KR100446434B1 - 확인응답 세그먼트 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 세그먼트 및 확인응답 세그먼트를 구분하고 확인응답 세그먼트를 지연시킴으로써 데이터 패킷의 양을 제어하는 것에 의해 전송라인의 전송부하를 줄일 수 있도록 하는 확인응답 세그먼트 제어시스템에 관한 것으로, LAN 구간과 WAN 구간의 양 터미널 사이에 개재되어 확인응답 세그먼트를 제어하는 확인응답 세그먼트 제어 시스템에 있어서, 송신할 패킷에 대한 프로토콜을 분석하여 분류하는 패킷 분류기; 상기 패킷 분류기에서 분류된 패킷에 대해 패킷 사이즈, 응용프로그램 종류, IP 주소, 세션 응답시간 및 데이터 세그먼트인지 확인응답 세그먼트인지 등을 분석하는 패킷 분석기; 상기 패킷 분석기에서 분석된 패킷에 대해 사용 될 수 있는 크기와 비교 해서 전송 할 것인지 지연시킬 것인지를 판단하는 QoS엔진; 지연되어야 할 패킷의 전송 될 시간을 계산하여 패킷에 전송될 시간정보를 탑재하여 출력하는 지연시간 계산기; 상기 지연시간 계산기에서 전송된 패킷을 저장시킨 후 제어신호에 의해 저장된 패킷을 상기 QoS엔진으로 전송하는 지연 대기버퍼; 및 상기 QoS엔진에서 최종 분석된 패킷에 대해 상기 WAN 구간으로 출력하기 위한 출력 대기버퍼;를 포함한다.

Description

확인응답 세그먼트 제어 시스템 및 방법{Confirmation response segment control system and the method}

본 발명은 인터넷 환경에서 트래픽 처리에 관한 것으로, 상세하게는 확인응답 세그먼트를 제어하는 것에 의해 트래픽을 조절함으로써 전송부하를 줄일 수 있도록 하는 확인응답 세그먼트 제어시스템 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, TCP/IP 프로토콜(Protocol)은 송신과 수신 양단에서 통신 중에 송신하는 측에서는 데이터를 전송하고 수신하는 측에서는 수신 된 데이터에 대한 확인응답 패킷을 보내며, 다음과 같이 용어를 정의한다.

TCP를 이용하여 두 개의 장치 사이에 전달되는 데이터의 단위를 세그먼트 (Segment)라고 하고 송신 측에서 보내는 데이터 패킷은 데이터 세그먼트(Data Segment), 수신 확인을 위한 응답으로 수신 측에서 보내는 패킷을 확인응답 세그먼트(Acknowledgement Segment)라고 한다.

일반적으로 인터넷은 사용자의 다양화, 응용 서비스의 다양화로 급속하게 트래픽이 증가되고 있는 실정이고, 이러한 환경에서 중요도가 높거나 급히 처리되어야 할 트래픽들이 중요도가 낮거나 업무와는 상관이 없는 비중이 낮은 트래픽으로 인해 부하량이 증대되어 전송에 방해가 되고 있다.

이런 문제를 해결하기 위해 네트워크 관리자나 공급자는 트래픽을 분석하고 관리, 제어하는 QoS(Quality of service; 이하 QoS라 함.) 기능을 제공할 필요가 있다.

QoS 대상이 되는 패킷은 크게 내부 네트워크 LAN에서 외부 네트워크 WAN로송신되는 것과 외부 네트워크 WAN에서 내부 네트워크 LAN으로 수신하는 방식이 있다.

기존의 방법들이 제공하는 방법에는 패킷의 순서를 조정하는 스케쥴링(Scheduling), 패킷을 지연하는 큐잉(Queuing), 윈도우 사이즈 조절을 하는 쉐이핑(shaping) 등의 방법이 있다.

기존 방법으로 제어하는 방식은 내부에서 외부로 나가는 트래픽을 조절하는 경우 효과를 보지만 외부에서 들어온 트래픽을 조절을 할 경우에는 문제가 발생한다.

