KR100697680B1 - 네트워크 토폴로지 검색 장치 및 그 방법 - Google Patents

네트워크 토폴로지 검색 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트워크 토폴로지 검색 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 인접 장비를 검색하기 위해 추출한 피봇 장비 IP까지 추적 루트(Trace Route)를 수행하여 TTL(Time To Live) 값을 계산하고, 계산한 TTL 값보다 1을 더한 값을 새로운 TTL 값으로 설정한 망간 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protoco) 요청 메시지를 생성하여 중간 경유지를 추출한 피봇 장비 IP로 지정하여 소스 라우팅을 수행함으로써 인접 장비의 IP를 찾아내는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 망의 장비에 대한 접속을 하지 않아 접속 불능에 의한 데이터 수집 불능 문제와 장비에 대한 접속 부하를 줄이면서 네트워크 토폴로지를 효과적으로 검색할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
네트워크 토폴로지, TTL, 소스 라우팅, 피봇 장비

Description

네트워크 토폴로지 검색 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Searching Network Topology}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템을 이용하여 네트워크 토폴로지를 검색하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 토폴로지 데이터를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템을 이용한 네트워크 토폴로지 데이터를 검색하는 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 네트워크 토폴로지 검색 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 망 관리 시스템에서 네트워크 토폴로지를 자동으로 검색할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
망 관리 시스템에서 네트워크 토폴로지 검색은 망을 관리하기 위한 가장 기 본적인 절차이다. 이와 같은 특정 네트워크 토폴로지 검색으로 네트워크에 대한 정보를 습득하여 FCAPS(Fault, Configuration, Accounting, Performance, Security)라고 불리는 각종 망 관리 기능을 수행하게 된다.
네트워크 토폴로지를 검색하는 가장 손쉬운 방법으로 망 운용자의 입력에 의해서 토폴로지 정보를 망관리 시스템에 수동 입력하는 방법이 있다. 이는 가장 정확할 수 있으나 운용자에게 운용 부담을 주게 되고, 운용자가 정보를 미입력하는 경우 생성된 토폴로지 데이터의 정확성을 보장할 수 없는 문제점이 있다.
이외에 네트워크 토폴로지를 검색하는 방법으로 장비에 CLI(Command Line Interface) 또는 MIB(Management Information Base)를 이용하여 장비에 접속한 후 해당 장비로부터 인접 연결된 장비에 대해 정보를 획득하고 이를 종합하여 네트워크 토폴로지를 생성하는 방법이다. 이러한 방법으로 얻어진 정보는 정보의 정확성은 높으나, 관리하고 있는 모든 장비에 상시 접속 가능해야 하는 제약 조건이 있으며, 장비에 접속되지 않는 경우 수동 입력과 마찬가지로 토폴로지 데이터의 정확성을 보장할 수 없는 문제점이 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 망 관리 시스템에서 네트워크 토폴로지를 자동으로 검색할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 네트워크에 대 한 정보를 수집하여 네트워크 토폴로지를 검색하는 방법은, (a) 망 관리 대상 장비의 IP 블록으로부터 대상 IP 리스트를 입력받아 설정하는 단계; (b) 상기 대상 IP 리스트 중에서 임의의 IP를 선정하여 피봇으로 사용할 장비의 IP를 추출하는 단계; 및 (c) 상기 추출한 피봇 장비 IP를 기준으로 인접 장비 IP를 검색하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 네트워크에 대한 정보를 수집하여 네트워크 토폴로지를 검색하는 장치는, 대상 장비의 IP가 저장되어 있는 대상 IP 리스트 중에서 임의의 IP를 선정하여 피봇으로 사용할 장비의 IP를 추출하는 피봇 장비 IP 추출부; 상기 추출한 피봇 장비 IP까지 추적 루트를 수행하여 TTL(Time To Live) 값을 계산하는 추적 루트 계산부; 및 상기 추출한 피봇 장비 IP를 기준으로 인접 장비 IP를 검색하는 인접 장비 검색부를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 토폴로지 검색 장치 및 그 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템(200)을 이용하여 네트워크 토폴로지를 검색하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
망 관리 시스템(200)은 모든 망 관리 대상 장비의 IP에 대해 특정 IP를 기준으로 선택한 후, 선택된 특정 IP에 인접한 IP를 검색해내는 과정을 반복적으로 수행하여 모든 네트워크 토폴로지를 찾아낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 다른 네트워크 토폴로지를 검색하는 방법은 관리 대상 IP들 중의 임의의 IP를 선정하여 피봇 장비의 IP로 선정하는 과정(S10), 패킷을 전송하고자 하는 대상 IP까지 추적 루트를 통하여 TTL(Time To Live)을 계산하는 과정(S20), 피봇 장비의 IP를 제외하고 다른 IP들에 대해 ICMP 요청 메시지를 전송하여 대상 IP로의 도달 가능성을 파악하는 과정(S30), 중간 경유지 IP를 피봇 장비의 IP로 지정하여 소스 라우팅을 수행하는 과정(S40) 및 ICMP 요청 메시지에 대응하는 응답 메시지가 수신된 IP들에 대해 네트워크 토폴로지 데이터를 구축하는 과정으로 이루어진다.
