KR20110001674A - 트래픽 이상 상태 판별 방법 - Google Patents

트래픽 이상 상태 판별 방법 Download PDF

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Abstract

트래픽 이상 상태 판별 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 트래픽 이상 상태 판별 방법은, 가입자 회선에서 과거에 측정된 트래픽 정보에 기초하여 기준 트래픽 정보를 생성하는 단계; 및 현재 측정된 트래픽 정보와 상기 기준 트래픽 정보를 가입자에 의해 미리 설정된 임계값에 따라 비교하고, 그 비교 결과에 따라서 트래픽 이상 상태인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면 이러한 본 발명에 의하면 상기된 본 발명에 의하면, 가입자의 특성을 반영하고 트래픽 이상 상태를 효과적으로 판별할 수 있는 트래픽 이상 상태 판별 방법을 제공한다.
트래픽, 트래픽 모니터링, 트래픽 이상 현상

Description

트래픽 이상 상태 판별 방법{Method for determining abnormality of traffic}
본 발명은 트래픽 이상 상태 판별 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 가입자의 특성을 반영하고, 트래픽 이상 상태를 효과적으로 판별할 수 있는 트래픽 이상 상태 판별 방법에 관한 것이다.
일반적으로 실시간 트래픽 분석에서 이상 현상에 대한 발생 여부를 판단할 때, 이상 현상에 대한 판단 기준을 시스템에서 제공하는 알고리즘 및 일괄적인 기준에 의해서 판단한다. 또는 시스템 관리자가 정한 임계치 기준에 의해 전체 가입자에게 유사한 기준으로 트래픽 이상 현황을 파악하도록 하거나, 전체 가입자 회선의 트래픽 현황을 한눈에 모니터링 할 수 있는 방안으로 실제 트래픽 양을 그대로 제공하는 방법이 있다.
그러나 이러한 종래의 방법은 모든 가입자를 동일하게 취급하는 점에서 가입자마다 가입자 회선 특성이 다르고 요구하는 트래픽 양이 다른 경우가 많아 가입자의 특성을 반영하지 못하고 획일적이 되는 문제점이 있다. 그리고 네트워크 관리자 역시 가입자 회선 별로 트래픽 이상 상태를 효과적으로 판별할 수 있는 방법이 요 구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가입자의 특성을 반영하고 트래픽 이상 상태를 효과적으로 판별할 수 있는 트래픽 이상 상태 판별 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 트래픽 이상 상태 판별 방법은, (a) 가입자 회선에서 과거에 측정된 트래픽 정보에 기초하여 기준 트래픽 정보를 생성하는 단계; 및 (b) 현재 측정된 트래픽 정보와 상기 기준 트래픽 정보를 가입자에 의해 미리 설정된 임계값에 따라 비교하고, 그 비교 결과에 따라서 트래픽 이상 상태인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기준 트래픽 정보는 과거의 소정 기간 동안 측정된 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기준 트래픽 정보는 소정의 주일(week) 동안의 동요일 동시간대의 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 현재 측정된 트래픽 정보와 상기 기준 트래픽 정보의 차이가 상기 임계값을 초과하는지에 따라 트래픽 이상 상태인지를 판단할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, 현재 측정된 트래픽과 현재 시점에 대응하는 소정의 주일(week) 동안의 동요일 동시간대의 트래픽의 평균의 차이가 상기 임계값을 초과하는지에 따라 트래픽 이상 상태인지를 판단할 수 있다.
또한, 상기 임계값은 상기 동요일 동시간대의 트래픽의 표준편차의 배수로 설정될 수 있다.
또한, 상기 트래픽 이상 상태 판별 방법은, 상기 (b) 단계에서 트래픽 이상 상태로 판단되는 경우, 상기 가입자가 인지할 수 있도록 경보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 트래픽 이상 상태 판별 방법은, 상기 (b) 단계에서 트래픽 이상 상태로 판단되는 경우, 트래픽을 캡쳐하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 트래픽 이상 상태 판별 방법은, 상기 (b) 단계에서 트래픽 이상 상태로 판단되는 경우, 트래픽 이상 현상을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기된 본 발명에 의하면, 가입자의 특성을 반영하고 트래픽 이상 상태를 효과적으로 판별할 수 있는 트래픽 이상 상태 판별 방법을 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 이상 상태 판별 방법이 실행되는 환경의 네트워크 구성을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 가입자 회선을 통하여 다수의 가입자(104)는 여러 가입자 회선을 집선해 주는 집선 스위치(103)와 연결되고, 집선 스위치(103)는 유해 트래픽 탐지 및 차단 역할을 수행하는 ID&P(Intrusion Detection & Prevention) 장비(102)와 연결되며, ID&P 장비(102)는 사업자 네트워크의 경계에 위치하는 경계 라우터(101)와 연결된다.
