Content Centric Networking을 위한 조정된 라우팅/캐슁 전략

Abstract

수십 년 전 단말과 단말 사이의 통신 (End-to-End Communication) 패러다임에 기반하여 설계된 후 현재까지 발전한 인터넷은 인터넷 사용자의 증가와 더불어 수많은 새로운 컨텐트의 생산으로 폭발적인 트래픽 증가 현상을 겪고 있다. 현재의 대부분의 인터넷 사용 목적은 컨텐트를 얻기 위함이고, 컨텐트를 얻기 위해서 인터넷을 구성하는 머신(Machine) 사이에 IP 주소를 사용하여 컨텐트를 요청한 머신과 해당 컨텐트를 가지고 있는 머신이 통신하는 방식을 취한다. 즉, 사용자는 무엇을 받느냐에 관심을 두지만, 머신은 어디에 접속해야 하는가 에 관심을 둔다. 또한 현재의 인터넷의 구조는 동일한 컨텐트의 요청이 특정 서버에서 반복 전송되는 비효율성이 존재한다. 인터넷의 기본 설계 구조와 현재의 사용형태의 불일치로 인하여, 현재 인터넷이 가지고 있는 근본적인 문제점을 해결하고 미래 인터넷으로 발전하기 위한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 그 중 Content Centric Networking(CCN)은 사용자의 인터넷 사용 목적을 기반으로 인터넷의 구조를 바꾸려는 최근의 미래 인터넷 연구의 일환이다. CCN은 라우터에서 컨텐트 이름을 사용하여 라우팅한다는 점과 라우터에 캐쉬 버퍼를 두어 라우터가 처리한 데이터를 임시로 저장하여 같은 컨텐트 요청을 빠르게 처리할 수 있다는 점에서 현재의 인터넷의 구조와 큰 차이점을 가진다. 하지만, CCN에서는 라우팅 테이블 엔트리 수의 무한한 증가로 인한 확장성문제와 주위의 라우터에 중복된 컨텐트가 존재하게 될 가능성이 높으므로 기본 캐슁 기법의 비효율성의 문제가 존재한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 동시에 해결하기 위해 Hash 기반의 조정된 라우팅/캐슁 기법을 제안한다. Intra-domain 라우팅을 위해 라우터는 자신만의 Prefix Bit를 할당 받으며 컨텐트 이름 중 도메인의 Hash 값과 자신의 Prefix Bit와 같은 도메인의 집합만을 라우팅 엔트리로 유지한다. Inter-domain 라우팅을 위해 ASN을 사용한 Interest Packet 터널링을 사용한다. 조정된 캐슁을 위해 라우터는 자신의 Prefix Bit와 컨텐트 이름 중 도메인의 Hash 값이 같은 컨텐트만 캐쉬하는 전략을 취한다. 본 기법을 통해 하나의 Autonomous System 내에 존재하는 라우터 사이에 라우팅 테이블을 나누어 가져 라우팅 테이블의 확장성 문제를 해결 할 수 있고, AS 내의 캐쉬 다양성을 확보하여 캐쉬 효율을 높힐 수 있다. 실험을 위해 Amazon EC2 Service를 사용하여 테스트베드를 구축하고, 소프트웨어 에뮬레이터를 구현하였다. Coordinated Routing/Caching 기법을 Flat Routing & Individual Caching, Coordinated Routing/Individual Caching, Coordinated Routing/Caching Hybrid, Oracle 등 여러 기법과 비교 및 분석하여, 본 논문에서 제안하는 기법의 우수성을 증명하였다.