규모가 커지고 라우터, 스위치, 서버 등과 같은 구성 요소가 다양해지고 있는 네트워크를 효율적으로 지원할 수 있는 SNMP(Simple Network Management Protocol)가 네트워크 관리의 표준 프로토콜로 가장 널리 사용되고 있다. 하지만, SNMP는 네트워크 과부하, 처리 지연 그리고 테이블 검색의 비효율성과 같은 성능적 문제점이 있다. 본 연구에서는 SNMP의 성능 개선을 위해 SNMP-GetBulk 응답메시지 내의 중복되는 OID 정보를 줄이는 기법과 NMS 캐쉬와 새로운 SNMP-GetUpdate 요청이 결합된 기법의 두 가지 제안을 제시한다. 분석을 통해 첫 번째 제안 기법은 네트워크 과부하를 감소시키고, 두 번째 기법은 SNMP 요청의 처리 지연과 테이블 검색 문제를 개선함을 보였고, 이로 인해 네트워크 관리의 확장성도 개선할 수 있다.
규모가 커지고 라우터, 스위치, 서버 등과 같은 구성 요소가 다양해지고 있는 네트워크를 효율적으로 지원할 수 있는 SNMP(Simple Network Management Protocol)가 네트워크 관리의 표준 프로토콜로 가장 널리 사용되고 있다. 하지만, SNMP는 네트워크 과부하, 처리 지연 그리고 테이블 검색의 비효율성과 같은 성능적 문제점이 있다. 본 연구에서는 SNMP의 성능 개선을 위해 SNMP-GetBulk 응답메시지 내의 중복되는 OID 정보를 줄이는 기법과 NMS 캐쉬와 새로운 SNMP-GetUpdate 요청이 결합된 기법의 두 가지 제안을 제시한다. 분석을 통해 첫 번째 제안 기법은 네트워크 과부하를 감소시키고, 두 번째 기법은 SNMP 요청의 처리 지연과 테이블 검색 문제를 개선함을 보였고, 이로 인해 네트워크 관리의 확장성도 개선할 수 있다.
SNMP(Simple Network Management Protocol) is most commonly used as a standard protocol for effective network management by supporting the increasing size of the network and the variety of network elements such as router, switch, server and so on. However, SNMP has performance drawbacks of network ove...
SNMP(Simple Network Management Protocol) is most commonly used as a standard protocol for effective network management by supporting the increasing size of the network and the variety of network elements such as router, switch, server and so on. However, SNMP has performance drawbacks of network overhead, processing latency, and the inefficiency in data retrieval. In this paper, we propose two schemes to improve the performance of SNMP; 1) the first scheme to reduce the amount of redundant OID information within a SNMP-GetBulk response message, 2) the second scheme of newly proposed SNMP-GetUpdate message combined with the cache in MNS. Through the analysis with real experiments, we show that our first scheme reduces the network overhead and the second scheme improves the processing latency and the retrieval of SNMP MB tables. And, therefore the scalability of network management can be improved.
SNMP(Simple Network Management Protocol) is most commonly used as a standard protocol for effective network management by supporting the increasing size of the network and the variety of network elements such as router, switch, server and so on. However, SNMP has performance drawbacks of network overhead, processing latency, and the inefficiency in data retrieval. In this paper, we propose two schemes to improve the performance of SNMP; 1) the first scheme to reduce the amount of redundant OID information within a SNMP-GetBulk response message, 2) the second scheme of newly proposed SNMP-GetUpdate message combined with the cache in MNS. Through the analysis with real experiments, we show that our first scheme reduces the network overhead and the second scheme improves the processing latency and the retrieval of SNMP MB tables. And, therefore the scalability of network management can be improved.
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문제 정의
본 연구에서는 기존 연구들을 분석하고 활용하여 SNMP의성능을 향상 시킬 두 가지 기법을 제안한다.
문제가 있다. 본 제안에서는 함께 전송되는 여러 OID 내의 중복되는 정보를 하나로 줄여 응답메시지에 더 많은 OID 와 값의 쌍을 전송하여 SNMP의 성능을 개선하고자 한다
본 연구에서는 [4]에서 제시된 정보의분류를 [15]에서 연구된 NMS 캐쉬에 적용한다. 즉, 본 연구에서는 정적 정보와 동적 정보만을 NMS 캐쉬에 저장하도록제안하여 캐쉬의 효율성을 높이고 NMS와 SA사이의 과도한메시지 교환을 줄이고자 한다. 이를 위해서는 다음과 같은 세가지 기능을 추가하도록 제안한다.
