 프레임간의 도착시간 간격은 지수 분포를 따른다고 가정하였다. 브로드캐스트 세션의 데이타 전송 요구는 그림 15의 Event 블록에서 발생하여 호스트로 전달된다.
제안 방법
두 모델의 성능을 비교하기 위하여 시둩「레이션을 실행하였다. 시뮬레이션 결과 유기적 방법이 제어 메시지 오버헤드나 라우트 서버의 메모리 요구량 등의 측면에서 본 확장성 면에서는 항상 더 우수하며, 성능 면에서도 가상 랜 브로드캐스트 세션의 길이 및 데이타 양이 어느 수준 이하인 경우에는 독립적인 구조에 비하여 우수함을 알 수 있었다.
이 프레임을 받은 라우터 서버들은 해당 가상랜이 있는지 테이블을 조사하여 존재하면 가상랜 리스트에서 해당 가상 랜 엔트리에 업데이트를 요청한 라우트 서버의 ATM 주소와 ATM/LAN 스위치의 주소를 새로 삽입한다. 또한 응답하는 서버 자신의 ATM 주소와 자신이 담당하는 구역에서 해당 가상랜을 담당하는 ATM/LAN 스위치의 주소 리스트를 업데이트 응답 프레임에 실어 테이블 업데이트 요청에 대해 응답한다. 이 응답 프레임을 받은 라우트 서버는 응답한 라우트 서버의 ATM 주소와 그 라우트 서버에 속한 해당 가상랜 담당 ATM /LAN 스위치의 주소 리스트를 해당 가상랜 엔트리에 추가한다.
본 논문에서는 ATM-LAN 스위치 망에서 3 계층 가상 랜을 구현하는 VIVID 시스템을 확장하는 방안으로 다중의 라우트 서버를 두는 두 가지의 모델을 제시하고, 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 비교하였다. 유기적 구조라 명칭한 모델에서는 브로드캐스트 데이타가 항상 목적지 가상랜을 담당하는 라우트 서버들을 경유하여가상랜 멤버 호스트들에게 전달된다.
즉라우트 서버끼리 협력 혹은 정보의 동기화를 위해 정보를 교환하는 방법을 정의하고 서로 다른 라우트 서버가 관리하는 여러 구역에 퍼져 있는 가상랜 멤버들에게 브로드캐스트 데이타를 어떻게 전송해야하는지를 정의한다. 본 논문에서는 두 가지의 가상랜 브로드캐스트 전송방식을 제안하는데, 브로드캐스트 전송 방식에 따라 라우트 서버간의 정보 교환 방법이 달라진다. 첫 번째 브로드캐스트 방식은 먼저 근원지 라우트 서버가 브로드캐스트의 목적지인 가상랜을 담당하는 각 라우트 서버들로 브로드캐스트 데이타를 전달하고 이들 라우트 서버들이 다시 자신이 담당하는 구역의 해당 ATM/LAN 스위치로 데이타를 릴레이하는 방식이다.
라우트 서버간에 주고받는 업데이트 요청/응답 프레임은 단일 라우트 서버만을 두는 기존 VIVID 시스템에는 정의되어 있지 않다. 본 연구에서는 라우트 서버와 스위치 간에 주소해석을 위해 사용된 ATMARP 메시지를 이용하여 라우트 서버간에 주고받는 업데이트 메시지를 정의하였다. 업데이트 요청 프레임은 ATMARP의 동작 코드로 업데이트 요청 프레임임을 나타내고 근원지 주소 필드에 라우트 서버의 ATM 주소를 목적지 주소 필드에는 요청 프레임을 보낼 라우트 서버의 ATM 주소를 넣고 가상랜 주소 필드에는 호스트의 IP 서브넷 주소를 실어 보낸다.
본 장에서는 유기적 구조와 독립적 구조의 성능을 비교하기 위한 가상랜 가입 및 브로드캐스트 데이타 전송 시뮬레이션을 설명하고 그 결과를 분석한다. 성능분석을 위한 시뮬레이션은 SDL (Specification and Descrip tion Language)을 사용하여 구현하였다.
제시하고 이를 분석한다. 시뮬레이션 파라미터로 평균 세션 길이와 세션간의 도착 시간 간격 그리고 한 세션 내에서의 프레임 발생 간격을 변화시키면서 평균 데이타 전송시간과 데이타 메시지당 발생하는 총 제어 메시지 양이 어떻게 변화하는지 알아보았다.
