KR101270831B1 - Ｂｇｐ 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템및 방법 - Google Patents

Ｂｇｐ 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BGP 가입자에게 자신의 인터넷 연결상황에 대하여 안정성과 신뢰성에 대한 정보를 제공해주는 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템은, 라우팅 정보를 제공하기 위한 적어도 하나 이상의 라우터를 갖는 다수개의 AS(Autonomous System)를 구비한 인터넷망과; BGP 프로토콜에 의하여 연동되며, 상기 각각의 라우터에서 전송하는 상기 다수개의 AS의 라우팅 정보를 수집하기 위한 BGP 라우팅정보 수집서버와; 상기 BGP 라우팅정보 수집서버에서 전송하는 라우팅 정보를 수집 및 분석하고, 분석된 결과물을 해당 가입자에게 전달하는 BGP 분석 시스템으로 구성된다.

Description

ＢＧＰ 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템 및 방법{System and Method for Providing Network Stability Information to BGP Subscribers}
도 1은 종래의 인터넷에서 네트워크 단절 현상을 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래의 인터넷에서 BGP 경로 선택시 송신 및 수신 경로가 다른 현상을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템의 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 절차를 설명하기 위한 플로우챠트.
도 5는 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 절차에서 네트워크 단절 현상이 발생된 경우 이를 처리하는 절차를 설명하기 위한 플로우챠트.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 인터넷망
110 : BGP 라우팅정보 수집서버
130a-130d : 라우터
170 : BGP 분석 시스템
본 발명은 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BGP 라우팅을 이용하여 인터넷망에 접속한 가입자들에게 자신의 네트워크 안정성에 관련된 정보를 제공하기에 적당한 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
인터넷망은 특정 지역의 가입자들의 접속을 관리하는 다수개의 AS(Autonomous System)들로 구성되며, 인터넷망에서 가장 상위계층에서 동작하는 라우팅 프로토콜인 BGP가 다수개의 AS들이 서로 연동되어 동작하도록 제어한다. 따라서, 인터넷망은 AS(Autonomous System)들이 BGP에 의하여 연결된 네트워크라고 볼 수 있다.
인터넷망에서 ISP나 가입자들은 AS(Autonomous System)라는 논리적인 관리 도메인으로 표현되며, AS들 간에는 BGP를 사용하여 라우팅 정보를 교환한다. AS들간에 교환되는 라우팅 정보는 IP 주소단위(IP prefix)이다.
그런데, BGP 라우팅 프로토콜은 중앙집중적인 제어방식이 아니고, 서로 인접해있는 AS들 사이에 미리 정의된 규약에 따라 연동되는 방식이기 때문에, BGP 라우팅을 이용하여 AS들간에 연동하는 과정에서 다음과 같은 문제점들이 발생할 수 있다.
첫번째로, 도 1에 도시된 바와 같이 지점 P에서 AS(Autonomous System) A에 IP Prefix a를 전파(advertise)하는 경우를 생각해보자. BGP 라우팅에서는 AS간 최단 경로를 우선 선택하여 목적지 네트워크를 찾아가는데, IP Prefix a를 AS B에서 전파(advertise)하는 경우가 발생되면, AS A 보다 AS B가 더 가까운 경로이므로, 결국 IP Prefix a는 목적지인 AS A로 연결되지 않고 AS B로 연결된다. 이로 인해, AS A의 입장에서는 상당한 네트워크 단절 현상이 발생하는데, 문제는 AS A의 입장에서는 자신의 네트워크에 발생된 단절 현상을 인지할 수 없는 것이다.
두번째로, 일반 가입자뿐만 아니라 ISP들 조차도 자신의 네트워크가 전세계 어느 곳이나 잘 소통되고 있음을 확인하기가 어렵다. 특히, 일반 가입자들은 15만개에 이르는 BGP 라우팅 정보를 모두 받는 경우가 거의 없기 때문에, 자신의 네트워크가 전세계 어느 곳이나 소통가능한지 파악할 수 있는 방법이 없었다.
세번째로, BGP 경로를 선택하는 경우, 송신 경로와 수신 경로가 각각 다른 경우가 많다. 즉, 자신의 AS에서는 목적지 AS로 가는 송신 경로는 알 수 있지만, 목적지 AS에서 자신의 AS로 오는 수신 경로는 알 수 없었다. 그 이유는 BGP 라우팅 정보가 목적지로 가는 송신 경로를 찾는 목적으로만 설계되어있기 때문이다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, AS100(210)과 AS400(220)은 2개의 AS를 사이에 두고 연결되어 있는데, AS100(210)은 IP 단위주소 10.0.0.0/16(230)을 전파하고 있고, AS400(220)은 IP 단위주소 20.0.0.0/16(240)을 전파하고 있다. AS100(210)에서는 목적지인 IP 단위주소 20.0.0.0/16에 도달할 때 AS200-AS300-AS400으로 이어지는 송신 경로(250)를 이용함을 알 수 있으나, AS100(210)에서 다시 AS 400(220)에서 자신의 단위주소인 10.0.0.0/16으로 오는 수신 경로는 알 수가 없었다.
