KR20020072918A - 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터넷 회선의 자동 선택에 의한 트래픽 분산 방법에 관한 것으로, 특히 클라이언트의 서비스 용도에 따라 전용선 또는 초고속 통신망을 이용하도록 하여 각 회선의 장점을 효율적으로 이용할 수 있게 하며, 이로 인해 저비용으로 서비스 품질을 증가시키고, 네트웍 트래픽을 줄일 수 있는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 특징은 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법에 있어서, 클라이언트의 패킷 데이터가 NIC-1(Network Interface Card)에 입력되면 상기 패킷 데이터에서 목적지의 포트번호와 IP 주소를 추출하는 제 1단계; 상기 추출된 포트번호를 포트 필터부의 포트 필터를 적용해 특정 포트 번호인가를 판단하는 제 2단계; 상기 포트 필터 적용결과 특정 포트 번호인 경우, 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내고, 특정 포트 번호가 아닐 경우에는 IP 필터부로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 전송하는 제 3단계; 상기 패킷데이터를 전송받은 IP 필터부에서 상기 추출된 목적지 IP 주소가 IP 필터부의 라우팅 테이블에 있는 특정 IP 주소인가를 IP 필터를 적용해 판단하는 제 4단계; 및 상기 IP 필터 적용결과 특정 IP 주소가 아닌 경우에는 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내고, 특정 IP 주소인 경우에는 전용선과 연결되어 있는 NIC-3로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법에 있다.

Description

다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법{Method for dispersing traffic using multiplex internet line}

본 발명은 인터넷 회선의 자동 선택에 의한 트래픽 분산 방법에 관한 것으로, 특히 클라이언트의 서비스 용도에 따라 전용선 또는 초고속 통신망을 이용하도록 하여 저비용으로 서비스 품질을 증가시키고, 네트웍 트래픽을 줄일 수 있는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인터넷을 사용하고자 하는 곳이 네트웍로 구성된 경우와 단일 PC인 경우에 따라 적합한 인터넷 회선이 존재하고 있다. 네트웍의 경우는 전용선(Leased-Line)을 사용하는 것이 일반적이며, 단일 PC인 경우에는 모뎀 또는 xDSL(Digital Subscriber Line and its variations), 케이블 모뎀(CATV) 등의 초고속 통신망을 통해 인터넷에 접속하는 것이 일반적이다.

상기 전용선과 초고속 통신망은 각각 일장일단이 있다. 전용선은 다수의 공인 IP(Internet Protocol)를 할당받을 수 있고, IP 라우팅(Routing)을 통한 직접적인 패킷전송이 이루어져 안정성이 뛰어나며, 상하향 전송속도가 동일한 대칭형이란 장점이 있으나, 사용장비 가격 등 전체적인 이용금액이 고액이며, 속도의 제한폭이 큰 단점이 있다. 초고속 통신망은 하향중심의 구조로 개인사용자에게 적합하며, 비대칭 구조에 의해 낮은 가격에 공급되고, 장비가격이 저렴한 장점은 있으나, 하나의 공인 IP를 할당받아 NAT(Network Address Translation) 라우터(Router)를 통해 랜의 사설 IP로 변환하는 주소변환 방식을 이용하므로 인터넷 서비스 제공자에게는 부적합하고, 모뎀방식을 이용하고 있으므로 TCP/IP 프로토콜을 2선식 라인에 맞게끔 변환하는 과정이 추가되어 전용선에 비해 안정성이 떨어지고, 상향 대역폭이 전용선에 비해 한정적인 단점이 있다.

