KR100446794B1 - 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어기법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법에 관한 것이다.

본 발명의 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법은 각각의 입력 인터페이스에서 입력된 패킷들을 분류기에서 패킷의 특징에 따라 트래픽 클래스로 분류하는 단계, 각 클래스별로 패킷의 사용량에 따른 포인트를 할당하는 우선순위 포인트 평가와 우선순위 포인트를 근거로 동적으로 우선순위를 부여하는 적응형 우선순위 재할당을 포함하는 동적 우선순위 할당 모듈에서 동적으로 우선순위를 할당하는 단계, 각 우선순위에 맞는 3가지 큐가 존재하는 우선순위 큐(40)에서 상기 동적 우선순위 할당 모듈(30)에서 할당된 우선순위에 맞게 각 큐로 패킷을 전달하는 단계 및 우선순위 스케줄러(50)에서 각 우선순위 큐에 존재하는 패킷들을 우선순위에 입각하여 패킷을 배출(60)하는 단계로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법은 홈 네트웍에서의 동적 트래픽 제어로 인한 서비스 효과가 증대되는 장점이 있고, 코아 네트웍으로 트래픽 유입량 조절로 인한 전반적인 네트웍 품질이 증대되는 효과가 있다.

Description

홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법{A traffic control technology in home network through adaptive priority control}

본 발명은 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 분류기, 클래스 큐, 클래스 패킷 모니터, 동적 우선순위 할당 모듈(우선순위 포인트평가, 적응형 우선순위 재할당), 우선순위 큐, 우선순위 스케줄러에 관한 것이다.

일반적으로 네트웍 상에서는 각종 트래픽이 혼재하게 되는데, 네트웍 사용자수가 증가함에 따라 한정된 네트웍 자원으로 다량의 트래픽 서비스를 제공하기 위하여 다양한 트래픽 관리 기술이 개발되고 있다.

종래의 기술은 도 1에서 보는 바와 같이, 각 트래픽의 특징에 따라 클래스를 분류하여, 트래픽 클래스의 특징에 맞는 우선권을 부여하여 우선권이 높은 트래픽이 네트웍의 자원을 더 많이 할당받아 더 좋은 서비스를 제공받게 된다.

이러한 구조를 가지고 있는 트래픽 관리 기법을 좀 더 자세히 살펴보면, 도 1에서 각 입력 인터페이스(1)로부터 입력된 패킷을 classifier(분류기)(2)에서 어떠한 클래스의 트래픽인가를 결정하여 기 할당된 우선순위를 부여한다. 이렇게 우선순위를 부여받은 패킷은 각 다른 우선순위를 가진 queue(큐)(3)에 전달된다. 이렇게 패킷을 전달받은 각 큐들은 제한된 큐 용량을 초과하지 않도록, 큐 관리 알고리즘을 적용하는데, 패킷을 폐기하거나, 능동적으로 큐 사이즈를 조정하는 알고리즘을 갖는다. 각 우선순위 큐에 전달된 패킷은 priority scheduler(우선순위 스케줄러)(4)에 의해 우선순위가 높은 큐에 있는 패킷을 출력(5)하게 된다.

종래의 트래픽 제어 문제점은 일반적으로 그 기능적 역할이 중심 네트웍에 편중되어 있고, 트래픽의 시발점인 가정이나 사무실내의 네트웍에 대해서는 그 기능적 역할이 무시되어 왔다. 그러나 가정이나 사무실내의 네트웍 트래픽이 증가함에 따라, 그 필요성이 대두되고 있다.

또한 종래의 트래픽 제어는 특징적으로 나뉜 트래픽 클래스에 따라 고정된 우선권을 부여하여 트래픽을 제어하였는데, 이러한 기술은 항상 상위 우선권의 트래픽이 우선권을 가지기 때문에 상위 우선권을 가진 트래픽과 하위 우선권을 가진 트래픽이 공존하는 경우, 사용자가 하위 우선권을 가진 트래픽을 많이 사용함에도 불구하고, 하위 우선권을 가진 트래픽의 서비스가 상대적으로 많이 저하될 수 있다. 따라서, 사용자 트래픽에 대한 동적인 트래픽 관리가 부재인 상태이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 홈 네트웍 내의 트래픽의 증가에 따라서 사용자가 현재 사용하고 있는 트래픽을 점검하고 그 트래픽에 대하여 우선권을 부여하여 더 우수한 서비스를 제공함으로써, 사용자 트래픽에 동적으로 반응할 수 있는 기술을 사용하여 트래픽 제어의 효율성을 높이고자 함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래의 트래픽 관리 기법의 개념도이다.

도 2는 본 발명에 따른 동적 트래픽 관리 기법의 개념도이다.

