코로나로 앞당겨진 언텍트 문화로 인해 세계 데이터 총량이 2025년 기준 175 ZB로 늘어날 것으로 예상하면서 네트워크 분야에서의 트래픽 관리는 더욱 중요해지고 있다. 트래픽의 증가는 이를 처리해야 하는 데이터센터에 더욱 효율적인 부하분산을 요구하게 되었다. 세상에는 다양한 서비스가 존재하며 이를 위한 다양한 데이터센터가 구축되어 있다. 데이터센터들은 각각의 특성이 있으며 그로 인해 트래픽의 패턴 또한 상이하다. 데이터센터 관리자들은 각자 그에 맞는 부하분산 정책을 적용하길 원하고 시시각각 변화하는 트래픽에 적응하는 방식의 부하분산 정책을 구현하길 원했으나 기존 네트워크 체계는 제공업체 고유의 부하분산 기법만을 사용할 수 있게 되었으며 사용자들의 요청으로 새로운 부하분산 정책을 구현하는 데까지 많은 시간이 소요됐다. 또한, 제품에 불필요한 기능을 포함하여 고가의 시장을 형성하였으며, 타 업체 제품과의 호환도 지원하지 않아 사용자의 불만이 증가하였다.
이러한 기존 체계의 한계를 극복하기 위해 시작된 것이 차세대 네트워크로 불리는 SDN(Software Defined Networking)이다. SDN은 기존 네트워크 장비에서 하드웨어와 소프트웨어를 분리하여 기존 하드웨어를 통해 단순 데이터 전송을 수행하게 하였으며, 소프트웨어를 통해 사용자가 원하는 애플리케이션을 설치하여 확장성 있는 정책적용이 가능하도록 개발되었다.
SDN의 소프트웨어를 통한 유연성을 적용한 Load Balancing 분야에 많은 연구가 진행되었다. 윤지영(2019)은 트래픽을 유입형태로 분류하고 폭증하는 데이터를 식별하여 우선 처리하는 방식을 제안하였으며, 김종건(2020)은 폭증 데이터를 식별 후 서버의 응답시간을 고려하여 이를 할당하는 방식을 제안하였다. Prakash(2019)는 서버의 부하를 특정 매개변수를 통해 측정하고 이를 기반으로 부하가 적은 서버로 요청을 할당하는 방식을 제안하였다. 기존까지의 이러한 연구들은 SDN의 소프트웨어를 통한 유연한 정책적용과 중앙집중적인 네트워크 운영 등의 강점을 활용한 방식이 네트워크 트래픽의 부하분산에 효과적인 방식임을 보여주었다.
앞선 연구들은 모두 효율적인 성과를 보였으나, SDN 컨트롤러의 중앙집중적인 기능에만 초점을 둬 서버 상태 확인을 통한 주기적인 통신이 필요한 서버 호출방식의 부하분산 기법을 적용하였다. 서버를 컨트롤러가 주기적으로 호출하는 방식은 기존 체계에서도 로드밸런서를 통해 사용되던 대표적인 기법이나 서버와 컨트롤러 간 별도의 통신이 요구되며 이는 측정 주기가 짧고 요구하는 정보의 양이 많을수록 불필요한 트래픽이 증가하게 된다.
이에 본 논문에서는 컨트롤러 서버 간 불필요한 트래픽 사용을 최소화하는 부하분산 기법을 제안한다. 기존 연구되던 방식이 서버의 상태를 주기적으로 확인하는 Pulling 방식이었다면 본 논문에서는 서버가 부하를 계산하여 부하 기준치 이상 증가 시 이를 컨트롤러로 알려주는 Event 기반 방식을 통해 특정한 기준치 수준에서의 부하 균등효과를 발생시키는 기법이다.
본 논문에서는 제안기법을 Riverbed 社의 Modeler를 통해 소규모 데이터센터 환경을 구현하였으며, 다수의 Client를 통해 트래픽을 발생시켜 서버 간 부하율을 측정하였으며, 대조기법과의 QoS를 비교하는 실험을 진행하였다. 실험결과 대조기법과 비교하여 약 12%의 서버 부하 균등효과를 보였으며, 응답시간에서 10ms의 근소한 차이를 나타냈다. 본 논문에서 제안하는 기법은 기존의 기법들과 QoS 측면에서 큰 차이를 보이지 않으나, 서버 자원을 더욱 효율적으로 활용하는 방식임을 확인하였다.