통신 사업자는 많은 상호 독립적인 보이지 않는 네트워크를 제공하기 위해 가상의 네트워크를 운영한다. 기업 입장에서는 인트라넷이 주로 웹과 기타 IP 기술에 기초하는데, 이를 투명성 있게 확장하기 위해 IP VPN의 요구가 증가했었다. VPN은 사용자의 요구에 따라 WWW 및 멀티미디어 서비스 등의 IP 서비스를 수용하는 방향으로 전개되고 있다. 그러나 IP VPN으로 가는데 있어서의 단점인 터널링과 암호화에 따른 오버헤드 문제를 해결해야 하는데, 이를 위하여 인터넷 솔루션으로 도입하여 있는 MPLS 망을 기반으로 하여 VPN을 제공하면 터널링이 주는 오버헤드 없이 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 MPLS 망에서 VPN을 지원하는 방안을 제안하고, MPLS VPN 제어 요소 및 동작 절차를 설계하였다.
본 논문은 MPLS 기반의 VPN 서비스를 제공하고 각 VPN 사이트가 요구하는 QoS를 제공할 수 있는 에지 라우터를 설계하고 구현한다. 에지 라우터 설계를 위하여 라우팅과 시그널링 프로토콜을 기반으로 하는 제어 구조와 패킷 포워딩을 위한 데이터 구조를 설계하고 이를 이용하여 각각의 기능적 블록간의 인터페이스를 설계한다. 또한 에지 라우터의 설계를 기반으로 차별화 된 VPN 서비스를 제공하는 MPLS기반의 VPN을 구현하고, 시뮬레이션을 통하여 설계된 에지 라우터 간 차별화 된 경로를 설정해 줌으로써 VPN 사이트 간에 요구되는 대역폭과 지연 등 트래픽 특성을 보장해 줄 수 있음을 확인한다.
MPLS/VPN서비스는 MPLS망의 인프라를 이용하여 사설망을 제공하는 서비스로 각 VPN사이트사이를 고속의 LSP를 이용하여 연결한다. MPLS/VPN서비스는 차별적인 다양한 서비스 품질을 지원하는 것이 용이하며, 또한 서비스 도입과 운용 및 관리가 용이하여 저비용으로 VPN서비스를 제공할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 초고속 국가망에 도입될 예정인 ATM/MPLS MSR40시스템을 이용하여 MPLS/VPN망을 구축하기 위해 요구되는 라우팅 프로토콜상에서의 설정 및 고려사항을 설명한다. 현재 시험서비스중인 MPLS네트워크 구축 사례를 바탕으로 하여 MPLS 도메인 내부 라우팅 설정 절차 및 가입자측 라우팅 설정 절차에 대해 설명하고 또한 MPLS망의 특성상 요구되는 몇가지 라우팅 이슈에 대해 설명한다.
VPN(Virtual Private Network)은 물리적인 장비나 회선을 논리적으로 구분하여 기존 전용회선을 기반으로 하는 사설 네트워크에 비해 상대적으로 적은 구축 비용, 융통성 있는 확장성, 저렴한 운용비용의 장점을 보유한 별도의 사설 네트워크를 구성하는 기술이다. 다양한 VPN 기술 중에서도 MPLS VPN 은 확장성, QoS 제공을 용이하게 해주는 장점을 가지고 있어 차세대 네트워크 기술로 부각되고 있다. 일반적으로 MPLS VPN 은 ISP 에서 제공하는 서비스로 인식되나 규모가 크고 다양한 사설 네트워크를 필요로 하는 기업의 네트워크 모델로도 적합하다. 또한 Virtual Router VPN 은 Customer Edge(CE) 장비로서 활용성이 큰 Switch 장비에 적용하여, CE 를 MPLS VPN 과 쉽게 연동하게 한다. 본 논문에서는 MPLS VPN 및 Virtual Router VPN 을 이용하여 기업 네트워크를 효과적으로 구성하는 방안을 기술한다.
대부분 기업들의 본사와 지사처럼 위치상으로 멀리 떨어져 있는 소속 네트웍들의 연결은 Service Provider를 통한 VPN을 이용한다. 트래픽이 대용량화되고 서로 다른 네트웍간에 보안도 중요한 문제로 부상하는 상황에서 기존의 Layer 2 또는 Layer 3 VPN의 단정을 보안한 MPLS-VPN의 적용은 Service Provider로서는 한 가지 해결책이 될 수 있다. Service Provider측면에서 MPLS-VPN기술에 대해 요약하고, Service Provider로서 백본을 제공, 운영하는 LG CNS에서 기존 고객사 네트웍을 MPLS-VPN으로 전환한 사례를 들어 실제 적용 방법을 소개하고자 한다.
