KR20170112069A - 컨트롤러를 이용한 통신 데이터 분산 수집 방법 - Google Patents

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김영민
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 컨트롤러를 이용한 통신 데이터 분산 수집 방법은 컨트롤러에 포함된 분산 정책 결정부에 의해, 컨트롤러에 포함된 데이터 수집 정책 수신부로부터 통신 데이터 대역 별 통신 데이터의 수집 정책을 제공받고, 컨트롤러에 포함된 경로 정보 관리부로부터 통신 데이터 대역 별 통신 데이터의 유통 경로를 제공받는 단계, 부하 분산 정책 결정부에 의해, 유통 경로 상의 네트워크 노드를 선택하고, 네트워트 노드로부터 네트워크 노드의 상태 정보를 제공받는 단계, 부하 분산 정책 결정부에 의해, 제공 받은 데이터 수집 정책 및 네트워크 노드의 정보를 기초로 네트워크 노드에 대한 통신 데이터 대역별 분산 수집 정책을 결정하는 단계, 그리고 부하 분산 정책 결정부에 의해, 결정된 분산 수집 정책을 상기 네트워크 노드에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

컨트롤러를 이용한 통신 데이터 분산 수집 방법{DISTRIBUTED GATHERING METHOD FOR COMMUNICATION DATA USING CONTROLLER}
본 발명은 통신 데이터 수집 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨트롤러를 이용한 통신 데이터 분산 수집 방법에 관한 것이다.
인터넷에 접속되는 모바일 장치들의 수가 급증하고 대용량 컨텐츠의 유통이 늘어남에 따라, 네트워크를 경유하는 트래픽의 양은 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 환경에서, 네트워크 동작 상태의 모니터링 및 네트워크 상태 이상 감지를 통한 네트워크의 안정적인 관리가 필요하다. 따라서, 이를 위해 네트워크 상에 유통되는 통신 데이터를 수집하여 분석하는 일은 중요하다.
통신 데이터를 수집하는 하나의 방법으로서 네트워크 태핑 장비를 이용한 수집 방법이 있다. 이는 기존 네트워크에 부하를 주지 않고, 누락없이 통신데이터를 수집할 수 있다. 하지만, 장비의 가격이 너무 높아서 쉽게 적용하기 어렵다. 따라서, 네트워크 태핑 장비는 네트워크의 경계에 주로 설치된다. 결과적으로 이러한 수집 방법은 네트워크 내부의 통신 데이터에 대한 모니터링이 불가능하다.
통신 데이터를 수집하는 다른 방법으로서 포트미러링이 있다. 포트 미러링은 대부분의 스위치 장비에서 지원하는 기능으로, 각각의 네트워크 노드에서 쉽게 실행할 수 있다. 하지만, 통신 데이터 수집을 위한 과정에서 네트워크 노드의 통신 포트 간의 데이터 복사가 발생하여, CPU에 많은 부하가 발생한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해, 다양한 통신 데이터 수집 방법에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 통신 데이터 수집에 있어 네트워크 노드의 부하를 줄이기 위해 컨트롤러를 이용한 통신 데이터 분산 수집 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 컨트롤러를 이용한 통신 데이터 분산 수집 방법은 컨트롤러에 포함된 분산 정책 결정부에 의해, 컨트롤러에 포함된 데이터 수집 정책 수신부로부터 통신 데이터 대역 별 통신 데이터의 수집 정책을 제공받고, 컨트롤러에 포함된 경로 정보 관리부로부터 통신 데이터 대역 별 통신 데이터의 유통 경로를 제공받는 단계, 부하 분산 정책 결정부에 의해, 유통 경로 상의 네트워크 노드를 선택하고, 네트워트 노드로부터 네트워크 노드의 상태 정보를 제공받는 단계, 부하 분산 정책 결정부에 의해, 제공 받은 데이터 수집 정책 및 네트워크 노드의 정보를 기초로 네트워크 노드에 대한 통신 데이터 대역별 분산 수집 정책을 결정하는 단계, 그리고 부하 분산 정책 결정부에 의해, 결정된 분산 수집 정책을 상기 네트워크 노드에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 통신 데이터 수집에 대한 부하가 분산되어, 각네트워크 노드의 부하가 줄어들 수 있다. 이와 동시에, 정밀한 통신 데이터를 수집할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 제한적인 방법으로서가 아니라 예로서 도시되었으며, 첨부 도면에서 유사한 참조 번호는 유사한 요소를 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템을 보여주는 그림이다.
