멀티서비스 에지 라우터 디자인③
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멀티서비스 에지 라우터 디자인③
  • 장우현 로렐네트웍스코리아기술지원부 부장
  • 승인 2004.01.08 00:00
  • 댓글 0
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지난 2회에 걸쳐 멀티서비스 에지 라우터를 디자인할 때 고려해야 할 사항에 대해 알아보았다.
이번 글에서는 멀티서비스 에지 라우터 목적으로 설계돼 출시된 제품들을 대상으로, 멀티서비스 에지 라우터 디자인시 고려돼야 할 사항들을 중심으로 이야기를 진행한다. <편집자>

순수 IP 기반 인터넷은 이용자들에게 경제적인 비용으로 전세계의 많은 정보에 접근할 수 있게 하고, 기업과 기업, 개인과 개인, 그리고 기업과 개인을 연결해 주는 중요한 역할을 해왔다. 따라서 인터넷은 일상 생활에 필수적인 요소로 이미 자리를 잡았고 이러한 흐름은 앞으로도 계속될 것이다.

그러나 인터넷과는 별도로 전용회선과 같은 회선서비스와 프레임릴레이(Frame Relay)나 ATM을 기반으로 한 교환회선서비스는 기업과 기업을 연결해 주는 사업적인 용도로 여전히 애용되고 있다. 그 이유는 전용회선 및 다른 교환회선서비스가 데이터 교환에 대한 보안성을 제공해 주고, 계약된 최소한의 품질을 보장해 줄 수 있기 때문이다.

인터넷사업자들은 최선형(Best-effort) 방식의 연결서비스만으로는 부가가치를 창출할 수 없다고 판단, 프레임릴레이나 ATM 등의 교환회선서비스와 같은 연결지향형(Connection-oriented) 서비스 제공을 통해 부가가치 창출을 기대했다. 이러한 토대를 제공하게 된 것이 바로 MPLS 기술로 인터넷사업자들은 MPLS 기술을 이용해 프레임릴레이와 ATM에서 제공하는 VPN을 고객에게 제공할 수 있게 됐다.

멀티서비스 에지 라우터 솔루션

통신사업자는 VPN을 제공할 수 있는 수단으로 IP 터널링 프로토콜을 이용할 수 있다. 대표적으로 GRE, L2TP 등이 있다. 그러나 VPN에서 요구되는 보안성과 품질보장 지원이 미흡하고, 대량의 가입자를 기반으로 한 서비스에 맞게 설계되지 않았기 때문에 대규모 고객을 대상으로 서비스를 제공하기에는 부족한 것이 사실이다. 최근까지도 이들 기술을 라우터에서 활용할 경우 많은 양의 터널을 지원하지 못한다는 한계점이 있다.

하지만 MPLS 등 관련 기술들은 프레임릴레이와 ATM에서 제공하는 보안성 및 품질을 보장해 주는 수준까지 꾸준히 향상돼 왔다. 따라서 통신사업자들은 MPLS 기술로 VPN을 제공하는 수단으로 활용하고자 하고, MPLS 기술을 독립적으로 운영되는 여러 개의 서비스 네트워크를 하나로 묶어 서비스할 수 있는 수단이 될 수 있는지 검토하고 있다. 일부 통신사업자는 이미 이러한 통합서비스 네트워크 계획을 완료하고 구축을 추진하고 있는 상황이다.

대표적인 사업자로 미국의 레벨3, 버라이존 등을 들 수 있고, 최근 정보통신부와 한국전산원이 주최한 2003년 초고속국가망 이용/기술 세미나의 자료를 보면 국내에서도 2004년부터는 이러한 흐름이 가속화될 전망이다. 따라서 MPLS 네트워크에서 코어 역할을 담당할 라우터를 공급하는 회사들은 고성능의 IP 스위칭, MPLS 스위칭, 트래픽 엔지니어링, 그리고 QoS 기능 제공에 주력하고 있고, 에지 라우터를 공급하는 회사들은 다양한 접속매체를 수용해 유연한 서비스 제공에 집중하고 있는 상황이다.

흥미로운 사실은 코어 라우터와 에지 라우터를 비교하면 성능이나 기능에서 코어 라우터가 월등히 우수한 것으로 평가됐지만 최근 발표되는 비교 자료를 보면 코어 라우터의 백플레인(스위칭패브릭) 및 라인카드당 용량이 에지 라우터에 비해 크다는 것을 제외하면 포트별 성능은 거의 동일하고, 기능 및 서비스에 대한 지능적인 측면은 에지 라우터가 훨씬 우수하다는 것을 알 수 있다.

