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문제 정의
- 또한 신규 학교의 경우 인터넷 대역폭 신청을 위한 학교 급별 신청기준이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 전국 11, 000여 개 학교를 대표하는 표본을 추출하고 이를 토대로 현재 사용하고 있는 인터넷 트래픽 현황을 분석하여, 이를 기준으로 학교 인터넷 적정대역폭 산정 방안을 제시하고자 한다.
- 하지만 전체 11, 00師여개 학교의 트래픽 올 모두 수집하여 분석하는 데는 한계가 있다. 따라서 학교 표본을 선정하여 인터넷 트래픽 및 사용 환경을 분석하고자 한다. 학교 표본 집단선정기준은 인터넷 트래픽올 발생시킬 수 있는 요소를 선정하여 반영하였다.
가설 설정
- 수정 및 보완이 요구되었다. 이에 한국교육 학술 정보원에서 '03년도에 300Kbps 동영상 스트리밍을 사용한다고 가정하고 학교 규모별 적정대역폭을 산정하였다. 학급수가 1〜5학급인 학교는 2Mbps, 6〜17학급인 학교는 5Mbps, 18학급 이상인 학교는 10Mbps를 권장하였다.
제안 방법
- 따라서 학교 표본을 선정하여 인터넷 트래픽 및 사용 환경을 분석하고자 한다. 학교 표본 집단선정기준은 인터넷 트래픽올 발생시킬 수 있는 요소를 선정하여 반영하였다. 현재 학교에서 인터넷을 사용하고 있는 유형을 보면 학교 급별로 현저하게 차이를 나타내고 있다.
- 학교 급별 학교 수를 반영한 표본 집단은 전체 약 11, 000개 학교 중에서 학교 급별 학교 수 (초등학교 약 6, 000개, 중학교 약 3, 000개, 인문 고약 1, 400개, 실업고 약 700개)를 고려하여 표본 집단 학교 수는 초등학교 32개, 중학교 16개, 인문고둥학교 16개, 실업 고등학교 8개 학교를 선정하였다. 학교 급별 학교 톡성을 고려하여 표본 집단선정은 학급수, 학생 수, 학교에서 사용 중인 통신망 대역폭 분포를 고려하였다.
- 첫째, 초등학교의 경우 6학년으로 구성되어 있어, 학급 수 편차가 중둥학교보다 크므로 학급수롤 중둥학교(2단계)의 2배에 해당하는 4단겨1(6흐卜 급 이하, 7〜18학급, 19〜36학급, 37학급 이상로 구분 하였다.
- 셋째, 인터넷 대역폭은 3~8학급인 경우 학생 수가 상이하므로 3단계 (2Mbps, 3~5Mbps, 6~10Mbps) 로, 27~32학급인 경우는 2단계 (3~5Mbps, 6~10Mbps)로 세분화하여 선정하였다.
- 따라서 기존 학교 규모별 또는 보유 PC를 기준으로 인터넷 대역폭 올 단순하게 산정하는 것은 현실에 적합하지 않게 되었다. 따라서 이러한 변화를 반영하기 위해서는 기존 학교 급별 인터넷 트래픽 사용 추이를 분석하고, 사용 트래픽 유형을 반영한 학교 인터넷 적정대역폭 산정방안을 제시하였다. 이를 위해서는 우선 학교 트래픽 사용 유형 분석이 요구되는데 이를 위해서 MRTG(Multi Router Traffic Grapher) 데이터를 활용하였다.
- MRTG는 SNMP로 라우터의 트래픽 양을 읽어내기 위한 Perl 스크립트를 사용하였다. 또한 트래픽 데이터를 기록하고 네트워크 접속점의 트래픽을 그래프로 표시하기 위해 처리속도가 빠른 C 프로그램을 사용하였다 또한 학교 트래픽 유형은 스니퍼(Sniffer)를 이용하여 데이터를 수집하고 분석하였다. 스니퍼는 네트워크상의 트래픽 데이터를 분석하여 문제점을 제시함으로써 장애가 발생할 때 신속히 원인을 파악하고 해결하는 관리 도구이다.
- MRTG 데이터는 학교 인터넷 서비스 제공 사업자(데이콤, SKN)가 제공하는 웹 서비스 데이터를 기준으로 5분 단위 트래픽 사용량을 수집하여 분석하였다. 또한 스니퍼 데이터는 학교을 방문하여 수업 시작시간(오전9시)부터 수업 종료 시간(오후 5시)까지 데이터를 수집하고, 수집된 자료 중 목적지 IP를 분석하여 학교 트래픽 사용 유형을 분석하였다.
