방송통신산업기술개발사업
NFV 개념의 멀티서비스 맞춤형 스위칭 시스템 및 운영체제 개발
Development of an NFV-inspired networked switch and an operating system for multi-middlebox
services
㈜파이오링크
정보통신기술진흥센터
보고 서식 제 호
연차보고서
사업명 방송통신산업기술개발사업 과제번호
과제명
국문 개념의 멀티서비스 맞춤형 스위칭 시스템 및 운영체제 개발 영문
주관기관 파이오링크 총괄책임자 이경헌
참여기관 책임자
박경수 아토리서치코리아 송용주 에스피테크놀러지 변학구 텔레콤 조성민
총수행기간 년
협약기간 년
해당년도
수행기간 개월
협약기간 총사업비 천원
정 부 출연금
민 간 부담금
현금
계 현물
해당연도 사업비 천원
정 부 출연금
민 간 부담금
현금
계 현물
키워드 개
미들박스 전용 운영체제 범용 하드웨어 기반 고성능 스위치 서비스 컨트롤 러 미들박스 서비스 조함 및 체이닝 서비스 용량 수평적 스케일링
정보통신 방송 연구개발 관리규정 제 조에 의거하여 연차보고서를 제출합니다
년 월 일
총괄책임자 이 경 헌 인 주관기관장 조 영 철 인
미래창조과학부 장관 귀하
해당 연도 추진 현황
기술개발 추진 일정
계획 실적
개발 내용 추진 일정 개월 달성도
미들박스 서비스 구현
및 서버와 스위치 통합 플랫폼 구현
미들박스 서비스 상 용 수준 최적화
미들박스 서비스 구 현
미들박스 서비스 구현
통합 플랫폼 구현
서비스 컨트롤러
구현
계획수립 및 자료조사
미들박스 설정 기능 구현 서비스 컨트롤러 시제품 제작
미들박스 에뮬레이션 환 경 구축
미들박스 서비스 설정 기 능 테스트
환경에서 트래 픽 설정 기능 테스트 복합 환경에서 트래픽 및 서비스 설정 기능 테스트 조기 상용화를 위한 통합 연동 테스트
고성능 미들박스
확장기능 설계 및
구현
유저 정의 이벤트 지원 매니코어 기반의 가속 하 드웨어 지원
단일 미들박스 내 멀티
서비스 기능
개발 내용 추진 일정 개월 달성도
적용
의 과 미들
박스 와의 적
합성 분석 설계 테스트베드 및 아키텍처 설계
의 성 능 개선을 위한 및
적용 및 테스트
표준 기술 확보
국제 표준화 추진
기고 건 기고 건 기고 건
해당 연도 추진 실적
사업계획서의 연차별 개발 목표 및 내용 대비 성과를 상세히 기술 개발 목표 달성 정도를 구체적으로 제시
미들박스 서비스 구현 및 서버와 스위치 통합 플랫폼 구현
가 미들박스 서비스 구현 단계
서비스 상용 수준 최적화 구현
¡ 차년도에 서버 기반 미들박스 서비스 소프트웨어 구현
§ 패턴 데이터베이스와 을 사용해 네트워크나 시스템의 사용을 실시간으로 모니터링하고 침을 탐지하는 보안 시스템
그림 의 개념
¡ 오픈소스인 를 기반으로 구현
§ 서비스가 소프트웨어로 구현되어 손쉬운 설치가 가능
§ 서비스 소프트웨어는 다음과 같은 구조로 구현
그림 서비스 소프트웨어의 구조
모듈 이름 설 명
실행 옵션 및 설정 파일에 따라 실행되는 프로그램을 구성 세션 별로 각 패킷의 들을 재조합하여 하나의 데이터로 유지하는 역할을 수행
이를 위해 각 세션을 관리하기 위한 서브 모듈과 각 패킷을 재조합하기 위한 서브 모듈로 구성
패킷을 수집하는 역할을 수행 수집하는 방식에 따른 서브 모 듈로 구성 예 서브 모듈은 을 통해 패킷 수집 기능을 제공
수집한 패킷의 프로토콜에 맞추어 해석하는 기능을 수행
해당 모듈은 등과 같은 서브 모
듈로 구성
와 연동하여 수신한 패킷의 세션에 속하는 을 생성하거나 갱신하는 역할을 수행
를 사용하여 수신한 패킷의 데이터가 사 용자가 지정한 탐지 룰에 일치하는지 검사하는 역할을 수행 공격으로 검출된 패킷에 대한 정보를 지정된 방식에 따라 기 록을 수행
표 서비스 소프트웨어의 모듈 상세 설명
¡ 상용화
§ 보라매 네트워크 가상화 센터에 설치 및 운영 중
§ 실망 운영을 통해 문제점 및 요구사항 분석
¡ 최근 인터넷 사용의 증가로 인해 로 탐지 및 처리해야 하는 트래픽이 기 하급수적으로 늘어나고 있어 미들박스 내 고성능 서비스가 요구됨
¡ 고성능 서비스에 대한 요구사항을 반영하여 해당 연도에 성능 최적화를 위한 노력을 기울임
§ 멀티 코어 시스템의 성능 최적화 구조 적용
그림 성능 향상을 위한 구조
§ 성능 개선을 위해 상용 를 인텔 고속 패킷 처리 라 이브러리 로 대체
§ 상용 은 별로 패킷을 분산하기 위해 라는
를 제공 가 병목 구간이
되어 에 문제 발생
§ 자료구조 적용
§ 기법 적용
§ 자원 관리 기법 적용
§ 적용
§ 기법 적용
§ 기술 적용
§ 적용 할당된 의 독점사용 보장
¡ 성능 최적화에 따른 효과
§ 리눅스 네트워크 스택을 거치지 않고 의 에서 바로 패킷을 가져 오는 방식으로 패킷 처리 성능 향상
§ 별로 을 수행하고 된 메모리 또한 별로
를 통해 최소화
§ 를 특정 에 하고 를 사용하여 패킷을 처리하는 코어 가 의 에 전념할 수 있도록 해서 처리 성능 향상
¡ 주요 통신사 공공기관 클라우드 사업자 상용화 진행중 또는 예정
¡ 성능 측정 구성 및 결과
§ 아래와 같은 미들박스 서비스 성능 측정 환경을 구성
그림 미들박스 서비스 성능측정을 위한 환경 구성
§ 계측기를 이용 스위치의 포트 미러
링 기능을 통해 미들박스 서비스에 트래픽을 인가 후 성능을 측정
§ 서버기반 미들박스 서비스 성능측정 결과
서버환경
총
성능측정 목표 패킷 기준 성능
성능측정 결과 패킷 기준 성능 목표
달성
§ 서버기반의 가상화 환경 미들박스 서비스 성능측정 결과 추가실험
서버환경
총
가상화 환경
가속화 기술 적용 등의 성능 튜닝 적용
성능측정 목표 없음 과제 범위 외
패킷 기준 성능
미들박스 서비스 기능 구현
¡ 서버 기반 서비스 소프트웨어 구현
그림 의 개념
§ 서비스가 소프트웨어로 구현되어 손쉬운 설치가 가능
§ 트래픽 경로에 인라인으로 위치하여 사전에 정의된 룰 과 트래픽 비교 를 통해 공격을 탐지
§ 안정적인 네트워크 서비스 제공을 위해 보안은 필수 요소
§ 와 달리 검출된 공격을 차단 가능한 장점
¡ 오픈소스인 를 기반으로 구현
그림 서비스 소프트웨어의 기능 블록도
§ 만 지원하는 오픈소스 와 달리 에서는 를 지원
§ 일반적인 의 사용 시 증가에 따라 사용
