KR100299061B1 - 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 경로결정 방법 - Google Patents

이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 경로결정 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 경로 결정 문제를 작게 나누어서 분산적으로 처리함으로써 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 서비스 품질(QoS) 요구사항을 보장하는 경로 결정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 데이터 전송을 위해 출발노드로부터 도착노드로의 경로 결정을 요청받는 제 1 단계; 경로 결정을 위해 각 영역의 게이트웨이만을 고려하여 경로 결정의 대상이 되는 각 네트워크를 크기, 복잡도 등에 독립적인 간략화된 그래프로 추상화하고 네트워크 내의 경로 결정 방법처럼 경로 결정을 수행하여 얻어진 경로 결정 결과 정보를 상기 도착노드로 전달하는 제 2 단계; 및 상기 도착노드는 받은 경로 결정 결과 정보를 기반으로 서비스품질(QoS : Quality of Service) 요구사항을 만족시키는 경로들을 통해 상기 출발노드로 메시지를 보내어 상기 출발노드가 적합한 경로를 택하는 제 3 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 네트워크 시스템에 이용됨.

Description

이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법{ROUTING METHOD IN HETEROGENEOUS WIDE AREA NETWORKS}
본 발명은 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 서로 상이한 경로 결정 방법과 망자원 정보 관리 방법을 사용하는 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서 서비스 품질(QoS : Quality of Service) 요구사항을 만족시키는 경로 결정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
현대 사회가 고도 정보화 사회로 진화함에 따라 초고속 정보통신망과 같은 망이 출현하게 되었으며, 이를 이용한 멀티미디어 서비스는 폭발적으로 그 수요가 늘고 있다. 이에 따라 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 기술들에 대한 개발 필요성이 대두되고 있다. 망에서 멀티미디어 트래픽 서비스를 제공하기 위해서는 망 운영자는 각 호 설정시에 사용자가 요구하는 서비스 품질(QoS) 요구사항을 보장해 줄 수 있는 경로를 제공해주기 위한 경로 설정 방법을 제공해야 한다.
멀티미디어 서비스를 위한 호 설정은 출발지에서의 경로 결정, 결정된 경로에 따른 자원 예약, 도착노드로부터 호 설정 확인신호 전송의 순서로 이루어진다. 하위 네트워크간의 서비스 품질(QoS) 요구사항을 만족시키는 경로 결정, 즉 전체 네트워크 관점에서의 서비스 품질(QoS) 요구사항을 만족시키는 경로 결정은 각 이기종 하위 네트워크 내에서의 서비스 품질(QoS) 요구사항을 만족시키는 경로 결정방법과는 독립적이어야 한다.
상호 이질적인 영역들로 구성되어진 고속 광역 네트워크에 있어서, 일반적으로 관리해야하는 네트워크의 크기가 커지게 되면 관리해야 할 데이터가 많아지고, 계산 시간이 늘어나는 등의 문제점 때문에 서비스 품질(QoS) 요구사항을 보장해주기 위한 경로 결정이 어려운 문제가 있다. 또한, 일반적으로 넓은 전체 네트워크를구성하는 하위 네트워크들은 서로 이질적이므로 단순한 경로 결정 방법으로는 경로 결정이 어려운 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 경로 결정 문제를 작게 나누어서 분산적으로 처리함으로써 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 서비스 품질(QoS) 요구사항을 보장하는 경로 결정 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 계층적으로 구성된 광역 네트워크의 일예시도.
도 2a 내지 도 2d 는 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서 서비스 품질 요구사항을 만족시키는 경로 결정 과정의 일예시도.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서 서비스 품질 요구사항을 만족시키는 경로 결정 서비스를 위한 망제어센터(NCC)에서의 경로 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 이용되는 복잡한 토폴로지 그래프를 간략화된 그래프로 사상시켜 경로 결정을 수행하는 방법의 흐름예시도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법에 있어서, 데이터 전송을 위해 출발노드로부터 도착노드로의 경로 결정을 요청받는 제 1 단계; 경로 결정을 위해 각 영역의 게이트웨이만을 고려하여 경로 결정의 대상이 되는 각 네트워크를 크기, 복잡도 등에 독립적인 간략화된 그래프로 추상화하고 네트워크 내의 경로 결정 방법처럼 경로 결정을 수행하여 얻어진 경로 결정 결과 정보를 상기 도착노드로 전달하는 제 2 단계; 및 상기 도착노드는 받은 경로 결정 결과 정보를 기반으로 서비스품질(QoS : Quality of Service) 요구사항을 만족시키는 경로들을 통해 상기 출발노드로 메시지를 보내어 상기 출발노드가 적합한 경로를 택하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 대용량 프로세서를 구비한 네트워크시스템에, 데이터 전송을 위해 출발노드로부터 도착노드로의 경로 결정을 요청받는 제 1 기능; 경로 결정을 위해 각 영역의 게이트웨이만을 고려하여 경로 결정의 대상이 되는 각 네트워크를 크기, 복잡도 등에 독립적인 간략화된 그래프로 추상화하고 네트워크 내의 경로 결정 방법처럼 경로 결정을 수행하여 얻어진 경로 결정 결과 정보를 상기 도착노드로 전달하는 제 2 기능; 및 상기 도착노드는 받은 경로 결정 결과 정보를 기반으로 서비스품질(QoS : Quality of Service) 요구사항을 만족시키는 경로들을 통해 상기 출발노드로 메시지를 보내어 상기 출발노드가 적합한 경로를 택하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
망 요소간을 연결하는 임의의 링크(i,j)에 대한 사용자에 의해 요구되는 QoS 요구조건을 m((i,j))로 나타내면, 한 개 이상의 인접한 링크들로 구성되는 임의의 한 경로 P(l,k)={1,2,3,4,....,k-1,k}에 대해 요구되는 QoS 조건 m(P(a,k))는 다음의 (수학식 1), (수학식 2)와 같이 구해진다.
