KR100317992B1

KR100317992B1 - 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 피엔엔아이 계층 토폴로지축약 방법

Info

Publication number: KR100317992B1
Application number: KR1020000003868A
Authority: KR
Inventors: 박현; 김태연; 홍성백
Original assignee: 오길록; 한국전자통신연구원; 이계철; 한국전기통신공사
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-12-22
Also published as: KR20010076617A

Abstract

서비스 특성화된 다양한 망들을 수용 해야 하는 ATM 백본(backbones)은 앞으로 실제 망에 있어서 확장성(scalability)을 갖는 동적인 망 토폴로지(network topology)들로의 전개가 가능 해야 한다. 그러나 망이 커질수록 라우팅 테이블 또한 상당히 커질 것이며, 이로 인한 오버헤드(overhead)가 증가할 것이다. 사설망간 정합 프로토콜인 PNNI(Private Network to Network Interface)는 확장성 및 여러 특징들로 인해 공중망에 수용되는 추세에 있으며, PNNI 계층(hierarchy)은 대형망을 계층화하여 이 토폴로지 정보 크기를 축소 할 수 있다. 그러나 하위 노드들을 표현 하는데 있어, 정확도와 정보의 양에는 서로 상반 관계가 있으므로 적은 정보량으로 가장 정확히 표현 할 수 있는 스킴(scheme)이 요구되며, 이는 호 연결의 블록킹(blocking) 확률에 많은 영향을 미친다.

본 발명은 토폴로지 축약(topology aggregation) 스킴을 이용하여 패스 선택 과정을 간략하게 하고 라우팅 정보의 정확성을 증가 시키기 위해 복합노드표현방식으로 시메트릭 스타(Symmetric-Star) 스킴을 기반으로 하는 토폴로지 상태 파라미터와 서비스 카테고리에 따른 그룹핑 메카니즘을 제공한다. 본 발명의 토폴로지 축약 스킴은 상위 노드로의 광고되는 정보의 양이 시스템 부하에 영향을 적게 미치면서 호 시도시 블록킹 확률이 적도록 충분한 라우팅 정보를 생성 하도록 한다.

Description

파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 피엔엔아이 계층 토폴로지 축약 방법 {Topology aggregation method of the PNNI hierachy using a parameter grouping scheme}

본 발명은 하위 피어 그룹 정보를 상위의 논리 그룹 노드에 축약된 정보로 제공하여 호 시도시 이 라우팅 정보를 이용하여 호 블록킹 확률를 낮추기 위한 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법에 관한 것이다.

ATM은 망 내에서 음성, 영상, 데이터 등의 서비스를 효율적으로 지원하기 위한 전송 기법이며, 이를 기반으로 한 ATM 백본(backbones)은 서비스 특성화된 다양한 망들을 수용 해야 한다. 이와 같이 앞으로의 실제 망은 확장성(scalability)을 갖는 동적인(dynamic) 망 토폴로지(network topology) 들로의 확장이 가능 해야 한다. 그러나 망이 커질수록 라우팅 테이블 또한 상당히 커질 것이며, 이 정보의 저장, 처리 오버헤드(overhead) 증가를 초래할 것이다.

사설망간 정합 프로토콜인 PNNI(Private Network to Network)는 확장성 및 여러 특징들로 인해 공중망에 수용되는 추세에 있으며, PNNI 계층(hierarchy)은 대형망을 계층화하여 이 토폴로지 정보 크기를 축소 할 수 있다. 그러나 계층적 망 구성시 하위의 피어 그룹(Peer Group) 정보를 어떻게 상위에 축약된(reduced) 논리 그룹 노드(Logical Group Node, 이하 LGN이라 함)로 표현 하느냐는 즉, 어떻게 토폴로지를 축약(Topology Aggregation) 하느냐는 이 정보를 바탕으로 한 호 연결 (call connection)의 블록킹 (blocking) 확률에 많은 영향을 미친다. 다시말해 간략 하면서도 정확한 하위 피어 그룹 표현은 정보 전달로 인한 시스템 부하 축소 및 정보의 정확성으로 인한 호 성공 율을 높일 수 있다. (여기서 LGN은 PNNI 계층 구조에서 차 하위 피어 그룹 정보의 요약된 표현으로써 차 하위 피어 그룹의 정보를 압축 (aggregation, summarization) 한다. 이 정보를 자신의 피어 그룹으로 플루딩 (flooding) 하거나 피어 그룹에서 받은 정보를 차 하위 피어 그룹 리더(PGL Peer Group Leader) 로 보내 하위 피어에 플루딩 되도록 한다.)

즉, 하위 노드들을 표현 하는데 있어 정확도와 정보의 양에는 서로 상반 관계가 있으므로 적은 정보량으로 가장 정확히 표현 할 수 있는 스킴 (scheme) 이 요구된다.

그런데, 종래에는 시메트릭 스타(Symmetric-Star), 풀 메쉬(Full-mesh), r-스패너 트리(r-Spanner Tree) 등 많은 스킴들을 이용 하거나 이 스킴들에 복잡하고 많은 파라메타를 추가 하여 실제 구현을 어렵게 하였다.

가장 간단한 표현 방법인 단순 노드 표현(Simple node representation)방법은 하위 노드를 하나의 일점으로 상위 노드에서 인식 하므로 어떤 호 연결에 QoS(Quality of Service)와 트래픽 파라미터가 그 연결과 관련된 각 링크와 노드에 대해 영향을 받으므로 상대적으로 패스(path) 계산이 빠르나 호 실패율이 가장 높다.

