KR100416981B1

KR100416981B1 - 데이터 통신망에서 패킷 데이터 전송방법

Info

Publication number: KR100416981B1
Application number: KR10-2001-0023913A
Authority: KR
Inventors: 김종오
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-05-03
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2004-02-05
Also published as: KR20020084546A

Abstract

본 발명은 데이터 통신망에서 가입자의 우선순위를 감안한 패킷 데이터 전송방법에 관한 것으로, Diff-Serv망에서 효과적인 TCP 어플리케이션 사용을 위한 절차를 수행하기 위해서는 사용자의 서비스 레벨 송신자가 받은 서비스에 따라 윈도우 크기를 축소했을 경우 최소로 축소된 윈도우 크기를 서비스 레벨별로 차등화 함으로서 사용자가 요구하는 기본적 서비스를 제공하며, 두 가지 프로토콜이 동시에 사용될 수 있도록 하는 확장 TCP 포맷을 새로이 제안한다.

Description

데이터 통신망에서 패킷 데이터 전송방법{METHOD FOR TRANSMITTING PACKET DATA IN DATA COMMUNICATION NETWORK}

본 발명은 데이터 통신망에서의 패킷 데이터 전송방법에 관한 것으로, 특히 가입자의 우선순위를 감안한 패킷 데이터 전송방법에 관한 것이다.

통상적으로 데이터 통신망은 규정된 소정의 프로토콜을 통해 가입자간의 데이터를 송수신하는 통신망을 통칭한다. 이때, 상기 통신망은 서비스하는 대상 매체에 따라 유선 통신망과 무선 통신망으로 크게 구분될 수 있다. 예컨대, 서비스하는 가입자가 유선 가입자인 경우에 있어서의 통신망은 유선 통신망으로 분류할 수 있으며, 무선 가입자인 경우에 있어서의 통신망은 무선 통신망으로 분류할 수 있다. 한편, 상기 무선 통신망에 있어서도 지원하는 방식에 의해 다양하게 분류될 수 있으며, 그 대표적인 예가 부호분할다중접속(cdma)방식을 사용하는 무선 통신망이다. 이때, 상기 cdma 방식을 사용하는 무선 통신망은 기존에는 음성을 위주로 한 서비스가 이루어지고 있으나 cdma2000으로 칭하여 지는 차세대 이동통신시스템이 제안되면서 음성뿐만이 아니라 영상, 패킷, 서킷 등의 데이터 전송이 일반화되고 있다.

현재 cdma2000의 유/무선망에서 제공하는 패킷 데이터 서비스 중에서 인터넷 서비스의 경우 지금까지 제안된 방법으로는 가입자들에게 "Best Effort"라는 서비스 품질(QoS; Quality of Service)을 보장할 수 없는 서비스만을 제공하게 된다.예컨대, 인터넷과 cdma2000 유/무선망에서 패킷 데이터 서비스 가입자들이 데이터 서비스를 받는 경우 앞으로는 QoS를 제공하는 서비스가 일반화 될 것이다.

따라서, 앞으로 예상되는 어플리케이션 특성과 망에서 요구되는 가장 중요한 요구사항 중의 하나가 QoS를 보장하는 서비스이기 때문에 cdma2000시스템에서도 데이터 서비스 가입자들에게 QoS를 보장할 수 있는 메커니즘을 필요로 하고 있다. 현재 유럽에서 제안하고 있는 비동기방식(GPP2)에서는 핵심 망(core network)에서 패킷 데이터 서비스의 QoS를 보장하기 위해서 IETF 에서 현재 표준화가 진행 중인 차별화 서비스(Differentiated Service, 이하 "Diff-Serv"로 통칭함)를 채택하고 있다. 따라서 이 망을 기본으로 해서 유선망 및 IMT-2000망에서도 패킷 데이터 서비스 사용자들에게 QoS를 제공하게 될 것이며, 일부 제품화된 시스템에서도 차기 버전으로 Diff-Serv의 지원을 보장하고 있다.

