디지털 라이브러리[ 검색결과 ]
커널 레벨의 메모리 최적화를 통한 가상 스위치 포워딩 성능 향상 기법
http://doi.org/10.5626/JOK.2018.45.6.511
가상 스위치는 리눅스 커널 네트워크 스택을 이용하여 복수의 가상머신 또는 컨테이너에 네트워크 자원을 활용할 수 있도록 한다. 또한, 가상머신이 동작하는 클라우드 수요 상승에 따라 많은 종류의 가상 스위치가 등장했고, 여러 가지 기능들을 제공하고 있다. 하지만 기존의 가상 스위치와 리눅스 커널네트워크 스택의 비효율적인 처리 방식으로 인하여 높은 대역폭을 요구 사항의 경우 만족할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 커널 네트워크 스택이 아닌 유저 영역의 독자적 네트워크 스택을 이용한 해결방식으로 다양한 연구들이 진행됐지만, 재구현 오버헤드, 견고함(Robustness) ･보안성(Security) 및 과도한 메모리 사용 등 여러 가지 문제가 존재한다. 따라서 본 논문은 커널 영역의 최적화를 통해 효율적인 네트워크 처리를 도모하며 기존 연구 방식의 한계도 동시에 극복하기 위한 기법을 제시한다. 그리고, 실험 평가 및 향후 연구 진행 방향을 제시한다.
가상화된 SDN에서 효과적인 자원 활용을 위한 LISP 기반 IP 주소 가상화 기법
네트워크 가상화는 물리 네트워크를 추상화하여 다수의 가상 네트워크 형태로 사용자에게 제공하는 기술로써 자원 활용률을 높이고 서비스를 유연하게 제공할 수 있다는 장점이 있다. SDN 구조에서는 네트워크 하이퍼바이저가 주소 가상화, 토폴로지 가상화, 정책 가상화를 통해 네트워크를 가상화 하는 역할을 수행한다. 이 중 주소 가상화는 가상 네트워크 사용자(Tenant) 별로 독립적인 주소 공간을 제공하는 기술을 의미한다. 기존 연구에서는 물리 주소 공간을 분할하여 각 가상 네트워크에 할당하고, 물리 주소와 가상 주소를 일대일로 맵핑하는 방식을 사용하였다. 하지만 이러한 방식은 물리 주소의 집적이 불가능하여 플로우 엔트리를 많이 필요로 한다는 단점이 있다. SDN 네트워크의 스위치는 플로우 테이블 구성을 위해 TCAM(Ternary Contents Addressable Memory)를 사용하는데, 이는 비용 및 확장성의 면에서 한계를 가지므로 플로우 엔트리 수를 절약하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 가상 주소의 주소공간과 물리 네트워크 내에서의 전송을 위한 주소 공간을 분리하고, 터널링 기법을 통해 패킷의 전송을 수행하는 LISP(Locator/ID Separation Protocol) 기반 주소 가상화 방식을 제안한다. 마지막으로, 이를 실제 프로토타입 형태로 구현하여 더 나은 확장성을 제공함을 보인다.
PathSavanna: Xen 기반 가상 라우터에서의 GPGPU를 이용한 실제적인 패킷 라우팅
최근, 다양한 인터넷 환경을 제공하는 유연성을 가진 소프트웨어 기반의 라우터 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 소프트웨어 라우터에 확장성을 더하기 위해 라우터를 가상화하려는 연구가 증가하고 있다. 하지만, 소프트웨어 라우터를 가상화하면, 가상화로 인한 오버헤드로 인해 성능 저하가 더욱 심화된다. 게다가, 기존의 소프트웨어 라우터에서 제안된 GPU 기반 packet routing 기법들은 native 환경에서의 연구거나 실제 네트워크 상에 적용되지 않은 단점이 있다. 따라서, 기존의 연구로는 GPU routing이 가상 라우터에서 어떤 효과를 보일지를 예측하기 어렵다. 본 논문은 실제로 가상 라우터를 구축하고, 실제 네트워크 패킷을 전송함으로써 가상 라우터에서의 GPU routing의 영향을 보인다. 이를 위해, GPU를 가상화하는 Savanna와 가상 라우터 역할의 Pathfinder를 구현하고, 가상 라우터와 연결된 외부 머신으로부터 패킷을 전송한다.
