우주인터넷에서 ION-DTN을 위한 VPN 구축 및 성능 평가

Abstract

우주 탐사 및 연구에 대하여 미국, 일본, 러시아, 독일과 같은 선진국은 국가 주도의 우주개발을 선도하며 다양한 연구를 수행하고 있다. 한국전자통신연구원 등의 국내 핵심 연구기관에서는 한국형 달탐사 프로젝트를 위한 심우주 통신을 목표로 핵심 기반 기술을 활발히 연구 중이다. 이러한 우주 개발의 통신 분야에서는 우주 환경의 장시간의 전파 지연과 같은 장애 요인을 극복하기 위한 네트워크 아키텍쳐 DTN (Delay /Disruption Tolerant Network) 연구가 진행되고 있다. DTN은 BP(Bundle Protocol)을 비롯한 다양한 형태의 하위 프로토콜로 구성되어 있다. BP는 node간의 storage를 두고 custody를 확인하여 데이터의 전송을 확인한다. 또한 이를 기반으로 데이터를 재전송함으로써 간헐적인 연결성을 극복하기 위한 Store-and-Forward 개념을 구현한다. 국제 우주 통신 시스템을 연구하는 CCSDS(Consultative Committee for Space Data System)는 방화벽 및 VPN과 같은 구조의 지상네트워크와 이를 기반으로 하는 DTN 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 우주인터넷을 위한 지상네트워크 구축에서의 VPN 프로토콜과 ION-DTN의 성능을 분석한다. ION-DTN을 기반으로 한 테스트베드를 구축하고 VPN 프로토콜을 적용할 수 있도록 한다. VPN 프로토콜은 L2TP/IPsec과 Openvpn 서버를 구축한다. ION-DTN은 이러한 VPN 환경 테스트베드를 기반으로 TCP와 LTP에 대한 성능 평가를 수행한다. 파일 전송 시 ION-DTN의 성능이 VPN 프로토콜에 따라 어떻게 변하는지 확인하기 위해 파일 크기를 10MB, 50MB, 100MB, 500MB로 다르게 하여 실험하고 트래픽을 비교한다. VPN의 암호화 프로토콜은 동일하게 맞추었지만, L2TP/IPsec보다 Openvpn이 더 높고 균일한 전송률을 나타냈다Openvpn은 L2TP/IPsec의 1.7배 더 좋은 성능을 보였다. 또한, Openvpn은 L2TP/IPsec의 1/4배 차이로 편차의 평균값이 낮게 나타났다.