다중 도메인 SDN을 위한 인터 도메인 프로토콜의 설계 및 구현

Abstract

최근 스마트 모바일 기기의 폭발적인 증가와 다양한 콘텐츠의 증가는 클라우드 서비스를 중심으로 네트워크가 활용됨에 따라 기존 하드웨어 중심에서 소프트웨어 중심의 네트워크 세상으로 옮겨가고 있다. 네트워크 공급자 측면에서도 전통적인 관리자가 망을 관리하고 사용자 측면에서는 제공된 서비스만을 제한적으로 사용하던 하드웨어 기반 네트워킹 시대에서 수시로 사용자를 위한 서비스가 프로그래밍을 통해 생산되고 제공되도록 가상화 네트워크 구성, 제어 및 스위치들이 관리되는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN: Software Defined Networking) 기술이 출현되었다. SDN은 소프트웨어 영역과 하드웨어 영역을 분리하고, 전체 네트워크를 중앙의 제어평면을 통해 단일화하여 중앙 집중 방식으로 제어함으로써, 일괄적인 정책 적용을 통해 빠르면서도 안전한 네트워크 운용이 가능하다. 또한 중안 컨트롤러가 망에 대한 토폴로지 정보와 제어 정보를 중앙 집중 관리함으로서 최적의 상태로 망을 제어할 수 있다. 그러나 중앙 집중 방식의 SDN은 하나의 컨트롤러가 모든 스위치를 관리할 경우 스위치 수가 증가함에 따라 컨트롤러에 부하와 트래픽이 증가한다. 따라서 망의 확장성을 제공하기 위해 여러 개의 SDN 컨트롤러들이 각각의 SDN 도메인을 관리할 수 있는 분산 형 다중 도메인 SDN 망이 요구된다. 본 논문에서는 다중 도메인 SDN 망에서 SDN 컨트롤러인 Floodlight의 Northbound API를 확장하여 중앙 망 관리 서버(G-TOP SDN Policy)를 통해 도메인 간 토폴로지 정보를 취합하여 빠른 토폴로지 동기화 및 토폴로지 발견이 가능한 Gtop-i 인터 도메인 프로토콜을 제안하였다. 제안된 프로토콜은 가상 네트워크를 생성 할 수 있는 Mininet을 사용하여 테스트베드를 구축하고, 다중 도메인 토폴로지 발견 및 유지 관리 성능을 검증하였다. 설계한 중앙 집중형 Gtop-i 프로토콜과 기존 분산형 SDNi 프로토콜의 다중 도메인 토폴로지 발견 성능을 측정한 결과 토폴로지 정보를 주기적인 시간에 의해 분산 방식으로 동기화하는 BGP 기반의 SDNi 프로토콜에 비해 이벤트 기반의 토폴로지 정보를 중앙 집중 방식으로 동기화 및 발견하는 것이 보다 정확하고 빠른 토폴로지 발견이 가능하다는 결론을 얻었다. 본 논문은 중앙 집중형인 SDN의 단일 도메인 망을 여러 개의 독립적인 다중 도메인으로 분할함으로써 Gtop-i 프로토콜을 통해 분할 된 SDN 망을 관리하므로 네트워크 확장을 통한 서로 다른 계층들과 기술들을 거쳐 통합 관리를 가능케 할 수 있었다.