[논문]스마트 라우터를 사용한 효율적인 네트워크 관리 시스템

박문화

스마트 라우터를 사용한 효율적인 네트워크 관리 시스템
An Efficient Network Management System using The Smart Router 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.10 no.6, 2005년, pp.253 - 260

박문화 (성신여자대학교 컴퓨터정보학부)

초록
AI-Helper

액티브 네트워크는 네트워크 노드인 스위치나 라우터가 패킷들의 단순한 경로 배정이나 전달만이 아닌 사용자에 의해 노드에 장착된 프로그램이나 프로그램 코드를 담은 패킷에 의해 데이터를 처리할 수 있도록 한 것이다. 본 논문에서는 기존의 중앙 집중적인 관리 시스템의 문제점을 해결할 수 있는, 액티브 네트워크 기술을 활용한 새로운 네트워크 관리 시스템을 제안하였다. 핵심은 라우터들에게 관리 패킷들을 간소화된 패턴으로 만들어 처리하게 함으로서 트래픽을 줄일 수 있는 The Smart Router 모델을 제시한 것이다. 중앙 집중적인 기존 관리 시스템의 문제점을 분석하였고 제시된 분산 관리 시스템의 장점도 검토하였다. 제시한 구조가 제공하는 성능 개선을 실험을 통해서 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Active networks not only allows the network nodes, switches or routers. to perform routing and forwarding but so allows their users inject customized programs into the nodes of the network or the packets. that may modify, store or redirect the user data flowing through the network. In this paper, we proposed a new network management system built using active network technology, that can solve problems inherent in most of existing legacy centralized network management systems. The main contribution is to present the Smart Router model that can reduce traffics due to managing networks by way of making control packets into simplified patterns. The disadvantages of the centralized network management are presented and the current solution for distributed network management are discussed. The performance improvements that our architecture offers are showed through a service example experiment.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 라우터에 네트워크 관리를 위한 프로그램을 장착한 새로운 모델, 즉 스마트 라우터 (The Smart Router) 모델을 제안하고, 라우터 간에 주고받는 약속된 네트워크 관리 패킷들을 패턴(pattern)화하여 트래픽을 줄이는 방법을 활용함으로써 중앙 관리 서버로 트래픽이 집중되는 문제를 해결하는 새로운 방법을 제시하였다.
본 논문에서는 액티브 네트워크 기술을 적용한 네트워크 관리 시스템을 제안하였다. 특히, 관리정보의 패턴화와 패턴화된 정보를 처리하여 관리정보 트래픽의 양을 획기적으로 줄일 수 있는 스마트라우터 개념을 제안하였다.
이러한 중앙 집중형 네트워크 관리의 문제점을 개선시키기 위해서 본 논문에서는 최근 차세대 인터넷 기술로 주목받고 있는 액티브 네트워크(active networks) 기술을 적용한 새로운 네트워크 관리 시스템을 제안하고자 한다. 액티브 네트워크의 개념은 1990년대 중반 DARPA의 논의에서 시작되었던 것으로.

