KR100454684B1 - 다중 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 모의실험과 최적화를이용한 트래픽 엔지니어링 수행방법 및 그를 위한 서버 - Google Patents

다중 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 모의실험과 최적화를이용한 트래픽 엔지니어링 수행방법 및 그를 위한 서버 Download PDF

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KR100454684B1 KR10-2002-0079541A KR20020079541A KR100454684B1 KR 100454684 B1 KR100454684 B1 KR 100454684B1 KR 20020079541 A KR20020079541 A KR 20020079541A KR 100454684 B1 KR100454684 B1 KR 100454684B1
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Abstract

본 발명은 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 트래픽 엔지니어링을 효과적으로 수행하기 위한 방법 및 그를 위한 서버에 관한 것으로,
다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 트래픽 엔지니어링 정책을 결정하기 위한 서버에 있어서, 망 관리자로부터 입력되는 정보를 처리하기 위한 입력 처리부; 수동적인 라우팅 프로토콜 참여를 통해 실시간적으로 망의 형상 및 자원예약 상태정보를 입수하는 라우터 인터페이스부; 상기 입력 처리부 및 라우터 인터페이스부를 통해 입력된 자료와 모의 실험 및 최적화를 통해 생성된 출력 자료 및 그 메타 데이터를 저장 및 적재하는 자료 관리부; 상기 입력 처리부 및 라우터 인터페이스부를 통해 입력된 자료를 바탕으로 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 경로 가용성 확인 모의실험과, 현재 가동중인 망 내의 특정 링크 혹은 노드(라우터, 스위치) 혹은 그들의 집합에 고장이 발생할 경우 망 내의 레이블 스위치드 경로가 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 링크/노드 장애 모의실험, 및 현재 운용중인 특정 레이블 스위치드 경로(LSP)의 속성을 변경할 경우 그 LSP 및 망 내의 다른 LSP들이 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 LSP 속성변경 모의실험을 수행하는 모의실험로직; 상기 입력 처리부와, 상기 라우터 인터페이스부 및 상기 자료 관리부를 통해 입력된 자료를 바탕으로 현재 망에 설치된 모든 LSP들의 트래픽 요구량 및 속성을 동시에 반영하여 최적화된 다중경로 및 트래픽 분할률을 찾아내는 전역 최적화를 수행하는 최적화 로직; 상기 모의실험로직 및 최적화 로직의 결과를 망 관리자에게 출력하는 결과 출력부; 및 상기 모의실험 및 상기 최적화 결과로 생성된 트래픽 엔지니어링 정책을 자동으로 각 장비에 고유한 설정 명령으로 번역하여 적용하고 그 결과를 보고하는 결과적용부를 포함한다.

Description

다중 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 모의실험과 최적화를 이용한 트래픽 엔지니어링 수행방법 및 그를 위한 서버{A Method and Server for Performing the Traffic Engineering Using Mock-experiment and Optimization in Multi-protocol Label Switching Network}
본 발명은 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 트래픽 엔지니어링(TE: Traffic Engineering)을 효과적으로 수행하기 위한 방법 및 그를 위한 서버에 관한 것이다.
인터넷 트래픽 엔지니어링(TE)은 데이터 네트워크를 효율적으로 관리하기 위한 최적화(optimization) 작업이다. 구체적으로는, 주어진 망의 형상(topology)과 전달되어야 할 트래픽 요구량 행렬에 대해서, 최적의 성능과 안정성을 보일 수 있는 경로를 찾아내어 설정하는 것을 트래픽 엔지니어링이라 한다. 대표적인 데이터 네트워크인 IP 네트워크에서 종래의 트래픽 엔지니어링은 IGP(Interior Gateway Protocol) 라우팅 프로토콜 - OSPF(Open Shortest Path First), IS-IS(Intermediate System to Intermediate System) 등 -의 설정을 조작함으로써 실현되어왔다. 그러나 이 방법을 이용할 경우, 보다 세분화된 방식으로 트래픽 플로우들을 구분하고, 각각의 구분된 플로우에 적합한 트래픽 엔지니어링 경로를 할당하는 것이 힘들다. 이는 목적지 IP 주소에만 근거하여 패킷을 라우팅함으로 인하여 발생하는 근본적인 한계이다. 그러나 최근 들어, MPLS 기술이 데이터 네트워크에 적용되기 시작하면서 MPLS 기반 트래픽 엔지니어링이 각광을 받게 되었다.