률은 증가
§ 사용률 증가에도 패킷 처리 성능이 상용망 적용에 적합한 수준에 도달 하지 못함 오픈 소스 의 제약사항
§ 수정을 통해 패킷 처리 성능을 극대화 한 미들박스 서비스 구 현
§ 서비스 소프트웨어는 다음과 같은 구조로 구현
그림 서비스 소프트웨어의 구조
모듈 이름 설 명
실행 옵션 및 설정 파일에 따라 실행되는 프로그램을 구성 세션 별로 각 패킷의 들을 재조합하여 하나의
데이터로 유지하는 역할을 수행
이를 위해 각 세션을 관리하기 위한 서브 모듈과 각 패킷을 재조합하기 위한 서브 모듈로 구성 패킷을 수집하는 역할을 수행 수집하는 방식에 따른 서브
모듈로 구성 예 서브 모듈은 을 통해
패킷 수집 기능을 제공
수집한 패킷의 프로토콜에 맞추어 해석하는 기능을 수행
해당 모듈은 등과 같은 서브 모
듈로 구성
와 연동하여 수신한 패킷의 세션에 속하는 을 생성하거나 갱신하는 역할을 수행
를 사용하여 수신한 패킷의 데이터가 사용자가 지정한 탐지 룰에 일치하는지 검사하는 역할을 수 행
모듈에서 공격으로 검출된 패킷을 지정된 정책에 따 라 허용 이나 차단을 수행
공격으로 검출된 패킷에 대한 정보를 지정된 방식에 따라 기 록을 수행
표 서비스 소프트웨어의 모듈 상세 설명
¡ 멀티 코어 시스템의 성능 최적화 구조 구현
§ 최근 일반화된 멀티코어 환경에 적합한 구조를 설계하고 구현하여 고속 네트워크에서 실시간으로 트래픽을 분석 및 탐지 차단이 가능
¡ 관리기능 구현
§ 공격 탐지 룰 추가 삭제
표 공격 탐지를 위한 룰 포맷
§ 형식의 공격 탐지 패턴 지원
그림 의 공격 탐지 패턴
§ 탐지된 공격에 대한 파일 생성 기능
§ 탐지된 공격에 대한 보고 기능
§ 통계 정보 제공
¡ 공격탐지 기능 구현
그림 공격 탐지를 위한 의 패킷 처리 절차
§ 는 아래와 같은 유형의 공격을 탐지
§ 원격 접속 트래픽 원격 데스크탑 등 에 대한 공격 탐지
§ 시스템 취약점 공격 탐지
§ 웹 취약점 공격 탐지
§ 유형의 트래픽 탐지
§ 공격 탐지
그림 의 공격 탐지 로그
§ 탐지된 공격 트래픽에 대한 차단 허용 정책 적용 선택
그림 기능 탐지된 공격 트래픽에 대한 차단 허용 설정
¡ 성능최적화
§ 미들박스 서비스의 경우 트래픽 경로에 인라인으로 위치하여 모든 패킷 을 처리하기 때문에 고성능이 요구됨
§ 아래와 같은 기술을 적용하여 패킷 처리 성능을 향상
§ 인텔 고속 패킷 처리 라이브러리 적용
그림 과 가 적용된 의 패킷 처리 비교
그림 의 실행 절차
§ 자료구조 적용
§ 기법 적용
§ 자원 관리 기법 적용
§ 적용
§ 기법 적용
§ 기술 적용
§ 적용 할당된 의 독점사용 보장
¡ 상용화
§ 보라매 네트워크 가상화 센터에 설치 및 운영 중
§ 미들박스 서비스의 실효성 입증
¡ 주요 통신사 공공기관 클라우드 사업자 상용화 진행중 또는 예정
¡ 성능 측정 구성 및 결과
§ 아래와 같은 미들박스 서비스 성능 측정 환경을 구성
그림 미들박스 서비스 성능측정을 위한 환경 구성
§ 계측기를 이용 미들박스 서비스에
트래픽을 인가 후 성능을 측정
§ 서버기반 미들박스 서비스 성능측정 결과
서버환경
총
성능측정 목표 패킷 기준 성능
성능측정 결과 패킷 기준 성능 목표수준
배달성
§ 서버기반의 가상화 환경 미들박스 서비스 성능측정 결과 추가실험
서버환경
총
가상화 환경
가속화 기술 적용 등의 성능 튜닝 적용
성능측정 목표 없음 과제 범위 외
미들박스 서비스 기능 구현
¡ 서버 기반 서비스 소프트웨어 구현
그림 미들박스 서비스의
§ 서비스가 소프트웨어로 구현되어 손쉬운 설치가 가능
§ 는 클라이언트로부터 전송되는 트래픽을 운영자의 정책에 따 라 복수의 서버로 분배 부하분산 하는 시스템
§ 미들박스 서비스의 클라우드 적용시 특정 서버에 트래픽이 집중되는 것을 없애 네트워크 효율성을 증대 가능
¡ 멀티 코어 시스템의 성능 최적화 구조 구현
¡ 미들박스 서비스 설정 관리를 위한 구현
§ 쉘 접속 후 명령어를 통해 미들박스 서비스 설정 관리
그림 미들박스에서 제공하는 화면
¡ 부하 분산 관리기능 구현
§ 트래픽 분배 필터 설정
§ 가상 서버 설정
§ 모드 설정
§ 모드 설정
§ 지속 연결 설정
§ 실제 서버 장애 감시 설정
§ 서버 부하 분산 설정
§ 서버 부하 분산 설정
¡ 가상 서버 기반 부하 분산 기능 구현
§ 미들박스가 가상 서버 역할을 수행
§ 클라이언트가 서버의 실제 주소 대신 가상서버의 주소를 사용하여 서비
스를 요청하도록 하는 기능
¡ 다양한 부하 분산 방식 구현
§ 아래와 같은 부하 분산 방식 지원
부하 분산 방식 설명
출발지 해싱 방식 클라이언트의 출발지 정보를 사용하여 부하분산을 수행
라운드 로빈 방식 실제 서버를 순차적으로 선택하여 부하분산을 수행 가중치 라운드 로빈 방식 가중치를 이용하여 실제 서버 선택 시 실제 서버의
처리 능력을 고려하여 부하 분산을 수행 표 미들박스 서비스에서 지원하는 부하 분산 방식
§ 미들박스 서비스가 위치한 네트워크 특성에 적합한 분산 방 식을 선택하여 네트워크 가용성 확보
¡ 서버 부하 분산의 모드 구현
§ 모드 클라이언트와 실제 서버 간에 송수신되
는 패킷의 목적지를 변경
§ 모드 클라이언트와 실제 서버 간에 송수신되는 패킷의 출발지 목적지를 변경
¡ 지속 연결기능 구현
§ 부하 분산 서비스에 사용 하도록 다음과 같은 지속 연결 기능을 구현
지속 연결 종류 설 명
지속 연결 클라이언트의 주소를 사용하여 실제 서버를 선택하 여 부하 분산을 수행
쿠키 지속 연결 클라이언트와 서버 간에 주고 받는 쿠키 정보를 사용 하여 실제 서버를 선택하여 부하 분산을 수행
표 지속 연결 기능의 종류
¡ 실제 서버에 대한 장애 감시기능 구현
§ 부하 분산 서비스가 적용되고 있는 서버의 자원 상태를 주기적으로 검사하 여 결과를 부하 분산 서비스에 반영
§ 장애 감시 과정에서 장애가 발생한 실제 서버 발견 시 부하 분산 대상에서 제외
§ 장애가 발생했던 실제 서버가 정상화 될 경우 다시 부하 분산 대상에 추가
§ 실제 서버에 대한 장애 감시기능을 통해 클라이언트에게 중단 없는 서비스 제공이 가능
§ 아래와 같은 방법을 통해 서버의 장애를 감시
항목 기본값 설 명 전송 주기 초 설정된 시간마다 장애 감시를 수행
