KR100576005B1 - 고가용성 라우터 이중화 방법 및 장치 - Google Patents

고가용성 라우터 이중화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근거리 네트워크(LAN)에서 호스트들의 디폴트 라우터에 대한 이중화 방법 및 장치에 관한 것이다. 라우터 이중화 시스템은 액티브 라우터와 적어도 하나의 스탠바이 라우터로 구성된다. 액티브 라우터는 주기적인 광고 메시지를 전송한다. 스탠바이 라우터는 상기 액티브 라우터가 상기 광고 메시지를 전송하는 주기에 소정 왜곡시간을 더한 값으로 정해지는 타임아웃 주기 이내에 상기 액티브 라우터로부터 주기적인 광고 메시지가 수신되는지를 판단하여, 상기 광고 메시지가 수신되지 않으면 상기 액티브 라우터로 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 전송한다. 만일 상기 활동 메시지를 반복 전송한 이후 미리 정해지는 대기시간 이내에 상기 활동 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면 스탠바이 라우터는 액티브 상태로 천이한다. 이러한 본 발명은 액티브 라우터의 장애 발생으로부터 스탠바이 라우터의 동작시까지의 오류복구 시간을 최소화함으로 라우터 시스템의 고가용성을 향상시키는 효과가 있다.
LOCAL AREA NETWORK, ROUTER, ROUTER REDUNDANCY PROTOCOL, ACTIVE ROUTER, STANDBY ROUTER

Description

고가용성 라우터 이중화 방법 및 장치{ROUTER REDUNDANCY METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING HIGH AVAILABILITY}
도 1은 라우터 이중화 프로토콜이 동작하기 위한 네트워크 구성도의 예.
도 2는 상기 도 1에 나타낸 호스트 또는 라우터의 내부 구성도를 도시한 도면.
도 3은 전형적인 라우터 이중화 프로토콜에 따른 라우터 절체 동작을 나타낸 메시지 흐름도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우터 이중화 프로토콜의 라우터 절체 동작을 나타낸 메시지 흐름도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스탠바이 라우터의 동작을 나타낸 흐름도.
도 6은 광고 메시지의 주기 변화에 따른 오류 복구 시간의 예상치를 종래기술과 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 비교한 도면.
본 발명은 근거리 네트워크(Local Area Network: LAN)에 관한 것으로서, 특히 호스트들의 디폴트 라우터에 대한 이중화 방법 및 장치에 관한 것이다.
전형적인 근거리 네트워크(Local Area Network: LAN)는 하나 또는 그 이상의 라우터들을 통해 다른 근거리 네트워크와 접속되어, 근거리 네트워크 상에 있는 개인컴퓨터(Personal Computer: PC)나 중개 개체와 같은 호스트가 다른 근거리 네트워크 상의 다른 호스트와 통신할 수 있도록 한다. 라우터들은 목적지 주소를 가지는 데이터 패킷을 수신하고 상기 목적지 주소로 가장 빠르게 도달할 수 있는 경로를 통해 상기 데이터 패킷을 전달한다.
근거리 네트워크 환경에서 각 호스트들은 외부 네트워크와 통신하기 위하여 단지 하나의 디폴트 라우터를 인지한다. 외부의 주소로 데이터 패킷을 전송하고자 할 때 호스트는 상기 디폴트 라우터로 데이터 패킷을 전송하도록 구성된다. 그런데 라우터는 예를 들어 전원 장애나 재부팅, 스케쥴링 대기(Scheduled maintenance) 등의 여러 가지 이유들로 인하여 정상적인 동작을 하지 못하게 될 수 있다. 따라서 만약 디폴트 라우터에 장애가 발생하면 호스트는 외부와 통신할 수 있는 방법이 없게 된다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 RFC(Request For Comments) 2338에 제시된 VRRP(Virtual Routing Redundancy Protocol)와 RFC2281에 제시된 HSRP(Hot Standby Router Protocol)와 같은 프로토콜들에서는 호스트가 고정적으로 설정된 디폴트 라우터를 사용할 때 하나의 액티브 라우터와 하나 이상의 스탠바이 라우터를 가지도 록 한다. 상기 하나 이상의 스탠바이 라우터는 스탠바이 그룹이라 칭해지며, 스탠바이 라우터 중 선택된 하나의 라우터가 호스트를 위해 사용된다.