요구조건이 지연시간이 경우에는 (수학식 1)과 같이, 요구조건이 대역폭인 경우에는 (수학식 2)와 같이 구하게 된다.
m(P(1,k))=min[(1,2),(2,3),....,(k-1,k)]
전체 네트워크는 독립적으로 제어되는 영역들로 구성되어 있으며, 각 영역들은 게이트웨이를 통해서 연결된다. 각 영역은 자기 자신 안에 다른 영역들을 포함할 수 있다. 각 영역은 고유의 QoS를 보장하는 경로 결정 방법과 경로 결정에 필요한 자원 정보 관리 방법을 가지고 있다고 가정한다. 따라서, 영역내에서의 모든 QoS를 보장하는 경로 결정은 각 영역에 고유한 경로 결정 방법에 의해 수행된다. 다만 각 영역은 영역간의 경로 결정을 위해 필요한 정보 관리와 교환 및 경로 계산을 위해 하나의 노드를 망제어센터(NCC : Network Control Center)로 지정하여 이 기능을 수행하도록 한다고 가정한다. 각 영역의 QoS를 보장하는 경로 결정을 위한 정보를 관리하는 노드 또는 네트워크 관리 시스템(NMS : Network Management System)이 NCC의 역할을 맡을 수도 있고 다른 특정 노드를 NCC로 지정하여 망 자원정보를 관리하게 할 수도 있다.
그러므로, 기존의 연구에서 문제가 되던 자원 정보 확산을 위한 전체망에 대한 발송(broadcasting transmission)에 의존하지 않고도 영역간의 경로 설정에 필요한 자원 사용 상황을 알 수 있으며 각 망 요소들도 망의 모든 자원 정보를 관리하지 않아도 QoS를 보장하는 경로 결정이 가능하게 된다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 계층적으로 구성된 광역 네트워크의 일예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이 하나의 광역 네트워크는 여러 개의 독립적으로 제어되어지는 네트워크 영역들이 계층을 이루어 구성된다. 도 1 에서 영역 A.1.1은 영역 A.1에 포함되며, 이때 영역 A.1이 영역 A.1.1의 상위 영역이 된다.
영역들은 게이트웨이 링크들을 통해 연결되고, 각 영역의 자원 정보는 각자의 NCC에 의해 관리되며, NCC들은 계층적으로 조직되어진다. 도 1 에서 영역 A.1.1은 하나의 NCC에 의해서 영역간의 경로 결정을 수행하게 되고, 상위 영역 A.1에서도 역시 영역 A.1의 NCC는 하위 영역 A.1.1 또는 A.1.2중의 하나에 속하는 노드들 중의 하나가 될 것이다.
NCC들간에는 정보 교환이 일어나게 되며 광역망에서는 네트워크 크기를 고려하여 허용 가능한 범위내에서 교환되는 정보의 양을 줄일 필요가 있다. 하지만, 경로 결정시에 사용 가능한 정보의 제한으로 인해 부정확한 결과가 나올 수도 있다. 이를 위해 본 발명에서는 한 경로 결정 요구에 대해 복수개의 결과를 제공한다.
제안하는 방법은 영역간의 경로 결정을 위해서 원래의 복잡한 전체 네트워크 토폴로지 그래프를 현재 NCC가 관리하는 영역의 하위 영역의 게이트웨이들과 그 노드들간의 경로들만을 가지는 간략화된 그래프로 사상시켜서 사용함으로써 임의의 단일 영역내의 QoS를 보장하는 경로 결정 방법을 이용해서 영역간의 경로를 결정할 수 있다.
