본 논문에서는 기존 중앙집중형 방식의 텔레프레즌스 시스템에서의 확장성 문제를 해결하기 위해서 미디어 트래픽을 분산해서 처리 할 수 있는 구조와 서비스를 확장하기 위해서 제어 플랜과 미디어 플랜을 분리하는 구조를 제안하고자 한다. 트래픽 분산 기술을 적용한 텔레프레즌스는 제어 플랜과 미디어 플랜이 분리되어 수행하기 때문에, 트래픽 분산 및 서비스 확장에 용이하며, 여러 개의 미디어 분산 처리기(DP)가 클라이언트의 트래픽을 나누어서 중계하고 전달하기 때문에, 중앙집중형 텔레프레즌스 구조에 비해서 어느 한 시스템에 많은 트래픽이 집중되지 않는다. 또한, 서버에서 클라이언트로 직접 트래픽이 전달되지 않고 미디어 분산 처리기와 미디어 분산 처리기 사이에 트래픽이 우선 전달되고, 로컬에서 트래픽이 복사되어 여러 개의 클라이언트로 전달되기 때문에 네트워크 코아망에서의 트래픽을 감소시키는 장점이 있다.
서비스 메시 환경에서의 트래픽 분산은 시스템의 성능과 안정성, 그리고 보안에 필수적인 기능을 담당한다. 현재의 트래픽 분산 방식들은 대부분 정적 설정을 기반으로 하기 때문에 시스템 환경의 변화에 신속하게 대응하기 어렵고 최적화된 성능을 보장하기 힘들다. 본 논문에서는 강화학습을 활용해 서비스 메시 환경 내에서의 트래픽 분산을 자동화하고 최적화할 수 있는 새로운 시스템을 제안한다. 특히, 텔레메트리 기술을 활용해 트래픽의 분산을 실시간으로 추적하며, 강화학습 알고리즘을 이용해 트래픽 가중치를 조정함으로써 기존의 로드 밸런싱 방법들에 비해 더 빠른 처리 시간과 보다 효율적인 로드 밸런싱을 달성할 수 있을 것으로 기대한다.
인터넷의 빠른 발전과 확산에 따라, 통신은 방송, 통신, 인터넷 등 개별 미디어 융합을 기반으로 IP 기반 융합네트워크로 발전해 나가고 있다. 네트워크의 발전과 함께 보안문제는 네트워크 관리에 있어서 매우 중요시 되고 있는데, 특히 트래픽 폭주를 일으키는 분산공격트래픽 공격에 대한 방어는 필수적이라 할 수 있으며, 분산공격트래픽 공격에서는 알려진 패턴에 대한 유해트래픽의 방어뿐만 아니라 알려지지 않은 새로운 패턴의 유해트래픽에 대한 보안관리가 모두 필요하다. 현재 인터넷에 대한 공격을 차단할 수 있는 방어 기술은 싱크홀(sinkhole) 터널링(tunneling) 기술 등이 제공되고 있으나, 싱크홀 라우터를 따로 만들지 않고 알려지지 않은 패턴의 유해트래픽에 대한 실시간 탐지 및 대응 방법은 정의되고 있지 않다. 본 논문에서는 분산공격트래픽, 바이러스 등을 모두 포함하는 유해트래픽의 실시간 탐지 및 대응 방법에 대하여 제안한다.
트래픽 관리를 위한 요소기술로 '캐시서버'에 대한 내용을 지난 호에 살펴보았다. 이번에는 트래픽을 효과적으로 분산시켜 줄 수 있는 글로벌 로드밸런싱(Global Server Load Balancing)에 대해 살펴보겠다.'글로벌 로드밸런싱'은 미들마일 구간의 병목지역을 회피하기 위해 서버를 여러 지역에 설치해 운영할 때, 사용자들이 분산 운영되고 있는 서버들 가운데 부하가 적고, 사용자로부터 근접한 서버로 유도하는 기술이다.
Ad hoc Network에서 효율적인 데이터 트래픽의 전송을 위하여 AODV 라우팅 알고리즘을 보안한 DM-AODV(Disjoint Multipath AODV)와 이를 활용하여 Qos율 높인 트래픽 분산 알고리즘인 TPA(Traffic Partitioning Algorithm)을 제안한다. 첫째, dynamic한 Ad hoc network환경에서 사용될 수 있는 DM-AODV을 사용하여 중복 노드가 없는 multipath들과 그 경로 각각의 최소 대역폭(bandwidth)을 구하고 둘째, 소스 노드에 들어오는 트래픽의 요구 대역폭과 TPA을 사용하여, 네트워크가 정상 일 때 전달 될 main path들과 네트워크 장애 시 할당 될 alternative path들에 들어오는 트래픽을 dynamic하게 분산시킴으로써 어플리케이션이 요구하는 높은 대역폭의 트래픽 수용 가능성을 높이고, 들어오는 트래픽의 안정적인 대역폭 보장과 속도의 향상, 폭주(congestion)의 감소 효과를 나타낸다. 또한 Main path에 장애 발생시, 미리 계산된 alternative Path에 트래픽을 전송함으로서 들어오는 패킷의 손실을 최소한으로 한다. 본 논문에서는 Ad hoc network에서의 QoS를 높이는 두 알고리즘을 소개하고, 동작 원리를 알아본다.