응답 대기 시간 초 설정된 시간이 경과되면 실제 서버로부터 응답을 받지 못한 것으로 판단
재전송 횟수 회
실제 서버로부터 응답을 받지 못한 경우 실제 서버가 장애 상태인지 보다 확실하게 판단하기 위해 설정한 횟수만큼 장애 감시를 추가로 시도
복구 횟수 회
장애가 발생했던 실제 서버로부터 응답을 수신했을 때 실제 서버의 복구 여부를 보다 확실하게 판단하기 위 해 설정한 횟수만큼 추가로 장애 감시를 수행
포트 장애 감시에 사용할 목적지 포트 번호
표 실제 서버 장애 감시에 사용되는 항목과 기본 값
§ 아래와 같은 다양한 종류의 장애 감시 방법을 구현
§ 장애 감시
그림 장애 감시 동작 과정
§ 장애 감시
그림 장애 감시 동작 과정
§ 장애 감시
그림 옵션을 활성화환 장애 감시 동작 과정
§
그림 장애 감시 동작 과정
§ 장애 감시
그림 장애 감시 동작 과정
¡ 서버 부하 분산 기능 구현
§ 서버 부하 분산 주소 및 포트 정보를 기반으로 트래픽 분 배
§ 서버 부하 분산 주소 포트 정보 및 패킷 내용까지 분석하 여 트래픽 분배
¡ 지속 연결기능 구현
§ 특정 클라이언트가 요청하는 모든 연결을 항상 동일한 실제 서버를 통해 이 루어질 수 있게 해주는 기능
§ 아래와 같은 종류의 지속 연결 기능을 제공
§ 쿠키 지속 연결 클라이언트와 서버 간에 주고 받는 쿠키 정보를 사 용하여 실제 서버 선택
§ 지속 연결 클라이언트의 주소를 사용하여 실제 서버 선택
¡ 성능 최적화
§ 적용
§ 자료구조 적용
§ 자원 관리기법 적용
§ 기법 적용
§ 적용
§
§ 적용 할당된 의 독점사용 보장
§ 의 수 증가에 따라 성능 향상이 보장되는 한 구조
¡ 성능 측정 구성 및 결과
§ 아래와 같은 미들박스 서비스 성능 측정 환경을 구성
§ 계측기를 이용 미들박스 서
비스에 트래픽을 인가 후 및 성능을 측정
§ 서버기반 미들박스 서비스 성능측정 결과
서버환경
성능측정 목표 성능 만 성능
성능측정 결과 성능 만 목표 달성
성능 목표 달성
§ 서버기반의 가상화 환경 미들박스 서비스 성능측정 결과 추가실험
서버환경
총
가상화 환경
성능측정 목표 없음 과제 범위 외 성능측정 결과 성능 만
성능
¡ 프로그램 참여
§ 의 파트너 프로그램
§ 국내 최초 가입 파트너 최초 멤버
§ 환경에서 미들박스 서비스 의 상용 수
준 검증
그림 환경에서 검증
§ 최대 벤더 에코시스템을 활용하여 완성도 검증
그림 프로그램 참여 기업
§ 의 표준준수 상호운용성 신뢰성 측면 검증 진행 중
§ 프로그램을 통해 향후 검증 진행 예정
§ 공인 인증 프로그램을 통해 고객에게 안정성 신뢰성이 보증된 미들박스 서 비스 제공 효과 기대
¡ 주요 통신사 공공기관 클라우드 사업자 상용화 진행중 또는 예정
활용 미들박스 서비스 구현 검토 및 차기년도 적용 방안 검토
¡ 라이브러리 주요 특징 분석
§ 사용자모드에서 네트웍 패킷 처리에 최적화 된
§ 스택 구현및 표준 소켓형태의 제공
§ 멀티 코어시스템에서 독립적으로 패킷 처리
§ 캐쉬 최적화 등의 장점 제공
§ 을 통한 최소화
§ 다양한 종류의 시스템 사용자 정의 이벤트 제공
¡ 구현
§
§ 기존 커널대비 패킷 등 제어에 따른 최소화
§ 방식의 설계로 를 분리
§ 정보를 과 연동
§
¡ 구현
§ 두개의 소켓을 연결하여 데이터 복사
§ 스택 안정성 정확성을 점검
§ 서비스를 위한 기반 기술 점검
¡ 차기년도 적용 방향 검토 고도화
§ 멀티코어 시스템을 활용한 고속 패킷수신 기능 병합 패킷처리의 성능이 코 어 수에 비례해서 증가함
§ 재조합 기능 연동 정확한 패킷재조합으로 재조합우회 공격 탐 지율 향상
¡ 차기년도 적용 방향 검토
§ 스택 활용 커널 병목해소를 통해서 소켓 처리 성능 향상
§ 스택과 가속기 연동 암복호화를 위해서 가속기 사용시 스택
에서 가속기로 직접 데이터 전달하여 데이터 복사 최소화
나 서버와 스위치 통합 플랫폼 통합 플랫폼 구현
¡ 통합 플랫폼 형상
§ 통합 플랫폼 의 외부 형상은 아래와 같음
그림 통합 플랫폼 의 전 후면 형상
그림 통합 플랫폼 의 좌 우 측면 형상
¡ 통합 플랫폼 구조
그림 통합 플랫폼 구조
그림 통합 플랫폼 의 블록도
§ 미들박스 기능 집약에 최적화된 서버 스위치 구조 를 채택
§ 과 고성능 서버 플랫폼의 유기적 결합
§ 통합 플랫폼 는 외부 인터페이스를 제공하는 과 서버 파트를 담당하는 그리고 스위치 파트를 담당하는 으로 구성
§ 서버 파트를 담당하는 과 스위치 파트를 담당하는 은 를 통 해 연결
§ 독립된 를 통해 고가용성 및 무중단 서비스 제공
¡ 미들박스 서비스 제공에 최적화 된 통합 플랫폼
§ 고성능의 인텔 서버 플랫폼과 을 채용하여 구현
서버
스위치
표 통합 플랫폼 사양
§ 통합 플랫폼 의 내부 형상
그림 통합 플랫폼 의 내부 형상
¡ 통합 플랫폼 의 효율적인 패킷 처리
§ 단순 포워딩 트래픽 미들박스 기능이 필요한 트래픽으로 분류
§ 기술 적용
§ 단순 포워딩 트래픽의 경우 스위치에서 의 고속 을
이용 단순 포워딩에 대해 보장
§ 미들박스 기능이 필요한 트래픽의 경우 서버에 위치한 미들박스 서비스 소 프트웨어에서 처리
§ 서버와 스위치간 연결 로 높은 보장
성능 최대 보장
표 서버와 스위치간 연결을 위한 사양
¡
§ 등의 가속을 위한 추가 확장 마련
그림 가속을 위한 추가 확장
¡ 별 트래픽 분배 기능 구현
§ 스위치의 알고리즘과 기능을 사용하여 동
일 세션에 속하는 패킷은 동일한 에서 처리됨을 보장
그림 동일 세션에 속하는 패킷의 동일 보장
¡ 별 트래픽 분배 기능 구현을 통한 기대 효과
§ 수에 하게 증가하는 트래픽 처리 성능 보장
¡ 서버와 스위치간 기능 구현
§ 기능 제공을 위해 서버파트 과 스위치파트 에 상태 모니터링 모듈 구현
§ 서버파트 에 스위치상태 모니터링 모듈 구현
§ 스위치파트 에 서버상태 모니터링 모듈 구현
그림 제공을 위한 서버와 스위치 간 상태 모니터링
§ 모듈과 모듈은 패킷 명령을 사용하여 서버
스위치의 상태를 모니터링
§ 모듈은 모듈에 패킷 송신 후 응답 대기
§ 모듈은 모듈에 패킷 송신 후 응답 대기
§ 모듈에서 응답이 수신되지 않으면 장애가 발생했다고 판단하고 장애가 발생한 서버 나 스위치를 재부팅 하여 장애 복구를 수행