다양한 접속 매체 수용

가입자의 접속 매체는 TDM 기반의 회선인 64Kbps에서부터 T1, E1, 45Mbps, 155Mbps까지 다양하다. 이러한 회선들을 연결해 주기 위해서는 예전 라우터는 물리적으로 다양한 형태의 포트를 준비해야 했다. 가령 T1/E1 이하를 연결해주는 포트, 45Mbps(DS3)를 연결해주는 포트, 155 Mbps(OC3)를 연결해주는 포트를 준비해야 했었다. 그리고 ATM 캡슐화(encapsulation) 방식으로 연결되는 경우에는 대역별 ATM 포트를 추가로 구비해야 하는 등 통신사업자의 투자 및 운영비용을 증가시키는 요인으로 작용했다.

그러나 이러한 형태는 최근 발표되는 멀티서비스 에지 라우터들을 보면 크게 달라진 것을 알 수 있다. 최근 에지 라우터들의 물리적인 포트 종류는 크게 SONET/SDH 인터페이스와 이더넷으로 구분할 수 있다.

SONET/SDH 인터페이스는 통신사업자의 전송기반에 맞춰 T1/E1, DS3, OC3, OC12, OC48, OC192의 물리적인 인터페이스를 제공하며, 각 인터페이스는 채널라이제이션(channelization) 방식으로 하위 대역들을 지원한다. 그리고 물리적인 인터페이스든 채널라이제이션된 논리적 인터페이스든 2계층 캡슐화 프로토콜인 PPP, 프레임릴레이, ATM을 비롯해 경우에 따라 HDLC 등을 모두 지원한다.

<그림1> Any service, Any speed, Any port 1

이러한 특징으로 인해 속도별로 다른 물리적 인터페이스와 ATM 인터페이스를 별개로 구비하는 부담을 갖지 않을 수 있다. 또 가입자가 대역 확대 또는 연결 프로토콜 등의 요구를 했을 경우에도 소프트웨어적인 조작만으로 서비스 제공이 가능해 시간과 비용을 동시에 줄일 수 있는 장점이 있다.

<그림2> Any service, Any speed, Any port 2

인터넷클래스 IP 라우팅·MPLS 스위칭

멀티서비스 에지 라우터의 역할은 가입자를 연결해 가입자와 통신사업자간에 약속된 서비스 프로파일에 따라 패킷을 처리해 백본을 통해 목적지까지 전달해주는 것으로 이를 위해 IP 라우팅과 MPLS 스위칭이라는 2가지 제어영역(Control Plane)을 이용한다.

IP 라우팅은 목적지에 대한 경로정보를 다른 라우터들과 교환하고, 보유하고 있는 경로정보를 바탕으로 목적지까지 최적 경로를 선택해 IP 패킷을 보내는 기능이다. 여기서 중요한 것은 서비스 환경에 맞는 대량의 라우팅 정보를 유지할 수 있어야 하고, 라우팅 정보의 변화가 발생했을 경우 단시간내에 정보를 갱신하고 최적의 경로를 계산해 선택하고, 해당정보를 관련된 구성요소들에게 전달해야 한다는 것이다.

최근의 인터넷 라우팅 테이블 크기는 약 13만개까지 증가했는데 통신사업자 내부의 백본 정보와 고객 정보를 함께 유지해야 하므로 라우팅 테이블이 약 20만개의 항목을 지원할 수 있어야 하며, 통신사업자들의 요구도 이 정도를 요구하고 있는 상태다.

MPLS 스위칭은 서비스 프로파일에 따라 LDP, RSVP 등에 의해 지정된 MPLS 라벨(label)을 IP 패킷 또는 L2 프레임에 붙여 전달하는 기능인데, MPLS에서 중요한 사항을 몇 가지 정리하면 다음과 같다.

- LDP나 RSVP도 IP 라우팅에 의해 좌우되는데 IP 라우팅에 변화가 발생했을 때 LDP 및 RSVP가 얼마나 신속히 정보갱신을 마치는가
- 트래픽 엔지니어링을 위한 환경 및 기술요소를 지원하는가
- VPN 서비스에 필요한 충분한 라벨을 지원하는가
- L3 VPN 서비스에서 요구되는 충분한 VRF 및 라우팅 테이블을 지원하는가

최근 출시된 멀티서비스 에지 라우터들의 공통적인 특징은 대량의 인터넷 라우팅 테이블과 MPLS L3 VPN 제공을 위한 충분한 양의 VPN 라우팅 테이블을 제공한다는 점이다. 특히 IP 라우팅 변화시 LSP나 RSVP가 정보 갱신을 완료하는 시간이 크게 개선됐다.


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