예를 들어 LAN 내부의 한 사용자가 FTP를 이용해서 WAN의 미국 어느 서버에서 데이터를 수신한다고 하자. FTP 프로토콜 특성상 회선 속도가 제공하는 한 많은 패킷들이 WAN을 거쳐 QoS장치까지 도착이 되어 버린다. 이때 이미 FTP 전송으로 인해 QoS와 WAN 사이는 사용이 되어 버린 상태이고 FTP보다 중요한 패킷들은 전송부하가 발생하여 그 전송속도가 느리게 된다.

이미 속도가 느린 WAN 구간을 지나 도착한 패킷을 기존 QoS 방법으로 스케쥴링, 큐잉, 쉐이핑 한다는 것은 의미가 없어진다. 그렇듯 중요하지 않은 트래픽들이 WAN 구간의 대역을 차지하고 있는 상태에서는 중요한 트래픽들이 원활한 통행을 하지 못한다. 그래서 기존 방법들은 WAN 구간을 사이에 두고 QoS 하는 장비를 양단에 설치함으로써 완전한 QoS를 할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 데이터 세그먼트 및 확인응답 세그먼트를 구분하고 확인응답 세그먼트를 지연시킴으로써 데이터 패킷의 양을 제어하는 것에 의해 전송라인의 전송부하를 줄일 수 있도록 하는 확인응답 세그먼트 제어시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 LAN 구간과 WAN 구간의 양 터미널 사이에 개재되어 확인응답 세그먼트를 제어하는 확인응답 세그먼트 제어 시스템에 있어서, 송신할 패킷에 대한 프로토콜을 분석하여 분류하는 패킷 분류기; 상기 패킷 분류기에서 분류된 패킷에 대해 패킷 사이즈, 응용프로그램 종류, IP 주소, 세션 응답시간 및 데이터 세그먼트인지 확인응답 세그먼트인지 등을 분석하는 패킷 분석기; 상기 패킷 분석기에서 분석된 패킷에 대해 사용 될 수 있는 크기와 비교 해서 전송 할 것인지 지연시킬 것인지를 판단하는 QoS엔진; 지연되어야 할 패킷의 전송 될 시간을 계산하여 패킷에 전송될 시간정보를 탑재하여 출력하는 지연시간 계산기; 상기 지연시간 계산기에서 전송된 패킷을 저장시킨 후 제어신호에 의해 저장된 패킷을 상기 QoS엔진으로 전송하는 지연 대기버퍼; 및 상기 QoS엔진에서 최종 분석된 패킷에 대해 상기 WAN 구간으로 출력하기 위한 출력 대기버퍼;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 확인응답 세그먼트 제어 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 LAN 구간과 WAN 구간의 양 터미널 사이에 개재되어 확인응답 세그먼트를 제어하는 확인응답 세그먼트 제어방법에 있어서, 송신하고자 할 패킷에 대해 IP 패킷인지 여부를 판단하고, IP 패킷이 아닐 경우 패킷을 전송하는 단계; 상기 단계에서 분류된 패킷이 IP 패킷일 경우 그 IP 패킷의 크기, 응용종류, 사용자 등의 정보를 분석하는 단계; 분석된 IP 패킷이 나가는 패킷인지 들어오는 패킷인지에 대한 전송방향을 판단하는 단계; 전송방향이 결정되면, 송,수신 패킷의 사용량을 검출하여, 패킷의 사용량이 기준값 보다 작을 경우 패킷을 전송하는 단계; 및 상기 단계에서 패킷의 사용이 기준값 보다 클 경우 전송 예상시간을 계산하여 대기시키고, 대기 시간이 경과하면 패킷을 순차적으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 확인응답 세그먼트 제어방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 확인응답 세그먼트 제어시스템의 위치를 보인 도면,

도 2는 본 발명의 QoS장치에 대한 내부 구조를 보인 블록도,

도 3은 데이터 전송을 하는 양단의 터미널 사이에서 패킷이 도달하기 까지 연연되는 시간을 포함하여 도식한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 확인응답 세그먼트를 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20;QoS장치 21;송신패킷 저장버퍼

22;패킷 분류기 23;패킷 분석기

24;QoS엔진 25;지연기산 계산기

26;지연 대기버퍼 27;지연패킷 전송기

28;출력 대기버퍼

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 QoS장치의 설치 위치를 보인 도면이다.