다수의 영역간 경로 결정을 위해서 영역내의 경로 결정 방법을 사용할 수 있다는 것은 또 다른 장점을 제공한다. 만약 영역 내의 경로 결정 알고리즘이 향상된다면 자동적으로 영역간의 경로 결정 방법의 계산 복잡도도 따라서 향상될 것이기 때문이다.
NCC는 하위 영역들을 연결하는 게이트웨이 링크에서의 자원 상태를 가지고 있을 수 있다. 영역간의 경로 결정을 위해 필요한 두 개의 하위 영역을 연결하는 게이트웨이간의 링크의 지연 시간은 쉽게 알 수 있다. 하지만 NCC가 모든 하위 영역에 대한 완전한 정보를 가지고 있지 않다면, 요청된 지연 조건에 대해 하나의 하위 영역 안의 경로만으로 연결되는 게이트웨이들 간의 경로의 지연시간은 쉽게 알 수 없다. 따라서, 이 문제를 쉽게 해결하기 위하여 사용 가능한 대역폭 값을 여러 개의 대표적인 값들로 관리하는 대역폭 등급(bandwidth class)을 지연시간 대신에 사용한다. 대역폭 등급을 사용함으로써 NCC들 사이에 오가는 정보의 양을 줄일 수 있고, 영역간의 경로 결정에 사용되는 시간을 줄일 수 있게 된다.
NCC는 하위 영역의 NCC들로부터 받은 정보를 이용해서 게이트웨이들을 연결하는 하위 영역내의 경로의 각 대역폭 등급에 대한 지연시간을 관리한다. 각각의 NCC는 경로 결정 알고리즘을 위한 영역안의 노드, 링크 및 하위 영역에 대한 자원 상태 정보를 관리하며, 영역간의 경로 결정을 위한 정보를 하위 계층의 NCC로부터 받고 또 상위 계층의 NCC에 보낸다. NCC는 영역의 게이트웨이를 연결하는 경로에 대한 대역폭 정보를 상위 계층의 NCC에 주기적으로 보낸다. 그러므로, 영역의 경계를 넘어서 전달되는 정보는 영역안의 특정 노드와는 독립적인 것이며, 이것은 영역간의 경로 결정을 위해 필요한 정보의 양은 각 영역의 크기와 독립적이라는 것을 의미한다.
NCC는 하위 영역의 NCC로부터 받은 정보를 이용하여 게이트웨이와 게이트웨이를 연결하는 경로가 하나의 하위 영역을 통과하면 그 경로를 하나의 추정된 지연시간을 갖는 링크로 치환하여 간략화된 그래프를 만든다.
도 1 에서와 같은 네 개의 영역으로 이루어진 네트워크에서 출발지 노드(Src)에서 도착노드(Dst)로의 경로 결정을 하기 위해 영역 A의 NCC가 사용하게 되는 축소한 간략화된 그래프는 도 2b 와 같다.
게이트웨이와 출발지 노드, 도착노드를 제외한 각 영역안의 노드들은 무시되며, 각 하위 영역안의 경로만으로 연결되는 게이트웨이들 간의 경로는 하나의 링크로 대체된다. 이러한 게이트웨이들 간의 경로를 나타내는 링크는 미리 알려온 대역폭 등급으로 추정한 지연 시간 값을 가진다. 이를 위해 각 NCC는 게이트웨이를 연결하는 대역폭 등급을 주기적으로 상위 영역의 NCC에게 전송한다. 출발지 노드와 도착노드를 포함함으로써 경로 결정시에 출발지 영역과 도착 영역에 대한 최적 경로가 아닌 출발지 노드와 도착노드에 대한 최적 경로를 찾을 수 있다.
영역간의 경로 결정에 관계된 모든 영역에 대한 간략화된 그래프를 구하게 되면 임의의 영역내의 QoS를 보장하는 경로 결정 방법으로 영역안의 경로 결정과 마찬가지로 영역간의 경로 결정을 할 수가 있다. 대역폭 등급은 할당 가능한 대역폭을 나타낼 수 있도록 미리 결정하여 사용한다.
영역 내의 각 망 요소들은 영역간의 연결 설정을 위한 경로 결정시에 각 해당 영역의 NCC에 경로 결정을 맡긴다. 호 설정이 필요할 때, 출발지 노드는 자신이 소속되어 있는 지역 영역의 NCC에게 경로 결정 서비스를 요청한다. NCC는 요청된 도착노드가 지역에 있는지 확인하고 만약 없으면 상위 영역의 NCC에게 경로 결정 서비스를 요청한다. 도착노드 주소가 포함되는 영역의 NCC에 도착할 때까지 이 과정은 계속된다. 도착노드 주소를 포함하는 영역의 NCC가 전체 네트워크 관점에서의 경로 결정을 하게 된다. 이 과정을 보다 쉽게 처리하기 위해 경로 결정을 위한 계층적인 주소 형식(hierarchical routing scheme)이 사용될 수도 있다.
