IP 망에서의 액티브 노드 발견 및 액티브 패킷 전송 기법

Abstract

Active networks are a novel approach to network architecture in which the switches of the network perform customized computations on the messages flowing through them. Unlike the traditional networks, active networks are not a just passive carrier of bits and provide the capability for the user to inject customized programs into the networks. But considering the advance of networks, it takes long time to convert all IP nodes to active nodes owing to technical and commercial issues. So we introduce the active network technology through actuating the active router in existing IP networks. Therefore, all active nodes which have no physically direct connection with each other must be able to compose and to manage network topology informations. Besides the active packets execute the program in the intermediate nodes unlike the traditional packets. So it needs a special transmission mechanism. One active program can be performed by the active nodes when every active packet for this program passes the same active nodes without any loss of packets. At that time, transmission of the active packets should be transmitted effectively to minimize the transmission delay. Moreover active packets should be transmitted between authenticated nodes securely without sniffing and spoofing. Because active packets can modify the environment of active nodes when they are executed in that node and hostile active nodes can create and transmit some active packets. Therefore, I propose a technique that can be applied to the traditional IP networks easily. And the proposed technique focuses on discovering the active nodes and transmitting active packets efficiently, reliably and securely. In this thesis, the discovery scheme of active nodes is adapted for active nodes in IP networks to compose and manage the topology information. This scheme operates entirely dynamically. The scheme for the efficient, reliable and secure transmission of active packets is also proposed. The sequence number is assigned to every active packet. If a receiver detects the loss of active packet checking the sequence number, the receiver requests the retransmission of the lost packet to the previous active node. This local error recovery mechanism reduces the latency of recovery. After receiving an active packet and adapting security and reliability schemes, intermediate active nodes not only copy and instantly send the packet but also apply some security mechanisms to it. And the active packet transmission engine is proposed to provide the efficient, reliable and secure transmission scheme. The simulation of the adapted active node discovery scheme and the proposed active packet transmission engine is performed. The simulation results show that the adapted active node discovery scheme is efficient and the proposed active engine has the low latency and the high performance. ; 인터넷이 급격하게 확산되고 사용자가 급증함에 따라서 네트워크에 대한 요구는 점점 복잡하고 다양해지고 있다. 사용자의 망에 대한 요구 기능을 시기 적절하게 반영하고 네트워크에 유연성을 제공하기 위하여 액티브 네트워크(Active Networks)라는 새로운 네트워크 개념이 등장하였다. 액티브 네트워크란 라우터나 스위치가 프로그램 실행 능력을 가지고 있어서 프로그램을 포함하고 있거나 중간 노드의 프로그램을 실행하도록 하는 패킷을 처리하여 패킷에 다양하고 유동적인 처리를 행할 수 있는 환경을 가진 망을 말한다. 그러나 기술적, 상업적인 이유로 네트워크 내의 모든 노드들이 액티브 노드가 되기에는 상당한 시일이 소요될 것으로 보인다. 따라서 네트워크 내에서 물리적으로 직접 연결되지 않은 액티브 노드들이 서로에 대한 토폴로지 정보를 구성하고 관리하는 방법이 필요하다. 또한 하나의 프로그램을 수행하기 위해 필요한 액티브 패킷들은 같은 액티브 노드를 경유하면서 손실 없이 전송되어야만 정상적인 작업을 수행할 수 있다. 뿐만 아니라 중간 노드에서의 실행으로 기존의 네트워크에 비해 큰 융통성을 가지는 액티브 네트워크에서는 전송되는 액티브 패킷에 대한 효율성과 안전성이 보장되어야 한다. 본 논문에서는 네트워크 내의 액티브 노드들이 상호 간에 가입과 탈퇴 여부를 발견하기 위해서 OSPF(Open Shortest Path First) 프로토콜의 Opaque LSA(Link State Advertisement)를 이용하도록 하였다. 또한 수신지에서 손실을 감지하여 송신지에 재전송을 요구하는 신뢰성 전송 방식과 액티브 패킷의 사본을 이용한 복사 후 전송, 송·수신지에서의 보안 기법 적용이 이루어지도록 하였다. 그리고 이러한 기법을 이용하여 액티브 패킷의 빠르고 안전하며 신뢰성 있는 전송을 보장하는 액티브 패킷 전송 엔진을 제안하였다. 적용한 액티브 노드 발견 기법과 제안한 액티브 패킷 전송 엔진의 성능을 평가하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 적용한 액티브 노드 발견 기법이 네트워크 내의 액티브 노드의 수에 관계없이 기존의 방법에 비하여 처리시간이 적게 걸렸다. 또한 액티브 패킷이 중간에 거치는 액티브 노드의 수, 트래픽의 양, 손실률을 변화시키고 다양한 보안 서비스를 적용하면서 액티브 패킷 전송 엔진의 성능을 기존 프로토콜과 비교하였다. 그 결과로 액티브 패킷 전송 엔진이 신뢰성 전송의 기능을 제공함에도 전체 패킷 전송 시간이 길지 않고 처리율도 큰 것을 볼 수 있다. 그리고 중간에 거치는 액티브 라우터의 개수가 증가하더라도 큰 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다.