일반적인 시메트릭 스타 스킴의 경우 많은 노드들을 포함 하는 하위의 피어 그룹을 상위 노드에서 토폴로지 상태 파라미터(topology state parameter) 나 아시메트릭(Asymmetric)한 여러 보더(border) 노드들을 고려하지 않는 가상의 한 노드로 표현한다. 이 스킴은 하위 피어 그룹의 정보를 상위에 광고(advertise)하는데 있어 간략하고 정보량이 적어 시스템 부하에 영향을 미치지 않으나 하위 피어 그룹 정보를 정확히 나타낼 수 없어 호 실패률이 높아질 수 있다.

또한 일반적인 풀 메쉬 방법은 하위 피어 그룹내 각 보더 노드 쌍을 상위에서 하나의 논리 링크(logical link)로 표현 한다. 이 스킴은 주어진 토폴로지를 풀 메쉬하게 표현함으로써 자원 할당(resource allocation)이나 효율적인 라우팅 을 위한 정보를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 스킴은 하위 피어 정보를 상위에 광고하는데 보더 노드 수의 제곱 만큼 정보량이 늘어 나므로 전반적인 시스템 부하에 영향을 미쳐 결국 호 성공률을 저하 시킬 수 있다.

이와 같이 각 토폴로지 축약 스킴에는 자체에 상반되는 장단점 trade-off)이 있다. 그러므로 상위 노드로의 광고되는 정보의 양이 시스템 부하에 영향을 적게 미치면서 호 시도시 블록킹 확률이 적도록 충분한 라우팅 정보가 있어야 한다. 이와 같이 간략 하면서도 정확한 라우팅 정보를 광고할 수 있는 토폴로지 스킴과 이를 이용한 패스 선출 알고리즘이 요구된다.

상기와 같은 요구에 의해 안출된 본 발명은, 토폴로지 축약스킴으로서 복잡도가 풀 메쉬 토폴로지 축약 스킴의 O(B²) (B:피어그룹내 보더(border) 노드수) 보다 작으면서 하위의 피어그룹 정보를 상위에 표현함에 있어 하위를 하나의 포인터로 지정하는 시메트릭 스타 스킴 보다 더 많은 정보를 표현하여 더 정확한 정보를 상위에 전달하는 파라메타 그룹핑 메카니즘을 이용함으로써 호 설정시 충분한 라우팅 정보로 호 블록킹 확률을 최소화 할 수 있는 PNNI 라우팅 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

토톨로지 축약 방법에는 링크(link) 와 노달(nodal) 정보 축약 방법이 있는데 이는 망 토폴로지의 복잡성 감축과 보안 측면에서 망 내부 정보 은닉익이 가능하다. 링크 압축(link aggregation)은 두 피어 그룹간에 연결된 링크의 셋(set)을 하나의 논리 링크로 표현 하는 방법으로써 특정 업 노드(upnode)에 대해 차 하위 그룹의 모든 업 링크(uplink) 광고(advertisement)를 검색 한다. 동일 업 노드에대해 동일 압축 토큰(aggregation token)을 갖는(형상으로 주워짐) 모든 업 노드는 하나의 논리링크로 압축 된다. 이 정보는 PTSE(PNNI Topology State Element) 업 링크 정보 그룹(IG, Information Group)으로 하위 피어 그룹 및 상위 LGN을 통한 상위 피어 그룹에 플루딩 된다.

노드 압축(nodal aggregation)은 LGN에서 차 하위 피어 그룹을 표현 하는 방법이다. 압축된 결과를 표현하는 방법에 LGN의 차 하위 노드를 일점(single point)으로 표현하는 단순 노드 표현 방법과 LGN의 차 하위 노드를 가상의 내부 참조 점(interior reference point)과 이 점으로 인접 노드(border node) 사이를 연결하여 표현하는 복합 노드 표현(Complex node representation) 방법이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기위해 다음과 같이 하위 피어 그룹 정보를 상위로 토폴로지를 축약 한다. 본 발명의 토폴로지 축약 방법은 복합노드표현방식으로 시메트릭 스타 스킴을 기반으로 하고 있다. 본래의 시메트릭 스타 스킴이 하위 피어 그룹의 보더 노드 쌍에서 핵(nucleus)을 중심으로 반지름 r (radius) 구한다. 이때 각 토폴로지 상태 파라미터(Topology State Parameter : Topology Metrics and Topology Attributes)에 대한 동일한 메커니즘을 적용한다. 본 발명에서는 패스 선택(path selection) 과정을 간략하게 하고, 라우팅 정보의 정확성을 증가 시키기 위해 [표.1]와 같이 토폴로지 상태 파라미터와 서비스 카테고리에 따른 그룹핑 메커니즘을 제안, 수행 한다.

즉, 서비스 카테고리들의 특성을 고려하여 자체 토포롤지 파라미터에 따른 적절한 메커니즘을 적용한다. 그 특성에 따라서 몇몇 서비스 카테고리는 자체 토폴로지와 함께 동일한 메커니즘을 적용할 수 있다([표.1]에서 이러한 예로 A, B, C 로 표시한 것 처럼 그룹핑 할수 있다).

예로써, CBR(Constant Bit Rate)은 실시간 응용(음성, 영상)에 사용되며, 그 자체 셀(cell) 흐름은 PCR(Peak Cell Rate)로 특징지울 수 있으며, 제한된 셀 전송 및 지연 편차(delay variance)가 요구 된다. rtVBR(real time Variable Bit Rate) 역시 실시간 응용(압축된 음성, 영상)에 사용되며, 그 자체 트래픽은 버스트(burst)하다. CBR과 마찬 가지로 제한된 셀 전송 및 지연편차가 요구 된다.

이러한 서비스 카테고리([표. 1]의 A)는 QoS를 보장하고 호 설정(Set-Up) 지연을 최소화 하여야 하며, 피어 그룹내 최단 거리에서 토폴로지 메트릭(metrics)의 최대화 한 반지름 r을 수학식 1과 다음과 같이 구한다.