그러나 현재까지의 진행된 표준화 결과를 포함하여 설계된 망 구조에서 기존의 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP) 어플리케이션을 사용할 경우 사용자가 요구하는 QoS를 제공하는데 있어 몇 가지 문제점이 발생하게 된다. 그 중에서 TCP를 사용하는 어플리케이션의 경우 Diff-Serv 망을 지원하는 노드에서는 기존의 TCP가 우선순위를 기록하기 위해 사용하는 서비스 타입(TOS; Type of Service) 필드가 Diff-serv를 위한 특화 서비스 코드 포인트(DSCP; Differentiated-Service Code Point) 필드로 사용됨으로써 상기 두 필드간에 충돌이 발생하게 된다. 이것은 Diff-Serv가 IP 헤더의 TOS 필드를 DSCP로 사용하기 때문에 라우팅 되는 과정에서 상기 DSCP 필드가 수정됨으로서 발생될 수 있다. 이런 경우 TCP의 단대단 연결 설정이 끓어지게 되고, 이로 인해 불필요한 TCP 연결 설정 과정이 발생하여 지연이 발생한다. 또 한가지 문제로는 TCP에서 사용하는 윈도우는 네트워크의 혼잡(Congestion)이 발생하게 되는 경우 윈도우의 크기를 줄이는 혼잡(congestion) 알고리즘을 동작하게 되는데 이 경우 사용자의 프로파일에 따른 차별적인 흐름제어가 이루어지지 않기 때문에 Diff-Serv망에서 요구되는 어플리케이션의 일정 QoS를 보장할 수 없는 문제가 발생하게 된다.

상기한 바와 같은 문제점들을 발생하는 종래 차별화 서비스 모델(Differentiated Service Model)과 TCP 혼잡 제어 알고리즘에 대해 보다 상세히 언급하면 다음과 같다.

(1) Differentiated Service Model

인터넷에서 일정한 전송지연 또는 손실율 같은 QoS를 보장하기 위해서 지금까지 많은 연구 개발이 진행되어 왔다. 최근까지 지정 프로토콜(ReSerVation Protocol, 이하 "RSVP"라 칭함)이라는 프로토콜이 많은 지지를 받아 왔다. 그러나 최근 상기 RSVP가 가지는 단점 중에 확장성에 문제가 제기 되면서 새로운 네트워크 모델이 IETF를 통해서 제안되었다. 차별화 서비스(Differentiated Services)라는 이름으로 제안된 이 모델은 현재 IP 헤더의 TOS 필드를 활용해서 사용자의 일정한 QoS 요구를 만족하는 방법이다. 상기 Diff-serv를 위한 망은 크게 다음과 같은 노드들로 구성된다.

DS 도메인은 논리적 또는 물리적으로 구분되는 망의 단위로서, 보통은 인터넷 서비스 공급자(ISP; Internet Service Provider)로 구분되거나 사설 망의 단위가 될 수 있다. 인그레스 경계 라우터(Ingress Edge Router)는 DS 도메인으로 들어오는 트래픽 처리를 위한 라우터로 상기 Diff-Serv 에서 정의하는 마킹(Marking) 과 폴리싱(Policing) 등의 역할을 수행하게 된다. 이그레스 경계 라우터(Egress Edge Router)는 상기 DS 도메인 밖으로 나가는 트래픽 처리를 위한 라우터로 리마킹(Re-marking) 등의 역할을 수행하게 된다. 내부노드(Core Node)는 경계 라우터에서 마킹된 값에 따라 패킷 포워딩을 수행하게 된다.

전술한 바와 같은 노드들로 이루어진 망에서의 차별화 서비스(Differentiated Services)의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선 송신 호스트가 패킷을 송신하게 되면 망의 인그레스 경계 라우터(Ingress Edge router)가 사용하는 프로파일에 근거해서 IP헤더의 TOS 필드에 DSCP를 기입하게 된다. 이러한 과정을 "마킹(Marking)"이라고 정의한다. 상기 정의된 DSCP를 기입하는 DSCP 필드는 기존의 IP헤더의 TOS(Type Of Service) 필드를 사용하게 된다. 상기 인그레스 경계 라우터(Ingress Edge Router)에 의해서 마킹된 패킷은 도메인의 내부 노드에 도착하게 된다. 상기 내부 노드는 패킷의 IP헤더의 DSCP 필드를 보고 패킷 포워딩의 우선 순위를 결정하게 된다. 통상적으로 포워딩의 우선순위를 PHB(Per-Hop Behavior)라고 정의한다. 이때 우선 순위가 높은 패킷의 경우 큐에서 다른 패킷 보다 우선적으로 처리되게 된다. 전술한 과정에 의해 포워딩된 패킷은 이그레스 경계 라우터(Egress Edge router)에 도착하게 된다. 이때 상기 이그레스 경계 라우터는 도착한 패킷의 DSCP 필드에 기록된 값에 따라 정상적으로 포워딩이 이루어졌는지의 판단에 의해 리마킹(Re-marking) 여부를 결정하게 된다. 상기 리마킹 여부의 결정에 의해 처리된 패킷은 마지막 목적지 호스트까지 도달하게 된다.

