1. 개요
2. 등장배경
3. 미래 통신망의 4대 설계 목표
4. 네트워크 진화 방향
5. 핵심 기술
가. Software-Defined Networking
1) 기술 배경
2) OpenFlow
3) SDN
나. Content-Centric Networking
1) 기술배경
2) CCN 개념
3) CCN Router의 구조
4) CCN의 장점
5) CDN과 CCN
6. 결론
1. 개요
- NGN이라고 하는 차세대 통신망 개념은 통신, 방송, 인터넷이 융합된 품질보장형 광대역 멀티미디어 서비스를 언제 어디서나 끊임없이 안전하게 광대역(50~100Mbps)으로 이용할 수 있는 차세대 통합 네트워크(모든 정보통신 기기가 하나의 네트워크에 연결)를 의미
- NGN은 어느 정도 상용화 단계에 들어섬
- 그러나 한편으로 NGN의 경우는 여전히 IP를 기간 통신 기술로 함으로 해서 기존 IP 기반 통신망에서 가지고 있던 제약 요인들을 원천적으로 갖고 있는 바, 이에 대한 근본적인 해결 방안을 찾기 위한 노력으로 Future Network(또는 Future Internet이라고도 함)이라고 하는 이름의 연구개발이 여러 곳에서 진행되고 있으며, 이와 관련된 표준화 활동이 일부 표준화 기구에서 아주 조심스럽게 진행되고 있음
- 이러한 표준화 활동 중에 하나로 ITU-T SG13 내에 만들어진 Future Network Focus Group을 들 수 있다
2. 등장배경
- 현재 시장의 변화무쌍한 트래픽을 고정된 네트워크가 감당하기에 한계 상황에 도달
- 각종 신규서비스가 나오면서 수시로 바뀌는 네트워크 정책은 관리자에게 큰 부담으로 작용
- 이동성, 보안, 품질보장에 대한 한계를 지닌 현재 인터넷의 구조적 문제점을 해결하고, 다양한 미래응용 서비스들을 빠르고 안전하게 사용할 수 있도록 기술 연구가 되고 있음
3. 미래 통신망의 4대 설계 목표
- 미래 네트워크에 대한 정의는 불명확한 상태이며, 모든 가능성을 열어 놓고 논의되고 있는 단계
- 현재 구축되어 있는 유, 무선 통합환경의 광대역 통신망(BcN)에 인지 기능을 부가함으로써 보다 스마트한 통신환경을 구축함을 목표로 함
가. 서비스 인지(Service Awarness)
- 미래통신망은 늘어나는 서비스에 심각한 비용의 증대없이 서비스를 제공할 수 있어야 함
나. 데이터 인지(Data Awarness)
- 데이터가 놓여 있는 위치에 관계없이 분산환경에서 방대한 양의 데이터를 안전하고 편리하며 신속하게 처리할 수 있는 능력을 제공해야 함
다. 환경 인지(Environment Awarness)
- 미래통신망은 친환경적인 요소들로 구축되고 운용되어 구축 및 운용에 따른 환경 영향 요소를 최소화 할 수 있어야 함
라. 사회 및 경제 인지
- 미래통신망은 정보통신 분야에 참가하기 위한 장벽을 낮추고 또한 참가자들에게 운영 경비 및 구축 비용의 절감 등이 가능하여 참가자들간의 경쟁 촉진은 물론 서비스의 범용화에 기여할 수 있는 능력을 제공해야 함.
4. 네트워크 진화 방향
가. 가입자망 진화
- 가입자망은 기존의 FTTC/O에서 FTTH(PON/AON)으로 진화하고 있다
- 유선망에서는 Giga급 서비스 제공하기 위해 업그레이드 진행 중
나. 전달망 진화
- 광-패킷 통합 전달망의 구축(SDH, MSPP, IP패킷)
- IP 패킷을 직접 전달할 수 있는 형태로의 진화(예:Carrier Ethernet)
다. All-IP 망 실현
- End to End 간에 IP 기반의 완전한 이종망간 통합 구현
- IMS의 매개없이 완전한 All-IP 망 구축
5. 핵심 기술
가. Software-Defined Networking
1) 기술 배경
- 최근 스마트폰, 스마트 TV, 클라우드 컴퓨팅의 사용자가 늘어나면서 무선 데이터의 사용이 폭발적으로 증가함에 따라 지금까지의 네트워크 구조로는 데이터트래픽을 감당할 수 없는 수준에 이름
- 네트워크 구조의 한계성을 극복하고, 새로운 요구 사항들을 수용하기 위한 네트워크 기술이 필요
- 현 상황에서 이에 대한 가장 적극적 대안으로 부상한 기술이 SDN(Software Defined Network)
2) OpenFlow
- OpenFlow는 SDN의 핵심적인 구성요소 중 하나
- OpenFlow는 흔히 SDN과 동일한 것으로 혼동되기도 하지만, 사실 SDN을 구성하는 하나의 요소로 제어 기능을 가진 머신과 네트워킹 스위치간의 통신을 담당하는 표준 인터페이스이다.