이 식에서 B는 보더 노드를 의미하고, V는 보더 노드들의 집합이다. 하위의 피어 그룹에 각 보더 노드들 쌍의 최단 거리 패스(S_P: Shortest Path)들 중에 최대의 메트릭을 구한다. 즉, 메트릭은 보더 노드 i로 부터 j까지의 합으로 표시되며, 이중에서 최대값의 반인 r을 구할 수 있다.

같은 맥락으로 ABR(Available Bit Rate) 가용한 대역(bandwidth) 채택하기 위한 동적 흐름 제어를 사용 한다. 낮은 셀 손실이 요구되며, 정형적인 응용은 데이터 트래픽이다. 이와 같이 최단 거리의 토폴로지 상태 어트리뷰트(attribute)를 최소화 하는것이 필요하다. 그리고 이러한 서비스 카테고리([표.1] 에서 C 로 나타냄)는 AvCR(Avilable Cell Rate)과 관련된 CMR(Cell Rate Margin)을 보장 해야 하며 다음의 수학식 2과 같이 r을 구할 수 있다.

[표.1]에서 보는바와 같이 MaxCR(Maximum Cell Rate)과 AvCR은 i부터 j까지의 합이 아닌 1홉(hop)의 각각의 값을 나타낸다. 그러므로 하위의 피어 그룹에 각 보더 노드들 쌍 (pair)의 최단 거리 패스들 중에 최소의 어트리뷰트를 구하여 이를 r로 나타낸다.

같은 맥락으로 그룹 B와 같이 UBR 서비스는 망으로부터 QoS를 보장 받지 못하며 정형적인 응용은 데이터 트래픽이다. 그러므로 최단 패스의 토폴로지 상태 어트리뷰트 값을 최대화 할 필요가 있다. 수학식 3과 같이 반지름 r을 구할 수 있다.

이러한 하위 피어 그룹의 토폴로지 상태 파라미터 정보는 계층의 상위 논리 노드가 생성 될 때 상위 노드로 광고되며, 다음과 같은 절차에 따른다.

1. 하위 피어 그룹에서는 타 노드로부터 플루딩된 정보 (링크, 도달성 주소(reachable address), 노드)를 분석한 뒤 로컬 정보 및 관련 데이터 베이스 릴레이션 (database relation) 에 저장한다.

2. 자신이 이 피어그룹의 피어그룹 리더 인지를 확인한다.

3. 주기적인 패스 계산 프로시져는 업 링크 PTSE를 통하여 이 피어 그룹의 보더 노드들을 찾는다.

4. 보더 노드들간에(앞의 언급된 내용에서 i, j) 서비스 카테고리 및 토폴로지 상태 파라미터에 따른 최단거리 패스를 찾는다.(토폴로지 상태 파라미터를 2개 이상 동시에 사용 하는 것은 NP-complete(Nondeterministic Polynomial time complete) 문제이며, 시스템 부하에 영향을 미치므로 하나를 선택 하도록 하며 운용자 요구 선택 사항이다.)

5. [표1]에 나타낸 것과 같이 서비스 카테고리, 토폴로지 상태 파라 미터에 따른 관련 그룹을 찾아 각각 반지름 r을 구한다.

6. 구한 r값을 노드 상태 파라미터 정보 그룹(NSP, Nodal State Parameter IG(Information Group)) PTSE를 통하여 상위 LGN에 전달한다.

7. 상위 LGN은 이 정보를 자체 피어그룹의 이웃에게 전달한다.

도 1은 파라메타 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 이용한 PNNI(Private Network-to-Network Interface) 라우팅 기능을 위한 블록간 관계도

도 2는 자신의 노드 형상이 구성되어 PNNI 라우팅 기능을 시작함으로써 이웃노드와의 데이터 베이스 동기화가 이루어지고 계속적인 플루딩과 하위노드의 라우팅 정보 구성을 위한 정보 구성등 라우팅 전반에 걸친 흐름도

도 3은 노드의 중요 정보 변경에 따른 자체 피어 그룹내 정보 전달을 위한 플루딩 프로시져를 나타내는 흐름도

도 4는 피어그룹이 이웃 피어 그룹과의 연결 통로로 간주될 수 있는 보더 노드 정보를 구하는 흐름도

도 5는 상위 노드에서 하위 노드를 통한 호 연결시 패스 설정을 위한 라우팅 정보를 위해서 하위 피어그룹 토폴로지 정보의 생성에 앞서, 하위 피어 그룹의 보더간 패스 계산을 수행하는 흐름도

도 6는 도 5에서 계산된 패스를 바탕으로 상기에서 제시한 그룹핑 토폴로지축약 스킴을 이용하여 반지름 r을 구하는 흐름도

도 7은 도 6에서 그룹별로 계산된 반지름 데이터를 노달 상태 파라미터 정보 그룹으로 인코딩하여 PNNI 패킷중 하나인 PTSP 패킷으로 상위의 이웃노드에게 전달하는 흐름도

도 8은 본 발명의 토폴로지 스킴을 평가하기 위한 호 시도시 성공/실패에 따른 처리 흐름도

도 9는 하위의 피어그룹을 상위의 복합 논리 노드로 표현하는 일 예를 설명하기 위한 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 파라메타 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 이용한 PNNI 라우팅 기능을 위한 블록간 관계도이다.

ATM교환 시스템은 기본적으로 여러개의 ACS(ATM Central Switching Subsystem, 중앙교환 서브시스템), ALS(ATM Local Switching Subsystem, 접속교환 서브시스템)로 구성 되어 있으며, 망 및 가입자 정합을 위한 정합보드(BLIA: Basic-rate Line Interface Board Assembly)를 포함한다.

