KR100451794B1 - ＩＥＥＥ802.1ｐ와 ＤｉｆｆＳｅｒｖ의 연동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IEEE80.1p를 지원하지 않고 DiffServ만 지원하는 장비에서 DiffServ의 서비스를 받도록 하거나 반대로 DiffServ를 지원하지 않고 IEEE802.1p만 지원하는 장비에서도 DiffServ 패킷이 IEEE802.1p의 서비스를 받을 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
그러므로, 본 발명은 DiffServ를 지원하나 IEEE802.1p를 지원하지 않는 장비에서 IEEE802.1p를 지원하기 위한 모든 과정과 반대로 IEEE802.1p를 지원하나 DiffServ는 지원하지 않는 장비에서 DiffServ를 지원하기 위한 모든 과정을 포함한다.
따라서, 본 발명은 기존에 바운더리 라우터에서 높은 우선 순위를 고려받지 못하던 패킷들이 높은 우선 순위를 적용받아 보다 효율적으로 데이터 전송을 할 수 있다.

Description

ＩＥＥＥ802.1ｐ와 ＤｉｆｆＳｅｒｖ의 연동 방법{Method for Interfacing IEEE802.1p and DiffServ}
본 발명은 IEEE802.1p와 DiffServ의 연동 방법에 관한 것으로, 특히 IEEE80.1p를 지원하지 않고 DiffServ만 지원하는 장비에서 DiffServ의 서비스를 받도록 하거나 반대로 DiffServ를 지원하지 않고 IEEE802.1p만 지원하는 장비에서도 DiffServ 패킷이 IEEE802.1p의 서비스를 받을 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 패킷에 우선 순위를 부여하는 방법에는 IEEE802.1p를 이용하는 방법과 ToS바이트를 이용하는 방법이 있다.
IEEE802.1p는 Layer2의 MAC 헤더에 도 1에 도시된 것과 같이 4바이트 짜리 TCI(Tag Control Info) 필드를 추가하여 그 중 3비트를 802.1p identifier로 사용한다. 3비트로 표현할 수 있는 우선 순위는 8가지이며, IEEE802.1p를 지원하는 네트웍 장비는 패킷을 그 우선 순위에 따라 분류하여 서비스한다.
도 1에 도시된 것과 같이 IEEE802.1p는 4바이트 짜리 TCI(Tag Control Info) 필드를 덧붙임으로써 구현할 수 있다. 이중 3비트를 802.1p identifier로 사용하는데 이 부분을 보고 패킷의 우선 순위를 결정한다. 코드와 우선 순위 레벨의 매칭은 하기 표 1에 기재된 것과 같다.
우선 순위 binary 특징
0 000 Background
1 001 Spare
2 010 Best Effort
3 011 Excellent Effort
4 100 Controlled Load
5 101 Video
6 110 voice
7 111 Network Control
IEEE802.1p는 헤더에 4 바이트의 프레임이 더해지기 때문에 MAC 헤더의 길이가 달라진다. 따라서, IEEE802.1p를 지원하지 않는 네트웍 장비의 경우는 잘못된 패킷으로 생각하여 폐기해 버릴 수도 있으므로 IEEE802.1p의 구현을 위해서는 네트웍 장비의 업그레이드가 요구된다.
ToS 바이트를 이용하는 방법은 다시 IP precedence bits와 DiffServ(Differentiated Service)의 두 가지 방법으로 나뉜다. IP precedence bits는 IP 헤더의 ToS바이트에서 3비트를 IP precedence bits로 사용하여 8개의 레벨로 구분된 서비스를 제공한다.
IP precedence bits를 이용하는 방법은 도 2에 도시된 것과 같이 IP 헤더의 ToS 바이트를 사용한다. 0~2 비트는 precedence bit로 하기 표 2에 기재된 것과 같이 우선 순위가 부여된다.
우선 순위 binary 특징
0 000 Routine
1 001 Priority
2 010 Immediate
3 011 Flash
4 100 Flash Override
5 101 CRITIC/ECP
6 110 Internet Control
7 111 Network Control
DiffServ는 QoS(Quality of Service)의 개념이 도입된 우선 순위 부여 방법으로 사용자의 요구 수준에 따라 서비스의 레벨을 달리하는 것이다. Diffserv는 ToS 바이트를 사용하는데 도 3에 도시된 것과 같이 0~5바이트의 6비트를 사용하며, 이를 DSCP(DiffServ CodePoint)라고 하는데 이것을 사용하여 최대 64개의 클래스를 만들어 서로 다른 질의 서비스를 제공할 수 있다. 이 DSCP 코드에 따른 포워딩 방식은 PHB(Per Hop Behavior)라 부르는데 IETF에서 표준안을 만들어 권고하고 있다.(RFC 2597)
하기 표 3은 PHB와 그에 따른 코드 표준안으로서 AF 클래스를 제외한 것이다.
PHB CodePoint
Default 000000
Class Selector xxx000
Expedited Forwarding 101110
하기 표 4는 AF 클래스의 코드 표준안이다.
