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eBPF-based Observability System for 5G Networks

5G 환경을 위한 eBPF 기반 관측 시스템 설계 및 구현

  • Seok-Min Yoon (Dept. of Computer Engineering, Dankook University) ;
  • Chaeho Kim (Dept. of AI-based Convergence, Dankook University) ;
  • Jaehyun Nam (Dept. of Computer Engineering, Dankook University)
  • 윤석민 (단국대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 김채호 (단국대학교 인공지능융합학과) ;
  • 남재현 (단국대학교 컴퓨터공학과)
  • Published : 2025.05.29

Abstract

5G 코어 네트워크는 컨테이너 기반 마이크로서비스 아키텍처와 쿠버네티스 오케스트레이션을 통해 유연하고 확장 가능한 구조를 구현하였다. 그러나 멀티 클러스터 및 Multus CNI 기반의 다중 인터페이스 환경에서는 NGAP, PFCP, GTP-U 와 같은 5G 특화 프로토콜이 복합적으로 운용되며, 종단 간 트래픽을 효과적으로 관측하기 어렵다. 기존의 사이드카 기반 서비스 메시 솔루션은 HTTP 트래픽 중심으로 설계되어 이러한 구조를 충분히 지원하지 못하는 한계가 있다. 본 연구에서는 eBPF 를 활용하여 NGAP, PFCP, GTP-U 를 포함한 모든 인터페이스의 5G 트래픽을 실시간으로 추적할 수 있는 관측 시스템을 제안하고, free5GC 기반 실험을 통해 그 효과를 검증하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2025년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구임. (No. RS-2024-00398379, (총괄 4-세부 2) 텔코용 고성능/고가용성 6G 크로스-클라우드 인프라 기술개발)