KR100392649B1 - Method for determining paths of traffic for Protection Switching and/or Fast Reroute in MPLS based data telecommunication network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(Multi-Protocol Label Switching : 이하 MPLS) 트래픽 엔지니어링 환경의 데이터 통신망에서, 전송되는 데이터 트래픽이 높은 서비스 질(Quality of Service : QoS)이 요구될 경우 네트워크 장애(Failure)에 대비하기 위하여, 해당 트래픽을 위한 주 경로로서의 프라이머리 라벨 스위치 경로(Primary Label Switched Path)와 함께, 상기 프라이머리 라벨 스위치 경로의 장애 시 프로텍션 스위칭 또는 패스트 리라우트 하기 위한 다른 하나의 백업 경로(Backup path)를 별도로 설정하게 되는 데, 이와 같은 프라이머리 라벨 스위치 경로 및 백업 경로를 효율적으로 설정하기 위한 방법에 관한 것으로서, 전송하고자 하는 트래픽의 흐름량에 근거하여 링크 또는 노드 비용 함수(예컨대 지연함수)를 계산하고, 이와 같이 현재 전송하고자 하는 트래픽의 흐름량을 고려한 비선형 비용함수에 근거하여 프라이머리 LSP 및 백업 경로를 설정하기 때문에, 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 최적화된 경로 결정이 가능하다.According to the present invention, in a data communication network of a multi-protocol label switching (MPLS) traffic engineering environment, a network failure occurs when a high quality of service (QoS) is required for transmitted data traffic. In order to be prepared, another primary backup path for protection switching or fast rerouting in case of failure of the primary label switch path, together with the primary label switched path as the primary path for the traffic, A method for efficiently setting such a primary label switch path and a backup path is provided. The link or node cost function (for example, a delay function) is based on the flow of traffic to be transmitted. The flow of traffic you want to calculate Because on the basis of a non-linear cost function taking into account the setting up the primary and backup LSP path, it is possible to determine an optimized path for protection switching and / or fast reroute.
Description
본 발명은 멀티-프로토콜 라벨 스위칭 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 트래픽 경로 설정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(Multi-Protocol Label Switching : 이하 MPLS) 트래픽 엔지니어링 환경의 데이터 통신망에서, 전송되는 데이터 트래픽이 높은 서비스 질(Quality of Service : QoS)이 요구될 경우 네트워크 장애(Failure)에 대비하기 위하여, 해당 트래픽을 위한 주 경로로서의 프라이머리 라벨 스위치 경로(Primary Label Switched Path)와 함께, 상기 프라이머리 라벨 스위치 경로의 장애 시 프로텍션 스위칭 또는 패스트 리라우트 하기 위한 다른 하나의 백업 경로(Backup path)를 별도로 설정하게 되는 데, 이와 같은 프라이머리 라벨 스위치 경로 및 백업 경로를 효율적으로 설정하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a traffic routing method for protection switching and / or fast rerouting in a data communication network to which a multi-protocol label switching scheme is applied. More specifically, the present invention relates to multi-protocol label switching. MPLS) In a data communication network in a traffic engineering environment, a primary label switch as a primary path for the traffic in order to prepare for a network failure when a high quality of service (QoS) is required. Along with the primary label switched path, another backup path for protecting switching or fast rerouting in case of failure of the primary label switch path is separately set. To efficiently set backup and backup paths It relates to the law.
MPLS는 인터넷 프로토콜 기반(IP-based) 망을 비롯한 비동기 전송 방식 상의 인터넷 프로토콜(IP over ATM) 망 및 DWDM 상의 인터넷 프로토콜(IP over DWDM) 망 등 다양한 망에서, 전송 트래픽에 대한 서비스 품질(QoS)을 보장하고 망 자원을 효율적으로 활용하기 위한 트래픽 엔지니어링(Traffic Engineering) 방법으로 최근 각광 받고 있는 기술이다.MPLS provides quality of service (QoS) for transport traffic in a variety of networks, including Internet Protocol (IP-based) networks, including Internet Protocol-based (IP-based) networks, and IP over DWDM networks over DWDM. It is a technology that has been in the spotlight recently as a traffic engineering method for guaranteeing the reliability and efficiently utilizing network resources.
MPLS 트래픽 엔지니어링은 사용자들의 IP 패킷에 대한 다양한 QoS 요구를 보다 적절히 수용하기 위해 다양한 방법으로 트래픽 경로 즉, 라벨 스위치경로(Label Switched Path : 이하 LSP)를 설정하고 있다.MPLS traffic engineering establishes traffic paths, or Label Switched Paths (LSPs), in a variety of ways to better accommodate the various QoS requirements of IP packets of users.