ClassDropPrecedence Class1 Class2 Class3 Class4
Low 001 010 010 010 011 010 100 010
Medium 001 100 010 100 011 100 100 100
High 001 110 010 110 011 110 100 110
DiffServ는 확장성, 적절한 성능 유지 및 구현의 용이성에 초점을 맞춘 프로토콜이다. DiffServ에서는 각각의 요구를 개별적으로 고려하기보다는 동일한 목적지로 향하는 패킷을 집합적 대역폭을 이용하여 한번에 대량 전송할 수 있는 방법을제공하고 있다. 즉 대역폭을 사전에 집합적으로 예약하여 패킷이 동일한 목적지로 전송되어야 할 때, 사전에 대량 예약한 대역폭에 패킷을 실어 전송하는 것이다. 집합적 대역폭을 이용하게 되면 유입되는 패킷의 자원 예약에 대한 요구를 개별적으로 처리할 필요가 없으므로 중간 노드에서의 오버헤드를 줄일 수 있다.
이처럼 패킷에 우선 순위를 부여하는 방법에는 여러 가지가 있는데 IP Precedence bits를 사용하는 방법과 DiffServ 방법은 서로 연동이 가능하다.
그러나, IEEE802.1p와 DiffServ는 그렇지 않으므로 IEEE802.1p 정보만 가진 패킷은 DiffServ만 지원을 지원하는 장비에서는 요구하는 서비스를 받지 못할 것이다.
반대로 DiffServ 패킷은 IEEE802.1p만 지원하는 장비에서는 제대로 된 서비스를 받지 못하게 된다. 따라서, 효율적인 패킷 처리가 이루어지지 못할 것이다.
이와 같이, IEEE802.1p와 DiffServ는 서로 연동되지 않으므로 IEEE802.1p 정보만 가진 패킷은 DiffServ만 지원하는 장비에서는 요구하는 서비스를 받지 못한다.
반대로 DiffServ 패킷은 IEEE802.1p만 지원하는 장비에서는 제대로 된 서비스를 받지 못한다.
또한, IEEE802.1p는 Layer2헤더에 태그 정보가 있기 때문에 스위치 레벨에서만 읽힌다는 단점이 있다.
따라서, 실제 병목 현상(bottle neck)이 일어나서 우선 순위에 따른 서비스가 요구되는 바운더리 라우터(boundary router) 같은 곳에서는 IEEE802.1p에 따른 서비스를 받지 못하는 단점이 있다.
그러므로, 효율적인 패킷 처리를 위해서는 IEEE802.1p와 DiffServ 사이의 연동 기능이 필요하다.
따라서 본 발명의 목적은 DiffServ를 지원하나 IEEE802.1p를 지원하지 않는 장비에서 IEEE802.1p를 지원하기 위한 IEEE802.1p와 DiffServ 연동 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 IEEE802.1p를 지원하나 DiffServ는 지원하지 않는 장비에서 DiffServ를 지원하기 위한 IEEE802.1p와 DiffServ 연동 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 DiffServ를 지원하나 IEEE802.1p를 지원하지 않는 장비에서 IEEE802.1p를 지원하기 위한 모든 과정과 반대로 IEEE802.1p를 지원하나 DiffServ는 지원하지 않는 장비에서 DiffServ를 지원하기 위한 모든 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 DiffServ를 지원하나 IEEE802.1p를 지원하지 않는 장비에서 IEEE802.1p를 지원하기 위한 방법은 layer2 헤더의 TCI 필드를 읽기 과정과, 그 중 3비트의 802.1p 태그를 읽어서 8개의 우선 순위 레벨로 분류하는 과정과, 이를 적당한 PHB로 변환하는 과정과, 변환된 PHB에 맞는 코드를 DSCP에 표시하는 과정으로 이루어진다.
한편, 본 발명에서 IEEE802.1p를 지원하나 DiffServ는 지원하지 않는 장비에서 DiffServ를 지원하기 위한 방법은 IP 헤더의 ToS 바이트를 읽는 과정과, 그 중 6비트의 DSCP 코드를 읽어 그에 맞는 PHB를 찾는 과정과, 찾은 PHB에 대응하는 IEEE802.1p 우선 순위 레벨로 변환하는 과정과, 이에 해당하는 코드를 TCI 필드에 표시하는 과정으로 이루어진다.
도 1은 IEEE802.1p의 TCP 필드 포맷을 나타내는 도면.
도 2는 IP precedence bits의 포맷을 나타내는 도면.
도 3은 DSCP의 포맷을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 처리 과정을 나타내는 도면.
이하 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 동작 과정을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명은 필요에 따라 (A)에 도시된 바와 같이 IEEE 802.1p 우선 순위 레벨을 DiffServ의 PHB로 변환거나 반대로 (B)에 도시된 바와 같이 DiffServ의 PHB를 IEEE 802.1p의 우선 순위 레벨로 변환하는 과정이 기존의 동작 과정에 추가된다.