MPLS에서는 고정길이의 짧은 레이블을 기반으로 스위칭되는 경로(LSP: Label Switched Path)를 설정하고, 상기 레이블 스위치드 경로를 이용하여 패킷들을 고속으로 전달한다. 특히 LSP를 이용함으로써 특정 트래픽 플로우에게 기존의 IP 라우팅 프로토콜에 의한 경로와는 상관없는 별도의 전달경로를 제공해 줄 수 있다는 점이 트래픽 엔지니어링 분야에서 주목을 끌기 시작했고, 그 결과 MPLS 트래픽 엔지니어링이라는 새로운 기술이 제안되었다. MPLS 트래픽 엔지니어링 기술을 이용하면, 각 LSP가 요구하는 대역폭과 망 내의 각 링크들에 남아있는 가용 대역폭을 함께 고려하여 최적의 경로를 산출하고, 그 결과를 동적으로 시그널링할 수 있다.
대부분의 상용망(operational network)에서 MPLS 트래픽 엔지니어링을 실현하기 위해서는 망에 발생된 비효율성을 해결하기에 가장 적합한 트래픽 엔지니어링 정책이 우선 설계되어야 한다. 그러나, 그와 같은 트래픽 엔지니어링 정책은 관리자의 직관에 의해서가 아니라, 입수된 망의 구조와 상태에 여러 가지 인자값을 적용한 반복적인 모의실험 및 최적화 과정을 거쳐 도출되는 것이 일반적이다. 이와 같은 작업을 위해서는 망의 구성과 상태를 신속하고 정확하게 요약해 줄 수 있을 뿐만 아니라, 망에 설정된 LSP들의 구성 및 상태 정보 등을 준실시간적으로 관찰하고, 관찰된 정보에 근거하여 다양한 모의실험 및 최적화 작업을 수행한 후, 그 결과 생성되는 트래픽 엔지니어링 정책을 다시 망에 반영할 수 있는 MPLS 트래픽 엔지니어링 서버가 요구된다.
따라서, 본 발명은 MPLS 망에서 트래픽 엔지니어링을 수행함에 있어서, 망관리자로 하여금 효과적인 트래픽 엔지니어링 정책을 고안할 수 있도록 하는 모의실험 및 최적화 기법과 그 기법들이 실현된 트래픽 엔지니어링 서버 및 트래픽 엔지니어링 수행방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 트래픽 엔지니어링 서버의 위치와 역할 및 동작방식을 개략적으로 설명한 도면.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 트래픽 엔지니어링 서버에서의 처리 절차 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 트래픽 엔지니어링 서버의 내부 구조와 외부 인터페이스를 나타낸 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
31 : 입력 처리부 32 : 라우터 인터페이스부
33 : 모의실험 로직 34 : 최적화 로직
35 : 자료 관리부 36 : 결과 출력부
37 : 결과 적용부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서버는, 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 트래픽 엔지니어링 정책을 결정하기 위한 서버에 있어서, 망 관리자로부터 입력되는 정보를 처리하기 위한 입력 처리부; 수동적인 라우팅 프로토콜 참여를 통해 실시간적으로 망의 형상 및 자원예약 상태정보를 입수하는 라우터 인터페이스부; 상기 입력 처리부 및 라우터 인터페이스부를 통해 입력된 자료와 모의 실험 및 최적화를 통해 생성된 출력 자료 및 그 메타 데이터를 저장 및 적재하는 자료 관리부; 상기 입력 처리부 및 라우터 인터페이스부를 통해 입력된 자료를 바탕으로 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 경로 가용성 확인 모의실험과, 현재 가동중인 망 내의 특정 링크 혹은 노드(라우터, 스위치) 혹은 그들의 집합에 고장이 발생할 경우, 망 내의 레이블 스위치드 경로가 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 링크/노드 장애 모의실험, 및 현재 운용중인 특정 레이블 스위치드 경로(LSP)의 속성을 변경할 경우 그 LSP 및 망 내의 다른 LSP들이 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 LSP 속성변경 모의실험을 수행하는 모의실험로직; 상기 입력 처리부와, 상기 라우터 인터페이스부 및 상기 자료 관리부를 통해 입력된 자료를 바탕으로 현재 망에 설치된 모든 LSP들의 트래픽 요구량 및 속성을 동시에 반영하여 최적화된 다중경로 및 트래픽 분할률을 찾아내는 전역 최적화를 수행하는 최적화 로직; 상기 모의실험로직 및 최적화 로직의 결과를 망 관리자에게 출력하는 결과 출력부; 및 상기 모의실험 및 상기 최적화 결과로 생성된 트래픽 엔지니어링 정책을 자동으로 각 장비에 고유한 설정 명령으로 번역하여 적용하고 그 결과를 보고하는 결과적용부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트래픽 엔지니어링 수행방법은, 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 트래픽 엔지니어링 수행방법에 있어서, 망 관리자로부터 레이블 스위치드 경로(LSP) 속성 및 모의 실험 인자가 입력되면 망 형상을 입수하고, 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 