도 3은 본 발명에 따른 동적 트래픽 관리 시스템의 블럭도이다.

도 4는 우선순위 포인트 평가의 흐름도이다.

도 5는 적응형 우선순위 재할당의 흐름도이다.

도 6은 우선순위 충돌 정책의 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 입력 패킷 20. 분류기

30. 동적 우선순위 할당 모듈 31. 우선순위 포인트 평가

32. 적응형 우선순위 재할당 32. 우선순위 큐

35. 우선순위 스케줄러 60. 출력 패킷

70. 클래스 패킷 모니터

본 발명의 상기 목적은 분류기, 클래스 큐, 클래스 패킷 모니터, 동적 우선순위 할당 모듈(우선순위 포인트평가, 적응형 우선순위 재할당), 우선순위 큐, 우선순위 스케줄러로 이루어진 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 동적 트래픽 관리 기법의 개념도이다.

본 발명의 기본 배경은 홈 네트웍 내에서 사용자 트래픽을 점검하여, 사용 빈도수가 높은 트래픽에게 높은 우선순위를 부여하여 동적으로 트래픽을 제어하는 기술이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 각각의 입력 인터페이스에서 입력된 패킷(10)들을 분류기(20)에서 패킷의 특징에 따라 컨트롤 트래픽, 멀티미디어 데이터 트래픽, 논-멀티미디어 데이터 트래픽 3가지 종류의 트래픽 클래스로 분류한다.

각 클래스 별로 분류된 패킷은 Dynamic priority allocation module(동적 우선순위 할당 모듈)(30)로 전달되는데, 이 모듈에는 Priority point estimation(우선순위 포인트 평가)(31)와 Adaptive priority reassignment(적응형 우선순위 재할당)(32) 2가지 세부 모듈이 있다. 상기 우선순위 포인트 평가(31)에서는 각 클래스별로 패킷의 사용량에 따른 포인트를 할당하고, 그 포인트를 가지고 적응형 우선순위 재할당에서는 클래스별로 우선순위를 할당한다. 우선순위가 할당된 패킷은 각 Priority queue(우선순위 큐)(40)로 전달되고 우선순위 스케줄러(50)에 의해 우선순위가 높은 큐에 있는 패킷을 우선적으로 처리하여 출력 패킷(60)으로 보낸다.

도 3은 본 발명에 따른 동적 트래픽 관리 시스템의 블럭도를 보여주고 있는데, 분류기, Class queues(클래스 큐), Class packet monitor(클래스 패킷 모니터), 동적 우선순위 할당 모듈(우선순위 포인트 평가, 적응형 우선순위 재할당), 우선순위 큐, 우선순위 스케줄러로 구성되어 있다.

도 3에서 각 블록별 기능을 살펴보면, 각 인터페이스에서 입력된 패킷들을 트래픽 특성에 따라 3가지 클래스로 구분하여 각 클래스 큐에 전달하는 분류기, 각 큐에 전달된 패킷을 임시로 저장하며 그 길이를 합산하여 클래스 패킷 모니터에게 전달하는 클래스 큐가 있다. 상기 클래스 큐는 각 트래픽 특성에 따라 3가지 클래스 큐로 구성되어 있다. 클래스 패킷 모니터는 각 클래스 큐에서 합산된 패킷의 길이를 일정 시간마다 읽어와서 우선순위 포인트 평가에게 기본 자료로 제공한다.

또한, 동적 우선순위 할당 모듈은 동적으로 우선순위를 할당하는 모듈로 두가지 세부 모듈을 가지고 있는데, 첫번째 우선순위 포인트 평가는 사용자의 트래픽양에 따라 어떠한 트래픽 클래스를 많이 사용하였는지를 측정하고 많이 사용한 트래픽 클래스에게 높은 포인트를 할당하는 모듈이고, 두번째 적응형 우선순위 재할당은 우선순위 포인트를 근거로 동적으로 우선순위를 부여한다.

우선순위 큐에서는 우선순위에 맞는 3가지 큐가 존재하는데, 동적 우선순위 할당 모듈에서 할당된 우선순위에 맞게 각 큐로 패킷이 전달된다.

마지막으로, 우선순위 스케줄러에서는 각 우선순위 큐에 존재하는 패킷들을 우선순위에 입각하여 패킷을 배출하는 역할을 하고 우선순위가 높은 큐에 있는 패킷에 더 많은 배출 기회를 주어 우선순위가 높은 패킷이 더 좋은 전송속도를 가지게 된다.