또한, 본 연구에서는 SNMP-GetBulk를 개선하여 NMS 캐쉬에 저장되지 않는 통계 정보의 요청만을 SA에서 검색하여 NMS로 전송하는 SNMP-GetUpdate 메시지 기법을 제안한다. 이때, [14]에서 제안된 객체의 시작 OID와 마지막 OID를 SNMP-GetUpdate 요청에 포함하도록 설정한다.
제안 방법
첫째 제안은 네트워크 과부하 문제를 개선하기 위해 SNMP-GetBulk 응답메시지에서 중복 표현되는 OID 정보를 줄이는 기법이다. 두 번째제안은 메시지의 처리 지연과 테이블 검색 문제를 개선하기위해 NMS 캐쉬와 결합된 SNMP-GetUpdate 기법이다.
중복 표현되는 OID 정보를 줄이는 기법이다. 두 번째제안은 메시지의 처리 지연과 테이블 검색 문제를 개선하기위해 NMS 캐쉬와 결합된 SNMP-GetUpdate 기법이다. 첫째 제안 기법은 기존 SNMP 방법에 비해 메시지의 크기를 줄여 네트워크 과부하를 감소시키고, 두 번째 기법은 NNE 캐쉬와 효율적인 테이블 검색을 통해 기존 SNMP에 비해 메시지의 크기를 줄이고, 메시지의 전송 횟수도 감소시키는 것으로 분석되었다.
본 장에서는 SNMP의 특성을 논의하고, SNMP와 관련된기존 연구를 분석한다.
제안되었다[13]. NMS가 필요한 데이터의 끝을 표시하여 불필요한 객체가 검색되지 않도록 하는 GetBulkBumper 기법 MIB에 정의된 하나의 테이블 만을 검색하는 GetSubtree 기법, 역 방향으로 OID를 증가 하면서 객체를 찾는 GetPrev 기법, 관리자가 이전에 폴링한 객체 중 변경된 객체 정보만 탐색하여 전송하는 GetModify 기법이 제안되었다. 그리고 조건에 만족하는 객체만을 검색하기 위하여 필터 기법을이용한 GetObject, Getftows 그리고 getRangeTable 기법이제안 되었대MH8].
7비트로 subidmtifier를 128개까지 표현할 수 있다. 본 제안에서는 그림5와 같이 Length octets의 구조에서 7번째 비트를 중복되는 OID 정보를 표현하기 위한 OID Flag 비트로 사용하고, Contents octets length를 6비트(최대 64개 까지의 subidentifier를 표현)로 수정한다.
교환이 필요 없게 된다. 이러한 목적으로 NMS에 캐쉬기법을 적용할 수 있으며, 또한 캐쉬에 저장되지 않는 객체만을 SA에 요청하는 기법을 제안한다.
첫 번째, MIB에 객체가 정적, 동적 또는 통계 정보 인지를표시하기 위해 MIB의 OBJECT-TYPE MACRO에 Static, Dynamic 그리고 Statistic의 값을 갖는 “InfoType”을 그림6과같이 제안한다.
즉, NMS 캐쉬와 SNMP-GetUpdate를 결합한 두 번째 제안에서는 SA에 저장된 객체 정보 중에서 정적 및 동적 정보는 NMS 캐쉬를 통해 관리하여 처리 지연을 줄이고, 통계 정보는 SNMP-GetUpdate 요청을 통해 테이블 검색 문제점을개선하도록 한다.
본 절에서는 SNMP 처리시간을 3.1 절의 성능 모델을 기반으로 분석한다.
본 절에서는 본 연구에서 제안한 두 기법에 의한 SNMP 성능 개선도를 분석한다.
두 번째 제안을 평가하기 위해 IF-MIB의 ifTable 정보의요청에 대한 처리 성능을 분석하였다. IF-MIB의 ifTable 테이블은 총 22개의 객체로 구성되는데 그 중에서 iflndex, ifDescr, ifType, ifMtu의 4개 객체는 정적 정보로 분류되고 ifSpeed, ifFhysAddress, ifAdminStatus, ifOperStatus, ifLastChange의 5개 객체는 동적 정보로 분류되어 이들은 MNS 캐쉬에 저장된다.
제안 기법을 나타내는 GetUpdate 는 ifTable의 갱신된 통계 정보를 SNMP-GetUpdate를 통해요청하는 경우이다. 이때, MNS 캐쉬의 초기화 과정은 포함하지 않았고 NMS 캐쉬의 히트율은 41%(정적/동적 정보가 캐쉬에 저장되었다고 가정) 인 경우에 대해 분석하였다.