경로 가용성 확인 모의 실험 단계; 상기 망 관리자로부터 장애 링크/노드가 입력되면, 망 형상, 자원 예약 상태, 모든 LSP들의 속성을 입수하여 망 형상에서 장애 링크/노드를 제거하고, 이동될 LSP를 파악한 후, 모든 LSP에 대해 주경로 및 백업경로를 재계산하는 링크/노드 장애 모의 실험 단계; 상기 망 관리자로부터 수정될 LSP 속성이 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여, 수정될 LSP 경로를 파악하고, 파악된 경로상에서 예약되었던 자원을 해제한 후, 수정된 속성을 기반으로 경로를 계산하는 LSP 속성변경 모의실험 단계; 상기 망 관리자로부터 이동 가능한 LSP 선택 및 최적화 인자가 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여 이동 가능한 LSP의 자원을 해제하고, 현재 망의 자원 예약 상태를 기준으로 한 최적화와 실제 각 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 최적화를 수행하는 전역 최적화 단계; 상기 모의실험과 최적화 수행 결과를 상기 망 관리자에게 출력하는 단계; 및 상기 모의실험 및 상기 최적화 결과로 생성된 트래픽 엔지니어링 정책을 자동으로 각 장비에 고유한 설정 명령으로 번역하여 적용하고 그 결과를 보고하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 컴퓨터에서 망 관리자로부터 레이블 스위치드 경로(LSP) 속성 및 모의 실험 인자가 입력되면 망 형상을 입수하고, 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 경로 가용성 확인 모의 실험 단계; 상기 망 관리자로부터 장애 링크/노드가 입력되면, 망 형상, 자원 예약 상태, 모든 LSP들의 속성을 입수하여 망 형상에서 장애 링크/노드를 제거하고, 이동될 LSP를 파악한 후, 모든 LSP에 대해 주경로 및 백업경로를 재계산하는 링크/노드 장애 모의 실험 단계; 상기 망 관리자로부터 수정될 LSP 속성이 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여, 수정될 LSP 경로를 파악하고, 파악된 경로상에서 예약되었던 자원을 해제한 후, 수정된 속성을 기반으로 경로를 계산하는 LSP 속성변경 모의실험 단계; 상기 망 관리자로부터 이동 가능한 LSP 선택 및 최적화 인자가 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여 이동 가능한 LSP의 자원을 해제하고, 현재 망의 자원 예약 상태를 기준으로 한 최적화와 실제 각 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 최적화를 수행하는 전역 최적화 단계; 상기 모의실험과 최적화 수행 결과를 상기 망 관리자에게 출력하는 단계; 및 상기 모의실험 및 상기 최적화 결과로 생성된 트래픽 엔지니어링 정책을 자동으로 각 장비에 고유한 설정 명령으로 번역하여 적용하고 그 결과를 보고하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 MPLS 기반의 데이터 망에서의 트래픽 엔지니어링 작업의 개념도로서, 트래픽 엔지니어링 서버의 위치와 역할 및 동작방식을 개략적으로 설명한다.
MPLS 트래픽 엔지니어링(TE) 서버(11)는 MPLS 네트워크를 관리하기 위한 닫힌경로 제어 시스템(Closed-loop Control System)의 일종으로서 동작한다. MPLS 트래픽 엔지니어링(TE) 서버(11)는 사용자로부터 입력되는 정보인 트래픽 엔지니어링(TE) 목표(12), 네트워크로부터 관찰 및 입수되는 정보인 각종 관리정보베이스(MIB: Management Information Base) 값(13), 장비의 운용상태 정보(14), 라우팅 프로토콜 정보(15) 및 IP 및 LSP 트래픽 측정 결과(16)를 기반으로 삼아, 제안된 모의실험 및 최적화 기법(17)을 수행한다. MPLS 트래픽 엔지니어링(TE) 서버(11)에 입력되는 각 정보를 상세히 설명하면 다음과 같다.
첫째, MIB 값(13)은 망 내의 노드들의 연결성을 확인하여 망의 형상(topology)을 파악하기 위한 정보로서, 주로 MIB-II의 시스템 MIB, 인터페이스 MIB, IP MIB 등이 사용된다.
둘째, 장비의 운용상태 정보(14)는 노드, 인터페이스, 링크, LSP 등 각종 관리 개체들의 운용상태(operational state)를 파악하기 위한 정보로서, MIB 혹은 각 노드에 고유한 인터페이스를 통하여 입수된다.
셋째, 라우팅 프로토콜 정보(15)는 라우팅 형상 및 행태(behavior)를 파악하고, 가용한 자원의 상태를 파악하기 위한 정보로서, OSPF-트래픽 엔지니어링(TE) 및 ISIS-트래픽 엔지니어링(TE) 프로토콜을 수행할 경우 발생되는 LSA(Link State Advertisement)를 수집한 것이다. 이 정보들은 각 라우터 및 스위치의 LSDB(Link State Database)와 TED(Traffic Engineering Database)를 그대로 반영한다.