ACS는 시스템 전체의 유지 보수 및 ALS와 동일한 스위치 요소(switch element) CS(Central Switch)를 이용한 자기루팅 스위칭 및 망동기 기능을 수행하며, 단단(single stage)의 자기루팅 스위치 모듈(self routing switch module) LS(Local Switch)를 내장하고 있다.

ALS는 주로 호 처리 기능을 담당하며 발신 ALS와 착신 ALS사이의 통신에 의해서 호 연결이 이루어진다. ALS의 BLIA 보드는 내부 정보 관리를 위하여 PNNI 프로토콜 수용을 위해서는 PNNI 용 TIM(Trunk Interface Module, PTIM) 타입으로 분류하며, ALS의 스위치 네트워크와 IMI(Inter Module Interface)로 연결되어 있다.이웃 노드로부터 패킷은 BLIA로부터 수신되며 프로토콜 기능 수행을 위하여 CCCP(Call Connection Control Processor)에 VPI/VCI(Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier) 채널 정합을 위한 PAAL(PNNI AAL)를 통하여 OMP(Operation and Maintenance Processor)에 전달된다.

OMP에서는 PNNI자원 관리를 PNDM(PNNI Data Management) 블록을 통하여 수행하며, PNNI 라우팅 패킷 형태 따른 데이터 인코딩/디코딩은 PED(Packet Encoding/Decoding)를 통하여 수행 된다. 그리고 실제적인 라우팅 프로토콜 수행 및 PGL기능, 상위 노드로의 데이터 전달, 내부 라우팅 패스 계산등은 PRC(PNNI Routing Control) 블록에서 수행된다.

도 2는 자신의 노드 형상이 구성되어 PNNI 라우팅 기능을 시작함으로써 이웃노드와의 데이터 베이스 동기화가 이루어지고 계속적인 플루딩과 하위노드의 라우팅 정보 구성을 위한 정보 구성등 라우팅 전반에 걸친 흐름도이다.

처음에, 운용자로부터 자신의 노드 주소를 입력 받아(S201) 노드 형상 정보를 구성하고, 또한 운용자로부터 그 노드에 연결된 링크 정보 입력 받아(S202) 링크 형상 정보를 구성 한다.

이어, 이웃노드와 각자 자신이 갖고 있는 정보를 서로 교환하여 두 노드가 동일한 데이터 베이스를 갖는 데이터베이스 동기화를 수행하고(S203), 노드의 중요 정보 변경에 따른 자체 피어 그룹내 정보 전달은 플루딩 프로시져에 의해서 수행된다(S204). 이러한 정보는 라우팅 블록인 PRC에 의해 데이터 베이스나, 로컬 테이블에 저장 된다.

이렇게 저장된 정보를 통해 이 피어그룹이 이웃 피어 그룹과의 연결 통로로 간주 될 수 있는 보더 노드 정보를 구할 수 있다(S205). 상위 노드에서 하위 노드를 통한 호 연결시 패스 설정을 위한 라우팅 정보를 위해서 하위 피어그룹의 토폴로지 정보의 생성이 필요하다. 이를 위해 하위 피어 그룹의 보더간 패스 계산이 우선 되어야 한다(S206). 계산된 패스를 바탕으로 상기에서 제시한 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 이용하여 반지름 r을 구한다(S207). 그룹별로 계산된 반지름 데이터는 노달 상태 파라미터 정보 그룹으로 인코딩되어 PNNI 패킷중 하나인 PTSP(PNNI Topology State Packet) 패킷으로 이웃노드에 전달된다(S208). 상기에서 제안된 토폴로지 스킴을 평가하기 위하여 호 시도시 성공/실패에 따른 처리를 수행한다(S209).

도 3은 노드의 중요 정보 변경에 따른 자체 피어 그룹내 정보 전달을 위한 플루딩 프로시져를 나타내는 흐름도 이다.

자신의 주요 변화 또는 이웃 노드로부터 라우팅 패킷을 수신하면(S301) 패킷 타입을 분석한다(S302). PNNI는 5가지 패킷(Hello, PTSE 요구, PTSE 응답, DSP(Data Summary Packet), PTSP)이 있는데, 이중에서 실제 노드의 정보를 전달하는 것은 PTSP 패킷이다. PTSP는 PTSE의 묶음으로서 전달받은 내용에 대한 응답 및 관리를 위해 PTSE 리스트에 저장한다(S303).

그런 다음 실제 내부에 내용을 분석하기 위해 수신된 패킷의 디코딩을 수행한 후(S304), 수행된 결과를 참조하여 이 패킷의 정보 그룹을 확인한다(S305). 이 정보 그룹이 노달 정보 타입이면 상대 노드의 창구가 되는 포트번호 및 내부 데이터 핸들링을 위한 로컬정보를 저장한다(S306). 또한 노달정보의 리더쉽 우선 순위등 노드정보 플루딩을 위한 데이터베이스 정보를 저장한다(S307).

패킷의 정보 그룹이 링크정보 타입인 경우에는 각각의 링크를 관리 해야 하므로 각각에 대한 포트 정보 및 상태 정보를 로컬 데이터베이스에 저장한다(S308). 또한 링크에 대한 상대 링크의 포트 번호 및 노드 번호, 토폴로지 상태 파라미터 정보등 플루딩을 위한 정보를 데이터베이스에 저장한다(S309).

그리고, 패킷의 정보 그룹이 도달성 주소정보 타입인 경우에는 위 경우와 마찬가지로 로컬 정보 및 관련 데이터 베이스 정보를 저장한다(S310, S311).

이러한 그룹 정보들은 패킷 내용의 신(new), 구(old)에 따라 패킷 플루딩의 필요성이 결정된다(S312).

