eaRED(Efficient Adaptive RED)[1][2] 라우터 버퍼 관리 알고리즘 성능 향상을 위해서 eaRED 라우터 버퍼 사이즈 변화를 예측할 수 있는 예측 알고리즘 모듈의 추가 필요성을 느낀다. 그래서 본 논문에서는 eaRED 라우터 버퍼 관리 알고리즘의 원형인 RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 AR(AutoRegression Analysis), IIR(Infinite Impulse Response) MACD(Moving Average Convergence & Divergence), LR_Lines(Linear Regression Lines)등의 예측 알고리즘 모듈을 적용하여 변화를 살펴보고. 결과를 비교. 분석하여 eaRED 라우터 버퍼 관리 알고리즘 성능 향상에 가장 적합한 예측 알고리즘으로 LR_Lines를 선정했다. eaRED 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 적합한 예측 알고리즘 선정을 위해서 RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘을 대신 이용한 이유는 eaRED 라우터 버퍼 관리 알고리즘의 경우 네트워크 상황에 따라, 버퍼 관련 파라미터 값을 수시로 바꾸기 때문에 예측 알고리즘의 정확성을 판단하는데 어려움이 있지만, RED 라우터의 경우는 버퍼 관련 파라미터 값을 변화시키지 않기 때문에, 좀 더 일관성 있고 정확한 분석을 수행할 수 있기 때문이다.
본 고에서는 코아 백본 시스템으로 사용될 수 있는 수준으로 고성능, 대용량화한 고성능 라우터시스템을 초고속 대용량 라우터로 정의하고, 초고속 대용량 라우터에 포함되어야 할 기술을 분석하였다. 또한 현재 출시되었거나 출시 예정인 초고속 대용량 라우터 및 고성능 라우터시스템을 간단히 소개하였다.
인터넷 트래픽의 증가에 따라 초고속 대용량의 패킷을 처리할 수 있는 라우터 기술이 요구되고 있다. 이를 위해 라우터 분야에 있어서의 기술 흐름은 하드웨어 기술을 기반으로 한 고속의 룩업 및 포워딩 기술을 라우터 분야에 적용하는 것이 필요하다. 그러나, 하드웨어 기반 라우터 기술은 다양한 서비스의 요구 및 변화되는 서비스 유형에 유연성 있게 대처할 수 없는 단점을 갖고 있다 따라서, ASIC을 기반으로 한 하드웨어 기술에 프로세서 기반의 소프트웨어 기술이 통합되어 네트워크 프로세서라는 새로운 기술이 라우터 기술분야에 등장하여 적용하고 있다. 현재 상용 네트워크 프로세서는 여러 회사들이 출시하고 있는 실정이지만 본 논문에서는 IBM사의 2.5G급 처리용량을 갖는 네트워크 프로세서를 선정하여 고속 포워딩 엔진 보드를 설계하는 내용에 대하여 언급하려 한다. 본 고에서 언급하는 포워딩 엔진은 기가비트 인터넷, POS 가입자 보드뿐 아니라 EPON 가입자 보드도 수용할 수 있도록 다양한 인터페이스를 제공할 수 있도록 하였다.
풍부한 주소 공간 이외 IPv6 프로토콜이 가지는 주요한 장점 중의 하나는 호스트들의 주소 자동설정 기능이다. 하지만 IPv6 호스트들의 주소 자동설정 기능에 비해 IPv6 라우터는 수동 설정이 필요하기 때문에 IPv6 네트워크는 여전히 수동으로 설정되어야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 여러 개의 라우터와 LAN들로 구성되는 소규모 IPv6 네트워크 상의 모든 라우터들을 자동 설정할 수 있는 새로운 프로토콜을 제안한다. 제안된 라우터 자동설정 프로토콜은 네트워크의 모든 라우터들을 논리적인 계층 구조로 구성하고, ISP에서 할당된 IPv6 네트워크 프리픽스를 사용하여 내부 라우터들의 모든 프리픽스와 라우팅 정보를 자동 생성하고 전달할 수 있는 기능을 가진다. 본 논문에서 제안된 라우터 자동 설정 기능은 특히 홈 네트워크이나 여러 개의 LAN들로 구성되는 소규모 사무실 등의 전문 네트워크 관리자를 두기 힘든 환경에서 네트워크의 자동 설정을 위해 많이 활용되리라 기대된다.
테라비트 라우터는 세계 유수의 라우터 개발 업체들이 경쟁적으로 연구 개발을 진행 중에 있으며 수 Tbps급의 라우터가 시장에 출시될 것으로 예측되고 있다. 본 고에서는 테라비트 라우터의 출현 배경과 요구 사항 및 핵심 기술에 대하여 분석하고, 상용 데라비트 라우터 시스템에 대한 개발동향 등에 대해서 살펴 보기로 한다.