(2) TCP 혼잡 제어 알고리즘

TCP의 중요한 기능중의 하나는 네트워크의 혼잡 여부에 따라 송신자와 수신자간의 트래픽 양을 조절하는 플로우 컨트롤과 전송 중에 손실된 패킷에 대한 처리를 주 기능으로 한고 있다. 상기 TCP의 플로우 컨트롤은 두 개의 윈도우(window)에 의해 수행된다. 그 첫 번째는 수신자가 최대로 수용할 수 있는 버퍼의 용량을 의미하는 rcv_wnd가 있으며, 이 값은 모든 TCP 헤더의 필드에 포함되게 된다. 그 두 번째는 망에서 수용 가능한 용량을 의미하는 cwnd가 있으며, 이 값은 송신자에 의해 관리된다.

송신자는 한번에 한 윈도우 크기만큼의 패킷을 전송하게 되나 상기 rcv_wnd와 상기 cwnd사이의 최소 값 이상으로는 패킷을 전송할 수 없다. 따라서, TCP에서 수행하는 패킷 손실에 대한 처리는 일정시간이 지나도 송신자가 전송한 패킷에 대한 확인(Ack)이 없을 경우 손실로 판단하여 송신자의 윈도우 사이즈를 줄이고 손실된 패킷을 재 전송하게 된다.

(3) Diff-Serv망에서 TCP 사용시의 문제점

현재의 TCP로는 Diff-Serv에서 제공하고자 하는 지정 전송율(reservation rate)을 인지할 수 없기 때문에 TCP 혼잡 회피 알고리즘들이 오히려 사용자 플로우에게 제공하고자 하는 성능을 충분히 제공할 수 없도록 만들게 된다. 또한, 상기 Diff-Serv에서 사용하는 DSCP 필드와 IP 헤더의 TOS 필드가 중복으로 사용됨으로 인해 TCP 연결이 끓어지는 문제가 발생하게 된다. 따라서 전술한 2가지 문제점을 동시에 해결할 수 있는 방법의 제안이 요구된다.

① DIff-Serv망에서 TCP 윈도우 사용의 문제점

Diff-Serv에서 제공하는 서비스는 고정된 대역을 할당하는 방법과 상대적인 우선순위를 제공하는 방법으로 크게 나뉜다. 이때 고정된 대역을 할당하는 방법을 채택하는 경우, TCP 어플리케이션을 사용하면 TCP에서 제공하는 혼잡제어 동작과 충돌이 발생하여 할당된 대역만큼 사용할 수 없는 문제가 발생하게 된다.

이를 도 1을 참조하여 설명하면, 패킷을 송신하는 송신자는 현재 자신이 전송할 수 있는 윈도우 크기 a 만큼 패킷을 전송하게 된다. 그러나 중간 노드에서 패킷 손실이 발생하게 되면 수신자는 재전송 요구를 위한 응답(ACK)을 송신자로 전송하게 된다. 상기 응답(ACK)을 받은 송신자는 윈도우 크기를 a에서 b로 줄이게 된다. 이런 과정에서 수신자가 기대하는 QoS 성능은 윈도우 크기 a 정도에서 기대할 수 있는 경우 윈도우 크기가 줄어들므로 인해 사용자가 원하는 품질의 서비스를 제공할 수 없게 된다.

② TCP Precedence와 Diff-Serv망간의 충돌 문제점

현재 Diff-Serv에서 DSCP 필드로 사용하고 있는 필드는 IP 헤더의 TOS(Type Of Service) 필드이다. 또한, TCP에서는 IP 헤더의 TOS 필드를 구성하는 8비트의 필드 중에 우선순위 필드로 3비트를 사용하고 있다. 상기 TOS 필드는 TCP 연결 시 종단간 우선순위를 확인하기 위해서 사용된다. 즉, 상기 Diff-Serv와 상기 TCP가 동일한 필드를 사용하기 때문에 충돌이 발생하여 두 기능 중에 한가지 기능은 동작하지 않게 된다.

