[화요특집-네트워크 포럼] 기고.. 네트워크 신기술 동향

네트워크 분야의 급격한 기술발전에도 불구하고 지금까지 이더넷과 토큰링을 중심으로 발전한 근거리통신망(LAN)과 프레임릴레이를 주축으로 하는 원거리통신망(WAN) 분야의 통신방식은 현재까지 크게 변화되지 않고 있다. 이는 비동기전송방식(ATM) 등 신기술이 기존 네트워크를 쉽게 수용할 수 없다는 점 때문이기도 하지만 근본적인 원인은 더 이상의 성능과 기능이 필요한 애플리케이션과 서비스가 없었다는 데 있다.

그러나 최근 네트워크를 통해 운용되는 애플리케이션이나 데이터량을 보면 이같은 논리는 더이상 맞지 않음을 알 수 있다. LAN 및 WAN은 이미 포화상태에 이르렀으며 사용자는 이제 10Mbps의 대역폭에 만족하지 않는다. 이같은 환경의 요구를 충족시키기 위해 등장한 신기술은 ATM과 기가비트이더넷, 3계층 스위칭과 멀티미디어서비스 기술 등이다.

기가비트이더넷이 출현하기 전인 2,3년 전까지만 해도 LAN 백본으로서 ATM은 피할 수 없는 대세로 인정받았다. 그러나 지난 96년 새롭게 출현한 기가비트 이더넷 기술 역시 LAN 백본으로 인식되는 게 현재의 경향이다.

기가비트이더넷의 장점은 이 네트워크가 기존 이더넷과 동일한 기술에서 출발해 기존 네트워크와 호환성을 가진 고속의 백본구성이 가능하다는 것이다. ATM 기술에 비하여 프로토콜이 단순하기 때문에 보다 저가의 백본을 구성할 수 있으며 과거 이더넷 망관리의 동일선상에 놓여 있어 유지 보수가 용이한 것도 강점이다.

반면 단점도 많다. 이더넷 프로토콜로는 다양한 트래픽을 소화하는 데 한계가 있다는 게 중론이다. 표준 제정이 더딘 것도 문제다. 큰 문제로 대두되고 있는 것은 케이블 길이의 제한이다. 멀티모드 광케이블을 통해서는 5백m, 싱글모드 광케이블로는 현재 3㎞로 제한된 실정이다. 이에 따라 기가비트이더넷은 한 건물의 LAN 백본으로는 가능하지만 이보다 더 큰 규모를 요구하는 캠퍼스 백본에서는 채택되기 어려운 상황이다.

기가비트이더넷 표준화의 경우 802.3z Drift 4.1이 나와 있는 상태이고 오는 6월에 시안 버전4.2 사양이 논의될 예정이며 표준화 승인의 경우 올해 12월로 예정돼 있다. 올해 6월 모임에서는 1000Base-LX 싱글모드 광케이블의 거리 제한을 3㎞에서 5㎞까지 연장 시킬 수 있는 방안이 논의될 것으로 보인다.

ATM의 장점은 무엇보다 음성, 데이터, 영상 등의 멀티미디어 네트워크 환경에 가장 적합하다는 데 있다. 이더넷 환경에서 멀티미디어를 지원하기 위해 RSVP(Resource ReSerVation Protocol) 개발을 서두르고 있지만 아직까지 ATM에서와 같은 성능을 제공하기는 힘들다. 큰 규모의 네트워크를 구성할 수 있다는 것도 좋은 점수를 받고 있다. 6백22Mbps급에서 멀티모드 광케이블로는 5백m까지 가능하고 싱글모드일 경우 15㎞에서 40㎞까지 가능하다. ATM기술은 특히 대부분 표준화가 완료되어 실제로 LAN 백본으로 검증된 기술이다.

ATM 기술의 단점으로서는 첫째로 가격이 높다는 점이다. 이는 셀스위칭을 위한 HW의 가격과 SW의 복잡성에 기인한다. 현재까지는 ATM을 위한 응용 프로그램이 제대로 개발되어 있지 않아 ATM의 장점이 아직까지 크게 부각되지 않고 있는 것도 기가비트이더넷에 비해 불리한 점이다.

ATM 진영에서는 그동안 ATM포럼의 핵심 안건이었던 MPOA 1.0 표준을 비롯, LANE2.0, FUNI 2.0 및 ABR 등을 최종 승인해 현재까지 UNI 4.0 및 P-NNI 1.0, Traffic관리 4.0, 서킷에뮬레이션 서비스 2.0, ILMI 4.0 등 대부분의 분야에서 표준화를 완료한 상태다.