액티브 라우터는 자신이 살아있음을 스탠바이 라우터에게 알려주기 위하여 주기적으로 광고 메시지를 보내고, 스탠바이 라우터는 이 메시지를 받음으로써 액티브 라우터가 살아있음을 인지하게 된다. 만약 액티브 라우터에 장애가 발생하여 더 이상 광고 메시지를 보내지 못하게 되면, 스탠바이 라우터는 광고 메시지를 받지 못하기 때문에 액티브 라우터에 장애가 발생했음을 감지하게 되고 액티브 라우터의 자격을 얻어서 그 역할을 대신한다.
전형적인 근거리 네트워크 환경에서 스탠바이 라우터가 액티브 라우터에 장애가 발생했음을 감지하는 방법은 다음과 같다.
스탠바이 라우터는 액티브 라우터가 보내는 광고 메시지 전송 주기의 약 3배 시간 동안 어떠한 광고 메시지도 받지 못하면 장애가 발생한 것으로 인식한다. 통상 액티브 라우터가 광고 메시지를 보내는 주기는 1초, 2초... 등의 초단위이다. 스탠바이 라우터는 액티브 라우터에 장애가 발생했음을 인지하기 위해 1초 주기일 경우에 3초 이상 기다려야 하고, 2초 주기일 경우에는 6초 이상 기다려야만 한다. 따라서 이 시간 동안에는 액티브 라우터도 스탠바이 라우터도 디폴트 라우터의 역할을 하지 못하기 때문에 호스트들은 통신 중단을 경험하게 된다.
따라서 상기와 같은 전형적인 라우터 이중화 프로토콜의 문제점을 개선하여 액티브 라우터의 장애 발생으로부터 스탠바이 라우터의 동작시까지의 오류복구(failover) 시간을 최소화하여 라우터의 고가용성(High Availability)을 향상시키기 위한 기술을 필요로 하게 되었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 액티브 라우터의 장애 발생으로부터 스탠바이 라우터의 동작시까지의 오류복구(failover) 시간을 최소화하기 위한 고가용성의 라우터 이중화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 액티브 라우터로부터 수신하는 광고메시지의 타임아웃 시간을 1/3으로 줄이고, 스탠바이 라우터의 활동(heart beat) 메시지에 의하여 액티브 라우터의 장애 발생을 최대한 빨리 감지하도록 하는 라우터 이중화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예는, 액티브 라우터와 적어도 하나의 스탠바이 라우터로 구성되는 라우터 이중화 시스템에서 상기 스탠바이 라우터에 의한 상태 천이 방법에 있어서,
상기 액티브 라우터가 상기 광고 메시지를 전송하는 주기에 소정 왜곡시간을 더한 값으로 정해지는 타임아웃 주기 이내에 액티브 라우터로부터 주기적인 광고 메시지가 수신되는지를 판단하는 과정과,
상기 광고 메시지가 수신되지 않으면 상기 액티브 라우터로 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 전송하는 과정과,
상기 활동 메시지를 반복 전송한 이후 미리 정해지는 대기시간 이내에 상기 활동 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면 액티브 상태로 천이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예는, 라우터 이중화 시스템에서,
주기적인 광고 메시지를 전송하는 액티브 라우터와,
상기 액티브 라우터가 상기 광고 메시지를 전송하는 주기에 소정 왜곡시간을 더한 값으로 정해지는 타임아웃 주기 이내에 상기 액티브 라우터로부터 주기적인 광고 메시지가 수신되는지를 판단하여, 상기 광고 메시지가 수신되지 않으면 상기 액티브 라우터로 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 전송하고, 상기 활동 메시지를 반복 전송한 이후 미리 정해지는 대기시간 이내에 상기 활동 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면 액티브 상태로 천이하는 적어도 하나의 스탠바이 라우터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
라우터 이중화 기술이란, 근거리 통신망(LAN)에 복수의 디폴트 라우터들을 액티브/스탠바이 형식으로 이중화시켜 놓은 상태에서 액티브 라우터에 장애가 발생하면 스탠바이 라우터가 이를 감지하여 액티브 라우터의 기능을 인수받아 연속적으로 처리함으로써 이중화(redundancy)를 제공하는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 동작을 설명하기에 앞서 본 명세서에서 사용되는 용어들에 대하여 정의하기로 한다.
