KR101103743B1 - 참조ｉｐ를 사용하여 라우터의 가상 ｉｐ를 할당하는 게이트웨이 시스템 및 가상 ｉｐ할당 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 게이트웨이 시스템은 참조IP를 지니는 절대 장비가 각각 존재하는 외부망 및 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터로를 포함하여 이루어진 것으로서, 상기 각 라우터는 송신포트 및 수신포트를 갖는 인터페이스를 구비하고, VRRP 우선권의 초기값이 설정된 가상 IP 처리 프로그램을 탑재하고, 송신포트 및 수신포트를 통하여 광고 패킷을 주기적으로 송수신하며, VRRP 우선권의 값 영역은 상위 영역과 하위 영역을 가지며, 각 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 상위 영역에 설정하되, 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값 보다 높게 설정되며, 각 라우터는 상기 절대장비의 참조 IP에 대하여 PING 검사를 수행하여 실패할 경우, 자신의 VRRP 우선권을 하위 영역의 값으로 변경하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 효과적으로 게이트웨이의 네트워크 단절을 방지하는 효과를 갖는다.

Description

참조ＩＰ를 사용하여 라우터의 가상 ＩＰ를 할당하는 게이트웨이 시스템 및 가상 ＩＰ할당 방법{A Gateway System Allocating a Virtual IP to Routers Using a Reference IP and its Virtual IP Allocation 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 이러한 게이트웨이에 송신포트(tx)와 수신포트(rx)에 비대칭적인 링크 다운(link down)이 발생될 경우 예측할 수 없는 네트워크 단절이 발생되는 경우가 있어 이러한 문제를 해결할 필요성이 있다.
본 발명은 VRRP를 사용하는 게이트웨이 시스템에서 송신포트와 수신포트에서 비대칭적으로 발생되는 링크 장애를 해결하여, 게이트웨이의 네트워크 단절을 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 시스템은 참조IP를 지니는 절대 장비가 각각 존재하는 외부망 및 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터로를 포함하여 이루어진 것으로서, 상기 각 라우터는 송신포트 및 수신포트를 갖는 인터페이스를 구비하고, VRRP 우선권의 초기값이 설정된 가상 IP 처리 프로그램을 탑재하고, 송신포트 및 수신포트를 통하여 광고 패킷을 주기적으로 송수신하며, VRRP 우선권의 값 영역은 상위 영역과 하위 영역을 가지며, 각 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 상위 영역에 설정하되, 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값 보다 높게 설정되며, 각 라우터는 상기 절대장비의 참조 IP에 대하여 PING 검사를 수행하여 실패할 경우, 자신의 VRRP 우선권을 하위 영역의 값으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가상 IP 할당 방법은 참조IP를 지니는 절대 장비가 존재하는 외부망 및 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 설정된 광고 패킷을 송신하는 단계; (b) 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값이 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값 보다 낮게 설정된 광고 패킷을 송신하는 단계; (c) 마스터 라우터 및 백업 라우터는 각각 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 받지 못하는 경우 부속 인터페이스에 설정 가상IP를 할당하며, 수신된 광고 패킷의 우선권 값이 자신의 현재 VRRP 우선권 값보다 큰 경우 부속 인터페이스의 가상IP를 해제하는 단계; (d) 각 라우터는 외부망 및 내부망에 존재하는 절대장비의 참조 IP 대하여 PING 검사를 수행하여 실패할 경우, 자신의 VRRP 우선권을 상기 백업 라우터의 VRRP 우선권 초기값들 보다 낮은 값으로 변경하는 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 절대 장비의 참조 IP를 이용하여 VRRP 우선권 값을 조정함으로써 효과적으로 게이트웨이의 네트워크 단절을 방지하는 효과를 갖는다.
도1은 본 발명에 따른 시스템 및 방법이 적용되는 전체적인 네트워크 구성도이다.
도2는 참조 IP를 사용하지 않고 가상IP를 할당하는 시스템 예의 설명도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 참조 IP를 사용하여 가상 IP를 할당하는 시스템의 설명도이다.
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 있으며, 외부망(200) 및 내부망(200)에는 후술하는 절대장비(240, 340)가 존재할 수 있다. 상기 각 라우터(110,120)는 송신포트(tx) 및 수신포트(rx)를 갖는 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, 송신포트(tx) 및 수신포트(rx)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 해제한다.
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. 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 라우터의 송신포트(tx)와 수신포트(rx)에 도2와 같은 비대칭적 링크 다운(link down)이 발생될 때에는 네트워크 단절의 문제가 발생된다.
예컨대, 마스터 라우터(110)의 우선권 값은 200이고, 백업 라우터(120)의 우선권 값은 197로 초기 설정되어 있다. 이때 마스터 라우터(110)의 내부망측 인터페이스(112)의 송신포트(tx)가 링크 다운(link down)된 경우, 백업 라우터(120)는 마스터 라우터(110)의 광고 패킷을 수신하지 못하므로 인터페이스(122)에 설정된 가상 IP(VIP)를 할당한다. 마스터 라우터(110)는 링크 업(link up)된 수신포트(rx)를 통하여 백업 라우터(120)의 광고 패킷을 수신하지만, 그 우선권 값은 자신의 우선권 값인 200 보다 하위 값인 197이므로 여전히 인터페이스(112)에 할당된 VIP를 계속 소유한다. 그러므로 내부망측에 대하여 VIP가 중복 할당되어 네트워크의 단절이 발생된다.
그러므로 이러한 문제를 해결하기 위하여 외부망과 내부망에 존재하는 참조 IP를 갖는 절대장비(240,340)를 이용한다.
우선, VRRP 우선권의 값 영역은 상위 영역과 하위 영역을 가지며, 각 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 상위 영역에 설정된다. 예컨대, 마스터 라우터(110) 및 백업 라우터(120)의 우선권 초기값은 각각 200 및 197로 모두 상위 영역에 설정되어 있다. 각 라우터(110,120)는 절대장비의 참조 IP에 대하여 PING 검사를 수행하여 실패할 경우, 자신의 VRRP 우선권을 하위 영역의 값으로 변경한다.
도3에 도시된 바와 같이 마스터 라우터(110)의 내부망측 인터페이스(112)의 송신포트(tx)가 링크 다운(link down)된 경우, 마스터 라우터(110)의 내부망 PING은 실패되고 VRRP 우선권은 하위 영역 값인 112로 변경된다. 이러한 경우 마스터 라우터(110)는 링크 업(link up)된 수신포트(rx)를 통하여 백업 라우터(120)의 광고 패킷을 수신하고, 그 우선권 값이 자신의 우선권 값인 112 보다 상위 값인 197이므로 부속 인터페이스(112)에 할당된 VIP를 해제한다. 한편, 백업 라우터(120)는 마스터 라우터(110)의 광고 패킷을 수신하지 못하거나, 이를 수신한다 해도 자신의 우선권 값 보다 하위 값이므로 인터페이스(121,122)에 설정 가상 IP(VIP)를 할당하여, 백업 라우터(120)가 활성화 된다.
이하에서는 상기 게이트웨이 시스템에 대한 가상 IP 할당 방법을 설명한다.
이 가상 IP 할당 방법은 (a) 마스터 라우터(110)의 VRRP 우선권 초기값이 포함된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계; (b) 백업 라우터(120)의 VRRP 우선권의 초기값이 마스터 라우터(120)의 VRRP 우선권 초기값 보다 낮게 설정된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계; (c) 마스터 라우터(110) 및 백업 라우터(120)는 각각 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우 부속 인터페이스(111,112,121,122)에 설정 가상IP를 할당하며, 수신된 광고 패킷의 우선권 값이 자신의 현재 VRRP 우선권 값보다 큰 경우 부속 인터페이스(111,112,121,122)의 가상IP를 해제하는 단계; (d) 각 라우터(110,120)는 외부망 및 내부망에 존재하는 절대장비(240,340)의 참조 IP 대하여 PING 검사를 수행하여 실패할 경우, 자신의 VRRP 우선권을 상기 백업 라우터의 VRRP 우선권 초기값들 보다 낮은 값으로 변경하는 단계; 및 (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
240: 외부망 절대장비 300: 내부망
340: 내부망 절대장비 310,320,330: 내부망 호스트

