Wi-NMS 설계및구현 (Design and Implementation of Wi-NMS) 정은주, 서은하, 김용진모다정보통신 {ejjeong, jyk1002, ehseo, cap}@modacom.co.kr 요 약 Wi-NMS(Web-based Integrated Network Management System) 는다양한프로토콜의장비를 Web 기반에서효율적으로통합관리함으로써통신망관리자에게편리함을제공하고향후네트워크의확장을용이하게한다. JAVA 웹관련기술을이용하여시스템을구현함으로써관리자는시간과장소에구애됨이없이관리시스템에접속할수있으며관리자가 Wi-NMS 에접속되어있지않은상태에서도전자메일및 SMS(Short Message Service) 를통해장애를실시간으로알수있는기능을제공한다. Wi-NMS 에수집된정보는데이터베이스에저장되어관리자에게다양한형태의통계보고서로제공되며관리대상네트워크를총체적이고직관적으로판단할수있는기반자료로서장애에대한사전예방및조치를통해중단없는네트워크서비스를할수있도록한다. 1. 서론 현대의통신망은점점그규모가커지고, 복잡해지고있다. 그러나현재통신망에설치되는장비들은서로다른관리체계로관리되고있기때문에관리기술의이질성문제로사람의손에의한수동관리가한계에달하고있으며, 이질적인장치들간의효율적인통합관리기술에대한요구가높아지고있다. 이러한장치들의관리를위해몇몇벤더들이제공하는관리툴 ( 삼성전자 Ace Net Manager EMS, 루슨트사의 ITM-SC EMS, 익스트림사의 EPI Center EMS) 또는 MRTG(Multi Router Traffic Grapher) 등을활용하여관리하고있으나이러한관리는개별장비를기준으로사용되는것으로통합적인관리차원에서는활용도가높지못하다는단점이있다 [1]. 따라서이러한취약점들을보완하고좀더쉽고유용한사용을도모할수있는웹기반의통합망관리시스템인 Wi-NMS 를설계및구현하게되었다. Wi-NMS 는 Java 언어를사용하며 Web 에서사용자인터페이스를제공함으로사용의편의성을도모했다. 또한여러 NMS 에서다루어지는데이터들을데이터베이스에저장하고통계자료로사용할수있도록함으로써향후일어날장애에대한신속한대처를할수있도록한다. 본논문에서는통합 NMS 로서의기능을수행할수있는 Wi-NMS 를설계하고구현하는데사용된개념및사례를보인다. 본논문의구성은다음과같다. 2 장에서는 Wi- NMS 가설계구현되기까지의요구사항에대해기술하고 3 장에서는 Wi-NMS 시스템구성도및각모듈별기능에대해기술하였으며 4 장에서는구현된 GUI (Graphical User Interface) 화면을가지고사용자관점에서각각의기능에대해설명한다. 5 장에서는시스템의구현환경에관하여다룬후 6 장에서 Wi- NMS 를실제로적용한적용사례를기술하고 7 장에서결론과향후 Wi-NMS 의발전방향에대해기술한다. 2. 요구사항 기존운용시스템은개별적으로고유의기능만을수행하며, 실시간으로일회성데이터만을다룸으로써분석상의한계를가지고있었다. 네트워크의트래픽의변화및장애의발생원인을분석하기위해서는장기간축적된데이터를분석하여야한다. 또한웹기반의사용자인터페이스를제공함으로언제어디서나정보를쉽게확인할수있어야한다. 그리고네트워크의확장으로상이한장비의관리가필요할경우바로새로운장비의분석및관리를하기위한기반이마련되어야한다. 본논문에서는위와같은요구사항을반영할수있는 Wi-NMS 를설계구현하였다. 이시스템의가장큰특징은상이한장비의원활한관리를위해 3 계층분산제어네트워크관리구조로설계된것이다. SNMP, CORBA, TL1 등의 MD 들을독립적으로구현하여서로다른프로토콜을제공하는장비의관리를용이하게하였으며 Process 는각