이에 대한 보다 상세한 설명은 도 3의 네트워크 토폴로지를 검색하는 장치에서 후술하기로 한다.
다음, 도 2를 참조하여 네트워크 토폴로지의 데이터 구조를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 토폴로지 데이터를 나타낸 도면이다.
대상 IP 리스트(Target IP List)(251)는 검색하고자 하는 대상 장비의 IP 리스트로서, 망간 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protoco, 이하 'ICMP'라 칭함) 메시지를 전송하는 대상 장비의 IP이다.
검색된 IP 리스트(Searched IP List)(252)는 대상 IP 리스트(251) 중에서 피봇 장비를 거쳐서 ICMP 요청 메시지를 전송하고 이에 대한 응답으로 ICMP 응답 메시지를 전송한 IP 리스트이며, 결과적으로 피봇 장비와 직접적으로 연결된 장비의 IP이다.
피봇 IP 리스트(Pivot IP List)(253)는 대상 IP 리스트(251) 중에서 피봇 장비로 사용되었던 장비 IP 리스트로서, 인접 IP에 대하여 검색을 완료한 IP이다.
현재 피봇 IP(254)는 대상 IP 리스트(251) 중 현재 선정된 피봇의 IP를 나타낸다.
네트워크 토폴로지 데이터베이스(255)는 피봇 장비를 이용하여 검색된 네트워크 토폴로지 데이터로서 장비와 장비 간 연결을 나타내는 링크 정보이다.
다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템(200)을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템(200)의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템(200)은 대상 IP 설정부(210), 피봇 장비 IP 추출부(220), 추적 루트 계산부(230), 인접 장비 검색부(240) 및 데이터 저장부(250)를 포함한다.
대상 IP 설정부(210)는 망 관리 대상 장비의 IP 블록으로부터 대상 IP를 입력받아 대상 IP 리스트(251)를 설정한다. 여기서, 망 관리 대상 장비의 IP 블록은 여러 IP 할당 정책 등에 의해서 할당된 IP 주소 대역을 의미한다.
피봇 장비 IP 추출부(220)는 대상 IP 리스트(251) 중 하나의 IP를 선정하여 피봇 장비로 선정한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 검색된 IP 리스트(252)로부터 피봇으로 사용할 장비 IP를 임의의 선정할 수 있다. 이는 이미 찾아진 장비를 기준으로 검색을 해 나감으로써 토폴로지 검색을 보다 효율적으로 할 수 있다.
추적 루트 계산부(230)는 피봇 장비 IP 추출부(220)에서 선정한 피봇 장비 IP까지 추적 루트를 수행하여 TTL(Time To Live) 값을 계산한다. 여기서, 추적 루트는 ICMP 프로토콜을 이용하는 네트워크 어플리케이션으로서, 검색하고자 하는 IP까지 도달하기 위한 경로와 경로상에 각 장비까지 지연 시간을 측정한다. 전술한 네트워크 어플리케이션은 네트워크 경로상의 문제가 있는지 즉, 네트워크 전송이 어디서 중단이 되는지, 어느 단계에서 많은 전송 지연이 발생하는지 여부를 측정하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예에서 추적 루트를 사용하는 이유는 대상지 장비까지의 거리 즉, 대상지 장비까지 얼마나 많은 장비를 거쳐가는지 알기 위함이다.