도면을 참조하면, 부호 20으로 표시한 본 발명의 QoS장치는 LAN 구간(10)과 WAN 구간(30)에서 발생 한 패킷들이 잠시 대기하는 곳이며 LAN 구간(10) 이외의 구간으로 전송되기 전에 반드시 이곳에 머무른다.

도 2는 본 발명의 QoS장치에 대한 내부 구조를 보인 블록도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 QoS장치(20)는 송신패킷 저장버퍼(21), 패킷 분류기(22), 패킷 분석기(23), QoS엔진(24), 지연시간 계산기(25), 지연 대기버퍼(26), 지연 패킷 전송기(27) 및 출력 대기버퍼(28)를 포함한다.

상기 송신 패킷 저장버퍼(21)는 LAN 구간(10)의 패킷이 의 WAN 구간(30)으로 들어오기 전에 일시 적으로 저장되는 버퍼이다. LAN 구간(10)에서 발생 한 패킷들이 잠시 대기하는 곳이며 WAN 구간(30)으로 전송되기 전에 반드시 이곳에 머무른다.

상기 패킷분류기(22)는 송신 패킷 저장버퍼(21)에 저장된 패킷을 하나씩 꺼내와서 그 패킷이 어떤 프로토콜(Protocol)을 이용 한 패킷인지 분류를 하고 패킷 분석기(23)에 정보를 알려 준다.

패킷 분석기(23)는 패킷 분류기(22)를 통해 들어온 패킷을 각 프로토콜에 맞는 형식으로 패킷 사이즈, 응용프로그램 종류, IP 주소, 세션 응답시간, 데이터 세그먼트인지 확인응답 세그먼트인지 등을 분석하고 기본 정보를 QoS엔진(24)이 처리 할 수 있도록 제공한다.

QoS엔진(24)은 패킷 분석기(23)에서 분석이 끝난 패킷이 사용자가 설정한 우선순위, 즉 사용될 수 있는 크기(기준값)와 비교해서 전송할 것인지 지연시킬 것인지를 판단한다. 이때 중요한 것이 사용량 검사 비교를 할 때 LAN 구간(10)에서 WAN 구간(30)으로 나가는 트래픽 사용량을 보는 것이 아니라 WAN 구간(30)에서 LAN구간(10)으로 들어오는 트래픽의 사용량을 검사한다.

이렇게 판단되어서 사용할 수 있는, 또는 우선 순위의 패킷이면 바로 전송이 되어야 하므로 출력 대기 버퍼(28)에 저장을 시켜 전송이 되도록 한다. 만일 현재 패킷이 지연되어야 할 패킷이면 지연 시간 계산기(25)를 거쳐 지연 대기버퍼(26)에 쌓이도록 한다.

출력 대기버퍼(28)는 WAN 구간(30)으로 나가기 전에 대기하는 곳이며 이 곳의 패킷은 지연없이 바로 전송이 된다.

지연시간 계산기(25)는 지연되어야 할 패킷의 전송 될 시간을 계산하여 주는부분이다. 계산이 되면 패킷에 전송 될 시간 정보가 추가되어서 지연 대기버퍼(26)에 저장시킨다.

지연 대기버퍼(26)는 상기 지연시간 계산기(25)에서 전송된 패킷을 저장시킨 후 제어신호에 의해 저장된 패킷을 지연패킷 전송기(27)를 통해 QoS엔진(24)으로 전송한다.