호스트는 근거리 네트워크 상에 배치되어 라우터 또는 브리지(Bridge)를 통해 외부의 네트워크 개체들과 통신하는 개인컴퓨터(PC) 또는 다른 네트워크 개체이다. 라우터는 여러 근거리 네트워크들 사이에 데이터 패킷들을 전달하기 위해 동작하는 네트워크 계층의 하드웨어이다. 네트워크 계층은 일반적으로 네트워크에서 한 쌍의 개체들이 상호간에 일련의 노드들을 통해 경로를 연결함으로써 패킷들을 전달하도록 한다.
인터넷 프로토콜(Internet Protocol) 주소란 IP 계열의 프로토콜에 따라 동작하는 장치를 위한 네트워크 계층의 주소이다. 전형적인 IP 주소는 32비트 또는 64비트로 구성되며 특별한 네트워크 요소에 해당하는 정보를 포함하는 적어도 하나의 부분들로 구성된다. 따라서 라우터의 IP 주소는 네트워크에서의 위치에 따라 변할 수 있다.
데이터 패킷 또는 패킷이란 소스 노드의 주소 및 목적지 노드의 주소를 포함하며 한 노드로부터 다른 노드로 전달될 수 있도록 구성된, 데이터 및 제어메시지의 집합체이다.
도 1은 라우터 이중화 프로토콜이 동작하기 위한 네트워크 구성도의 예로서, 도시한 바와 같이 복수의 호스트들(40, 42, 44)과, 하나의 액티브 라우터(20)와, 하나의 스탠바이 라우터(22)가 근거리 네트워크(LAN)(30)로 연결되어 있다. 상기 앤티브 라우터(20) 또는 상기 스탠바이 라우터(22)는 근거리 네트워크(30)에 접속된 네트워크 요소들을 외부 네트워크, 예를 들어 인터넷(10)의 다른 네트워크 소자들과 통신할 수 있도록 인터넷(10)으로 연결한다.
액티브 라우터(20)와 스탠바이 라우터(22)는 가상 IP 주소 'A'를 가지고 호스트들(40 내지 44) 각각의 가상 라우터로서 동작한다. 호스트들(40 내지 44)은, 디폴트 라우터 즉, 게이트웨이(Gateway)를 IP 주소 A로 설정하여 장애 발생 이전에는 액티브 라우터(20)를 통해 패킷을 전달한다. 만일 액티브 라우터(20)가 장애가 발생하면 스탠바이 라우터(22)가 상기 장애의 발생을 감지해 내고 이후로는 액티브 라우터(20)의 기능을 대신하여, 호스트들(40 내지 44)의 디폴트 라우터로서 동작한다.
도 2는 상기 도 1에 나타낸 호스트 또는 라우터의 내부 구성도를 도시한 것이다.
상기 도 1에 도시한 호스트 또는 라우터는, 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU)(51)와, 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory: RAM)(52)와 읽기전용 메모리(Read Only Memory: ROM)(53)와 네트워크 인터페이스(56)와 다양한 입출력 장치들(Input/Output device: I/O)(54,55) 및 이들을 상호 결합하는 버스(50)로 구성된다.
송신/수신 호스트의 경우에 상기 네트워크 인터페이스(56)는 네트워크 접속을 위한 디폴트 라우터에 접속되기 위해 사용되며, 라우터의 경우에 상기 네트워크 인터페이스(56)는 송신/수신 호스트 또는 다른 라우터로 접속되기 위해 사용된다. 도 2는 호스트 또는 라우터 구성의 구체적인 일 예를 든 것으로서 본 발명이 이러한 구성에 의해 제한되지 않음에 유의하여야 한다.
도 3은 전형적인 라우터 이중화 프로토콜에 따른 라우터 절체 동작을 나타낸 메시지 흐름도이다. 여기에서는 액티브 라우터와 스탠바이 라우터간의 메시지 교환을 타임라인으로 나타내었다.
