KR100369936B1

KR100369936B1 - Ｍｐｌｓ망에서의 대역폭 공유에 의한 효율적인 경로 복구방법

Info

Publication number: KR100369936B1
Application number: KR10-2000-0083018A
Authority: KR
Inventors: 박혜경; 양미정
Original assignee: 주식회사 케이티; 한국전자통신연구원
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2003-01-30
Also published as: KR20020053393A

Abstract

본 발명은 MPLS 망의 생존성을 보장하기 위해, 망의 자원을 효율적으로 사용하면서 빠른 경로 복구를 제공하는 경로 복구 방법에 관한 것으로, 설정될 경로상의 각 노드, 각 노드간의 링크, 상기 각 링크간의 대역폭값 및 상기 각 링크간의 복구 경로의 최대 대역폭값 등의 망 가용 정보를 파악하는 제1 단계; 상기 링크 중 요청된 대역폭값보다 큰 대역폭값을 가지는 노드를 선별하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 선별된 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 작업 경로로 설정하고, 작업 설정이 실패하면 상기 제1 단계로 천이하는 제3 단계; 상기 제3 단계에서 작업 경로가 설정된 경우, 설정된 작업 경로를 제외하고 상기 링크간 대역폭값과 복구 경로의 최대 대역폭값의 합이 상기 요청된 대역폭값보다 작은 링크를 제외한 노드 및 링크를 선별하는 제4 단계; 상기 제4 단계에서 구한 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 복구 경로로 설정하는 제5 단계; 및 상기 제5 단계에서 복구 경로가 설정된 경우 작업을 종료하고, 복구 경로 설정이 실패한 경우에는 상기 제4 단계로 천이하는 제6 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하여, 복구경로를 위해 대역폭을 모두 확보해두는 종래의 방법보다는 망의 효율을 증가 시킬 수 있으며, 높은 신뢰도 수준을 유지하도록 해 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

ＭＰＬＳ망에서의 대역폭 공유에 의한 효율적인 경로 복구 방법{An Efficient Restoration Mechanism Using Bandwidth Sharing Method In MPLS}

본 발명은 네트워크상에서의 망 복구 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 MPLS 망에서의 복구 경로 설정하는데 있어서, 복구 경로들이 서로 대역폭을 공유함으로써 보다 많은 망의 자원을 작업 경로를 위해 제공하도록 하여 망에서 제공하는 서비스에 대한 높은 신뢰성을 유지하면서 망의 효율성도 높일 수 있는 복구 경로 설정 방법에 관한 것이다.

최근, 인터넷 사용자의 증가와 이에 따른 트래픽 증가 및 인터넷을 통한 응용 서비스의 다양화는 인터넷의 고속화 및 서비스 품질 보장을 요구하고 있다. 이러한 당면 과제를 해결하기 위해 통합 라우팅 방식에 기반을 두고 링크 계층의 스위칭 기술을 결합하여 IP 패킷을 전달하는 MPLS(Multiprotocol Label Switching) 기술이 표준화 되고 있다.

MPLS는 초고속정보통신망의 핵심인 비동기전송방식(ATM) 교환기의 인터넷 기능을 강화하기 위한 기술로서, 계층 3과 계층 2를 통합하여 전송하여 레이블 할당이 계층 3 프로토콜과 독립적으로 수행됨으로 다양한 네트워크 계층 프로토콜들을 지원할 수 있을 뿐만 아니라, 하위 전송 망에 유연하게 적용할 수 있다.

이러한 MPLS 기술이 향후 백본망으로 이용될 경우 무엇보다 안정성 높고 효율적인 경로 복구 방법이 제공되어야 한다.

경로 복구란 기 설정된 LSP(Label Switched Path) 상에서 데이터 전송 중 경로에 문제가 발생하였거나 특정 노드의 에러로 인해 정상적인 데이터 전송이 불가능한 경우 이를 복구 경로로 우회 시킴으로써 데이터 전송을 유지시켜 주기 위한 복구 경로 설정 및 복구 방법에 대한 기술이다.