두 번째 제안 기법의 또 다른 검증을 위해 더 많은 정보를전송하는 ifXTable에 대한 요청 처리를 분석하였다. 통계 객체 12개와 정적/동적 객체 7개를 포함하고 각 객체에 인스턴스가 24개가 존재하는 ifXTable에 기존의 SNMP-Get Bulk를적용한 결과로 메시지 크기는 5.
두 가지 기법을 제안하였다. 첫째, 네트워크 과부하 문제를 개선하기 위해 SNMP-GetBulk의 응답메시지 내에 중복해서 나타나는 OID정보를 한번만 표현하는 기법을 제안하였다. 둘째, 처리지연과 테이블 검색 문제를 개선하기 위해 NMS 캐쉬와 결합된 SNMP-GetUpdate 메시지 기법을 제안하였다.
첫째, 네트워크 과부하 문제를 개선하기 위해 SNMP-GetBulk의 응답메시지 내에 중복해서 나타나는 OID정보를 한번만 표현하는 기법을 제안하였다. 둘째, 처리지연과 테이블 검색 문제를 개선하기 위해 NMS 캐쉬와 결합된 SNMP-GetUpdate 메시지 기법을 제안하였다.
대상 데이터
SNMP 성능 평가와 3장에서 제안한 기법의 성능 검증을위한 시스템 환경은 NMS와 SA7} 동일하며, 하드웨어는 IBM System x3650 M2를 사용하였고, 운영체제는 CentOS 54 x86_61 를 소프트웨어는 Net-SNMF5421을, MB RFC1213- MIB과 IF-MIB을 사용하였다.
이론/모형
과부하 측면에서 비효율적이다0]. 이런 문제를 개선하기 위해, PER(Packed Encoding Rules), LERttightweight Encoding Rules), DER(Distinguished Encoding Rules), .리고 CER(Canonical Encoding Rules) 기법이 제안되었다[8].
분류 할 수 있대:4]. 본 연구에서는 [4]에서 제시된 정보의분류를 [15]에서 연구된 NMS 캐쉬에 적용한다. 즉, 본 연구에서는 정적 정보와 동적 정보만을 NMS 캐쉬에 저장하도록제안하여 캐쉬의 효율성을 높이고 NMS와 SA사이의 과도한메시지 교환을 줄이고자 한다.
성능/효과
두 번째제안은 메시지의 처리 지연과 테이블 검색 문제를 개선하기위해 NMS 캐쉬와 결합된 SNMP-GetUpdate 기법이다. 첫째 제안 기법은 기존 SNMP 방법에 비해 메시지의 크기를 줄여 네트워크 과부하를 감소시키고, 두 번째 기법은 NNE 캐쉬와 효율적인 테이블 검색을 통해 기존 SNMP에 비해 메시지의 크기를 줄이고, 메시지의 전송 횟수도 감소시키는 것으로 분석되었다.
TRespGene 전송되는 메시지를 해석하고 파싱하는 메시지 디코딩시간(TMsgDecoding), OID 등록 처리기를 확인하여해당 모듈을 호출하는 디스페치시간(TDispatch), 요청한 객체의 값을 생성하는 SNMP 값 생성시간(TValueGeG, 그리고 SNMP 응답메시지를 생성하는 인코딩시간(TMsgEncoding) 의 합으로 표현할 수 있다. 요청된 객체가 하나 일 때 SNMP 응답 생성 시간은 식(2)와 같이 표현 할 수 있다.
두 번째, SA에서 MIB을 구현할 때 정적 또는 동적 객체의정보가 변경되면 NMS에게 변경 내용을 전송하여 NMS에서 SA의 최신 상태 정보를 유지하도록 한다.
세 번째, NMS에서 SA의 최신 정보를 저장하고 관리하기위해 표1과 같은 테이블을 NMS에서 관리한다.
따라서, 앞에서 분석된 바와 같이 첫 번째 제안 기법에 의해 전송되는 OID의 정보 크기가 감소하므로 응답메시지 크기가 작아져서 메시지의 세그먼트를 최소화 하고 네트워크 과부하를 줄여 SNMP 통신의 성능을 향상 시킬 수 있다
나머지 13개의 객체는 통계 정보로 SNMP-GetUpdate 메시지에 의해 요청된다. 모든 정보 요청이 동일한 횟수로 요청된다면, 9개의 동적 정보 객체가 모두 캐쉬에 저장될 때 전체 요청에 대한 NMS 캐쉬의 히트율은 41%가된다.
ifXTable에 대한 요청 처리를 분석하였다. 통계 객체 12개와 정적/동적 객체 7개를 포함하고 각 객체에 인스턴스가 24개가 존재하는 ifXTable에 기존의 SNMP-Get Bulk를적용한 결과로 메시지 크기는 5.29Kbyte, 전송 회수는 6회, 총처리 시간은 4.663msec이다. 반면에 제안한 SNMP-GetUpdate 를 적용한 결과는 메시지 크기는 3.