각의프로세서들을관리하도록하고있다. 이로써새로운장비의추가에도쉽게기존시스템을확장할수있다. 3. Wi-NMS 시스템구성및기능 그림 1 은 Wi-NMS 시스템전체의구성도를나타낸다. Wi-NMS 는 Core Engine 이중심이되어데이터의수집및저장기능을수행하게되는데주요프로세스의기능은다음과같다. Scheduler Process 의성능수집명령을분석하여해당 MD Process 에게명령을제공 3.2 는각장비에서발생하는장애및이벤트를각장비와통신하는 MD Process 로부터제공받아 GUI 로제공하는프로세스이다. 또한, GUI 로부터알람수동해제명령및 Map 변경명령을 Process 를통해제공받아해당명령을수행하고수행결과를 GUI 로제공한다. 그림 3 에 의기능을도식화하였다. GUI Event Client 등록 SNMP MD TL1 MD 알람수동해제명령 Map 변경명령 알람내역저장 CORBA MD SMS 전송 Emai 전송 USER 그림 1. Wi-NMS 시스템구성도 3.1 MD (Mediation Device) Manager Process Process 는 GUI 및 Scheduler Process 로부터제공되는명령을분석하여각각의 MD (SNMP, CORBA, TL1) 및 에게각종명령을제공하는프로세스이다. 특히 GUI 로부터의명령은데이터베이스에해당정보를저장하여운용이력으로사용한다. 그림 2 에 Process 의기능을도식화하였다 GUI Scheduler Discovery 명령알람수동해제명령 Map 변경명령 일관성검증명령성능수집명령 운영이력저장 Discovery 명령일관성검증명령성능수집명령 알람수동해제명령 Map 변경명령 그림 2. Process 기능 SNMP MD TL1 MD CORBA MD Process 의주요기능은아래와같다. GUI 로부터의 Discovery 명령을분석하여해당 MD Process 에게명령을제공 GUI 로부터의알람수동해제명령을분석하여 에게명령을제공 GUI 로부터의 Map 변경명령을분석하여 에게명령을제공 GUI 로부터의모든명령을데이터베이스에저장 Scheduler Process 의일관성검증명령을분석하여해당 MD Process 에게명령을제공 그림 3. 기능 Client(GUI) 에게알람및이벤트정보를제공 로부터의알람수동해제및 Map 변경명령을처리 알람발생시현재발생되어있는모든알람을심각도및망종류별로분류하여 ACL(Alarm Count List) 을구성 알람발생시 GUI 에서설정된환경에따라사용자에게자동으로 SMS 및 Email 로해당알람정보를전송 현재알람및알람이력을데이터베이스에저장 3.3 Process Manager Process Wi-NMS 내의모든 Process 들은사용자의실수나시스템의상황에따라뜻하지않게종료될수있다. Process Manager Process 는이러한경우를감시하여종료된 Process 를자동으로재구동시키는역할을수행한다. 그림 4 에 Process Manager Process 의기능을도식화하였다. GUI Process 상태정보 Process Manager Process 감시및재구동 관리 Scheduler SNMP MD TL1 MD CORBA MD 그림 4. Process Manager Process 기능 Process Manager Process 의주요기능은아래와같다.