이웃 노드로의 플루딩이 필요한 경우(패킷 내용이 새로운 경우), 패킷 형태에 맞는 내용을 구성하기 위해 데이터베이스를 참조한다. 이러한 데이터를 인코딩(S313)하여 자신의 노드에 연결된 모든 이웃 노드들에게 플루딩한다(S314). 전달된 패킷은 이웃노드로부터 잘 받았다는 응답을 받기 위해 PTSE 응답 리스트에 저장한다(S315).

도 4는 피어그룹이 이웃 피어 그룹과의 연결 통로로 간주 될 수 있는 보더 노드 정보를 구하는 흐름도이다.

라우팅 프로토콜 수행중 링크가 자신의 링크가 타 노드와 연결됐음을 알았을 때 정해진 방식(specification)에 따라 피어그룹 리더 선출 기능을 수행한다(S401). 피어그룹 리더 선출 결과 자신의 노드가 이 피어그룹의 리더인지를 검색한다(S402).

만약 자신의 노드가 피어그룹 리더로 선출되지 않았으면 언젠가 피어 그룹의 리더로 선출될 가능성을 위해 단계 S401로 돌아가 주기적으로 피어그룹 리더 선출 기능을 수행한다.

단계 S402에서의 검색결과, 자신의 노드가 피어그룹 리더로 선출되었다면 피어그룹 리더 수행 프로세스를 시작한다(S403).

피어그룹 리더는 자신의 피어그룹 정보를 상위에 전달하고, 상위 노드로부터 정보를 받아 자신의 피어 노드들에게 플루딩 해주는 역할을 한다. 피어의 토폴로지 정보를 상위에 전달하기 위해 정보를 재 구성해야 하는데, 이를 위해 먼저 피어 그룹내 보더 노드들로부터 이웃 피어그룹과의 Hello 프로토콜 결과로 나타난 업 링크 정보(패킷)를 받는다(S404). 이 업링크 정보는 보더 노드 ID 및 그 보더 노드의 링크, 포트 번호, 상위로의 로컬 포트 정보를 포함하므로 궁극적으로 자신의 피어내에서의 보더 노드간 최단 패스를 구하기 위한 정보로 사용된다.

수신한 패킷 정보 분석을 위하여 패킷 디코딩을 수행하고(S405), 디코딩된 패킷 정보중 PTES 번호등 자체관리를 위한 정보를 로컬 정보로 저장하며(S406), 플루딩 및 패킷 만료(expire) 시간 점검을 위하여 데이터베이스에 저장한다(S407).

이 패킷이 플루딩이 필요한 경우 패킷을 인코딩하여(S408) 이웃 노드에 플루딩하고(S409), 주기적인 패스 계산을 위해 타이머를 세트한다(S410)

그런 다음, PTSE 데이터베이스에 저장된 정보중 업 링크 노드 ID 정보를 검색하여(S411), 이전에 검색한 업 링크 노드 ID와 비교하여(S412) 동일한 경우는 검색을 계속하고 그렇치 않는 경우는 보더 노드 테이블에 이를 저장(S413)함으로써 보더 노드정보 추출을 종료한다.

도 5는 상위 노드에서 하위 노드를 통한 호 연결시 패스 설정을 위한 라우팅 정보를 위해서 하위 피어그룹의 토폴로지 정보의 생성에 앞서, 하위 피어 그룹의 보더간 패스 계산을 위한 흐름도이다.

운용자로부터 패스 계산시 사용될 토폴로지 파라미터를 입력 받는다(S501). 하위 피어그룹내 모든 보더 노드간 패스를 계산 해야 하므로 앞서 설명한 도 4에서 추출된 보더 노드들을 참고로 한다(S502). i부터 j까지의 패스 계산을 위하여 이중에서 하나의 보더 노드 j를 추출한다(S503).

두 보더 보드들이 동일한 상위 노드를 갖고 있는지를 비교한다(S504). 이는 하위 그룹에서 패스를 계산하는 이유가 상위 노드를 경유한 다른 상위 논리 노드로의 패스 설정을 위한 것이므로 i,j의 상위 노드가 동일한 경우는 무의미한 것이다.

앞서 설명한 서비스 카테고리별(S505)로 최단거리 패스계산을 수행한다(506). 최단거리 패스 계산은 일반적인 Dijikstras 알고리즘을 따른다. 계산된 각각의 패스는 차후 토폴로지 축약을 위한 계산 수행을 위해 테이블에 저장한다(S507). 순차적인 보더 노드 추출을 모두 마치고(S508), 서비스 카테고리 추출을 마친다(S509).

도 6는 도 5에서 계산된 패스를 바탕으로 상기에서 제시한 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 이용하여 반지름 r을 구하는 흐름도 이다.

미리 정의된 그룹핑 메커니즘(서비스 카테고리, 토폴로지 상태 파라미터 기준)을 바탕으로한 테이블에 접근하여 그룹테이블 검색을 시작한다(S601). 그룹테이블 검색 결과, 만약 앞서 언급한 그룹 A에 대한 것(S602)이라면, 상술한 도 5에서 계산된 패스 정보중 서비스 카테고리가 CBR, rtVBR 인 패스들을 선택한다(S603).

그런다음 그룹테이블로부터 토폴로지 상태 파라미터 CDV(Cell Delay Variation), maxCTD(maximum Cell Transfer Delay)를 선택하여(S604), 상술한 반지름을 구하는 수학식을 대입하여 반지름을 구한다(S605). 이 정보를 추후 상위 노드로 전달을 위하여, 노달 상태정보 그룹 데이터베이스에 저장한다(S606).

단계 S601에서의 그룹테이블 검색 결과 앞서 언급한 그룹 B에 대한 것(S607)이라면, 상기 도 5에서 계산된 패스 정보중 서비스 카테고리가 UBR(Unspecified Bit Rate)인 패스들을 선택한다(S608). 그룹테이블로부터 토폴로지 상태 파라미터 maxCR를 선택하여(S609), 상술한 반지름을 구하는 수학식을 대입하여 반지름을 구한다(S610). 이정보를 추후 상위 노드로 전달을 위하여, 노달 상태정보 그룹 데이터베이스에 저장한다(S611).

