옵티마이즈드 커넥티비티 인증서, 밀도 높은 연결성 효율 높여
통신사 독점하는 5G 기술에 맞서려...누구나 기술 누릴 수 있어야

[보안뉴스 문가용 기자] 와이파이가 가진 기술적인 문제를 해결하기 위해 만들어진 와이파이얼라이언스(Wi-Fi Alliance)가 최근 주목하고 있는 건 밴드 스티어링(band steering), 부하분산(load balancing), 스티키 클라이언트 방지(sticky client prevention) 등이다. 그러더니 최근 와이파이얼라이언스는 새로운 인증서를 마련해 발급하기 시작했다. 이름은 와이파이 인증 애자일 멀티밴드(Wi-Fi Certified Agile Multiband)이며, 클라이언트 스티어링 관련 프로토콜을 IEEE 802.11k와 802.11v 표준에 근거하여 비준한다.


[이미지 = iclickart]

동시에 또 다른 인증서도 등장했는데, 이름은 와이파이 인증 옵티마이즈드 커넥티비티(Wi-Fi Certified Optimized Connectivity)다. 밀도가 높은 환경에서 클라이언트의 연결 설정을 최적화시키는 기술을 비준하는 인증서로, IEEE 802.11ai 표준을 근거로 삼고 있다. 이 두 가지 인증서의 도입은 두 가지 기술적 발전을 상징한다. 와이파이 클라이언트의 접근점 검색 시 플러드(flood)를 줄이는 기술과 선택된 접근점으로의 최초 연결을 빠르게 해주는 기술이다.

플러드 줄이기
와이파이 네트워크가 하나 뿐인데 여러 명의 사용자들이 접속을 시도할 때가 있다. 공항이나 대형 쇼핑몰 같은 곳을 생각해보라. 지하철도 좋은 예다. 이런 곳에 들어서면 사용자들의 모바일 기기들은 접근점들을 찾아 나서기 시작한다. 클라이언트들은 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 내보내고, 접근점들은 이에 맞게 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 내보낸다. 이 때 SSID가 서로 호환되면 연결이 성립된다.

클라이언트는 또한 다량의 접근점들이 반응을 보일만한 요청을 하기도 한다. 각 요청 프레임에는 아주 적은 양의 데이터만이 포함되어 있지만 데이터 전송 속도가 낮기 때문에 전파 점유 시간을 길게 소모시킨다. 이런 현상들이 전부 합쳐지면 어떤 효과가 생길까? 공유된 무선 매체가 요청과 응답 트래픽으로만 가득 찬다. 이는 이미 와이파이 망과 연결이 된 클라이언트들에게 매우 불리하게 작용한다.

옵티마이즈드 커넥티비티 인증서는 이러한 상황을 개선해준다. 즉, 요청과 응답 트래픽을 줄여주는 것이다. 기존의 IEEE 802.11 프로토콜에서는 접근점부터의 응답 트래픽이 클라이언트의 유니캐스트(unicast) 주소로 보내졌다. 요청이 발생하는 지점 또한 이 유니캐스트다. 그런데 옵티마이즈드 커넥티비티 인증을 받은 환경에서는 응답이 방송 주소(broadcast address)로 전송된다. 그래서 모든 클라이언트들이 이를 받고 접근점을 찾아낼 수 있게 된다.

예전에는 접근점들이 스스로의 존재를 알리려고 보내는 신호의 주기가 보통 100 밀리세컨드였다. 이는 한 번에 다량의 접근점을 검색하는 클라이언트에게 너무나 긴 시간이었다. 옵티마이즈드 커넥티비티 환경에서는 이 시간이 20 밀리세컨드로 줄어든다. 그러므로 연결이 되는 시간이 단축되고, 따라서 요청하고 응답하는 트래픽이 줄어든다.

여기에다가 접근점들의 ‘광고’ 트래픽을 줄이려고 FILS 디스커버리(FILS Discovery)라는, 보다 짧은 비콘 포맷을 도입하기도 했다. 이 기술은, 접근점들로 하여금 자신 근처에 있는 또 다른 접근점에 대한 정보는 물론, 보다 빠른 최초 연결 설정(Fast Initial Link Setup, FILS) 찾기와 검색 응답에 대한 정보를 함께 포함시키도록 한 것이다. 이로써 하나의 트래픽으로도 여러 접근점이 ‘광고’될 수 있도록 했다.

옵티마이즈드 커넥티비티 환경에서는 클라이언트가 검색을 시작하기 전에 20 밀리세컨드를 기다려야만 채널 방문이 가능해진다. 클라이언트가 SSID를 이미 알고 있다면 이 규칙은 적용되지 않는다. 즉, 광고되지 않는 접근점이라면 대기 시간 없이 곧바로 연결된다는 것이다. 클라이언트가 접근점으로부터 온 응답 프레임을 받지 못한다면 보통 해당 트래픽은 그저 버려지는 것일 뿐이었다. 이 또한 기존 와이파이 망의 비효율성에 한 몫하는 것이었다. 이런 ‘낭비’를 막기 위해 옵타미아즈드 커넥티비티는 채널 대기 시간도 주고받을 수 있게 했다.

오늘날의 와이파이 네트워크 환경에서 클라이언트는 연결 과정을 처음부터 끝까지 다 거쳐야만 네트워크를 사용할 수 있게 된다. 여기서 말하는 연결 과정이란 1) L2 인증, 2) EAP 인증, 3) EAPOL, 4) DHCP 등을 말한다. 각 단계마다 여러 프레임들이 양방향으로 생성된다. 역시 트래픽이 무거워지는 요인이었다. 빠른 최초 연결 설정 즉 FILS의 경우, 수많은 프레임이 단 네 개로 줄어든다.

와이파이얼라이언스의 목표는 공공 와이파이의 성능을 높이는 것이다. 그리고 와이파이의 성능을 높임으로써 통신사들의 4G나 5G 독점 및 임대 경제에 공평함을 기할 수 있다고 믿고 있다. 특히 LAA-LTE라는 5G 기술에 맞서는 것이 보다 구체적인 목표가 된다. 5G는 현재 기기/사용자가 많은 환경에서의 네트워크 성능이 뛰어나다고 알려져 있다. 다만 이러한 성능이 가입자에 한해서 제공된다.

통신사가 악이라는 건 아니지만, 기술의 발전이란 사회 구성원 모두가 차별 없이 누릴 수 있어야 한다는 게 와이파이얼라이언스의 취지다. 앞으로 더 많은 합법적인 기술들이 이러한 취지로부터 탄생할 수 있기를 기대한다.

글 : 헤만트 챠스카(Hemant Chaskar), Mojo Networks
[국제부 문가용 기자(globoan@boannews.com)]

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