도 4는 우선순위 포인트 평가의 흐름도를 보여주고 있는데, 각 포인트를 구하는 방법의 기본이 되는 것이 각 클래스별 사용량의 비율(PCB : Portion of class bandwidth) 편차이다. 우선순위 포인트를 계산하기 위하여 먼저 총 PCB 편차를 구하는데 상기 PCB 편차를 구하기 위해서는 클래스 패킷 모니터로부터 전달받은 합산된 패킷의 길이를 L₁, L₂,...,L_n이라고 하고, 모니터링한 시간을 T_count ,총 대역폭을 BW_T라 하면, 다음과 같은 분류된 클래스별 패킷의 PCB를 얻을 수 있다.

PCB = (∑L_n)/(BW_T×T_count)×100%

각각의 PCB를 근거로 각 클래스별 편차(D)를 구한다, 이 편차가 우선순위 포인트의 기준이 된다.

D = PCB_current- PCB_old

총 PCB 편차는 (D_T) 다음과 같다.

D_T= │D₁│+│D₂│+│D₃│

이렇게 구해진 값을 근거로 구해진 총 편차와 기 설정된 편차 임계치를 비교하여, 총 PCB 편차가 더 큰 경우는 편차의 전부를 우선순위 포인트에 부가하고, 그렇지 않은 경우는 편차의 반을 우선순위 포인트에 부가한다. 이것은 총 PCB 편차가 임계치를 넘어선 경우 트래픽의 변화에 좀더 빨리 대처하기 위함이고 다음 절차인적응형 우선순위 컨트롤 부분으로 넘어간다.

도 5는 적응형 우선순위 재할당의 흐름도로써 보는 바와 같이 먼저 각 클래스마다 얻어진 우선순위 포인트를 비교하여, 가장 높은 포인트를 얻은 클래스는 가장 높은 우선순위 priority 2를 부여 받고, 중간이면 priority 1, 가장 낮은 포인트를 얻은 클래스는 가장 낮은 우선순위 priority 0을 부여 받는다. 그런 다음 각 클래스마다 다른 방식의 policy(폴리시)를 사용하여, 각 클래스의 특징을 부각시킨다. class 1은 privilege policy, class 2는 normal policy, class 은 penalty policy를 적용한다.

마지막으로, 도 6은 우선순위 충돌 정책의 흐름도이다. 도 6에서와 같이 두 클래스가 같은 우선순위를 갖는 경우가 발생하는데, 이 경우에는 class 1은 priority 2, class 2는 priority 1, class 3은 priority 0을 부여한다. 그리고 다음 번에도 정보가 유용할 수 있도록 우선순위를 결정하기 전에 저장하도록 한다.

따라서, 본 발명의 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법은 홈 네트웍에서의 동적 트래픽 제어로 인한 서비스 효과가 증대되는 장점이 있고, 코아 네트웍으로 트래픽 유입량 조절로 인한 전반적인 네트웍 품질이 증대되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 패킷 데이터를 전송하는 우선순위 제어를 통한 트래픽 기법에 있어서,

   각각의 입력 인터페이스에서 입력된 패킷(10)들을 분류기(20)에서 패킷의 특징에 따라 트래픽 클래스로 분류하는 단계;

   각 클래스별로 패킷의 사용량에 따른 포인트를 할당하는 우선순위 포인트 평가(31)와 우선순위 포인트를 근거로 동적으로 우선순위를 부여하는 적응형 우선순위 재할당(32)을 포함하는 동적 우선순위 할당 모듈(30)에서 동적으로 우선순위를 할당하는 단계;

   각 우선순위에 맞는 3가지 큐가 존재하는 우선순위 큐(40)에서 상기 동적 우선순위 할당 모듈(30)에서 할당된 우선순위에 맞게 각 큐로 패킷을 전달하는 단계; 및

   우선순위 스케줄러(50)에서 각 우선순위 큐에 존재하는 패킷들을 우선순위에 입각하여 패킷을 배출(60)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 우선순위 포인트 평가(31)는 우선순위 포인트를 계산하기 위하여 먼저 총 PCB 편차를 구하고, 구해진 총 편차와 기 설정된 편차 임계치를 비교하여, 총PCB 편차가 더 큰 경우는 편차의 전부를 우선순위 포인트에 부가하고, 그렇지 않은 경우는 편차의 반을 우선순위 포인트에 부가하는 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 적응형 우선순위 재할당(32)은 각 클래스마다 얻어진 우선순위 포인트를 비교하여 가장 높은 포인트를 얻은 클래스는 가장 높은 우선순위 priority 2를 부여받고, 중간이면 priority 1, 가장 낮은 포인트를 얻은 클래스는 가장 낮은 우선순위 priority 0을 부여 받은 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 내의 적응형 우선순위 제어를 통한 트래픽 제어 기법.