이와 같이 구성된 본 발명을 도 3을 참조하여 설명한다. 본 발명은 터미널 A(40)가 데이터를 송신하고 터미널 B(50)가 데이터를 수신을 한다고 하면 터미널 A(40)에서 터미널 B(50)로 나가는 패킷은 데이터 세그먼트 이고 터미널 B(50)에서 터미널 A(40)로 나가는 패킷은 데이터 수신에 대한 확인응답 세그먼트이다.

터미널 A(40)에서 터미널 B(50)로 전송되는 패킷의 양을 조절하기 위해 본 발명은 터미널 B(50)에서 터미널 A(40)로 가는 확인응답 세그먼트를 조절을 한다. 확인응답 세그먼트를 지연시키면 데이터 세그먼트가 줄어드는데 확인응답 세그먼트를 언제까지 지연 시켜야 할지 그 시간 계산을 이곳에서 해 주는 것이다.

지연 될 시간은 패킷(확인응답 세그먼트)이 터미널 B(50)에 도착하는 지연 시간, T_ack와 응답을 받아 데이터 세그먼트가 터미널 A(40)에 도착하기까지 걸리는 시간, T_data가 고려되어서 T_ack와 T_data 시간을 더한 시간 전에 전송되어야 한다. 그렇게 구해진 절대 시간을 패킷에 추가 정보로 포함해서 지연 대기버퍼(26)에 저장한다.

T(전송 될 절대 시간) = T_anticipation - (T_ack + T_data)

지연 대기버퍼(26)는 QoS엔진(24)에서 지연 된 패킷이 이곳에 저장이 된다.이곳에 저장이 된 패킷은 상기 지연시간 계산기(25)에서 계산 된 시간 만큼 지연되었다가 지연 패킷 전송기(27)에서 처리가 된다.

지연 패킷 전송기(27)는 지연 대기버퍼(26)에서 지연 될 시간 만큼 지연 된 패킷은 이곳을 지나 다시 QoS 엔진(24)으로 전송이 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 확인응답 세그먼트를 제어방법을 도 4를 참조하여 설명한다.

도면을 참조하면, 본 발명은 송신하고자 하는 패킷이 입력되면, 패킷 분류기(22)에서는 송신 패킷 저장버퍼(21)에 저장된 패킷을 하나씩 꺼내와서 그 패킷이 어떤 프로토콜(Protocol)을 이용 한 패킷인지 분류를 하고 만약, IP 패킷이 아니면 스텝 67의 출력 대기버퍼(28)에 저장한 후 패킷을 전송하고(S61), IP 패킷일 경우에는 그 패킷을 분석한다.

즉, 상기 패킷 분류기(22)에서 분류된 IP패킷들은 패킷 분석기(23)를 통해 그 IP패킷에 대한 패킷의 크기, 응용종류, 사용자(IP 주소), 세션 응답시간 및 데이터 세그먼트인지 확인응답 세그먼트인지 등을 분석하고 기본 정보를 저장을 한다.(S62-S63)

스텝 63에서 분석된 IP패킷들은 QoS엔진(24)을 통해 패킷이 들어오는 것인지 나가는 것인지에 대한 전송방향을 검사한 후 만약 나가는 패킷일 경우 들어오는 패킷에 대한 사용량을 검사하고, 반대로 들어오는 패킷일 경우에는 나가는 패킷의 사용량을 검사함으로써 즉시 전송할 것인지 전송을 지연할 것인지를 판단한다.(S64-S66)

스텝 64에서 판단결과 나가는 패킷일 경우 들어오는 패킷의 사용량을 판단하고, 만약 들어오는 패킷의 사용량이 작을 경우에는 스텝 67에서 출력 대기버퍼(28)에 저장한 후 패킷을 전송하게 되며, 반대로 들어오는 패킷의 사용량이 클 경우에는 지연시간 계산기(25)에서 전송 예상시간을 계산한 후 그 지연예상 시간과 함께 패킷을 지연대기 버퍼(26)에 저장한 후 대기 시간이 경과하면 지연패킷 전송기(27)를 통해 패킷을 전송한다.(S68-S70)