추적 루트를 수행한 결과값은 다음 단계에서 IP 헤더의 TTL(Time To Live) 값에 사용된다.
인접 장비 검색부(240)는 계산된 TTL 값에 1을 더한 값을 TTL 값으로 설정한 ICMP 요청 메시지를 생성한다.
인접 장비 검색부(240)는 생성된 ICMP 요청 메시지를 중간 경유지 IP를 피봇 장비 IP로 지정하여 소스 라우팅(Source Routing)을 수행한다.
ICMP 메시지는 일반적으로 핑(Ping)이라는 애플리케이션에서 많이 사용되는데 대상 IP로 데이터가 도달 가능한지를 체크하는 데 사용된다.
여기서, ICMP 요청 메시지는 데이터를 전송하고자 하는 대상 IP로 데이터가 도달 가능한지 질의하는 메시지이다. 만약 대상 IP를 가진 장비가 ICMP 요청 메시지를 수신하는 경우, ICMP 응답 메시지를 ICMP 요청 메시지를 전송한 송신측으로 되돌려 전송해줌으로써 자신에게 데이터가 도달 가능함으로 알린다.
ICMP 응답 메시지를 수신한 송신측은 대상 IP까지 데이터 전송이 가능함을 알린다.
본 발명의 실시예에 따른 ICMP 요청 메시지를 대상 IP로 전송하는 경우 두 가지를 고려한다.
첫 번째 고려할 점은 ICMP 메시지도 IP 패킷의 하나로 IP 패킷 헤더에 TTL 필드가 존재한다. 이러한 TTL 필드는 패킷이 하나의 장비를 거쳐갈 때마다 하나씩 감소하게 되는데 TTL 값이 0이나 1이 되는 패킷을 수신한 장비는 이 패킷을 폐기 처분하게 된다. 즉 TTL 필드는 잘못된 패킷이 네트워크상에 무한히 존재하는 것을 막기 위한 수단으로 사용된다.
인접 장비 검색부(240)는 TTL 값에 1을 더한 값을 TTL 값으로 설정한 ICMP 요청 메시지를 생성하여 데이터를 전송하고자 하는 대상 IP로 전송한다. 즉, 인접 장비 검색부(240)는 망 관리 시스템(200)으로부터 피봇 장비까지 가는 거리보다 1 을 더해서 TTL 값을 설정해줌으로써 피봇 장비의 IP에 바로 인접한 장비까지만 패킷이 전송되고, 그 이상으로 패킷이 전송되지 않게 된다. 따라서, 패킷을 수신할 수 있는 장비는 피봇 장비와 바로 연결된 장비가 되는 것이다.
두 번째 고려할 점은 송신측에서 원격의 서로 이웃한 장비에 데이터를 전송하는 경우 해당 장비로 가는 경로가 다를 수 있다. 즉, 각 장비로 가는 최단 경로가 다를 수 있는 경우가 발생한다.
이러한 경우 전술한 TTL 값이 의미가 없어지므로 소스 라우팅이라는 추가 요소를 고려한다.
소스 라우팅은 IP 패킷을 전송하는 경우 패킷이 중간에 거쳐가야 할 장비 즉, IP를 지정하고, IP 패킷이 지정된 IP를 경유해서 전송하도록 하는 방법이다.
인접 장비 검색부(240)는 ICMP 요청 메시지를 전송하는 경우 소스 라우팅을 사용하며, 이 때 피봇 장비의 IP를 중간 경유지로 지정해줌으로써 ICMP 요청 메시지가 반드시 피봇 장비를 지나게 한다. 따라서, ICMP 요청 메시지는 설정된 TTL 값에 따라 피봇 장비에 인접한 장비까지만 전송되는 것이다.
인접 장비 검색부(240)는 패킷을 전송할 대상 IP에 ICMP 요청 메시지를 생성하여 전송한 후, 이에 대한 응답으로 ICMP 응답 메시지를 전송한 IP들을 파악하여 검색된 IP 리스트(252)로 전송한다.
인접 장비 검색부(240)는 ICMP 응답 메시지를 전송한 IP들을 파악함으로써 피봇 장비와 인접한 장비까지의 네트워크를 검색한다.