넷째, IP 및 LSP 트래픽 측정결과(16)는 IP 및 MPLS 계층에서의 트래픽 요구량 행렬을 구성하기 위한 정보이다. IP 계층에서의 경우 플로우 기반 트래픽 측정 기술 - Cisco NetFlow 등과 같은 - 이 구비된 라우터 및 스위치에서 발생되는 정보를 수집 및 분석하여 구하게 되며, MPLS 계층의 경우 각 LSP로 라우팅된 트래픽 양에 대한 통계치를 MIB나 각 장비에 고유한 인터페이스를 통하여 입수한다.
모의실험 및 최적화 결과들 중 관리자에 의해 채택된 결과는 구체적인 트래픽 엔지니어링(TE) 설정(configuration)으로 변환되어 망에 적용된다. 트래픽 엔지니어링(TE) 정책을 망에 적용하는 과정은 관리자에 의하여 수동으로 이루어지거나, 서버에 의하여 자동으로 이루어지게 된다. 새로운 트래픽 엔지니어링(TE) 정책이 반영됨으로써 대상 망에는 여러 가지 변화가 발생하고, 이 변화는 다시 트래픽 엔지니어링(TE) 서버에 의하여 관찰되어 새로운 트래픽 엔지니어링(TE) 정책을 고안해내는 데 사용된다.
도 2a 내지 도2d는 본 발명에 따른 MPLS 트래픽 엔지니어링(TE) 서버(11)가 수행할 모의실험 및 최적화 기능(17)들의 처리 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 2a에는 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 "경로 가용성 확인 모의실험"의 절차가 도시되어있다.
새로 설정될 LSP의 속성을 망 관리자가 입력하면(211), 노드들로부터 망 형상을 입수하고(212), 현재 가용 자원을 입수하기 위한 기준을 파악한다(213). 자원 이용 기준이 예약된 상태를 기준으로 모의실험을 진행하고자 하는 경우에는 모든 LSP들의 경로 및 자원 예약 상태를 입수하고(214), 자원 이용 기준이 실제로 각 LSP를 통해 전송되는 트래픽의 통계치를 기준으로 모의실험을 진행하고자 하는 경우에는 모든 LSP들의 경로 및 트래픽 전송 통계치를 입수한다(215). 트래픽 전송 통계치는 현재까지의 통계치 뿐만 아니라 과거의 일정기간 동안의 통계치도 포함하며, 이 경우 관리자는 통계치 수집에 있어 관심의 대상이 되는 기간을 입력할 수 있다. 이상에서 입수한 자료들을 기반으로 CSPF(Common Shortest Path First) 알고리즘을 수행하여 새로운 LSP의 설정 가능성을 확인하고(216), 결과를 포함한 모의실험에 사용된 모든 자료들을 저장 및 보고한다(217). 새로운 LSP가 설정이 가능할 경우에는 그 구체적인 경로가 함께 파악되며, 불가능할 경우에는 구체적인 이유가 파악된다. 관리자가 보고된 결과를 살펴본 후, 새로 계산된 LSP를 서버를 통해 망에 자동으로 설치하기를 원한다면(218), 계산된 LSP를 실제로 설치하기 위한 구체적인 설정 명령어들이 생성되어(219) 해당 노드에 적용(enforce)되고, 그 결과가 보고된다(21A).
도 2b에는 현재 가동중인 망 내의 특정 링크 혹은 노드(라우터, 스위치) 혹은 그들의 집합에 장애가 발생할 경우, 망 내의 LSP가 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 "링크/노드 장애 모의실험"의 절차가 도시되어 있다.
장애 처리될 링크, 노드 혹은 그들의 집합을 망 관리자가 입력하면(221), 노드들로부터 망 형상, 자원의 예약상태 및 모든 LSP들의 속성을 입수하고(222), 망 형상으로부터 장애처리될 링크 혹은 노드들을 제거한다(223). 노드의 장애는 그 노드로부터의 모든 링크를 동시에 장애처리함으로써 표현이 가능하다. 이제, 장애처리된 링크 혹은 노드를 통해 라우팅되던 모든 LSP들을 파악하고(224), 그 각 LSP에 대하여 (226) ~ (22B)의 과정을 반복한다(224, 225). 장애처리된 링크 혹은 노드를 통과하던 LSP가 백업경로(backup path)에 대한 속성을 가지고 있지 않을 경우에는(226) 주경로(main path)를 재계산하고(22A), 백업경로를 가지고 있을 경우에는 그 백업경로가 대기(Standby) 상태로 설정되었는지를 확인한다(227). 확인 결과, 대기(Standby) 백업경로의 경우에는 별도의 경로 재계산 없이 그 백업경로가 활용된 것으로 처리한다(228). 이 경우, 자원예약상태 데이터베이스인 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)는 이미 대기(standby) 백업경로가 설정된 시점에 갱신되었으므로 추가 갱신이 필요 없다. 만약, 대기(Standby) 백업경로가 아닌 경우에는 백업경로를 새로 계산하고(229), 그 결과 새로운 경로가 설정이 가능할 경우에는 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)에 자원의 소모처가 이동된 것을 반영하고, 새로운 백업경로의 설정이 불가능할 경우에는 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)에 자원이 반납되었음을 반영한다(22B). 더 이상 이동될 LSP가 없을 경우에는 결과를 포함한 모의실험에 사용된 모든 자료들을 저장 및 보고한다(22C).