MPLS의 기본적인 동작 개념은 도 1과 같다. MPLS 도메인의 Ingress LSR(Label Switching Router)은 non-MPLS 망으로부터 전달되어 오는 패킷의 헤더를 분석하여 이 패킷이 전달될 LSP를 결정하고 해당 출구 인터페이스에 따라 레이블을부착한다. MPLS의 레이블은 하나의 LSR내에서만 의미를 가지는 지역적 식별이다. 중간 LSR들에서는 레이블화된 패킷이 들어오면 그 레이블만 검사하여, 레이블에 따라 패킷 처리와 레이블 스와핑을 수행한다. Egress LSR에서는 도착한 패킷에서 레이블을 제거하고 그 패킷의 목적지로 패킷을 전달한다. 이때, 각 LSR에서의 레이블 룩업 테이블은 MPLS의 신호 프로토콜인 LDP(Label Distribution Protocol)에 의해 생성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, MPLS망은 MPLS 에지노드(101)와 MPLS 내부노드(102) 그리고 이러한 노드들을 연결하는 링크(103)로 구성된다. 에지노드는 외부 망과 연결을 가지는 노드이며, 내부노드는 MPLS노드와 연결을 가지는 노드이다.

MPLS망은 외부의 요구에 의해 에지노드에서 다른 에지노드로 LSP(Label Switched Path)를 설정하게 된다. 예를 들어, 제안방법에 의해 F에지노드에서 C에지노드로 LSP를 설정하고자 할 경우, 가장 짧은 경로인 J를 경유하는 작업 경로(104)가 설정되고, G와 H를 경유하는 복구경로(105)가 설정되며, 필요한 경우 L,K.I를 경유하는 또 다른 복구경로(106)가 설정된다. 작업경로은 길이는 2이고, 복구경로 1의 길이는 3, 복구경로 2의 길이는 4이다. 이러한 경로들은 모두 서로 다른 노드와 다른 링크를 가지는 배타적인(disjoint) 경로들이다.

MPLS의 주요 기능으로 부각되고 있는 트래픽 엔지니어링은 효율적이고 신뢰성 있게 네트워크 오퍼레이션들을 이용함과 동시에 네트워크 자원들의 이용률을 최적화할 목적으로 트래팩의 해당 요구사항을 네트워크으로 매핑시키는 과정이다. 이를 통해서, 네트워크 링크와 노드들의 이용률을 최대화 할 수 있으며, 네트워크 트래픽들을 여러 링크로 적절히 분산시킴으로서 한 링크나 노드의 장애로 인한 영향을 최소화 하거나 장애 발생시 트래픽을 우회시키기 위한 여분의 링크 용량의 보장도 가능하다.

트래픽 정보와 망의 자원을 고려한 명시적 경로의 선택이 가능한 Constrained-Based Routing은 이러한 트래픽 엔지니어링을 위한 중요한 도구로 사용될 수 있다.

한편, 망 복구 기능은 각 계층에서 제공가능하다. 파장 단위에서의 복구를 수행하는 광 계층에서의 망 복구는 전송 신호의 신속한 감지로 빠른 고장 인식이 가능하고 많은 수의 상위 계층 데이터의 흐름을 동시에 복원할 수 있다. 또한, 자동 보호 스위칭 기능을 제공하는 SDH/SONET 계층에서의 복구가 가능하다.

그런데, 이러한 광 계층이나 SDH/SONET 계층에서의 복구는 상위 계층의 논리적 경로에 대한 트래픽을 구별할 수 없으므로, 서비스에 따른 망의 복구는 지원될 수 없다는 단점이 있다. 또한, 현재의 인터넷에서는 장애가 발생하면 라우팅 정보가 전달되며 변경된 라우팅 정보에 의해 새로운 경로로 패킷을 전달하는 IP 계층의 망 복구 기능에 의존하고 있다. 이러한 방법은 하위 계층에 비해 상당한 시간이 소요되며, 명시적 경로 결정 기능이 없기 때문에 복구를 위한 대체 경로를 설정할 수 없다는 단점이 있다.

그러나, 이러한 기존 망 복구 제공 방식에 비해 MPLS에서의 망복구는 여러장점을 제공할 수 있다. 즉, 광 계층이나 SDH 계층에서 발견할 수 없는 논리적 채널의 장애나 노드의 설정 오류에 의한 장애를 검출할 수 있으며, IP 계층에서 제공하지 못하는 Constrained-Based Routing 기능으로 대역폭을 고려한 명시적경로 설정으로 QoS 기반의 망 복구가 가능하다. 또한, MPLS 신호 프로토콜이 제공하는 메시지를 통해 빠른 감지가 가능하다. 그러나, MPLS의 고장 검출 방법은 물리 링크 고장 감지가 어려우며 다양한 망 복구 기능 제공이 미흡한 단점이 있다.

MPLS에서 망 복구를 제공하기 위한 망 복구 방법에는 다음과 같은 방법들이 있다.