전송이 요구되는 사용자의 트래픽 흐름(flow)들은 에스엘에이(SLA : Service Level Agreement)에 근거하여 서비스 제공자의 QoS 정책에 따라 정해진 에프이씨(FEC : Forwarding Equivalent Class)로 분류되며 이에 대해 LSP가 설정된다.Traffic flows of users requiring transmission are classified into Forwarding Equivalent Classes (FECs) determined according to the service provider's QoS policy based on a service level agreement (SLA), and an LSP is set. .
서비스 제공자가 사용자의 다양한 QoS 요구를 자신들이 제공하는 QoS 정책으로 맵핑(mapping)하는 방법도 매우 다양하다. 특히, 매우 중요한 QoS를 갖는 트래픽, 예를 들어 패킷손실(Packet loss)이 서비스 품질에 민감한 영향을 끼치는 경우, LSP는 보다 견고(Robust)하게 설정되어야 한다.There are also a variety of ways for service providers to map various QoS requirements of users to the QoS policies they provide. In particular, when traffic having a very important QoS, for example, packet loss, has a sensitive effect on quality of service, the LSP should be set more robustly.
즉, 고품질이 요구되는 트래픽에 대해서는 네트워크의 혼잡(congestion) 상황 뿐만 아니라 노드 또는 링크 장애가 발생하더라도 안정적인 트래픽 전송이 보장되어야 하기 때문에, 이를 위해 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(Internet Engineering Task Force : IETF) MPLS 워킹 그룹(Working Group : WG)에서는 패스트 리라우트(Fast Reroute)와 프로텍션 스위칭(Protection Switching) 방법을 고려하고 있고, 이에 대한 표준화가 진행중에 있으며, 그 패스트 리라우트(Fast Reroute)와 프로텍션 스위칭(Protection Switching)을 위한 구체적인 방법으로 백업 패스(Backup path)를 갖는 프라이머리 LSP의 설정 방법에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.That is, the Internet Engineering Task Force (IETF) MPLS Working Group is required for the traffic requiring high quality, as well as the congestion of the network and stable traffic transmission even in the event of a node or link failure. Working Group (WG) considers Fast Reroute and Protection Switching methods, and standardization is in progress, and Fast Reroute and Protection Switching are being considered. As a specific method for the research on the setting method of the primary LSP having a backup path (Backup path) is actively in progress.
그러나, 지금까지 논의되고 있는 방법이나 기존의 경로설정 방법들에서 고려하고 있는 링크 또는 노드 비용들은, 현재 전송이 요구되는 트래픽 흐름량이 전혀고려되지 않고 주어진 상태의 트래픽 흐름만을 고려하고 있으며, 또한 대부분 선형 비용함수 형태만을 고려하고 있으므로, 네트워크 전체적인 관점에서 볼 때 최적의 경로설정이 어려워 트래픽 엔지니어링 효율이 떨어지는 결과를 보이고 있다.However, the link or node costs considered in the methods discussed so far or in the existing routing methods consider only the traffic flow in a given state without considering the traffic flow required for transmission at present, and are mostly linear. Considering only the cost function type, it is difficult to optimize the route from the network-wide perspective, resulting in inefficient traffic engineering efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 높은 정도의 서비스 품질(QoS)이 요구되는 트래픽의 안정적인 단-대-단 전송을 위해, 주 경로로서의 프라이머리 라벨 스위칭 경로(P-LSP) 및 이에 대한 장애시 예비 경로로서의 백업 경로(Back Path)를 새로운 방법에 따라 결정토록 하되, 특히 상기와 같은 경로(Routes for Primary LSP and Backup path)를 결정할 때 필요한 네트워크의 링크 비용 또는 노드 비용 계산 시 전송하고자 하는 트래픽 흐름량을 고려하여 비용을 계산함과 아울러, 발생되는 비용은 링크 또는 노드를 지나는 트래픽 흐름량에 대해 지연함수와 같이 비선형(Nonlinear) 형태의 비용함수를 고려함으로써, 원하는 트래픽 경로를 최적화 하여 설정하기 위한, 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭(Protection Switching) 및/또는 패스트 리라우트(Fast Reroute)를 위한 트래픽 경로 설정 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to provide a primary label switching path as a primary path for stable end-to-end transmission of traffic requiring a high degree of quality of service (QoS). P-LSP) and the backup path as a spare path in case of failure, according to a new method, in particular the link cost of the network required when determining the Routes for Primary LSP and Backup path, or In calculating the node cost, the cost is calculated by considering the amount of traffic flow to be transmitted, and the incurred cost is calculated by considering the nonlinear cost function such as the delay function for the traffic flowing through the link or node. Multi-protocol Label Switching (MPLS) for Data Path Optimization It is an object of the present invention to provide a traffic routing method for protection switching and / or fast reroute.