663msec이다. 반면에 제안한 SNMP-GetUpdate 를 적용한 결과는 메시지 크기는 3.17Kbyte, 전송 회수는 3회, 총 처리 시간은 2.967msec로 제안 기법이 그림 11-그림13에서보인 결과와 유사한 비율로 성능의 개선을 보였다.
따라서, 두 번째 제안 기법은 정적/동적 정보는 NMS 캐쉬를 통해 관리하고 통계 정보는 SNMP-GetUpdate 요청을 통해 객체를 검색하여 테이블 검색 문제가 해결되고 총 처리 시간이 감소하는 SNMP의 성능 향상을 보인다
첫 번째 제안 기법은 동일 테이블 상의 다수의 객체를 요청할 경우에 효율적인데, 제시된 분석에서는 기존 SNMP에비해 53%의 크기로 메시지가 감소함을 보였고 따라서 네트워크 과부하 문제의 개선안이 될 수 있다. 두 번째 제안 기법은 NMS가 관리할 정보가 정적, 동적, 통계 정보들로 혼합되어있으면서 정적 및 동적 정보의 비율이 높고 변경이 적으며 또한 주기적으로 통계정보를 수집하는 환경에 적합하다.
과부하 문제의 개선안이 될 수 있다. 두 번째 제안 기법은 NMS가 관리할 정보가 정적, 동적, 통계 정보들로 혼합되어있으면서 정적 및 동적 정보의 비율이 높고 변경이 적으며 또한 주기적으로 통계정보를 수집하는 환경에 적합하다. 정적및 동적 객체가 NMS 캐쉬에 저장된 경우의 분석에서 기존 SNMP의 GetBulk에 비해 제안된 GetUpdate가 메시지 크기, 메시지 전송 회수 및 처리 시간이 현저히 개선되어 처리 지연과 테이블 검색의 문제를 개선할 수 있음을 보였다.
두 번째 제안 기법은 NMS가 관리할 정보가 정적, 동적, 통계 정보들로 혼합되어있으면서 정적 및 동적 정보의 비율이 높고 변경이 적으며 또한 주기적으로 통계정보를 수집하는 환경에 적합하다. 정적및 동적 객체가 NMS 캐쉬에 저장된 경우의 분석에서 기존 SNMP의 GetBulk에 비해 제안된 GetUpdate가 메시지 크기, 메시지 전송 회수 및 처리 시간이 현저히 개선되어 처리 지연과 테이블 검색의 문제를 개선할 수 있음을 보였다.
본 연구의 제안에 의해 SNMP의 문제점을 개선하면, NMS 는 더 많은 NE를 관리할 수 있고, 관리할 정보의 양을 증가시킬 수 있으므로 네트워크 관리의 확장성이 증대된다. 또한확장된 네트워크에서도 더 적은 수의 NMS로 전체 네트워크를 관리할 수 있으므로 네트워크 관리 비용을 줄일 수 있다.
따라서, 제안 기법과 같이 중복되는 테이블 OID 정보를 생략하면, SNMP-GetBulk의 응답메시지에 더 많은 객체의 값을포함시킬 수 있어서 네트워크 과부하를 줄일 수 있다.
두 번째 제안 기법을 적용할 때의 전송된 메시지의 크기, 메시지 전송 회수, 그리고 SNMP 총 처리 시간은 기존 기법에 비해 그림 11-그림13과 같이 개선된다. 그림에서 GetBulk는 Max~repetitions을 100(Net-SNMP Agent는 최대 108까지만허용)으로 설정하고 ifTable의 첫 번째 객체부터 100개의 객체를 SNMP-GetBulk을 통해 요청한 경우이다 GetSubtree는 [14]에서 제안된 GetSubtree 기법으로 ifTable의 마지막 객체까지만 요청하는 경우이다.
후속연구
실제 본 연구의 분석에서는 캐쉬의 초기화 및 관리 비용을고려하지 않았고 또한 저장 객체의 정적, 동적 및 통계 정보의비율에 따라 성능 개선 정도가 달라진다. 따라서, 적용된 환경에 따른 분석이 향후 연구로 요구된다.
따라 성능 개선 정도가 달라진다. 따라서, 적용된 환경에 따른 분석이 향후 연구로 요구된다.
현재 진행 중이다. 아울러 SNMP 기반 네트워크 관리와이동 에이전트 기반 네트워크를 융합한 네트워크 관리도 향후연구 과제이다.
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