클라우드 컴퓨팅 서비스 구현을 위한 네트워크 가상화 연구
A Study of Network Virtualization for Cloud Computing Service Implementation
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라우드 컴퓨팅 서비스란 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 IT 자원들을 가상화 기술로 통합하여 사용자의 요구에 적합한 환경을 제공하는 서비스를 말한다. 사용자가 요청한 소프트웨어, 스토리지, 서버, 네트워크 등의 IT 자원을 할당하는 경우 물리적인 자원 전부가 아닌 일부만을 할당하기 위하여 해당 자원들을 가상화하는 기술이 필요하다. 클라우드 컴퓨팅은 기본적으로 SaaS, PaaS, IaaS의 세 가지 서비스를 제공한다. 세 가지 서비스를 제공하기 위해 필요한 IT 자원은 지역적으로 분산되어 있는 경우 네트워크를 통한 연결은 반드시 필요하며 특히 네트워크 자원 자체를 서비스하는 IaaS의 경우 네트워크 가상화는 필수적인 기술이다. 네트워크 가상화를 위해서는 ISO에서 규정한 OSI 7계층 중에서 2계층인 데이터 링크 계층과 3계층인 네트워크 계층의 가상화는 필수적인 조건이다. 데이터 링크 계층의 가상화의 경우 가상 머신은 하나의 물리적인 네트워크 인터페이스를 이용해 다수의 가상 네트워크 인터페이스를 생성하여 운영할 수 있다. 또한 네트워크 계층의 가상화를 위해 라우터는 다수의 포워딩 엔진을 운영하여 가상 네트워크의 성능에 부합하도록 패킷 처리 자원을 할당할 수 있으며, 각각의 가상 네트워크별로 라우팅 테이블을 운영하여 해당 가상 네트워크에 적절히 패킷을 전달할 수 있다. 현재의 인터넷은 가상 네트워크를 생성하고 운영하기에는 적합하지 않아 네트워크 가상화를 이용하여 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하기에는 무리가 있다. 본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 구현하기 위한 다양한 가상화 접근 방법과 이를 응용하여 가상화 네트워크 구성을 위한 접근 방법에 대해 소개한다. 또한 네트워크 가상화를 구현하기 위해서는 현재 네트워크 사업자의 역할에 대해 다시 정의해야하며 새로운 역할을 수행하는 각 사업자 사이의 요구사항과 인터페이스에 대한 정의도 필요하다.
Abstract
The cloud computing service provides an environment to meet the requirements of the users by the virtualization technology which integrates IT resources scattered around in the networks. Users may want a specific amount of softwares, disk storages, servers, network bandwidth. The cloud service virtualizes the IT resources in order to allocate partial resource of each rather than giving the whole physical resources. Basically, the cloud service offers SaaS, PaaS, and IaaS. Among the three, IaaS closely relates to the network virtualization. The network virtualization becomes indispensable technology to connect the scattered IT resources including the network resource itself. The network virtualization requires to implement the virtualization of the data link layer and the network layer defined by ISO. In case of the link virtualization, a virtual machine creates multiple virtual network interfaces out of a physical network interface. For the network layer virtualization, routers may employ several forwarding engines to satisfy the performance requirements of the users. In addition, each router maintains a routing table for each virtual network in order to forward packets to an appropriate virtual network. Current Internet is unsuitable for creating and operating virtual networks. In addition it is unable to implement network virtualization technology and to provide the cloud computing services. This paper introduces diverse network virtualization approaches to provide the cloud computing services. Moreover, This paper redefines the business roles of the network infrastructure/service providers as well as the specification of the requirements and interfaces between the business roles.
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