인터넷의 폭발적인 증가와 다양한 무선 서비스에 대한 계속적인 수요 증가에 따라 용량이 크고, 데이터 전송 속도가 빠르며, 멀티미디어를 지원할 수 있는 무선 서비스가 필요하게 되었다. 비동기식 제3세대 이동통신시스템에서 단말과 인터넷망을 연결하는 GPRS network에서 GGSN의 인터넷 패킷 트래픽을 효과적으로 처리할 수 있는 방안이 연구되어져야 한다. GGSN은 기존의 라우터처럼 하드웨어적으로 구현되는 것이 이상적이지만 GTP (GPRS Tunneling Protocol)가 추가되므로 좀더 복잡한 형태의 gateway가 초기단계에서는 소프트웨어적으로 구현되어질 것이다. 이러한 GGSN의 성능과 용량을 최적화시키기 위한 패킷 트래픽 처리방안에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에는 GGSN의 다운 링크상에서 입력되는 각 클래스별 트래픽 모델을 정립하고 트래픽에 대한 특성과 버퍼 관리에 대해 살펴본다.
인터넷이 급속도로 발전되면서 트래픽이 폭발적으로 증가하여 현재 라우터에 많은 부담을 주고 있다. 반면 스위칭 기술은 라우팅보다 빠르게 데이터를 전송할 수 있다. 그 결과 라우터 병목 현상을 해결하고자 IP 라우팅에 스위칭 기술을 접목한 레이블 스위칭 네트웍이 출현하게 되었다. 레이블 스위칭 기술 중 데이터 기반 레이블 스위칭에서 매우 중요한 것은 캐쉬 테이블 관리이다. 캐쉬 테이블에는 흐름 분류를 위한 정보와 레이블 스위칭을 위한 정보를 저장하고 있는데 캐쉬테이블 크기는 라우터 자원에 의해 제약을 받으므로 캐쉬 대체 기법이 필요하게 된다. 따라서 효율적인 캐쉬 테이블 관리를 위해 인터넷 트래픽 특성을 고려한 캐쉬 대체 기법에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 인터넷 트래픽 특성을 고려해 기본적인 FIFO, LFC, LRU 기법을 실제 인터넷 트래픽을 사용해 성능 평가하고 새로운 가중치 우선순위 LRU 기법을 제안한다. 특히 가중치 우선순위 LRU 기법은 플로우 인앤아웃 현상이 없고 시간이 지나도 새로운 플로우를 적절히 생성해내는 일관성을 지니면서도 스위칭 비용을 줄이는 장점을 가지고 있다.
무선 채널 상태는 같은 셀 안의 사용자의 수 또는 사용자의 움직이는 속도 등과 같은 많은 변수들로 인해 급격히 변화한다. 따라서 무선 채널의 효율적 관리는 무선 통신에 있어서 가장 중요한 고려사항이다. 효율적인 무선 채널 관리를 위해서는 정량적인 근거를 제시해 주는 기준인 트래픽 양 측정방안이 요구된다. 현재 3GPP의 UMTS문서에서 제시하고 있는 정량적인 근거는 오직 RLC 대회에 있는 양만을 참조한다. 이 경우 일정한 레이트(rate)론 유지하는 음성형 서비스(conversational service)에는 적당할 수 있지만 멀티미디어와 같이 레이트가 일정하지 않은 서데스에 대해서는 이후에 전송될 데이터에 대한 정확한 트래픽 양 측정이 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 토큰 버켓 모델을 이용하여 이후에 들어올 데이터 양에 대하여 보다 정확한 트래픽 양을 예측할 수 있는 메커니즘을 제안한다.
트래픽 패턴-맵(PatternMap)은 전체/세부 도메인별 보안 상황을 근원지/목적지 IP 주소 범위로 이루어진 그리드 상에 표현하여 관리자에게 네트워크 보안상황을 실시간으로 인지시키는 도구이다. 각각의 그리드는 근원지-목적지 간의 연결을 의미하며, 최다 점유를 차지하는 트래픽의 포트를 식별력을 갖는 색으로 표현한다. 이상 트래픽 현상의 검출은 가로 및 세로 열에 나타난 동일 색의 막대그래프(포트)의 개수와 그것의 합에 따라 결정되며, 그 결과로 선택된 세로 열과 가로 열을 활성화시켜 관리자에게 그 현상을 인지시킨다. 일반적으로 인터넷 웜이 발생할 경우에는 특정 근원지 열이 활성화되고, DDoS와 같은 현상은 목적지 열이 활성화되는 특징이 있다.
클러스터링 웹서버에서 트래픽 문제에 대한 장기적인 해결책으로, 서로 다른 종류의 트래픽들에 우선순위를 부여하고, 이에 따라 네트웍에서 트래픽을 지능적으로 조절하기 위하여 QoS 보장을 위한 목표를 설정한다. 구체적으로 CBQ 구현에 관련된 실시간 스케줄링 기법을 이용하고, 패킷크기의 최적화와 접속별 대역폭 공정배분을 통한 트래픽의 효율적인 관리를 할 수 있음을 보인다.