먼저, IEEE 802.1p 패킷을 DiffServ 패킷으로 바꾸는 경우 제(411)단계에서 포트로 들어오는 MAC 프레임들을 살펴보고, 제(412)단계에서 IEEE 802.1p 태그 프레임인지의 여부를 판단한다.
IEEE 802.1p 태그 프레임이 추가된 형태이면, 제(413)단계에서 DiffServ 패킷으로의 변환 과정을 거친다. 여기서, DiffServ 패킷으로의 변환 과정은 IEEE 802.1p의 우선 순위 레벨과 PHB의 변환표를 미리 만들어 이에 해당하는 PHB로 변환을 하고, IP 헤더의 DSCP를 PHB에 해당하는 코드로 바꾸는 과정이다.
IEEE 802.1p 태그 프레임이 추가된 형태가 않으면, 제(414)단계에서 바로 layer3 프로세싱으로 넘어간다. 제(415)단계에서 액션 핸들러(Action Handler;400)과 layer4 프로세싱을 수행하여 그 결과를 스위치로 제공한다.
IEEE 802.1p에서 DiffServ로의 변환 알고리즘은 MAC 프레임 헤더의 길이가 원래보다 4바이트 길면, MAC 헤더의 TCI 필드를 읽고, 해당 PHB를 하기 표 5에 기재된 변환표에서 찾고, DCSP에 표시한다.
IEEE 802.1p와 PHB의 변환표는 하기 표 5에 기재된 것과 같다.
IEEE802.1p DiffServ
binary 특징 PHB DSCP
000 Background Default 000 000
001 Spare
Class Selector xxx 000
010 Best Effort Assured Forwarding(class 1) 001 110
001 100
010 110
011 Excellent Effort Assured Forwarding(class 2) 010 110
010 100
011 010
100 Controlled Load Assured Forwarding(class 3) 011 110
011 100
100 010
101 Video Assured Forwarding(class 4) 100 110
100 100
100 010
110 Voice Expedited Forwarding 101 110
111 Network Control
한편, 본 발명에 따른 DiffServ 패킷을 IEEE 802.1p 패킷으로 바꾸는 경우는 제(421)단계에서 스위치로부터 전송되는 DiffServ 패킷을 액션 핸들러(400)와 layer4 프로세싱을 수행하고, 제(422)단계에서 layer3 프로세싱을 수행한다. 제(423)단계에서 DiffServ 패킷인지의 여부를 판단한다. DiffServ 패킷인 것으로 판단되면, 제(424)단계에서 IP 헤더의 DSCP를 보고 PHB를 판단한 다음 그에 해당하는 IEEE 802.1p의 우선 순위로 변환 과정을 거친다. 제(425)단계에서 layer2 프로세싱을 하여 MAC 헤더의 TCI 필더에 해당하는 코드를 표시하고, 포트로 전송한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 DiffServ에서 IEEE 802.1p로의 변환 알고리즘은 IP 헤더의 DSCP 필드를 읽고, 해당 802.1p 우선 순위를 상기 표 5에 기재된 변환표에서 찾아서 TCI 필드에 표시한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 IEEE 802.1p 우선 순위 레벨을 지원하지 않는 네트웍 장비에서 IEEE 802.1p 태그 정보를 활용하여 DiffServ를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 병목 현상이 일어나는 바운더리 라우터에서 IEEE 802.1p 우선 순위를 가지고도 DiffServ의 우선 순위를 적용받을 수 있는 이점이 있다.
그러므로, 본 발명은 기존에 바운더리 라우터에서 높은 우선 순위를 고려받지 못하던 패킷들이 높은 우선 순위를 적용받아 보다 효율적으로 데이터 전송을 할 수 있다.

Claims (3)

  1. IEEE802.1p와 DiffServ 연동 방법에 있어서,
    DiffServ를 지원하나 IEEE802.1p를 지원하지 않는 장비에서 IEEE802.1p를 지원하기 위한 과정과;
    IEEE802.1p를 지원하나 DiffServ는 지원하지 않는 장비에서 DiffServ를 지원하기 위한 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, DiffServ를 지원하나 IEEE802.1p를 지원하지 않는 장비에서 IEEE802.1p를 지원하기 위한 과정은,
    layer2 헤더의 TCI 필드를 읽기 단계와;
    그 중 3비트의 802.1p 태그를 읽어서 8개의 우선 순위 레벨로 분류하는 단계와,
    이를 적당한 PHB로 변환하는 단계와, 변환된 PHB에 맞는 코드를 DSCP에 표시하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, IEEE802.1p를 지원하나 DiffServ는 지원하지 않는 장비에서 DiffServ를 지원하기 위한 과정은,
    IP 헤더의 ToS 바이트를 읽는 단계와,
    그 중 6비트의 DSCP 코드를 읽어 그에 맞는 PHB를 찾는 단계와,
    찾은 PHB에 대응하는 IEEE802.1p 우선 순위 레벨로 변환하는 단계와,
    이에 해당하는 코드를 TCI 필드에 표시하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
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