KR101103742B1 - 자동 실패 복귀를 방지하는 ｖｒｒｐ기반의 게이트웨이 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 게이트웨이 시스템은 외부망과 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터를 포함하여 이루어진 게이트웨이 시스템으로서, 상기 각 라우터는 VRRP 우선권의 초기값이 설정된 가상 IP 처리 프로그램을 탑재하고 인터페이스를 통하여 광고 패킷을 주기적으로 송수신하며, 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 설정된 최대값 미만이되, 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값 보다 높게 설정되고, 각 라우터는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우 VRRP 우선권을 설정된 최대값으로 변경하여 유지하고, 가상 IP 처리 프로그램이 재시작 되는 경우에만 VRRP 우선권의 초기 설정값을 복구하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 불필요한 가상IP의 자동 이동을 최대한 억제하여 안정적인 게이트웨이 서비스를 제공하는 효과를 갖는다.

Description

자동 실패 복귀를 방지하는 ＶＲＲＰ기반의 게이트웨이 시스템 및 방법{A VRRP based Gateway System Preventing Automatic Fail-Back and its Method}
본 발명은 VRRP 우선권을 이용하여 게이트웨이 시스템에서 라우터에 가상 IP를 할당하는 기술에 관한 것이다.
LAN으로 연결된 내부망에 위치하는 다수의 호스트들은 외부망과의 통신을 위해 게이트웨이를 통해 패킷을 전송하는 것이 일반적이다. 게이트웨이의 라우터는 목적지 주소를 가지는 패킷을 수신하여 목적지 주소(IP)에 이르는 가장 근거리 경로를 탐색해 데이터 패킷을 전송하게 된다.
그런데, 라우터에 전원 상실이나 고장 등의 장애로 인하여 장애가 발생하면 호스트들 외부망과 통신할 수 있는 통로를 잃게 된다. 이러한 문제점에 대한 해결책으로 제시된 것 중 하나가 VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol: RFC2338)이다. VRRP를 이용하는 게이트웨이에는 하나의 마스터 라우터와 하나 이상의 백업 라우터를 가지는 구조를 가지며, 그 중 선택된 하나의 라우터가 게이트웨이의 기능을 담당하도록 활성화 된다. VRRP는 고가용성(HA, High Availability) 망으로 링크된 라우터 중에 선택된 하나의 라우터에 가상 IP(Virtual IP, VIP)를 동적으로 할당하게 되며, 라우터를 다중화 함으로써 게이트웨이의 신뢰성을 보장하게 된다.
VRRP에서, 마스터 라우터는 자신이 동작하고 있음을 백업 라우터들에게 알려주기 위해서 주기적으로 광고(broadcast) 패킷을 전송하고, 백업 라우터는 이 광고 패킷을 수신함으로써 마스터 라우터가 동작하고 있음을 인식하게 된다. 만약 마스터 라우터에 장애가 발생하면 마스터 라우터는 더 이상 광고 패킷을 전송하지 못 하므로, 백업 라우터는 마스터 라우터에 장애가 발생했음을 감지하게 되고, 백업 라우터는 자신에게 가상 IP를 할당함으로써 활성 라우터로서 동작하게 된다.
게이트웨이에 존재하는 라우터들은 외부망측과 내부망측에 각각 인터페이스를 지니고 있고, 모든 라우터가 동일한 가상IP(VIP)를 동적으로 할당 받으며, 각 호스트는 이 VIP를 게이트웨이의 주소로 설정하므로 활성 라우터가 어느 것이든 게이트웨이는 동일한 VIP에 의하여 동작한다.
그런데 VRRP를 사용하는 게이트웨이에서 마스터 라우터에 일시적인 장애 또는 링크 다운(link down)이 발생되었다가 복구되는 경우, 마스터 라우터의 VRRP 우선권 값이 다시 회생하므로 자동 실패 복귀 (automatic fail-back) 기능을 갖게 되고, 백업 라우터에서 마스터 라우터로 가상IP의 소유권이 자동으로 복귀된다. 그러나 가상 IP의 이러한 자동 복귀 동작은 장애의 불완전 복구시 오히려 바람직하지 않으며, 특히, 금융 기관 등의 게이트웨이에 있어서는 서비스 시간 중에 가상IP의 소유권 이관을 최대한 억제하여 안정적으로 금융 서비스를 유지하는 것이 더욱 필요하다.