이러한 점들 때문에 네트웍의 상황에 따라 적합한 회선을 선택해야 하는데, 네트웍가 인터넷 서핑 등과 같은 내부로 들어오는 트래픽이 많은 네트웍의 경우는고비용인 전용선이 부담이 되므로, 초고속 통신망이 유리하고, 공인 IP가 필요한 인터넷 서비스를 하는 네트웍에서는 전용선을 통해 고정된 공인 IP와 안정적인 서비스가 가능해야 한다. 또, 이 두 가지 경우 모두 필요한 경우가 있을 수 있는데, 내부로 들어오는 트래픽이 많으며, 안정적인 회선을 요구하고, 공인 IP만이 사용할 수 있는 서비스를 제공받아야 하는 네트웍가 있다. 대표적인 곳으로 PC방이 그런 경우인데, 인터넷 서비스를 주로 제공하는 영업을 하는 곳이기 때문에 안정성이 최우선시 되고 있으며, 내부로 유입되는 트래픽이 외부의 트래픽보다 훨씬 많은 양을 차지하며, 멀티 온라인 게임 서비스의 경우는 공인 IP가 있어야 가능하기 때문에 공인 IP의 확보도 중요한 요소가 된다.

PC방과 같은 특수한 곳은 안정성과 광대역을 요구하며, 많은 수의 공인 IP까지 필요하게 된다. 전용선의 경우는 안정성과 공인 IP문제는 해결할 수 있으나, 대역폭의 한계를 극복하기 위해서는 비용이 높아지게 된다. 그렇다고 하여 초고속 통신망을 활용하는 경우에는 안정성 문제와 공인 IP를 하나밖에 사용하지 못하게 되어 서비스의 제한을 받게 된다. 따라서, 현 상황에서는 전용선만을 이용하는 것이 현실이며, 이에 따라 높은 비용의 네트웍 유지비용을 부담해야 하는 문제점이 있다.

물론, 서로 다른 두 방식(전용선과 초고속 통신망)을 동시에 사용하는 방법도 이용될 수 있는데, 기존의 방법으로는 첫째, 네트웍 내의 컴퓨터들을 용도별로 분리하여 전용선 이용 컴퓨터와 초고속 통신망 이용 컴퓨터를 분리하여 이용하는 방법. 둘째, 전용선은 IP 라우터, 초고속 통신망은 NAT 라우터를 이용하여 다중 게이트웨이(Gateway)를 구축하고 네트웍에 사용자의 필요에 따라 게이트웨이를 설정하여 사용하는 방법. 셋째, 프록시 서버를 이용하여 몇몇 프로토콜에 의한 트래픽을 분리하는 방법이 있다.

첫번째 방법은 가장 비효율적인 방법으로, 그 용도가 분명히 분리할 수 있는 곳이라면 어느정도의 효과는 볼 수 있지만, 두 회선의 장단점을 그대로 가지고 있게 되어 다중 회선의 도입에 따른 효과는 미미할 것이다.

두번째 방법은 두개의 게이트웨이를 두고, 한쪽의 장애가 발생했을 때나 필요에 따라 수동으로 게이트웨이를 변경하는 방법을 사용할 수 있다. 이는 사용자에게 많은 불편을 주기 때문에 장애에 대비한 방법으로는 효과를 볼 수 있으나, 광대역 활용 및 안정성 확보라는 목적을 위해서는 큰 이점을 보기가 힘들다.

세번째 방법이 가장 효율적인 방법이 될 수 있는데, 일반적인 인터넷 서비스들은 광대역을 요구하는 서비스와 안정성을 요구하는 서비스로 구분되어 있어, 대역폭을 요구하는 서비스들은 초고속 통신망으로, 안정성을 요구하거나 IP를 요구하는 서비스의 경우는 전용선으로 데이터를 처리하여, 전용선과 초고속 통신망의 장점을 모두 이용할 수 있다. 그러나, 현재 가능한 서비스 구분 방법은 프록시(Proxy) 서버를 설치하여 HTTP, FTP 등의 프로토콜에 대한 트래픽을 처리하는 방법뿐이다. 하지만, 프록시 서버를 이용한 경우는 서비스의 한계가 있는데, 기존의 인터넷 서비스만 구분이 가능하기 때문에, 새로운 형태의 서비스에 적용하기에는 무리가 있다. 즉, HTTP, FTP 등과 같은 표준화 되어 있는 프로토콜을 이용한 서비스들의 경우는 큰 문제없이 프록시를 통과할 수 있지만, 화상채팅, 스트리밍서비스, 온라인 게임서비스 등과 같은 새롭게 나온 표준 방식이나 개별적인 프로토콜을 사용하는 서비스들은 프록시를 통과하지 못하게 된다. 상기 화상채팅과 스트리밍 서비스들은 대표적인 트래픽 발생요인이지만, 현재로서는 프록시로는 처리하지 못한다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 클라이언트의 서비스 용도에 따라 전용선 또는 초고속 통신망을 이용할 수 있도록 하여 각 회선의 장점을 효율적으로 이용할 수 있게 하며, 이로 인해 저비용으로 서비스 품질을 증가시키고, 네트웍 트래픽을 줄일 수 있는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 트래픽 분산 시스템의 구성을 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 트래픽 분산 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 트래픽 분산 방법을 나타낸 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100, 101, 102 : 클라이언트