NMS Core Server 내의모든 Process 들의실행상태감시 GUI 에 Process 상태정보를제공 정상적이지않은 Process 를자동으로재구동 NMS Core Server 상의각종로그관리수행 3.4 Scheduler Process Scheduler Process 는각장비와통신하는 MD Process 가성능수집및일관성검증등의작업을주기적으로수행할수있도록 를 Schedule 하는역할을수행한다. 그림 5 에 Scheduler Process 의기능을도식화하였다. 환경 File 일관성검증 Schedule 정보 성능수집 Schedule 정보 Scheduler 일관성검증명령성능수집명령 분석하여장비 EMS 로부터해당장비의구성정보를조회하여데이터베이스내의구성정보와일관성검증을수행 Process 의주기적인성능수집명령을분석한후장비 EMS 로부터해당장비의성능정보를조회하여데이터베이스에저장 장비 EMS 로부터의알람및이벤트정보를분석하여 에게전달 TL1 MD Process 의구성, 성능, 장애정보처리에따른실행로그를파일에저장 3.6 CORBA MD Process CORBA MD Process는 CORBA IDL 망관리프로토콜을이용해구성, 성능, 장애, 일관성검증등의관리기능을수행하는프로세스로 CORBA 인터페이스를이용해장비 EMS에연동한다. 그림 7에 CORBA MD Process의기능을도식화하였다. 그림 5. Scheduler Process 기능 Scheduler Process 의주요기능은아래와같다. 파일및데이터베이스로부터각 MD Process 및수행명령별로 Schedule 정보를분석 Process 에게성능수집명령을전달 Process 에게특정시간에일관성검증명령을전달 3.5 TL1 MD Process TL1 MD Process 는 TL1 메시지송 / 수신망관리프로토콜로구성, 성능, 장애, 일관성검증등의관리기능을 Socket 인터페이스를이용하여연동한다. 그림 6 에 TL1 MD Process 의기능을도식화하였다. Discovery 명령일관성검증명령성능수집명령 구성, 성능정보 TL1 MD 구성, 성능, 장애정보 Process 실행로그 그림 6. TL1 MD Process 기능 EMS TL1 MD Process 의주요기능은아래와같다. 장비 EMS 의 Socket 인터페이스를이용하여 TL1 MD Process 와연결설정 Process 의 Discovery 명령을분석한후장비 EMS 로부터해당장비의구성정보를조회하여데이터베이스에저장 Process 의일관성검증명령을 Discovery 명령일관성검증명령성능수집명령 구성, 성능정보 CORBA MD Process 실행로그 Orbix E2A 구성, 성능, 장애정보 그림 7. CORBA MD Process 기능 EMS CORBA MD Process 의주요기능은아래와같다. 장비 EMS 의 CORBA 서버와 CORBA MD Process 연결설정 Process 의 Discovery 명령을분석한후장비 EMS 로부터해당장비의구성정보를조회하여데이터베이스에저장 Process 의일관성검증명령을분석한후장비 EMS 로부터해당장비의구성정보를조회하여데이터베이스내의구성정보와일관성검증을수행 Process 의주기적인성능수집명령을분석한후장비 EMS 로부터해당장비의성능정보를조회하여데이터베이스에저장등을수행 장비 EMS 로부터의알람및이벤트정보를분석하여 에게전달 CORBA MD Process 의구성, 성능, 장애정보처리에따른실행로그를파일에저장 3.7 SNMP MD Process SNMP MD Process 는스위치, 라우터장비에따라 SNMP[1,2,3] 망프로토콜로관리기능을수행한다. 각장비에따른개별 SNMP MD Process 들이해당장비에따른 MIB 정보를분석하여구성, 성능, 장