또한, 인터넷망의 접속 상태를 항상 유지하기 위하여 여러 ISP에 동시에 가입하는 가입자들이 있는데, 이것을 멀티호밍(multihoming)이라고 한다. 멀티호밍의 목적은 부하분산과 안정성이다. 즉, 가입자가 BGP 라우팅을 이용하여 여러 ISP에 동시에 연결하여 평상시에는 트래픽의 부하분산(load balancing)을 유도하고, 하나의 ISP와 단절이 되었을 때는 다른 ISP를 통하여 인터넷망에 연결된 상태를 유지하려는 것이다.
그러나, 현재의 BGP 라우팅 방식은 멀티호밍(multihoming) 가입자가 자신의 의도대로 인터넷망 접속이 이루어지는지, 또는 어느 ISP가 안정적이고 글로벌 연결성이 좋은지를 판단할 수 없었다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출되어진 것으로서, 본 발명의 목적은 BGP 가입자에게 자신의 인터넷망 연결상황에 대하여 안정성과 신뢰성에 대한 정보를 제공해주는 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템은, 라우팅 정보를 제공하기 위한 적어도 하나 이상의 라우터를 갖는 다수개의 AS(Autonomous System)를 구비한 인터넷망과; BGP 프로토콜에 의하여 연동되며, 상기 각각의 라우터에서 전송하는 상기 다수개의 AS의 라우팅 정보를 수집하기 위한 BGP 라우팅정보 수집서버와; 상기 BGP 라우팅정보 수집서버에서 전송하는 라우팅 정보를 수집 및 분석하고, 분석된 결과물을 해당 가입자에게 전달하는 BGP 분석 시스템으로 구성된다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 방법은, 적어도 하나 이상의 라우터를 갖는 다수개의 AS를 구비한 인터넷망, BGP 라우팅 프로토콜에 연동되어 전체 라우팅 정보를 수집하는 BGP 라우팅정보 수집서버, BGP 분석 시스템을 구비한 네트워크에 있어서, 상기 BGP 라우팅정보 수집서버에서 수집한 전체 BGP 라우팅 정보를 상기 BGP 분석 시스템으로 전송하는 단계와; 상기 BGP 분석 시스템에서 전체 BGP 라우팅 정보를 수신하여, 해당 AS의 라우터(관찰 지점)별로 BGP 라우팅 정보를 분리하는 단계와; 이어, 상기 BGP 분석 시스템에서 운용자의 명령에 따라 관심있는 AS와 IP Prefix(주소)를 설정하는 단계와; 상기 BGP 분석 시스템에서 해당 AS 및 IP Prefix(주소)에 대한 BGP 라우팅 정보를 분리하는 단계와; 상기 BGP 분석 시스템에서 분리된 BGP 라우팅 정보에서 해당 가입자의 안정성 정보를 추출하거나 색출하는 단계로 이루어진다.
이하, 첨부되어진 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템은,
라우팅 정보를 제공하기 위한 적어도 하나 이상의 라우터(130a-130d)를 갖는 다수개의 AS(Autonomous System)를 구비한 인터넷망(100)과; BGP 프로토콜에 의하여 연동되며, 각각의 라우터(130a-130d)에서 전송하는 다수개의 AS의 라우팅 정보를 수집하기 위한 BGP 라우팅정보 수집서버(110)와; BGP 라우팅정보 수집서버(110)에서 전송하는 라우팅 정보를 ftp 방식을 이용하여 수집 및 분석하고, 분석된 결과물을 해당 가입자에게 전달하는 BGP 분석 시스템(170)으로 구성된다.
여기서, BGP 라우팅정보 수집서버(110)는 각각의 라우터(130a-130d)에서 라우팅 정보를 직접 수집할 수도 있으며, 전체 BGP 라우팅 정보를 제공하는 사이트들 (Route Views (http://www.routeviews.org)와 RIPE(http://www.ripe.net/ris/) 등)로부터 전체 네트워크 연결(global network connectivity) 정보를 수집하는 것이 바람직하다. 즉, BGP 라우팅정보 수집서버(110)는 각각의 가입자의 컴퓨터가 아닌 목적지인 외부 네트워크에서 라우팅 정보를 수집하여 분석하는 방식을 이용한다.
