SDN/OpenFlow 환경에서 대역폭 DDoS 공격 제어 방법에 관한 연구 : 회선 제어를 통한 서비스 손실 감소

국문 초록 (Abstract)

현재 스마트 폰의 보급과 더불어 인터넷의 트래픽이 급격하게 증가함에 따라 데이터의 효율적인 활용을 위한 빅데이터(Big Data) 기술이 탄생하고, 언제 어디서나 데이터를 접근하기 위한 클라우드(Cloud) 기술이 탄생하였다.
이런 기술들을 활용하여 서비스를 제공하는 사업자(Internet Service Provider)는 폭발적으로 증가하는 데이터를 처리하기 위한 네트워크 환경의 변화의 필요성이 대두되어 왔다.
이런 변화에 대응하여 해당 데이터를 전송하기 위한 인터페이스는 100Gbps 까지 개발이 되어 상용화가 되어있으며, 점점 늘어나는 서버를 효율적으로 활용하기 위해 서버 가상화(Server Virtualization)의 보급이 급격하게 증가하고 있다.

하지만 네트워크 환경은 장비 제조사의 의존성과 폐쇄성에 의해 이런 변화의 물결에 빠르게 따라가지 못하고 있다. 데이터의 급격한 증가로 인하여 네트워크는 한정된 자원 속에서 데이터의 우선순위(Quality of Service)를 정해 중요성이 높은 데이터를 먼저 전송하여 서비스의 품질을 향상시키는 동시에, 가상화의 도입으로 해당 가상 시스템마다 네트워크를 분리(Virtual LAN)하여 관리하는 어려움이 증가하고 있다.
또한, 네트워크 구성의 필수 요소인 라우터(Router), 스위치(Switch)는 장비 제조사의 폐쇄성과 의존성에 의해 기존에 네트워크 인프라가 구축이 되어 있는 경우에는 새로운 장비 제조사의 제품과 호환성 문제가 발생 될 수 있으며, 관리 명령어의 차이로 인해 유지보수에 추가적인 인력이 필요로 함에 따라 비용 및 장애가 발생 시 원인 파악 및 해결하는 시간이 증가 한다. 게다가 장비는 하드웨어와 소프트웨어의 비용이 포함이 되어 있어 사용하지 않는 불필요한 기능으로 인해 불필요한 지출이 추가적으로 발생 될 수 있다.

이런 관리의 복잡성과 불필요한 비용 절감 및 제조사의 종속성과 폐쇄성에서 벗어나 사업 환경에 맞는 네트워크 환경을 구축하기 위해 SDN/OpenFlow가 화두로 떠오르게 되었다. 각 장비마다 접속을 위한 보안 정책 및 패킷에 대해 우선순위를 정하던 방식에서 중앙 컨트롤러에서 전체 단말을 관리함으로써 관리 비용을 줄일 수 있으며, 표준화된 프로토콜을 통해 장비간의 통신의 호환성을 보장 받을 수 있으며, 장비의 불필요한 기능을 줄임으로써 비용을 절감 할 수 있다.

본 논문에서는 SDN/OpenFlow를 통한 네트워크 환경 구축과 대역폭 DDoS(Distributed Denial of Service)[8] 공격으로 인하여 서비스 영향을 나타내고, 기존에는 적절한 대응 방법 없이 수동으로 대처하여 발생하는 서비스 손실을 제안하는 방법을 통해 최소화하는 것을 검증 할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With Smart-Phone supply, the internet traffic has increased rapidly and new technologies, called BIG DATA and Cloud Computing have emerged for huge data process and accessing data from anywhere, anytime. Internet service provider has been required to deal with explosive data using the new technologies.
100G network interface has developed and deployed on a commercial scale to support the huge data transmission, and Server Virtualization also has applied to support increasing server demands.

But, Network environment hasn’t followed the trend because of dependence and closing of network equipment vendor. the difficulty of management for data transmission has been arising to prioritize the data process for important data like VoIP because of limited resource.
Compatibility also, has been a problem between network equipemtn vendors. they have made their own protocol to communicate within their devices. difference in management command has been difficult to manage equipment. understanding different commands for each vendor takes a long time and it consumpt a lot of money to educate engineer to be expert. and it makes network fault hard to find the cause. besides, vendors include their application package in their equipment, customers pay the software even thought they use only a feature in the package.

These complexity of management and unnecessary additional cost lead us to emerge SDN/OpenFlow technology to implement advanced network infrastructure.

This Study shows network design with OpenFlow and verify dense of bandwidth DDoS Attack using Openflow enviroment.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구배경 1
• 2. 연구목적 3
• 3. 논문구성 4
• Ⅱ. SDN 관련연구 5
• 1. SDN/OpenFlow 5
• 1) SDN 5
• 2) OpenFlow 8
• 3) RouteFlow 10
• 2. BGP 12
• 1) 배경 및 기능 12
• 2) IGP, BGP 차이 15
• 3. DDoS 15
• 1) 정의 및 유형 15
• 2) 대응방안 17
• Ⅲ. 설계 및 구현 18
• 1. 실험 환경 구성 및 설정 18
• 1) Mininet 18
• 2) Iperf 18
• 3) 구성도 21
• 2. 성능 측정 22
• Ⅳ. 결론 27
• 참고문헌 28
• Abstract 29