현재까지는 LAN 백본분야에서 어떤 기술이 승리할 것이란 결론을 내린다는 것은 섣부른 판단이다. 각 진영에서 어떻게 기술적인 문제와 가격문제를 해결하느냐와 네트워크환경이 멀티미디어환경으로 얼마나 빠르게 진전되느냐에 따라 승리자가 결정되며 경우에 따라서는 서로 보완되는 기술로 공존할 수도 있을 것이다.

3계층 스위칭 기술은 지난해부터 각광받기 시작했다. 이 개념은 LAN과 WAN의 구분을 두지 않고 고속의 라우팅 지원을 위한 것이다. 스위치 장비가 제공하는 유니캐스트 연결은 사실상 호스트의 입장에서 보면 포인트투포인트 연결을 지원하는 것으로 볼 수 있다. 하지만 데이터 패킷이 스위칭 장비를 벗어나 라우터를 거칠 때면 여러 목적지의 데이터 패킷이 섞이게 되므로 각 호스트에 고정된 대역폭을 지원하지 못한다. 그러므로 IP 스위칭 장비는 이러한 문제를 제공하여야 한다.

이 문제를 해결하기 위해서 ATM 스위치가 이용된다. ATM 스위치가 지원하는 가상채널은 이러한 기능의 지원에 합당하다. 각각의 IP의 네트워크 연결서비스에 하나의 가상채널 구분자를 연결함으로써 고정된 대역폭을 지원할 수 있다는 것이다. 현재 IP 스위칭 기술로는 ATM포럼을 중심으로 한 MPOA(Multi Protocol Over ATM), 시스코시스템즈의 태그스위칭 및 노키아에 인수된 입실론사의 IP스위칭기술이 있다.

MPOA는 ATM포럼에서 표준화된 것으로써 ATM 장비에 LAN의 수용을 위한 LANE(LAN Emulation)의 확장판이다. LANE는 LES(LANE서버), LEC(LANE클라이언트), LECS(LANE컨피규레이션서버)를 기본구성 단위로 하며 하나의 ELAN(Emulated LAN)이 기존 허브와 같은 MAC 브로드캐스트 영역을 형성한다. LANE 초기 사양은 이러한 ELAN 간의 라우팅 기능을 정의하지 않아 ATM 장비간의 통신을 위해선 반드시 라우터 장비가 있어야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 나온 사양이 MPOA이다.

ATM포럼의 표준인 MPOA와는 별도로 IP와 ATM 과의 접목을 시도한 것이 IP스위칭이다. 이 방식은 네트워크 트래픽의 모니터링을 통하여 만일 이 트래픽이 고속으로 라우팅 처리가 필요한 데이터 흐름이라면, 데이터의 타입을 분류하는 프로토콜인 IFMP (Ipsilon Flow Management Protocol)를 이용하여 소스와 목적지 사이의 ATM 상의 가상채널로 경로를 형성하여 처리한다. 이것을 컷스루(Cut-Through) 스위칭이라고 부른다. 컷스루가 필요없는 트래픽은 기존의 라우팅 프로세싱으로 처리를 계속한다. IFMP는 각 ATM 스위치에 연결된 IP컨트롤러와 ATM 스위치 사이의 연동 프로토콜이다. MPOA와 달리 이 기술은 IP프로토콜의 라우팅만을 지원한다.

태그스위칭은 ATM 스위치 및 기존의 라우터등에 적용된다. 각 장비에 태그분배프로토콜(TDP)을 올려서 이 장비를 거쳐가는 라우티드 패킷에 태그를 붙인다. 태그는 태그기본정보(TIB)를 이용하여 붙여진다.

이더넷 스위치에서 고속의 라우팅을 구현는 것으로는 패스트(Fast) IP 기술이 있다. 네트워크카드에 패스트 IP를 구현하려면 패스트 IP 스택이 드라이버 내에 구현되어야 한다. 이 기술에는 NHRP(Next Hop Resolution Protocol), IEEE 802.1p/Q와 Ipsilon의 IFMP (Flow Management Protocol) 가 사용된다. 패스트 IP 기술에서 채택하는 원리는 앞의 원리들과 비슷하다.

