MPLS 망을 기반으로 하는 VPN의 성능에 관한 연구

신태삼,김영범,Shin, Tae-Sam,Kim, Young-Beom 한국융합신호처리학회 2007 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.8 No.1

본 논문에서는 MPLS VPN의 개념을 도입하고 이를 바탕으로 MPLS 망에서 VPN 서비스를 제공하는 방안을 제시하였다. 또한 MPLS VPN의 제어 요소와 동작절차를 설계하고, MPLS VPN과 종래의 VPN 구현 방식에 대하여 성능을 평가해 보았다. MPLS 기반 VPN은 VPN ID 부여 및 터널링이 없는 가상공간의 할당으로 IP VPN의 문제점들을 해결하고 효율적인 서비스 제공이 가능하다. 즉, MPLS VPN은 하나의 물리적 회선에서 고객별로 완벽한 트래픽 분리가 가능한 MPLS 기술과 공중망을 이용함으로써, 높은 신뢰성과 보안수준을 보장할 수 있다. 특히 고객의 입장에서는 장비도입 비용이나 관리비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다. 반면에, MPLS 망에 기반을 두면 MPLS의 장점을 그대로 수용하여 효과적인 VPN 서비스를 제공할 수 있으나 동일한 ISP(Internet Service Provider)의 네트워크 내부에서만 구현이 가능하고, 자체적인 암호화 성능이 미약하므로 인터넷과 같은 공중망 경유 시 보안에 다소 취약하다는 단점이 있다. In this paper we introduce the concept of MPLS-based VPN and propose a scheme for providing VPN services in MPLS networks. Furthermore, we design the control components and the operational procedures and evaluated the performance of traditional VPN implementation methods and MPLS-based VPN. In this scheme it is possible to solve several problems that IP-based VPN pertains via the allocation of VPN ID and virtual space without tunneling, thereby providing effective VPN services. In other words, the MPLS-based VPN scheme uses MPLS networking technology together with the PSTN which can achieve a perfect segregation of user traffic on per-customer basis in a physical link and can guarantee high reliability and security levels. Specially, in the perspective of customers, it can save networking facilities installation and maintenance costs considerably. On the contrary, it possesses some shortcomings in that its deployment tends to be restricted within an ISP's network boundary and it is vulnerable to external security break-ins when going through public networks such as the Internet due to its lack of data encryption capability.

MPLS 네트워크를 위한 간략화된 QoS 모델

석승준,강철희,Seo Seung-Joon,Kang Chul-Hee 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.4B

본 논문에서는 MPLS 기반의 백본 망에서 손쉽게 구현될 수 있는 서비스 차별화 방안을 제안한다. MPLS에서 QoS를 구현하기 위해 지금까지 가능성 있게 고려되고 있는 방안으로는 IETF 차등 서비스 모델을 MPLS 망에 그대로 구현하는 방법이 있다. 하지만 이는 지금의 MPLS 시스템에 대한 전체적인 변화를 필요로 한다. 이러한 문제로 인해서 논문에서는 백본 MPLS 네트워크를 위한 가상 링크(Virtual Link) 모델을 제안하고, 이를 사용해서 MPLS 서비스 차별화를 손쉽게 구현할 수 있음을 보인다. 제안하는 가상 링크는 입구와 출구 MPLS 라우터간에 설정된 LSP들의 집합으로 정의되고 있으며, 가상 링크의 업스트림(입구) 라우터에서는 LSP별로 입력 트래픽에 대해서 PHB를 적용한다. 하지만 기존 방안과는 달리 망 내부의 코어 라우터에서는 Behavior Aggregation별 서비스 품질이 아닌 LSP별 대역폭만을 보장하도록 한다. 이러한 LSP대역폭 보장 서비스는 기존 CR-LDP가 적용된 기존 MPLS 네트워크에서 이미 제공되고 있는 서비스이다. 논문에서는 가상 링크의 구현을 위해 두 라우터간에 입력되는 플로우들을 가상 링크를 구성하는 여러 LSP들에 적절하게 할당하기 위한 Flow Allocation Mechanism을 정의 한다. 마지막으로 제안하는 방안이 백본 MPLS 망에서 서비스 차별화를 제공할 수 있음을 시뮬레이션 결과를 통해서 입증한다. In this paper, a simplified QoS model of MPLS-based backbone network. Conventional scheme proposed by IETF(IETF schem) is to embed a DiffServ model in MPLS network. However, this approach results in overall upgrade of MPLS system and so it is difficult to deploy this approach. Our proposed model, however, uses a Vidual Link which is a set of Label Switched Path(LSP) connected from an Ingress Label Edge Router(LER) to an Egress LER. In this model, Per-Hop-Behavior(PHB) is implemented only at each LSP in ingress LER and Core Label Switch Routers(LSRs) just guarantee each LSP's bandwidth, not service. This bandwidth guarantee service is fully provided by legacy MPLS model. Also we propose flow allocation mechanism and the flow distribution among LSPs of the virtual link by the flow according to the network status. To evaluate the simplified approach, the characteristics of the approach are compared logically with these of IETF's one through simulations.