도 2c에는 현재 운용중인 특정 LSP의 속성을 변경할 경우 그 LSP 및 망 내의 다른 LSP들이 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 "LSP 속성 변경 모의실험"의 절차가 도시되어 있다.
수정될 LSP의 속성을 망 관리자가 입력하면(231), 노드들로부터 망 형상 및 자원의 예약상태를 입수하고(232), 수정될 LSP의 경로를 파악한 후(233), 파악된 경로 상에서 수정될 LSP에 의하여 점유되고 있던 자원들을 해제상태로 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)에 반영한다(234). 이상과 같이 마련된 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)와 LSP 속성에 근거하여 CSPF 알고리즘을 수행하여 그 LSP의 설정 가능성을 확인하고(235), 결과를 포함한 모의실험에 사용된 모든 자료들을 저장 및 보고한다(236). 속성이 수정된 상태로 LSP가 설정이 가능할 경우에는 그 구체적인 경로가 함께 파악되며, 불가능할 경우에는 구체적인 이유가 파악된다. 관리자가 보고된 결과를 살펴본 후, 새로 계산된 LSP를 서버를 통해 망에 자동으로 설치하기를 원한다면(237), 계산된 LSP를 실제로 설치하기 위한 구체적인 설정 명령어들이 생성되어(238) 해당 노드에 적용되고 그 결과가 보고된다(239).
도 2d에는 현재 망에 설치된 모든 LSP들의 트래픽 요구량 및 속성을 동시에 반영하여 최적화된 다중경로 배정 방식을 찾아내는 "전역 최적화"의 절차가 도시되어 있다.
망의 전역적(global)인 최적화를 위하여 이동배치가 허용될 LSP들과 최적화에 필요한 인자 - 최대 허용가능 추가 홉수(MTAHC: Maximum Tolerable Additional Hop Count), 최대 허용가능 경로수(MAPC: Maximum Available Path Count) - 를 망관리자가 입력하면(241), 노드들로부터 망 형상 및 자원의 예약상태를 입수한다(242). 그리고, 이동이 가능한 LSP들의 자원이 해제된 상태로 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)를 갱신한 후(243), 현재 가용 자원을 입수하기 위한 기준을 파악한다(244). 그 결과, 예약된 상태를 기준으로 최적화를 진행하고자 하는 경우에는 모든 이동 가능한 LSP들의 속성을 입수하고(245), 실제로 각 LSP를 통해 전송되는 트래픽의 통계치를 기준으로 모의실험을 진행하고자 하는 경우에는 모든 이동 가능한 LSP들의 트래픽 전송 통계치를 입수한다(246). 이상과 같은 인자와 자료들을 기반으로 정수선형계획법(MIP: Mixed Integer Programming) 모델링을 수행한 후(247), 선형계획법(LP: Linear Programming) Solver를 이용하여 모델링된 식들에 대한 최적해를 구하고(248), 구해진 최적해를 해석하여 각 LSP에 대한 다중경로들과 트래픽 분할비를 얻는다(249). 얻어진 최적화 결과 및 최적화에 사용된 모든 자료들은 저장 및 보고되고(24A), 관리자가 보고된 결과를 살펴본 후, 망을 최적화하기 위한 LSP들의 경로집합 및 트래픽 분할비를 서버를 통해 망에 자동으로 설치하기를 원한다면(24B), 계산된 모든 LSP들을 실제로 설치하기 위한 구체적인 설정 명령어들이 생성되어(24C), 각 노드에 적용되고 그 결과가 보고된다(24D).
도3에는 상술한 바와 같은 모의실험 및 최적화 기법들의 수행절차에서 요구되는 기능들을 실현한 트래픽 엔지니어링 서버의 내부구조와 외부 인터페이스가 도시되어 있다.