트래픽 플로우의 성격에 따른 QoS 지원은 IP스위칭 기술과 비슷하다고 볼 수 있다. 패스트 IP기술은 주로 LAN 장비에 사용되므로 WAN상에서 연계방안이 있어야 하는데 이때 사용되는 것이 IFMP(Ipsilon Flow Management Protocol)이다. 이 기술은 스리콤의 패스트 IP를 수용한 LAN 장비가 어센드의 IP 내비게이터 기술을 이용한 장비와의 연동을 위해 활용된다. 패스트 IP 기술을 적용하면 종단간의 MAC 주소를 이용한 연결이 라우터의 필터링없이 이루어져 고속의 데이터 전송이 가능해 진다. 하지만 MAC 주소의 공개로 인하여 보안에 문제가 발생한다. 이 문제는 NHRP 요청시에 이루어지는 보안 검사에 의해 패스트 IP shortcut를 만들지 못하게 함으로써 방지된다. 패스트 IP는 새로운 기술로 아직 상업적 적용에는 시간이 걸릴 것이다. 위에서 언급한 기술은 고속의 라우팅을 통하여 고대역폭을 보장하기 위한 것이다. 이러한 노력이 멀티미디어 서비스를 위한 필요조건은 되지만 충분조건은 될 수 없다.

통상 네트워크상의 멀티미디어 수용을 위한 기술은 네트웍트 멀티미디어라고 불린다. 이 분야가 다루는 것은 멀티미디어 애플리케이션 및 이러한 애플리케이션을 수용하기 위한 네트워크 관련 요구사항 및 인코딩과 압축기술이다.

일반적으로 현재의 이더넷 스위치 장비를 사용하면 LAN에서 실시간으로 VoD(Video on Demand) 및 MoD(Movie on Demand) 등 간단한 서비스는 가능하다. 그리고 화상회의 등도 MCU(Multipoint Control Unit)장비를 사용하면 가능하다. 하지만 WAN에서 멀티미디어 서비스를 위해서는 특별한 기술적 처리가 있어야 한다. 특히 QoS의 보장에 관한 표준기술이 하드웨어적으로 제공되지 않은 이더넷에서의 처리에는 반드시 실시간 서비스를 위한 기술이 요구된다.

멀티미디어서비스를 위해서는 우선 IP 멀티캐스팅의 지원이 필요하다. IP 멀티캐스팅은 IP의 확장이다. IP 멀티캐스팅을 위한 주소는 Class D의 주소를 이용한다. 즉 주소범위는 224.0.0.0에서 239.255.255.255이 된다. 이 기술의 일부는 IGMP(Internet Grouip Management Protocol)로 정의돼 있다. 이 기술에는 로컬그룹에서의 멀티캐스팅 그룹에 대한 Join 및 Leave를 정의한다. 네트워크 사이의 라우터를 거쳐가는 멀티캐스팅 기술에 관한 일반화된 기술은 PIM(Protocol Independet Multicast)에 정의되어 있다. 즉 PIM은 WAN 상에 분산되어 있는 그룹상의 멀티캐스팅에 관한 기술을 정의한다. 현재 멀티캐스트 라우팅과 관련된 프로토콜로는 Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP), Multicast OSPF(MOSPF), Protocol-Independent Multicast(PIM) 등이 있다. 이더넷의 라우터가 멀티캐스팅을 지원하려면 위의 라우팅 프로토콜을 탑재하고 MAC 계층에서 멀티캐스팅 IP의 전송을 지원해야 한다.

ATM상에서의 LANE를 통한 멀티캐스트의 지원은 포인트투멀티포인트 연결을 이용하여 지원한다. 이것은 LANE 에서 정의한 BUS(Broadcast and Unknown Server)가 지원한다. 멀티캐스트와 관련한 기술로는 MBone이 있다. MBone은 Virtual Internet backbone for Multicast IP의 약자로 흔히 멀티미디어백본으로 불린다. 이것은 인터넷상에 IP 멀티캐스팅 기술을 이용하여 구축한 멀티미디어를 지원하기 위한 하나의 망으로 볼 수 있다. MBone은 애플리케이션과는 독립적인 멀티캐스트에 관한 방법이다. 다시 말하면 음성 및 동영상의 분배에만 관련한 기술이다.

RSVP기술은 ST-Ⅱ에서 발전한 기술이다. 이 프로토콜은 자원의 예약을 호 설정의 과정없이 가능하다. 대신에 예약된 자원의 수준은 송신자쪽이 아닌 수신자 쪽에서 결정된다. 현재 인터넷상에서 RSVP를 수용하려면 애플리케이션, 패킷형식, NIC, 스위치, 라우터 및 OS 등을 모두 수정해야 한다. ATM에 RSVP의 수용은 ATM의 Signaling 사양인 Q.2931과의 접맥을 통하여 형성된다.