110, 120, 130 : 네트웍 인터페이스 카드(NIC)

140 : 서비스 구분부 150 : 포트 필터부

160 : 아이피(IP) 필터부 162 : 라우팅 테이블

164 : 서버정보 데이터베이스 180 : 메인서버

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법에 있어서, 클라이언트의 패킷 데이터가 NIC-1(Network Interface Card)에 입력되면 상기 패킷 데이터에서 목적지의 포트번호와 IP 주소를 추출하는 제 1단계; 상기 추출된 포트번호를 포트 필터부의 포트 필터를 적용해 특정 포트 번호인가를 판단하는 제 2단계; 상기 포트 필터 적용결과 특정 포트 번호인 경우, 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내고, 특정 포트 번호가 아닐 경우에는 IP 필터부로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 전송하는 제 3단계; 상기 패킷데이터를 전송받은 IP 필터부에서 상기 추출된 목적지 IP 주소가 IP 필터부의 라우팅 테이블에 있는 특정 IP 주소인가를 IP 필터를 적용해 판단하는 제 4단계; 및 상기 IP 필터 적용결과 특정 IP 주소가 아닌 경우에는 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내고, 특정 IP 주소인 경우에는 전용선과 연결되어 있는 NIC-3로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법에 있다.

이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 트래픽 분산 시스템의 구성을 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 트래픽 분산 시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.

도시한 바와 같이 인터넷 서비스를 요청하는 클라이언트(100∼102)와, 클라이언트와 서비스 구분부(140), 서비스 구분부(140)와 초고속 통신망, 서비스 구분부(140)와 전용선을 연결하는 NIC-1, NIC-2, NIC-3((Network Interface Card 이하, NIC라 칭함)과, 클라이언트(100∼102)의 패킷 데이터에 있는 목적지의 포트 번호와 IP 주소를 추출하여, 추출된 포트 번호와 IP 주소로 클라이언트(100∼102)의 서비스 용도를 알아내고 그에 따라 전용선과 초고속 통신망으로 클라이언트(100∼102)를 연결하는 서비스 구분부(140)로 구성되어 있다.

상기 서비스 구분부(140)는 추출된 포트 번호가 특정 포트 번호인지 여부에 따라 초고속 통신망 또는 IP 필터부(160)로 연결하는 포트 필터부(150)와 포트 필터부(150)에서 전송된 패킷 데이터의 목적지 IP 주소가 보유하고 있는 라우팅 테이블(162)의 특정 IP 주소와 동일한지 여부에 따라 초고속 통신망 또는 전용선으로 클라이언트(100∼102)를 연결하는 IP 필터부(160)로 구성되어 있다.

상기 특정 포트 번호에 의해 클라이언트(100∼102)의 서비스 용도를 구분할 수 있는 이유는 인터넷 상에서 1∼1000번의 포트는 규약에 의해 정해져 있어, 1000 이하의 경우는 어느 정도 서비스를 구분할 수 있는데, 예를 들면, 80번 포트는 웹서비스만 사용할 수 있으며, 21번 포트는 FTP 서비스만 이용 가능하다. 따라서, 이러한 특정 포트 번호를 이용한다면 해당 서비스를 판단할 수 있게 된다.