입력처리부(31)는 관리자가 입력하도록 된 모든 값들을 입력받는 역할을 담당한다. 라우터 인터페이스부(32)는 라우터, 스위치들로부터 입수되는 모든 자료들을 구하는 역할을 담당한다. 이를 위해 라우터 인터페이스부는 구체적으로, 단순망관리 프로토콜(SNMP: Simple Network Management Protocol)을 통한 MIB 접근, OSPF및 IS-IS 라우팅 프로토콜에 직접 참여(수동적 연동(passive peering)을 통한 LSA 모니터링), 각 노드에 고유한 CLI(Command Line Interface)를 통한 정보 추출 등의 방법을 동시에 사용한다.
모의실험로직(33)은 상기한 모의실험 기법(경로 가용성 확인 모의실험(21), 링크/노드 장애 모의실험(22), 및 LSP 속성 변경 모의실험(23))이 실제로 구현된 부분이며, 최적화로직(34)은 상기한 최적화 기법(24)이 실제로 구현된 부분이다.
자료관리부(35)는 모의실험 및 최적화에 사용된 모든 입력 자료와 출력 자료 및 그 메타 데이터(meta data) - 모의실험 및 최적화 수행 일자, 설명, 자료의 크기, 자료의 입수 시기 등 - 의 저장(store) 및 적재(load)를 담당한다. 망의 형상, 자원 사용상태, 설정된 LSP 속성 등은 망 자원 데이터베이스(351)에서 관리되며, 모의실험 및 최적화 결과와 그 메타 데이터는 모의실험 및 최적화 결과 데이터베이스(352)에서 관리된다.
결과출력부(36)는 모의실험 및 최적화 결과를 보고서 혹은 GUI(Graphical User Interface)를 통하여 관리자에게 보고하며, 결과적용부(37)는 모의실험 및 최적화 결과를 서버를 통하여 자동으로 망에 반영하고자 할 경우에 구체적인 트래픽 엔지니어링(TE) 명령을 생성하여 망에 적용하고 그 결과를 확인한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체 예를 들어, 씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등에 저장될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 MPLS 망을 효율적으로 관리하기 위한 트래픽 엔지니어링 정책을 고안하는 데에 사용될 수 있다. 특히 모의실험 기법의 경우, 새로이 고안한 정책이 그 효과의 측면에서는 매우 높은 성능이 기대됨에도 불구하고, 잠재적 위험 발생 가능성을 내재한 경우에, 망에 실제로 적용하지 않으면서도 그 정책의 효과를 확인할 수 있도록 한다. 한편, 전역 최적화 기능은 관리될 망의 활용성을 향상시키는 데에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 제안된 기법들이 실현된 트래픽 엔지니어링 서버는 트래픽 엔지니어링 정책을 고안하고 결정하기 위해 망 관리자가 직접 각종 정보를 수집하여 분석하는 경우에 비하여 신속하고 정확하며 안정적인 망관리를 가능케 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변환 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 트래픽 엔지니어링 정책을 결정하기 위한 서버에 있어서,
    망 관리자로부터 입력되는 정보를 처리하기 위한 입력 처리부;
    수동적인 라우팅 프로토콜 참여를 통해 실시간적으로 망의 형상 및 자원예약 상태정보를 입수하는 라우터 인터페이스부;
    상기 입력 처리부 및 라우터 인터페이스부를 통해 입력된 자료와 모의 실험 및 최적화를 통해 생성된 출력 자료 및 그 메타 데이터를 저장 및 적재하는 자료 관리부;
    상기 입력 처리부 및 라우터 인터페이스부를 통해 입력된 자료를 바탕으로 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 경로 가용성 확인 모의실험과, 현재 가동중인 망 내의 특정 링크 혹은 노드(라우터, 스위치) 혹은 그들의 집합에 고장이 발생할 경우 망 내의 레이블 스위치드 경로가 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 링크/노드 장애 모의실험, 및 현재 운용중인 특정 레이블 스위치드 경로(LSP)의 속성을 변경할 경우 그 LSP 및 망 내의 다른 LSP들이 어떻게 재배치될 것인지를 예측하는 LSP 속성변경 모의실험을 수행하는 모의실험로직;
    상기 입력 처리부와, 상기 라우터 인터페이스부 및 상기 자료 관리부를 통해 입력된 자료를 바탕으로 현재 망에 설치된 모든 LSP들의 트래픽 요구량 및 속성을동시에 반영하여 최적화된 다중경로 및 트래픽 분할률을 찾아내는 전역 최적화를 수행하는 최적화 로직;
    상기 모의실험로직 및 최적화 로직의 결과를 망 관리자에게 출력하는 결과 출력부; 및
    상기 모의실험 및 상기 최적화 결과로 생성된 트래픽 엔지니어링 정책을 자동으로 각 장비에 고유한 설정 명령으로 번역하여 적용하고 그 결과를 보고하는 결과적용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 서버.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자료 관리부는,
    망의 형상, 자원 사용상태, 설정된 LSP 속성 정보는 망 자원 데이터베이스에 저장하고, 모의실험 및 최적화 결과와 그 메타 데이터는 모의실험 및 최적화 결과 데이터베이스에 구분하여 저장하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 서버.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 모의실험 로직의 경로 가용성 확인 모의실험은,