MPLS기반 메쉬 네트워크 설계 및 구현

김영한,김정면 한국ITS학회 2011 한국ITS학회논문지 Vol.10 No.2

최근 메쉬 네트워크는 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 메쉬 네트워크는 무선 전송의 특성으로 인한 제한적인 대역폭을 제공하며, 특히 단일 채널로 구성된 메쉬 네트워크의 경우 다중 홉 전송 시 전송률 저하 문제 등이 발생한다. 이러한 문제를 해결하고 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위해 다양한 라우팅방식이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 MPLS(Multi Protocol Label Switching)를 적용하여 QoS를 제공하는 MPLS 메쉬 네트워크 구조를 제안한다. MPLS를 적용한 메쉬 네트워크를 통해 하부 QoS 제공방식과 무관하게 상위 응용계층에서의 경로관리가 용이해지며 트래픽관리가 용이해진다. 본 논문에서는 IEEE 802.11e 표준을 적용하여 트래픽에 대한 차별적인 서비스를 제공하도록 MPLS 적용 메쉬라우터를 설계하고, 구현 및 실험을 통하여 동작을 검증하였다. Recently, wireless mesh networks are used in various application areas. However, wireless mesh networks have limited bandwidth by the wireless transmission property, and have severe throughput degradation in multi-hop transmission in single channel wireless mesh networks. To solve this problem and support QoS, a lot of routing protocols have been proposed in mesh networks. In this paper, we propose a wireless mesh networks architecture with MPLS for QoS service. The path and traffic management from the application could be independent from QoS routing protocols by using the MPLS in wirelss mesh networks. In this paper, we design a MPLS-based mesh router with IEEE 802.11e for traffic differentiation and investigate the operation by implementation and test. 언어 :한국어

MPLS망을 이용한 인터넷 멀티캐스트 라우팅 프로토콜 모델

김영준,Kim, Young-Jun 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.10 No.1

본 논문은 MPLS(Multiprotocol Label Swtiching) 망에서 인터넷 멀티캐스트 라우팅 프로토콜을 지원하기 위한 방안을 제시한다. 인터넷 멀티캐스트 라우팅 프로토콜은 트리의 구성방식과 속성에 따라 최단거리트리 방식, 공유트리 방식 및 복합트리 방식 등으로 분류된다. 각 방식에 따라 MPLS 망에서 지원해야 하는 기능이 달라진다. 특히, 단/양방향성 트리 링크, Flooding/Prune 방식의 트리 구성, 하나의 멀티캐스트 그룹에 다중 트리의 존재 등 여러 가지 미해결이거나 해결하기 어려운 문제점들이 존재한다. 본 논문에서는 몇가지 가정을 세우고, 이를 바탕으로 각 멀티캐스트 라우팅 프로토콜을 MPLS 망에서 지원하기 위한 방안을 제시한다. Flooding/Prune 방식의 멀티캐스트 라우팅 프로토콜에 대해서는 새로이 브로드캐스팅용의 레이블을 정의하여 해결하고, 공유트리 방식에 대해서는 기 제안된 블록기반 멀티캐스트 전송기법을 도입하여 셀 인터리빙(Call Interleaving) 문제를 해결하며, 마지막으로 복합트리 방식에 대해서는 기존 멀티캐스트 라우팅 프로토콜에 수정된 SPT 전환 기능을 추가하므로써 MPLS 지원문제를 해결한다. 제안하는 방법이 기존의 방법보다 비교해 보았을 때 전송지연에서 우수한 성능을 보임을 모의 실험을 통해서 확인하였다. This paper describes the new method for Internet multicast routing protocols using MPLS (Multiprotocol Label Switching) networks. Internet multicast routing protocols are divided into three categories in terms if tree types and tree characteristics : a shortest path tree a shared tree and hybrid tree types. MPLS should support various multicast mechanisms because of extremely different IP multicast architectures, such as uni-/bi-directional link, Flooding/prune tree maintenance mechanism. the existence of different tree types with the same group, etc. There are so many problems over MPLS multicast that the solutions can't be easily figured out. In this Paper, we make a few assumptions on which the solutions of IP multicast routing protocols over MPLS networks are given. A broadcasting label is defined for the shortest path tree types. Cell interleaving problems of the shared tree types is solved by using block-based transmission mechanism. Finally, the existing hybrid-type multicast routing protocol is reasonably modified Shortest Path tree type to support MPLS multicast. It has been shown that these modifications give better performance (transmission delay) than the orignal method.