상기 TCP에서 IP 헤더의 TOS 필드 사용에 대한 내용을 상세히 기술하면 다음과 같다. TCP 연결 시 우선순위 필드를 포함해서 설정된 TCP 연결에 관한 정보를 TCP 종단간에 TCB(TCP Control Block)에 저장하게 된다. 즉, 상기 TCP 연결에 관한 정보는 한번 연결 설정이 완료된 후 유지시간(lifetime) 동안은 변해서는 안 되는 값이다. 따라서, 상기 TCP와 상기 Diff-Serv가 동시에 TOS 필드를 사용하는 경우 발생하는 문제를 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 2에서와 같이 만약 TCP 종단에서 우선순위가 다른 패킷을 받게 되면 에러로 체크하고 TCP 연결을 재 설정하게 된다. 따라서, 상기 Diff-Serv를 지원하는 중간의 어떤 노드가 IP 헤더의 DSCP 필드를 수정하게 되면, 즉 리마킹 절차가 발생하게 되면 최초 기록되어 있던 TOS 필드의 값이 바뀌게 되어 TCP 연결 설정이 끓어지게 된다. 그로 인해, 이미 TCP 연결 설정이 끝난 경우에는 필요 없는 TCP 연결 설정 절차를 반복하여 수행하게 된다.

이상과 같은 문제로 인하여 TCP에서 사용하는 TOS 필드와 Diff-Serv 노드에서 사용하는 IP 헤더의 DSCP 필드간에 발생하는 충돌 문제가 해결되어야 한다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 TCP에 따른 필드와 차별화 서비스를 위한 필드간의 충동을 방지하는 패킷 데이터 전송방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 TCP에 따른 우선순위를 지정하는 필드로 TCP 헤더에서 사용하지 않는 필드를 지정하여 사용하는 패킷 데이터 전송방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 데이터 통신망의 가입자들 각각의 차별화된 서비스 품질을 지원하는 패킷 데이터 전송방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 데이터 통신망에서 사용자의 서비스 품질에 따라 재 전송할 패킷 크기의 조절을 차별화하는 패킷 데이터 전송방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 Diff-Serv의 DSCP필드와 TCP가 사용하는 우선순위 필드간의 충돌 문제는, Diff-Serv에서는 어떤 추가적인 동작을 제안하지 않고 기존의 TCP가 사용하는 IP 헤더의 우선순위 필드는 현재 TCP 헤더에서 사용되지 않는 필드로 옮겨서 사용한다.

한편, 보다 바람직하기로는 Diff-Serv에서 TCP 윈도우 사용은 윈도우 축소 폭을 사용자 프로화일에 따라 차등적으로 적용하게 되고, 이를 위해 기존의 TCP 연결 설정 절차를 일부 수정하며 이 때 사용되는 패킷을 정의한다.

도 1은 통상적인 데이터 통신망에서 패킷 데이터 전송 절차를 보여주고 있는 도면.

도 2는 종래 패킷 데이터 전송을 위한 신호 흐름을 보여주고 있는 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킷 데이터 전송을 위한 신호 흐름을 보여주고 있는 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 송신측에서 수행하는 제어 흐름을 보여주고 있는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신측에서 수행하는 제어 흐름을 보여주고 있는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 수정된 특화 서비스 코드 포인트 필드의 DS 플래그를 보이고 있는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 새로 정의한 TCP 옵션을 보여 주고 있는 도면.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전송 제어 프로토콜(TCP; TransmissionControl Protocol) 헤더의 구조를 보여주고 있는 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 후술될 본 발명의 실시 예에서는 첫 번째로 Diff-Serv망에서 효과적인 TCP 어플리케이션 사용을 위한 절차에 대해 제안할 것이며, 두 번째로 종래 사용되고 있는 TCP 헤더의 포맷의 일부를 수정하여 두 가지 프로토콜이 동시에 사용될 수있도록 하는 확장 TCP 포맷을 제안할 것이다.

상기 첫 번째로 제안할 Diff-Serv망에서 효과적인 TCP 어플리케이션 사용을 위한 절차를 수행하기 위해서는 사용자의 서비스 레벨 송신자가 받은 서비스에 따라 윈도우 크기를 축소했을 경우 최소로 축소된 윈도우 크기를 서비스 레벨별로 차등화 하여야 한다. 이를 통해서 사용자가 요구하는 기본적 서비스를 제공하게 된다.