상기 IP 필터부(160)는 인터넷 서버 운용, 멀티 온라인 게임, 클라이언트-서버 프로그램 등 전용선을 요하는 서버들의 IP 주소 정보를 담고 있는 서버정보 데이터베이스(164)와 이 서버정보 데이터베이스(164)에 의해 조정된 라우팅 테이블(162)을 보유하고 있어, 상기 클라이언트(100∼102)의 목적지 IP 주소와 상기 라우팅 테이블(162)을 비교하여 특정 IP 주소인지 여부를 판단한다.

상기 IP 필터부(160)의 효율은 상기 전용선을 요하는 서버들의 IP 주소 정보를 얼마나 최신정보로 유지하느냐 달려있다. 이를 위해, 도 2에 도시한 바와 같이 전용선 요하는 서버들의 정보(IP 주소)를 축적하고 있는 메인서버(180)와의 주기적인 통신을 통해 최신의 IP 주소를 다운받아 상기 서버정보 데이터베이스(164)를 업데이트 하는 것이 바람직할 것이다.

여기서, 포트 필터부(150) 또는 IP 필터부(160)를 단독으로 사용치 않는 이유는 포트 필터부와 IP 필터부의 상호보완 작용을 통해 서비스 구분부(140)의 효율을 높이기 위한 것이다. 물론, 포트 번호와 IP 주소를 이용한 서비스 구분 방법 외에 HTTP, FTP 등의 프로토콜명을 이용한 서비스 구분 방법도 함께 이용될 수 있으나, 프로토콜명의 경우는 다양한 서비스(예> HTTP의 동영상 전송)에 적용될 수 있어, 그 성격을 정확히 파악할 수 없는 문제점이 있다.

그럼 어떤 서비스에 초고속 통신망 또는 전용선을 이용할 것인가를 정해야 하는데, 아래와 같은 기준으로 결정한다.

초고속 통신망에 유리한 서비스는 웹서핑, 다운로드, 업로드, 화상채팅, 스트리밍 서비스 등의 웹서비스와 파일 전송 목적의 FTP 서비스, 그리고, 전자우편 전송을 위한 메일 서비스 등을 들 수 있다. 이러한 서비스들의 특징은 빠르게 처리되어야 하므로 사용 가능한 대역폭을 모두 사용한다. 즉, 대역폭이 넓을수록 작업시간이 짧아지므로 유리하다. 웹서핑의 경우는 어느 정도 대역폭의 확보가 되면 대역폭의 크기는 큰 차이가 없으나, 페이지에 포함되어 있는 데이터 양에 따라 처리시간의 변화가 있게 된다. 또, 다운로드와 업로드는 서버의 대역폭의 여유가 있다면, 대역폭과 작업시간은 반비례한다. 화상채팅은 대역폭 점유율이 상황에 따라 변화가 되기는 하지만, 비교적 일정하며 큰 대역폭을 점유하게 된다. 80∼120Kbps 정도의 대역폭을 가지며, 이는 웹서핑 시 발생하는 대역폭의 50∼100배 정도의 소요대역폭이 된다. 스트리밍 서비스는 비교적 큰 크기의 데이터가 지속적으로 들어오게 된다. 100Kbps 서비스는 일정한 시간동안 지속적으로 100Kbps의 대역폭을 소화하는 것이다. FTP는 파일전송이 목적이므로, 여유 대역폭을 모두 소비하게 되는 서비스이다. 메일 서비스는 그 서비스의 양이 크지 않으나, 메일이 전달되지 않으면, 서버의 메일박스에 남아 있게 되므로, 서버에서의 안정성이 보장되어 회선 안정성 여부가 중요하지 않다.