애, 일관성검증등의관리기능을수행한다. 그림 8 에 SNMP MD Process 의기능을도식화하였다. Discovery 명령 일관성검증명령 성능수집명령 구성, 성능정보 Process 실행로그 SNMP SNMP MD SNMP MD MD Router Extreme 장비 1 알람발생 각장비별 MD Process Switch Juniper 장비 2 이벤트발생구성, 성능, 장애정보 Router Cisco 장비 N 그림 8. SNMP MD Process 기능 SNMP MD Process 의주요기능은아래와같다. 관리대상장비에따른 SNMP Session 정보를사용하여장비와 SNMP MD Process 와연결설정 관리대상장비와 SNMP MD Process 와연결상태검사 Process 의 Discovery 명령을분석한후해당장비의구성정보를조회하여데이터베이스에저장 Process 의일관성검증명령을분석한후해당장비의구성정보를조회하여데이터베이스내의구성정보와일관성검증을수행 Process 의설정된주기에따라성능수집명령을분석한후해당장비의성능정보를조회하여데이터베이스에저장등을수행 장비로부터의 SNMP TRAP 정보를분석한후알람및이벤트정보로변환하여 Event Process 에게전달 SNMP MD Process 의구성, 성능, 장애정보처리에따른실행로그를파일에저장 4 Wi-NMS 사용자인터페이스 Wi-NMS 의사용자인터페이스는장애를관리하고구성정보및성능정보를조회가능하도록하였으며운용에필요한여러가지보고서화면들을지원한다. 그림 9 는사용자인터페이스의메인화면이다. 풀다운메뉴는화면의효율적구성을위해사용되었으며왼쪽상단의단축아이콘은사용자의편의를위해자주사용하는메뉴의단축아이콘으로구성되었다. 오른쪽의탭으로구성된 Topology 는모든장비구성을한눈에볼수있도록하였다. 또한왼쪽중간의통계자료는현재망에서발생하고있는장애의통계를한눈에식별할수있도록테이블화하였다. 그림 9. Wi-NMS 메인화면 맨아래위치하고있는장애테이블은현재실시간으로발생하는장애를감시할수있도록하고있으며가시, 가청장애경보를통하여보다빠르고확실하게사용자가식별할수있도록하였다. 4.1 구성관리 구성관리는 Topology Map 을이용한네트워크감시통제관리기능과 Map 상의노드를클릭하였을경우노드에대한상세정보 ( 실장도 ) 를제공하도록설계되었다. 통신망별, 링별, 노드별로장비실장도및노드의구성상태를조회할수있도록 Topology Map 을제공한다. 뿐만아니라특정한노드를추가하거나불필요한노드를삭제할수있음은물론기본정보의수정이가능하도록하여사용자관리의편의성을제공하였다. 그림 10 은맵편집화면으로구성된노드의위치를변경하거나링크의생성, 삭제등을제공하여사용자가마우스의드래그앤드롭및버튼조작만으로도 Topology 구성을변경할수있도록하였다. 4.2 성능관리 그림 10. 맵편집
관리노드별또는개별포트별로트래픽, CPU 및각종성능항목들을일간, 주간, 월간, 년간으로조회가능하며조회한내용을테이블로제공하고있다. 또한선, 막대, 파이차트로의변환도제공하며최대치와평균치를제공하여좀더빠르고쉽게그래프를분석할수있도록돕고있다. 그림 11 은트래픽의사용율에대해 IN-Traffic 과 OUT-Traffic 을함께보여주고있다. 그림 12. 장애이력조회및장애이력차트 또한발생한장애의신속한처리및처리내역관리를위한 Trouble Ticket 기능을갖는다. 장애를발견하는관리자는해당장애를장비의관리자에게상세정보를제공하여장애에대한해결이이루어지도록하고해결된장애에대해서는처리내역을기록하도록하여장애처리전반의효율성을높이도록하였다. 4.3 장애관리 그림 11. 성능조회및성능차트 장애관리에서는다양한장비의장애를 5 개의등급으로관리함으로써각장비의장애를등급별로인지하고처리할수있도록한다. 또한등급관리기능으로중요한장애와그렇지않은장애를사용자가직접구분하여등급을매길수있도록하였으며특정장애를본인의화면에서만제외시켜관리하는장애필터기능을제공한다. 또한망의장애또는공사로인해특정장애의발생이불가피할경우그장애에대한감시를제외할수있도록하는 Suppression 기능을두어 로하여금장애를수집하지않도록한다. 다양한타입의장비의비정상작동에대한장애정보를실시간으로처리하여메인화면에서각등급에따른색깔변화로가시화하고경보음, 전자메일과 SMS 발송등즉각적으로관리자에통보한다. 경보음과전자메일, SMS 발송은개별적인설정이가능하도록하여장애처리에대한운용자별분산처리를가능하도록하였다. 발생된장애는이력으로관리하여망별, 장비종류별, 노드별, 장애종류별, 장애등급별조회기능을통해추후유사장애에지속적으로대비할수있는통계를제공한다. 이력자료는시스템별장애발생현황형태로자동으로그래프를생성하여브라우저를통해확인할수있게한다. 4.4 운용관리 운용관리는 NMS 의관리운용의편이성을위해각기능을수행하는 MD Process 와데이터베이스 Process 의상태를브라우저를통해보여주는기능을갖는다. 