§ 다음 조건을 통해 서버와 스위치간 장애 감시 수행
장애 감시 주기 초
서버 장애 판단 조건 초 동안 응답이 없는 경우 스위치 장애 판단 조건 초 동안 응답이 없는 경우
표 모듈에서 서버 스위치 장애판단 조건
¡ 서버와 스위치간 기능 구현을 통한 기대효과
§ 기능은 안정적인 서비스 제공을 원하는 클라우드 사업자 운영자의 핵심 요구사항 반영
§ 통합 플랫폼을 기반 미들박스 서비스 제공 중 서버나 스위치에서 장애 발생 시 기능을 통해 다운타임을 최소화 함
§ 시스템 구성 요소 중에서 동작하지 않으면 전체 시스템이 중단되는
¡ 서버와 스위치 통합 플랫폼 성능 측정 구성 및 결과
§ 성능측정 목표 네트워크 기능 모듈의 독립적인 개수와 플로 클래스 변 경 성능 측정
§ 성능측정 구성
그림 성능측정을 위한 망 구성
계측기
표 성능측정을 위한 환경 설정
§ 성능측정 결과
테스트 항목 차년 년 도 목표 테스트 결과
처리 개수 목표수준 배 달성
클래스 변경 개 초 개 초 목표수준 달성
표 서버 스위치 통합 플랫폼의 성능측정 결과
서비스 컨트롤러 구현 및 테스트
가 미들박스를 위한 서비스 컨트롤러 구현 대 이상의 미들박스 설정 기능 구현
¡ 서비스 컨트롤러의 미들박스의 서비스 설정 기능
§ 미들박스의 네트워크기능 서비스 의 관리는 미들박스 내의 에서 을 기반으로 관리
§ 서비스 컨트롤러는 미들박스 내의 와 연동하여 미들박스의 네트워크 기능서비스를 관리
§ 위의 기능을 위해 기반의 사용
¡ 서비스 컨트롤러의 미들박스의 네트워크 설정 기능
§ 서비스 컨트롤러는 컨트롤러와 연동하여 미들박스 내의 트래픽 입출력 제어 및 네트워크 설정 관리
§ 위의 기능을 위해 기반의 프로토콜 사용
¡ 서비스 컨트롤러의 모니터링 통계 수집
§ 미들박스의 리소스 및 네트워크 모니터링과 통계 정보 수집
§ 위의 기능을 위해 기반의 및 프로토콜 사용
¡ 상세 설계서 작성
§ 서비스 컨트롤러 아키텍처
§ 서비스 컨트롤러 블록 다이어그램
§ 서비스 컨트롤러 기능 목록
서비스 컨트롤러 시제품 구현 및 단일 미들박스 연동
¡ 서비스 컨트롤러 시제품 구성
§ 서비스 컨트롤러
§ 컨트롤러
§ 서버
§
¡ 서비스 컨트롤러 구성
§ 과 프레임워크 기반의 웹 어플리케이션
§ 웹 어플리케이션은 장비 관리 서비스 관리 모니터링 관리 알람 관리 데이 터베이스 관리 모듈들로 구성
§ 컨트롤러 기능 목록
미들박스 관리
네트워크기능 서비스 관리 모니터링 및 통계 관리 알람 관리
번호 대구분 소구분 내용
1 미들박스 관리
미들박스 리소스의 가용상태 관리
모니터링 및 통계 관 리 알람 관리 기능을 , 이용
2
네트워크기능 서비스 관리
네트워크기능 서비스 VM 의
라이프사이클 관리 미들박스 내의 Agent 를 이용하며, REST
기반의
API Open 사용
API
3 네트워크기능 서비스 VM 의
설정 관리
4 네트워크기능 서비스의 설정
및 라이프사이클 관리 5
모니터링 및 통계 관리
미들박스의 리소스 및 네트워 크 모니터링 관리
미들박스 내의 Agent 를 이용하며, REST
와 사용
API SNMP 6 네트워크 기능 서비스 VM 의
리소스 모니터링 관리
7 네트워크기능 서비스의 정보
및 통계 관리 8
알람 관리
미들박스 리소스(CPU, RAM, 상태에 따른 알람 관리
Disk) 미들박스 내의 Agent 를 이용하며, REST
기반의
API Open 사용
API
9 네트워크기능 서비스 VM 의
리소스 상태에 따른 알람 관리
10 네트워크기능 서비스 기능에
따른 알람 관리
¡ 컨트롤러 구성
§ 컨트롤러는 트래픽 관리 리소스 관리용 모듈들로 구성
§ 미들박스 장비와의 연동을 위해 프로토콜 사용
§ 서비스 컨트롤러와의 연동을 위해 사용
¡ 서버 구성
§ 서버 기반의 어플리케이션
§ 서비스 컨트롤러와 서버의 기능정보를 공유 및 저장하기 위해 사용
§ 사용
¡ 서비스 화면 구성
§ 서비스 관리화면
서비스 추가 수정 삭제 및 관련정보 조회
§ 미들박스 장비 및 서비스의 리소스 모니터링 화면
나 미들박스 트래픽 및 서비스 설정 기능 테스트
대 이상의 미들박스 연동 테스트를 위한 에뮬레이션 환경 구축
¡ 개 이상의 미들박스 관리기능 테스트
§ 개 이상의 미들박스와 네트워크 기능서비스 관리기능을 테스트하기 위한 실제 미들박스 이용한 환경 구축
¡ 다수 개의 미들박스 관리기능과 테스트
§ 다수 개의 미들박스와 네트워크 기능서비스 관리기능을 테스트하기 위해 에 뮬레이터를 이용한 환경 구축
대 이상의 미들박스 환경에서 를 이용한 트래픽 및 서비스 설정 기 능 테스트
¡ 네트워크 기능서비스 및 네트워크 기능서비스의 설정 및 제어기능 테스 트
§ 네트워크 기능 서비스 의 설정 및 생성 삭제 테스트
§ 네트워크 기능 서비스의 설정 및 생성 삭제 테스트
¡ 서비스 관리 및 네트워크 기능서비스 테스트
§ 서비스에 대한 서비스 컨트롤러 연동 테스트
¡ 컨트롤러를 이용하여 프로토콜을 통해 미들박스의 트래픽 조회 제어 테스트
¡ 미들박스의 각 포트별 모니터링 및 플로우룰 설정 테스트
고성능 미들박스 확장 기능 설계 및 구현
가 미들박스 유저 정의 이벤트 지원 추진 내역
¡ 미들박스 유저 정의 이벤트 구현 완료
§ 본 과제 1 차년도에서는 네트워크 미들박스에서 자주 사용되는 L2-L4 수준 네트워크 이벤트를 분석한 결과를 토대로 미들박스 OS 의 기본 빌트인 이벤 트를 디자인하고 다음과 같이 결정함.
§ 2 차년도에서는 미들박스 OS 에 ‘ 유저 정의 이벤트 기능을 추가하여 빌트 ’ , 인 이벤트 외에 각 애플리케이션들이 자신이 필요한 이벤트들을 직접 정의 할 수 있도록 지원하는 것을 목표로 함.
그림 37. 미들박스 OS 빌트인 이벤트 (1차년도 성과)
§ 2 차년도에서 유저 정의 이벤트 기능을 지원하기 위해서 다음과 같이 미들박 스 OS 유저 정의 이벤트 구현을 진행함 .
1. 유저 정의 이벤트 정의 기능
빌트인 이벤트에 사용자 정의 필터를 추가하여 새로운 유저 정의 이벤
▷
트를 만들 수 있도록 디자인 및 구현을 진행함.
2. 유저 정의 이벤트 등록 기능
새로 추가된 새로운 유저 정의 이벤트를 미들박스에 등록할 수 있도록
▷
디자인 및 구현을 진행함.