- 산출 기준은 다음과 같다. 최번시 평균 이용률은 최번시 평균 이용 속도를 회선 대역폭으로 나눈 값으로 최번시는 트래픽 이용량올 기준으로 5 분 평균 트래픽 이용량을 1시간 단위 즉, 연속한 12 개의 트래픽 이용량을 더하여 평균한 값이 가장 큰 시간범위를 최번시로 선정하였다. 학교 인터넷트래픽 사용이 수업 시간에 집중되므로 이를 반영하기 위해 시간대를 기준으로 최번시를 선정하기보다는 트래픽 이용량을 기준으로 선정함으로써 학교 인터넷 트래픽 이용 환경을 보다 효율적으로 반영할 수 있다.
- 학교 인터넷트래픽 사용이 수업 시간에 집중되므로 이를 반영하기 위해 시간대를 기준으로 최번시를 선정하기보다는 트래픽 이용량을 기준으로 선정함으로써 학교 인터넷 트래픽 이용 환경을 보다 효율적으로 반영할 수 있다. 증속 기준 이용률은 이용트래픽의 Burst한 특성을 감안하여 대량 패킷올 처리하는 버퍼링 여유 대역폭올 반영한 기준 이용률로 인터넷 서비스 통신사업자가 인터넷 대역폭 중속 기준으로 제시하는 일반적인 권장 비율 70% 를 적용하였다. 또한 학교 인터넷 트래픽 이용률을 분석한 결과 80% 이상 대역폭을 사용하는 경우가 학교 일과시간(08:00~17:00) 기준으로 22.
- 또한 스니퍼 데이터는 학교을 방문하여 수업 시작시간(오전9시)부터 수업 종료 시간(오후 5시)까지 데이터를 수집하고, 수집된 자료 중 목적지 IP를 분석하여 학교 트래픽 사용 유형을 분석하였다.
대상 데이터
- 셋째, 인터넷 속도별 회선 수를 고려하여 학교를 선정한다.
- 초등학교 32개교 표본 집단 선정은와같은 기준으로 하였으며 기준에 대한 근거는 다음과 같다.
- 인문 고둥학교 16개교 표본 집단 선정은와 같은 기준으로 하였으며 기준에 대한 근거는 다음과 같다.
- 학교선정 시 사용한 통계자료는 객관성을 고려하여 학교 인터넷 속도별 회선 수, 학급 수 및 학생 수 둥에 대한 통계 자료는 교육인적자원부 및 한국교육개발원의 교육통계연보(2006년)를 활용하였다[6]. 학교 급별 학교 수를 반영한 표본 집단은 전체 약 11, 000개 학교 중에서 학교 급별 학교 수 (초등학교 약 6, 000개, 중학교 약 3, 000개, 인문 고약 1, 400개, 실업고 약 700개)를 고려하여 표본 집단 학교 수는 초등학교 32개, 중학교 16개, 인문고둥학교 16개, 실업 고등학교 8개 학교를 선정하였다.
- 학교 급별 학교 수를 반영한 표본 집단은 전체 약 11, 000개 학교 중에서 학교 급별 학교 수 (초등학교 약 6, 000개, 중학교 약 3, 000개, 인문 고약 1, 400개, 실업고 약 700개)를 고려하여 표본 집단 학교 수는 초등학교 32개, 중학교 16개, 인문고둥학교 16개, 실업 고등학교 8개 학교를 선정하였다. 학교 급별 학교 톡성을 고려하여 표본 집단선정은 학급수, 학생 수, 학교에서 사용 중인 통신망 대역폭 분포를 고려하였다.
- 둘째, 학급당 학생 수는 지역별 특성(대도시, 중소도시 둥)과 학급 수에 따른 학생 인원(학급수가 작 올 경우 학생 수도 적음)을 고려하여 18학급 이하인 경우 30명 이하(전체 31.6%), 19학급 이상인 경우 31~35명 전체 37.2%)과 36~40명(전체 24.5%)의 학급으로 구성된 학교를 조사 대상으로 선정하였다.
- 셋째, 인터넷 대역폭은 18학급 이하인 경우 학급 당 학생 수를 고려하여 2Mbps와 6~ 10Mbps, 19학급 이상인 경우 3〜5Mbps와 6〜 10Mbps인 학교를 조사 대상으로 선정하였다.