전체 네트워크에서의 경로 결정에 있어서 모든 계층의 NCC는 경로 결정을 위한 계산을 독립적으로 동시에 수행한다. 이러한 분산적인 경로 결정 계산 방법은 중앙 접중적인 알고리즘보다 더 효율적이며, 모든 노드가 유지해야하는 경로 결정 테이블의 크기에 있어서도 더 효율적이다.
도 2a 내지 도 2d 는 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서 서비스 품질 요구사항을 만족시키는 경로 결정 과정의 일예시도이다.
도 2a 는 출발노드로부터 영역 A.1까지 경로 결정을 수행하여 영역 A의 NCC로 도착노드로의 경로 결정을 요청하는 과정의 일예시도이다.
이 예에서 영역 A.1.1에 속하는 출발노드(src)가 영역 A.3.3에 속하는 도착노드(dst)로의 경로 결정을 자신이 속한 가장 하위 영역인 영역 A.1.1의 NCC에 요청한다. 이때 도착노드가 영역 A.1.1에 속하지 않으므로, 영역 A.1.1의 NCC는 출발노드(src)로부터 영역 A.1.1의 모든 게이트웨이 노드들로의 경로 결정을 수행한 후 경로 결정 결과와 함게 상위 영역인 영역 A.1에 경로 결정 요청을 한다.
도착노드가 영역 A.1에 속하지 않으므로, 영역 A.1의 NCC는 현재 레벨에서의 간략화된 그래프에 기반하여 영역 A.1.1의 모든 게이트웨이 노드들로부터 영역 A.1의 모든 게이트웨이 노드들까지의 경로 결정을 수행한 후, 경로 결정 수행결과와 함께 영역 A의 NCC에게 도착노드로의 경로 결정을 요청한다.
도 2b 는 영역 A의 NCC가 경로 결정을 수행하여 영역 A.3의 NCC에 경로 결정을 요청하는 과정의 일예시도이다.
이 예에서 영역간의 경로 결정을 담당하는 최상위 NCC는 영역 A의 NCC가 된다. 그러므로, 도 2b 에서 나타낸 바와 같이 영역 A의 NCC는 영역 A.1의 모든 게이트웨이 노드들로부터 자신의 영역, 즉 영역 A의 모든 게이트웨이 노드들로의 경로 결정을 수행하고, 도착노드가 속하는 영역 A.3의 NCC에 경로 결정을 요청한다.
도 2c 는 영역 A.3의 NCC가 영역 A.3.3의 NCC로 경로 결정을 요청하는 과정의 일예시도이다.
도 2c 에서 볼 수 있는 바와 같이 영역 A.3의 NCC는 영역 A.3의 모든 게이트웨이 노드들로부터 도착노드(dst)가 포함되어 있는 영역 A.3.3의 모든 게이트웨이 노드들까지의 경로 결정을 수행한다.
도 2d 는 도착노드까지의 경로 결정을 수행하는 과정의 일예시도이다.
마지막으로, 영역 A.3.3의 NCC는 영역 A.3.3의 모든 게이트웨이로부터 도착노드(dst)까지의 경로 결정을 수행하고, 지금단계까지의 모든 경로결정 관련 정보를 도착노드에 전송한다. 이 예에서의 실제 경로 결정 결과를 원래의 네트워크 토폴로지 그래프로 나타낸 것이 도 2d 이다.
다수의 영역간의 경로 결정 절차는 다음과 같다.
출발지 노드가 지역의 NCC로 경로 결정 서비스를 요청하면, 지역 NCC는 목적 주소가 영역안에 있는지 확인한다. 만약 영역안에 목적 주소가 있으면 알고리즘을 사용해서 경로 결정을 한다. 만약 영역안에 목적 주소가 없으면 목적 주소가 발견 될 때까지 출발지 노드에서 상위 계층으로 올라가면서 상위 계층의 NCC에게 경로 결정을 요청한다. 목적 주소를 포함하는 가장 상위 계층의 NCC는 도착노드를 포함하는 하위 영역의 NCC에게 결정 정보요구를 하게 된다.
이를 보다 자세히 설명하면 아래와 같다.