3. 유저 정의 이벤트 등록 해제 기능
등록된 유저 정의 이벤트를 상황에 따라 등록 해제 할 수 있도록 디자
▷
인 및 구현을 진행함.
§ 미들박스 OS 는 유저정의 이벤트의 활용을 위하여 다음과 같은 확장기능을 제공함
1. 유저 정의 이벤트 상속 기능
리스닝 소켓 부모 소켓 에 등록 된 유저 정의 이벤트 의 경
TCP ( ) ‘ ’
▷
우 새로운 커넥션에 대해 TCP 소켓 자식 소켓 이 새로 생성될 때 자연스 ( ) 럽게 상속되어 사용 가능함.
2. 미들박스 기능 수행 중 각각의 TCP 플로우에 대하여 유저 정의 이벤트 동적 등록 및 등록 취소 기능
네트워크 이벤트를 관찰 중에 TCP 플로우에 대한 이벤트 등록 해제가 /
▷
필요한 경우 동적으로 수행 가능하도록 구현 완료함.
3. 유저 정의 이벤트를 기반으로 하여 또 다른 유저 정의 이벤트를 정의할 수 있는 확장성
유저 정의 이벤트의 경우 빌트인 이벤트 [ + 유저 정의 필터 로 정의될 ]
▷
수도 있지만 , [ 유저 정의 이벤트 + 유저 정의 필터 로 정의 될 수도 있다 ] .
즉 사용자의 필요에 따라 빌트인 이벤트에서 시작해서 계층적으로 이벤 ,
트를 정의하는 것이 가능함 . ( 예 - [TCP 패킷 도착 이벤트 ] -> [TCP ACK
패킷 도착 이벤트 ] -> [Advertised window size = 0 인 TCP ACK 패킷 도
착 이벤트 순서로 정의 및 사용 가능함 ] .)
그림 39. 유저 정의 이벤트 포함 미들박스 OS 이벤트 시스템 구조
§ 각각의 TCP 플로우마다 서로 다른 이벤트를 등록할 수 있기에 이에 대한 플로우의 수가 수 백만 개 이상이 되면 이벤트에 대한 데이터를 저장하는 데에만 많은 양의 메모리가 필요로 하게 된다 이 데이터를 효율적으로 중 . 복 제거하여 높은 성능과 확장성 및 유연성을 동시에 지원할 수 있도록 하 였다.
그림 40. 수백만 플로우가 동시에 존재하는 경우 위와 같이 각 플로우 별로 이벤트 및 핸들러를 등록한다면 매우 큰 메모리 오버헤드 (8GB for 50M flows, 10 handlers/socket) 가 발생하며
그림 41. 본 과제의 연구 성과 중 하나로, invocation forest 개념에 의한 이벤트 시스템의 성능 최적화를 꾀하였다 이 알고리즘을 사용할 경우 동일한 이벤트 집합을 등록한 플로우들의 경우. ,
해당 invocation forest 구조체를 공유하며 개별 플로우에 대한 이벤트 등록 제거가 있을 경우, / 분기하여 새로운 invocation forest 구조체를 생성하게 된다 이를 통해 대부분의 플로우가 동일한. ,
이벤트를 공유하는 상황에서 성능 최적화가 가능하다.
¡ 미들박스 유저 정의 이벤트 디자인 및 기능 정의
§ 추진 내용 미들박스 : OS 애플리케이션의 편의를 고려하여 유저 정의 이벤트 를 쉽게 정의 등록 및 등록해제 할 수 있도록 간단하지만 효율적인 , API 를 디자인 함
§ 유저 정의 이벤트 관련 API 의 경우 별첨된 산출물 미들박스 ( OS 확장 기능 유저 정의 이벤트 기능 및 설계서 로 제출함
- API ) .
¡ 미들박스 유저 정의 이벤트 구현작업
§ 추진 내용 높은 부하 상황에서 유저 정의 이벤트의 동적인 사용이 애플리 : 케이션 개발의 편의성을 제공하는 동시에 높은 성능을 달성할 수 있도록 세 부 디자인을 설계하고 구현함
§ 자체 점검 사항 자체 테스트를 통해 성능 수준 및 기능에 대한 확인 작업 : 진행
그림 42. 등록된 이벤트 수 대비 전송 성능 그래프 본 과제에서 개발된 효율적인. invocation forest 공유 알고리즘의 사용을 통해 등록된 이벤트가 증가하더라도 미들박스 OS (mOS)의 성능은 거의
동일하게 유지되어 성능 최적화를 달성한 것을 알 수 있다.
나 매니코어 기반의 가속 하드웨어 지원 추진 내역
¡ 매니코어 기반 하드웨어를 활용한 고성능 패킷 프로세싱
§ 매니코어 기반 하드웨어를 활용하여 고성능 패킷 프로세싱의 가능성을 타진 하는 연구
§ 대표적인 네트워크 미들박스 어플리케이션인 네트워크 침입탐지 시스템 를 대상으로 연구를 진행하였다 (Network Intrusion Detection System, NIDS) .
§ 매니코어 시스템으로는 Tilera 社 의 TILE-Gx72 를 사용하였으며 TILE-Gx72 에 는 총 72 개의 코어가 내장되어 있다 또한 . , TILE-Gx72 에는 패킷들을 72 개의 코어에 균등하게 분배해주는 역할을 하는 패킷 I/O 엔진인 mPIPE 가 포함되 어 있으며 mPIPE 는 프로그래밍이 가능하다 .
개발 내역 상세 설명
[ ]
¡ 로의 플로우 오프로딩 알고리즘
§ 모든 flow 는 기본적으로 매니코어 시스템에서 처리된다 .
§ 각 코어에 해당하는 패킷 queue 의 length (q) 를 기준으로 dynamic 하게 플 로우 오프로딩 실시 여부를 판단하며 이는 mPIPE 에서 결정한다 ..
§ Threshold 는 총 2 개 이다 . (T1, T2)
§ 우선 , q 가 T1 을 초과할 경우 새로 들어오는 flow 들 중 일부를 매니코어 시
스템이 아닌 host CPU 쪽으로 오프로딩한다 오프로딩을 통해 . q 가 줄어들기
를 기대한다 만약 . q 가 줄어들어 T1 보다 작아진다면 다시 모든 flow 를 매
니코어 시스템에서 처리한다.
§ 하지만 , q 가 작아지지 않고 T2 보다 커질 경우 새롭게 들어오는 , flow 들 의 전부를 host CPU 쪽으로 오프로딩한다 .
§ 오프로딩하는 최소 단위는 패킷이 아닌 플로우여야 한다 왜냐하면 . NIDS 는
재조립된 (reassembled) 패킷의 payload 에 대해서 탐지를 실시해야 하기 때
문이다 만약에 패킷 단위로 오프로딩을 실시한다면 재조립된 . payload 에
대한 탐지를 실시할 수 없다.
다 멀티 서비스 기능 지원 추진 내역
¡ 단일 미들박스 내 멀티 서비스 기능 설계 및 구현
§ 본 과제 1 차년도 목표로 단일 호스트 내에서 독립적인 미들박스 서비스가 동시에 동작하도록 구현함 . 1 차년도의 미들박스 OS 결과물이 단일 미들박스 내에서 다수의 서비스들이 서로 독립적으로 동작하는 경우만을 지원했다면, 차년도에는 단일 미들박스 내 서로 다른 서비스들이 조합되어 하나의 복합 2
적인 서비스로서 동작하는 경우를 지원하며 지원하는 것이 가능해야 함.
§ 이는 NFV (network function virtualization) 개념 지원을 위해 필수적인 기능 으로 트래픽 종류에 따라 원하는 , chain 을 통해 플로우가 전송되도록 트래 픽 steering 기능을 지원해야 함 .