집선 스위치(103)는 각 가입자 회선에 대하여 트래픽 측정을 수행하고, 경계 라우터(101)는 트래픽 성향 분석을 위해 플로우(flow)를 생성한다. 여기서 트래픽의 측정은 SNMP(Simple Network Management Protocol)을 사용할 수 있다. 그리고 플로우란, 트래픽을 구성하는 패킷들에 대하여 소스 IP 주소(Source IP Address), 목적지 IP 주소(Destination IP Address), 소스 포트(Source Port), 목적지 포트(Destination Port), 프로토콜의 다섯 가지 속성을 식별자로 하여 특정되는 엔드-투-엔드(end-to-end) 트래픽의 단위를 의미한다.
트래픽 수집/분석 장치(105)와 트래픽 이상 상태 모니터링 장치(106)는 사업자 네트워크 상에 위치하며, 서로 연결되어 있다. 트래픽 수집/분석 장치(105)는 경계 라우터(101)로부터 수신한 플로우 정보, ID&P 장비(102)로부터 수신한 보안 로그, 그리고 집선 스위치(103)로부터 수신한 트래픽 측정 정보를 수집하고 분석하는 기능을 한다. 트래픽 이상 상태 모니터링 장치(106)는 트래픽 수집/분석 장치(105)에서 수집하고 분석된 정보를 바탕으로 트래픽 이상 상태를 판별하고, 그에 따른 적절한 조치를 수행하는 기능을 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 이상 상태 판별 방법의 흐름도를 나타낸다.
우선, 210단계에서 각 가입자 회선에서 트래픽을 측정한다. 210단계는 본 실시예에 따른 트래픽 이상 상태 판별 방법 전체에 걸쳐서 계속적으로 수행되는 단계로서, 트래픽의 측정은 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 수행된다.
210단계를 통해 현재로부터 과거 일정 기간 동안 트래픽이 측정되고, 그 측정 결과가 누적되면, 220단계에서, 과거에 측정된 트래픽 정보에 기초하여 기준 트래픽 정보를 생성한다. 기준 트래픽 정보는 트래픽 이상 상태의 판별을 위한 기준이 되는 정보로서, 현재 트래픽의 이상 상태 여부는 과거 통계를 바탕으로 추정할 수 있다는 사실에 근거한다.
본 발명의 일 실시예에서, 기준 트래픽 정보는 과거 소정 기간 동안 측정된 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 포함할 수 있는데, 이 경우 소정 주일(week) 동안의 동요일 동시간대의 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차에 해당할 수 있다. 도 3은 예를 들어 4 주일 동안의 동요일 동시간대의 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 기준 트래픽 정보로 생성하는 과정을 설명하기 위한 달력을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 월요일인 6, 13, 20, 27일의 하루 중 특정 시간대에 측정된 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차가 다음주 월요일인 4일의 동일한 시간대에서의 트래픽 이상 상태 판별을 위한 기준이 되는 정보로 활용된다. 예를 들어 5분 주기로 트래픽을 측정한다면 1시간에 12번 측정되므로, 특정 요일의 특정 시간대에 대하여 4주간 측정되는 데이터의 개수는 12*4=48개가 된다. 이렇게 얻어진 48개의 트래픽 측정 데이터를 가지고 평균, 최대값, 표준편차를 구한 다음, 이를 기초로 같은 요일 및 같은 시간대에 측정된 트래픽의 이상 상태 여부를 판단한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 트래픽 정보를 생성하는 과정에서, 4주 단위로 트래픽의 통계를 생성하여 기준 트래픽 정보를 생성하는 형태를 설명하는 참고도이다. 본 실시예에서 매주 매요일 매시간대의 트래픽의 통계를 생성하여 테이블 형태로 저장해 놓는다. 이를 트래픽 테이블이라 칭하기로 한다. 트래픽 테이블은 특정 요일 특정 시간대의 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 포함하게 된다. 그럼 현재 시점을 w라 할때, 1 주 전 동요일 동시간대의 트래픽 테이블은 Traffw-1로 표현할 수 있다. 마찬가지로, 2, 3, 4주 전의 동요일 동시간대의 트래픽 테이블은 Traffw-2, Traffw-3, Traffw-4로 표현할 수 있다. 현재 시점에서 기준 트래픽 정보인 평균(Traffavg), 최대값(Traffmax), 표준편차(Traffdev)는 현재로부터 4주 전까지의 트래픽 테이블을 가지고 다음 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.
Traffavg = favg(Traffw-4, Traffw-3, Traffw-2, Traffw-1),
Traffmax = fmax(Traffw-4, Traffw-3, Traffw-2, Traffw-1),