AODV나 DSR과 같은 Reactive 라우팅 방식은 트래픽이 발생되는 시점에서 경로를 탐색하는 방법으로서 최적 메시지 전송 경로가 유효하다면 트래픽의 증가와 과도한 에너지 소비를 고려하지 않고 계속적인 동일 전송 경로의 사용으로 인해 특정 노드에 대하여 에너지 소모가 심화될 뿐만 아니라 전송지연이 발생된다. 본 논문에서는 과중한 트래픽 상태를 분산 시켜 전체 네트워크의 균형적인 에너지 소비를 위하여 Reactive 라우팅 방법에서 특정 노드의 트래픽 상태, 에너지 상태, 라우팅 시간을 고려한 노드 상태 기반 부하 분산 방법(NSLB: Node Status-based Load Balancing Method)을 제안한다.
최근 한정된 에너지를 기반으로 동작하는 센서 네트워크 환경에서 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 대표적인 연구로써 이벤트 발생 여부에 따른 노드의 가변 센싱 및 전송 기법의 경우, 특정 노드에서 네트워크 혼잡을 야기하여 전송 패킷의 손실 및 전송 모듈의 과다 사용으로 인한 네트워크의 수명이 감소하게 된다. 이를 해결하기 위해, 유전자 알고리즘을 기반으로 네트워크 패킷을 주변 노드로 분산시키는 TARP 가 제안되었다. 하지만 TARP 의 경우, 유전자 알고리즘의 핵심 단계인 적합도 평가에서 사용되는 적합도 함수에 인접 노드의 평균 데이터 전송량 및 데이터 분산만을 고려하여 트래픽을 분산하기 때문에, 전체 네트워크 수명에 대한 추가적인 고려가 필요하다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 유전자 알고리즘 기반의 에너지 인식 트래픽 분산 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 적합도 평가에서 잔여 에너지량 및 단일 노드의 데이터 전송량을 추가적으로 고려함으로써, 보다 효율적인 트래픽 분산을 수행하여 네트워크 수명을 증가시킨다. 제안하는 기법의 우수성을 보이기 위해 시뮬레이션을 통해 기존의 트래픽 분산 기법(TARP)과 제안하는 기법과의 성능을 비교하였다. 그 결과 기존 기법에 비해 평균 27% 이상의 네트워크 수명의 향상을 보였다.
공통선 신호방식에서 메시지처리기능은 다량의 신호트래픽을 전달지연이 없이 신호망내의 착신점으로 루팅하기 위한 기능으로써 실시간 처리가 가능 하여야 하며 데이타통신 서비스, 영상정보 서비스등 계속적으로 발생하는 다량의 트래픽에 대하여 그 처리능력이 탁월해야 한다. 본 논문에서는 다중 분산 메시지처리기 구조에서 실시간, 다량의 트래픽 처리를 위한 루팅기법을 제시하였다. 루팅은 신호링크선택코드를 이용하여 다수의 분산 메시지 처리기로 트래픽을 균등 분산하기 위한 시스템 내부 분산 루팅 기법과 신호망에서 다수의 신호루트로 신호트래픽을 분산 루팅하는 신호망 분산 루팅 기법으로 분류하였다. 이러한 루팅 기법을 적용함으로써 가용 신호루트의 고장, 비가용 신호루트의 복구와 같은 신호루트의 이상이 발생시 신호루트선택코드를 변경함으로서 신호트래픽의 효율적 루팅을 가능하게 하였다.
3 세대 이상의 차세대 패킷 기반 이동 통신 시스템은 패킷 네트워크의 특성 때문에 사용자가 받는 서비스의 질이 셀(Cell)의 트랙픽 부하량에 의해 직접적인 영향을 받는 구조로 되어 있다. 또 이동통신 시스템에서 트래픽 집중화 현상은 시스템 자원을 충분히 활용하지 못하면서 호(Call) 탈락률을 높여 전체 시스템 성능이 떨어지는 핫셀(Hot cell) 문제를 야기한다. 그러므로 패킷 네트워크를 기반으로 하는 이동 통신 시스템에서 자원을 효율적으로 사용하기 위해 트래픽을 분산시키는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 패킷 기반의 이동 통신 시스템에서 핸드오프 시 주변 셀의 부하 정보를 고려해 몰려있는 트래픽을 주위로 분산시키는 적응적 핸드오프 알고리즘을 제안한다. 또, 패킷 네트워크에서 트래픽 부하를 측정하는 방법으로 MAC 상태도에서 트래픽 전송 및 트래픽 대기 상태에 있는 사용자의 수를 이용하는 기법도 제안한다. 그리고 모의 실험 결과를 통하여 제안하는 핸드오프 기법이 트래픽을 분산시켜 시스템 전체 측면에서의 자원을 효율성을 높이고, 사용자의 서비스 질을 보장함을 보인다.
국내외를 불문하고 네트워크 환경의 대중화로 인한 그 수요의 증가로 네트워크 기술 자체에 대한 이해는 물론이며, 네트워크에 연결된 수 많은 장비들에 대한 트래픽 문제의 해결과 효율적인 관리가 필수적이다. 중앙집중형 NMS는 네트워크에 연결된 수 많은 NE들을 구성하고 제어하기 위하여 대부분의 네트워크에서 SNMP를 이용하고 있으나, Manager와 Agent 들의 계속적인 Polling과 정보교환은 오히려 네트웍 트래픽을 증가시키는 역할을 하고 있다. 그리하여 최근에 SNMPv2를 이용한 분산형 망관리 시스템이 도입되고 있다. 따라서 본 논문은 망 관리 시스템의 내부적 부하인 SNMP의 네트워크 트래픽을 중앙집중형과 분산형 망관리 시스템으로 구분하여 시스템 다이내믹스 모델링 기법과 시스템 다이내믹스 시뮬레이션 툴인 STELLA를 이용하여 네트워크 트래픽 패턴을 분석하여, 망 관리 시스템 구축시 적절한 요소의 가감을 통해 네트워크 트래픽을 줄이고, 효율적인 망관리 시스템을 구축하는데 그 목적이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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