BGP 분석 시스템(170)은 BGP 라우팅정보 수집서버(110)에서 전송한 라우팅 정보를 이용하여 (1) 각 가입자의 경로 손실 시간, (2) BGP 가입자와 전세계 목적지간 경로 정보, (3) 잘못된 BGP 라우팅 정보 전파(advertise)를 색출하는 것을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 절차를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, BGP 라우팅정보 수집서버(110)는 수집한 전체 BGP 라우팅 정보를 BGP 분석 시스템(170)으로 전송한다(S310).
BGP 분석 시스템(170)은 전체 BGP 라우팅 정보를 수신하여, 관찰 지점별로 BGP 라우팅 정보를 분리한다(S320).
이어, BGP 분석 시스템(170)은 운용자의 명령에 따라 관심있는 AS와 IP Prefix(주소)를 설정한다(S330).
이어, BGP 분석 시스템(170)은 해당 AS 및 IP Prefix(주소)에 대한 BGP 라우팅 정보를 분리한다(S340).
이어, BGP 분석 시스템(170)은 분리된 BGP 라우팅 정보에서 해당 가입자 경로 손실시간 정보를 추출하거나(S350), 해당 가입자 경로 정보를 추출하거나(S360), 잘못된 라우팅 정보 전달을 색출한다(S370).
아래의 표 1은 이와 같은 BGP 라우팅 정보를 구성하는 내용들이다.
Figure 112007000674570-pat00001
표 1의 내용은 앞에서부터 차례대로 "측정시간(UTC 시간) │A는 Advertise, W는 Withdraw │관찰지점의 IP주소 │관찰지점의 AS │IP Prefix / AS Path │...." 의미의 값들이 들어있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 BGP 라우팅 정보에서 AS Path 이후의 값들은 사용하지 않는다.
여기서 사용하는 AS 경로(path)는 "목적지 AS, 중간 경우 AS들, 출발지 AS 의 순서를 나타낸다. 따라서, 특정 가입자에 대한 BGP 정보를 추출하는 경우, 출발지 AS가 해당 가입자의 AS인것들만을 추출하면 된다. "7018 701 3786 3786 18401"을 예로 들면, 7018이 목적지 AS이고, 18401이 출발지 즉, 해당 가입자 AS이다.
아래의 표 2는 관찰지점의 IP주소가 "29.250.0.11" 인 것만 추출한 것이다.
Figure 112007000674570-pat00002
표 2에 보인 라우팅 정보는 하나의 BGP 라우팅 수집 정보 서버가 받은 모든 라우팅 정보를 보인 것이다. 이와 같은 모든 라우팅 정보를 해당 가입자별로 추출하기 위해서는 각각의 AS에 위치한 라우터의 위치 즉, 관찰지점별로 분리해서 적절히 가공하여야한다.
이와 같이, 가입자별로 라우팅 정보를 추출하기 위해서는 표 2와 같이 추출한 정보에서 "AS path"의source AS가 특정 가입자의 AS에 속하는 라우팅 정보만 추출하여야 한다.
아래의 표 3은 source AS가 18401 인것들만 추출한 것을 보인 것이다.
Figure 112007000674570-pat00003
이와 같이 BGP 라우팅정보 중에서 AS 단위로 가입자별 정보를 나눌 수도 있으며, 라우팅 단절 및 라우팅 경로의 변화는 IP prefix 단위로 이루지므로 IP prefix별로 정보를 나누어 분석할 수도 있다.
아래의 표 4는 특정 IP prefix에 대하여 단절 시간을 분석한 것을 보인 것이다.
Figure 112007000674570-pat00004
또한, 아래의 표 5는 특정 IP prefix의 경로 변화를 분석한 것을 보인 것이다.
Figure 112007000674570-pat00005
표 5에 보인 경로 정보를 통하여, BGP 가입자가 어떤 ISP를 주로 많이 사용하는지에 대한 정보도 분석할 수 있다. 또한, 표 5에 보인 경로 정보의 예는, AS 18401을 사용하는 가입자가 관찰 순간에는 AS3786 ISP를 통하여 인터넷망에 접속하고 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 절차에서 네트워크 단절 현상이 발생된 경우 이를 처리하는 절차를 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 5를 참조하면, BGP 분석 시스템(170)은 BGP 라우팅정보 중에서 AS 단위로 가입자별 정보를 나누는 경우, 검색 대상 AS와 IP Prefix를 설정한다(S510).
BGP 분석 시스템(170)은 BGP 라우팅 정보에서 해당 IP Prefix를 발사하는 AS 경로를 추출한다(S520).
BGP 분석 시스템(170)은 AS 경로 정보의 소스 AS 정보와 검색 대상 AS가 다른 경우를 추출한다(S530).
BGP 분석 시스템(170)은 소스 AS 정보와 검색 대상 AS 정보가 다른 경우가 있는지를 판단한다(S540).
