SNMP 기반의 June 25, 2008 Chang-Keun Park pck1982@postech.ac.kr DP&NM Lab., Dept. of CSE, POSTECH -1- DP&NM Lab.
목차 1. 서론 2. 관련연구 3. 이종 PLC 네트워크통합관리방법 4. 테스트베드구축및테스트 5. 결론및향후연구 -2- DP&NM Lab.
서론 전력선통신 (Power Line Communication, PLC) 전력선을통신선으로사용하여통신신호 (data, voice 등 ) 를전송할수있는기술 PLC 네트워크와부가서비스의발달 한국전력공사의 U-PLC PowerIT 사업 PLC 를이용한백본망구축사업 동남아시아, 아프리카, 남아메리카 PLC 를이용한부가서비스 원격검침서비스, 홈네트워크서비스및트리플플레이서비스 연구동기 대규모 PLC 네트워크구축과사업에따른이종 PLC 네트워크의통합관리요구증대 기존의칩셋별로구축된 PLC 네트워크관리체계를이용해서는이종 PLC 네트워크의통합관리가어려움 -3- DP&NM Lab.
문제정의 기존의관리체계는자사의제품을관리하기위한 proprietary 한요소가많음 타사의 PLC 네트워크에바로적용하기어려움 기존의 NMS 는하나의셀단위로관리가능한 EMS 수준의네트워크관리시스템 (NMS) 을제공하고있음 ( 확장성이떨어짐 ) 기존 PLC 관리정보 (MIB) 에는기능적으로중복된정보많음 NMS 의메모리공간의비효율성및관리정보유지보수의복잡도증가 같은기능의관리정보에대해, 관리정보변환에따른로드증가 모든 PLC 장비를위한공통관리정보가부재 PLC 장비개발자 관리정보를정의하기위한개발비용및시간의증가 NMS 개발자 모든 PLC 네트워크특징을고려한통합 NMS 개발로드증가 -4- DP&NM Lab.
연구목표 SNMP 기반의이종 PLC 네트워크를위한통합관리체계제안 Common PLC MIB 설계 모든 PLC 장비를관리하기위한공통관리정보 업체별특수한 (specific) 정보만이 Private MIB 으로정의 통합 PLC Proxy Agent 개발 Common PLC MIB 이반영되지않은기존의 PLC 장비를포용하기위한시스템 기존 PLC MIB 기반의 SNMP 상호작용과 Common PLC MIB 기반의 SNMP 상호작용사이의관리정보변환 (translation) 을수행함 통합 PLC NMS 개발 Common PLC MIB 을이용하여, 이종 PLC 네트워크를통합관리할수있는관리시스템 Contribution 이종 PLC 네트워크통합관리체계제안 PLC 장비개발과 NMS 개발시간및비용단축 PLC 네트워크관리기술표준화기여 -5- DP&NM Lab.
관련연구 -6- DP&NM Lab.
PLC 네트워크구조 -7- DP&NM Lab.
SNMP 기반의관리체계 SNMP (Simple Network Management Protocol) IETF에서표준화된, 가장널리쓰이는네트워크관리프로토콜 Manager Agent 모델 3가지동작 (Get, Set, Trap) 제공 MIB (Management Information Base) 네트워크장비를관리하기위해필요한관리정보를정의하고있는명세서 Standard MIB 표준기관 (IETF) 에의해TCP-IP 기반의 Internet 환경에서공통적으로제공해야할관리정보를정의한 MIB MIB-II (RFC 1213) Private MIB 개인회사에서정의한 MIB 자신의회사만이제공하는 MIB을 private(4) enterprises(1) 밑에정의할수있음 예 : Cisco MIBs -8- DP&NM Lab.
PLC 기술동향 고속 PLC 기술성장 200 Mbps 급의 PLC 모뎀상용 400 Mbps 급의 PLC 모뎀개발 PLC 네트워크는 4 가지칩셋업체의장비로구성 DS2, Intellon, Xeline, Panasonic 서로다른칩셋업체의장비는서로통신이불가능 칩셋업체별, 독립적으로 PLC 네트워크구축 표준화동향 국내표준 : 기술표준원, 고속 PLC MAC & PHY KS 규격고시 지역표준 : Homeplug, UPA, CEPCA 국제표준 : IEEE P1901 WG, 고속 PLC MAC & PHY 국제규격 -9- DP&NM Lab.
PLC 네트워크관리기술동향 칩셋업체별, 독립적인관리체계로자사의네트워크를관리하고있거나계획중임 PLC 칩셋업체별로독립적으로 PLC MIB 정의 PLC 장비업체별로자사의장비를위한 NMS 제공 업체관리프로토콜관리정보관리구조 Xeline SNMP Xeline Private MIB SNMP Proxy Agent DS2 (OPERA) Intellon (Homeplug) SNMP OPERA Private MIB SNMP Agent SNMP Homeplug Private MIB SNMP Proxy Agent Panasonic SNMP In Progress In Progress -10- DP&NM Lab.