일반적으로, 모든 망은 호스트나 라우터에 해당하는 노드(node), 노드를 연결하는 링크(link) 및 링크로 연결되는 경로(path)로 구성된다. 이러한 망에서 복구를 위해서는 작업 경로(working path)와 함께 복구 경로(restoration path or protection path)를 갖게 된다. 이러한 복구 경로의 설정에는 복구 경로를 장애 발생 전에 미리 경로를 준비해 두는 보호 스위칭(protection switching) 방법과 장애 발생 후에 새로운 경로를 찾는 재경로 설정(rerouting) 방법이 있다.

재경로 설정에 의한 복구는 망 장애 발생 후 고장 정보, 망 라우팅 정책 및 망 구성 요소등을 참조하여 새로운 경로들을 설정한다. 재경로 설정 모델은 보호 스위칭 보다 복구 속도가 느리나 망의 현 상태에 의한 경로 설정이 수행되므로 자원 사용의 최적화에는 적합하다.

반면, 보호 스위칭 모델은 명시적 라우팅 방법을 이용해 작업 경로에 있는 트래픽 복구 정보 및 정책적인 고려에 의해 복구 경로를 사전에 설정한다. 작업경로 상에서 고장이 감지되면 복구 경로의 시작 노드는 즉시 복구 경로로 트래픽을 대체하게 되므로 빠른 복구가 가능하다. 이러한 보호 스위칭 방법은 복구 경로의 자원을 이용하는 방법에 따라 1+1("one plus one") 보호와 1:1("one for one") 보호 방법이 있다.

1+1 보호는 경로에 문제가 발생하지 않을 때는 PSL(Path Switch LSR)에서 작업 경로와 복구 경로에 동일한 트래픽을 전송하고 PML(Path Merge LSR)에서는 수신된 데이터를 중복되지 않게 병합하여 전송한다. 경로에 장애가 발생하면 작업 경로의 데이터 전송을 중단하고 복구 경로로만 데이터가 전달된다. 이 방법은 경로에 장애가 발생하더라도 수신지에는 시간 지연 없이 정상적인 데이터를 수신할 수 있으나 자원을 이중으로 사용하게 되므로 효율성이 떨어진다.

1:1 보호에서는 작업 경로 상의 고장으로 복구 경로가 사용될 경우를 제외하고는 복구 경로로는 같은 트래픽을 전송하지 않는다. 따라서, 복구 경로를 미리 설정하더라도 정상 동작 중인 경우에는 우선 순위가 낮은 다른 트래픽 전달 경로로 사용할 수 있기 때문에 효과적으로 복구 경로의 자원을 활용할 수 있다. 이 개념은 1:n 및 m:n 보호로 확장 가능하다.

한편, 복구를 수행하는 범위로 복구 구조를 보면 부분(local) 복구와 전체(global) 복구로 구분된다.

부분 복구는 장애가 발생한 하나의 링크나 노드를 우회하는 경로를 찾는 것이 목적이며 고장을 감지한 노드가 복구를 수행한다. 부분 복구에는 장애가 발생한 링크를 우회해서 라우팅 되도록 하는 링크 복구와 장애 노드를 우회하는 노드복구 형태가 있다.

본 발명은 상기 언급한 MPLS 망에서의 망 복구 경로 설정을 하는데 있어서 망의 신뢰성을 보장하기 위해, 망의 자원을 효율적으로 사용하면서 빠른 경로 복구를 제공할 수 있도록 하는 작업 경로 및 복구 경로 계산 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 MPLS 망 모델 개략도;

도 2는 본 발명에 따른 경로 복구 메카니즘을 포함하는 MPLS 시스템의 기능 블록도;

도 3은 본 발명에 따른 경로 복구 방법 중 1:1 경로 복구를 위한 대역폭 공유 복구 경로 설정 메카니즘을 설명하는 흐름도;

도 4는 본 발명에 따른 경로 복구 방법 중 1:n 경로 복구를 위한 대역폭 공유 복구 경로 설정 메카니즘을 설명하는 흐름도; 및

도 5는 본 발명에 따른 경로 복구 방법에서 사용되는 어느 한 링크에서 대역폭 값을 계산하는 방식을 설명하는 도이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 망 가용 정보 및 라우팅 정보를 저장하고 있는 라우팅 프로토콜(202); 소스 노드내에 구현되어 있고, 사용자 요구에 응답하여 상기 라우팅 프로토콜(202)에 저장되어 있는 망 가용정보에 기초하여 작업 경로 및 복구 경로를 계산하는 경로계산블록(201); 상기 경로계산블록(201)으로부터 경로 설정 요구에 응답하여 경로를 설정하고, 망 경로의 고장을 감지하는 LDP; 및 상기 LDP로부터 설정된 작업 경로 및 복구 경로를 전달받고, 상기 LDP의 지시를 통해 작업 경로 또는 복구 경로 중 정상인 경로로 패킷을 포워딩 시키는 포워딩 엔진을 통한 경로 복구 메카니즘을 사용하는 것을 특징으로 하는 MPLS 시스템이 제공된다.