만일, S540 판단결과, 소스 AS 정보와 검색 대상 AS 정보가 다른 경우가 없는 경우에는 절차를 종료하고, 소스 AS 정보와 검색 대상 AS 정보가 다른 경우가 있는 경우에는 해당 BGP 라우팅 정보에서 문제가 발생한 시간 및 문제 발생 AS 정보를 추출한다(S550).
이와 같이 추출된 문제 발생 AS 정보는 해당 가입자에게도 전달 되지만, BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템에 저장 되어 문제를 발생시킨 AS와 사후 조취를 취하는 용도로 사용한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템 및 방법에 의하면, BGP 가입자에게 자신의 인터넷 연결상황에 대하여 안정성과 신뢰성에 대한 정보를 제공해줄 수 있다.
즉, BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템이 잘못된 라우팅 정보 전달을 찾아내서 BGP 라우팅의 문제로 인한 서비스의 단절 상황을 파악하고 이를 해결할 수 있으며, 각각의 가입자 별로 전 세계적인 소통상황을 보여주는 정보를 제공할 수 있으며, 각각의 가입자들에게 이들 정보를 활용하여 품질 좋고 신 뢰도가 높은 ISP를 선택할 수 있는 근거를 제공해줄 수도 있다.
또한, 여러 ISP에 동시에 가입되어있는 멀티호밍(multi-homing) BGP 가입자에 대해서는 안정적이면서, 세계 여러 곳에 보다 짧은 송수신 경로를 이용할 수있는 ISP에 대한 판단 기준을 제공해 줄 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 라우팅 정보를 제공하기 위한 적어도 하나 이상의 라우터를 갖는 다수개의 AS(Autonomous System)를 구비한 인터넷망;
    BGP 프로토콜에 의하여 연동되며, 상기 각각의 라우터에서 전송하는 상기 다수개의 AS의 BGP 라우팅 정보를 수집하기 위한 BGP 라우팅정보 수집서버; 및
    상기 BGP 라우팅정보 수집서버가 수집한 BGP 라우팅 정보를 수집 및 분석하고, 분석된 결과물을 해당 가입자에게 전달하는 BGP 분석 시스템을 포함하되,
    상기 BGP 분석 시스템은,
    검색 대상 AS와 IP Prefix를 설정하고, 상기 BGP 라우팅 정보에서 해당 IP Prefix를 전파하는 AS 경로를 추출하며, 상기 추출한 AS 경로의 소스 AS 정보와 검색 대상 AS가 다른 경우, 해당 BGP 라우팅 정보에서 문제가 발생한 시간 및 문제 발생 AS 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 BGP 분석 시스템은,
    상기 BGP 라우팅정보 수집서버가 수집한 BGP 라우팅 정보를 이용하여 각 가입자의 경로 손실 시간, BGP 가입자와 전세계 목적지 간 경로 정보를 더 추출하는 것을 특징으로 하는 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 시스템.
  3. 다수개의 AS를 구비한 인터넷망과 전체 BGP 라우팅 정보를 수집하는 BGP 라우팅정보 수집서버 및 BGP 분석 시스템을 기반으로 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보를 제공하는 방법에 있어서,
    상기 BGP 라우팅정보 수집서버가 수집한 전체 BGP 라우팅 정보를 상기 BGP 분석 시스템으로 전송하는 단계;
    상기 BGP 분석 시스템이 전체 BGP 라우팅 정보를 수신하여, 해당 AS의 라우터별로 BGP 라우팅 정보를 분리하는 단계;
    상기 BGP 분석 시스템이 운용자의 명령에 따라 관심 있는 AS와 IP Prefix(주소)를 설정하는 단계;
    상기 BGP 분석 시스템이 해당 AS 및 IP Prefix에 대한 BGP 라우팅 정보를 분리하는 단계; 및
    상기 BGP 분석 시스템이 상기 분리된 BGP 라우팅 정보에서 해당 가입자의 안정성 정보를 추출하는 단계를 포함하되,
    상기 안정성 정보를 추출하는 단계는,
    상기 BGP 분석 시스템이 검색 대상 AS와 IP Prefix를 설정하는 단계;
    상기 BGP 분석 시스템이 상기 분리된 BGP 라우팅 정보에서 해당 IP Prefix를 전파하는 AS 경로를 추출하는 단계; 및
    상기 BGP 분석 시스템이 상기 추출한 AS 경로의 소스 AS 정보와 검색 대상 AS가 다른 경우, 해당 BGP 라우팅 정보에서 문제가 발생한 시간 및 문제 발생 AS 정보를 추출하는 단계를 포함하는 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 안정성 정보를 추출하는 단계는,
    상기 분리된 BGP 라우팅 정보를 이용하여 각 가입자의 경로 손실 시간, BGP 가입자와 전세계 목적지 간 경로 정보를 추출하는 단계를 더 포함하는 BGP 가입자에 대한 네트워크 안정성 정보 제공 방법.
  5. 삭제
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