최근 SDN (Software Defined Networking) 기반의 다양한 네트워크 제어 및 관리 플랫폼들이 서비스제공자 및 통신사업자들에 의해 연구되고 있다. SDN의 중요한 특징 중 하나는 소프트웨어 프로그램으로 작성된 간단한 응용에 의해 네트워크가 쉽게 제어되고 관리된다는 점에 있다. 이러한 관점에서 잘못 작성된 SDN 응용은 네트워크 전체에 오류를 발생시킬 수 있어, 해당 응용은 작성된 오픈플로우 포워딩 규칙(rule)을 SDN 컨트롤러(controller)를 통해 스위치에 반영하기 전에 토폴로지와 네트워크 환경의 안전성(safety)과 일관성(consistency)이 반드시 검증되어야 한다. 본 논문에서는 SDN 응용 검증을 위한 프로세스 알지브라 (process algebra) 기반의 언어인 pACSR (Packet based Algebra of Communicating Shared Resources)와 이를 기반으로 한 정형 검증 프레임워크를 제안하고, 이에 대한 SDN 정형검증 도구 연구시제품 구현 현황을 기술한다.
Software-defined networking (SDN) acts as a centralized management unit, especially in a network with devices that operate under the transport layer of the OSI model. However, when a network with layer 7 middleboxes (MBs) is considered, current SDNs exhibit limitations. As such, to achieve a real-centralized management unit, a new architecture is required that decouples the data and control planes of all network devices. In this report, we propose such a complementary architecture to the current SDN in which SDN-enabled MBs are included along with contemporary SDN-enabled switches. The management unit of this architecture improves network performance and reduces routing cost by considering the status of the MBs during flow forwarding. This unit consists of the following two parts: an SDN controller (SDNC) and a middlebox controller (MBC). The latter selects the best MBs for each flow and the former determines the best path according to its routing algorithm and provides information via the MBC. The results show that the proposed architecture improved performance because the utilization of all network devices including MBs is manageable.
소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)은 네트워크 장치의 데이터 기능과 제어기능을 분리한 미래 네트워킹 기술이다. 네트워크 장치들이 하나의 컨트롤러에 의해 중앙 제어되는 SDN의 구조는 대규모의 네트워크로의 확장성을 보장하기가 쉽지 않다. 선행연구들은 다수의 컨트롤러를 배치하는 수평적 확장성에 초점을 두어왔다. 이 연구들은 제어 평면과 응용 평면을 하나의 컨트롤러로 추상화하고 있다. 보편적인 SDN 아키텍처의 계층은 데이터 평면, 제어 평면, 응용 평면으로 나뉘는데 응용평면과 제어평면은 논리적으로 분리되어 있음에도 두 평면을 하나의 컨트롤러로 간주하였다. 따라서 본 논문에서는 대기행령 이론을 바탕으로 제어 평면과 응용 평면을 분리하여 반영한 트래픽 성능 분석 모델을 제안한다. 이 모델을 사용하면 복잡한 시뮬레이션 대신 간단하게 컨트롤러 배치 문제 등과 같은 확장성 문제에 활용할 수 있다.
OpenFlow 기술은 기존의 폐쇄적인 네트워킹 기술을 개방형 네트워킹 기술로 변화시켜서 새로운 네트워킹 기술 발전을 위한 기반을 제공하였다. OpenFlow 기술의 상용화 및 표준화를 촉진시키기 위해서 설립된 ONF(Open Networking Foundation)는 네트워킹 기술을 컴퓨팅 기술로 재해석하고 OpenFlow 기술을 기반으로 SDN(Software-Defined Networking) 기술을 정의하였다. SDN 기술은 네트워크 비용 및 복잡성을 근본적으로 해결하는 기술로, 기존 네트워킹 기술의 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 근본적으로 변화시키는 미래인터넷 기술로 떠오르고 있다.
최근, IoT 무선 디바이스 등의 증가로 WSN(Wireless Sensor Network) 환경에서 네트워크 트래픽이 증가하면서 네트워크 자원을 안전하고 효율적으로 관리하는 SDN(Software-Defined Networking)을 WSN에 적용한 SDWSN(Software-Defined Wireless Sensor Networking)과 그에 대한 보안 기술에 대한 관심도가 증가하고 있다. 본 논문에서는 SDWSN 환경에서 PUF(Physical Unclonable Function) 기반 그룹 키 분배 방법을 안전하고 효율적으로 설계하는 방법을 서술한다. 최근에 Huang 등은 그룹 키 분배에 SDN의 장점과 PUF의 물리적 보안 기능을 이용하여 그룹 키 분배 방법을 설계하였다. 하지만, 본 논문에서는 Huang 등의 프로토콜이 보조 제어부 미인증과 불필요한 동기화 정보를 유지하는 취약점이 존재함을 발견하였다. 본 논문에서는 보조 제어부에 인증과정을 안전하게 설계하고, 불필요한 동기화 정보는 삭제하되 카운터 스트링과 랜덤 정보를 추가하여 Huang의 취약점을 개선하였다.