또한, 본 발명의 제2 측면에 따르면, MPLS망에서 어느 한 노드로부터 다른 노드까지의 작업 경로 및 복구 경로를 설정하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은, 설정될 경로상의 각 노드, 각 노드간의 링크, 상기 각 링크간의 대역폭값 및 상기 각 링크간의 복구 경로의 최대 대역폭값 등의 망 가용 정보를 파악하는 제1 단계; 상기 링크 중 요청된 대역폭값보다 큰 대역폭값을 가지는 링크를 선별하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 선별된 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 작업 경로로 설정하고, 작업 설정이 실패하면 상기 제1 단계로 천이하는 제3 단계; 상기 제3 단계에서 작업 경로가 설정된 경우, 설정된 작업 경로를 제외하고 상기 링크간 대역폭값과 복구 경로의 최대 대역폭값의 합이 상기 요청된 대역폭값보다 작은 링크를 제외한 노드 및 링크를 선별하는 제4 단계; 상기 제4 단계에서 구한 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 복구 경로로 설정하는 제5 단계; 및 상기 제5 단계에서 복구 경로가 설정된 경우 작업을 종료하고, 복구 경로 설정이 실패한 경우에는 상기 제4 단계로 천이하는 제6 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 경로 복구 방법에 있어서, 상기 작업 경로가 설정된 후 복구 경로의 수를 초기값 "0"으로 설정하는 제7 단계; 상기 복구 경로가 설정된 후 상기 복구 경로의 수를 "1" 증가시키는 제8 단계; 및 제8 단계에서 증가된 값이 원하는 복구 경로의 개수보다 작으면 제4 단계로 천이하고, 원하는 복구 경로의 수보다 같거나 크면 종료하는 제9 단계를 더 포함하기도 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 컴퓨터에, MPLS망에서 어느 한 노드로부터 다른 노드까지의 작업 경로 및 복구 경로를 설정하는 방법에 있어서, 설정될 경로상의 각 노드, 각 노드간의 링크, 상기 각 링크간의 대역폭값 및 상기 각 링크간의 복구 경로의 최대 대역폭값 등의 망 가용 정보를 파악하는 제1 절차; 상기 링크 중 요청된 대역폭값보다 큰 대역폭값을 가지는 링크를 선별하는 제2 절차; 상기 제2 절차에서 선별된 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 작업 경로로 설정하고, 작업 설정이 실패하면 상기 제1 절차로 천이하는 제3 절차; 상기 제3 절차에서 작업경로가 설정된 경우, 설정된 작업 경로를 제외하고 상기 링크간 대역폭값과 복구 경로의 최대 대역폭값의 합이 상기 요청된 대역폭값보다 작은 링크를 제외한 노드 및 링크를 선별하는 제4 절차; 상기 제4 절차에서 구한 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 복구 경로로 설정하는 제5 절차; 및 상기 제5 절차에서 복구 경로가 설정된 경우 작업을 종료하고, 복구 경로 설정이 실패한 경우에는 상기 제4 절차로 천이하는 제6 절차를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 컴퓨터에, MPLS망에서 어느 한 노드로부터 다른 노드까지의 작업 경로 및 복구 경로를 설정하는 방법에 있어서, 설정될 경로상의 각 노드, 각 노드간의 링크, 상기 각 링크간의 대역폭값 및 상기 각 링크간의 복구 경로의 최대 대역폭값 등의 망 가용 정보를 파악하는 제1 절차; 상기 링크 중 요청된 대역폭값보다 큰 대역폭값을 가지는 링크를 선별하는 제2 절차; 상기 제2 절차에서 선별된 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 작업 경로로 설정하고, 작업 설정이 실패하면 상기 제1 절차로 천이하는 제3 절차; 상기 작업 경로가 설정된 후 복구 경로의 수를 초기값 "0"으로 설정하는 제4 절차; 상기 설정된 작업 경로를 제외하고 상기 링크간 대역폭값과 복구 경로의 최대 대역폭값의 합이 상기 요청된 대역폭값보다 작은 링크를 제외한 노드 및 링크를 선별하는 제5 절차; 상기 제5 절차에서 구한 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 복구 경로로 설정하는 제6 절차; 상기 복구 경로 설정이 실패한 경우 상기 제5 절차로 천이하고, 복구 경로 설정이 된 경우에는 상기 복구 경로의 수를 "1" 증가시키는 제7 절차; 상기 제7 절차에서증가된 값이 원하는 복구 경로의 개수보다 작으면 제5 절차로 천이하고, 원하는 복구 경로의 수보다 같거나 크면 종료하는 제8 절차를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.

