[논문]대역 브로커를 통한 동적 자원 관리를 지원하는 차별화 서비스 라우터 구현

최영수; 박기현; 이성협; 조유제; 채희성; 한태만

[국내논문] 대역 브로커를 통한 동적 자원 관리를 지원하는 차별화 서비스 라우터 구현
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최영수 (경북대학교) , 박기현 (경북대학교) , 이성협 (경북대학교) , 조유제 (경북대학교) , 채희성 (한국전자통신연구원) , 한태만 (한국전자통신연구원)

본 논문에서는 PC 기반 FreeBSD 라우터에 대역 브로커를 통한 동적 자원 관리를 지원할 수 있도록 COPS를 신호 프로토콜로 사용하는 차별화 서비스 지원 라우터를 구현하였다. 구현을 위해 ASN.1 표기법으로 PIB를 작성하고 이를 위한 인코딩/디코딩 모듈을 구현하였다. 또한, 라우터의 자원 제어를 수행하는 QoSD(QoS Daemon)와 COPS(Common Open Policy Service) 클라이언트를 구현하였다. 그리고 QoSD와 COPS 클라이언트 간의 통신 프로토콜을 정의하고 구현하였다. 또한, COPS 메시지 단위의 롤백을 위하여 라우터에 롤백 모듈을 구현하였고, 자원 관리 및 롤백 시 필요로 하는 인터페이스, 클래스, 필터, 컨디셔너의 추가 및 삭제 기능을 구현하였다. 그리고 테스트 베드를 구축하여 구현된 라우터의 동작 검증을 수행하였다.

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문제 정의

본 논문에서는 신호 프로토콜로 COPS를 사용하여 라우터의 동적 자원 제어가 가능하도록 기존 FreeBSD의 구현물 수정을 통한 차별화 서비스 라우터를 개발하고, 정책 서버 혹은 대역 브로커와 정책 정보를 교환하는 COPS-PR(COPS Usage for Policy Provisioning) 클라이언트를 구현하였다. COPS-PR 클라이언트는 Vovida에서 공개 소스로 제공되는 COPS 스택을 사용하여 구현하였고, 라우터 자원 제어와 롤백을 수행하는 QoSD 는 ALTQ 를 사용하여 구현하였다.
이러한 구조는 IETF 에서 정의한 COPS-PR과 차이점을 보인다. 따라서, 본 논문에서는 새룝게 COPS-PR 클라이언트 타입에 대한 PEP 라이브러리를 구현하였다.
본 논문에서는 대역 브로커를 통한 동적 자원 관리를 지원하는 PC 기반의 차별화 서비스 지원 라우터를 구현하였다. 이를 위해 COPS 클라이언트, 라우터 자원 제어를 위한 QoSD, 롤백 모듈, 인터페이스/클래스/필터 추가 삭제 등의 기능, 그리고 QoSD 와 COPS 클라이언트간 프로토콜을 설계 및 구현하였다.