- 둘째, 학급당 학생 수는 지역별 둥특성(대도시, 중소도시 둥)과 학급 수에 따른 학생 인원(학급수가 작올 경우 학생 수도 적음)을 고려하여 3~8학급의 경우, 한 학급당 21~30명(30명 이하의 약 62%), 36〜40명⑶명 이상의 약 50%)으I 학생 수로 이루어진 학교를 조사 대상으로 포함하였다. 27~32학급 경우, 한 학급당 31〜35명(31명 이상 의약 33%), 36〜40명으로 구성된 학교를 조사 대상으로 하였다.
- 둘째, 학급당 학생 수는 지역별 특성(대도시, 중소도시 둥)과 학급 수에 따른 학생 인원을 고려하여 21~26학급의 경우 한 학급당 21~30명(30명 이하의 약 88%3135 명〜35명(31명 이상의 약 59%)으로 이루어진 학교를 조사 대상으로 선정하였으며, 3(广35학급 경우, 한 학급당 31~35명, 36〜40(31명이상의 약 38%)명으로 구성된 학교를 조사 대상으로 하였다.
- 첫째, 실업 고둥학교의 경우 해당 교육청의 규모를 고려하여 대도시 4개교, 중소도시 4개교를 구분하여 선정하였다.
- 둘째, 학급당 학생 수는 지역별 특성(대도시, 중소도시 둥)과 학급 수에 따른 학생 인원을 고려하여 한 학급당 21-30^(32.8%), 31~35명(48.4%)의 학생으로 구성된 학교를 조사대상으로 하였다.
- 셋째, 인터넷 대역폭은 학급 당 학생 수와 현재 각 고둥학교에 설치된 회선 속도를 고려하여 대도시는 6'10Mbps, 10Mbps 이상인 학교를 대상으로 하고, 중소도시는 6~10Mbps인 학교를 대상으로 선정하였다.
- 따라서 이러한 변화를 반영하기 위해서는 기존 학교 급별 인터넷 트래픽 사용 추이를 분석하고, 사용 트래픽 유형을 반영한 학교 인터넷 적정대역폭 산정방안을 제시하였다. 이를 위해서는 우선 학교 트래픽 사용 유형 분석이 요구되는데 이를 위해서 MRTG(Multi Router Traffic Grapher) 데이터를 활용하였다. MRTG는 네트워크 링크 상의 트래픽 부하를 감시하기 위한 도구로써 SNMP(Simple Network Management Protocol) 를 이용한 MIB(Management Information Base) 정보를 사용한다[9].
- MRTG는 네트워크 링크 상의 트래픽 부하를 감시하기 위한 도구로써 SNMP(Simple Network Management Protocol) 를 이용한 MIB(Management Information Base) 정보를 사용한다[9]. MRTG는 SNMP로 라우터의 트래픽 양을 읽어내기 위한 Perl 스크립트를 사용하였다. 또한 트래픽 데이터를 기록하고 네트워크 접속점의 트래픽을 그래프로 표시하기 위해 처리속도가 빠른 C 프로그램을 사용하였다 또한 학교 트래픽 유형은 스니퍼(Sniffer)를 이용하여 데이터를 수집하고 분석하였다.
- 학교에서 사용하는 트래픽 현황 분석올 위한 주요 변수는 트래픽 이용량이다. 트래픽 이용량 분석은 MRTG에서 제공하는 5 분 평균 트래픽 이용률 데이터를 이용하였다. 학교 수업 환경을 고려할 경우 학교 급별로 상이하나 대개 수업 시간이 시작되는 9시부터 수업이 종료되는 16시까지 인터넷 트래픽 양이 많으며, 방과 후에는 트래픽 양이 거의 없다.
성능/효과
- 셋째, 인터넷 대역폭은 학급 당 학생 수와 현재 각 고둥학교에 설치된 회선 속도를 고려하여 모두 6~10Mbps인 학교를 조사 대상으로 하였다.
- 특히 최번시 평균 이용률은 최번시 시간에 따라 변동이 많을 것으로 생각된다. 학교 급별로 상이하겠지만, 주로 인터넷을 이용하는 컴퓨터실 활용 수업 시간대가 평균 이용률이 높은 것으로 조사되었다. 따라서 적정대역폭산정식올 이용하기 위해서는 연간 인터넷 트래픽사용 추이를 사전에 분석하고 이를 토대로 적정대역폭 산정식을 적용하는 것이 타당할 것으로 보여 진다.
- 학교 급별로 상이하겠지만, 주로 인터넷을 이용하는 컴퓨터실 활용 수업 시간대가 평균 이용률이 높은 것으로 조사되었다. 따라서 적정대역폭산정식올 이용하기 위해서는 연간 인터넷 트래픽사용 추이를 사전에 분석하고 이를 토대로 적정대역폭 산정식을 적용하는 것이 타당할 것으로 보여 진다.
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