관리자가실시간으로프로세스상태를체크함으로써정상적인 NMS 의운용을확인할수있도록해준다. 그림 13. 프로세스상태체크 각운용자들의운용내역또는 MD 프로세스들의세부처리내역을모두데이터베이스에기록하여이력으로남김으로써관리자의관리운용효율을향상시키는기능을갖는다. 또한 Wi-NMS 에서는온라인도움말을제공함으로써관리자의 NMS 관리의접근을쉽게하고각 NMS 구성에대한정보와관리행동에대한지침을제공하여관리자의운용을보다용이하게하도록하였다. 4.5 보고서기능 다양한형태의업무요구에따라구성정보및성능, 장애정보에대한웹보고서의필요성이대두되고있다. 이를위하여구성정보를리스트형태의보고서로제공하며성능데이터의여러형태 ( 선, 막대, 파이차트 ) 로의변환도제공한다. 이러한보고서
는사용자의필요에따라편집되어사용될수있는장점을지닌다. 또한성능데이터의차트로의변환및보고서의제공은사용자가데이터를잘관리할수있도록할뿐아니라누적된데이터로비교분석하는데사용할수있도록돕고있다. 장애이력보고서는한눈에장애의통계적데이터를분석하고이를활용할수있도록하고있다. 또한운용의편의성을도모하기위해 PDF 로의변환및직접프린팅기능과데이터의성격에맞는포맷으로의변환 (Word 또는 Excel) 기능을제공한다. Wall Speaker RGB Signal W/L Mike RGB Matrix Switcher VDA #1 W/L Receiver Powerd NMS Mixer Firewall 삼성전자 Lucent Extreme EMS (EPI-Center) EMS(AceNet EMS(ITM-SC) Ethernet Manager) SMS보드 IDS Q-Lan FLC-D DCN 망 (M/E 망 ) CDMA 망 Switch Lucent WaveStar ADM 16/1 통합망관리 Server 70 DLP Cube x2 VDA #7 Console Desk 예비 SMS 서비스 6.2 서울시청관리장비 그림 15. e-souel Net 구성도 5 구현환경 그림 14. 차트변환및 Excel 변환 Wi-NMS는플랫폼에영향을받지않는 JAVA 언어를사용하였으며 JSP(Java Server Page), Servlet, Java script를사용하였고 web Server 및 JSP 엔진으로는 Tomcat[7] 을사용하였다. 또한 Client 와 Server의통신은 RMI(Remote Method Invocation) 를사용하였다. SNMP장비를관리하기위해서 SNMP 통신모듈을구현하였고 TL1장비 [8] 를관리하기위해 TL1 메시지파서를구현하였다. CORBA EMS를지원하는장비의경우에는 Orbix E2A[5][6] 를사용하여구현하였다. 또한중요한데이터의저장및관리를위해안정성과유연성이뛰어난 RMS (Relational Database Management Systems) 를사용하였다. 6 적용및경험 6.1 서울시청 network 구성도 [ 표 1] 서울시청관리장비 SDH 망 Metro Ethern et 망 기타 관리장비 삼성장비 FLC-D Lucent AM1+ Lucent ADM16/1 Extreme Alpine 3808 Extreme BlackDiamond 6808 Juniper M20 Cisco 7513 제공 Protocol 또는 EMS Ace Net Manager EMS 가제공하는 TL1을사용한연동 ITM-SC EMS 가제공하는 CORBA interface를사용한연동 ITM-SC EMS 가제공하는 CORBA interface를사용한연동장비에서제공하는 SNMP MIP 분석연동장비에서제공하는 SNMP MIP 분석연동 장비에서제공하는 SNMP MIP 분석연동장비에서제공하는 SNMP MIP 분석연동 [ 표 1] 에서보는바와 7 가지의이기종장비를함께관리해야하는어려움이있었다. EMS 를제공하는장비와그렇지않은장비가있었으며 EMS 를제공하는장비들도서로다른업체에서제공하는 EMS 이므로관리방법또는관리파라메터들이다르게제공되고있어서관리자가데이터를비교하고장애발생시대처하는데있어서도어려운점이많았다. 이에하나의통합된 NMS 인 Wi-NMS 를적용하여관리자로하여금보다쉽고편리하게이기종장비들을관리할수있도록하였다. Wi-NMS 는위에서도언급하였듯이어떠한장비가새로관리대상으로추가되어도쉽고빠르게수용할수있는구조로설계되었다. 이러한 Wi- NMS 의장점은단시간내에망관리시스템을구축하는데도움을줄수있을것이다.