본 방법에 따른 망 복구 경로 설정 방법에 따르면, 복구 경로들이 서로 대역폭을 공유함으로써, 더 많은 망의 자원을 작업 경로를 위해 제공하도록 하여 망에서 제공하는 서비스에 대해 높은 신뢰도를 유지하면서 망의 효율성 또한 높일 수 있다.

즉, 본원의 발명자가 제안한 메커니즘은, 빠른 복구를 위해 보호 스위칭 모델과 트래픽 엔지니어링을 고려한 명시적 경로 설정을 고려하여 전체 복구를 전제로 한다. 또한, 분산 방법에 의해 요구가 있을 경우, 각 소스 즉 에지노드에서 경로를 계산하며, 계산된 경로는 작업 경로 및 복구 경로 설정을 위한 Constrained-Based Routing의 입력으로 사용된다.

MPLS망에서 에지 노드에서 다른 에지 노드까지의 경로 즉 LSP를 구하는 문제는, MPLS망의 모든 노드들의 집합 "V", 링크들의 집합 "E", 각 링크별 대역폭의 집합 "W"를 가지는 방향성이 없는 그래프 G=(V,E,W)로 표현될 수 있다. 그리고, 실제 각 링크는 양방향으로 같은 대역폭을 제공하므로 G는 대칭적인(symmetric) 방향성 그래프라 가정할 수 있다.

본원에 따른 경로 복구 메커니즘은, MPLS 망의 한 에지 노드 "s"에서 다른 에지 노드 "t"로 LSP를 설정하도록 요구될 경우, 상기 소스 노드 "s"에서 작업 경로와 복구 경로를 계산하고, 계산 결과에 의해 경로를 설정한다. 현재 망 상태에서 각 링크의 가용한 대역폭을 알고 있다면, 입력값이 되는 망에 대한 정보는 가중치를 가지는 방향성 그래프로 가정할 수 있다. 그리고, 소스 노드 "s"와 목적지 노드 "t" 및 요구되는 대역폭 "b"가 주어질 때, 대역폭 "b"를 만족하면서 "s"에서 "t"로 가는 작업 경로와 복구 경로를 구한다.

본 발명에서는 두 가지 대역폭 공유 복구 경로 설정 메커니즘을 제시하고있다. 그 각각은, 1:1 경로 복구를 위한 메커니즘과 1:n 경로복구를 위한 메커니즘이다.

각 링크는 현재 가용한 대역폭과 현재까지 복구 경로에 할당된 대역폭 중 최대값을 저장하고 있어야 한다. 따라서, 그래프 G=(V,E,AV,RT)로 두 개의 가중치를 가지는 그래프로 가정할 수 있으며, AV는 각 링크의 가용한 대역폭 값을 RT는 각 링크가 복구경로에 할당한 대역폭 중 최대값을 나타낸다. 초기에 AV(i,j)는 링크 (i,j)의 그 링크의 총 대역폭 값을 가지며, RT(i,j)는 "0"를 가진다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 복구 메커니즘을 포함하는 MPLS 시스템 기능 블록도가 도시되어 있다.

도 2를 설명하면, 작업 및 복구경로를 계산해 주는 경로 계산 블록(201)은 사용자의 요구가 있을 경우, 라우팅 프로토콜(202)로부터 망 가용 정보를 기반으로 작업 경로 및 복구 경로를 계산한다. 각 계산된 경로에 대한 설정을 LDP(203)에게 요구하면 LDP는 요구한 경로를 설정하고, 설정에 성공여부를 경로계산 블록에 알려준다. 경로계산 블록(201)은 경로 설정에 실패했다는 응답을 받은 경우, 다시 경로를 계산하여 LDP에게 경로설정을 다시 요구하게 된다. 원하는 작업 경로와 복구 경로가 완전히 설정될 때 까지 이러한 과정이 반복된다. 그리고 LDP는 작업 경로 및 복구 경로를 포워딩엔진(204)에게 알려주고, 정상적인 경우 작업 경로를 통해 패킷을 포워딩하게 되며, 해당 경로에 고장이 감지 될 경우 포워딩 엔진에게 해당하는 복구 경로로 포워딩하도록 요구한다.

