네트워크 계획 및 설계

Network planning and design

네트워크 계획과 설계는 위상학적 설계, 네트워크-합성, 네트워크 실현을 포괄하는 반복적인 프로세스로, 새로운 통신 네트워크나 서비스가 가입자 및 사업자의 요구에 부합하도록 하는 것을 목적으로 한다.[1] 이 과정은 각각의 새로운 네트워크나 서비스에 따라 맞춤화할 수 있다.[2]

네트워크 계획 방법론

사업 결정의 맥락에서 전통적인 네트워크 계획 방법론에는 다음과 같은 다섯 가지 계획 계층이 포함된다.

  • 평가와 자원 평가가 필요하다.
  • 단기 네트워크 계획
  • IT 자원
  • 중장기 네트워크 계획
  • 운영 [1]및 유지 관리

이러한 각 계층은 서로 다른 시간적 지평에 대한 계획을 통합한다. 즉, 사업계획 계층은 네트워크가 의도된 수명범위에 대해 요구되는 대로 수행되도록 보장하기 위해 사업시행자가 수행해야 하는 계획을 결정한다. 그러나 운영 및 유지관리 계층은 네트워크가 일상적으로 어떻게 실행되는지 검토한다.

네트워크 계획 과정은 외부 정보의 획득으로부터 시작된다. 여기에는 다음이 포함된다.

  • 새로운 네트워크/서비스의 운영 방식 예측
  • 비용 및 비용에 관한 경제적 정보
  • 네트워크 역량에 대한 기술적 [1][2]세부 사항

새로운 네트워크/서비스를 계획하려면 OSI 참조 모델의 처음 4개 계층에 걸쳐 새로운 시스템을 구현해야 한다.[1] 프로토콜과 전송 기술에 대한 선택이 이루어져야 한다.[1][2]

네트워크 계획 프로세스에는 세 가지 주요 단계가 포함된다.

  • 위상학적 설계: 이 단계에는 구성 요소를 어디에 배치할 것인지, 구성 요소를 연결하는 방법을 결정하는 작업이 포함된다. 이 단계에서 사용할 수 있는 (위상학) 최적화 방법은 그래프 이론이라고 불리는 수학 영역에서 나온다. 이러한 방법에는 전송 비용과 스위칭 비용을 결정하여 스위치와 집선기의 최적 연결 매트릭스와 위치를 결정하는 것이 포함된다.[1]
  • 네트워크 합성: 이 단계에는 서비스 등급(GOS)과 같은 성능 기준에 따라 사용되는 구성 요소의 크기를 결정하는 작업이 포함된다. 사용되는 방법은 "비선형 최적화"라고 알려져 있으며, 위상, 필요한 GoS, 전송 비용 등을 결정하고, 이 정보를 사용하여 라우팅 계획과 구성 요소의 크기를 계산하는 것을 포함한다.[1]
  • 네트워크 실현: 이 단계에는 용량 요건을 충족하고 네트워크 내에서 신뢰성을 보장하는 방법을 결정하는 것이 포함된다. 사용되는 방법은 "다중 불편 유동 최적화"라고 알려져 있으며, 수요, 비용 및 신뢰성과 관련된 모든 정보를 결정한 후 이 정보를 사용하여 실제 물리적 회로 계획을 계산하는 것을 포함한다.[1]

이 단계들은 서로 평행하게 반복적으로 수행된다.[1][2]

예측의 역할

네트워크 계획 및 설계 프로세스 중에 네트워크가 지원해야 하는 예상 트래픽 강도 및 트래픽 부하로 추정한다.[1] 유사한 성격의 네트워크가 이미 존재하는 경우, 그러한 네트워크의 트래픽 측정을 사용하여 정확한 트래픽 부하를 계산할 수 있다.[2] 유사한 네트워크가 없는 경우, 네트워크 설계자는 예상 트래픽 강도를 추정하기 위해 통신 예측 방법을 사용해야 한다.[1]

예측 프로세스에는 다음과 같은 몇 가지 단계가 포함된다.[1]

  • 문제의 정의.
  • 데이터 수집;
  • 예측 방법의 선택
  • 분석/예측;
  • 결과 문서화 및 분석

치수화

새로운 네트워크를 치수화하면 여전히 Teletraffic 서비스 등급(GoS) 요건을 충족할 수 있는 최소 용량 요구사항이 결정된다.[1][2] 이를 위해, 치수 조정은 피크 시간 교통, 즉 교통 강도가 최고조에 이르는 낮 시간 교통 계획을 포함한다.[1]

차원화 프로세스에는 네트워크의 토폴로지, 라우팅 계획, 트래픽 매트릭스 및 GoS 요건을 결정하고, 이 정보를 사용하여 스위치의 최대 통화 처리 용량과 스위치 사이에 필요한 최대 채널 수를 결정하는 것이 포함된다.[1] 이 프로세스에는 네트워크 장비와 라우팅 프로토콜의 동작을 시뮬레이션하는 복잡한 모델이 필요하다.