상기 도 3을 참조하면, 과정 102와 과정 104에서 액티브 라우터는 매 주기(T, 2T)마다 스탠바이 라우터로 광고 메시지를 전송한다. 만일 액티브 라우터가 계속하여 정상적인 상태를 유지한다면, 액티브 라우터는 과정 106 내지 과정 112에 나타낸 바와 같이 이후 계속해서 주기적으로(3T, 4T, 5T, 6T에서) 광고 메시지를 전송한다. 스탠바이 라우터는 주기적인 광고 메시지를 수신하는 동안에는 스탠바이 상태를 유지한다.
만일 과정 114에서 액티브 라우터에 시스템 다운 등의 장애가 발생하여 광고 메시지를 더 이상 전송하지 못하게 되면, 과정 116에서 스탠바이 라우터는 마지막 광고 메시지 이후로 소정 타임아웃 시간 동안 대기한다. 예를 들어 VRRP와 HSRP에서는 상기 타임아웃 시간을 광고 메시지 주기의 3배 이상으로 설정하도록 규정하고 있다. VRRP의 경우 타임아웃 시간은 광고 메시지의 주기를 3배하고 한 주기 이하의 왜곡시간(skew time)을 더한 값으로 설정된다. 예를 들어 광고 메시지 주기가 1초 라고 하면 스탠바이 라우터는 최소 3초 동안 대기한다.
만일 타임아웃 시간이 초과하도록 추가적인 광고 메시지가 수신되지 않으면, 과정 118에서 스탠바이 라우터는 액티브로 동작하여 과정 120과 과정 122에서 주기적인 광고 메시지를 전송한다.이때 이전 액티브 라우터는 스탠바이가 되어 액티브로 복귀할지를 결정하기 위하여 상기 광고 메시지를 수신한다.
이상과 같이 동작하는 전형적인 라우터 이중화 구조에서는 스탠바이 라우터가 적어도 타임아웃 시간 동안 대기하도록 되어 있다. 이는 장애복구가 되기까지 타임아웃 동안의 시간이 소요되어 이 시간 동안 호스트는 어떠한 데이터 패킷도 전송할 수 없음을 의미한다.
이러한 문제점을 방지하기 위한 바람직한 실시예에서는, 스탠바이 라우터에서 사용하는 광고 메시지의 타임아웃 시간을 비교적 짧게 설정하는 대신, 스탠바이 라우터로부터의 활동(heart beat) 메시지에 의해 액티브 라우터의 장애 발생을 최대한 빨리 감지하도록 한다.
하나의 바람직한 실시예로서, 상기 타임아웃 시간은 광고 메시지의 주기에 4배의 왕복전송지연(Round Trip Time: RTT) 즉 4*RTT를 더한 값으로 설정된다. 여기서 상기 RTT는 패킷이 라우터들 간을 왕복하는데 소요되는 시간이다. 타임아웃 시간에 4*RTT 만큼의 여유를 더 두는 이유는 네트워크나 시스템의 부하로 인하여 광고 메시지의 전달이 지연될 수 있기 때문이다. 즉, 스탠바이 라우터는 광고 메시지 주기의 3배를 기다리는 것이 아니라 1배 정도의 시간(T+4RTT)만을 기다려서 광고 메시지를 받지 못하면 액티브 라우터에 이상조짐이 있는 것으로 간주한다.
스탠바이 라우터가 타임아웃 시간 동안 광고 메시지를 받지 못하는 경우는 두 가지 원인이 있을 수 있다. 하나는 액티브 라우터가 전송한 광고 메시지가 전달과정에서 손실된 경우이고 다른 하나는 액티브 라우터가 다운되어 광고 메시지를 전송하지 못한 경우이다. 그 이유를 알아내기 위하여 활동(heart beat) 메시지에 의한 확인 과정이 필요하다.