§ 또한 부가적으로 , NFV 개념 지원을 위해 가상 머신의 가상 네트워크 포트 와 물리 네트워크 포트 사이의 통신이 가능한 가상 스위치에 기반한 구현이 요구된다고 판단함.
§ 이에 따라 차년도에서는 트래픽이 여러 개의 미들박스 서비스를 순차적으 2 로 지나가도록 하는 기능 구현을 목표로 하였으며 이를 위해 차적으로 현 , 1 재 존재하는 오픈 소스 가상 스위치들의 성능 기능 평가를 수행함 / .
그림 43. 연차별 미들박스 OS 멀티 서비스 지원 기능 비교
§ 분석 결과에 기반하여 OVS with netdev-DPDK 를 서비스 간 포워딩을 담당 하는 스위치로 결정하고 OVS + 미들박스 OS 구현을 진행함 이를 위해 미 . 들박스 OS 에서 기존에 지원했던 native DPDK (= 물리 포트 외에도 ) DPDK
가상 포트 까지 지원하도록 구현을 확장하여 진행함
Ring (= ) .
그림 44. 멀티 서비스 지원을 위한 오픈소스 가상 스위치간 성능 기능 비교/
그림 45. OVS with netdev-DPDK 및 DPDK
§ 기능 완성 이후 성능 분석을 수행하였으며 , core 수가 증가함에 따라 하게 성능이 증가하는 것을 확인함
scalable .
§ 원격 소프트웨어 정의 네트워크 (SDN) 컨트롤러에 의해 포워딩 규칙 설정 가능하도록 완성하고 테스트를 완료함 미들박스 네트워킹 스택 기반 애플 . 리케이션 다수가 존재할 때 가상 스위치를 통해 단일 호스트 내에서 멀티 서비스 chaining 기능이 가능하도록 구현 완성함 . ( 향후 아토리서치에서 개 발 중인 컨트롤러와의 연동 진행 논의 예정)
그림 46. OVS + 미들박스 OS의 코어 수 증가에 따른 scalability 성능 평가
그림 47. 2차년도 미들박스 OS 멀티 서비스 및 네트워크 컨트롤러 연동 개념도
라 멀티 서비스 기능 검증 설계 구현 및 확장 추진 내역
¡ 설정 정보 기반 서비스 검증 어플리케이션 구현
§ mOS 어플리케이션 및 mOS 체이닝이 구성되었을 때 해당 어플리케이션의 , 정상 동작 및 체이닝에 의한 모순점 검색 등 기능 검증을 위한 서비스 검증 어플리케이션 구현 작업을 진행
§ 추진 성과 : 어플리케이션 및 체이닝 동작의 설정파일을 받아와 패킷 헤더 기준으로 도달 가능성을 검증하는 어플리케이션 구현 완료
¡ 설정 정보 및 라우팅 정보를 모아오는 모델 구현
§ 추진 내용 다른 미들박스에서 구현된 어플리케이션 및 미들박스 간 구성된 : 서비스 체이닝의 정보를 모아오기 위한 Daemon 및 이를 받아 검증을 수행 하는 Server 모델 구현
§ 추진 성과 : 다른 미들박스에서 구성된 정보를 받아와 검증을 수행하는 모 델 구현 완료
그림 48. 검증 어플리케이션 구조도
개발 내역 상세 설명
[ ]
어플리케이션은 에서 패킷을 받은 후 패킷을 처리하고 이후 다시
mOS mOS
로 패킷을 내려주게 된다 는 이를 체이닝 규칙에 의해 다른 어플리
mOS . mOS
케이션으로 넘겨주게 된다 이 때 각 어플리케이션 간 논리의 충돌이 없는 . ,
검증 어플리케이션 내에서 재구성하여 검증을 수행한다.
검증 어플리케이션은 Header Space Analysis 를 기반으로 검증을 수행하며 결 , 과로써 도달가능한 헤더 헤더가 지나온 경로 정보를 얻게 된다 , .
또한 다른 미들박스 간 서비스 검증을 위해 , Daemon-Server 모델을 구현하 여 이 정보를 받아오게 된다 이 때 , . , Daemon 은 미들박스 쪽에 위치 , Server 는 중앙서버에 위치하게 된다 . Daemon-Server 간 통신은 TCP 를 사용하고 ,
을 사용하여 정보를 주고받는다
XML .
마 미들박스 에코 시스템 사용자 커뮤니티 형성을 위한 사전 작업 진행 추진 내역
¡ 본 과제 차년도 이후부터는 미들박스 의 오픈소스화 및 에코 시스템 형 성을 목표로 함 차년도 과제 목표에는 포함되어 있지 않았으나 보다 효율 적인 과제 진행을 위해 미리 사전 작업을 수행하여 미들박스 플랫폼의 사용자 커뮤니티 형성을 도모함
¡ 사업단 내에서 개최한 과제 워크샵에서 미들박스 사용을 활성화하 기 위한 미들박스 튜토리얼 프로그램 진행 년 월 일
§ 참석자 총 : 28 명 파이오링크 카이스트 아토리서치 ( , , , SK 텔레콤 에스피테크 , , 컨설팅
STA )
§ 미들박스 OS 튜토리얼 프로그램 진행 내용
- 미들박스 OS 에 대한 개요 및 프로그래밍 방법 설명 - 미들박스 OS Hands-on 튜토리얼 진행
- 미들박스 OS 소스코드 (release 0.2a) 및 프로그래밍 매뉴얼 공유 - 미들박스 OS 동작 데모 시연
¡ 캠퍼스 네트워크 망에서 미들박스 테스트베드 구축 년 월 일 현재
§ KAIST 본원 김병호 IT 융합센터 층에서 사용할 수 있는 테스트베드 구축 8
§ 사용자 데스크탑의 네트워크 설정에서 기본 게이트웨이 설정 변경을 통해 쉽게 이용 가능함.