도 1은 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 방식이 적용된 데이터 통신망의 일예를 도시한 도면이고,1 is a diagram illustrating an example of a data communication network to which a multi-protocol label switching (MPLS) scheme is applied;
도 2는 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트 방법의 예를 설명하기 위한 도면이고,FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a protection switching and / or fast reroute method in a data communication network to which a multi-protocol label switching (MPLS) scheme is applied.
도 3은 도 1 및 도 2의 라벨 에지 라우터(LER)에서 라벨 스위칭 경로(LSP) 및 백업 경로를 설정하는 개략적인 블록 구성도이고,FIG. 3 is a schematic block diagram of setting a label switching path LSP and a backup path in the label edge router LER of FIGS. 1 and 2;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 MPLS 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 트래픽 경로 설정 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for establishing a traffic path for protection switching and / or fast reroute in a data communication network to which the MPLS scheme is applied according to an embodiment of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
100 : 멀티-프로토콜 라벨 스위칭 방식이 적용된 데이터 통신망100: Data communication network with multi-protocol label switching
110,210 :인그레스 라벨 에지 라우터110,210: Ingress Label Edge Router
120,220 : 이그레스 라벨 에지 라우터120220: Egress Label Edge Router
130-133,231-235,241,242 : 라벨 스위치 라우터130-133,231-235,241,242: Label Switch Router
P-LSP : 프라이머리 라벨 스위칭 경로P-LSP: Primary Label Switching Path
Bp : 백업 경로Bp: backup path
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 멀티-프로토콜 라벨 스위칭 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 트래픽 경로 설정 방법은, 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 방식이 적용된 데이터 통신망에 있어, 입구(Ingress)로서의 라벨 에지 라우터(LER)로부터 하나 이상의 중간 노드로서의 라벨 스위치 라우터(LSR)를 통하여 출구(Egress)로서의 라벨 에지 라우터(LER)까지의 단-대-단(Ingress-to-Egress) 트래픽 경로(LSP)를 설정하는 방법에 있어서, 상기 통신망의 노드와 노드간의 전체 링크 중에서 현재 트래픽 전송가능한 여유 용량이 전송해야할 전체 트래픽 양 미만인 링크들을 대상에서 제거하는 제 1 단계; 해당 링크에서 현재 사용중인 트래픽 양과 상기 전송해야할 전체 트래픽 양에 대한 정보를 근거로, 상기 제 1 단계의 제거 결과 남아있는 각 대상 링크에 대한 제 1 거리정보값을 산출하는 제 2 단계; 상기 산출된 제 1 거리정보값에 근거하여 제 1 단-대-단 트래픽 경로를 설정하는 제 3 단계; 상기 통신망의 노드와 노드간의 전체 링크 중에서 현재 트래픽 전송가능한 여유 용량이 전송해야할 전체 트래픽 양 미만인 링크 및 상기 제 1 단-대-단 트래픽 경로를 이루는 링크들을 대상에서 제거하는 제 4 단계; 해당 링크에서 현재 사용중인 트래픽 양과 상기 전송해야할 전체 트래픽 양에 대한 정보를 근거로, 상기 제 4 단계의 제거 결과 남아있는 각 대상 링크에 대한 제 2 거리정보값을 산출하는 제 5 단계; 상기 산출된 제 2 거리정보값에 근거하여 제 2 단-대-단 트래픽 경로를 설정하는 제 6 단계; 및 상기 설정된 제 1 단-대-단 트래픽 경로를 프라이머리 라벨 스위칭 경로로 결정하여 상기 전송해야할 전체 트래픽을 할당하고, 상기 설정된 제 2 단-대-단 트래픽 경로를 백업 경로로 사용하는 제 7 단계를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, a traffic routing method for protection switching and / or fast rerouting in a data communication network to which the multi-protocol label switching method is applied according to the present invention is a multi-protocol label switching (MPLS) method. In an applied data network, end-to-end from a Label Edge Router (LER) as an Ingress to a Label Edge Router (LER) as an Egress through a Label Switch Router (LSR) as one or more intermediate nodes. A method of establishing an ingress-to-egress traffic path (LSP), comprising: a first step of removing from a target a link of nodes in the communication network whose links are less than the total amount of traffic that can be transmitted by current free traffic. ; A second step of calculating a first distance information value for each target link remaining as a result of the removal of the first step, based on the information on the amount of traffic currently used on the link and the total amount of traffic to be transmitted; A third step of establishing a first end-to-end traffic path based on the calculated first distance information value; A fourth step of removing from the object of the link between the node and the node of the communication network the link which constitutes the first end-to-end traffic path and the link whose current capacity for transmitting traffic is less than the total amount of traffic to be transmitted; A fifth step of calculating a second distance information value for each target link remaining as a result of the removal of the fourth step, based on the information on the amount of traffic currently used on the link and the total amount of traffic to be transmitted; A sixth step of setting a second end-to-end traffic path based on the calculated second distance information value; And determining the set first end-to-end traffic path as a primary label switching path to allocate all traffic to be transmitted, and using the set second end-to-end traffic path as a backup path. It is configured to include.