치수 지정 규칙은 설계자가 트래픽 부하가 절대 100% 부하에 접근하지 않도록 해야 한다는 것이다.[1] 위의 규칙에 부합하는 정확한 치수화를 계산하기 위해 설계자는 네트워크 트래픽에 대한 지속적인 측정을 실시하고, 변화하는 요구사항에 맞게 자원을 지속적으로 유지·업그레이드해야 한다.[1][2] 초과 프로비저닝의 또 다른 이유는 네트워크에서 장애가 발생할 경우 트래픽을 재라우팅할 수 있도록 하기 위함이다.

네트워크 차원화의 복잡성 때문에, 이것은 일반적으로 전문화된 소프트웨어 도구를 사용하여 이루어진다. 연구자들은 일반적으로 특정 문제를 연구하기 위해 맞춤형 소프트웨어를 개발하는 반면에, 네트워크 운영자들은 일반적으로 상용 네트워크 계획 소프트웨어를 이용한다.

교통공학

링크, 라우터, 스위치 등의 자원을 네트워크에 추가하는 네트워크 엔지니어링에 비해 트래픽 엔지니어링 대상은 트래픽 혼잡을 완화하거나 트래픽 수요를 더 많이 수용하기 위해 기존 네트워크의 트래픽 경로를 변경한다.

이 기술은 네트워크 확장 비용이 엄청나게 높고 네트워크 부하가 최적으로 균형을 이루지 못할 때 중요하다. 제1부는 교통공학에 재정적 동기를 부여하고, 제2부는 이 기술을 배치할 수 있는 가능성을 부여한다.

생존 가능성

네트워크 존속성은 네트워크가 고장 조건 하에서 최대 네트워크 연결성과 서비스 품질을 유지할 수 있도록 한다. 그것은 네트워크 계획과 설계에서 중요한 요건 중 하나이다. 위상, 프로토콜, 대역폭 할당 등에 관한 설계 요건을 포함한다. 토폴로지 요건은 단일 링크나 노드의 장애에 대해 최소 2개의 연결 네트워크를 유지하는 것이 될 수 있다. 프로토콜 요건은 네트워크 치수화 또는 장비 고장의 전환 동안에 네트워크 역학에 대해 트래픽을 재라우팅하기 위해 동적 라우팅 프로토콜을 사용하는 것을 포함한다. 대역폭 할당 요구사항은 장애 조건에서 트래픽 손실을 방지하기 위해 추가 대역폭을 사전 능동적으로 할당한다. 이 주제는 신뢰할 수 있는 통신 네트워크 설계에 관한 국제 워크숍(DRCN)과 같은 컨퍼런스에서 활발하게 연구되었다.[3]

데이터 기반 네트워크 설계

보다 최근에는 엔지니어링에서 인공지능 기술의 역할이 커지면서 데이터를 활용해 기존 네트워크의 데이터 중심 모델을 만들자는 아이디어가 제안되고 있다.[4] 대규모 네트워크 데이터를 분석함으로써, 또한 실제 네트워크에서 일어날 수 있는 덜 바람직한 행동을 이해, 작업 및 향후 설계에서 피할 수 있다.

네트워크 시스템의 설계와 관리 모두 데이터 중심 패러다임에 의해 개선될 수 있다.[5] 또한 데이터 기반 모델은 서비스 인스턴스화, 서비스 제공, 최적화, 모니터링, 진단 등 서비스 및 네트워크 관리 라이프사이클의 다양한 단계에서 사용될 수 있다.[6]

도구들

사용 중인 기술에 따라 네트워크 계획과 설계에 사용할 수 있는 도구는 매우 다양하다. 여기에는 다음이 포함된다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Penttinen A, 10장 – 네트워크 계획 및 차원화, 강의 노트: S-38.145 - 헬싱키 공과대학의 텔레트라펙 이론 소개, 1999년 가을.
  2. ^ a b c d e f g Farr R.E.E., 통신 트래픽, 관세 및 비용 – 관리자 소개, Peter Peregrinus Ltd, 1988.
  3. ^ 신뢰할 수 있는 통신망 설계에 관한 국제 워크숍, DRCN
  4. ^ C. Fortuna, E. De Poorter, P. Schkraba, I. Moerman, 데이터 기반 무선 네트워크 설계: 다단계 모델링 접근방식, 무선 개인 통신, 2016년 5월, 88권, 이슈 1, 페이지 63–77.
  5. ^ J. Jiang, V. Sekar, I. Stoica, H. Zhang, 데이터 기반 네트워킹의 잠재력, Springer LNCS volume LNCS, volume 10340, 2017년 9월.
  6. ^ 데이터 모델 중심 네트워크 관리를 위한 아키텍처: 네트워크 가상화 사례, IETF 초안.