인터넷의 확산 및 음성, 비디오 등의 다양한 서비스 활성화로 인터넷 트래픽은 계속 급증할 것으로 예상된다. 이에 따른 통신 사업자들의 대응 방안으로 확장성 있는 망 구조, 추가 투자를 통한 망 확장, 트래픽 엔지니어링을 들 수 있는데, 이 중 특히 트래픽 엔지니어링은 망 자원들간의 효율적인 트래픽 분배를 통해 통신사업자의 과다한 투자를 줄이고, 망의 안정을 가져온다는 점에서 여러 통신사업자들의 관심 대상이 되어 왔다. <편집자>

MPLS는 트래픽 엔지니어링 구현을 위한 가장 적합한 기술이다. MPLS-TE는 망의 효율적인 자원 분배 이외에 망 장애의 즉시 복구(Fast Re-route) 및 IP QoS 모델인 디프서브(DiffServ)와 연계한 DS-TE(DiffServ aware TE)를 통해 종단간(end-to-end) QoS 보장을 가능하게 함으로서, 사업자에게 VoIP(Voice over IP), 가상 전용선 서비스(Virtual Leased Line Service) 등 고수준의 서비스 제공을 가능하게 한다.

1. MPLS 트래픽 엔지니어링

트래픽 엔지니어링의 필요성 및 MPLS-TE의 장점

IP의 특징인 홉-바이-홉(Hop-by-hop) 라우팅은 ATM, 프레임 릴레이에 비해 확장성이 뛰어난 반면, 트래픽은 항상 각 노드가 결정하는 최단 경로를 경유하게 되므로, 일부 경로에서는 폭주가 발생하고 일부 경로의 이용률은 매우 낮은 불균형을 발생시킬 수 있다.

<그림 1>에서 R1과 R2로부터 R3로 향하는 트래픽은 모두 R4-R6-R8을 거치게 되므로, 상대적으로 R5-R7 경로의 이용률은 매우 낮아진다. 이러한 망 자원의 불균형의 해결 방안의 하나로 일부 IGP(Interior Gateway Protocol)에서의 메트릭 값 조정을 통한 로드밸런싱을 을 들 수 있다. 예를 들어, OSPF에서 각 링크 대역폭 설정 값을 임의로 조정함으로써 코스트(cost) 변경을 통한 언이퀄 코스트(Unequal-cost) 로드밸런싱을 구현할 수 있다. 그러나 이러한 IGP의 메트릭 조정은 해당 링크를 경유하는 모든 트래픽에 적용 될 수밖에 없으며, 동적 리던던시(redundancy) 구현과 링크 가용 용량에 따른 트래픽 제어는 불가능하다는 단점을 가진다.

반면, MPLS-TE에서는 컨스트레인트 기반 라우팅(constraint-based routing)에 의해 특정 경로의 링크 용량이 부족하다고 판단되면 대체 경로(alternative path)로 LSP(Label Switched Path)를 설정한다. 이러한 인입 트래픽에 의한 동적 폴백(fallback) 구조는 효율적인 망 관리를 용이하게 하고 전체적인 망의 안정을 가져온다.

MPLS-TE의 장점을 요약하면 다음과 같다.

· MPLS를 통해 기존 ATM이나 프레임릴레이에서 가능하던 운용자의 명시적 경로(explicit path) 설정을 IP(3계층)에 적용함으로써 망 구조 및 용량에 맞는 IP 트래픽 분배로 망 효율을 극대화할 수 있다.

· MPLS-TE는 링크나 노드 장애 시 즉시 복구(Fast Re-route)를 가능하게 함으로서 망의 신뢰도를 높일 수 있다. 이러한 기능은 QoS 보장 서비스의 기반이 된다.

· MPLS-TE에서 LSP 선택은 각 링크의 현재 가용 용량에 의거한 컨스트레인트 기반 라우팅에 의해 이루어지므로, 트래픽 과다로 링크 용량이 부족한 경우 자동적으로 다른 LSP를 선택한다.

· QoS와 연계해 트래픽의 우선 순위에 따른 LSP 터널을 별도 관리함으로써, 중요 트래픽에 대한 품질 보장이 가능하다. 즉, 우선 순위에 따른 QoS 보장 서비스를 가능하게 한다.

MPLS-TE 구성 요소 및 동작

MPLS-TE 구동을 위해서는 링크 사용량 등의 네트워크 정보 분배, 경로 산출, 터널 설정 및 제어가 차례로 수행되어야 하며, 이를 위해 터널 헤드엔드 라우터에는 다음과 같은 기능이 필요하다.

<그림 2>에 나타난 각 블록을 이용한 수행 메커니즘은 다음과 같다.

1) 정보 배포(Information Distribution)

망 구성과 가용 용량에 관한 정보를 분배(flooding)한다. 링크의 대역폭 정보가 한 예가 된다. 이를 위해 링크 스테이트(Link State) 알고리즘을 사용하는 IS-IS 또는 OSPF가 망 내부 라우팅 프로토콜(IGP)로 사용된다. RIP과 같이 디스턴스 벡터(Distance Vector) 알고리즘을 사용하는 IGP에서의 라우팅 결정은 이웃(neighbor) 정보에 의존하며, 전체 망 현황 정보를 알지 못하므로 트래픽 엔지니어링에는 부적합하다. 반면, IS-IS나 OSPF에서는 전체 망 링크 상태가 각 라우터로 분배되므로, 경로 선택을 위한 충분한 정보를 갖게 되고 이를 트래픽 엔지니어링에 활용할 수 있다. 그런데 기존 IS-IS나 OSPF의 분배 정보에는 트래픽 엔지니어링을 위한 링크 사용 정보가 포함되지 않으므로, 최대 링크 대역폭, 가용 링크 대역폭, 사용중인 링크 대역폭, 링크 설정 정보(attribute) 등이 추가로 분배되어야 한다. 이를 위해 OSPF에서는 opaque type 10 LSA(rfc 2370)가 사용되며, IS-IS에서는 new wide TLV 22가 사용된다(IETF의 draft-katz-yeung-ospf-trffic, draft-ietf-isis-traffic 참조).