이종 PLC 네트워크구조 -11- DP&NM Lab.
Common PLC MIB 설계 -12- DP&NM Lab.
기존 PLC MIB 들의공통정보 PLC 장비의기본정보 MACAddr, NodeType, Status 등 구성정보 Reset, FactoryReset, AGCGain, ToneMAP 등 성능정보 In/out speed, In/out number of octets, In/out BPS (Bits per Symbol) 등 연결정보 MACAddr of parent node, Number of connected node 등 Trap 정보 장비의상태가변하는경우, 네트워크의 topology 가변하는경우 -13- DP&NM Lab.
Common PLC MIB - 요구사항 MIB-II 의관리정보포함 Proxy Agent 관리구조인경우, 모든 PLC 장비의 MIB-II 정보제공 모든 PLC 장비를설정할수있는공통구성정보포함 PLC 장비의장애상태와원인을판단을위한정보포함 Status, Memory 사용량 PLC 인터페이스의장애판단을위한성능정보포함 BPS (Bits per Symbol) 신속한장애경고를위한 trap 정보및임계치 (threshold) 정보포함 전체적인망구조를보여주기위한장비들간의연결정보포함 -14- DP&NM Lab.
Common PLC MIB - 구조 4 개의 Group 으로구성 Enterprise (1.3.6.1.4.1) KEPCO (29408) PLCCommonMIB (1) system(1) 시스템의전반적인정보 sysconftable sysstatisticstable interface(2) 시스템의네트워크인터페이스에대한정보 interfacetable plcinfo(3) PLC specific 한정보 plcinfotable trap(4) Trap 정보 -15- DP&NM Lab.
Common PLC MIB sysconftable system sysstatisticstable interface interfacetable plcinfo plcinfotable trap sysmacaddr sysmacaddr ifdescr plcoutagcgain trapstatuschange sysnodetype sysfreememorysize ifoperstatus plcinagcgain trapdetectednewpeer sysstatus syscpuutilization ifadminstatus plcoutbps trapdisappearedpeer sysreset sysinbps ifinspeed plcinbps trapcpuwarning sysfwversion sysoutbps ifinoctets plcouttonemap trapmemorywarning sysmemroy Threshold sysparentmacaddr ifindiscard plcintonemap trapchannelstate Warning -16- DP&NM Lab.
통합 PLC Proxy Agent -17- DP&NM Lab.
통합 PLC Proxy Agent 통합 PLC Proxy Agent 의동작 -18- DP&NM Lab.
통합 PLC Proxy Agent - 요구사항 Common PLC MIB과기존PLC MIB 사이의관리정보변환수행 관리대상의목록정보유지 SNMP 메세지처리기능제공 Common PLC MIB 기반의 SNMP 상호작용과동등한성능보장 대규모의 PLC 네트워크관리가능한확장성제공 -19- DP&NM Lab.
통합 PLC Proxy Agent 통합 PLC Proxy Agent 의구조 -20- DP&NM Lab.
개발환경 통합 PLC Proxy Agent Language : JDK 1.5.0_06 OS : Windows XP Professional Service Pack 2 IDE : AdventNet SNMP Agent Toolkit Java Edition 6.0 Library : AdventNet SNMP API 확장성검증환경 Common PLC MIB Agent Xeline Agent 100Mbps Test Manager + 통합 PLC Proxy Agent Window sever Pentium Dual Core 1.6 GHz CPU 2GB RAM Agent Simulator Window sever Pentium IV 2.6 GHz CPU 1GB RAM Simulated Agents DS2 Agent -21- DP&NM Lab.
통합 PLC Proxy Agent 측정목적 통합 PLC Proxy Agent 의칩셋업체별로관리가능한 SNMP Agent 개수에대한확장성측정 측정항목 칩셋업체별로, 특정개수의 SNMP Agent 로부터 Common PLC MIB 의 systemconftable 의 10 개의정보에대해가져올때의평균응답시간 (response time) Xeline Agent 과 DS2 Agent 의경우 RT = T + T + T + T Common PLC MIB Agent 의경우 tm pa RT cm = Ttm + Tas 측정방법 Test Manager에서 SNMP Agent로부터측정항목을가져오는동작 (GetRequest) 을수행하는 thread의개수를변화시키면서, 모든 thread가수행될때까지의시간을 50번씩측정 tran as -22- DP&NM Lab.