도 2는 본 발명에 따른 컨트롤러의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 컨트롤러의 동작을 보여주는 순서도이다.
앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.
이하에서는, 통신 시스템이 본 발명의 특징 및 기능을 설명하기 위한 예로서 사용될 것이다. 하지만, 이 기술 분야에 정통한 사람은 여기에 기재된 내용에 따라 본 발명의 다른 이점들 및 성능을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시 예들을 통해 또한, 구현되거나 적용될 수 있을 것이다. 게다가, 상세한 설명은 본 발명의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템을 보여주는 그림이다. 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 컨트롤러(110), 복수의 호스트(120_1~120_n, 130_1~130_n), 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4), 데이터 처리 장치(150)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템(100)은 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN: Software defined networking) 구조의 시스템일 수 있다.
SDN은 개방형 API(Application Programming Interface)인 오픈 플로우 프로토콜을 통해 네트워크의 데이터의 전달 동작을 중앙의 컨트롤러에서 제어하고 관리하는 구조의 네트워크이다. SDN에서는 통신 데이터의 유통 경로 및 플로우를 지정하는 컨트롤러와 실제 데이터 전송을 수행하는 스위치가 분리된다. 따라서, SDN은 컨트롤러에 의해 네트워크의 세부 구성정보에 제한되지 않고, 사용자의 요구사항에 따라 네트워크를 관리할 수 있다. 이러한 SDN에서는 컨트롤러에 의해 데이터 유통 경로가 결정되므로, 통신 데이터 대역에 대한 유통 경로 상의 네트워크 노드들의 추적이 가능하다.
컨트롤러(110)는 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각과 연결될 수 있다. 컨트롤러(110)는 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)의 통신 데이터의 경로 및 플로우를 제어한다. 컨트롤러(110)는 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)로부터 각각의 동작 상태 정보를 제공받는다. 컨트롤러(110)는 복수의 호스트(120_1~120_n, 130_1~130_n)로부터 통신 데이터 수집 정책을 제공받는다. 컨트롤러(110)는 제공된 정보를 기초로 통신 데이터의 분산 수집 정책을 결정하고, 이를 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각에 제공한다. 예를 들어, 컨트롤러(110)는 PC나 고성능의 서버 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(110)는 오픈 플로우(Open Flow) 프로토콜을 통해 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각과 통신할 수 있다. 컨트롤러(110)의 구성 및 동작은 도 2 및 도 3을 참조하여 자세히 설명될 것이다.
복수의 호스트(120_1~120_n)는 제 1 호스트 그룹을 형성한다. 제 1 호스트 그룹은 각각 제 1 종단 네트워크 노드(140_1)와 연결된다. 복수의 호스트(130_1~130_n)는 제 2 호스트 그룹을 형성한다. 제 2 호스트 그룹은 각각 제 2 종단 네트워크 노드(140_4)와 연결된다. 복수의 호스트(120_1~120_n, 130_1~130_n)는 복수의 호스트(120_1~120_n, 130_1~130_n) 간의 데이터의 전송 및 수신을 수행한다. 예를 들어, 이러한 데이터 전송은 동일한 그룹 내의 호스트들 간에 이루어 질 수 있다. 혹은 제 1 호스트 그룹과 제 2 호스트 그룹 간에 이루질 수 있다. 복수의 호스트(120_1~120_n, 130_1~130_n)는 컨트롤러(110)에 통신 데이터 수집 정책을 제공한다.
복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 컨트롤러(110) 및 데이터 처리 장치(150)와 연결된다. 제 1 및 제 2 종단 네트워크(140_1, 140_4)는 각각 제 1 호스트 그룹 및 제 2 호스트 그룹과 연결된다. 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 컨트롤러(110)로부터 데이터 분산 수집 정책을 제공받는다. 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 제공된 데이터 분산 수집 정책을 기초로 네트워크 상의 통신 데이터를 수집하고, 이를 데이터 처리 장치(150)에 제공한다. 예를 들어, 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 라우터, 통신 스위치, 리피터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 인터넷과 같은 공중 데이터 통신망(public data nwtwork)에 연결될 수 있다.
