전술메쉬 트래픽 QoS 조율을 위한 네트워킹 노드의 개념 설계 및 실시간 모니터링

Conceptual Design of Networking Node with Real-time Monitoring for QoS Coordination of Tactical-Mesh Traffic

정보통신 기술의 발전으로 응용 서비스들을 IP(Internet protocol) 기반으로 통합하는 All-IP 기반 미래형 전술망으로의 전환이 지속적으로 진행되고 있다. 이러한 변화에 대응하기 위해 전술 WAN 노드들이 메쉬구조로 연결된 미래형 전술메쉬망에서 응용 서비스의 QoS(quality of service) 보장을 위해, 인프라 계층과 응용 서비스 계층 사이에 존재하는 전술 서비스 메쉬 (tactical service mesh) 계층을 도입하는 것을 시도하는 제안이 있다. 하지만 기존 전술망을 구성하는 폐쇄형 네트워킹 박스들과 정적인 QoS 관제도구들은 전술 서비스 메쉬 계층에서 요구하는 지능형 QoS 조율을 위한 동적 QoS 관제를 지원하는 것이 어려운 상황이다. 따라서 본 논문에서는 SDN/NFV 기반 DANOS 화이트박스 서버스위치를 기반으로 다중-액세스 네트워킹 인터페이스와 가상화된 네트워킹 스위치를 포함하도록 하드웨어/소프트웨어 통합 설계한 전술메쉬 WAN 노드를 구성하는 방안을 제안하고 이를 개념화 수준에서 설계하여 제시한다. 또한 설계한 전술메쉬 WAN 노드에 eBPF 기반의 트래픽 모니터링 방식을 연계하는 방안을 제안하고, 이를 통해 전술 트래픽의 QoS 조율을 지원하는 트래픽 모니터링이 가능함을 검증한다.

With the advancement of information and communication technology, tactical networks are continuously being converted to All-IP future tactical networks that integrate all application services based on Internet protocol. Futuristic tactical mesh network is built with tactical WAN (wide area network) nodes that are inter-connected by a mesh structure. In order to guarantee QoS (quality of service) of application services, tactical service mesh (TSM) is suggested as an intermediate layer between infrastructure and application layers for futuristic tactical mesh network. The tactical service mesh requires dynamic QoS monitoring and control for intelligent QoS coordination. However, legacy networking nodes used for existing tactical networks are difficult to support these functionality due to inflexible monitoring support. Thus, in this paper, we propose a tactical mesh WAN node as a hardware/software co-designed networking node. The tactical mesh WAN node is conceptually designed to have multi-access networking interfaces and virtualized networking switches by leveraging the DANOS whitebox server/switch. In addition, we explain how to apply eBPF-based traffic monitoring to the tactical mesh WAN node and verify the traffic monitoring feasibility for supporting QoS coordination of tactical-mesh traffic.