상기 제 2 단계 또는 상기 제 5 단계는, 해당 링크에서 현재 사용중인 트래픽 양과 상기 전송해야할 전체 트래픽 양에 대한 정보를 근거로 각 해당 링크의 제 1 또는 제 2 지연함수값을 구하고, 그 제 1 또는 제 2 지연함수값의 미분값을 상기 제 1 또는 제 2 거리정보값으로 사용한다.The second step or the fifth step obtains a first or second delay function value of each corresponding link based on the information on the amount of traffic currently used on the link and the total amount of traffic to be transmitted, and the first or second delay function value. The derivative value of the second delay function value is used as the first or second distance information value.
또한, 상기 제 3 단계 및 상기 제 6 단계에서, 상기 제 1 또는 제 2 단-대-단 트래픽 경로가 복수개일 경우, 상기 산출된 거리정보값이 상대적으로 작은 링크를 트래픽 경로로 설정함을 특징으로 한다.Further, in the third and sixth steps, when there are a plurality of first or second end-to-end traffic paths, a link having a relatively small calculated distance information value may be set as a traffic path. It is done.
이와 같은 본 발명의 방법에 의해 설정되는 상기 백업 경로(Backup path)는, 상기 프라이머리 LSP상의 임의 링크 또는 노드에 장애 발생 시, 프로텍션 스위칭(Protection Switching) 방식이 적용되는 경우에는 리페어 노드(Repair node)(일반적으로, 인그레스 노드로서의 LER 임)로부터 이그레스 노드(Egress node)까지의 우회경로로 사용되고, 패스트 리라우트(Fast Reroute) 방식이 적용되는 경우는 인그레스(Ingress)로부터 이그레스(Egress)까지의 우회경로로 사용된다. 즉, 본 발명은 프라이머리 라벨 스위치 경로(Primary LSP)와 백업 경로(Backup path)를 위한 트래픽 경로를 효과적으로 결정한다. 본 발명의 경로 결정 방법을 이용함으로써 네트워크 장애로부터 트래픽을 보호할 수 있는 효과적인 백업 경로 및 프라이머리 LSP 설정이 가능하며, 본 발명의 방법은 MPLS 라우터 또는 스위치에서 적용된다.The backup path set by the method of the present invention is a repair node when a protection switching scheme is applied when a failure occurs to any link or node on the primary LSP. ) (Generally LER as an ingress node) to an egress node, and when the fast reroute method is applied, it is from ingress to egress. Used as a bypass route to). That is, the present invention effectively determines the traffic path for the primary label switch path (Primary LSP) and the backup path (Backup path). By using the path determining method of the present invention, an effective backup path and primary LSP setting capable of protecting traffic from network failure are possible, and the method of the present invention is applied in an MPLS router or a switch.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 트래픽 경로 설정 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of establishing a traffic route for protection switching and / or fast reroute in a data communication network to which a multi-protocol label switching (MPLS) scheme according to an exemplary embodiment of the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings. do.
