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·2025
Reotina: an eBPF-Driven Observability Framework for 5G Networks
Ji Hyun Kim, Jaehyun Nam
초록

5세대( $ abla abla\mathbf{5G}$ ) 모바일 네트워크는 현대 디지털 인프라의 엄격한 성능, 확장성, 유연성 요구를 충족하기 위해 컨테이너화된 마이크로서비스와 다중 인터페이스 구성을 점점 더 많이 활용하고 있다. 이러한 아키텍처는 모듈화된 고성능 배치를 가능하게 하지만, 특히 NGAP, PFCP, GTP-U와 같은 제어- 및 사용자-플레인 프로토콜을 포착하는 데 있어 종단 간 가시성 확보에서는 중대한 과제를 야기한다. 기존 모니터링 솔루션은 주로 HTTP 트래픽에 최적화되어 있으며, 사이드카 기반 서비스 메시에 의존하는 경우가 많아, Multus CNI에 의해 프로비저닝된 보조 가상 인터페이스를 경유하는 트래픽이 발생하는 멀티 클러스터 환경에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 클라우드 네이티브 5G 환경에서 프로토콜 인지 기반 가시성을 가능하게 하는 eBPF 기반 관측성 프레임워크인 Reotina를 제안한다. Reotina는 커널 내(in-kernel) 인터페이스 수준 트래픽 인트로스펙션을 수행하고 패킷 데이터를 Kubernetes 컨텍스트로 보강하며, 여러 인터페이스와 클러스터 전반에서 투명하게 동작한다. 프로토콜 이벤트를 워크로드 정체성(workload identity)과 상호 연관함으로써 성능 분석과 운영 인사이트를 위한 구조화된 텔레메트리를 지원한다. 우리는 Kubernetes 기반 멀티클러스터 free5GC 테스트베드에서 Reotina를 평가하였으며, 이때 클러스터 간 세션 재구성에서 CPU 오버헤드 2% 미만과 지연 시간 1밀리초 미만으로 NGAP, PFCP, GTP-U 트랜잭션에 대한 완전한 커버리지를 달성하였다. 이러한 결과는 Reotina가 프로덕션 수준 5G 시스템을 위한 확장 가능하고 저오버헤드의 관측성을 제공하며, 기존 모니터링 솔루션의 핵심 한계를 효과적으로 해결함을 보여준다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
Key (lock)ObservabilityNetwork packetWorkloadOverhead (engineering)Session (web analytics)Latency (audio)Protocol (science)Flexibility (engineering)
타입
Article
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게재 연도
2025