본 논문에서는 ACE2000 MPLS 시스템의 핵심 응용 기능으로 개발된 BGP/MPLS VPN의 기능블럭 구성과 주요 특성을 기술하였다. BGP/MPLS VPN은 VPN사이트들간을 MPLS LSP를 이용하여 터널링시키는 서비스로서 VPN 사이트들에 대한 라우팅 정보가 BGP4 확장 프로토콜을 이용해서 전달되고, VPN 사이트간의 트래픽은 MPLSLSP를 통해서 전달된다. ACE2000 BGP/MPLS VPN은 품질의 차별적 지원이 가능하고 확장성이 뛰어난 구조로 개발되었다.
MPLS(Multiprotocol Label Switching)를 이용한 IP 기반의 VPN은 고수익을 원하는 서비스제공자들과 저비용을 원하는 기업들에게 인트라넷(intranet)과 익스트라넷(extranet)의 해결책으로서 많은 관심을 끌고 있다. MPLS VPN에 대한 표준화는 IETF에서 추진되고 있는데, BGP multiprotocol extension(BGP-E)이라는 프로토콜을 이용하는 구조와 Virtual Router(VR)라는 개념을 이용하는 구조가 제안되었다. BGP-E 방식은 시스코에 의해 제안되어 RFC2547로 채택되었다. 이 방식에서는 BGP-E를 이용하여 도달성과 멤버쉽 정보를 PE간에 교환한다. VR 방식은 노텔과 루슨트를 중심으로 여러 기업들이 지지하고 있고 드래프트 형태로 작업중이다. 이 방식에서는 PE들에 VPN별로 VR들을 배치하고 같은 VPN에 속하는 VR들끼리 기존의 라우팅 프로토콜을 이용하여 라우팅 정보를 교환한다. 두 방식의 근본적 차이는 도달성과 멤버쉽 메커니즘의 분리 여부이다. 세계적으로 이름 있는 통신 회사들이 경쟁적으로 MPLS 시스템을 개발하고 있는 상황에서 MPLS VPN 기술도 빠르게 시장에 확산될 것으로 전망된다. 그러나 서로 다른 기술적 접근을 하고 있는 서비스제공자들간의 MPLS VPN에 대한 호환성은 시급히 풀어야 할 숙제로 남아 있다.
많은 기업들이 사설망과 같은 수준의 기능을 제공하면서 사설망에 비해 매우 경제적인 VPN 을 기업 네트웍의 인프라로 채택하고 있다. VPN 을 구성하는데 있어 우수한 005 나 보안 기능을 제공하는 MPLS VPN 이 VPN 을 구성하기 위한 최적의 방법으로 간주되고 있다. 또한 모바일 컴퓨팅의 보편화와 이동 환경에서의 인터넷 서비스에 대한 요구의 증가로 VPN 에서도 이동 인터넷 서비스를 제공할 필요가 있게 되었다. 본 논문에서는 IP 의 이동성을 제공하는 Mobile IP 와 MPLS VPN 을 결합하여 VPN 이용자에게 이동 인터넷 서비스를 제공하는 방법을 설명하고 이동 노드의 핸드오프시 발생하는 패킷 손실을 최소하기 위해 Smooth handoff를 지원하는 MPLS VPN을 Linux에서 구현하고 테스트를 수행하였다.
인터넷 서비스의 발전에 따라 보안성이 높고 경제적인 VPN 의 필요성이 대두되었다. 여러 방식의 VPN 구성 방법 중 향후 멀티미디어 실시간 서비스 등에 필요한 QoS 및 트래픽 엔지니어링에 장점을 갖는 MPLS 기반의 VPN기술이 활발히 논의되고 있으며 현재 BGP/MPLS VPN 이 표준으로 정립되고 있다. 본 연구팀은 현재 활성화되고 있는 Mobile computing 기술과 이러한 VPN기술을 접목시켜 MPLS VPN 망에서의 이동성을 지원을 위한 방안을 제시 및 구현한 바 있으며 본 연구에서 기 제안한 방식에서 추가적으로 고려해줘야 할 문제점 및 해결방안에 대해 연구하였다.
The term "VPN", or Virtual Private Network, generally means the public network of vendors which is providing a communication net and other network using WWW as a backbone of Its WAN. the existing VPN is expected to reduce expenses and will improve the productivity, however, the network provider should accept the management complexity and the overhead after tunneling and encryption. But MPLS VPN can provide efficient VPN which would not need the address transformation and the additional overhead made by tunneling after giving separately ID. This paper describes the protocol for MPLS VPN which is about a node that moves based on Customer Edge (CE) router and supports a scheme for QoS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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