Traffdev = fdev(Traffw-4, Traffw-3, Traffw-2, Traffw-1),
여기서, favg, fmax, fdev는 각각 평균값 산정함수, 최대값 산정함수, 표준편차 산정함수를 나타낸다.
다시 도 2를 참조하여 설명한다. 220단계에서 기준 트래픽 정보가 생성되면, 230단계에서, 현재 측정된 트래픽 정보와 기준 트래픽 정보를 비교한다. 여기서, 현재 측정된 트래픽 정보가 기준 트래픽 정보로부터 얼마만큼 벗어나야 트래픽 이상 상태로 정의할 것인지 판단하기 위한 기준이 필요하다. 본 실시예에서는 이러한 기준으로 가입자에 의해 미리 설정된 임계값을 사용한다. 즉, 트래픽 이상 상태를 정의하기 위한 기준을 각 가입자가 설정하도록 하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 임계값으로는 현재 측정된 트래픽이 기준 트래픽 정보의 평균 및 표준편차를 바탕으로, 평균에서 몇 표준편차만큼 벗어나는지로 설정하도록 할 수 있다. 예컨대, 현재 측정 시점에 대응하는 기준 트래픽 정보의 표준편차를 σ 라 할때, 임계값으로 2σ, 또는 3σ 형태로 가입자가 설정하도록 한다. 임계값의 설정은 가입자가 가입자 장치를 통하여 설정하고, 설정된 값은 트래픽 이상 상태 모니터링 장치(106)에 가입자 별로 구분하여 저장해 놓을 수 있을 것이다.
240단계에서, 현재 트래픽 정보와 기준 트래픽 정보의 차이가 임계값을 초과 하는지 판단하고, 그렇지 않다면 다시 230단계로 돌아가서 다음 주기에 측정된 트래픽 정보를 가지고 230단계 및 240단계를 반복한다.
240단계에서 만일 현재 트래픽 정보와 기준 트래픽 정보의 차이가 임계값을 초과한다면, 예를 들어 가입자에 의해 설정된 임계값이 3σ 인데, 현재 측정된 트래픽과 기준 트래픽 정보의 평균의 차이가 3.5σ 라면, 250단계로 진행하여 트래픽 이상 상태인 것으로 판단한다.
트래픽 이상 상태인 것으로 판단되면, 도시된 바와 같이 260단계, 270단계, 및 280단계로 진행한다.
260단계에서는, 트래픽 이상 상태가 발생하였음을 가입자가 인지할 수 있도록 가입자에게 경보를 제공한다. 이 경보는 예를 들어 SMS(short messaging service) 형태로 제공할 수 있다. 이를 통해 가입자는 부재시 또는 원격지에서 자신의 가입자 회선의 상태를 파악할 수 있다.
270단계에서는, 트래픽 이상 현상을 분석한다. 분석된 결과는 가입자 또는 네트워크 관리자에게 보고서 형태로 제공될 수 있다. 트래픽 이상 현상의 분석으로는, 경계 라우터(101)로부터의 플로우 정보를 이용하여 트래픽 유발자의 IP, 사용 프로토콜, 사용 포트 등을 분석할 수 있고, ID&P 장비(102)로부터의 보안 로그를 이용하여 유해 트래픽 정보를 분석할 수 있다.
280단계에서는, 트래픽 이상 상태가 발생한 시점의 트래픽을 캡쳐하여 데이터베이스에 저장한다. 이렇게 저장된 트래픽 정보는 이미 발생한 트래픽 이상 상태를 확인하고 이를 분석하는데 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서, 여러 가입자 회선의 트래픽 상황을 모니터링하는 경우, 트래픽 이상 상태 모니터링 장치(106)의 사용자 인터페이스를 통해 표시되는 그래프 화면을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 가입자 회선 별로 현재 측정된 트래픽이 현재 측정 시점에 대응하는 기준 트래픽 정보의 평균 및 표준편차를 기준으로, 평균에서 몇 표준편차만큼 벗어나 있는지를 표시하고 있다. 예컨대 1번 가입자 회선의 경우 기준 트래픽 정보의 평균에서 2.0σ 만큼 벗어나 있으며, 2번 가입자 회선의 경우 기준 트래픽 정보의 평균에서 약 2.3σ 만큼 벗어나 있음을 확인할 수 있다. 도시된 그래프 화면을 통하여 네트워크 관리자는 각 가입자 회선의 상황을 한눈에 모니터링할 수 있다. 나아가, 가입자 회선 번호를 선택할 경우 해당 가입자 회선의 트래픽 정보를 시간에 따라 연속적으로 나타내도록 구현할 수도 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본 질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 이상 상태 판별 방법이 실행되는 환경의 네트워크 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 이상 상태 판별 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 3은 예를 들어 4 주일 동안의 동요일 동시간대의 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 기준 트래픽 정보로 생성하는 과정을 설명하기 위한 달력을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 기준 트래픽 정보를 생성하는 과정에서, 4주 단위로 트래픽의 통계를 생성하여 기준 트래픽 정보를 생성하는 형태를 설명하는 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서, 여러 가입자 회선의 트래픽 상황을 모니터링하는 경우, 트래픽 이상 상태 모니터링 장치(106)의 사용자 인터페이스를 통해 표시되는 그래프 화면을 나타낸다.

