본 논문에서는 ACE2000 MPLS 시스템의 핵심 응용 기능으로 개발된 MPLS 기반 IP-VPN 서비스 모듈의 설계와 구현에 대해서 기술한다. ACE2000 MPLS VPN 서비스 모듈은 BGP 확장 프로토콜을 이용해서 개발되었다. 이러한 IP-VPN 서비스 모듈은 MPLS 트래픽 엔지니어링을 이용해서 차별화 된 QoS를 지원한다. 또한 고신뢰도 서비스 제공을 위해서 시스템 및 포워딩 엔진 재시동 기능과 경로 보호 기능을 지원한다.
MPLS/VPN서비스는 MPLS망의 인프라를 이용하여 사설망을 제공하는 서비스로 각 VPN사이트사이를 고속의 LSP를 이용하여 연결한다. MPLS/VPN서비스는 차별적인 다양한 서비스 품질을 지원하는 것이 용이하며, 또한 서비스 도입과 운용 및 관리가 용이하여 저비용으로 VPN서비스를 제공할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 초고속 국가망에 도입될 예정인 ATM/MPLS MSR40시스템을 이용하여 MPLS/VPN망을 구축하기 위해 요구되는 라우팅 프로토콜상에서의 설정 및 고려사항을 설명한다. 현재 시험서비스중인 MPLS네트워크 구축 사례를 바탕으로 하여 MPLS 도메인 내부 라우팅 설정 절차 및 가입자측 라우팅 설정 절차에 대해 설명하고 또한 MPLS망의 특성상 요구되는 몇가지 라우팅 이슈에 대해 설명한다.
멀티프로토콜 레이블 스위칭 (MPLS) 패러다임에서, 패킷에 전향 등치 클래스(FEC)가 할당되고 나면 이후 라우터들에서는 헤더에 대한 분석을 수행하지 않고 레이블로써 모든 포워딩이 가능하기 때문에 기존의 전통적인 방식인 네트워크 레이어에서 행해지는 포워딩 방식에 비해 많은 이점을 갖는다. 이러한 레이블 에지 라우터인 MPLS LER은 MPLS 도메인의 경계에 위치하여 인입 (ingress) 또는 출구 (egress) 라우터로서 동작하여 기존 인터넷과의 접속을 이루어 낸다 즉, MPLS 인입 라우터로 동작할 경우 인터넷에서 MPLS망으로 접수되는 패킷 헤더를 분석하여 입력 패킷에 해당 레이블 값을 할당하여 MPLS 영역내 연결할 다음 라우터로 함께 전송하는 기능을 수행하며, 출구 라우터로 동작할 경우에는 이와 동일하나 역순의 기능을 수행한다. 본 논문에서는 이러한 기능 수행을 위해 제시한 MPLS LER 시스템의 트래픽 성능을 큐잉 모델 및 시뮬레이션을 통해 분석하고 IP 패킷처리 용량을 추정한다. 제안 시스템에 대한 분석결과 최대 IP 패킷처리 용량이 초당 42만 46만 패킷으로 추정됨을 보인다.
본 논문은 한국전자통신연구원에서 개발하고 있는 HANbit ACE2000 교환기 기반 MPLS 시스템의 장애처리 기능의 구현 내용을 설명한다. 본 시스템의 장애처리는 장애검출(Fault Detection), 장애격리(Fault isolation), 장애진단(Fault Diagnose), 장애복구(Fault Recovery)와 같은 일련의 과정을 통하여 수행된다. 본 장애처리 기능의 특징은 장애발생시 시스템의 영향을 최소화하여 최대한 서비스의 연속성을 유지할 수 있도록 설계되었다.
본 논문에서는 IP 라우팅을 위한 IS-IS 라우팅 프로토콜의 설계 및 구현 방법에 관하여 제시하고자 한다. IS-IS는 대표적인 링크 상태 라우팅 프로토콜 중 하나로 확장성 및 운용의 용이성 등으로 인해 최근 백본 망 및 대형 사업자 망에서 적용 범위를 넓히고 있는 라우팅 프로토콜이다. 따라서, 백본망으로 사용되는 MPLS 시스템에서의 IS-IS 라우팅 프로토콜의 구현 기술은 중요한 요소가 된다 특히, MPLS 시스템에서 품질 보장형 서비스를 제공하기 위해서는 확장 IS-IS 프로토콜에서의 망의 상태 정보 및 가용 자원 정보의 전달이 선행되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 IP 라우팅을 위한 IS-IS 라우팅 프로토콜 및 트래픽 엔지니어링을 위한 확장 IS-IS 라우팅 프로토콜의 설계 및 ATM 기반 MPLS 시스템에서의 구현 기술을 제시하고자 한다.
