This paper presents a framework for performance measurement of signaling protocol servers in VoIP (Voice-over-IP). The framework spans all aspects of performance measurement, from protocol description to analysis of results.
Previous testers have provided users with limited flexibility in supported protocols, test scenarios and modification of protocols. To overcome the limitation, a new measurement framework was proposed. The framework provides a general description platform so that any signaling protocols can be tested within the framework. The platform was derived from the characteristics of signaling protocols and a real measurement situation in VoIP. In addition, test scenarios can be described and modified as well, thus ensuring a wide range of test scenarios and performance indices. When describing a protocol’s behavior, two formats are used; a tabular format for description and a graph format for display. Through the formats, the framework provides an easier description and debugging environment than previous protocol specification languages.
The framework consists of four parts: protocol description, test scenario description, performance measurement and analysis of results. In the protocol description step, a protocol’s behavior is described using the DEVS formalism. Then, a test scenario is set as a projected model of the full behavior description according to the performance metric to be measured. During performance measurement, a real measurement situation with multiple simultaneous users and successive calls is automatically implemented. At the analysis stage, raw measurement samples are converted into statistical data through Excel automation.
The framework was applied to measure the performance of a SIP (Session Initiation Protocol) proxy server and a MGCP (Media Gateway Control Protocol) media gateway controller. The results have proven accuracy in measurement result and flexibility in measurement scenarios and performance metrics.
본 논문에서는 VoIP환경에서의 signaling protocol server들에 대한 performance측정을 framework을 제안한다. 제안된 framework은 프로토콜 behavior의 기술로부터 측정 결과의 통계적 분석에 이르기까지의 통합된 환경을 제공한다.
VoIP 환경에서 전송되는 메시지는 음성 및 영상 등의 data와, 호 설정 및 이의 제어를 담당하는 signaling으로 구분된다. 이들 data 및 signaling 메시지가 전송되는 경로는 서로 분리되어 있다. 즉, data 메시지들은 호 설정 이후에 endpoint간에 직접 전송될 수 있는 반면, signaling 메시지들은 반드시 call processing server들을 거쳐야만 한다. 따라서 사용자의 수가 증가하여 signaling rate가 증가함에 따라 call processing server들은 VoIP환경에서 potential bottleneck이 될 수 있다. 따라서 적절한 수준의 서비스 요구 조건을 만족하기 위해서는 이들 call processing server들의 performance를 정확히 측정할 필요성이 생긴다.
기존의 call processing server들에 대한 performance tester들은 지원되는 프로토콜의 수에 있어 제한이 있었으며, 테스트 시나리오의 사용자 임의 변경 및 제작이 불가능했다. 또한 프로토콜의 update나 변경 발생시, 사용자가 직접 이를 tester에 반영해 줄 수 없었다. 이러한 제약들을 극복하기 위해서, 제안된 framework에서는 프로토콜을 기술함으로써 어떠한 signaling protocol server에 대해서도 그 performance를 측정할 수 있는 platform을 제공한다. 제공된 platform은 signaling protocol들의 일반적인 특성 및 실제 VoIP 환경에서와 같은 상황을 emulation하기 위해 필요한 사항들을 고려하여 설계되었다. 추가적으로, 테스트 시나리오 역시 측정하고자 하는 측정 지수에 따라 사용자 임의로 제작 및 변경이 가능하다. 프로토콜을 기술하는데 있어서는 table format이 이용된다. Tabular form은 language 형태의 기술을 했던 기존의 protocol 기술 언어들에 비해 language에 익숙하지 않은 사용자에게도 보다 쉬운 기술 환경을 제공해 주며, 디스플레이를 위한 graph form과 함께 사용됨으로써 기술한 프로토콜에 대한 디버깅을 용이하게 한다.