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 경로 복구 방법 중 1:1 경로 복구를 위한 대역폭 공유 복구 경로 설정 메커니즘이 도시되어 있다.

도 3에 도시된 메커니즘은 하나의 작업 경로에 대해 하나의 복구경로를 설정하는 메카니즘으로, 가장 짧은 경로를 작업 경로로 선택하고 작업경로를 제외한 그래프에 대해 가장 짧은 경로를 복구 경로로 설정하는 방법이다.

도 3에 도시된 복구 방법을 설명하면, 사용자로부터 에지 노드 "s"에게 다른 에지노드 "t"로 대역폭 "b"인 경로설정 요구가 발생할 경우, 라우팅프로토콜 블록에게 망의 가용정보를 요구하여 받게 된다. 이때, 받은 망에 대한 정보는 가중치를 가지는 방향성그래프 G=(V,E,AV,RT)형태를 가진다(301). 여기서 "V"는 각 노드들의 집합, "E"는 링크들의 집합이며, "AV"는 각 링크에 대한 가용한 대역폭값을 가지며, "RT"는 각 링크에 대한 복구경로의 최대 대역폭 값을 의미하는데, 그 링크에 복구경로가 설정되지 않았다면 초기값은 0이다.

대역폭을 허용하는 최단의 경로를 찾기 위해, 링크의 "AV"값이 "b"보다 큰 에지만을 선별하여 "E'"을 구성한다(302).

선별된 그래프 G'=(V,E')에서 s에서 t로 가는 최단 경로를 찾는다(303).

찾은 경로를 WP로 설정하도록 LDP에게 요구한다(304).

LDP로 부터 경로설정 여부에 대한 응답을 받는다(305).

WP에 대한 경로가 성공적으로 설정된 경우, 복구경로를 설정하는 단계(307)로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 다시 망의 가용 정보를 라우팅 프로토콜로부터 받아와서 작업경로를 계산하는 과정을 반복한다.

그래프 G로부터 설정된 작업 경로를 제외하고, AV(e)+RT(e)<b인 링크 "e"를 제외한 그래프 G"=(V",E")을 구성한다(307).

G"에서 "s"에서 "t"로 가는 최단 경로를 구한다(308).

찾은 경로를 복구 경로(AP)로 설정하도록 LDP에게 요구한다(309).

LDP로 부터 경로설정 여부에 대한 응답을 받는다(310).

AP에 대한 경로가 성공적으로 설정된 경우 끝내고, 그렇지 않은 경우, 다시 망의 가용 정보를 라우팅 프로토콜로부터 받아와서 복구경로를 계산하는 과정을 반복한다.

다음으로, 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 경로 복구 방법 중 하나인 1:n 경로복구를 위한 대역폭 공유 복구 경로 설정 메커니즘이 도시되어 있다.

도 4에 도시된 메커니즘은 하나의 작업 경로에 대해 하나의 복구경로를 설정하는메카니즘으로 가장 짧은 경로를 작업경로로 선택하고, 작업경로를 제외한 그래프에 대해 가장 짧은 경로를 복구경로 1로 설정하고, 나머지 그래프에서 가장 짧은경로를 복구경로 2로, 복구경로 n까지 설정하는 방법이다.

도 4에 참조번호 "401"에서 "406"까지의 과정은 도 3에 참조번호 "301"에서 "306"으로 표시된 과정과 동일하다.

작업경로 "WP"가 성공적으로 설정된 경우, "407"에서는 복구경로의 수를 세기위해 "k"라는 변수에 값을 "0"으로 초기화한다.

도 4에 참조번호 "408"에서 "411"로 표기한 과정은 앞서 도 3의 참조번호 "307"에서 "310"으로 표기한 과정과 동일하다.

복구경로 "AP"가 성공적으로 설정된 경우 "413"단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우, 다시 망의 가용 정보를 라우팅 프로토콜로부터 받아와서 복구경로를 계산하는 과정을 반복한다.

상기 "AP"가 성공적으로 설정된 경우, "k"를 1증가 시킨다(413).

"k"가 요구하는 복구 경로의 개수 n개보다 작으면 다시 복구 경로를 설정하는 과정을 반복하도록 한다. n보다 크거나 같으면 끝낸다.