단계 S601에서의 그룹테이블 검색결과, 앞서 언급된 그룹 C에 대한 것(S612)이라면, 상술한 도 5에서 계산된 패스 정보중 서비스 카테고리가 ABR(Available Bit Rate인 패스들을 선택한다(S613). 그룹테이블로부터 토폴로지 상태 파라미터 CLR(Cell Loss Ratio), maxCR을 선택하여(S614), 상술한 반지름을 구하는 수학식을 대입하여 반지름을 구한다(S615). 이정보를 추후 상위 노드로 전달을 위하여, 노달 상태정보 그룹 데이터베이스에 저장한다(S616). 이러한 방식으로 그룹화 시킬 수 있는 것들을 추출하여 동일한 방식으로 그룹 검색을 수행한다(S617).

즉, 검색된 그룹에 대해 해당 파라메터를 선택하고, 정해진 반지름을 구하는 식을 적용하여 반지름을 구한 후, 이를 노달 상태정보 그룹 데이터베이스에 저장한다.

도 7은 도 6에서 그룹별로 계산된 반지름 데이터를 노달 상태 파라미터 정보 그룹으로 인코딩 하여 PNNI 패킷중 하나인 PTSP 패킷으로 상위의 이웃노드에게 전달하기 위한 흐름도이다.

노달 상태 파라미터 정보 그룹 PTSE를 형성하기 위해 데이터 베이스로부터 정보를 추출하고(S701), 구성된 PTSE는 차후관리를 위하여 PTSE리스트에 저장한다(S702). 또한 구성된 PTSE를 하위 계층 전송을 위하여 인코딩하고(S703) 이 패킷을 상위 노드(LGN)에 전송 한다(S704).

상위 노드에서는 이 패킷을 이웃에 전송하기 위해 PTSE 데이터베이스에서 이웃노드를 검색한다(S705). 또한 수신된 이 패킷을 상위의 PTSE 데이타베이스에 저장하며(S706) 상위에서의 PTSE 플루딩을 위하여 PTSE 리스트에 저장한다(S707).

이제 하위의 토폴로지 상태 표현이 복합노드 표현으로 변경됨에 따라 이를 노드 정보그룹(IG)에 저장한다(S708). 정보에 주요한 변화가 발생되었으므로 이를 노드정보에 반영하고(S709) 데이터베이스에 이를 저장한다(S710).

차후 플루딩을 위하여 PTSE 리스트에 이를 저장하고(S711) 앞에서 검색된 이웃노드들 수 만큼(S712) 노드정보 그룹 패킷과 노달 상태 파라미터 정보 그룹 패킷을 이웃노드에게 전달하고(S713) 순차 작업을 마친다(S714).

도 8은 상술한 본 발명의 토폴로지 스킴을 평가(Evaluation)하기 위한 호 시도시의 성공/실패에 따른 처리 흐름도이다.

먼저, 호 성공/실패 값 및 노드 계산 방식 값을 초기화하며, 이와 관련된 PTSE를 광고한다(S801).

호 처리 블록으로부터 호 시작(set-up) 요구를 받으면 이 정보에서 서비스 카테고리(SC: Service Category) 및 대역(BW, BandWidth), QoS를 추출한다(S802).

그런 다음, 패스 선택(PS: Path Selection)이나 호 성공/실패 값에 따른 노드 표현 방식을 변경하기 위하여 패스 선택이나 호 성공/실패값을 기준값과 비교한다(S803).

성공/실패값 > 기준값 x 또는 성공/실패값 < 기준값 y를 만족하지 못 하는 경우 토폴로지 표현 방식을 정확도가 높은 풀 메쉬 방식으로 변경하고 PTSE를 광고하고(S804), 만족하는 경우에는 토폴로지 데이터베이스(T-DB)에 저장된 표현 방식에 따른 정보들을 바탕으로 패스계산을 수행한다(S805).

계산된 패스에 호가 요구한 도착 도달 주소가 있는지 확인하여(S806), 있으면 패스선택이나 호 성공/실패 값을 변경하고(S807), 그렇지 않으면 그 시점에서 주어진 파라메터를 이용하여 패스를 계산(On-demand 패스 계산)하고(S808), 호 연결의 결과에 따라 패스 선택이나 호 성공/실패 값을 저장한다(S809).

도 9는 하위의 피어그룹을 상위의 복합 논리 노드로 표현하는 일 예를 도시한 흐름도로서, 하위 PG(A.4)(901)를 상위 LGN A.4에서 복합 노드 표현(complex node representation)으로 함축(902)한 것이다.

여기서, 차 하위 PG(A.4)에서 노드들의 관계를 볼 때, A.4.6은 따로 떨어져 있어, A.4.1에서 A.4.5의 노드 형상에 비해 비 대칭(asymmetric)적인 성격을 갖는다. 스포크(Spoke: a, b, c)는 핵(n: nucleus)과 논리 포트(logical port)와의 연결을 나타내고 예외(Exception : x, c)는 2가지 형태로 나타날 수 있다. 첫째는, 핵과 포트간 연결이 디폴트와 많은 상이점을 갖는경우 (c), 둘째는, 두 포트간에 직접연결이 용이한 경우 (x)(bypass, direct point-to-point연결)로 나타낼 수 있다. 일예로, 스포크 a, b, c가 각각 디폴트 어트리뷰트를 갖는 스포크인 경우 동일 반지름r_i값을 갖는 단일한(uniform) 한 시메트릭 스타를 형성한다. 다른 예로, 스포크 a, b가 디폴트 어트리뷰트를 갖고 스포크 c가 예외 어트리뷰트를 갖는 경우 (상이한 반지름 r_i, r_j값을 갖는 경우), 이러한 예외가 많이 있어 비대칭(asymmetric)으로의 구성이 필요하다. 여기서 핵(nucleus)은 PG가목적지(destination) PG일 경우, 그 PG의 중심이라 할 수 있고 그 PG이 전이(transit) PG일 때는 그 PG의 두 보더 노드간의 중간 지점이라 할 수 있다.