확장성검증결과 통합 PLC Proxy Agent 평균응답시간 Xeline Agent > DS2 Agent > Common PLC MIB Agent -23- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS -24- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS 이종 PLC 네트워크를통합적으로관리가능한관리시스템 기능적요구사항 PLC 장비의관리정보조회및설정기능 장애발생시, Trap과 Alarm을통한장애관리기능 성능관련데이터처리 ( 수집, 분석, 조회 ) 기능 가입자및사용자정보관리기능 비기능적요구사항 모든모듈기능의독립적설계 수천건의서버부하발생시에서다운되지않는대용량처리가능 표준인터페이스제공을통한 Multi-tier 기반의다중플랫폼지원 -25- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS 의구조 통합 PLC NMS -26- DP&NM Lab.
개발환경 통합 PLC NMS Language : JDK 1.5.0_06 OS : Windows XP Professional Service Pack 2 IDE : Eclipse 3.1 Library : AdventNet SNMP API, Lomboz (JSP Plug-in) Web server engine for JSP : Apache Tomcat 5.5 Web client : JSP (Java Server Pages) Database : Oracle database 10g -27- DP&NM Lab.
테스트베드구축 3 개의네트워크로구성된이종 PLC 테스트베드구축 Xeline, Corinex(DS2), Common PLC MIB Xeline PLC 네트워크 (XPAS-200B System) 정보통신연구소 353 호 장비구성 PLC Master Unit : MM-200B 1 개 PLC Slave Unit : SU-200B 5 개 PLC EMS Unit : EU-200B 1 개 DS2 PLC 네트워크 정보통신연구소 222 호 장비구성 AV200 Enterprise Powerline Ethernet Adapter : 3 개 Common PLC MIB 네트워크 대전, 원격검침시범망 장비구성 IRM Unit : 1 개 PLC Master Unit : 1 개 PLC Slave Unit : 30 개 -28- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS 테스트 -29- DP&NM Lab.
결론및향후연구 결론 이종 PLC 네트워크를위한통합관리체계를제안 Common PLC MIB 설계 통합 PLC Proxy Agent 제안 통합 PLC NMS를개발 통합 PLC Proxy Agent의확장성검증 이종 PLC 네트워크를위한통합관리체계의실현가능성검증 이종 PLC 네트워크테스트베드구축 통합 PLC NMS를이용한여러통합관리기능수행을통한효율적인네트워크관리검증 향후연구 Common PLC MIB 을통한대규모이종 PLC 네트워크에서의통합관리체계의실효성검증 -30- DP&NM Lab.
연구실적 International Conference: 3 편 Chang-Keun Park, Joon-Myung Kang, Mi-Jung Choi, James Won-Ki Hong, Young-Jun Lim, and Seong-Ho Ju, "Definition of Common PLC MIB and Design of MIB Mapper for Multi-vendor PLC Network Management, IEEE International Symposium on Power Line Communications and its Applications (ISPLC 2008), Jesu Island, Korea, April 2 ~ 4, 2008, pp. 152~157. Chang-Keun Park, Joon-Myung Kang, Mi-Jung Choi, James Won-Ki Hong, Young-Jun Lim, and Munseok Choi, "An Integrated Network Management System for Multi-Vendor Power Line Communication Networks, the International Conference on Information Networking 2008 (ICOIN 2008), Busan, Korea, January 23 ~ 25, 2008. Joon-Myung Kang, Chang-Keun Park, Eun-Hee Kim, James Won-Ki Hong, Yonghun Lim, Seongho Ju, Moon-suk Choi, Bum-suk Lee, and Duckhwa Hyun, "Design and Implementation of Network Management System for Power Line Communication Network, IEEE International Symposium on Power Line Communications and its Applications (ISPLC 2007), Pisa, Italy, March 26-28, 2007, pp. 23-28. Domestic Journal: 1 편, Domestic Conference: 4 편 Patent 최문석, 주성호, 김영현, 임용훈, 박병석, 이범석, 홍원기, 박창근, 다중벤더전력선통신망관리시스템및그방법 " 출원번호 : 10-2007-0097802, 2007.09.28-31- DP&NM Lab.
Q & A -32- DP&NM Lab.
SNMP (Simple Network Management Protocol) IETF에서표준화한가장널리쓰이는네트워크관리프로토콜 Manager Agent 모델 SNMP NMS SNMP agent Management application GetNextRequest Application manages objects Management resources SNMP managed objects GetNextRequest GetRequest SetRequest GetResponse Trap GetRequest SetRequest GetResponse Trap SNMP manager UDP IP Network-dependent protocols SNMP messages network or internet SNMP agent UDP IP Network-dependent protocols -33- DP&NM Lab.