네트워크 관리자 입장에서 효율적인 네트워크 관리를 위해 응용 프로그램 별 트래픽 분류의 중요성이 커지고 있다. 응용 프로그램 별 트래픽 분류를 위해 signature 기반, machine learning 방법들이 제안되고 있지만 p2p 방식의 Skype 응용프로그램에 대한 적용결과는 그 신뢰성이 떨어지고 있는 것은 사실이다. 본 논문에서는 Skype의 트래픽을 분류하기 위해 각 Client 마다 Skype application install 시 동적으로 변화하는 Port 를 알아내는 방법, UDP 패킷의 특정위치의 특정 signature, TCP signal flow의 특정위치 패킷에 대한 payload 크기 등을 이용한 Skype traffic 분류 방법을 제안한다. 제안된 방법론은 학내 네트워크에 적용하여 그 타당성을 TMA를 통해 검증하였다.
본 논문에서는, 인터넷 백본 네트워크상에서 악성의 네트워크 공격 트래픽을 고립시킴으로서 네트워크 인프라를 보호하기 위한 트래픽 제어 방법을 제안한다. 제안된 방법은 개별 플로우 또는 개별 패킷들에 기반을 둔 기존의 방법들과 달리 제안된 공격 탐지 및 제어 방법은 집합된 트래픽 수준에서 운영되므로 계산의 복잡성을 현저히 줄일 수 있으므로 네트워크 공격에 대한 전역 인프라 구축에 활용 가능하다. 실험 결과는 제안된 방법에 의한 트래픽 제어가 네트워크 공격이 이루어질 시 정상 트래픽과 네트워크 자원들을 적절히 보호할 수 있음을 보여준다.
최근 인터넷 사용량이 급증함으로 인해 인터넷 응용프로그램의 개발, 종류 및 사용이 기하급수적으로 늘어나고 있다. 초기에 사용되었던 웹, 파일전송, E-mail 등 well-known port 기반 서비스가 변화되어 unwell-known port 기반 서비스가 주를 이루고 있다. 이러한 상황에서 효율적인 네트워크 관리를 위한 응용 트래픽의 분류가 어려워지고 있으며, 효과적인 트래픽 분류를 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 가장 많이 사용되는 인터넷 응용프로그램인 웹하드를 대상으로 이들로부터 발생하는 트래픽을 분석하였다. 먼저 웹하드의 정의 및 기능과 그 종류에 대해서 기술하였다. 또한, signature 기반 분류 방법으로 웹하드 트래픽을 패킷 캡쳐 툴과 Flow 을 이용하여 분석하고 그 결과로부터 응용 트래픽 분류의 관점에서의 웹하드 트래픽의 특징에 대해서 기술하였다.
소프트웨어 정의 네트워크(Software-Defined Networking; SDN) 기술은 기존 네트워크 기술의 폐쇄성과 복잡성의 한계를 극복하고, 중앙 집중적 관리 및 프로그래밍 기반의 네트워크 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다. 그러나 SDN 환경에서도 다른 네트워크 환경처럼 악의적인 DDoS 공격으로 인해 전체 네트워크 서비스가 마비될 수도 있는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 기존의 연구들은 공격이 인입되는 스위치 포트를 차단하거나, 공격자의 출발지 주소 자체를 차단하는 기법 등이 있으나 공격 트래픽과 함께 정상 트래픽까지 차단하는 문제가 있다. 본 논문에서는 SDN 환경에서 DDoS 공격 발생 시 악의적인 트래픽만 방어하고, 정상적인 트래픽은 최대한 허용하는 서비스 Flow 기반의 방어 기법을 제안한다. 제안 기법은 SDN 환경에서 Flow 분석을 통해 DDoS 공격을 탐지한 후 이를 접근제어 리스트 방식을 통해 공격 트래픽만을 차단하는 것이 가능하다. 실험 결과를 통해 공격자의 악의적인 트래픽은 차단하고, 정상적인 트래픽은 허용하는 것이 확인되었다.
네트워크의 급속한 성장과 함께 사용자들이 사용하는 서비스들의 고속화와 이들에 대한 QoS 보장이 주요한 관심이 되고 있다. 이러한 이유로 네트워크의 자원을 더욱 효과적으로 관리하여 사용자들의 요구 사항을 만족시키기 위한 방편으로 네트워크 응용 서비스에 대한 관리가 필요하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 네트워크 자원의 효율적인 사용과 더불어 사용자 관점의 응용 서비스를 더욱 효율적으로 관리하기 위해 네트워크상의 응용 서비스 트래픽을 추출하기 위한 방법론을 제시하였고 이를 토대로 RMON MIB을 사용하여 LAN 상의 응용 서비스의 트래픽을 관리하기 위한 분석 파라미터와 그 알고리즘을 도출함으로써 관리자로 하여금 손쉽게 응용 서비스의 트래픽을 추출하고 분석하는 응용 서비스 관리자 시스템을 연구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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