복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 컨트롤러(110)로부터 제공된 정보에 기반하여 플로우 룰 테이블(Flow rule table)을 구성할 수 있다. 또한, 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 통신 데이터를 플로우 룰 테이블에 의하여 정의된 통신 경로에 대응하는 포트로 출력함으로써 통신 데이터를 다음 네트워크 노드에 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 도 1을 참조하면, 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 4 개로 구성 되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 4개 이상의 복수로 구성될 수 있다.
데이터 처리 장치(150)는 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)로부터 수집된 데이터를 제공받는다. 데이터 처리 장치(150)는 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)로 구성된 네트워크의 트래픽, 네트워크 이상 등을 모니터링 한다. 데이터 처리 장치(150)는 포렌직 아카이브 등의 목적을 위해 수집된 통신 데이터를 처리하고 저장한다.
도 2는 본 발명에 따른 컨트롤러의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 컨트롤러(110)는 데이터 수집 정책 수신부(111), 경로 정보 관리부(112), 그리고 부하 분산 정책 결정부(113)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 수집 정책 수신부(111), 경로 정보 관리부(112), 그리고 부하 분산 정책 결정부(113)는 하드웨어로서 구현될 수 있다.
데이터 수집 정책 수신부(111)는 부하 분산 정책 결정부(113)와 연결된다. 데이터 수집 정책 수신부(111)는 복수의 호스트(120_1~120_n, 130_1~130_n)로부터 데이터 수집 정책을 제공받는다. 예를 들어, 데이터 수집 정책은 통신 데이터를 획득하고자 하는 대상과 방법으로 구성될 수 있다. 즉, 데이터 수집 정책은 사용자에 의해 어떠한 통신 데이터에 대하여 어떠한 방식으로 데이터 정보를 수집할 것인지에 대한 정책이다. 예를 들어, 수집 대상은 출발 호스트 및 도착 호스트 서버의 주소, 프로토콜 등의 조합으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상술한 주소는 IP 주소, EID(Endpoint ID), 포트 번호 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 수집 방법은 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)가 제공된 분산 수집 정책에 의해 통신 데이터를 수집하는 하거나, 분산 수집이 아닌 중복 수집하는 방법 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 정보 수집 정책은 통신 데이터의 대역 별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 통신 데이터의 대역은 유통되는 통신 데이터를 일정한 그룹으로 구분되며, 이는 소스 IP 대역, 포트 IP 대역, EID, 혹은 이의 조합을 기준으로 구분될 수 있다.
경로 정보 관리부(112)는 부하 분산 정책 결정부(113)과 연결된다. 경로 정보 관리부(112)는 복수의 호스트(120_1~120_n, 130_1~130_n), 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)와 같은 시스템의 구성 요소에 할당된 IP 주소, EID 등에 관한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 경로 정보 관리부(112)는 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 간의 물리적 연결 관계에 관한 정보를 저장할 수 있다. 경로 정보 관리부(112)는 할당된 주소 및 연결 관계를 참조하여 통신 데이터 대역 별 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)의 유통 경로를 정의하는 제어 데이터를 생성할 수 있다. 유통 경로는 통신 데이터 대역별로 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 간에 어떻게 연결되어 있는지에 대한 정보를 포함한다. 제어 데이터는 플로우 룰 테이블의 전부 또는 일부일 수 있다. 제어 데이터는 플로우 룰 테이블을 생성, 관리 또는 갱신하기 위한 데이터를 포함할 수 있다.
부하 분산 정책 결정부(113)는 데이터 수집 정책 수신부(111) 및 경로 정보 관리부(112)로부터 데이터 수집 정책 및 제어 데이터를 제공받는다. 부하 분산 정책 결정부(113)는 제공된 정보를 기초로 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각에 대한 통신 데이터의 분산 수집 정책을 결정한다. 이후, 부하 분산 정책 결정부(113)는 결정된 분산 수집 정책을 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각에 제공한다. 분산 수집 정책을 결정하기 위한 부하 분산 정책 결정부(113)의 동작은 도 3을 참조하여 자세히 설명될 것이다. 예를 들어, 상술한 데이터 수집 정책 수신부(111), 경로 정보 관리부(112), 그리고 부하 분산 정책 결정부(113)는 하드웨어로서 구현될 수 있다.