PLC 칩셋업체소개 국내업체소개 Xeline 1999 년에설립된한국회사 고속 PLC 시스템 (24Mbps 급 XPLC21) 개발 XPAS-200B (XPLC21 기반인터넷가입자망시스템 ) 개발 최근 200Mbps 급모뎀칩셋 (XPLC40A) 발표 국외업체소개 Intellon 1989 년에미국에설립된미국회사로, Homeplug 규격의중심회사 가정콘센트를꽂아인터넷을이용할수있는가정용 PLC 모뎀 (14 Mbps 급 ) 개발 최근 A/V 용 85 Mbps 급칩셋출시및 200 Mbps 급칩셋개발진행 DS2 1998 년에설립된현재가장빠른전력선통신기술을가진스페인회사 UPA(Universal Powerline Association) 와 OPERA(Open PLC European Research Alliance) 의중심회사 최초 200 Mbps 급칩셋개발및상용화 최근 400 Mbps 급초고속 PLC 칩발표 Panasonic ( 마츠시타전기 ) 일본회사 Wavelet OFDM 변조방식을이용해 4MHz~28MHz 의대역에서최대 190Mbps 의전송속도를갖는 HD-PLC 이라는명칭의 PLC 기술을개발 -34- DP&NM Lab.
HomePlug PLC 표준화단체소개 (1/2) 미국과일본기업이중심이되어 2000년 4월에설립된민간표준화단체 목적 PLC 기기를사용한옥내네트워크와제품기술의표준화, 호환, 보급 옥내 PLC 규격 (Homeplug 1.0, Homeplug AV) 공개 옥외 PLC 규격 (Homeplug BPL) 표준화예정 참여기업 Linksys, GE Security, Comcast, Intel, Motorola, Samsung, Sharp, Sony, Intellon 등 UPA (Universal Powerline Association) 유럽과일본의기업이중심이되어 2004년 9월에설립된단체 목적 옥외와옥내, 그리고공존을위한기술사양및변조방식등의표준화 2005 년 7 월, PLC 시스템의공존규격고시 참여기관 Ambient Corporation, Ascom, Corinex Communications, DS2 등 -35- DP&NM Lab.
PLC 표준화단체소개 (2/2) OPERA (Open PLC European Research Alliance) 개요 EC (European Commission) IST Programme 의 R&D Project 2004 년부터 2008 년까지 4 년동안각각 2 년씩 2 단계로진행 목적 유럽전지역에 PLC 기술구현과확장 PLC 장비들의성능개선 PLC 기술을통해제공할수있는다양한 Services 개발 PLC 시스템들의표준화 참여기관 DS2 주도하에유럽의전력회사, 가전업체, 대학등을포함한 35 개업체들이참여 IEEE P1901 WG 목적 Access PLC 와 in-home PLC 의공존과상호운용을위한 PHY Layer 와 MAC Layer 의표준안을지정 다양한 PLC 장비끼리뿐만아니라다른네트워크프로토콜 ( 예 : IEEE 802 시리즈 ) 와의상호운용제공 참여기관 CEPCA, DS2, HomePlug, Intel, Intellon, SONY, Mitsubishi Electric, UPA -36- DP&NM Lab.
OPERA MIB OPERA PLC 장비를위한 MIB 정의 enterprise(1.3.6.1.4.1) ds2(6798) opera(3) plsystem(1) plbasic(2) plphy(3) plmac(4) plqos(5) plovlan(6) plstatistics(7) pltraps(8) plstp(9) plsecurity(10) System에관한통용적인정보일반적인전력선 configuration 정보 physical Layer에관련정보 MAC 관련정보 QoS 관련정보 VLAN 관련정보통계정보의 counter Trap 관련정보 STP(spanning tree protocol) 관련정보보안관련정보 -37- DP&NM Lab.
Xeline MIB Xeline PLC 장비 (XPAS-200B System) 를관리하기위한 MIB -38- DP&NM Lab.
enterprise(1.3.6.1.4.1) Homeplug MIB Homeplug MIB Inventory Management InvStaTable InvAvInTable InvAvInMembersTable Alarm Management 발생할수있는 Alarm 에관한정보 Configuration Management PLC 장비설정정보 CfgStaGroup CfgStaSWGroup CfgStaPhyGroup CfgStaRoutingTable Service Provisioning SrvBasicServiceGroup SrvAdvancedServiceTable Performance Management PrfChannelGroup PLC 네트워크의 Topology 의 Discovery 정보 Provisioning traffic shaping parameters 에대한정보 PLC 장비의성능, 통계정보 PrfLinkTable Security Management -39- 보안관련정보 DP&NM Lab.
이종 PLC 네트워크테스트베드구조 -40- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS 테스트 PLC 네트워크상태를실시간으로웨더맵형태로보여주는메인화면 -41- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS 테스트 PLC 장비의구성정보를보여주는화면 -42- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS 테스트 PLC 장비의장애를점검하기위한임계치설정화면 -43- DP&NM Lab.
통합 PLC NMS 테스트 PLC 장비의성능정보를보여주는화면 -44- DP&NM Lab.