1988년 이래 국가기간전산망의 하나로 꾸준히 성장 발전하여 세계적으로 한국의 수준을 대표하는 국가과학기술 및 연구개발 망으로서의 역할을 수행하고 있고, 또한 이러한 역할이 세계수준이 되어야할 책임을 가진 초고속연구망을 상세히 들여다보고 이의 발전방향에 대해서 서술하는 것은 나의 능력으로 매우 부족할 것 같다. 하지만 이러한 매우 중요한 국가 과학기술의 젓줄인 초고속연구망을 2002년 KISTI 기관경영진단위원으로 국가 전체차원에서 다각도로 분석해본 경험과 더불어, 초고속연구망추진위원회 위원장으로서 그동안 초고속연구망(KREONET)사용자와의 교류를 통해 얻은 교훈을 접목하여 발전방향에 대한 몇가지 제언을 정리해보는 것은 나름대로 의미가 있다고 생각하여 본고를 작성하게 되었다.
To know about the performance of KREONET, we installed an active network performance measurement tool, PingER. For customization, we modified its architecture and some codes. Although this customization is a minor change of PingER, it gives much benefit and convenience for both operators and users. Using PingER, we can measure the effect of the STAR TAP link. The new networking through the link is a little bit slower than the previous networking. But the new link shows far fewer packet losses and provides more reliable networking.
에뮬랩 소프트웨어는 미국 유타주립대학교에서 개발되어 전 세계 십여 개 사이트에 설치 구축되었다. 우리나라 국가과학기술연구망에서 구축한 KREONET-에뮬랩은 네트워크 프로토콜, TCP성능 테스트 등 네트워크 기술 연구는 물론 분산시스템, 보안 및 융합연구 분야의 연구자들에게 맞춤형 네트워크 토폴로지와 시스템 노드를 제공하고 있다. 테스트베드는 실험연구에 있어 가장 중요한 역할을 하며, 실제로 연구자들은 테스트베드에서 지원 가능한 실험만을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 지난 10년간 유타-에뮬랩을 활용한 프로젝트 목록을 토대로, 테스트베드를 활용한 연구 형태를 확인하고 연구자의 분포를 분석하여, 우리나라 KREONET-에뮬랩의 활용 동향과 비교하였다. 또한 서비스화된 테스트베드(Testbed-As-a-Service)를 통한 차세대 테스트베드의 융합 연구 커뮤니티 서비스방안을 제시하였다.
최근 네트워크 가상화 기능 및 망에 대한 프로그래밍의 용이성을 제공해 줄 수 있는 기반 기술로 오픈플로우 기술이 주목 받고 있다. 국내에서는 캠퍼스 실험실 수준의 로컬 망에서 오픈플로우 기술의 적용 및 Layer 3을 경유한 캠퍼스 망 간의 연동이 이뤄지고 있지만 IP 계층에서의 네트워크 지연 등으로 인한 성능 저하가 문제되고 있다. 본 논문에서는 로컬 망 수준이 아닌 국가과학기술연구망 기반의 광역 규모 오픈플로우 망을 순수 Layer 2상에서 설계 및 구축하고 종단간 Round-trip Time 측정, TCP/UDP 성능 테스트를 통해 오픈플로우 망과 오픈플로우 적용 전 일반 망의 성능을 비교 분석한다. 분석 결과, 광역 규모의 오픈플로우 망은 일반 망과 비교할 때, UDP 스트림에 대한 초반 패킷 손실 문제를 제외하고 대등한 수준의 성능을 보였다. 또한, 초반 UDP 패킷 손실로 인한 성능 저하 현상은 컨트롤러 상에 반복 유입되는 동일한 "Packet_in" 이벤트에 대한 예외 처리를 구현함으로써 개선시킬 수 있었다.
과학기술·연구개발체계의 패러다임은 기존 단독형 연구수행 형태에서 변화하여 관측과 실험에서 발생한 대용량 데이터를 고속 네트워크를 통해 연구현장에 송수신하고 저장하며, 이를 각 연구자 (기관)의 목적에 맞도록 활용하는 형태로 변화하고 있다. 네트워크형 첨단연구는 협업화, 공유화, 공용화, 글로벌화 하는 형태로 발전하고 있으며, 이를 위해 과학기술과 IT기술의 결합 뿐 아니라, 점점 거대화되는 데이터의 실시간 공유와 활용을 위해 최적화된 네트워크 환경과 기술 간의 융합이 필요하다. 본 논문에서는 국가과학기술연구망 (KREONET)의 네트워크형 첨단 연구의 사례를 통해 변화의 방향을 제시하고, 데이터흐름을 분석한다. 이를 통해 주요 데이터흐름과 용량에 따른 네트워크 최적화 모델을 제시하였으며, 네트워크형 첨단연구에서 요구되는 실시간성 연구수행 성능을 충족하였다.
미래인터넷 연구를 위해 대규모의 테스트 베드를 구축하는 일은 새로운 프로토콜을 테스트하고 clean-slate 기법을 적용한 새로운 네트워크 아키텍쳐를 테스트하기 위해 꼭 필요하다. 우리나라의 경우 현재 'FIRST'(Future Internet Research for Sustainable Testbed)라는 프로젝트 이름으로 미래인터넷 테스트 베드를 구축하는 연구가 금년 3월부터 추진되어 ETRI와 5개의 대학들이 공동으로 연구를 진행하고 있다. 이 중 5개 대학교를 중심으로 진행되는 FIRST@PC의 경우 NetFPGA의 하드웨어 가속 기능을 이용하여 오픈플로우 스위치기반의 미래인터넷 테스트베드를 KOREN과 KRONET에 구현하는 것을 목표로 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 FIRST@PC 프로젝트에 대한 간략한 소개와 지역별로 구축된 오픈플로우 스위치 테스트베드 간 연동을 위해 구현된 소프트웨어 기반의 MAC in IP 갭슐레이터를 설명하고 이를 이용한 연구실 내의 로컬 테스트와 충남대와 광주과학기술원 간 연동 테스트한 결과를 제시한다. 실험 결과 소프트웨어 기반의 캡슐레이터를 사용하면 현재 많은 어플리케이션이 요구하는 대역폭에 대해서는 지원 가능할 것으로 예상된다.
네트워크에 흐르는 트래픽 측정을 효율적으로 함으로서 트래픽의 종류와 양을 알 수 있고, 이를 기반으로 측정 네트워크의 트래픽 특성과 상태를 파악할 수 있다. 본 고에서는 초고속 연구망 환경에 적합한 네트워크 분석 인프라(NAI) 구축을 제시한다. NAI 구성은 네트워크 링크를 모니터링하는 수동적 측정 방법 MRTG 와 NAVI, 그리고 인위적으로 트래픽을 발생시켜 그 결과를 분석하는 능동적 측정 방법 PingER 와 AMP 두 가지 종류로 나뉜다. 현재 초고속 연구망에서 적용중인 네트워크 트래픽 분석 측정 도구 하나씩 알아보고, 국내 외로 링크된 네트워크 트래픽의 특성과 상태를 균형적으로 분석 할 도구에 대한 모델을 알아본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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