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응용 트래픽의 지역성을 이용한 페이로드 시그니쳐 기반 트래픽 분석 시스템의 성능 향상
Performance Improvement of the Payload Signature based Traffic Classification System Using Application Traffic Locality 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스, v.38B no.7, 2013년, pp.519 - 525  

박준상 (고려대학교 컴퓨터정보학과 네트워크 관리 연구실) ,  윤성호 (고려대학교 컴퓨터정보학과 네트워크 관리 연구실) ,  김명섭 (고려대학교 컴퓨터정보학과 네트워크 관리 연구실)

초록
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응용 레벨 트래픽 분류는 안정적인 네트워크 운영과 자원 관리를 위해서 필수적으로 요구된다. 트래픽분류에 있어서 페이로드 시그니쳐 기반 응용 레벨 트래픽 분류 방법은 고속 링크의 트래픽을 실시간으로 처리하는 과정에서 헤더 정보 및 통계 정보 이용 방법론에 비해 상대적으로 높은 부하를 발생시키며 처리 속도가 느린 단점을 갖는다. 본 논문에서는 페이로드 시그니쳐 기반 트래픽 분류 시스템의 처리 속도를 향상 위하여 응용 트래픽의 지역성을 이용한 서버 IP, Port캐쉬 기반 트래픽 분석 시스템을 제안한다. 제안하는 방법을 학내 망의 실제 트래픽에 적용하여 최대 10배 이상의 처리 속도 향상과 10% 이상의 플로우 분석률을 향상 시킬 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The traffic classification is a preliminary and essential step for stable network service provision and efficient network resource management. However, the payload signature-based method has a significant drawback in high-speed network environment that the processing speed is much slower than other ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서 응용 트래픽의 발생 특징을 분석 시스템에 반영하여 트래픽 분류 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있는 방법을 제안한다. 분석 대상 네트워크에서 발생하는 응용의 종류는 다양하지만 트래픽의 발생량 측면에서 소수의 응용에 의해서 대부분의 트래픽이 발생한다.
  • 본 논문에서는 서버 IP, Port 캐쉬의 Life-time을 기반으로 캐쉬 교체 정책 세웠다. 향후 연구로 서버 IP, Port 캐쉬의 사용 빈도 등 다양한 요소를 고려한 캐쉬 관리 방법에 대한 연구를 수행할 계획이다.
  • 본 논문에서는 페이로드 시그니쳐 기반 응용 레벨 트래픽 분류 시스템의 처리 속도 향상을 위해서 SSIP 캐쉬 기반 분석 방법론을 제안하였다. 제안하는 분류 방법론은 페이로드 시그니쳐 기반 분석 방법과 비교해 최대 10배 이상의 처리 속도를 향상 시킬 수 있었다.
  • 본 절에서는 응용 트래픽의 지역성을 확인하고, 제안하는 방법의 타당성을 증명하기 위해 사용된 트래픽의 구성에 대하여 기술한다.
  • 학내망에서 발생하는 트래픽을 대상으로 조사한 결과, 전체 TCP 플로우의 80%가 10,000개 이하의 서버 IP, Port로 접속하는 확인할 수 있었다. 이러한 현상을 본 논문에서는 응용 트래픽의 지역성이라고 정의하고, 이를 이용하여 페이로드 시그니쳐 기반 분류 시스템의 처리 속도를 향상 시킬 수 있는 방법을 제안한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
L7-filter는 어떤 패턴 매칭 알고리즘을 적용하나? 응용 프로그램 트래픽 분류를 위한 도구로 많이 사용되고 있는 L7-filter는 시그니쳐를 정규표현식으로 표현하고 패턴 매칭 알고리즘으로 NFA(Nondeterministic Finite Automata)를 적용한다. 하지만 70여 개의 시그니쳐를 적용하였을 때 3.
L7-filter는 시그니쳐를 무엇으로 표현하나? 응용 프로그램 트래픽 분류를 위한 도구로 많이 사용되고 있는 L7-filter는 시그니쳐를 정규표현식으로 표현하고 패턴 매칭 알고리즘으로 NFA(Nondeterministic Finite Automata)를 적용한다. 하지만 70여 개의 시그니쳐를 적용하였을 때 3.
서버의 3-tuple을 시그니쳐로 정의하고 응용 트래픽을 분석하는 방법에는 어떤 문제점이 존재하나? )을 시그니쳐로 정의하고 응용 트래픽을 분석하는 방법을 제시하였다[3]. 하지만 이러한 방법은 트래픽 분석 전에 사전에 추출한 시그니쳐를 이용하기 때문에 응용 프로그램의 서버 IP, Port 정보가 변경되면 분류 정확도가 감소되는 문제점이 존재한다.
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참고문헌 (10)

  1. J. S. Park, J. W. Park, S. H. Yoon, Y. S. Oh, and M. S. Kim, "Development of signature generation system and verification network for application level traffic classification," in Proc. KIPS Conf., pp. 1288-1291, Pusan, Korea, Apr. 2009. 

  2. S. H. Yoon, H. G. Roh, and M. S. Kim, "Internet application traffic classification using traffic measurement agent," in Proc. KICS Summer Conf., pp. 1747-1750, Jeju Island, Korea, July 2008. 

  3. S.-H. Yoon, J.-W. Park, Y.-S. Oh, J.-S. Park, and M.-S. Kim, "Internet Application Traffic Classification Using Fixed IP-port," Lecture Notes in Computer Science, vol. 5787, pp. 21-30, 2009. 

  4. F. Yu, Z. Chen, Y. Dino, T. V. Lakshman, and R. H. Katz, "Fast and memory efficient regular expression matching for deep packet inspection," in Proc. ACM/IEEE Symp. Architecture Networking Commun. Syst. (ANCS '06), pp. 93-102, San Jose, U.S.A., Dec. 2006. 

  5. C. L. Hayes and Y. Luo, "DPICO: a high speed deep packet inspection engine using compact finite automata," in Proc. ACM/IEEE Symp. Architecture Networking Commun Syst. (ANCS '07), pp. 195-203, Orlando, U.S.A., Dec. 2007. 

  6. G. Vasiliadis, M. Polychronakis, S. Antonatos, E. P. Markatos, and S. Ioannidis, "Regular expression matching on graphics hardware for intrusion detection," in Proc. 12th Int. Symp. Recent Advances Intrusion Detection (RAID '09), pp. 265-283, Saint-Malo, France, Sep. 2009. 

  7. T. H. Cormen, C. E. Leiserson, R. L. Rivest, and C. Stein. Introduction to Algorithms, 2nd Ed., MIT Press and McGraw-Hill, 2001. 

  8. A. Mitra, W. Najjar, and L. Bhuyan, "Compiling PCRE to FPGA for accelerating SNORT IDS," in Proc. 3rd ACM/IEEE Symp. Architecture Networking Commun. Syst. (ANCS '07), pp. 127-136, Orlando, U.S.A., Dec. 2007. 

  9. S. H. Yoon, J. S. Park, J. W. Park, Y. S. Oh, and M. S. Kim, "A study of evaluation and verification method for internet traffic classification," in Proc. KICS Fall Conf., pp. 864-865, Seoul, Korea, Nov. 2009. 

  10. S. Campbell and J. Lee, "Prototyping a 100G monitoring system," in Proc. 20th Euromicro Int. Conf. Parallel, Distributed Network-Based Process. (PDP '12), pp. 293-297, Garching, Germany, Feb. 2012. 

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