복합 노드 표현의 처리 과정은 다음과 같다.

먼저 노드 A.4는 복합 노드 표현에 대한 PTSE를 동일 PG내에 플루딩한다. 이때 그 PTSE는 각 하위 PG의 피어그룹 리더(PGL)에게 전달되며, 이 PGL은 동일 PG내에 피어 들에게 연속적으로 플루딩 한다. LGN 4(902)를 지나는 라우팅시 호가 요구한 자원을 충족 시키도록 LGN내의 2개 이하의 스포크를 선택한다. A.3의 발신(calling party)에서 A.1 착신(called party)을 가질때 A.2와 A.1이 폭주(congestion) 문제로 A.4를 통과 하는 경우, 패스 선택(path selection)의 3 가지 경우는 다음과 같으며,

a. A.3 -> 스포크 c -> 스포크 b -> A.1

b. A.3 -> 스포크 a -> 스포크 b -> A.1

c. A.3 -> 스포크 x -> A.1

트래픽 파라미터(Traffic parameter)를 고려 하지 않는 경우, 가장 최단(shortest)의 c 를 선택한다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 아래의 [표. 2]에서 나타낸 바와 같이 시메트릭 스타 토폴로지 축약 스킴으로 하위 노드를 상위 논리 노드로 표현함으로써 복잡도는 기본적인 시메트릭 스타 스킴과 동일 하게 유지 하면서, 패스 선택 동안에는 더욱더 정확한 정보를 추출할 수 있어 결과적으로 호 성공률을 높일 수 있다.

Claims

PNNI 계층 토폴로지 축약 방법에 있어서,

라우팅 수행시 운용자로부터 자신의 노드 주소를 입력 받아 노드 형상 정보를 구성하고, 또한 운용자로부터 그 노드에 연결된 링크 정보 입력 받아 링크 형상 정보를 구성 하며, 이웃노드와 각자 자신이 갖고 있는 정보를 서로 교환하여 두 노드가 동일한 데이터 베이스를 갖는 데이터베이스 동기화를 수행하는 과정;

노드의 중요 정보 변경에 따른 자체 피어 그룹내 정보 전달을 위한 플루딩 프로시져를 처리하는 과정;

저장된 플루딩 정보를 통해 해당 피어그룹이 이웃 피어 그룹과의 연결 통로로 간주 될 수 있는 보더 노드 정보를 추출하는 과정;

상위 노드에서 하위 노드를 통한 호 연결시 패스 설정을 위한 라우팅 정보를 위해서 하위 피어그룹의 토폴로지 정보 생성에 필요한 패스를 계산하는 과정;

계산된 패스를 바탕으로 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 이용하여 반지름 r을 계산하는 과정;

그룹별로 계산된 반지름 데이터는 노달 상태 파라미터 정보 그룹으로 인코딩되어 PNNI 패킷중 하나인 PTSP 패킷으로 이웃노드에 전달하는 과정; 및

호 시도시 성공/실패에 따른 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 평가하는 과정을 포함하여 하위 피어 그룹 정보를 상위의 논리 그룹 노드에 축약된 정보로 제공하여 호 시도시 이 라우팅 정보를 이용하여 호 블록킹 확률를 낮추도록 하는 것을 특징으로 하는 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법.
제1항에 있어서,

상기 노드의 중요 정보 변경에 따른 자체 피어 그룹내 정보 전달을 위한 플루딩 프로시져를 처리하는 과정은,

자신의 주요 변화 또는 이웃 노드로부터 라우팅 패킷을 수신하면 패킷 타입을 분석하여, 실제 노드의 정보를 전달하는 PTSP 이면 전달받은 내용에 대한 응답 및 관리를 위해 PTSE 리스트에 저장하는 단계;

실제 내부의 내용을 분석하기 위해 수신된 패킷의 디코딩을 수행한 후, 수행된 결과를 참조하여 이 패킷의 정보 그룹을 확인하여, 정보그룹에 따라 로컬정보와 데이터베이 정보를 저장하는 단계; 및

패킷 내용이 새로운 경우, 이웃 노드로의 플루딩에 요구되는 패킷 형태에 맞는 내용을 구성하기 위해 데이터베이스를 참조하여 데이터를 인코딩한 후, 자신의 노드에 연결된 모든 이웃 노드들에게 플루딩하고, 전달된 패킷은 이웃노드로부터 잘 받았다는 응답을 받기 위해 PTSE 응답 리스트에 저장하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법.
제1항에 있어서,

저장된 플루딩 정보를 통해 해당 피어그룹이 이웃 피어 그룹과의 연결 통로로 간주 될 수 있는 보더 노드 정보를 추출하는 과정은,

라우팅 프로토콜 수행중 링크가 자신의 링크가 타 노드와 연결됐음을 알았을 때 피어그룹 리더 선출 기능을 수행하는 단계;

상기 단계에서 피어그룹 리더 선출 결과 자신의 노드가 이 피어그룹의 리더이면, 피어 그룹 리더 수행 프로세스를 시작하여, 피어의 토폴로지 정보를 상위에 전달하기 위한 정보를 재구성을 위해 피어 그룹내 보더 노드들로부터 이웃 피어그룹과의 Hello 프로토콜 결과로 나타난 업 링크 정보(패킷)를 받는 단계;