QoS를 보장하는 경로 결정을 위하여, 출발노드(src)는 직접 자신이 속한 레벨의 NCC에게 경로 결정 서비스를 요청한다. 출발노드로부터 경로 결정 서비스를 요청 받은 NCC는 도착노드가 자신과 동일 레벨의 영역에 속한 경우에는 각 영역의 경로 결정 방법에 따라 경로를 결정하고 호 설정을 수행한다. 만약 도착노드가 자신과 동일 레벨의 영역에 속하지 않는 경우에는 각 영역의 경로 결정 방법에 따라 출발노드로부터 현재 레벨 영역의 모든 게이트웨이들과의 경로 설정을 수행한 후 요청된 대역폭에 대한 각 경로의 지연시간 등을 포함하는 경로 결정 결과와 함께 상위 레벨의 NCC에게 경로 결정요청 메시지를 보낸다.
하위 영역으로부터의 경로 결정을 요청받은 NCC는 도착노드의 주소가 영역내에 있는지를 확인한다. 영역내에 도착노드가 포함되지 않으면, NCC는 출발노드(src)를 포함하는 영역의 모든 게이트웨이로부터 현재 영역의 모든 게이트웨이까지의 경로 결정을 수행하고, 상위 영역의 NCC에 경로 결정 서비스를 요청한다.
영역내에 도착노드가 포함되는 경우에는 NCC는 현재 레벨의 간략화된 그래프에 기반하여 출발노드(src)를 포함하는 영역의 모든 게이트웨이들로부터 도착노드(dst)를 포함하는 영역의 모든 게이트웨이들 간의 경로 결정을 수행한다.
결과적으로, NCC는 두 하위 영역을 연결하는 다수의 경로들을 찾을 수 있다. 그리고, 도착노드를 포함하는 하위 영역에 지금 단계까지의 중간 경로 결정 결과와 함께 경로 결정 요청 메시지를 보낸다.
상위 영역의 NCC로부터의 경로 결정 요청 메시지를 받으면, NCC는 도착노드가 현재 레벨의 영역에 포함되어 있는지를 확인한다. 만약 도착노드가 현재 레벨에 포함되지 않으면, 현재 영역의 모든 게이트웨이로부터 도착노드를 포함하는 하위 영역의 모든 게이트웨이까지의 경로 결정을 수행하고, 하위 영역의 NCC에 경로 결정 요청 메시지를 보낸다.
NCC는 도착노드가 현재 레벨에 포함되는 경우에는 현재 영역의 모든 게이트웨이 노드들로부터 도착노드로의 경로 결정을 수행하고, 현재 단계까지의 모든 경로 결정의 결과 정보를 도착노드에 보낸다.
도착노드는 받은 경로 결정 결과를 기반으로 요구된 QoS 요구사항을 만족시키는 적당한 수의 경로들을 선택하여 선택된 경로들을 따라 초기화 메시지를 출발노드(src)에 보낸다. 이 초기화 메시지 패킷은 출발노드(src)로 가면서 경로를 구성하는 중간노드와 링크의 자원을 예약한다.
이 단계에서, 선택된 경로에 의해 초기화 메시지 패킷이 경유하는 각 최하위영역의 NCC들은 원래의 토폴로지 그래프에 기반하여 실제적인 경로 결정을 담당한다.
출발노드(src)는 선택된 경로를 따라 도착노드로부터 전송된 초기화 메시지를 받으면, 출발노드는 사용자로부터 요청된 QoS에 가장 적합한 경로만을 선택하고, 다른 경로들을 따라 예약된 자원들을 해제시킨다.
이때, 출발노드(src)는 초기화 메시지를 받은 순간부터 예약된 경로를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 바와 같이 분산적인 경로 결정 방법은 계산시간과 관리해야 하는 정보의 양에 있어서 기존의 중앙 집중적인 방법보다 더 효율적이다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서 서비스 품질 요구사항을 만족시키는 경로 결정 서비스를 위한 망제어센터(NCC)에서의 경로 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
경로 결정 요청을 기다리던 망제어센터(NCC)는 경로 결정 요청을 수신하여(301), 경로 결정 요청의 출발노드가 현재 영역에 포함되는지를 판단한다(302). 판단 결과, 출발노드가 현재 영역에 포함되면 경로 결정 요청의 도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 검사한다(303).
도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 검사한 결과, 도착노드가 현재 영역에 포함되면 현재 영역의 고유한 경로 결정 방법에 따라 경로를 결정하고 호 설정을 수행한다(304).
도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 검사한 결과, 현재 영역에 포함되지않으면, 현재 영역의 고유한 경로 결정 방법에 따라 출발노드로부터 현재 영역의 모든 게이트웨이(gateway)들과의 경로 결정을 수행한 후 요청된 대역폭에 대한 각 경로의 지연시간 등의 정보를 포함하는 경로 결정 결과 정보와 함께 상위 레벨의 NCC로 경로 결정 요청 메시지를 보낸다(305).