도 1은 MPLS 방식이 적용된 데이터 통신망의 일예를 도시한 도면으로서, 해당 망(100)은 복수개의 라우터로 구성되되, 상기 복수개의 라우터들 중 임의의 데이터 트래픽에 대해 망(100)의 입구 역할을 하는 라우터를 인그레스(Ingress) 라벨 에지 라우터(Label Edge Router : LER)(110)라 하고, 출구 역할을 하는 라우터를 이그레스(Egress) 라벨 에지 라우터(Label Edge Router)(120)라 하며, 상기 인그레스 LER(110)과 상기 이그레스 LER(120) 사이에 중간 경로의 노드 역할을 하는 하나 이상의 라우터들을 라벨 스위칭 라우터(Label Switching Router : LSR)(130)라 하며, 상기 인그레스 LER(110)로부터 상기 LSR(130)을 거쳐 상기 이그레스 LER(120)까지 설정된 트래픽 경로를 라벨 스위치 패스(Label Switch Path : LSP)(LSP1,LSP2)라 하는 바, 이와 같은 LSP는 인그레스 LER(110)에서 들어오는 트래픽에 대하여 설정되며, 동 도면에서, 예컨대 LSP1은 110→132→133→120으로 설정된 경로를 말하고, LSP2는 110→131→120으로 설정된 경로를 말한다.1 is a diagram illustrating an example of a data communication network to which the MPLS scheme is applied. The network 100 includes a plurality of routers, and serves as an inlet of the network 100 to any data traffic among the plurality of routers. The router is called an Ingress Label Edge Router (LER) 110, and the router serving as an exit is called an Egress Label Edge Router 120. One or more routers serving as nodes of an intermediate path between the ingress LER 110 and the egress LER 120 are referred to as a label switching router (LSR) 130 and the ingress LER 110 The traffic path established from the LSR 130 to the egress LER 120 is called a Label Switch Path (LSP) (LSP1, LSP2). The LSP is an ingress LER 110. Set for incoming traffic , In the figure, for example LSP1 is to say the path is set to 110 → 132 → 133 → 120, LSP2 refers to a path set as 110 → 131 → 120.
도 2는 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(MPLS) 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트 방법의 예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 (a)와 같이 인그레스 LER(210)과 이그레스 LER(220) 간에 복수개의 LSR(231-235)을 매개로 한 프라이머리 LSP(이하 P-LSP)가 설정되어 트래픽이 전송되고 있고, 상기 인그레스 LER(210)과 상기 이그레스 LER(220) 간에 상기 P-LSP에대한 예비 경로로 LER(241,242)을 통한 백업 경로(Bp)가 설정되어 있을 때, LSR(233)과 LSR(234) 간의 링크에 장애가 발생한 경우, 상기 백업 경로(Bp)는 프로텍션 스위칭(Protection Switching) 방식이 적용된다면 도 2의 (b)와 같이 상기 LER(233)로부터 장애 보고를 받은 리페어 노드(Repair node)(여기서는, 인그레스 LER이 리페어 노드인 예를 나타냄)(210)로부터 이그레스 노드(Egress node)(220)까지의 우회경로(240)로 사용되고, 패스트 리라우트(Fast Reroute) 방식이 적용되는 경우는 도 2의 (c)와 같이 인그레스(Ingress)(210)로부터 이그레스(Egress)(220)까지의 우회경로(250)로 사용된다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a protection switching and / or fast reroute method in a data communication network to which a multi-protocol label switching (MPLS) scheme is applied. As shown in FIG. Primary LSPs (hereinafter referred to as P-LSPs) via a plurality of LSRs 231 to 235 are set between the egress LER 220 and the traffic is transmitted, and the ingress LER 210 and the egress LER are established. When a backup path Bp through LERs 241 and 242 is set as a spare path for the P-LSP between the 220 and the link between the LSR 233 and the LSR 234, the backup path ( Bp) is a repair node that receives a failure report from the LER 233 as shown in FIG. 2 (b) if protection switching is applied (in this case, an ingress LER is a repair node). Detour from 210 to Egress node 220 When used as the furnace 240 and the fast reroute method is applied, the detour path from the ingress 210 to the egress 220 as shown in FIG. 250).