데이터 저장부(250)는 현재 피봇 장비의 IP, 피봇 장비 IP 리스트와 검색된 IP 리스트(252), 대상 IP 리스트(251), 피봇 장비와 검색된 장비들의 연결 정보를 포함한 네트워크 토폴로지 데이터 등을 저장한다.
다음, 도 4를 참조하여 네트워크 토폴로지 데이터를 검색하는 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 망 관리 시스템(200)을 이용한 네트워크 토폴로지 데이터를 검색하는 방법을 나타낸 순서도이다.
네트워크 사업자는 네트워크 서비스를 제공하기 위해 IP 할당 기관으로부터 IP를 할당받는다. 이러한 IP는 다양한 네트워크 구성 요소에 사용될 수 있다. 즉, 할당받은 IP는 서비스를 제공하기 위한 네트워크 내부의 장비에 할당될 수도 있고, 특정 서비스를 제공하는 경우 가입자의 장비에 할당될 수 있다.
또한, 지역별 IP 할당, 망 계위별 IP 할당 등 다양한 정책에 의해서 IP가 할당된다.
대상 IP 설정부(210)는 IP 할당 정책 등에 의해 할당된 IP 주소 대역을 입력받아 망 관리 대상 장비의 대상 IP 리스트(251)를 설정한다(S100).
피봇 장비 IP 추출부(220)는 대상 IP 리스트(251) 중 피봇으로 사용할 장비 IP를 선정한다. 이때, 피봇 장비 IP 추출부(220)는 피봇 장비를 검색된 IP 리스트(252)에서 선정한다(S102).
피봇 장비 IP 추출부(220)는 피봇 장비 IP를 대상 IP 리스트(251)에서 임의로 선택할 수도 있다.
인접 장비 검색부(240)는 선정된 피봇 장비의 IP를 기준으로 인접하는 IP를 검색하게 된다(즉, 연결된 장비를 찾게 된다).
인접 장비 검색부(240)는 인접 IP에 대하여 검색을 완료한 피봇 IP 리스트(253)의 IP를 제외하고, 대상 IP 리스트(251)의 IP를 대상으로 인접 장비 IP 검색 절차를 수행한다.
먼저, 인접 장비 검색부(240)는 인접 장비를 검색하기 위해 피봇 장비의 IP까지 추적 루트(Trace Route)를 수행하여 TTL(Time To Live) 값을 계산한다(S104).
이어서, 인접 장비 검색부(240)는 데이터를 전송하고자 하는 대상 IP들에 대해 ICMP 요청 메시지를 생성하여 전송한다(S106). 다시 말해, 인접 장비 검색부(240)는 계산된 TTL 값에 1을 더한 값을 TTL 값으로 설정한 ICMP 요청 메시지를 생성하고, 중간 경유지 IP를 피봇 장비의 IP로 지정하여 소스 라우팅(Source Routing)을 수행한다.
인접 장비 검색부(240)는 피봇 장비 IP를 제외한 대상 IP로 ICMP 요청 메시지를 전송한 후, 이에 대한 응답으로 ICMP 응답 메시지를 전송한 IP들을 파악함으로써 피봇 장비와 인접한 장비까지의 네트워크를 검색한다(S108).
인접 장비 검색부(240)는 단계 S108에서 검색된 장비를 다음 피봇 장비로 선정하여 인접한 네트워크를 검색할 수 있도록 검색된 IP 리스트(252)에 추가한다(S110).
데이터 저장부(250)는 피봇 장비와 검색된 장비들의 연결 정보를 네트워크 토폴로지 데이터베이스(255)에 갱신, 저장한다(S112).
망 관리 시스템(200)은 피봇 IP 리스트(253)가 대상 IP 리스트(251)와 일치 하는지 판단하고(S114), 일치하지 않는 경우 단계 S102에서 단계 S112 과정을 반복하여 수행한다.