경로 결정 요청의 출발노드가 현재 영역에 포함되는지를 판단한 결과, 현재 영역에 포함되지 않으면, 경로 결정 요청이 하위 영역 NCC로부터 왔는지를 확인한다(306). 확인 결과, 경로 결정 요청이 하위 영역 NCC로부터 왔으면, 도착노드가 영역 내에 포함되는지를 검사한다(307).
도착노드가 영역 내에 포함되는지를 검사한 결과, 포함되면 NCC는 현재 레벨의 간략화된 그래프에 기반하여 출발노드를 포함하는 하위 영역의 게이트웨이(gateway)들로부터 도착노드를 포함하는 하위 영역의 모든 게이트웨이(gateway)들 간의 경로 결정을 수행하고, 도착노드를 포함하는 하위 영역에 지금 단계까지의 중간 경로 결정 결과와 함께 경로 결정 요청 메시지를 보낸다(308).
도착노드가 영역 내에 포함되는지를 검사한 결과, 포함되지 않으면 출발노드를 포함하는 하위 영역의 모든 게이트웨이들로부터 현재 영역의 모든 게이트웨이들까지의 경로 결정을 수행하고, 상위 영역의 NCC에 현재까지의 경로 결정 결과와 함께 경로 결정 서비스 요청 메시지를 보낸다(309).
경로 결정 요청이 하위 영역 NCC로부터 왔는지를 확인한 결과, 하위 영역 NCC로부터 오지 않았으면, 경로 결정 요청이 출발노드로부터 온 것도 아니고, 하위영역 NCC로부터 온 것도 아니므로, 상위 영역 NCC로부터 온 것으로 판단하고, 경로 결정 요청의 도착노드가 현재 영역의 현재 레벨에 포함되는지를 검사한다(310).
경로 결정 요청의 도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 검사한 결과, 현재 영역에 포함되지 않으면, 현재 영역의 모든 게이트웨이들로부터 도착노드를 포함하는 하위 영역의 모든 게이트웨이들까지의 경로 결정을 수행하고, 하위 영역의 NCC에 현재까지의 경로 결정 결과와 함께 경로 결정 요청 메시지를 전송한다(311).
경로 결정 요청의 도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 검사한 결과, 현재 영역에 포함되면, 현재 영역의 모든 게이트웨이 노드들로부터 도착노드로의 경로 결정을 수행하고, 현재 단계까지의 모든 경로 결정 결과 정보를 도착노드에 보낸다(312).
도 4 는 본 발명에 이용되는 복잡한 토폴로지 그래프를 간략화된 그래프로 사상시켜 경로 결정을 수행하는 방법의 흐름예시도이다.
망제어센터(NCC)의 경로 결정 서비스를 위하여 원래의 복잡한 토폴로지 그래프를 간략화된 그래프로 사상시켜 경로 결정을 수행하게 되는데 이는 다음과 같다.
우선 경로 결정 출발노드가 현재 영역에 포함되는지를 확인한다(401). 확인 결과, 출발노드가 현재 영역에 포함되면 출발노드와 현재 영역의 게이트웨이(gateway)들만 남기고 모든 노드와 링크를 지우고(402), 그래프에 존재하는 모든 노드들간에 링크가 존재하도록 완전연결그래프(Complete Graph)를 만들고, 원래의 토폴로지 그래프에 기반하여 요청된 대역폭에 대해 모든 노드들간의 경로 결정을 수행함으로써 완전연결 그래프의 각 링크에 대한 지연시간 값을구한다(405).
경로 결정 출발노드가 현재 영역에 포함되는지를 확인한 결과, 출발노드가 현재 영역에 포함되지 않으면 도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 검사한다(403). 검사 결과, 도착노드가 현재 영역에 포함되면 도착노드와 현재 영역의 게이트웨이들만 남기고 모든 노드와 링크를 지운다(404).
도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 검사한 결과, 도착노드가 현재 영역에 포함되지 않으면 그래프에 존재하는 모든 노드들간에 링크가 존재하도록 완전연결그래프(Complete Graph)를 만들고, 원래의 토폴로지 그래프에 기반하여 요청된 대역폭에 대해 모든 노드들간의 경로 결정을 수행함으로써 완전연결 그래프의 각 링크에 대한 지연시간 값을 구한다(405).