본 발명은 VRRP를 사용하는 게이트웨이 시스템에서 자동 실패 복구 기능에 의하여 발생되는 라우터 불필요한 가상IP 소유권 이전을 억제하여, 게이트웨이의 안정적 서비스를 유지하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 시스템은 외부망과 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터를 포함하여 이루어진 게이트웨이 시스템으로서, 상기 각 라우터는 VRRP 우선권의 초기값이 설정된 가상 IP 처리 프로그램을 탑재하고 인터페이스를 통하여 광고 패킷을 주기적으로 송수신하며, 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 설정된 최대값 미만이되, 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값 보다 높게 설정되고, 각 라우터는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우 VRRP 우선권을 설정된 최대값으로 변경하여 유지하고, 가상 IP 처리 프로그램이 재시작 되는 경우에만 VRRP 우선권의 초기 설정값을 복구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 IP 할당 방법은 외부망과 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터를 포함하여 이루어진 게이트웨이 시스템에 대한 가상 IP 할당 방법으로서, (a) 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값이 최대값 미만으로 설정된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계; (b) 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값이 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값 보다 낮게 설정된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계; (c) 각 라우터는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우 자신의 VRRP 우선권을 최대값으로 변경하여 유지하는 단계; (d) 각 라우터는 자신의 VRRP 우선권이 설정된 최대값인 경우 부속 인터페이스에 설정된 가상IP를 할당하는 단계; 및 (e) 상기 단계(c)로 이행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가상 IP 할당 방법 및 그를 이용한 게이트웨이 시스템은 불필요한 가상IP의 자동 이동을 최대한 억제하여 안정적인 게이트웨이 서비스를 제공하는 효과를 갖는다.
도1은 본 발명에 따른 시스템 및 방법이 적용되는 전체적인 네트워크 구성도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서 상대적인 척도는 변경될 수 있으며, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.
이하에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "--부", "--기", "--모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 시스템 및 방법이 적용되는 전체적인 네트워크 구성도이다. 게이트웨이(100) 시스템은 외부망(200) 및 내부망(300) 사이에 위치하며, 마스터 라우터(110)와 적어도 하나 이상의 백업 라우터(120)를 포함한다. 내부망(300)에는 복수의 호스트(310,320,330)가 연결되어 있다. 상기 각 라우터(110,120)는 외부망측 인터페이스(111,121) 및 내부망측 인터페이스(112,122)를 구비한다. 마스터 라우터(110)와 복수의 백업 라우터(120)는 고가용성(HA, High Availability) 근거리망(LAN)으로 상호 링크되어 있다.
각 라우터(110,120)는 VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol) 우선권(Priority)의 초기값이 설정된 가상 IP 처리 프로그램을 탑재하고, 인터페이스(111,121,112,122)를 통하여 광고(broadcast) 패킷을 주기적으로 송수신한다. 광고 패킷에는 송신 라우터의 VRRP 우선권 값 정보가 포함된다. 각 라우터(110,120)는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우, 해당 부속 인터페이스에 미리 설정된 가상IP를 할당하고, 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 받는 경우 부속 인터페이스의 가상IP 설정을 해제하는 기능을 추가할 수 있다.
모든 외부망측 인터페이스 (111,121) 및 내부망측 인터페이스(112,122)에 대하여 각각 동일한 가상 IP가 설정될 수 있다. 따라서 라우터가 절체 되더라도 외부망 및 내부망은 해당 게이트웨이를 동일한 가상IP에 의하여 탐색할 수 있다.
이와 같이 구성된 게이트웨이 시스템은 마스터 라우터(110)의 VRRP 우선권 초기값은 백업 라우터(120)의 VRRP 우선권의 초기값 보다 높게 설정된다. 다만, 후술되는 이유로 마스터 라우터(110)의 VRRP 우선권 초기값은 설정된 최대값 미만으로 설정된다. 그러므로 게이트웨이를 구성하는 라우터 중 VRRP 우선권 초기값이 가장 높게 설정되어 있는 마스터 라우터(110)의 인터페이스에 설정된 가상IP가 할당되므로 마스터 라우터(110)가 초기 활성 라우터로 동작하며, 마스터 라우터(110)의 전원 장애 또는 링크 다운(link down)이 발생되면 백업 라우터(120)가 활성화된다. 만일 백업 라우터(120)가 복수개인 경우, VRRP 우선권의 초기값에 따라 복수의 백업 라우터가 순차적으로 활성화 된다. 여기서 활성 라우터는 게이트웨이의 기능을 담당하는 라우터를 의미한다.
그런데 이와 같은 게이트웨이에서 마스터 라우터에 일시적인 장애 또는 링크 다운(link down)이 발생되었다가 복구되는 경우, 마스터 라우터의 VRRP 우선권 값이 다시 회생하므로, 백업 라우터에서 마스터 라우터로 가상IP의 소유권이 자동으로 복구된다. 그러나 이러한 가상IP의 자동복구를 금지하고, 계획된 정비 시간 중에 가상 IP 처리 프로그램을 재시작함으로써 수동으로 가상IP가 초기 상태로 복구되게 할 수 있다.