Claims (9)

  1. (a) 가입자 회선에서 과거에 측정된 트래픽 정보에 기초하여 기준 트래픽 정보를 생성하는 단계; 및
    (b) 현재 측정된 트래픽 정보와 상기 기준 트래픽 정보를 가입자에 의해 미리 설정된 임계값에 따라 비교하고, 그 비교 결과에 따라서 트래픽 이상 상태인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 트래픽 정보는 과거의 소정 기간 동안 측정된 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 트래픽 정보는
    소정의 주일(week) 동안의 동요일 동시간대의 트래픽의 평균, 최대값, 표준편차를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 현재 측정된 트래픽 정보와 상기 기준 트래픽 정보의 차이가 상기 임계 값을 초과하는지에 따라 트래픽 이상 상태인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  5. 제5항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    현재 측정된 트래픽과 현재 시점에 대응하는 소정의 주일(week) 동안의 동요일 동시간대의 트래픽의 평균의 차이가 상기 임계값을 초과하는지에 따라 트래픽 이상 상태인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 동요일 동시간대의 트래픽의 표준편차의 배수로 설정되는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 트래픽 이상 상태로 판단되는 경우,
    상기 가입자가 인지할 수 있도록 경보를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 트래픽 이상 상태로 판단되는 경우,
    트래픽을 캡쳐하여 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 트래픽 이상 상태로 판단되는 경우,
    트래픽 이상 현상을 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 이상 상태 판별 방법.
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WO2015080525A1 (ko) * 2013-11-28 2015-06-04 주식회사 케이티 Sdn 환경에서 트래픽의 동적 제어를 위한 방법 및 장치
KR101689846B1 (ko) * 2015-07-14 2016-12-26 콘텔라 주식회사 트래픽 추이를 검출할 수 있는 분산안테나시스템 및 그 트래픽 분석 방법

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