상기한 실시예에서는 현재 영역에 출발노드와 도착노드가 모두 포함되는 경우를 생각하지 않고 있는데, 이는 이러한 경우에는 원래의 복잡한 토폴로지 그래프를 간략화된 그래프로 사상시키지 않아도 되기 때문이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 서로 상이한 경로 결정 방법과 망 자원 정보관리 방법을 사용하는 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서 서비스 품질 요구사항을 만족시키는 경로 결정을 가능하게 하고자 다수의 영역간의 서비스 품질을 보장하는 경로 결정시에 경로 결정 문제를 작게 나누어서 분산적으로 처리함으로써 효율성을 높이고, 전체 네트워크 관점에서의 경로 결정을 위해 필요한 자원 정보 교환의 양도 줄이는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 이기종 하위 네트워크들로 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법에 있어서,
    데이터 전송을 위해 출발노드로부터 도착노드로의 경로 결정을 요청받는 제 1 단계;
    경로 결정을 위해 각 영역의 게이트웨이만을 고려하여 경로 결정의 대상이 되는 각 네트워크를 크기, 복잡도 등에 독립적인 간략화된 그래프로 추상화하고 네트워크 내의 경로 결정 방법처럼 경로 결정을 수행하여 얻어진 경로 결정 결과 정보를 상기 도착노드로 전달하는 제 2 단계; 및
    상기 도착노드는 받은 경로 결정 결과 정보를 기반으로 서비스품질(QoS : Quality of Service) 요구사항을 만족시키는 경로들을 통해 상기 출발노드로 메시지를 보내어 상기 출발노드가 적합한 경로를 택하는 제 3 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    출발노드로부터 경로 결정을 요청받은 망제어센터(NCC : Network Control Center)는 도착노드가 영역 안에 있으면 경로 결정을 수행하고, 도착노드가 영역안에 없으면 출발노드와 현재 영역의 게이트웨이들간의 경로 결정을 수행하여 상기 도착노드로의 경로 결정 요청과 함께 상위 영역으로 전달하는 제 4 단계;
    하위 영역으로부터 경로 결정을 요청받은 망제어센터는 영역내에 도착노드가 포함되지 않으면 상기 출발노드를 포함하는 영역의 게이트웨이들로부터 현재 영역의 게이트웨이들까지의 경로 결정을 수행하여 상기 도착노드로의 경로 결정 요청과 함께 상위 영역으로 전달하고, 영역내에 도착노드가 포함되면 상기 출발노드를 포함하는 영역의 게이트웨이들로부터 상기 도착노드를 포함하는 영역의 게이트웨이들간의 경로 결정을 수행하여 상기 도착노드를 포함하는 하위 영역으로 경로 결정을 요청하는 제 5 단계; 및
    상위 영역으로부터 경로 결정을 요청받은 망제어센터는 도착노드가 현재 영역에 포함되지 않으면 현재 영역의 게이트웨이들과 상기 도착노드를 포함하는 하위 영역의 게이트웨이들간의 경로 결정을 수행하여 상기 하위 영역으로 경로 결정을 요청하고, 도착노드가 현재 영역에 포함되면 현재 영역의 게이트웨이들로부터 도착노드로의 경로 결정을 수행하여 경로 결정 결과 정보를 상기 도착노드로 전송하는 제 6 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는,
    상기 출발노드가 지역의 망제어센터로 경로 결정 서비스를 요청하는 제 7 단계;
    상기 도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 상기 망제어센터가 확인하는 제 8 단계;
    상기 제 8 단계의 확인 결과, 상기 도착노드가 현재 영역에 포함되면 영역의 경로 결정 방식에 따라 경로를 결정하여 상기 도착노드로 경로 결정 결과 정보를 전송하는 제 9 단계;
    상기 제 8 단계의 확인 결과, 상기 도착노드가 현재 영역에 포함되지 않으면 영역의 경로 결정 방법에 따라 상기 출발노드로부터 현재 영역의 모든 게이트웨이들과의 경로 결정을 수행하는 제 10 단계; 및
    요청된 대역폭에 대한 각 경로의 지연시간 등을 포함하는 경로 결정 결과와 함께 상위 레벨의 망제어센터로 경로 결정 요청 메시지를 전송하는 제 11 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 10 단계는,
    상기 도착노드가 현재 영역에 포함되는지를 확인한 결과, 포함되지 않으면, 상기 망제어센터는 원래의 복잡한 토폴로지 그래프에서 출발노드와 현재 영역의 게이트웨이들만 남기고 모든 노드와 링크를 지우는 제 12 단계;
    그래프에 존재하는 모든 노드들간에 링크가 존재하도록 완전연결그래프(Complete Graph)를 만드는 제 13 단계; 및
    요청된 대역폭에 대해 상기 출발노드와 모든 게이트웨이 노드들간의 경로 결정을 수행하고 지연시간값을 구하는 제 14 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는,