복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)의 구조, 제어, 및 동작 등은 한국등록특허공보 등록 번호 10-1477012, 한국공개특허공보 10-2016-0000366 에 개시되어 있으며, 본 발명의 참조 문헌으로 포함된다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 컨트롤러의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 3을 참조하면, 컨트롤러(110)는 통신 데이터에 대한 분산 수집 정책을 결정할 수 있다. 도 3은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명될 것이다.
S110 단계에서, 부하 분산 정책 결정부(113)는 데이터 수집 정책 수신부(111)로부터 통신 데이터의 대역별 데이터 수집 정책을 제공받는다. S120 단계에서, 부하 분산 정책 결정부(113)는 경로 정보 관리부(112)로부터 통신 데이터의 대역별 유통 경로를 제공받는다. 상술한 S110 단계와 S120 단계는 도 3에 도시된 순서에 제한되지 않는다. 예를 들어, S110 단계는 S120 단계 이후에 실행될 수 있다. 혹은, S120 단계는 S110 단계와 동시에 실행될 수 있다.
S130 단계에서, 부하 분산 정책 결정부(113)는 제공된 통신 데이터의 대역별 유통 경로 정보를 기초로 유통 경로에 있는 네트워크 노드들을 선택한다. 이하에서, 부하 분산 정책 결정부(113)가 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)를 선택한 것으로 가정한다.
S140 단계에서, 부하 분산 정책 결정부(113)는 선택된 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)에 대한 통신 데이터 분산 수집 정책을 수립한다. 예를 들어, 통신 데이터 분산 수집 정책은 선택된 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각에 수집할 통신 데이터 대역을 균등하게 할당하는 방법을 포함할 수 있다. 혹은, 통신 데이터 분산 수집 정책은 선택된 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각에 기 할당되어 있는 수집 대역을 모니터링하여 차등적으로 수집할 통신 데이터 대역을 할당하는 방법을 포함할 수 있다. 즉, 이러한 차등 할당 방법은 기 할당된 수집 대역이 적은 네트워크 노드에 더 많은 통신 데이터 수집 대역을 할당할 수 있다. 또한, 차등 할당 방법은 기 할당된 수집 대역이 많은 네트워크 노드에 적은 통신 데이터 수집 대역을 할당할 수 있다. 이 경우, 차등 할당 방법은 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각에 대한 부하를 더 안정적으로 분산시킬 수 있다. 예를 들어, 부하 분산 정책 결정부(113)는 기 할당되어 있는 통신 데이터 수집 대역 혹은 현재 데이터 처리량 등에 대한 정보를 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)로부터 제공받을 수 있다.
S150 단계에서, 부하 분산 정책 결정부(113)는 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4) 각각에 결정된 통신 데이터 분산 수집 정책을 제공한다. 복수의 네트워크 노드(140_1~140_4)는 제공된 분산 수집 정책을 기초로 통신 데이터를 수집하여 데이터 처리 장치(150)에 제공한다. 이어, 데이터 처리 장치(150)는 제공된 통신 데이터를 처리한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 시스템 110 : 컨트롤러
111 : 데이터 수집 정책 수신부 112 : 경로 정보 관리부
113 : 부하 분산 정책 결정부 120, 130 : 호스트
140 : 네트워크 노드 150 : 데이터 처리 장치

Claims (1)

  1. 컨트롤러를 이용한 통신 데이터 분산 수집 방법에 있어,
    분산 정책 결정부에 의해, 데이터 수집 정책 수신부로부터 통신 데이터 대역 별 통신 데이터의 수집 정책을 제공받고, 경로 정보 관리부로부터 상기 통신 데이터 대역 별 통신 데이터의 유통 경로를 제공받는 단계;
    상기 부하 분산 정책 결정부에 의해, 상기 유통 경로 상의 네트워크 노드를 선택하고, 상기 네트워트 노드로부터 상기 네트워크 노드의 상태 정보를 제공받는 단계;
    상기 부하 분산 정책 결정부에 의해, 상기 제공 받은 데이터 수집 정책 및 상기 네트워크 노드의 상태 정보를 기초로 상기 네트워크 노드에 대한 통신 데이터 대역별 분산 수집 정책을 결정하는 단계; 그리고
    상기 부하 분산 정책 결정부에 의해, 상기 결정된 분산 수집 정책을 상기 네트워크 노드에 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 컨트롤러는 상기 분산 정책 결정부, 상기 데이터 수집 정책 수신부, 그리고 상기 경로 정보 관리부를 포함하는 통신 데이터 분산 수집 방법.
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