인터넷 서비스에 ATM(Asynchronous Transfer Mode)이나 프레임 릴레이의 QoS(Quality of Service)를 제공하면서 IP(Internet Protocol)의 유연성과 확장성을 제공하기 위하여 IETF에서는 MPLS(Multiprotocol Label Switching) 기술을 표준화하였고, 이러한 기술을 확장하여 다양한 스위칭 기술들을 지원하는 제어 콤포넌트로서 GMPLS(Generalized MPLS)라는 이름으로 확장 표준화 진행중이다. 또한 이러한 기술 제공의 기본이 되는 시그널링 프로토콜로 LDP(Label Distribution Protocol), CR-LDP(Constraint based Routing LDP), RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering)의 표준화를 진행해왔다. 이에 한국전자통신연구원(ETRI)에서는 현재의 초고속 국가망에 보다 안정적이고 차별화된 서비스 제공과 가상 망(VPN, Virtual Private Network) 서비스나 트래픽 엔지니어링(TE, Traffic Engineering) 서비스 와 같은 고부가가치 서비스를 제공하기 위하여 이러한 MPLS 기술을 적용한 ATM 기반 MPLS 시스템을 개발하였고, 이제 초고속 국가망의 시범 서비스와 상용화 서비스 제공을 앞두고 있다. 본 논문에서는 LDP의 기능 개요와 개발된 시스템에 적용된 LDP 기능에 관하여 설계 및 구현 내용을 설명하고, 노텔, 시스코, 주니퍼, 리버 스톤에서 개발한 MPLS 시스템에서의 LDP 개발 내용과 운용 방법을 비교 설명하고자 한다. 이를 통하여 LDP 기능이 추후 망에 적용되어 제공 가능할 서비스와 활용 방안에 관하여 기술하고자 한다.
기존의 라우터들로 구성된 인터넷 망에서 트래픽 처리 효율에 한계가 있으며, 이러한 한계를 해결하기 위하여 IP 주소가 아닌 레이블을 기반으로 하는 고속 스위칭 기술인 MPLS 시스템이 구상되었다. 그러나 기존의 ATM 기반의 MPLS 시스템은 QoS (Quality of service) 지원에 어려움이 있다. 본 논문에서는 ATM 스위치 기반의 MPLS 시스템에서 QoS 보장을 위해서 제안된 CR-LDP 프로토콜과 qGSMP 프로토콜을 이용하여 서비스 보장형 네트워크를 구성하는 방법 및 LER 시스템에서 QoS Translation 및 QoS Mapping 기능을 구현하여 implicitly하게 LSP를 설정하는 방법에 대해서 제안하였다.
인터넷 서비스에 QoS(Quality of Service)를 제공하면서 IP(Internet Protocol)의 유연성과 확장성을 제공하기 위해 IETF에서는 MPLS(Multiple Protocol Label Switching)기술을 표준화하였다. 또한, MPLS기술의 기본이 되는 시그널링 프로토콜로 LDP(Label Distribution Protocol), CR-LDP(Constrained based LDP). RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering)의 표준화를 진행해 왔다. 따라서 본 논문에서는 MPLS 기술을 적용하여 현재의 IP망에서 보다 안정적이고 차별화된 서비스를 제공하기 위해 리눅스 상에서 구연한 라우터기반 MPLS 시스템을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 라우터 기반 MPLS 시스템은 기존 IP망과의 연동을 위해 MPLS 도메인상의 OSPF데몬을 수정하며, MPLS망에서 명시적 경로를 제어하기 위해 MPLS데몬을 수정한다. 그리고 MPLS데몬과 OSPF데몬은 수정된 Zebra데몬에 의해 스트림 형태로 정보를 교환한다.
최근 네트워크 산업계에서 기존 전송 망 보다 유연한 망을 구축하기 위한 캐리어이더넷 기술이 부각되고 있으며 MPLS-TP (MultiProtocol Label Switching-Transport Profile) 기술이 해당 영역의 주요 표준 기술로 적용되고 있다. 하지만 MPLS-TP 망내의 장비를 관리하기 위한 관리 망에 대해서는 명확하지 않은 상태이다. 본 논문에서는 MPLS-TP 망 내의 장비 설치 시 부가적 설정 없이 자동으로 관리 망을 구축하는 방안을 제안한다. 제안하는 방법으로 관리시스템과 망 연결을 위한 설정을 최소화 하여 망 내의 장치 설치비용과 유지 관리 비용을 감축할 수 있다. 또한 실제 MPLS-TP 장비에 적용하여 제안하는 방법의 실효성에 대해 검증하였다.
기존의 인터넷 망은 대부분 최선형 서비스를 지원하고 있어 다양한 서비스 품질을 요구하는 사용자의 요구를 만족시키기에는 어려움이 있었으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 ATM 스위치 기반의 MPLS 망이 구상되었다. ATM 스위치를 기반으로 하는 MPLS 망은 기존 ATM 망에 간단한 L3 라우팅 모듈을 추가하여 인터넷 서비스의 제공이 가능하고, 사용자에게 다양한 서비스 레벨을 지원 할 수 있다는 장점이 있다. 본 논문에서는 MPLS 시스템에서 IP 주소 Lookup을 위한 Forwarding Engine에 대한 큐잉 모델을 설정하고, 인터넷에서 사용되는 프로토콜들에 대한 통계적인 분석을 수행하여, 트래픽 부하에 따른 Forwarding Engine의 성능을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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