도 3은 도 1의 상기 LER(110) 또는 도 2의 상기 LER(210)과 같은 인그레스 SER 에서의 LSP 및 백업 경로를 설정하기 위한 개략적인 블록 구성도로서, 외부와의 데이터 통신 인터페이스 역할을 하는 입/출력 인터페이스(301), 물리적인 스위칭 구조(302), 라우팅 테이블을 저장하는 메모리(303), 상기 메모리(303)에 저장된 라우팅 테이블을 작성하고 그 작성저장된 라우팅 테이블에 따라 상기 스위칭 구조(302)를 제어하여 상기 입/출력 인터페이스(301)를 매개로한 트래픽의 입/출력을 제어하는 제어부(304)로 구성되어, 상기 제어부(304)의 제어에 따라 상기 메모리(303)에 저장되는 상기 라우팅 테이블의 작성 시 상기와 같은 LSP도 설정된다. 따라서, 이하 설명되는 본 발명은 상기 제어부(304)에 적용되어 구현된다.3 is a schematic block diagram for setting an LSP and a backup path in an ingress SER such as the LER 110 of FIG. 1 or the LER 210 of FIG. 2, and serves as a data communication interface with an external device. Input / output interface 301, a physical switching structure 302, a memory 303 for storing a routing table, a routing table stored in the memory 303, and the switching structure according to the created and stored routing table ( Control unit 302 is configured to control the input / output of the traffic via the input / output interface 301, and is stored in the memory 303 under the control of the control unit 304 The LSP as described above is also set when the routing table is created. Therefore, the present invention described below is applied to the control unit 304 and implemented.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 MPLS 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 트래픽 경로 설정 방법으로서, 프라이머리 라벨 스위칭 경로(LSP) 및 백업 경로의 설정 방법을 설명하는 흐름도를 나타내는 것이며, 네트워크에 대한 물리적 토플로지(Topology), 비용함수(예를 들어, 지연함수), 네트워크 링크의 초기용량 및 여유용량, 및 현재 LSP를 요구하는 트래픽에 대한 트래픽 수요(즉, 전송해야할 전체 트래픽 양) 등의 정보들이 본 발명이 적용되는 인그레스 LER에 이미 알려져 있다고 전제하고, MPLS 네트워크 상의 라우터들(LSRs)도 상기 정보를 알고 있다고 전제한다.FIG. 4 is a traffic path establishment method for protection switching and / or fast reroute in a data communication network to which the MPLS scheme is applied according to an embodiment of the present invention. It illustrates the flow chart that describes the physical topology of the network, the cost function (e.g., delay function), the initial and spare capacity of the network link, and the traffic demand for the traffic requiring the current LSP (i.e. , The total amount of traffic to be transmitted) and the like are already known to the ingress LER to which the present invention is applied, and routers (LSRs) on the MPLS network are also aware of the information.
먼저, 도 1과 같이 구성되는 통신망(100)의 노드와 노드간(예를들어, 110과 131 사이, 132와 133 사이 등)으로 이루어진 전체 링크 중에서 현재 트래픽 전송가능한 여유 용량(이하 Ci 로 표기함)이 현재 전송해야할 전체 트래픽 양 d 미만인 링크들을 대상에서 제거한다(S401). 동 도면에서 상기 단계 S401의 G1 은 현재의 네트워크 G(m,n)에서 링크의 여유 용량이 d 미만인 링크를 제거한 네트워크를 나타낸 것이다. m은 링크수 n은 노드 수를 나타낸다.First, the current capacity of the current traffic transmission in the entire link consisting of nodes and nodes (for example, between 110 and 131, between 132 and 133, etc.) of the communication network 100 configured as shown in FIG. ) Currently removes the links that are less than the total amount of traffic d to be transmitted (S401). In the same figure, G1 of step S401 indicates a network in which a link having a free capacity less than d is removed from the current network G (m, n). m represents the number of links, n represents the number of nodes.
이어, 상기 G1 을 만족하는 네트워크의 각 링크 i 에 대해 현재 사용중인 트래픽 양 yi와 상기 현재 전송해야할 전체 트래픽 양 d 에 대한 정보를 근거로 제 1 거리정보값 dist(i)를 구하도록 하되, 상기 yi 및 d 정보를 각 링크에 대한 비용함수로서의 일예로 지연함수 fi(xi)의 변수로 사용할 경우, 상기 제 1 거리정보값 dist(i)는 하기 수학식 1에 의거하여 지연함수 fi(yi+d)를 미분한 함수 fi'(yi+d)의 결과값으로 정의되므로, 하기 수학식 1 및 yi와 d 값 정보를 이용하여 해당 거리 정보값을 구하도록 한다(S402).Subsequently, a first distance information value dist (i) is obtained for each link i of a network satisfying the G1 based on information on the current traffic amount y i and the total traffic amount d to be transmitted. When the yi and d information is used as a variable of a delay function f i (x i ) as an example of a cost function for each link, the first distance information value dist (i) is a delay function f based on Equation 1 below. Since i (y i + d) is defined as the result of the derivative function f i '(y i + d), the corresponding distance information value is obtained by using Equation 1 below and y i and d value information. S402).