제안 방법

망 상황에 유연하게 대처할 수 있는 대역 브로커 및 대역 브로커와의 통신을 통한 동적 자원 제어를 지원하는 차별화 서비스 라우터 개발이 중요하다. 본 논문에서는 COPS를 신호 프로토콜로 이용하는 차별화 서비스 지원을 위한 라우터를 구현하였으며, 이를 위해 PIB 작성 및 인코딩/디코딩 모듈 구현, COPS 클라이언트 구현. 라우터 자원 제어 및 롤백 루틴을 수행하는 QoSD를 구현하였다.
본 논문에서는 COPS를 신호 프로토콜로 이용하는 차별화 서비스 지원을 위한 라우터를 구현하였으며, 이를 위해 PIB 작성 및 인코딩/디코딩 모듈 구현, COPS 클라이언트 구현. 라우터 자원 제어 및 롤백 루틴을 수행하는 QoSD를 구현하였다.
본 논문에서는 신호 프로토콜로 COPS를 사용하여 라우터의 동적 자원 제어가 가능하도록 기존 FreeBSD의 구현물 수정을 통한 차별화 서비스 라우터를 개발하고, 정책 서버 혹은 대역 브로커와 정책 정보를 교환하는 COPS-PR(COPS Usage for Policy Provisioning) 클라이언트를 구현하였다. COPS-PR 클라이언트는 Vovida에서 공개 소스로 제공되는 COPS 스택을 사용하여 구현하였고, 라우터 자원 제어와 롤백을 수행하는 QoSD 는 ALTQ 를 사용하여 구현하였다. QoSD 와 COPS 클라이언트 간에는 유닉스 도메인 소켓을 이용한 간단한 프로토콜을 설계하고 구현하여 대역 브로커를 통한 자원 관리가 가능하도록 하였다.
COPS-PR 클라이언트는 Vovida에서 공개 소스로 제공되는 COPS 스택을 사용하여 구현하였고, 라우터 자원 제어와 롤백을 수행하는 QoSD 는 ALTQ 를 사용하여 구현하였다. QoSD 와 COPS 클라이언트 간에는 유닉스 도메인 소켓을 이용한 간단한 프로토콜을 설계하고 구현하여 대역 브로커를 통한 자원 관리가 가능하도록 하였다. 구현한 라우터의 구현 규격과 개발 도구는 표 1과 같다.
각 구현된 부분의 주요 기능은 다음과 같다. 먼저, QoSD는 기존의 ALTQ를 확장하여 COPS 클라이언트가 유닉스 도메인 소켓을 통하여 자원 제어가 가능하도록 하였다. 또한 QoSD는 COPS 메시지 단위의 롤백을 지원하기 위한 롤백 관리 및 이에 필요한 명령 생성 및 파싱 루틴을 구현하였다.
먼저, QoSD는 기존의 ALTQ를 확장하여 COPS 클라이언트가 유닉스 도메인 소켓을 통하여 자원 제어가 가능하도록 하였다. 또한 QoSD는 COPS 메시지 단위의 롤백을 지원하기 위한 롤백 관리 및 이에 필요한 명령 생성 및 파싱 루틴을 구현하였다. 그리고 기존의 ALTQ에서는 지원되지 않던 인터페이스 삭제, 클래스, 필터의 추가 삭제 등을 지원하도록 ALTQ의 파싱 계층, qcmd 계충, qop 계충의 API 및 관련 함수를 구현하였다.
또한 QoSD는 COPS 메시지 단위의 롤백을 지원하기 위한 롤백 관리 및 이에 필요한 명령 생성 및 파싱 루틴을 구현하였다. 그리고 기존의 ALTQ에서는 지원되지 않던 인터페이스 삭제, 클래스, 필터의 추가 삭제 등을 지원하도록 ALTQ의 파싱 계층, qcmd 계충, qop 계충의 API 및 관련 함수를 구현하였다.
1 컴파일러인 snacc을 사용하여 생성하였다. Timer 클래스는 KA와 같이 주기적으로 발생하는 메시지를 지원하기 위해 스레드를 이용하여 구현하였다.
이때 REQ 메시지에 대한 COPSPrReq 클래스의 인스턴스를 섕성하고 요청 상태 정보를 관리한다. 이후, DEC 메시지를 수신한 경우 Request State Flag 가 설정되었는지 여부를 확인한다. 만약 설정된 경우 명령 코드에 따라 sendREQMsg 함수를 호출하여 REQ 메시지 보내거나 sendDRQMsg 함수를 호출하여 DRQ 메시지를 보낸다.
COPS-PR 클라이언트와 QoS 데몬과의 동작 검증을 위해 COPS 서버로부터 클라이언트에게 PIB로 설정 정보가 제대로 전달되어 디코딩 되는지, 그리고 디코딩 된 설정정보가 QoSD 에 전달되어 정상적으로 설정이 이루어 지는지를 살펴본다. 테스드를 위해 사용된 명령은 다음과 같다.
이들 명령은 DEC 메시지를 통해 전송되는데, EF 서비스를 위한 클래스/필터 명령, 그리고 컨디셔너 및 해당 필터 설정은 하나의 "Install'' DEC 메시지로 전송하고, 일정 시간이 지난 뒤에 클래스를 삭제하도록 “Remove” DEC 메시지를 전송 하였다. 그림 7-(a)는 PDP로부터 수신한 DEC 메시지 중 class 명령의 디코딩 결과를, (b)는 디코딩된 정보를 ALTQ 명령어로 변환하여 QoSD에게 전송하는 과정을, 7-(c)는 QoSD에서 수신한 명령의 처리 결과를, 7-(d)는 altqstat 응용을 이용한 라우터 자원 예약 상태 정보를 출력한 결과를 보여준다.
본 논문에서는 대역 브로커를 통한 동적 자원 관리를 지원하는 PC 기반의 차별화 서비스 지원 라우터를 구현하였다. 이를 위해 COPS 클라이언트, 라우터 자원 제어를 위한 QoSD, 롤백 모듈, 인터페이스/클래스/필터 추가 삭제 등의 기능, 그리고 QoSD 와 COPS 클라이언트간 프로토콜을 설계 및 구현하였다. 또한 테스트 베드 상에서 구현한 라우터의 동작 검증을 수행하였다.
이를 위해 COPS 클라이언트, 라우터 자원 제어를 위한 QoSD, 롤백 모듈, 인터페이스/클래스/필터 추가 삭제 등의 기능, 그리고 QoSD 와 COPS 클라이언트간 프로토콜을 설계 및 구현하였다. 또한 테스트 베드 상에서 구현한 라우터의 동작 검증을 수행하였다.

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