능동 네트워크에 관한 연구들은 능동 패킷 정의와 능동 센서 프로그램 언어, 능동 노드의 구성, 경로 설정에 관한 것이다. 본 논문에서는 정보처리가 가능하고 원격에서 제어 가능한 능동 라우터 시스템의 구축 방향을 제시하고 능동 라우터 시스템에 전달되는 능동 패킷에 대한 정의와 능동 센서 프로그램 언어 및 인터프리터도 설계 및 구현한다.
라우팅 프로토콜의 하나인 OSPF는 라우터 수가 많고 불안정 링크 수가 많으면 재계산 수는 급격히 증가한다. 따라서 일반적으로 한 Area에서 라우터 수는 50개 보다 작게 보유해야 하며 링크가 불안정할 경우 더욱 Area는 작게 해야 한다. 군 전술 데이터 망은 유사시(전시) 사용하는 데이터 망으로 신속한 이동 설치를 위해 무선 전송로를 사용하며 이 때문에 전송속도가 낮고, 전송로가 불안정하다. 또한 전시 많은 라우터 고장과 링크 두절 및 회복 현상 발생될 것으로 예상된다. 그럼에도 불구하고 현재의 군 전술 데이터 망은 일반적인 네트워크 설계시 산정되는 라우터 수량보다 라우터 수가 1.5배 많다. 본 논문은 현재 군에서 큰 규모로 선정한 Area로 인한 재계산 수의 증가로 사용자 트래픽 흐름에 제한이 됨을 시뮬레이션을 통하여 밝혔다.
IPv6 프로토콜의 주요 장점 중의 하나는 주소 자동 설정 기능이다. IPv6 호스트들은 이 기능에 의해 자동으로 네트워크 설정이 가능하지만 IPv6 라우터들은 여전히 수동으로 설정되어야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 여러 개의 라우터와 서브 네트워크들로 구성되는 소규모 IPv6 네트워크 상의 모든 라우터들을 자동 설정할 수 있는 새로운 프로토콜을 제안한다. 제안된 라우터 자동설정 프로토콜은 ISP에서 할당된 IPv6 네트워크 프리픽스를 사용하여 사이트 내부의 모든 라우터들의 프리픽스와 라우팅 정보를 자동 생성하고 전달할 수 있는 기능을 가진다. 본 논문에서 제안된 라우터 자동 설정 기능 은 소규모 사무실이나 특히 홈 네트워크와 같이 전문 네트워크 관리자가 없는 IPv6사이트의 네트워크 자동 설정을 위해 많이 활용될 수 있다.
철도차량에 탑재된 이동 라우터(Mobile Router:MR)의 이동방향은 랜덤하게 이동하는 일반 무선단말기와 달리 선로를 따라 양방향 이동으로 제한된다. 따라서 이동라우터와 접속된 액세스 라우터 (Access Router:AR)은 인접한 이웃 AR의 주소정보를 이용하여 이동라우터의 2계층, 3계층 핸드오프 수행 전에 이동라우터 대신 미리 Care of Address(CoA)를 구성할 수 있다. 이동라우터는 현재 접속된 AR에서 어느 AR 영역으로 이동하더라도 이동검출과정 후 현지 AR로부터 새로운 CoA를 즉시 획득할 수 있게 된다. 성능분석결과, 제안한 방안은 Stateless 방식과 달리 별도의 CoA 과정과 주소중복확인절차(Duplicate Address Detection:DAD)를 수행하지 않아 Stateless 방식보다 최소 약 1.8(s), 최대 4.98(s) 빠르게 CoA를 획득할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 논문은 백본 망에서 발생하는 에너지를 절감하기 위하여 LPI(Low Power Idle)를 이용하는 OBS 코어 및 에지 라우터 구조를 제안하고 이를 평가한다. 제안한 LPI를 이용하는 코어 라우터는 코어 라우터 라인 카드와 BCP 스위치, 버스트 스위치, 스위치 제어기 및 LPI 기능을 위한 Sleep/Wake 제어기로 구성된다. 망 부하가 낮을 때 네트워크 제어 패킷을 수신한 Sleep/Wake 제어기는 코어 라우터 라인 카드의 수면/활성 상태를 제어함으로써 에너지를 절감 할 수 있다. 에지 라우터는 액세스 라인 카드 스위치, SCU 그리고 OBS 에지 라우터 라인 카드로 구성된다. 에지 라우터에서 LPI 기능은 네트워크 수준 제어를 통하여 에지 라우터 라인 카드 개별적으로 수행되며 버스트를 생성하는 동안 에지 라우터 라인 카드의 PHY/Transceiver를 수면 상태로 천이시킴으로서 에너지 절감을 할 수 있다. 제안된 코어 및 에지 라우터 구조의 에너지 절감 성능 평가를 위하여 본 논문에서는 제안된 라우터 구조의 전력 소모율을 비교/분석하였으며, OPNET을 이용한 시뮬레이션을 수행하여 코어 라우터와 에지 라우터 라인 카드의 PHY/Transceiver의 수면시간 관점에서 코어 및 에지 라우터의 에너지 절감 성능을 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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