상기 수학식 1에서, i 는 해당 링크를 나타내고(i=1,....,m)(m= 총 링크수), dist(i)는 링크 i 의 거리정보값, tci는 링크 i 의 초기 용량, yi는 링크 i 에서 현재 사용중인 트래픽 양, ci 는 링크 i 의 현재 여분 용량으로서 "ci=tci-yi"의 관계가 성립된다. 또한, 각 링크 i 에서의 지연을 나타내는 지연함수를 fi(xi)라 하면 "fi(xi)=xi/(tci-xi)"의 수식이 성립되고 여기서 xi 는 링크 i 를 지나는 트래픽 양이다. 그리고, 그 지연함수를 fi(xi)의 미분함수를 fi'(xi)라 하면 "fi'(xi)=ci/(tci-xi)2"의 수식이 성립된다. 따라서, 상기 수학식 1은 지연함수 fi(xi)를 미분한 함수 fi'(xi)에서 변수 xi대신에 yi+d를 넣어 정리한 결과식을 나타내는 것이다.In Equation 1, i denotes a corresponding link (i = 1, ..., m) (m = total number of links), dist (i) is a distance information value of the link i, tc i is the link i The initial capacity, y i is the amount of traffic currently in use on link i, ci is the current spare capacity of link i, and a relationship of "c i = t ci -y i " is established. In addition, if the delay function representing the delay at each link i is f i (x i ), the expression "f i (x i ) = x i / (tc i -x i )" is established, where xi is the link i. The amount of traffic passing through. If the delay function is f i (x i ), the derivative of f i '(x i ) is "f i ' (x i ) = c i / (tc i -x i ) 2 ". do. Thus, the equation (1) represents the resulting expression into a cleanup for y i + d in the variables x i in place of the delay function f i a function derivative of (x i) f i '( x i).
즉, fi(xi) 는 링크 i 의 흐름량이 xi 일 때의 발생 비용 함수로서 본 실시예에서는 상기와 같이 비용함수의 일예로 지연함수를 사용하였으며, fi'(xi) 는 링크 i 의 흐름량이 xi일 때 단위 흐름당 증가 비용 함수로 여기서는 상기 지연함수의 미분함수를 나타낸다.That is, f i (x i ) is an incurring cost function when the flow amount of link i is xi. In this embodiment, a delay function is used as an example of the cost function as described above, and f i '(x i ) is link i. the flow amount in the x i be when increased flow per unit cost function in this case shows a differential function of the delay function.
참고로, 상기 비용함수는 일예로 지연함수를 사용하였으나 이에 한정되지 않고, yi 및 d에 대한 정보에 근거하여 링크에 대한 거리정보를 구할수 있는 함수이면 된다.For reference, although the delay function is used as an example, the cost function is not limited thereto. The cost function may be a function for obtaining distance information on a link based on information about yi and d.
다음, 상기와 같이 각 링크 i 에 대하여 산출된 상기 제 1 거리정보값에 근거하여 첫번째 단-대-단 트래픽 경로(이하 LSP1 이라 표기함)를 설정하는 데, 만일 LSP1이 복수개로 찾아질 경우, 상기 산출된 제 1 지연함수값 즉, 상기 제 1 거리정보값이 상대적으로 작은 링크를 트래픽 경로로 설정하는 원칙에 의거하여 1개의 LSP1만을 설정토록 한다(S403).Next, the first end-to-end traffic path (hereinafter referred to as LSP1) is established based on the first distance information value calculated for each link i as described above. Only one LSP1 is set based on the principle of setting a link having a relatively small first delay function value, that is, the first distance information value, as a traffic path (S403).
다음, 상기 단계 S403 에서 1개의 LSP1이 설정된 경우, 상기 통신망(100)의 노드와 노드간의 전체 링크 중에서 현재 트래픽 전송가능한 여유 용량 ci 가 상기 전송해야할 전체 트래픽 양 d 미만인 링크 및 상기 제 1 단-대-단 트래픽 경로 LSP1을 이루는 링크들을 대상에서 제거하여 G2 네크워크를 생성한다. 즉, G2 네트워크는 상기 G1 에서 상기 LSP1을 이루는 링크를 제거한 네트워크를 나타내는 것이다(S404).Next, when one LSP1 is set in step S403, the link and the first end-to-end of the surplus capacity ci that can transmit current traffic among all the links between the nodes of the communication network 100 is less than the total amount of traffic d to be transmitted. The G2 network is created by removing the links forming the traffic path LSP1 from the target. That is, the G2 network indicates a network from which the link forming the LSP1 is removed from the G1 (S404).