인공위성과 IoT를 연결하는 연구가 활발히 진행됨에 따라 통합된 네트워크를 구축되고, 얻어진 빅데이터들은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 통합 네트워크 생태계는 제한된 대기 시간과 낮은 필요 전력 및 다양한 이기종 장치들의 구성 등으로 인해 심각한 보안 문제를 겪고 있다. 이를 해결하기 위해 SDN(Software Defined Networking)을 활용한 위성-IoT 네트워크를 구축하는 연구가 진행되었다. 하지만 기존 SDN에서 발생하는 보안 문제들이 여전히 존재하기 때문에 본 논문에서는 블록체인 기반 SDN 환경을 구현하여 추가적인 문제점을 해결하고자 한다. 블록체인 기반의 SDN 분산 컨트롤러를 운용하고, 블록체인 인증시스템을 통해 IoT 단말 및 노드들을 검증하도록 구현하였다. 본 논문에서는 우리가 개발한 구현의 계획을 제안하고, 향후 연구로 인공지능과의 융합과 위성-IoT 기기에서 얻을 수 있는 빅데이터들을 활용할 수 있는 방안을 제시한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권1호
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pp.1-17
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2016
The separated management and operation of commercial IP/optical multilayer networks makes network operators look for a unified control plane (UCP) to reduce their capital and operational expenditure. Software-defined networking (SDN) provides a central control plane with a programmable mechanism, regarded as a promising UCP for future optical networks. The general control and scheduling mechanism in SDN-based optical burst switching (OBS) networks is insufficient so the controller has to process a large number of messages per second, resulting in low network resource utilization. In view of this, this paper presents the burst-flow scheduling mechanism (BFSM) with a proposed scheduling algorithm considering channel usage. The simulation results show that, compared with the general control and scheduling mechanism, BFSM provides higher resource utilization and controller performance for the SDN-based OBS network in terms of burst loss rate, the number of messages to which the controller responds, and the average latency of the controller to process a message.
최근 네트워크 기술 동향에 있어서 이른바 핫 이슈 중 하나인 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN, Software-Defined Networking)은 바야흐로 데이터센터, 기업, 캠퍼스 등의 근거리 데이터 네트워크(LAN, Local Area Network) 환경을 넘어서 통신망 사업자(캐리어)와 서비스 제공자를 통해 원거리 데이터 네트워크 (WAN, Wide Area Network)로 진화하고 있다. 본고에서는 종단간 SDN 프로덕션 서비스를 위한 소프트웨어 정의 원거리 네트워크(SD-WAN, Software-Defined WAN)의 개요 및 적용 사례를 소개하고, SD-WAN의 핵심 서비스 기술로 인식되고 있는 네트워크 최적화, 가상화, 자동화, SDX(Software-Defined Exchange) 등의 요소 기술과 연구 동향을 알아본다.
네트워크 응용 서비스들은 점점 더 복잡해지고 있으며, 네트워크 통신 기술의 발전과 함께 네트워크의 특성, 네트워크 관리 및 혼잡 제어에 대한 높은 요구 사항을 제시하므로 네트워크 트래픽 분류가 점점 더 중요해지고 있다. 트래픽 분류는 다양한 특성에 따라 네트워크 트래픽을 여러 클래스로 분류하여 처리하는 작업이다. 본 논문에서는 현재 네트워크 분야에서 적용된 여러 트래픽 분류 기법을 조사한다. 이를 통해 SDN(Software Defined Networking) 환경에서 효율적인 트래픽 분류가 가능한 기법 선택을 위해 비교하며 향후 연구를 위해 트래픽 분류 기법들을 소개한다.
기존 네트워크 체계의 한계점을 극복하기 위해 등장한 SDN(Software Defined Networking) 기술은 네트워크 장비에서의 HW와 SW의 분리를 통해 기존 체계의 경직성을 해소한다. 이러한 SDN의 특성은 하드웨어 중심의 네트워크 장비를 벗어나 폭넓은 확장성을 제공하며, 다양한 규모의 데이터센터에서의 유연한 부하분산정책을 제공해준다. 그동안 이러한 SDN의 장점을 데이터센터에 적용한 연구들이 다수 진행되어왔으며 효과를 보여줬다. 기존 연구들에서 주되게 사용된 방식은 서버의 부하를 주기적으로 확인하여 이를 기반으로 부하분산을 수행하는 방식이었다. 이 방식에서는 서버의 수가 많고 서버 로드 확인 주기가 짧을수록 트래픽이 증가한다. 본 논문에서는 이러한 제한사항을 해소하기 위해 서버에서 특정 수준의 부하 발생 시 이를 컨트롤러로 보고하는 방식을 통해 불필요한 트래픽을 없애고 서버들의 자원을 보다 효율적으로 관리할 수 있는 새로운 부하분산 기법을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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