- 네트워크 장비의 패킷 포워딩 기능과 컨트롤러 기능을 분리하여(Control plane을 data plane으로부터 분리) 논리적으로 중앙집권적인 제어 인터페이스 제공
- 개념도
- 복수 개의 OpenFlow 스위치를 한 개의 제어장치가 중앙집중식으로 패킷 경로 제어
3) SDN
- OpenFlow를 기반으로 네트워크를 좀 더 손쉽게 프로그램할 수 있는 기술
- OpenFlow 기술을 기반으로 네트워킹 기술을 컴퓨팅 기술로 모델링하여 프로그램(소프트웨어)에 의하여 네트워크 제어 및 관리를 용이하게 함
- 네트워크 인프라에 요구되는 구조적 유연성을 효율적으로 지원하기 위해 네트워크 제어 프로토콜에 의해 네트워크의 동작이 제어되는 것이 아니라 소프트웨어적으로 망의 동작을 프로그램하고자 하는 개념
- 소프트웨어 중심으로 네트워킹 기술을 개발하기 위한 목표를 추구
- 네트워크의 혼잡을 한눈에 파악하여 지능적(S/W)으로 대처할 수 있는 것이 바로 네트워크의 ‘SDN’ 개념입니다
- SDN과 OpenFlow가 밀접한 관계, SDN은 그 하부 기술로 OpenFlow만을 한정하지는 않는다. SDN은 훨씬 더 큰 개념으로 네트워크 구조 혹은 새로운 패러다임이며, OpenFlow는 SDN을 위한 인터페이스 기술의 하나이다.
- SDN은 이른바 소프트웨어를 통해서 현재의 인터넷이 가지는 구조적 문제를 근본적으로 해결하고 혁신할 수 있도록 대두된 새로운 네트워크 구조 혹은 패러다임
- 구조
나. Content-Centric Networking
1) 기술배경
- 현재의 인터넷은 1970년대에 크고 이동이 어려운 장비를 감안하여 지역적으로 분산된 사용자들에게 서비스를 제공하기 위해 호스트 기반 통신 모델을 기본으로 하며 양 끝 단 간의 데이터 통신을 위해 물리적 장비들의 트리 구조를 가짐
- 스마트폰과 같은 이동 단말이 급속히 퍼지고, 다양한 장소에서 동일한 정보(Contents)를 수요하려는 환경에는 적합하지 않다
- 결과적으로, 위치가 동일한 정보에 대한 여러 단말들의 수요가 발생하게 되면 병목 현상과 같은 인터넷상의 문제가 발생할 수 있다
- 이와 같은 문제는 사용자들의 정보 사용 방식이 변화되었기 때문에 발생(현재의 사용자들은 더 이상 원하는 정보의 위치가
아닌 정보 자체에 집중 (Where to What) 하는 방식으로 정보 사용 방식이 변화)
출처: http://electronics.wesrch.com/paper-details, Myeong-Wuk Jang
2) CCN 개념
- 정보 자체에 Name을 부여하여 이 Name을 통해 위치가 아닌 정보 자체를획득하는 구조
- Host-Centric Networking에서 콘텐츠 중심의 Networking으로 설계
- 위치 정보를 나타내는 IP를 활용하지 않고 Content 자체에 부여된 Name을 통해 단말이 Content를 획득할 수 있음
- Content의 집중을 막기 위해 각 Node가 그 경로를 통해 지나간 Content의 내용을 일정 시간 동안 보관해 그 사이 다른 단말이 동일한 Content를 요구하는 경우 공급자에게로 요청 메시지를 보내는 것이 아니라 Content를 보관하고 있는 Node에서 응답을 보냄
3)CCN Router의 구조
- 이를 위해 CCN에서는 아래와 같이 Router가 가지는 세 개의 Cache에 대한 정의
Content Store(CS) - 해당 경로를 통해 지나간 Content를 보관하고 있는 Cache
Pending Interest Table(PIT) - Content 요청 메시지를 나타내는 Interest의 In/Out 경로 기록
Forwarding Information Base(FIB) – Interest의 효율적인 Forwarding을 위한 Cache
출처: http://electronics.wesrch.com/paper-details, Myeong-Wuk Jang
4) CCN의 장점
- 병목 현상 방지: 중간 Node의 CS가 Content를 보관하여 Content 요청 집중을 막음
- 이동 단말에 적합: Content 사용 후, 공급자와의 연결을 유지할 필요가 없음. 이 후에 다시 Content 요청 시, 인접 Node의 CS에서 획득 가능
- Content의 빠른 검증: Name에 인증 정보가 포함 ->검증 실패 시 중간 Node가 공급자에게 Content 요청
- DDoS 공격 방어: 공급자의 Content가 네트워크상에 분산되어 있어 공격자의 Interest가 중간 Node에서 Content를 획득하여 사라짐.
공급자인 Server로 Interest Packet을 통한 직접적 공격이 어려움.
- 투자비 절감 및 이용효율이 향상
5) CDN과 CCN
- CDN은 라우터를 거쳐 서버까지 연결되어야 하나, CCN은 가장 가까운 라우터에서 수행(라우터의 Contents Store에서 캐싱)하므로 Optimal CDN Solution임
6) 전망
- CCN은 현재 연구되고 있는 여러 미래 인터넷 프로토콜 가운데 많이 알려지고, 연구되는 개념 중의 하나로 앞으로도 지속적으로 성능에 대한 평가를 수행하고 그 내용을 보완함으로써 발전해 갈 것으로 전망
6. 결론
- 미래네트워크의 구체적인 표준기술은 초기 단계에 불과하지만 전세계적으로 무한한 시장 잠재력을 가진 것으로 평가되고 있으므로 집중적인 기술개발과 투자가 필요