그리고, 도 5는 본 발명에 따른 경로 복구 메커니즘에 의해 하나의 링크에서 대역폭값을 계산하는 방식을 보여주고 있다

도 5를 통해 알 수 있듯이, "i" 및 "j" 를 노드라 할때, 양 노드간의 링크 (i,j)는 초기에 가용대역폭 AV(i,j)값으로 그 링크의 최대 대역폭 값을 가지며, 복구경로의 최대 대역폭 RT(i,j)값으로 0를 가진다. 대역폭 "b"인 작업경로 설정 시 AV(i,j)값은 AV(i,j)-b값이 되며(501), 대역폭 "b"인 복구경로 설정 시 RT(i,j)<b인 경우 AV(i,j)= AV(i,j)-(b-RT(i,j)), RT(i,j)=b가 되고, RT(i,j)≥b인 경우, "AV"값과 "RT"값이 변하지 않는다(502).

도 5에 도시된 예제는, 대역폭이 3인 작업경로를 설정할 경우 AV(i,j)값이 6에서 AV(i,j)-3 = 3으로 변한다(503). 그리고 대역폭이 3인 복구경로를 설정할 경우 RT(i,j)<3이므로 AV(i,j)값이 6에서 AV(i,j)-(3-2) = 6-1 = 5로 변하고, RT(i,j)값은 3이 된다(504).

지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 경로 복구 방법은, 노드나 링크의 실패 확률이 낮은 대부분의 경우, 망의 자원을 아주 효율적으로 사용할 수 있는 방법이다.

또한, 1:1 메커니즘은 같은 링크를 공유하는 복구 경로들의 작업 경로들이 동시에 실패하지 않는 이상, 경로 복구를 정상적으로 수행할 수 있다. 실제로 두 경로가 동시에 실패할 확률은 한 경로가 실패할 확률의 제곱이므로 아주 낮다.

그리고, 1:n 메커니즘은 같은 링크를 공유하는 복구 경로들의 작업 경로들이 동시에 실패할 경우, n-1개이 다른 복구 경로 중 하나를 사용하여 메시지를 전송하도록 한다. 이 방법은, 상기 1:1 메커니즘 보다는 망의 효율성이 다소 떨어지나, n의 크기를 조절함으로써 망의 효율성과 신뢰도 수준을 적절히 유지해 주는 장점을 가진다.

본 발명에 다른 상기 두 메커니즘은 일반적으로 복구경로를 위해 대역폭을 모두 확보해두는 종래의 방법보다는 망의 효율을 증가 시킬 수 있으며, 높은 신뢰도 수준을 유지하도록 해 준다.

지금까지 설명은 본 발명의 이해를 위해 적절한 실시예에 대한 것으로, 본 발명이 이것으로 제한되는 것은 아니며, 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 첨부한 특허청구범위의 범위 및 정신을 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 가능함은 명백한 것이다.

Claims

망 가용 정보 및 라우팅 정보를 저장하고 있는 라우팅 프로토콜(202);

소스 노드내에 구현되어 있고, 사용자 요구에 응답하여 상기 라우팅 프로토콜(202)에 저장되어 있는 망 가용정보에 기초하여 작업 경로 및 복구 경로를 계산하는 경로계산블록(201);

상기 경로계산블록(201)으로부터 경로 설정 요구에 응답하여 경로를 설정하고, 망 경로의 고장을 감지하는 LDP(203); 및

상기 LDP로부터 설정된 작업 경로 및 복구 경로를 전달받고, 상기 LDP의 지시를 통해 작업 경로 또는 복구 경로 중 정상인 경로로 패킷을 포워딩 시키는 포워딩 엔진(204)을 통한 경로 복구 메카니즘을 사용하는 것을 특징으로 하는 MPLS 시스템,
제 1 항에 있어서,

상기 경로 계산 블록(201)은, 현재 망 상태의 가용 대역폭을 알고 있는 상태에서, 소스 노드에서 목적지 노드까지의 작업 경로 및 복구 경로를, 상기 경로중에 있는 각 노드간의 링크의 가용 대역폭 내에서 설정하는 것을 특징으로 하는 MPLS 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 작업 경로 및 복구 경로 설정시 각 링크의 대역폭은 아래 식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 MPLS 시스템.