    현재 망의 자원 예약 상태를 기준으로 한 경로 계산과 실제 각 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 경로 계산을 수행하고, 상기 실제 각 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 경로 계산에 있어서 현재까지의 통계치 뿐만 아니라 과거의 일정 기간동안의 통계치를 활용하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 서버.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모의실험 로직의 링크/노드 장애 모의실험은,
    장애 링크/노드가 입력되면 라우터를 통해 입수한 망의 형상 및 자원예약 상태정보에서 장애처리될 링크 및 노드 혹은 그들의 집합을 제거하고, 백업 경로의 유무에 따라 주경로 및 백업 경로를 계산하며, 상기 백업 경로가 대기 속성이면 별도의 경로 재계산 없이 상기 대기 백업 경로가 활용된 것으로 처리하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 서버.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 모의실험 로직의 LSP 속성 변경 모의실험은,
    라우터를 통해 입수한 망의 형상 및 자원예약 상태정보에서 속성이 수정된 LSP가 점유하고 있던 자원의 양을 삭제한 후, 수정된 속성을 기반으로 LSP의 경로를 재계산하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 서버.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 최적화 로직의 전역 최적화는,
    이동이 가능한 LSP 선택 및 최적화 인자가 입력되면, 망 형상 및 자원예약 상태를 입수하고, 이동 가능한 LSP의 자원을 해제한 후, 현재 망의 자원 예약 상태를 기준으로 한 최적화와 실제 각 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 최적화를 모두 수행하고, 상기 실제 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 최적화에 있어서 현재까지의 통계치 뿐만 아니라 과거의 일정 기간동안의 통계치를 활용하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 서버.
  7. 다중 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 트래픽 엔지니어링 수행방법에있어서,
    망 관리자로부터 레이블 스위치드 경로(LSP) 속성 및 모의 실험 인자가 입력되면 망 형상을 입수하고, 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 경로 가용성 확인 모의 실험 단계;
    상기 망 관리자로부터 장애 링크/노드가 입력되면, 망 형상, 자원 예약 상태, 모든 LSP들의 속성을 입수하여 망 형상에서 장애 링크/노드를 제거하고, 이동될 LSP를 파악한 후, 모든 LSP에 대해 주경로 및 백업경로를 재계산하는 링크/노드 장애 모의 실험 단계;
    상기 망 관리자로부터 수정될 LSP 속성이 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여, 수정될 LSP 경로를 파악하고, 파악된 경로상에서 예약되었던 자원을 해제한 후, 수정된 속성을 기반으로 경로를 계산하는 LSP 속성변경 모의실험 단계;
    상기 망 관리자로부터 이동 가능한 LSP 선택 및 최적화 인자가 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여 이동 가능한 LSP의 자원을 해제하고, 현재 망의 자원 예약 상태를 기준으로 한 최적화와 실제 각 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 최적화를 수행하는 전역 최적화 단계;
    상기 모의실험과 최적화 수행 결과를 상기 망 관리자에게 출력하는 단계; 및
    상기 모의실험 및 상기 최적화 결과로 생성된 트래픽 엔지니어링 정책을 자동으로 각 장비에 고유한 설정 명령으로 번역하여 적용하고 그 결과를 보고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 수행방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 경로 가용성 확인 모의실험 단계는,
    상기 망 관리자로부터 새로 설정될 LSP의 속성 및 모의실험 인자가 입력되면, 노드들로부터 망 형상을 입수하고, 현재 가용 자원을 입수하기 위한 자원 이용 기준을 파악하는 단계;
    상기 단계에서 자원 이용 기준이 예약된 상태를 기준으로 모의실험을 진행하고자 하는 경우에는 모든 LSP들의 경로 및 자원 예약 상태를 입수하고, 상기 단계에서 자원 이용 기준이 실제로 각 LSP를 통해 전송되는 트래픽의 통계치를 기준으로 모의실험을 진행하고자 하는 경우에는 모든 LSP들의 경로 및 트래픽 전송 통계치를 입수하는 단계; 및
    상기 입수한 자료들을 기반으로 CSPF(Common Shortest Path First) 알고리즘을 수행하여 새로운 LSP의 설정 가능성을 확인하고, 결과를 포함한 모의실험에 사용된 모든 자료들을 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 수행방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 링크/노드 장애 모의실험 단계는,