전용선에 유리한 서비스는 인터넷 서버의 운용, 멀티 온라인 게임, 클라이언트-서버 프로그램 등이 있다. 인터넷 서버의 운영에 있어 고정된 공인 IP는 필수적이며, 그 회선의 안정성이 가장 중요한 요소이다. 멀티 온라인 게임 서비스의 경우는 실시간으로 서버와 통신하며, 그 내용이 또 다른 이용자들에게 전달되어야 하므로, 빠른 통신과 안정적인 동작을 요구하게 된다. 서버의 통신이 느려지면, 그 내용이 다른 이용자에게 전달되지 못하게 되어 자신이 전송한 데이터와 수신하는 다른 컴퓨터들간에 시간차가 발생하여, 여러 이상현상이 나타나게 된다. 또한, 클라이언트-서버 프로그램처럼 표준화된 프로토콜과 포트 번호를 이용하지 않는 경우에는 NAT 라우터, 프록시 등의 방법으로는 데이터가 통과하지 못하는 경우가 생기고, 클라이언트-서버 프로그램의 경우는 모든 패킷이 문제없이 전달되어야 하므로, IP 라우팅을 이용한 전용선 방식을 사용해야만 한다.

도 3은 본 발명에 따른 트래픽 분산 방법을 나타낸 흐름도이다.

클라이언트(100∼102)의 패킷 데이터가 NIC-1(110)에 입력되면 서비스 구분부(140)는 상기 패킷 데이터에서 목적지의 포트번호와 IP 주소를 추출한다(S300). 상기 추출된 포트번호를 포트 필터부(150)의 포트 필터를 적용(S310)해 80번, 21번 등의 특정 포트 번호인가를 판단(S320)한다. 상기 판단(S320)결과 특정 포트 번호인 경우, 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2(120)로 상기 클라이언트(100∼102)의 패킷데이터를 보낸다.

상기 판단(S320)결과 특정 포트 번호가 아닐 경우에는 상기 추출된 목적지 IP 주소가 IP 필터부(160)의 라우팅 데이블(162)에 있는 특정 IP 주소인가를 IP 필터를 적용(S330)해 판단한다. 판단(S340)결과 특정 IP 주소가 아닌 경우에는 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2(120)로 상기 클라이언트(100∼102)의 패킷데이터를 보내고, 특정 IP 주소인 경우에는 전용선과 연결되어 있는 NIC-3(130)로 상기 클라이언트(100∼102)의 패킷데이터를 보낸다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 클라이언트의 서비스 용도에 따라 전용선 또는 초고속 통신망을 이용하므로, 각 회선의 장점을 효율적으로 활용할 수 있어, 각 회선을 독자적으로 사용할 때의 고비용, 좁은 대역폭, 불안정성의 문제점을 해소할 수 있다. 따라서, 저비용으로 서비스 품질의 증가와 네트웍 트래픽의 감소 효과를 얻을 수 있어, PC방 등과 같이 내부로 유입되는 트래픽이 외부의 트래픽보다 많으며, 안정적인 회선이 요구되는 곳에 적용한다면 크나큰 효과를 볼 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법에 있어서,

   클라이언트의 패킷 데이터가 NIC-1(Network Interface Card)에 입력되면 상기 패킷 데이터에서 목적지의 포트번호와 IP 주소를 추출하는 제 1단계;

   상기 추출된 포트번호를 포트 필터부의 포트 필터를 적용해 특정 포트 번호인가를 판단하는 제 2단계;

   상기 포트 필터 적용결과 특정 포트 번호인 경우, 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내고, 특정 포트 번호가 아닐 경우에는 IP 필터부로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 전송하는 제 3단계;

   상기 패킷데이터를 전송받은 IP 필터부에서 상기 추출된 목적지 IP 주소가 IP 필터부의 라우팅 테이블에 있는 특정 IP 주소인가를 IP 필터를 적용해 판단하는 제 4단계; 및

   상기 IP 필터 적용결과 특정 IP 주소가 아닌 경우에는 초고속 통신망과 연결되어 있는 NIC-2로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내고, 특정 IP 주소인 경우에는 전용선과 연결되어 있는 NIC-3로 상기 클라이언트의 패킷데이터를 보내는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 IP 필터부의 특정 IP 주소는 전용선을 요하는 서버의 IP 주소를 축적한 메인서버로부터 업데이트 받는 것을 특징으로 하는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 특정 IP 주소는 인터넷 서버 운용, 멀티 온라인 게임 및 클라이언트-서버 프로그램을 서비스하는 서버의 주소임을 특징으로 하는 다중 인터넷 회선을 이용한 트래픽 분산 방법.