차세대네트워크에서 로컬 및 글로벌 이동성 제공을 위한 향상된 MPLS-MOB 방안

유명주(Myoung-Ju Yu),최성곤(Seong-Gon Choi) 한국콘텐츠학회 2011 한국콘텐츠학회논문지 Vol.11 No.9

본 논문은 차세대네트워크에서 끊김없는 서비스를 위한 로컬 및 글로벌 이동성 지원 방안을 제안한다. 제안방안은 MPLS LSP(Label Switch Path)를 통한 2.5계층 스위칭을 이용하여 핸드오버 시그널링을 처리하는 기존 MPLS-MOB(Multi Protocol Label Switching-based Mobility Management)에 로컬 이동성 관리 절차를 추가 한다. 제안방안에 의한 성능 향상을 검증하기 위해 M/M/1 수식을 이용하여 기존방안인 MIP, PMIP과 MIP 연동 시나리오 그리고 MPLS 기반 마이크로 이동성 관리 방안들과 제안방안의 핸드오버 지연을 분석하고 비교하였다. 그 결과 제안방안이 기존방안들 보다 더 나은 성능을 보임을 확인하였다. This paper proposes both global and local mobility management (MM) scheme improved from Multi Protocol Label Switching (MPLS)-based Mobility Management scheme (MPLS-MOB) for seamless service in Next Generation Network (NGN). The proposed scheme adds local MM on the existing MPLS-MOB which supports global MM by processing handover signaling by 2.5 layer switching via Label Switch Path (LSP) of MPLS. We numerically analyze and verify that the proposed scheme has lower handover latency time than the existing ones, such as micro-MM methods using MPLS as well as MIP and an interworking scenario between PMIP and MIP.

MPLS환경에서의 Label Aggregation을 통한 Multicast 지원 방안

박용민,김경목,오영환,Park, Pong-Min,Kim, Gyeong-Mok,Oh, Young-Hwan 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.42 No.10

최근 인터넷 사용자 수의 증가에 따른 백본망의 트레픽 증가와 다양한 어플리케이션의 등장으로 많은 대역폭을 요구 하게 되었고 그에 따른 고속의 백본 네트워크가 필요하게 되었다. 이러한 요구를 수용하기 위한 차세대 인터넷으로 고려되고 있는 MPLS(MultiProtocol Label Switching)와 사용자 서비스를 위해 네트워크 자원을 효율적으로 사용하기 위한 멀티캐스트 기술이 요구된다. 그러나 기존의 IP Multicast 기술은 품질 보장 서비스를 지원하는데 한계가 있기 때문에, 고품질 멀티 캐스트 서비스를 위하여 QoS및 Traffic Engineering을 보장하는 MPLS 기술을 확장하는 노력이 이루어지고 있다. 그리고 MPLS 환경에서 멀티캐스트 서비스 제공은 MPLS 레이블 수의 부족과 멀티캐스트 고유의 속성인 확장성 문제가 발생하게된다. 이를 위한 개선책으로 LDP에 멀티캐스트 필드를 추가하여 중간노드에서 동일한 LSP 멀티캐스트 패킷에 동일한 레이블을 할당하는 Label Aggregation 알고리즘을 제안하였다. The growth of the Internet over the last several years has placed a tremendous strain on the high bandwidth Hence, the amount of internet traffic has risen sharply and it has demanded to use the limited resource. MPLS (Multiprotocol Label Switching) is regarded as a core technology for migrating to the next generation Internet. It is important to reduce the number of labels and LSP(Label Switched Path)s for network resource management. In this thesis, we considered an MPLS multicast mechanism in the current Internet. The scalability problem due to lack of labels and multicast property is one of the serious problems in MPLS multicast mechanism, we proposed a Label Aggregation algorithm that the multicast packets on same link in MPLS allocates the same label for the scalability problem. In order to support the proposed algorithm we defined a new LDP(Label Distribution Protocol) multicast field and multicast packet is copied and transmitted for multicast group links of next node in LSR(label Switch Router).