제안 방법

버퍼의 끝까지 검색한 후에는 패킷이 6개씩 일치하는 것이 있는지 검사한다. 버퍼의 길이가 1/2가 되는 개수까지 검사한 후에 동일한 패킷의 연속이 몇 번이나 존재하는지를 조사한다.
본 시스템의 특징은 액티브 네트워크의 구현 방식 중에서 사용자 정의에 의한 프로그램을 액티브 노드에 장착한 분리 방식을 선택했다. 이렇게 특별히 프로그램된 라우터를 본 논문에서는 Smart Router라 한다.
Packet id는 자료구조 상에 저장될 때 구분되는 인덱스가 된다. 분석된 패킷들은 차례로 Linked list로 저장되는데, 저장된 패킷들의 정보를 가지고 패턴을 찾는 작업은 순차적인 방법을 적용하였다. 우선 패턴을 적용할 패킷의 단위를 최소 5개로 정하고, 5바이트씩 읽어가면서 Hit를 적용한다.
시스템의 실험 환경은 기존의 네트워크 관리 시스템을 기반으로 관리서버에서 에이젼트로 전달되는 SNMP 요청 메시지를 가지고 패턴화를 적용하여 보았다. 일반적인 LAN 환경에서 사용되는 기존의 네트워크 관리 서버에서 다른 LAN내의 에이젼트들에게 하루 동안 관리를 할 경우를 가정하여 SNMP메시지들을 보낼 경우와 SRM을 적용하여 SNMP메시지들을 패턴화시킬 경우에 네트워크 트래픽에 미치는 영향을 비교하였다.
시스템의 실험 환경은 기존의 네트워크 관리 시스템을 기반으로 관리서버에서 에이젼트로 전달되는 SNMP 요청 메시지를 가지고 패턴화를 적용하여 보았다. 일반적인 LAN 환경에서 사용되는 기존의 네트워크 관리 서버에서 다른 LAN내의 에이젼트들에게 하루 동안 관리를 할 경우를 가정하여 SNMP메시지들을 보낼 경우와 SRM을 적용하여 SNMP메시지들을 패턴화시킬 경우에 네트워크 트래픽에 미치는 영향을 비교하였다.
본 논문에서는 액티브 네트워크 기술을 적용한 네트워크 관리 시스템을 제안하였다. 특히, 관리정보의 패턴화와 패턴화된 정보를 처리하여 관리정보 트래픽의 양을 획기적으로 줄일 수 있는 스마트라우터 개념을 제안하였다.

대상 데이터

총 1640여개의 캡쳐된 SNMP 요청 패킷에서 연속된 패킷 중 5개를 패턴화의 최소 단위로 하였다.

성능/효과

그에 비해 패턴화된 SNMP(ASM)은 전송되는 패킷이 많아질수록 SNMP 패킷일 경우의 그래프와 아래로 멀어지는 결과를 보여주었다. 구체적으로 분석해보면 1640여개의 패킷을 놓고 볼 때, 36번의 패턴 매칭이 있었고 ASM의 경우 10%의 누적 패킷 수 감소 효과를 얻었으며 11.5%의 누적 패킷 양 감소 효과를 가져왔다.
이 중에서 최소 5개 이상 연속된 패킷을 가지고 10회 이상 Hit 수를 가지는 패턴들이 자주 사용되는 것이므로 빠른 검색이 가능하도록 (그림 6)과 같은 패턴트리를 만들어서 효율성을 높였다.

후속연구

즉, 액티브 패킷을 통한 다양하고 자세한 관리정보를 요청할 수 있을 것이고, 네트워크 내에서 일어날 수 있는 일들을 미리 예측하여 알맞게 대응할 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라 빠르게 증가하는 네트워크의 복잡도에 대해 효율적으로 분산화하여 문제를 해결할 수도 있고, 기존의 수동적인 노드와 장비들에 비해서 스스로 관리 능력과 제어 능력을 가지게 할 수도 있을 것이다.
특히, 액티브 네트워크 관리 모델에서 구현이 가능한 서비스로는 다음 사항들을 기대할 수 있다[4]. 즉, 액티브 패킷을 통한 다양하고 자세한 관리정보를 요청할 수 있을 것이고, 네트워크 내에서 일어날 수 있는 일들을 미리 예측하여 알맞게 대응할 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라 빠르게 증가하는 네트워크의 복잡도에 대해 효율적으로 분산화하여 문제를 해결할 수도 있고, 기존의 수동적인 노드와 장비들에 비해서 스스로 관리 능력과 제어 능력을 가지게 할 수도 있을 것이다.
향후 연구과제로는 제안된 스마트 라우터의 기능을 사용자가 쉽게 추가, 수정이 가능하도록 편리한 사용자 환경을 개발하는 것과, 많은 패킷을 빠르고 정확하게 처리하는 부분을 연구해야 할 것으로 사료된다.

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