    하위 영역으로부터 경로 결정을 요청받은 망제어센터가 상기 도착노드의 주소가 영역내에 있는지를 확인하는 제 7 단계;
    상기 제 7 단계의 확인 결과, 영역내에 상기 도착노드가 없으면, 상기 망제어센터는 상기 출발노드를 포함하는 상기 하위 영역의 모든 게이트웨이들로부터 현재 영역의 모든 게이트웨이들까지의 경로 결정을 수행하여 상위 영역의 망제어센터로 경로 결정 서비스를 요청하는 제 8 단계;
    상기 제 7 단계의 확인 결과, 영역 내에 상기 도착노드가 있으면, 현재 레벨의 간략화된 그래프에 기반하여 상기 출발노드를 포함하는 상기 하위 영역의 모든 게이트웨이들로부터 상기 도착노드를 포함하는 하위 영역의 모든 게이트웨이들간의 경로 결정을 수행하여 두 하위 영역을 연결하는 다수의 경로들을 찾는 제 9 단계; 및
    상기 도착노드를 포함하는 하위 영역의 망제어센터로 현재 영역까지의 경로 결정 결과와 함께 경로 결정 요청 메시지를 전송하는 제 10 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 6 단계는,
    망제어센터가 상위 영역으로부터 경로 결정 요청 메시지를 받아 상기 도착노드가 현재 레벨의 영역에 포함되어 있는지를 확인하는 제 7 단계;
    상기 제 7 단계의 확인 결과, 상기 도착노드가 현재 레벨의 영역에 포함되지 않으면 현재 영역의 모든 게이트웨이들로부터 상기 도착노드를 포함하는 하위 영역의 모든 게이트웨이들까지의 경로 결정을 수행하여 하위 영역의 망제어센터로 경로 결정을 요청하는 제 8 단계;
    상기 제 7 단계의 확인 결과, 상기 도착노드가 현재 레벨의 영역에 포함되면 현재 영역의 모든 게이트웨이들로부터 상기 도착노드로의 경로 결정을 수행하는 제 9 단계; 및
    현재 영역의 상기 망제어센터가 현재까지의 모든 경로 결정의 결과 정보를 상기 도착노드로 전송하는 제 10 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 9 단계는,
    상기 도착노드가 현재 레벨의 영역에 포함되어 있는지를 확인한 결과, 영역내에 상기 도착노드가 있으면, 상기 망제어센터가 원래의 복잡한 토폴로지 그래프에서 도착 노드와 현재 영역의 게이트웨이들만 남기고 모든 노드와 링크를 지우는 제 11 단계;
    그래프에 존재하는 모든 노드들간에 링크가 존재하도록 완전연결그래프(Complete Graph)를 만드는 제 12 단계; 및
    요청된 대역폭에 대해 모든 게이트웨이 노드들과 상기 도착노드간에 경로 결정을 수행하고 지연시간값을 구하는 제 13 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 도착노드가 전송받은 경로 결정 결과를 기반으로 요구된 서비스품질(QoS)을 만족시키는 소정의 경로들을 선택하는 제 15 단계;
    선택된 경로들을 따라 초기화 메시지를 상기 출발노드로 전송하는 제 16 단계; 및
    상기 출발노드가 선택된 경로를 따라 상기 도착노드로부터 전송된 초기화 메시지를 받아 요청된 서비스품질(QoS)에 적합한 경로만을 선택하는 제 17 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 16 단계는,
    선택된 경로들을 따라 상기 도착노드가 상기 출발노드로 초기화 메시지를 전송하는 제 18 단계;
    상기 초기화 메시지가 상기 출발노드로 가면서 경로를 구성하는 중간노드와 링크의 자원을 예약하는 제 19 단계; 및
    선택된 경로에 의해 초기화 메시지 패킷이 경유하는 각 최하위 영역의 망제어센터들은 원래의 토폴로지 그래프에 기반하여 실제적인 경로 결정을 하는 제 20 단계
    를 포함하여 이루어진 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 망제어센터는,
    네트워크 영역 내에서 기존 해당 영역의 망 자원 정보를 관리하는 네트워크 관리 시스템(NMS : Network Management System)이 그 역할을 맡는 것을 특징으로 하는 광역 네트워크에서의 경로 결정 방법.
  11. 대용량 프로세서를 구비한 네트워크시스템에,
    데이터 전송을 위해 출발노드로부터 도착노드로의 경로 결정을 요청받는 제 1 기능;
    경로 결정을 위해 각 영역의 게이트웨이만을 고려하여 경로 결정의 대상이 되는 각 네트워크를 크기, 복잡도 등에 독립적인 간략화된 그래프로 추상화하고 네트워크 내의 경로 결정 방법처럼 경로 결정을 수행하여 얻어진 경로 결정 결과 정보를 상기 도착노드로 전달하는 제 2 기능; 및
    상기 도착노드는 받은 경로 결정 결과 정보를 기반으로 서비스품질(QoS : Quality of Service) 요구사항을 만족시키는 경로들을 통해 상기 출발노드로 메시지를 보내어 상기 출발노드가 적합한 경로를 택하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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