MPLS-TP 망에서 관리 망 구축 방안에 대한 설계 및 구현

문성남,강남희 한국인터넷방송통신학회 2015 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.15 No.3

최근 네트워크 산업계에서 기존 전송 망 보다 유연한 망을 구축하기 위한 캐리어이더넷 기술이 부각되고 있 으며 MPLS-TP (MultiProtocol Label Switching-Transport Profile) 기술이 해당 영역의 주요 표준 기술로 적용되고 있다. 하지만 MPLS-TP 망내의 장비를 관리하기 위한 관리 망에 대해서는 명확하지 않은 상태이다. 본 논문에서는 MPLS-TP 망 내의 장비 설치 시 부가적 설정 없이 자동으로 관리 망을 구축하는 방안을 제안한다. 제안하는 방법으 로 관리시스템과 망 연결을 위한 설정을 최소화 하여 망 내의 장치 설치비용과 유지 관리 비용을 감축할 수 있다. 또 한 실제 MPLS-TP 장비에 적용하여 제안하는 방법의 실효성에 대해 검증하였다. To build a flexible network than traditional transport network, the carrier ethernet technology is emerging in network industry recently and MPLS-TP technologies are being applied as a major standard technology for the carrier ethernet. However, network management technologies required to handle equipment installed in MPLS-TP network are not clear. This paper propose an efficient method to build a management network automatically without any additional configuration when network equipments are installed in MPLS-TP network. The proposed scheme reduce cost required for both equipment installation and network maintenance by minimizing configuration procedures of connecting management system with network. We evaluated the effectiveness of the proposed scheme by applying the scheme to a real MPLS-TP equipment.

Migrate to IPv6 on 6PE with MPLS-TE

Muhammad Farrukh Anwaar,Sameer Qazi 한국산학기술학회 2014 SmartCR Vol.4 No.2

Due to the exhaustion of IPv4 addresses, the transition to IPv6 has already begun using various transition mechanisms. In this paper comparison between two transition mechanism 6PE and 6to4 tunneling over MPLS (Multiprotocol Label Switching) based network has been performed. The experimental platform used is based on GNS3/Dynagen using emulated routers on which multiple TCP and UDP flows were generated between separated IPv6 network traversing through IPv4 based core. Traffic were generated using both transition mechanism and are compared to native IPv4 based MPLS network. Performance metric used are end-to-end delay, jitter and throughput, these parameters are also analyzed statistically using ANOVA, F-Test and T-Test to support a conclusion. Further, MPLS Traffic-Engineering (TE) using RSVP-TE signalling is applied, describing the implementation and performance test and analysis of TE tunnels on 6PE for IPv6 traffic. The same test-bed is used to implement and observe MPLS-TE behavior and throughput of 6PE based MPLS-TE to that of native IPv4 based MPLS-TE. Concluding, throughput of 6PE and 6to4 is around 99% and 96%, respectively, as compared to that of native IPv4.