이 구성방안에서는 근원지 라우트 서버가 브로드캐스트 데이타의 목적지 갸상랜을 담당하고 있는 라우트 서버들에게 먼저 데이타를 전달하고 이들 라우트 서버가 다시 각각 자신이 담당하는 구역의 해당 ATM/LAN 스위치로 데이타를 릴레이한다. 이 방식은 근원지 라우트 서버가 목적지 ATM/LAN 스위치들과 직접 VC를 맺어 브로드캐스트 하는 방식에 비해 라우트 서버끼리만 VC를 맺고 있으면 되므로 매번 브로드캐스트 할 때마다 VC를 설정하기 위한 시간을 줄일 수 있고 라우트서버가 가상랜 별로 담당 ATM/LAN 스위치의 정보를 유지하지 않아도 되므로 라우트 서버 테이블 정보 양을 줄일 수 있어 확장성 면에서 유리한 방법이다.
이 절에서는 본 논문에서 제안한 두 가지 3계증 가상 랜 구성 모델의 성능을 평가하기 위해 시뮬레이션 결과를 제시하고 이를 분석한다. 시뮬레이션 파라미터로 평균 세션 길이와 세션간의 도착 시간 간격 그리고 한 세션 내에서의 프레임 발생 간격을 변화시키면서 평균 데이타 전송시간과 데이타 메시지당 발생하는 총 제어 메시지 양이 어떻게 변화하는지 알아보았다.
입력 트래픽은 브로드캐스트 데이타 전송 요구인데 이들이 발생하는 간격을 조절해보면서 시뮬레이션의 결과를 수집하였다. 특정 가상랜에게 전송되는 일련의 브로드캐스트 프레임의 흐름을 세션이라고 정의할 때, 세션의 길이와 세션간의 도착 시간 간격 그리고 세션 안에서 발생하는 브로드캐스트 프레임간의 도착시간 간격은 지수 분포를 따른다고 가정하였다.
이에 본 논문에서는 다중의라우트 서버를 두어 VIVID 시스템을 확장함으로써 확장성을 지원할 수 있는 고유한 방안을 두 가지 제시하였다. 첫 번째 방안인 유기적 구조에서는 다중의 라우트서버가 각각 네트워크 전체에 대한 동기화된 가상랜 정보를 유지하여 가상적으로 마치 하나의 라우트 서버처럼 작동하며, 두 번째 방안인 독립적 구조에서는 각 라우트 서버가 자신이 담당한 네트워크 영역의 가상랜 정보만을 유지하고 다른 영역에 대한 자세한 가상랜 정보 및 가상랜 브로드캐스트에 대해서는 그 영역을 담당하는 라우트 서버를 의뢰한다.
대상 데이터
100 에서 표준화한 그래픽적인 SDL의 표기방식을 사용하여 시스템을 명세화하고 기술할 수 있게 하며, SDL 시뮬레이터는 사용자가 자신이 명세화한 시스템의 동작을 이해하고 디버깅할 수 있게 한다[12]. 본 시뮬레이션은 Ultrasparc Sun OS 5.6 버전의 운영체제를 사용하고 CPU가 167MHz, RAM이 132M인 워크스테이션에서 SDL로 구현하였다. 4.
이론/모형
성능분석을 위한 시뮬레이션은 SDL (Specification and Descrip tion Language)을 사용하여 구현하였다. SDL은 시스템을 명세화하고 기술하는 표준화된 언어로서 통신 분야에서 여러 동시 작업과 상호동작이 중요시되는 사건 중심의 실시간 시스템을 기술하는데 적합하다[1 이.
성능/효과
또한 가상랜 멤버들이 접속되어 있는 ATM/LAN 스위치의 수에 비례하여 VC 설정 오버헤드도 커지게 된다. 따라서 확장성 면에서는 유기적 모델이 더 우수하며, 브로드캐스트 세션의 길이와 세션 내에 발생하는 브로드캐스트 프레임의 수가 어느 수준 이하인 경우에는 성능면에서도 유기적 구조가 더 우수하다.
시뮬레이션 결과 유기적 방법이 제어 메시지 오버헤드나 라우트 서버의 메모리 요구량 등의 측면에서 본 확장성 면에서는 항상 더 우수하며, 성능 면에서도 가상 랜 브로드캐스트 세션의 길이 및 데이타 양이 어느 수준 이하인 경우에는 독립적인 구조에 비하여 우수함을 알 수 있었다.
참고문헌 (12)
Draft Standard P802.1Q/D11 IEEE Standards for Local and Metropolitan Area Networks : Virtual Bridged Area Netoworks,' July 30, 1998
김희정, 서주연, 채기준, 이미정, 강훈, 최길영, 김성혜, 'SDL을 이용한 ATM-LAN 스위치 망에서의 정책 기반 가상랜 구현', 한국정보과학회 가을 학술 발표논문집 Vol. 26, No. 2, 1999
Marina Smith, 'Virtual LANs A Guide to Constructions, Operation, and Utilization,' McGraw-Hill, 1997
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