§ 현재 미들박스 OS 기반의 Network Address Translation (NAT) 미들박스 기 능 안정성 테스트 진행 중 약 ( 40 일간 총 참여 인원 약 , 10 ) 명
¡ 미들박스 소스코드 알파 테스트 및 코드 공유 년 월 일
§ 2 차년도 진행 결과 고도화 및 기능 안정화를 수행한 미들박스 OS 의 최신 버전 (release 0.3) 소스코드를 파이오링크와 공유
§ 협업을 통해 미들박스 OS 기반 네트워크 기능 개발 현재 진행 중
§ 프로그래밍 가이드 개선 및 온라인화을 통한 개발자 접근성 개선 및 최신 버전 상시 유지 도모
- 온라인 프로그래밍 가이드: http://www.ndsl.kaist.edu/mos_gui
적용
가 의 과 미들박스 와의 적합성 분석 설계
그림 49. OpenFlow 설계를 통한 설계 진행
나 테스트베드 및 아키텍처 설계
¡ 기능 및 개발 구성
§ 는
로 구성
§ 를 통해 전달되는 수행
의 를 기반으로 권한 식별
를 통하여 관리 모니터링을 위해 과 모니터링 고유 매핑
§ 성숙도 높은 인 과 기반
§ 요청에 의해 생성되는 를 로 관리 로 를 관리 함으로써 안정성 극대화
를 통한 처리로 성능 극대화
다 의 성능 개선을 위한 및 적용 및 테스트
¡
그림 50. OpenStack + DPDK(AOVS) Architecture
§ 가상 시스템에서 효율적으로 장치를 공유할 수 있도록 하며 고유 성능 과 유사한 성능이 발휘되도록 하드웨어에서 구현
§ 물리적 기능이라는 단일 리소스는 여러 가상 시스템에서 공유
§ 성능 향상 및 대기 시간 감소 가상 시스템 환경에서 하드웨어에
¡ 적용 테스트
§ 카드에 하는 방법 옵션 적용
§ 에서 설정 환경 작업 및 지원 옵션 추가
§ 지원하는 모델 확인
§ 작업을 통한 생성 테스트
표준기술 확보
가 통신 사업자주도의 다양한 표준화 단체 미팅 참여 및 미들박스 표준화 추진 표준화 추진
¡
추진 내용
에 개발중인 에 대한 및 요구사항 제안 및 반영표준화 추진
¡
추진 내용
에 개발중인 에 대한 및 시나리오 제안 및 반영표준화 추진
¡ 추진 내용 기술 기반 의 방
안 및 구조를 문서인 에 반영함
기술개발결과
기술개발 결과물 논문 지식재산권 기술수준 성능 품질 시제품 기술문서 등 에 대해 기재 논문의 경우 국내 및 국외 발표 자료로 분류해서 상세히 작성
특허의 경우 국내 출원 및 등록 국외 출원 및 등록 으로 분류해서 상세히 작성 기술 수준 성능 품질은 관련 입증 자료 또는 시험성적서 등 첨부
시제품 설계 및 제작은 관련 기밀 유출이 되지 않는 범위 내에서 설계도 또는 제작 도면 등도 첨부
고용 창출 효과 기재 신규 고용 실적 등
구체적인 연구 성과
구분
특허 논문발표 표준화 기술
이전 기술료 출원
국내 국외
등록 국내 국외
계
국내 국외 국내 국외 비 국내 국외
계 국내 국외
기고 반영
채택 건수 백만원 계획 건
실적 건
는 진행중 ( )
※
지식재산권
종류 해외 출원
국내 국외
출원 등록국
출원 등록 구분
출원 등록 번호
발명명칭 출원등록 기관
출원 등록일
국내 대한민국 출원
스위치에 네트워크를 설정하는 방법 이를 사용한 스위치 및 컴퓨터
판독 가능한 기록매체
파이오링크
국내 대한민국 출원
네트워크 장치에서 단편화 패킷을 처리하는 방법 및
장치
파이오링크
국내 대한민국 출원
고속의 처리를 위해서 레코드 길이를 제어하는 방법 및 장치
파이오링크
국내 대한민국 출원 컨트롤러의 패킷
처리방법 파이오링크
국내 대한민국 출원 암호화된 트래픽을
모니터링하는 방법 및 장치 파이오링크
국내 대한민국 등록
동적 필터링을 이용하여 단말의 통신을 제어하기
위한 방법 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록
매체
파이오링크
국내 대한민국 등록
웹 페이지에 대한 학습 완료 상태 및 웹 페이지의
종류에 따라 웹 페이지를 처리하여 웹 페이지에
대한 위변조 판단을 지원하기 위한 방법 통신
장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
파이오링크
국내 대한민국 등록
정규 표현식의 매칭을 처리하기 위한 방법 장치
및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
파이오링크
국내 대한민국 등록
과부하에 대응하여 패킷을 처리하기 위한 방법 장치
시스템 및 판독 가능한 기록 매체
파이오링크
국내 대한민국 등록 등록결정
소프트웨어 정의 네트워크에서의 보장을 위한 대역폭 제어
방법 및 장치
아토리서치 특허결정
01 1 국내 대한민국 출원 다중 패턴 매칭 알고리즘
및 이를 이용한 처리장치
01 1 국내 대한민국 출원
복수의 코어를 구비한 침입 탐지장치 및 그를
이용한 패킷 처리방법
01 1 국내 대한민국 출원
공격 패턴이 존재하지 않는 공격 시그니처 기반의 침입 탐지 방법
및 그를 위한 장치
01 1 국내 대한민국 출원
네트워크 터널을 구성하는 제 터널 장비
및 제 터널 장비 및 이에 의한 검증 패킷
전달 방법
01 1 국내 대한민국 출원 네트워크 기능 가상화
장치의 긴급 복구 방법 아토리서치
01 1 국내 대한민국 출원
가상 네트워크 기능을 이용하여 사물 인터넷 서비스를 제공하는 방법
및 장치
아토리서치
01 1 국내 대한민국 출원
네트워크 순간 폭주를 제어하는 방법 장치 및
컴퓨터 프로그램
아토리서치
종류 특허 실용신안 디자인 상표 기타
해외출원 여부 국내 출원 해외 출원 일반 해외 출원
기술문서
순번 수행기관 제 목 주 요 내 용
1 파이오링크 ADC VNF설정 방법 ADC VNF의L4 부하분산 설정 2 파이오링크 IPS_IDS VNF 설정 IPS/IDS VNF를 위한OF-Rule 설정
3 KAIST 미들박스 OS 확장 기능- 유저 정의 이벤트 기능 및 API 설계서
유저 정의 이벤트에 대한 설명 및 개요 미들박스, OS 확장 기능 유저 정의 이벤트 기능 목록 및 관련( ) API 명세 및, 미들박스OS 전체API 함수 리스트(2차년도 업데이트 버전) 4 아토리서치 상세 설계서 서비스 컨트롤러 상세 설계서
논문실적 논문 [SCI ]
번호 수행기관 기고처 논문명 게재일 비고
비 논문 [ SCI ]
번호 수행기관 기고처 논문명 게제일
텔레콤 대한전자공학회
텔레콤
표준화 실적
구분 기고 채택 반영 기고
서명
표준
기구명 표준명 회의명 기고자 1)구분
기고 채/ 택 반영/ 일시
기고 채/ 택 반영/ 번호
이종민 기고 반영
이종민 기고 반영
이종민 기고 반영
이동기 기고 반영
결론 및 차년도 계획
기술개발 수행에 대한 종합적인 결론 제시
차년도 수행을 위한 건의 사항 또는 변경 사항이 있으면 기재
종합적인 결론
가 주요 미들박스 서비스 구현 단계 완료
¡ 최적화 완료
§ 에서 로 상용수준 성능 개선
§ 기반 멀티코어 최적화 구현
¡ 기능 구현
§ 성능 달성
§ 라이브러리를 사용한 고성능 개발
¡ 기능 구현
§ 성능 만 달성
§ 성능 달성
§ 컨트롤러 연동을 위한 구현
§ 표준 준수 상호운용성 신뢰성 검증을 위한 프로그램 참여
¡ 활용 미들박스 서비스 구현 검토 및 차기년도 적용 방안 검토
§ 기반 및 서버 구현
§ 차기년도 고도화 및 개발 적용 방안 검토
나 서버와 스위치 통합 플랫폼 구현 완료
¡ 통합 플랫폼 구현
