SDN/OpenFlow 기반의 IEEE 802.11 wireless traffic load balancing에 관한 연구 = A Study on SDN/openflow based IEEE 802.11 wirless traffic load balancing
저자
발행사항
서울 : 숭실대학교 대학원, 2014
학위논문사항
학위논문(석사)-- 숭실대학교 대학원 : 정보통신공학과(일원) 2014. 2
발행연도
2014
작성언어
한국어
발행국(도시)
서울
형태사항
; 26 cm
일반주기명
지도교수: 정규식
소장기관
기업 또는 학교 캠퍼스 같은 무선네트워크 환경에서는 무선 STA(wireless station)들이 독립적으로 AP(access point)를 선택하므로 트래픽부하가 균등하게 분배되지 않아 과부하 또는 네트워크 혼잡이 발생한다. 최근 IEEE802.11 사용 장비(스마트폰, 스마트 패드, 노트북 등)들이 증가하고 인터넷 사용률이 폭발적인 증가함에 따라 네트워크 부하 불균형 현상이 가속화하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 IEEE 802.11 무선 네트워크의 부하 분산 연구가 필요하다.
최근에 가장 많은 관심을 받고 있는 새로운 미래 네트워크 모델 중의 하나가 SDN(Software Defined Network)/OpenFlow이다. SDN에서는 트래픽을 어디로 보낼 것인가의 결정을 내리는 시스템(control plane)과 트래픽을 forwarding 하는 시스템(data plane)을 분리한다. 전자는 controller에서 수행되며 후자는 스위치에서 수행된다. 본 논문에서는 SDN/OpenFlow 기반의 무선 LAN 환경에서의 IEEE 802.11 load balancing 방법을 제안한다. 제안하는 load balancing 방법은 AP 및 STA 모니터링, handoff 할 STA 선택, 이동시킬 목적 AP 선택, handoff 수행의 네 단계 과정으로 수행된다.
부하분산을 책임지는 master 모듈을 NOX openflow controller에 설치하고 AP 및 STA 상태정보를 수집하는 agent를 Openwrt[12] 기반의 AP들에 설치하여 제안방법을 구현하였다. 4대의 AP 및 NOX controller로 구성된 SDN/Openflow 네트워크 환경에서 실험을 수행하였다. 실험결과를 통하여 부하 불균형이 발생하면 네트워크의 부하가 분산됨을 확인하였다.
In a wireless network environment of enterprise or school campus, as wireless stations independently select APs to camp on, traffic loads might be unevenly shared, leading to overloading and network congestion. Such network load imbalance is accelerating these days as the number of devices using IEEE 802.11 wifi (smart phones, smart pads, or notebooks) is increasing and Internet usage is explosively increasing. Thus, we need to study load balancing of IEEE 802.11 wireless networks.
SDN (Software Defined Network) / OpenFlow has got a lot of attention recently as a new future computer network model. In SDN, the system that makes decisions about where traffic is sent (the control plane) is decoupled from the underlying systems that forwards traffic to the selected destination (the data plane). The former is handled by a controller whereas the latter is handled by switches. In this thesis, we propose a method of IEEE 802.11 load balancing in a SDN / OpenFlow-based wireless LAN environment. The proposed load balancing is performed by the four steps: 1) monitoring of AP and STA, 2) selection of STA to be handoff, 3) selection of destination AP to be handoff and 4) execution of handoff.
We implemented the proposed method by installing a master module responsible for load balancing into a NOX Openflow controller and installing agents responsible for collecting state info of AP and STA into Openwrt Linux-based Wireless APs. We performed experiments in a SDN/Openflow wireless network environment consisting of 4 APs and a NOX controller. Experimental results show that loads are well distributed if network load imbalance is detected.
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