한편, 상기 두 번째로 제안할 두 가지 프로토콜이 동시에 사용될 수 있도록 하는 확장 TCP 포맷은 기존의 TCP의 우선순위 필드의 기능을 무시하지 않고도 Diff-Serv의 DSCP를 운용하기 위한 구성을 가진다. 즉, 기존의 TCP 헤더 내에 사용되지 않고 있는 비트 중 3 비트를 TCP 우선순위 필드로 운용하게 된다. 도 8에서는 본 발명의 실시 예에 따라 기존의 TCP 헤더에 새롭게 추가되는 3비트로 이루어진 TCP 우선순위 필드를 보여 주고 있다. 상기 TCP 우선순위 필드는 TCP 송신자의 우선순위가 저장된다.

먼저, 상기 첫 번째로 제안하고 있는 Diff-Serv망에서 효과적인 TCP 어플리케이션 사용을 위한 절차에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 Diff-Serv망에서 효과적인 TCP 어플리케이션 사용을 위한 절차에 있어 신호 흐름을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, TCP 송신자(TCP(Tx))는 어플리케이션을 사용하기 전에 TCP SYN를 TCP 수신자(TCP(Rx))에게 전송함으로서 상기 TCP 수신자에게 TCP 연결 설정을 요구한다. 상기 TCP 송신자로부터 전송된 상기 TCP SYN는 첫 번째 경계라우터로 제공되며, Diff-Serv를 지원하는 첫 번째 경계 라우터는 마킹 절차를 수행한다. 즉, 상기 첫 번째 경계 라우터는 마킹 절차에 의해 상기 TCP 송신자의 우선순위에 의해 DSCP를 결정한다. 또한, 상기 첫 번째 경계 라우터는 DSCP 필드 중에서 사용되지 않는 한 비트를 DS 플래그(DS flag)로 정의하여 1로 세팅한다. 본 발명의 실시 예에 따라 수정된 DSCP 필드의 DS 플래그는 도 6에서 설명하고 있다. 상기 도 6에서 보여지고 있는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 수정된 DSCP 필드는 3비트로 이루어진 TCP 송신자의 우선순위와 1비트의 DS 플래그를 포함한다. 상기 추가된 DS 플래그가 1로 세팅되면 TCP 수신자는 TCP 연결에서 Diff-Serv 지원에 필요한 동작을 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 TCP 수신자는 상기 첫 번째 경계 라우터를 통해 TCP 송신자가 전송한 패킷을 받은 TCP 연결을 시작하는 패킷임을 의미하는 TCP 헤더의 SYN 필드가 세팅되어 있는 지를 검사한다. 만약, 상기 DSCP의 DS 플래그가 1로 세팅되어 있다면 상기 첫 번째 경계 라우터가 마킹한 DSCP 값을 본 발명에서 새롭게 정의하는 TCP 옵션에 담아 상기 TCP 송신자로 전송하게 된다. 도 7에서는 본 발명의 실시 예에 따라 새로 정의한 TCP 옵션을 보여 주고 있다. 상기 도 도 7에서 보여지고 있는 상기 TCP 옵션은 다른 옵션과 구별을 위한 "kind" 필드와 옵션의 길이를 나타내기 위한 "length" 필드 그리고 DSCP 값을 담기 위한 "DSCP value" 필드로 구성된다. 상기 "kind" 필드와 "length" 필드 및 "DSCP value" 필드 각각은 1바이트로 구성된다. 상기 TCP 수신자로부터의 TCP 옵션을 통해 DSCP값을 수신한 TCP 송신자는 TCP 연결 과정을 통해서 자신이 사용해야 하는 윈도우 특성을 결정하게 되는 것이다.따라서, 상기 TCP 송신자는 자신의 우선순위에 대응하는 적절한 윈도우의 최소 축소 폭을 설정하게 되는 것이다.