    상기 망 관리자로부터 장애 처리될 링크, 노드 혹은 그들의 집합이 입력되면, 노드들로부터 망 형상, 자원의 예약상태 및 모든 LSP들의 속성을 입수하고, 상기 망 형상으로부터 장애처리될 링크 혹은 노드들을 제거한 후, 장애처리된 링크 혹은 노드를 통해 라우팅되던 모든 LSP들을 파악하는 단계;
    상기 파악된 LSP에 대해 장애처리된 링크 혹은 노드를 통과하던 LSP가 백업경로에 대한 속성을 가지고 있지 않을 경우에는 주경로를 재계산하고, 백업경로를 가지고 있을 경우에는 상기 백업경로가 대기 상태로 설정되었는지를 확인하는 단계;
    상기 단계에서 대기 백업경로의 경우에는 별도의 경로 재계산 없이 그 백업경로가 활용된 것으로 처리하고, 대기 백업경로가 아닌 경우에는 백업경로를 새로 계산하는 단계; 및
    상기 재계산된 주경로 또는 백업 경로가 설정이 가능할 경우에는 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)에 자원의 소모처가 이동된 것을 반영하고, 상기 재계산된 주경로 또는 백업 경로가 설정이 불가능할 경우에는 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)에 자원이 반납되었음을 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 수행방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 LSP 속성 변경 모의실험 단계는,
    상기 망 관리자로부터 수정될 LSP의 속성이 입력되면, 노드들로부터 망 형상 및 자원의 예약상태를 입수하고, 수정될 LSP의 경로를 파악하는 단계;
    상기 단계에서 파악된 경로 상에서 수정될 LSP에 의하여 점유되고 있던 자원들을 해제상태로 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)에 반영하는 단계; 및
    상기 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)와 수정된 LSP 속성에 근거하여 CSPF 알고리즘을 수행하여 LSP의 설정 가능성을 확인하고, 그 결과를 포함한 모의실험에 사용된 모든 자료들을 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 수행방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 전역 최적화 단계는,
    상기 망 관리자로부터 이동 가능한 LSP 선택 및 최적화 인자가 입력되면, 노드들로부터 망 형상 및 자원의 예약상태를 입수하고, 상기 이동이 가능한 LSP들의 자원이 해제된 상태로 트래픽 엔지니어링 데이터베이스(TED)를 갱신한 후, 현재 가용 자원을 입수하기 위한 기준을 파악하는 단계;
    상기 단계에서 자원 이용 기준이 예약된 상태를 기준으로 최적화를 진행하고자 하는 경우에는 모든 이동 가능한 LSP들의 속성을 입수하고, 상기 자원 이용 기준이 실제로 각 LSP를 통해 전송되는 트래픽의 통계치를 기준으로 모의실험을 진행하고자 하는 경우에는 모든 이동 가능한 LSP들의 트래픽 전송 통계치를 입수하는 단계;
    상기 단계에서 입수된 인자와 자료들을 기반으로 정수선형계획법 모델링을 수행하고, 선형계획법을 이용하여 모델링된 식들에 대한 최적해를 구한 후, 상기 구해진 최적해를 해석하여 각 LSP에 대한 다중경로들과 트래픽 분할비를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 최적화 결과 및 최적화에 사용된 모든 자료들을 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트래픽 엔지니어링 수행방법.
  12. 컴퓨터에서,
    망 관리자로부터 레이블 스위치드 경로(LSP) 속성 및 모의 실험 인자가 입력되면 망 형상을 입수하고, 현재의 망 상태에서 특정한 속성을 가진 새로운 경로의 설정이 가능한지를 확인하는 경로 가용성 확인 모의 실험 단계;
    상기 망 관리자로부터 장애 링크/노드가 입력되면, 망 형상, 자원 예약 상태, 모든 LSP들의 속성을 입수하여 망 형상에서 장애 링크/노드를 제거하고, 이동될 LSP를 파악한 후, 모든 LSP에 대해 주경로 및 백업경로를 재계산하는 링크/노드 장애 모의 실험 단계;
    상기 망 관리자로부터 수정될 LSP 속성이 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여, 수정될 LSP 경로를 파악하고, 파악된 경로상에서 예약되었던 자원을 해제한 후, 수정된 속성을 기반으로 경로를 계산하는 LSP 속성변경 모의실험 단계;
    상기 망 관리자로부터 이동 가능한 LSP 선택 및 최적화 인자가 입력되면, 망 형상 및 자원 예약상태를 입수하여 이동 가능한 LSP의 자원을 해제하고, 현재 망의 자원 예약 상태를 기준으로 한 최적화와 실제 각 LSP의 트래픽 전송량을 기준으로 한 최적화를 수행하는 전역 최적화 단계;
    상기 모의실험과 최적화 수행 결과를 상기 망 관리자에게 출력하는 단계; 및
    상기 모의실험 및 상기 최적화 결과로 생성된 트래픽 엔지니어링 정책을 자동으로 각 장비에 고유한 설정 명령으로 번역하여 적용하고 그 결과를 보고하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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