이어, 상기 G2를 만족하는 네트워크의 각 링크 i 에 대해 현재 사용중인 트래픽 양 yi와 상기 현재 전송해야할 전체 트래픽 양 d 에 대한 정보를 근거로 제 2 거리정보값 dist(i)를 구하도록 하되, 상기 yi 및 d 정보를 각 링크에 대한 비용함수로서의 일예로 지연함수 fi(xi)의 변수로 사용할 경우, 상기 제 2 거리정보값 dist(i)는 하기 수학식 2에 따라 지연함수 fi(yi+d)를 미분한 함수 fi'(yi+d)의 결과값으로 정의되므로, 하기 수학식 2 및 yi와 d 값 정보를 이용하여 해당 거리 정보값을 구하도록 한다(S405).Subsequently, a second distance information value dist (i) is obtained for each link i of the network satisfying the G2 based on the current traffic amount y i and the information on the total traffic amount d to be transmitted. When the yi and d information is used as a variable of a delay function f i (x i ) as an example of a cost function for each link, the second distance information value dist (i) is a delay function f i according to Equation 2 below. Since it is defined as a result of the function f i '(y i + d) that differentiates (y i + d), the corresponding distance information value is obtained by using Equation 2 and y i and d value information (S405). ).
상기 수학식 2에서, 각 기호 및 정의는 상기 수학식 1에서와 동일하되, 대상 네트워크가 수학식 1에서는 G1 이고 수학식 2에서는 G2 인 것이 다르다.In Equation 2, each symbol and definition is the same as in Equation 1, except that the target network is G1 in Equation 1 and G2 in Equation 2.
다음, 상기 산출된 제 2 거리정보값에 근거하여 제 2 단-대-단 트래픽 경로(이하 LSP2로 표기)를 설정하는 데, 만일 LSP2가 복수개로 찾아질 경우, 상기 산출된 제 2 지연함수값 즉, 상기 제 2 거리정보값이 상대적으로 작은 링크를 트래픽 경로로 설정하는 원칙에 의거하여 1개의 LSP2만을 설정토록 한다(S406).Next, a second end-to-end traffic path (hereinafter referred to as LSP2) is set based on the calculated second distance information value. If LSP2 is found in plural numbers, the calculated second delay function value That is, only one LSP2 is set based on the principle of setting a link having a relatively small second distance information as a traffic path (S406).
마지막으로, 상기 설정된 제 1 단-대-단 트래픽 경로 LSP1 을 프라이머리 라벨 스위칭 경로로 결정하여 상기 전송해야할 전체 트래픽을 할당하고, 상기 설정된 제 2 단-대-단 트래픽 경로 LSP2 를 백업 경로로 사용하도록 세팅한다.Finally, the set first end-to-end traffic path LSP1 is determined as a primary label switching path to allocate the entire traffic to be transmitted, and the set second end-to-end traffic path LSP2 is used as a backup path. Set it to.
한편 상기 단계 S404에서, G2 네트워크는 상기 G1 에서 상기 LSP1을 이루는 링크만을 제거한 네트워크로 정의하여 LSP1의 링크와 LSP2의 링크가 상호 중복되지 않도록 하였으나, G2 네트워크를 상기 G1 에서 상기 LSP1을 이루는 링크 및 노드들을 제거한 네트워크로 정의하여 LSP1과 LSP2를 비교할 때 상호 링크 및 노드가 모두 중복되지 않도록 할 수 있다.On the other hand, in step S404, the G2 network is defined as a network from which only the link forming the LSP1 is removed from the G1 so that the link of the LSP1 and the link of the LSP2 do not overlap each other, but the link and node forming the G2 network from the G1 to the LSP1 You can define this as a network that eliminates them, so that when you compare LSP1 and LSP2, both cross links and nodes do not overlap.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 멀티-프로토콜 라벨스위칭(MPLS) 방식이 적용된 데이터 통신망에서의 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 트래픽 경로 설정 방법은, 전송하고자 하는 트래픽의 흐름량에 근거하여 링크 또는 노드 비용 함수(예컨대 지연함수)를 계산하므로, 발생되는 비용의 함수형태가 비선형 지연함수 형태도 경우도 고려하며, 이처럼 현재 전송하고자 하는 트래픽의 흐름량을 고려한 비선형 비용함수에 근거하여 프라이머리 LSP 및 백업 경로를 설정하기 때문에, 프로텍션 스위칭 및/또는 패스트 리라우트를 위한 최적화된 경로 결정이 가능하다.As described in detail above, the traffic routing method for protection switching and / or fast rerouting in a data communication network to which the multi-protocol label switching (MPLS) scheme according to the present invention is applied may be based on a flow amount of traffic to be transmitted. Alternatively, the node cost function (for example, delay function) is calculated, and thus the case in which the generated cost function is a nonlinear delay function is also considered. Thus, the primary LSP and By setting up a backup path, optimized path determination for protection switching and / or fast reroute is possible.
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