§ 고성능의 인텔 서버 플랫폼과 을 채용하여 구현
§ 서버와 스위치간 로 높은 보장
¡ 통합 플랫폼 구현
§ 수에 하게 증가하는 트래픽 처리 성능 보장을 위한 별 트래픽 분배 기능 구현
§ 서비스 다운타임을 최소화하기 위한 서버와 스위치간 기능 구현
다 미들박스를 위한 서비스 컨트롤러 구현 및 기능 테스트 완료
¡ 미들박스를 위한 서비스 컨트롤러 구현 완료
§ 대 이상의 미들박스 설정 기능 구현
§ 서비스 컨트롤러 시제품 구현 및 단일 미들박스 연동
¡ 미들박스 트래픽 및 서비스 설정 기능 테스트 완료
§ 대 이상의 미들박스 연동 테스트를 위한 에뮬레이션 환경 구축
§ 대 이상의 미들박스 환경에서 를 이용한 트래픽 및 서비스 설정 기능 테스트
라 고성능 미들박스 확장 기능 설계 및 구현 완료
¡ 미들박스 유저 정의 이벤트 지원 완료
§ 차년도 미들박스 에 빌트인 이벤트로부터 확장하여 유저 정의 이벤트 기 능 및 함수 구현 완료
§ 유저 정의 이벤트 상속 기능 각각의 플로우에 대하여 유저 정의 이벤트 동적 등록 및 등록 취소 기능 구현 완료
¡ 매니코어 기반의 가속 하드웨어 지원 완료
§ 의 기반으로 고성능 패킷 프로세싱 구현
§ 로의 플로우 오프로딩 알고리즘 구현 완료
¡ 멀티 서비스 기능 지원 완료
§ 멀티 서비스 을 위해 가상 스위치에 대한 기능 성능 분석 진행
§ 기반 미들박스 애플리케이션 간 멀티 서비스
기능 구현 완료
¡ 서비스 검증 모델 설계 및 어플리케이션 구현 완료
§ 어플리케이션 및 서비스 체이닝 설정 정보 기반 검증 어플리케이션 구현 완 료
§ 분산된 미들박스에서 정보를 모아오는 검증 모델 구현 완료
§ 분산된 미들박스들의 서비스 체이닝 및 어플리케이션 동작 검증 가능
마 의 성능 개선을 위한 및 적용 완료
¡ 의 성능 개선을 위한 및 적용 및 테스트
§
의 기본 기능를 근거로 도출 및 오픈스택 네트워크 아키 텍처 를 검증하여 성능 품질 및 안정성을 확보함
¡
테스트베드 및 아키텍처 설계
§
상용 시스템에 적용하기 전에 미들박스 의 품질 및 안정
성을 확보하기 위해서 를 구축을 사내에 구축함
차년도 계획
가 주관기관 파이오링크
¡ 서버와 스위치 통합 플랫폼 기반으로 미들박스 통합 및 성능 최적화
¡ 서버와 스위치 통합 플랫폼 기반 네트워크 기능 구현 고도화
§ 성능 최적화 및 통합 테스트
¡ 미들박스 기반으로 추가 미들박스 기능 구현
§ 구현 공동 작업
§ 구현 공동 작업
§ 구현
¡ 다수 미들박스 기능들 사이의 연동 기능 구현
§ 기반 과의 연동 기능 개발
나 참여기관 아토리서치
¡ 미들박스 서비스를 위한 설정 및 제어 미들웨어 구현
§ 미들박스 서비스를 위한 설정 및 제어 미들웨어 설계
§ 미들박스 서비스를 위한 설정 및 제어 미들웨어 구현
¡ 미들박스 서비스 설정 검증 기능 설계
§ 설정 오류 검출을 위한 분석 알고리즘 설계
§ 설정 오류 검출을 위한 확장 정의
§ 서비스 미들웨어에서의 설정 오류 검출 기능 설계
¡ 미들박스 서비스 제어를 위한 정의 및 구현
§ 컨트롤러 상의 서비스 정의 및 구현
¡ 개 이상의 외부 컨트롤러와의 연동 테스트
다 참여기관
¡ 미들박스 안정화 및 고도화
§ 미들박스 유닛 테스트 유틸리티 지원
§ 미들박스 기반 테스트베드 구축 및 안정성 테스트
§ 미들박스 내 동적 미들박스 서비스 추가 제거 기능 구현
§ 멀티 머신 미들박스 기반 서비스 간 컨텍스트 공유 기능 구현
¡ 하드웨어 가속형 서비스 미들박스 로 포팅
§ 실제 미들박스 의 가능성 검증함과 동시에 미들박스 생태계 조성 시작
§ 많이 쓰이고 수요가 높은 두 가지 애플리케이션인 와 를 미들 박스 시스템으로 포팅
§ 진보된 하드웨어 아키텍처 맞춤형 미들박스 하드웨어 고도화
¡ 미들박스 상의 서비스 제어 및 검증 인터페이스 및
§ 컨트롤러에 의한 미들박스 서비스 제어 및 검증을 지원하기 위해 미들박스 에 필요한 인터페이스 및 를 정의하고 구현
§ 컨트롤러 프로그램을 통해 다음과 같은 기능을 제어할 수 있도록 서비스 제 어 인터페이스 구현
미들박스 서비스를 동적으로 실행 및 종료
미들박스 서비스 간 트래픽 전달 정책 생성 변경 제거 서비스 검증을 위한 구성 정보 전달
기존 서비스 제어를 위한 인터페이스 및 설계만을 통해서는 차 도 까지 설계한 검증 어플리케이션을 수행할 수 없음 따라서 미들박스 어플 리케이션 혹은 서비스 체이닝의 정보를 받아올 수 있도록 하는 인터페이 스 및 를 정의하여 검증을 수행할 수 있도록 하는 것을 목표로 함
라 참여기관 에스피테크놀러지
¡ 상용화를 위한 구조 설계
§ 최적의 구성 방법 설계
§ 도구 및 구성 방안 설계
마 참여기관 텔레콤
미들박스 시스템의 표준 기술 확보
통신 사업자주도의 다양한 표준화 단체 미팅 참여 표준 기술 동향 파악 및 기고 활동 매년 개 이상 ( 2 )
2 차년도에 개발된 미들박스 검증 수행
미들박스 기능 검증 통신사업자 측면 ( )
사업비 사용현황
Ⅳ .
주관기관 : 파이오링크
①
단위 천원 ( : )
구 분비 목
당 초 계 획(A) 사 용 금 액(B) 잔액(A-B)
증감사유 현 금 현 물 현 금 현 물 현 금 현 물
직접비 인건비 학생인건비 연구장비 재료비
차년도 구매 기자재의 기 1
술지원 비용 발생으로 인한 증액
연구활동비 기자재 증액분 만큼 국외출
장비 감액
연구과제추진비 연구수당 위탁연구개발비 간접비
인력지원비 연구지원비 성과활용지원비 간접비
비영리기관은 일괄기입 이 자
전년도 이월금 합 계
사후환급금 부가세 관세 등 은 제외함을
1. ( , )
※ 원칙으로 함
당초 계획 대비 사용 금액이 변경된 사항에 대해서는 증감 사유란에 구체적 표기 2.
참여기관 1 : 아토리서치
②
단위 천원 ( : )
구 분비 목
당 초 계 획(A) 사 용 금 액(B) 잔액(A-B)
증감사유 현 금 현 물 현 금 현 물 현 금 현 물
직접비 인건비 학생인건비 연구장비 재료비
연구활동비
예산 산정 시 품질관리비를 포함하지 않아 반영하고 국 외여비 워크샵 개최비 등, 수요가 낮은 항목의 예산 감액
연구과제추진비
야근식대 국내여비 등 수, 요가 낮은 항목의 예산을 감액하고 사무용품비 등 수 요가 높은 항목의 예산 증 액
연구수당 위탁연구개발비 간접비
인력지원비 연구지원비 성과활용지원비 간접비
비영리기관은 일괄기입 이 자
전년도 이월금 합 계
사후환급금 부가세 관세 등 은 제외함을
1. ( , )
※ 원칙으로 함
당초 계획 대비 사용 금액이 변경된 사항에 대해서는 증감 사유란에 구체적 표기 2.
해당년도 사업 시작부터 진도실적보고서 제출 시점까지의 사업비 집행 내역 작성 3.
참여기관 2 : 에스피테크놀러지
③
단위 천원 ( : )
구 분비 목
당 초 계 획(A) 사 용 금 액(B) 잔액(A-B)
증감사유 현 금 현 물 현 금 현 물 현 금 현 물
직접비 인건비 학생인건비 연구장비 재료비
연구활동비 연구과제추진비 연구수당 위탁연구개발비 간접비
인력지원비 연구지원비 성과활용지원비 간접비
비영리기관은 일괄기입 이 자
전년도 이월금 합 계
사후환급금 부가세 관세 등 은 제외함을
1. ( , )
※ 원칙으로 함
당초 계획 대비 사용 금액이 변경된 사항에 대해서는 증감 사유란에 구체적 표기 2.
해당년도 사업 시작부터 진도실적보고서 제출 시점까지의 사업비 집행 내역 작성 3.
