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문제 정의
- 화이트박스 서버스위치는 오픈소스 기반 범용 하드웨어와 리눅스를 기반한 오픈소스 네트워킹 운영체제를 자유롭게 선택하여 구성하는 네트워킹 박스를 의미한다*[3]. 기존의 폐쇄형 네트워킹 박스들을 운영함에 있어 벤더 종속성, 불필요한 네트워킹 기능 탑재로 인한 비용 증가, 자동화 관리의 어려움, 제한적인 관리 도구 등의 문제들을 해소하기 위하여 등장하였다. 범용 서버에서 운용되는 응용 서비스와 유사하게, 화이트박스가 제공할 네트워킹 기능은 운영체제 내의 프로세스 또는 가상화된 형태로 배포된다.
- 소프트웨어 중심의 미래 전술망으로의 전환에 대비하여 국내에서도 설계 및 시험적인 검증이 필요한 상황이나, 안전성과 견실함이 중요한 전장환경의 특성상 화이트박스나 가상화 기술을 활용하는 네트워킹 노드를 개발하거나 실제 환경에서 검증하는 것이 쉽지 않은 상황이다. 따라서 본 논문에서는 미래형 전술망 구도의 타당성을 검증하기 위하여, 오픈소스 소프트웨어들을 활용하여 구성할 수 있는 시험적 구성의 네트워킹 노드를 설계한다. 이 때 전술메쉬망을 구성하는 네트워킹 노드로 데이터센터를 고려하여 개발된 화이트박스 서버스위치를 기반하는 것은 적합하지 않으므로, 미국 AT&T에서 주도하는 5G 대응 무선 환경과 연동하여 동작하도록 준비된 DANOS를 기반한 화이트박스 서버스위치를 기반으로 설계한다.
- 본 논문은 소프트웨어 중심의 미래형 전술망으로의 전환을 대비하는 오픈소스 소프트웨어를 활용하는 소규모의 검증 가능한 연구를 위하여, 미래형 전술망의 단순화된 네트워킹 노드인 전술메쉬 WAN 노드를 개념화 수준에서 설계하였다. 전술메쉬 WAN 노드는 가상화된 네트워킹 기능을 제공하기 위해 DANOS를 기반한 화이트박스 서버스위치로 설계하고, 보안성 강화를 위해 ACRN hypervisor를 기반한 Trusted Execution Environment를 제공하도록 설계하였다.
- 본 논문의 전술메쉬 WAN 노드와 이를 위한 eBPF 모니터링은 개념수준의 설계만을 제한적으로 제시하고 있어, 이를 실체화하기 위한 보안, 안정성, 성능 측면의 지속적인 연구개발이 필요한 상황이다. 우선 오픈소스 소프트웨어들을 통합함으로 인해 발생할 수 있는 보안 위협 및 성능 감소의 고려가 필요하며, 관제타워의 데이터분석을 기반으로 QoS 모니터링과 제어를 연계하는 기술, 그리고 이를 활용하였을 때의 실시간 제어를 위한 알고리즘 등의 연구가 수행되어야 한다.
- 본 절에서는 앞서 기술한 요구사항들을 기반으로 오픈소스 소프트웨어들을 기반한 전술메쉬 WAN 노드의 개념수준 설계를 제시한다. 제안하는 전술메쉬 WAN 노드의 구성은 기존의 폐쇄적인 네트워킹 노드(스위치, 라우터 등)와는 달리 리눅스 기반의 개방형 화이트박스 서버스위치를 중심으로, 전 세계적인 영향력을 바탕으로 혁신적인 속도로 발전하고 있는 SDN, NFV, TEE(trusted execution environment), eBPF와 같은 최신 기술들을 리눅스를 중심으로 통합 활용하도록 설계한다.
- 본 절에서는 제안한 eBPF 기반 전술메쉬 WAN 노드의 실시간 모니터링의 가능성 검증을 제시한다.
- 본 절에서는 지능형 QoS 조율을 지원하기 위한 전술메쉬 WAN 노드의 네트워킹 인프라 모니터링 및 제어 방법을 기술한다. 구체적으로 전술메쉬 WAN 노드는 리눅스 eBPF 기반의 단일화된 방식을 통해 기존 네트워킹 박스의 대표적인 관제도구들의 기능을 포괄한다.
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