예컨대, 우선권 값의 설정된 최대값은 255이고, 마스터 라우터(110)의 우선권 값은 200이고, 백업 라우터(120)의 우선권 값은 197로 초기 설정되어 있는 경우를 가정한다. 마스터 라우터(110)는 자신의 VRRP 우선권의 현재값인 200 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 수신하지 못하므로 자신의 VRRP 우선권을 설정된 최대값인 255로 변경한다. 이때 마스터 라우터(110)가 다운(down)된 경우, 백업 라우터(120)는 마스터 라우터(110)의 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하므로 자신의 VRRP 우선권을 설정된 최대값인 255로 변경하여 유지하고, 부속 인터페이스(122)에 설정된 가상 IP(VIP)를 할당한다. 이후 마스터 라우터(110)가 복구된다 하여도 그 초기 우선권 값은 백업 라우터(120)의 현재 우선권 값인 255보다 하위 값인 200이므로, 백업 라우터(120)는 여전히 인터페이스(112)에 할당된 VIP를 계속 소유한다.
이후 계획 정비 시간 중에 가상 IP 처리 프로그램을 수동(manual)으로 재시작하면, 각 라우터의 우선권 값이 초기값으로 돌아가므로 마스터 라우터(110)의 우선권 값은 200이고, 백업 라우터(120)의 우선권 값은 197로 된다. 마스터 라우터(110)는 자신의 VRRP 우선권을 설정된 최대값인 255로 변경하고, 부속 인터페이스(112)에 설정된 가상IP가 할당되므로 마스터 라우터(110)가 활성 라우터로 초기화 된다.
표1은 1개의 백업 라우터가 존재하는 경우를 가정하여 위와 같은 변화에 따른 가상IP의 소유권 변화를 나타낸다. 표1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 가상 IP 할당 프로그램은 후순위 라우터로 VIP 소유권이 이관된 이후에 선순위 라우터가 복구되더라도 원상태로 자동 실패 복귀(automatic fail-back)는 되지 않고, 수동으로 계획된 정비 시간에 재시작이 가능하게 된다.
마스터 상태 구분 장애 발생전 장애 발생 후 장애후 복구 재시작후
마스터 라우터 상태 동작 고장 동작 동작
우선권 값 200->255 -- 200 200->255
백업 라우터 상태 동작 동작 동작 동작
우선권 값 197 197->255 255 197
VIP 소유 라우터 마스터 백업 백업 마스터
이하에서는 상기 게이트웨이 시스템에 대한 가상 IP 할당 방법을 설명한다. 이 가상 IP 할당 방법은 (a) 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값이 최대값 미만으로 설정된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계; (b) 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값이 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값 보다 낮게 설정된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계; (c) 각 라우터는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우 자신의 VRRP 우선권을 최대값으로 변경하여 유지하는 단계; (d) 각 라우터는 자신의 VRRP 우선권이 설정된 최대값인 경우 부속 인터페이스에 설정된 가상IP를 할당하는 단계; (e) 상기 단계(c)로 이행하는 단계;를 포함하여 순차적으로 수행한다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 일 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 한다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환은 첨부된 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.
100: 게이트웨이 110: 마스터 라우터
111,121: 외부망측 인터페이스 112,122: 내부망측 인터페이스
120: 백업 라우터 200: 외부망
300: 내부망 310,320,330: 내부망 호스트

Claims (6)

  1. 외부망과 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터를 포함하여 이루어진 게이트웨이 시스템으로서,
    상기 각 라우터는 VRRP 우선권의 초기값이 설정된 가상 IP 처리 프로그램을 탑재하고 인터페이스를 통하여 광고 패킷을 주기적으로 송수신하며,
    마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 설정된 최대값 미만이되, 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값 보다 높게 설정되고,
    각 라우터는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우 VRRP 우선권을 설정된 최대값으로 변경하여 유지하고, 가상 IP 처리 프로그램이 재시작 되는 경우에만 VRRP 우선권의 초기 설정값을 복구하며,
    상기 각 라우터의 인터페이스는 외부망측 인터페이스 및 내부망측 인터페이스를 가지며, 이에 대하여 동일한 가상 IP가 설정되는 게이트웨이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터는 고가용성 근거리망으로 상호 링크되어 있는 게이트웨이 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    각 라우터는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우, 해당 부속 인터페이스에 설정된 가상IP를 할당하는 게이트웨이 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    각 라우터는 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 수신하는 경우, 해당 부속 인터페이스에 할당된 가상IP를 해제하는 게이트웨이 시스템.
  6. 삭제
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