MPLS 기반 DiffServ망에서의 효율적인 네트워크 Dimensioning에 관한 연구

조병일,유상조,정연화 한국통신학회 2003 韓國通信學會論文誌 Vol.28 No.5

네트워크 설계 시 기존의 링크용량 산출 방법들은 오랜 관측의 결과에 의존 하거나 가입자의 평균 트래픽 특성에 근거한 대역 추정 기법들을 사용하였다. 본 논문에서는 MPLS 기반 DiffServ 네트워크 설계에 필요한 링크대역을 산출하기 위하여 클래스별 가입자 SLA에 근거한 새로운 링크 대역 결정 방법을 제시한다. 본 논문에서는 가입자 트래픽 특성에 따른 정확한 망설계를 위하여 MPLS 기반 DiffServ망에서의 에지 노드에 집중된 DiffServ의 클래스별 가입자 SLA특성을 분석한 뒤, MPLS의 LSP 결정 방법에 따라 에지에서의 가입자 SLA를 전체 네트워크에 분배하는 새로운 방식을 제안하여 전체 네트워크에 분배된 SLA정보를 근거로 각 링크 용량을 산출한다. 또한 본 논문에서는 DiffServ 클래스별 특성에 따라 효율적인 설계를 위한 설계 파라미터와 QoS 요구조건에 적합한 대역 계산 알고리즘을 제시하였다. 본 논문에서 제안된 방안을 바탕으로 MPLS 기반 DiffServ 망 링크 용량산출을 위한 도구를 개발하여 쉽게 네트워크 설계를 할 수 있도록 하였고 제안된 설계 방법의 성능 평가를 통하여 클래스별로 효율적인 링크 자원 설계가 이루어짐을 보였다. Current existing network dimensioning method simply relies on long-time measurement data or uses average traffic characteristics of users. In this paper, we propose an efficient network dimensioning method for DiffServ over MPLS networks. First, User's SLA information is distributed from edge nodes to core nodes according to the proposed algorithm. Then at each link, class-based capacity planning is performed. For capacity planning, we proposed sets of network design parameters for DiffServ classes and bandwidth allocation schemes that are most suitable for each class. We have developed a DiffServ over MPLS network design tool using the proposed method. Simulation results show that our proposed method is able to design efficiently the required class link resources.

MPLS 망에서 Differentiated Services를 이용한 QoS 지원 방안에 관한 연구

박천관,전병천,Park, Chun-Kwan,Jeon, Byung-Chun 한국전기전자학회 2001 전기전자학회논문지 Vol.5 No.2

인터넷에서 VoIP, VPN과 같은 QoS 보장을 요구하는 새로운 어플리케이션이 등장함에 따라, IP QoS 문제가 차세대 인터넷에서 가장 중요한 이슈중 하나이다. IETF는 인터넷에서 IP QoS를 제공하기 위하여 통합서비스 모델(Int-Serv)와 차별화된 서비스 모델(Diff-Serv)을 정의하였다. 통합서비스 모델은 각 IP 흐름의 상태 정보를 사용하기 때문에, 트래픽 특성에 따라 QoS를 만족시킬 수 있지만, 흐름수가 증가함에 따라 상태 정보양이 증가하게 된다. 차별화된 서비스 모델은 PHP를 사용하며, 지연 및 손실 민감도에 따라 서로 다른 트래픽에 서로 다른 서비스를 제공하는 잘 정의된 클래스가 있다. 차별화된 서비스 모델은 각 흐름에 대한 어떠한 상태 및 신호 정보를 갖지 않기 때문에 인터넷에서 다양한 서비스를 제공할 수 있다. MPLS는 라벨에 기초한 패킷 포워딩 기술을 사용하기 때문에, 네트워크에서 트래픽 엔지니어링을 쉽게 구현할 수 있다. MPLS는 서로 다른 파라미터를 가진 경로를 구축가능하고, 각 경로에 특정 클래스의 서비스를 할당해 줄 수 있다. 그러므로 잘 정의된 클래스를 가진 차별화된 서비스 모델를 지원하는 것이 가능하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷에서 여러 가지 서비스 클래스를 보장하기 위하여 MPLS 네트워크에서 차별화된 서비스 모델의 성능향상을 비교분석 한다. As with appearing new applications that requires QoS guarantee such as VoIP, VPN in Internet, problems of IP QoS has been one of most important issues in next-generation Internet. IETF has proposed integrated services model(Int-Serv) and differentiated service(Diff-Serv) to supply IP QoS in Internet. Int-Serv model uses the state information of each IP flow, so satisfies QoS according to traffic characteristics, but increases the amount of flow state information with increasing flow number. Diff-Serv model uses PHP(Per Hop Behavior), and there are well-defined classes to provide differentiated traffics with different services according to delay and loss sensitivity. Diff-Serv model can provide diverse services in Internet because of having no the state and signal information of each flow. As MPLS uses the packet forwarding technique based-on label, it implements the traffic engineering in the networks easily. The MPLS can set up the path with different traffic parameters, and assign each path to particular Class of Services. Therefore it is possible to support the Diff-Serv model with well-defined classes. In this paper we investigate the performance improvement of Diff-Serv function in the MPLS network to guarantee class of services in Internet.