이와 같이 단계 S102에서 단계 S112 과정을 반복함으로써 초기 피봇 장비를 기준으로 인접한 장비를 하나씩 찾아 나가게 되며, 더 이상 도달하지 않는 장비 IP가 없을 때까지 모든 네트워크 토폴로지를 검색할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 운용자가 수동으로 네트워크 토폴로지 정보를 일일이 입력해야 하는 부담과 이로 인해 발생하는 데이터의 부정확성을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 망의 장비에 대한 접속이 되지 않아 접속 불능에 의한 데이터 수집 불능 문제와 장비에 대한 접속 부하를 줄이면서 네트워크 토폴로지를 효과적으로 검색할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (10)

  1. 네트워크에 대한 정보를 수집하여 네트워크 토폴로지를 검색하는 방법에 있어서,
    (a) 망 관리 대상 장비의 IP 블록으로부터 대상 IP 리스트를 입력받아 설정하는 단계;
    (b) 상기 대상 IP 리스트 중에서 임의의 IP를 선정하여 피봇으로 사용할 장비의 IP를 추출하는 단계; 및
    (c) 상기 추출한 피봇 장비 IP를 기준으로 인접 장비 IP를 검색하는 단계
    를 포함하는 네트워크 토폴로지 검색 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 피봇으로 사용할 장비의 IP는 상기 대상 IP 리스트 중 검색된 IP 리스트 -상기 검색된 IP 리스트는 상기 대상 IP 리스트 중 검색되어 연결된 장비의 IP를 의미한다- 에서 추출하는 것을 특징으로 하는 네트워크 토폴로지 검색 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 검색된 인접 장비 IP를 상기 검색된 IP 리스트에 추가하여 저장하는 단계를 더 포함하는 네트워크 토폴로지 검색 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 추출한 피봇 장비 IP와 상기 검색된 인접 장비 IP의 연결 정보를 네트워크 토폴로지 데이터베이스에 추가하여 저장하는 단계를 더 포함하는 네트워크 토폴로지 검색 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 (c)단계에서,
    (c1) 인접 장비를 검색하기 위해 상기 추출한 피봇 장비 IP까지 추적 루트(Trace Route)를 수행하여 TTL(Time To Live) 값을 계산하는 단계; 및
    (c2) 상기 계산한 TTL 값보다 1을 더한 값을 새로운 TTL 값으로 설정한 망간 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protocol, 이하 'ICMP'라 칭함) 요청 메시지를 생성하여 중간 경유지를 상기 추출한 피봇 장비 IP로 지정하여 소스 라우팅을 수행하는 단계
    를 포함하는 네트워크 토폴로지 검색 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 (c2) 단계 이후,
    상기 ICMP 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 송신한 IP들을 파악하여 피봇 장비와 인접한 장비까지의 네트워크를 검색하는 단계를 더 포함하는 네트워크 토폴로지 검색 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 (c)단계 이후, 상기 피봇 장비 IP를 저장한 피봇 IP 리스트와 상기 설정한 대상 IP 리스트가 일치할 때까지 상기 (b)단계 및 상기 (c)단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 네트워크 토폴로지 검색 방법.
  8. 네트워크에 대한 정보를 수집하여 네트워크 토폴로지를 검색하는 장치에 있어서,
    대상 장비의 IP가 저장되어 있는 대상 IP 리스트 중에서 임의의 IP를 선정하여 피봇으로 사용할 장비의 IP를 추출하는 피봇 장비 IP 추출부;
    상기 추출한 피봇 장비 IP까지 추적 루트를 수행하여 TTL(Time To Live) 값을 계산하는 추적 루트 계산부; 및
    상기 추출한 피봇 장비 IP를 기준으로 인접 장비 IP를 검색하는 인접 장비 검색부
    를 포함하는 네트워크 토폴로지 검색 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 인접 장비 검색부는 인접 장비를 검색하기 위해 상기 추출한 피봇 장비 IP까지 추적 루트(Trace Route)를 수행하여 TTL(Time To Live) 값을 계산하고, 상기 계산한 TTL 값보다 1을 더한 값을 새로운 TTL 값으로 설정한 망간 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protoco) 요청 메시지를 생성하여 중간 경유지를 상기 추출한 피봇 장비 IP로 지정하여 소스 라우팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 토폴로지 검색 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 피봇으로 사용할 장비의 IP는 상기 대상 IP 리스트 중 검색된 IP 리스트 -상기 검색된 IP 리스트는 상기 대상 IP 리스트 중 검색되어 연결된 장비의 IP를 의미한다- 에서 추출하는 것을 특징으로 하는 네트워크 토폴로지 검색 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766665B1 (ko) * 2015-12-29 2017-08-16 (주)와치텍 Arp 테이블과 fdb 테이블을 이용한 네트워크 장비간 연결관계 검색 시스템

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