[작업 경로 설정시 링크의 대역폭 계산식]

AV(i,j) = AV(i,j) - b

[복구 경로 설정시 링크의 대역폭 계산식]

RT(i,j) < b 이면,

{AV(i,j) = AV(i,j) - (b-RT(i,j)), RT(i,j)=b}

(여기서, AV(i,j)는 노드"i" 및 "j"간 링크의 가용 대역폭값이고, RT(i,j)는 노드 "i" 및 "j"간 링크의 복구경로에 할당된 최대 대역폭값이다.)
MPLS망에서 어느 한 노드로부터 다른 노드까지의 작업 경로 및 복구 경로를 설정하는 방법에 있어서,

설정될 경로상의 각 노드, 각 노드간의 링크, 상기 각 링크간의 대역폭값 및 상기 각 링크간의 복구 경로의 최대 대역폭값 등의 망 가용 정보를 파악하는 제1 단계;

상기 링크 중 요청된 대역폭값보다 큰 대역폭값을 가지는 노드를 선별하는 제2 단계;

상기 제2 단계에서 선별된 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 작업 경로로 설정하고, 작업 설정이 실패하면 상기 제1 단계로 천이하는 제3 단계;

상기 제3 단계에서 작업 경로가 설정된 경우, 설정된 작업 경로를 제외하고상기 링크간 대역폭값과 복구 경로의 최대 대역폭값의 합이 상기 요청된 대역폭값보다 작은 링크를 제외한 노드 및 링크를 선별하는 제4 단계;

상기 제4 단계에서 구한 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 복구 경로로 설정하는 제5 단계; 및

상기 제5 단계에서 복구 경로가 설정된 경우 작업을 종료하고, 복구 경로 설정이 실패한 경우에는 상기 제4 단계로 천이하는 제6 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 작업 경로가 설정된 후 복구 경로의 수를 초기값 "0"으로 설정하는 제7 단계;

상기 복구 경로가 설정된 후 상기 복구 경로의 수를 "1" 증가시키는 제8 단계; 및

제8 단계에서 증가된 값이 원하는 복구 경로의 개수보다 작으면 제4 단계로 천이하고, 원하는 복구 경로의 수보다 같거나 크면 종료하는 제9 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
MPLS망에서 어느 한 노드로부터 다른 노드까지의 작업 경로 및 복구 경로를 설정하는 방법에 있어서,

설정될 경로상의 각 노드, 각 노드간의 링크, 상기 각 링크간의 대역폭값 및상기 각 링크간의 복구 경로의 최대 대역폭값 등의 망 가용 정보를 파악하는 제1 절차;

상기 링크 중 요청된 대역폭값보다 큰 대역폭값을 가지는 노드를 선별하는 제2 절차;

상기 제2 절차에서 선별된 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 작업 경로로 설정하고, 작업 설정이 실패하면 상기 제1 절차로 천이하는 제3 절차;

상기 제3 절차에서 작업 경로가 설정된 경우, 설정된 작업 경로를 제외하고 상기 링크간 대역폭값과 복구 경로의 최대 대역폭값의 합이 상기 요청된 대역폭값보다 작은 링크를 제외한 노드 및 링크를 선별하는 제4 절차;

상기 제4 절차에서 구한 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 복구 경로로 설정하는 제5 절차; 및

상기 제5 절차에서 복구 경로가 설정된 경우 작업을 종료하고, 복구 경로 설정이 실패한 경우에는 상기 제4 절차로 천이하는 제6 절차를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
MPLS망에서 어느 한 노드로부터 다른 노드까지의 작업 경로 및 복구 경로를 설정하는 방법에 있어서,

설정될 경로상의 각 노드, 각 노드간의 링크, 상기 각 링크간의 대역폭값 및 상기 각 링크간의 복구 경로의 최대 대역폭값 등의 망 가용 정보를 파악하는 제1 절차;

상기 링크 중 요청된 대역폭값보다 큰 대역폭값을 가지는 노드를 선별하는 제2 절차;

상기 제2 절차에서 선별된 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 작업 경로로 설정하고, 작업 설정이 실패하면 상기 제1 절차로 천이하는 제3 절차;

상기 작업 경로가 설정된 후 복구 경로의 수를 초기값 "0"으로 설정하는 제4 절차;

상기 설정된 작업 경로를 제외하고 상기 링크간 대역폭값과 복구 경로의 최대 대역폭값의 합이 상기 요청된 대역폭값보다 작은 링크를 제외한 노드 및 링크를 선별하는 제5 절차;

상기 제5 절차에서 구한 노드간의 최단 경로를 구하여 이를 복구 경로로 설정하는 제6 절차;

상기 복구 경로 설정이 실패한 경우 상기 제5 절차로 천이하고, 복구 경로 설정이 된 경우에는 상기 복구 경로의 수를 "1" 증가시키는 제7 절차;

상기 제7 절차에서 증가된 값이 원하는 복구 경로의 개수보다 작으면 제5 절차로 천이하고, 원하는 복구 경로의 수보다 같거나 크면 종료하는 제8 절차를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.