현재 Diff-Serv에서 정의하는 "Expedited 서비스"인 경우 가상 임대 라인(virtual leased line)과 같은 서비스를 제공하기 위해 최대 전송 윈도우 크기는 줄이지 않고 기본적인 재전송 절차만 수행하게 된다. 하지만, "Assured 서비스" 같은 경우는 서비스에 따라 윈도우 크기의 축소 폭을 다르게 적용함으로써 망의 혼잡시 전송할 수 있는 패킷의 양을 일정하게 유지하도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신측에서 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 수신측에서 수행하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

먼저, 상기 도 4를 참조하면, 송신측은 410단계에서 수신측으로 TCP 연결 설정을 요구하는 TCP SYN를 전송한다. 상기 송신측으로부터 전송된 상기 TCP SYN는 상기 도 3을 참조하여 전술한 절차에 의해 수신측으로 제공될 것이다. 한편, 상기 송신측은 상기 TCP SYN에 대응하여 상기 수신측으로부터 전송되는 TCP ACK를 412단계에서 수신한다. 상기 송신측은 TCP ACK를 수신하면 414단계로 진행하여 상기 수신측으로부터의 TCP 옵션을 분석하고, 상기 TCP 옵션(kind)에 본 발명의 실시 예에 따른 옵션이 설정되어 있는 지를 판단한다. 예컨대, 본 발명의 실시 예에 따른 옵션으로 판단하는 것은 상기 TCP 옵션의 "kind" 필드의 값이 "17"로 설정되어 있는 경우이다.

만약, 상기 "kind" 필드가 "17"로 설정되어 있지 않으면 상기 송신측에서는설정되어 있는 옵션에 따른 기능을 수행한다. 하지만, 상기 "kind" 필드가 "17"로 설정되어 있으면 상기 송신측은 416단계로 진행하여 상기 TCP 옵션의 "DSCP value" 필드에 포함된 DSCP 값을 획득한다. 상기 DSCP 값은 앞에서도 밝히고 있는 바와 같이 첫 번째 경계 라우터가 상기 송신측의 우선순위에 의해 결정한 값이다. 상기 송신측은 상기 416단계에서 DSCP 값을 획득하면 418단계로 진행하여 상기 획득한 DSCP 값에 의해 윈도우 최소 축소 폭을 설정한다.

따라서, 상기 송신측은 중간 노드에서 발생하는 패킷 손실로 인한 수신측으로부터의 재 전송 요구에 의해 윈도우를 축소하더라도 상기 설정한 윈도우 최소 축소 폭을 하한선으로 한다. 즉, 상기 송신측의 현재 윈도우가 상기 윈도우 최소 축소 폭인 상태에서 재 전송 요구가 있다고 하더라도 더 이상 윈도우를 축소하지 않는다. 이로 인해 송신측의 우선순위에 대응한 QoS를 항상 유지할 수 있다.

다음으로 도 5를 참조하면, 수신측은 510단계에서 송신측으로부터의 TCP SYN를 첫 번째 경계 라우터를 통해 수신한다. 상기 TCP SYN을 수신한 상기 수신측은 512단계로 진행하여 상기 TCP SYN이 TCP 연결을 시작하는 패킷인지와 본 발명의 실시 에에 따른 옵션을 요구하는 지를 판단한다. 먼저, 상기 TCP 연결을 시작하는 패킷인지에 대한 판단은 상기 TCP SYN의 TCP 헤더를 구성하는 SYN 필드가 "1"로 세팅되어 있는 지를 검사함으로서 가능하다. 한편, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 옵션을 요구하는 지를 판단하기 위해서는 상기 첫 번째 경계 라우터에 의해 DSCP에 새로 추가한 DS 플래그가 1로 세팅되어 있는지에 의해 판단할 수 있다. 즉, 상기 수신측은 상기 512단계에서 상기 수신한 TCP SYN에 설정된 SYN과 DS 플래그가"SYN==1, DS flag==1"의 조건을 만족하는 지를 판단한다.

만약, 상기 수신측은 상기 512단계에서 상기 조건을 만족하지 않는 다고 판단하면 518단계로 진행하여 해당 기능을 수행한다. 하지만, 상기 수신측은 상기 512단계에서 상기 조건을 만족하면 514단계로 진행하여 IP 헤더에 기록된 DSCP를 독출하여 TCP 헤더의 TCP 옵션으로 설정한다. 상기 DSCP는 상기 첫 번째 경계 라우터가 마킹 동작을 통해 송신측의 우선순위에 대응하여 결정한 값이다. 한편, 상기 수신측은 516단계에서 상기 TCP SYN에 대응하여 상기 DSCP를 기록한 TCP 헤더를 가지는 TCP ACK를 상기 송신측으로 전송한다.