Claims (6)

  1. 참조IP를 지니는 절대 장비가 각각 존재하는 외부망 및 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터를 포함하여 이루어진 게이트웨이 시스템으로서,
    상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각은 송신포트 및 수신포트를 갖는 인터페이스를 구비하고, VRRP 우선권의 초기값이 설정된 가상 IP 처리 프로그램을 탑재하고, 송신포트 및 수신포트를 통하여 광고 패킷을 주기적으로 송수신하며,
    VRRP 우선권의 값 영역은 상위 영역과 하위 영역을 가지며, 상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각의 VRRP 우선권 초기값은 상위 영역에 설정하되, 상기 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값은 상기 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값 보다 높게 설정되며,
    상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각은 상기 절대장비의 참조 IP에 대하여 PING 검사를 수행하여 실패할 경우, 자신의 VRRP 우선권을 하위 영역의 값으로 변경하는 게이트웨이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 라우터와 상기 적어도 하나 이상의 백업 라우터는 고가용성 근거리망으로 상호 링크되어 있는 게이트웨이 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각의 인터페이스는 외부망측 인터페이스 및 내부망측 인터페이스를 가지며, 상기 외부망측 인터페이스 및 내부망측 인터페이스에 대하여 동일한 가상 IP가 설정되는 게이트웨이 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각은 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. 제4항에 있어서,
    상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각은 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 수신하는 경우, 해당 부속 인터페이스에 할당된 가상IP를 해제하는 게이트웨이 시스템.
  6. 참조IP를 지니는 절대 장비가 존재하는 외부망 및 내부망 사이에 위치하며 마스터 라우터와 적어도 하나 이상의 백업 라우터를 포함하여 이루어진 게이트웨이 시스템에 대한 가상 IP 할당 방법으로서,
    (a) 상기 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값이 설정된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계;
    (b) 상기 백업 라우터의 VRRP 우선권의 초기값이 상기 마스터 라우터의 VRRP 우선권 초기값 보다 낮게 설정된 광고 패킷을 주기적으로 송신하는 단계;
    (c) 상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각은 자신의 VRRP 우선권의 현재값 보다 높은 값의 VRRP 우선권 값을 지닌 광고 패킷을 설정 시간 내에 수신하지 못하는 경우 부속 인터페이스에 설정된 가상IP를 할당하며, 수신된 광고 패킷의 우선권 값이 자신의 현재 VRRP 우선권 값보다 큰 경우 부속 인터페이스의 가상IP를 해제하는 단계;
    (d) 상기 마스터 라우터 및 상기 백업 라우터 각각은 외부망 및 내부망에 존재하는 절대장비의 참조 IP 대하여 PING 검사를 수행하여 실패할 경우, 자신의 VRRP 우선권을 상기 백업 라우터의 VRRP 우선권 초기값들 보다 낮은 값으로 변경하는 단계; 및
    (e) 상기 단계(c)로 이행하는 단계;를 포함하는 가상 IP 할당 방법.
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