동일한 방법으로 스텝 66에서도 스텝 64의 판단결과 들어오는 패킷일 경우 나가는 패킷의 사용량을 판단한 후, 만약 나가는 패킷의 사용량이 작을 경우에는 스텝 67에서 출력 대기버퍼(28)에 저장한 후 패킷을 전송하게 되며, 반대로 나가는 패킷의 사용량이 클 경우에는 지연시간 계산기(25)에서 수신 예상시간을 계산한 후 그 지연 예상 기간과 함께 패킷을 지연대기 버퍼(26)에 저장하여, 지연 대기시간이 경과하면 지연패킷 전송기(27)를 통해 패킷을 QoS엔진(24)으로 전송하여 패킷을 전송할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 응답 패킷이 도착하지 않으면 데이터가 발생하지 않는다는 점을 이용하므로 원천적으로 데이터 송신측의 트래픽을 발생하지 못 하도록 억제한다. 그래서 양단 두 곳에 설치하지 않아도 되며 양단 어느 곳이든 한 곳에만 설치하면 된다.

데이터 세그먼트에 대한 확인응답 세그먼트를 제어하는 방식이므로 제어해야 할 트래픽의 사이즈가 작다. 그러므로 버퍼에 저장 할 공간을 적게 차지하고 재 전송 시에 시스템 부하를 많이 차지하지 않는다.

Claims (2)

1. LAN 구간과 WAN 구간의 양 터미널 사이에 개재되어 확인응답 세그먼트를 제어하는 확인응답 세그먼트 제어 시스템에 있어서,

   송신할 패킷에 대한 프로토콜을 분석하여 분류하는 패킷 분류기;

   상기 패킷 분류기에서 분류된 패킷에 대해 패킷 사이즈, 응용프로그램 종류, IP 주소, 세션 응답시간 및 데이터 세그먼트인지 확인응답 세그먼트인지 등을 분석하는 패킷 분석기;

   상기 패킷 분석기에서 분석된 패킷에 대해 사용 될 수 있는 크기와 비교 해서 전송 할 것인지 지연시킬 것인지를 판단하는 QoS엔진;

   지연되어야 할 패킷의 전송 될 시간을 계산하여 패킷에 전송될 시간정보를 탑재하여 출력하는 지연시간 계산기;

   상기 지연시간 계산기에서 전송된 패킷을 저장시킨 후 제어신호에 의해 저장된 패킷을 상기 QoS엔진으로 전송하는 지연 대기버퍼; 및

   상기 QoS엔진에서 최종 분석된 패킷에 대해 상기 WAN 구간으로 출력하기 위한 출력 대기버퍼;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 확인응답 세그먼트 제어 시스템.
2. LAN 구간과 WAN 구간의 양 터미널 사이에 개재되어 확인응답 세그먼트를 제어하는 확인응답 세그먼트 제어방법에 있어서,

   송신하고자 할 패킷에 대해 IP 패킷인지 여부를 판단하고, IP 패킷이 아닐 경우 패킷을 전송하는 단계;

   상기 단계에서 분류된 패킷이 IP 패킷일 경우 그 IP 패킷의 크기, 응용종류, 사용자 등의 정보를 분석하는 단계;

   분석된 IP 패킷이 나가는 패킷인지 들어오는 패킷인지에 대한 전송방향을 판단하는 단계;

   전송방향이 결정되면, 송,수신 패킷의 사용량을 검출하여, 패킷의 사용량이 기준값 보다 작을 경우 패킷을 전송하는 단계; 및

   상기 단계에서 패킷의 사용이 기준값 보다 클 경우 전송 예상시간을 계산하여 대기시키고, 대기 시간이 경과하면 패킷을 순차적으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 확인응답 세그먼트 제어방법을 제공한다.