다음으로, 상기 두 번째로 제안할 기존의 TCP의 우선순위 필드의 기능을 무시하지 않고도 Diff-Serv의 DSCP를 운용하기 위한 구성을 가지는 확장 TCP 포맷에 대해 설명하도록 한다. 이하 설명할 TCP 포맷은 앞에서도 밝히고 있는 바와 같이 두 가지 프로토콜을 동시에 사용할 수 있도록 하고 있다.

상기 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 확장 TCP 포맷은 기존 TCP의 우선순위 필드의 기능을 무시하지 않고도 Diff-Serv의 DSCP를 운용하기 위해 TCP 헤더 내에 사용되지 않고 있는 비트 중 3비트를 TCP 우선순위 필드로 운용하고 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 확장 TCP 포맷을 사용함으로서 TCP 연결 설정을 완료한 후 TCP 연결 설정 정보를 TCB(TCP Control Block)형태로 가지게 된다. 또한, TCP 연결을 통해서 패킷을 송신 및 수신할 시 최초의 설정된 TCB 정보와 다른 정보를 가진 패킷을 TCP 수신자가 받게 되는 경우 TCP 연결을 끓고 새로운 TCP 연결 설정을 시도하게 된다. 마지막으로, Diff-Serv를 지원하는 경우 중간 라우터에서 리마킹이 일어나는 경우에 TCP 우선순위필드를 TCP 헤더로 옮겼기 때문에 최초의 TCP연결에서 설정된 TCP 우선순위 값이 바뀜으로 인해 불필요한 TCP연결 설정 과정을 피할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명은 확장 TCP 포맷을 제안함으로서 기존의 TCP 어플리케이션의 TCP 우선순위 필드 기능을 그대로 사용하면서 Diff-Serv 망에서 제공하는 QoS 기능을 TCP 어플리케이션에서도 동일하게 제공받을 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

전송 제어 프로토콜을 사용하여 경계 라우터를 통해 송신측 단말기와 수신측 단말기간의 패킷 데이터 서비스를 제공하며, 상기 송신측 단말기의 전송할 패킷 데이터의 크기를 조절하는 패킷 데이터 전송장치에서 상기 전송할 패킷 데이터의 최소 크기를 서비스 등급에 의해 결정하는 방법에 있어서,

상기 경계 라우터는 상기 송신측 단말기로부터의 상기 전송 제어 프로토콜의 연결 설정 요구에 의해 상기 송신측 단말기에 대응하는 서비스 품질에 의한 마킹 동작을 수행하여 특화 서비스 코드 포인트 값을 결정하고, 특화 서비스 코드 포인트 필드의 소정 플래그를 세팅한 후 상기 결정한 특화 서비스 코드 포인트 값을 가지는 패킷을 상기 수신측 단말기로 전송하는 과정과,

상기 경계 라우터로부터의 패킷을 수신한 상기 수신측 단말기가 상기 패킷을 구성하는 상기 특화 서비스 코드 포인트 필드의 소정 플래그가 세팅되어 있을 시 상기 경계 라우터에 의해 결정된 상기 특화 서비스 코드 포인트 값을 상기 전송 제어 프로토콜의 옵션으로 설정하여 전송하는 과정과,

상기 전송 제어 프로토콜의 옵션을 수신한 상기 송신측 단말기는 상기 전송 제어 프로토콜의 옵션으로 설정된 상기 특화 서비스 코드 포인트 값에 의해 자신이 전송할 패킷 데이터의 최소 크기를 설정하는 과정하며,

여기서, 상기 경계 라우터에 의해 결정된 특화 서비스 코드 포인트 값이 상기 송신측 단말기에 대응한 전송 제어 프로토콜의 우선 순위 정보를 전송하던 필드를 통해 전송함에 따라 상기 우선 순위 정보를 상기 전송 제어 프로토콜의 헤더에서 사용되지 않는 필드를 통해 전송을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서, 상기 전송 제어 프로토콜의 옵션은,

상기 전송 제어 프로토콜의 옵션임을 나타내는 정보를 기록하는 종류 필드와, 상기 전송 제어 프로토콜의 옵션의 길이를 나타내는 정보를 기록하는 길이 정보 필드 및 상기 특화 서비스 코드 포인트 값을 기록하는 특화 서비스 코드 포인트 값 필드로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.