수신된 패킷 정보 분석을 위하여 패킷 디코딩을 수행하고, 디코딩된 패킷 정보중 PTES 번호등 자체관리를 위한 정보를 로컬 정보로 저장하며, 플루딩 및 패킷 만료시간 점검을 위하여 데이터베이스에 저장하는 단계;

수신된 패킷이 플루딩이 필요한 경우 패킷을 인코딩하여 이웃 노드에 플루딩하고, 주기적인 패스 계산을 위해 타이머를 세트하는 단계;

PTSE 데이터베이스에 저장된 정보중 업 링크 노드 ID 정보를 검색하여, 이전에 검색한 업 링크 노드 ID와 비교하여 동일하면 검색을 계속하고, 그렇지 않으면 보더 노드 테이블에 이를 저장함으로써 보더 노드정보 추출을 종료하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법.
제1항에 있어서,

상기 상위 노드에서 하위 노드를 통한 호 연결시 패스 설정을 위한 라우팅 정보를 위해서 하위 피어그룹의 토폴로지 정보 생성에 필요한 패스를 계산하는 과정은,

운용자로부터 패스 계산시 사용될 토폴로지 파라미터를 입력 받는 단계;

하위 피어그룹내 모든 보더 노드간 패스를 계산해야 하므로 이전과정에서 추출된 보더 노드들을 참고로 하여 i부터 j까지의 패스 계산을 위하여 이중에서 하나의 보더 노드 j를 추출하는 단계;

두 보더 노드들이 동일한 상위 노드를 갖고 있는지를 비교하여 동일한 경우, 앞의 단계를 분기하고, 서로 다른 상위 노드를 가지면 서비스 카테고리별로 일반적인 Dijikstras 알고리즘에 따라 최단거리 패스계산을 수행하는 단계; 및

계산된 각각의 패스를 차후 토폴로지 축약을 위한 계산 수행을 위해 테이블에 저장하고 순차적인 보더 노드 추출을 모두 마치고, 서비스 카테고리 추출을 마치는 단계를 포함하는 특징으로 하는 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법.
제1항에 있어서,

상기 계산된 패스를 바탕으로 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 이용하여 반지름 r을 계산하는 과정은,

미리 정의된 그룹핑 메커니즘(서비스 카테고리, 토폴로지 상태 파라미터 기준)을 바탕으로한 테이블에 접근하여 그룹테이블을 검색하는 단계;

그룹테이블 검색 결과에 따른 해당 서비스 카테고리를 선택하고, 그룹테이블로부터 토폴로지 상태 파라미터를 추출하여, 정해진 방법으로 반지름을 구하는 단계; 및

구한 반지름 정보를 추후 상위 노드로 전달을 위하여 노달 상태정보 그룹 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법.
제1항에 있어서,

상기 그룹별로 계산된 반지름 데이터는 노달 상태 파라미터 정보 그룹으로 인코딩되어 PNNI 패킷중 하나인 PTSP 패킷으로 이웃노드에 전달하는 과정은,

노달 상태 파라미터 정보 그룹 PTSE를 형성하기 위해 데이터 베이스로부터 정보를 추출하고, 구성된 PTSE는 차후관리를 위하여 PTSE리스트에 저장하는 단계;

구성된 PTSE를 하위 계층 전송을 위하여 인코딩하고 이 패킷을 상위 노드(LGN)에 전송 하는 단계;

상위 노드에서는 이 패킷을 이웃에 전송하기 위해 PTSE 데이터베이스에서 이웃노드를 검색하고, 또한 수신된 이 패킷을 상위의 PTSE 데이타베이스에 저장하며 상위에서의 PTSE 플루딩을 위하여 PTSE 리스트에 저장하는 단계;

하위의 토폴로지 상태 표현이 복합노드 표현으로 변경됨에 따라 이를 노드 정보그룹에 저장하고, 정보에 주요한 변화가 발생되었으므로 이를 노드정보에 반영하고 데이터베이스에 이를 저장하는 단계; 및

차후 플루딩을 위하여 PTSE 리스트에 이를 저장하고 앞에서 검색된 이웃노드들 수 만큼 노드정보 그룹 패킷과 노달 상태 파라미터 정보 그룹 패킷을 이웃노드에게 전달하고 순차 작업을 마치는 단계를 포함하는 특징으로 하는 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법.
제1항에 있어서,

상기 호 시도시 성공/실패에 따른 그룹핑 토폴로지 축약 스킴을 평가하는 과정은,

호 성공/실패 값 및 노드 계산 방식 값을 초기화하며, 이와 관련된 PTSE를 광고하는 단계;

호 처리 블록으로부터 호 시작 요구를 받으면 이 정보에서 서비스 카테고리(SC) 및 대역(BW), QoS를 추출하는 단계;

패스 선택(PS)이나 호 성공/실패 값에 따른 노드 표현 방식을 변경하기 위하여 패스 선택이나 호 성공/실패값을 기준값과 비교하는 단계;

성공/실패값 > 기준값 x 또는 성공/실패값 < 기준값 y를 만족하지 못 하는 경우 토폴로지 표현 방식을 정확도가 높은 풀 메쉬 방식으로 변경하고 PTSE를 광고하고, 만족하는 경우에는 토폴로지 데이터베이스(T-DB)에 저장된 표현 방식에 따른 정보들을 바탕으로 패스계산을 수행하는 단계; 및

계산된 패스에 호가 요구한 도착 도달 주소가 있는지 확인하여, 있으면 패스선택이나 호 성공/실패 값을 변경하고, 그렇지 않으면 그 시점에서 주어진 파라메터를 이용하여 패스 계산을 하여 호 연결의 결과에 따라 패스 선택이나 호 성공/실패 값을 저장하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 파라메타 그룹핑 스킴을 이용한 PNNI 계층 토폴로지 축약 방법.