7 결론및향후발전방향 Wi-NMS 시스템은 2003 년도모다정보통신에서구현하여현재서울시청망관리시스템에적용하여사용하고있다. 이는실제운용중인시스템으로서다양한장비로부터의관리정보를수집하고분석정보를제공하여 NMS 관리자는물론상위부서에대한보고자료로도활용되고있어운용의타당성과신빙성을입증하고있다. Wi-NMS 는 Web 기반의편리한사용자인터페이스를제공하는통합망관리시스템으로앞으로국내광역시청및구청등을비롯해다양한인터넷및광통신장비들이사용되는기관에적용될것으로전망된다. 참고문헌 [1] Tobias Oetiker and Dave Rand, MRTG: Multi Router Traffic Grapher,http://www.mrtg.org/ [2] Mark A. Miller, MANAGING INTERNETWORKS WITH, SNMP(THIRD EDITION) 1999 [3] William Stalling, SNMP,SNMPv2, SNMPv3, and RMON 1 and 2 1999 [4] RFC1213, Management Information Base for Network Management of TCP/IP based internets: MIB-II [5] IONA Technologies, Orbix Administrator s Guide, February 1999 [6] IONA Technologies Ltd., Orbix Programming Guide Release 2.0, November 1995 [7] Tomcat reference, http://jakarta.apache.org/tomcat [8] TL1 Protocol, http://www.tl1.com/library/tl1/tl1_protocol/ 김용진 1983. 2 연세대학교전자공학과학사 1989. 9 한국과학기술원전기및전자공학과석사 1997. 2 한국과학기술원전기및전자공학과박사 1983. 3 ~ 2002. 8 한국전자통신연구원차세대인터넷표준연구팀장, 책임연구원 1997 ~ 2000 ITU-T SG13 Q.20 (IP over ATM in B-ISDN) Rapporteur 2000. 3 ~ 2002. 8 IPv6 포럼코리아의장 2001. 7 ~ 2002. 9 한국정보통신대학원대학겸임교수 2001. 7 ~ 2002. 8 IPv6 Forum Oneworld WG chair 2001. 7 ~ 현재 IPv6 Forum/IETF IPv6 Technical Directorate 2001 ~ 현재정보통신부선정국제 IT 표준전문가 2002. 11~ 현재모다정보통신 연구소장, 상무이사 < 관심분야 > IPv4/IPv6 변환기, Mobile IP/Fast Handoff, Mobile Adhoc 기술, 망관리 Handoff 정은주 1999 숭실대학교, 컴퓨터학부학사 2000 ~ 2001 코넷엔지니어링 2001 ~ 현재모다정보통신 < 관심분야 > Web기반 NMS 기술, 에이전트기술, MobileIPv6/Fast Handoff 서은하 2000 성신여자대학교, 전산학과학사 2000 ~ 2001 오늘과내일 2001 ~ 현재모다정보통신 < 관심분야 > Web기반 NMS 기술, 에이전트기술, MobileIPv6/Fast