스탠바이 라우터는 액티브 모드로 천이할 시에 먼저 활동(heart beat) 메시지를 발생시켜서 액티브 라우터의 응답을 대기한다. 만일 액티브 라우터가 응답하지 못한다면 액티브 라우터가 정상적인 동작이 불가능한 경우이고, 응답을 한다면 정상적인 동작이 가능하나 광고 메시지가 전송 도중에 손실된 경우이다. 이때 활동 메시지조차도 유실되어 액티브 라우터에게 전달되지 못할 가능성이 있기 때문에 스탠바이 라우터는 활동 메시지를 3번 반복하여 전송한 후, 이에 대한 응답을 하나도 받지 못하면 액티브 라우터가 정상적인 동작이 불가능한 것으로 간주한다. 하나의 바람직한 실시예로서, 활동 메시지의 응답 대기를 위한 시간은 광고 메시지의 타임아웃 시간과 유사하게 4*RTT로 설정된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우터 이중화 프로토콜의 라우터 절체 동작을 나타낸 메시지 흐름도이다. 여기에서는 액티브 라우터와 스탠바이 라우터간의 메시지 교환을 타임라인으로 나타내었다.
상기 도 4를 참조하면, 과정 202와 과정 204에서 액티브 라우터는 매 주기(T, 2T)마다 스탠바이 라우터로 광고 메시지를 전송한다. 만일 액티브 라우터가 계속하여 정상적인 상태를 유지한다면, 액티브 라우터는 과정 206 내지 과정 212에 나타낸 바와 같이 이후 계속해서 주기적으로(3T, 4T, 5T, 6T에서) 광고 메시지를 전송한다. 스탠바이 라우터는 주기적인 광고 메시지를 수신하는 동안에는 스탠바이 상태를 유지한다.
만일 과정 214에서 액티브 라우터에 시스템 다운 등의 장애가 발생하여 광고 메시지를 더 이상 전송하지 못하게 되면, 과정 216에서 스탠바이 라우터는 마지막 광고 메시지 이후로 소정 타임아웃 시간 동안 대기한다. 바람직한 실시예에서 상기 타임아웃 시간은 광고 메시지 주기와 동일하거나 또는 상기 광고 메시지의 주기에 4*RTT를 더한 값과 동일하다. 예를 들어 광고 메시지 주기가 1초라고 하면 스탠바이 라우터는 약 1초 동안 대기한다. 일반적으로 근거리 네트워크에서 1RTT는 밀리초(ms) 단위의 매우 작은 시간이기 때문이다.
만일 상기 타임아웃 시간이 초과하도록 추가적인 광고 메시지가 수신되지 않으면, 과정 218에서 스탠바이 라우터는 액티브로 동작하기 위하여 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 연속적으로 전송한다. 그리고 과정 220에서 소정 응답 대기시간 동안 상기 활동 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면, 액티브로 동작하여 과정 222, 224, 226에서 주기적인 광고 메시지를 전송한다. 이때 이전 액티브 라우터는 스탠바이가 되어 액티브로 복귀할지를 결정하기 위하여 상기 광고 메시지를 수신한다. 바람직한 실시예에서 상기 응답 대기시간은 4배의 RTT로 정해진다.
상기한 바와 같이 액티브 라우터는 도 3에 나타낸 바와 유사하게 동작하며 단지 스탠바이 라우터로부터 활동 메시지를 수신하면 즉시 응답 메시지를 전송한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스탠바이 라우터의 동작을 나타낸 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 과정 302에서 스탠바이 라우터는 먼저 액티브 라우터와의 사이에 평균전송지연을 얻기 위하여 활동 메시지를 소정 회수, 예를 들어 5회만큼 반복하여 전송하고, 과정 304에서 상기 활동 메시지들에 대한 응답의 도착 시간으로부터 평균 RTT를 계산한다. 상기 평균 RTT는 상기 활동 메시지들을 전송한 시간과 그에 대응하는 응답 메시지들을 수신한 시간의 간격을 2로 나눈 값들의 평균이다. 과정 306에서 광고 메시지의 대기를 위한 타이머가 미리 정해지는 광고 메시지 주기에 소정 왜곡시간을 더한 값으로 설정된다. 상기 왜곡시간은 상기 과정 304에서 구한 상기 평균 RTT의 4배로 정해진다.
과정 308에서 상기 타이머가 만료되기까지 대기하고 과정 310에서는 상기 타이머가 만료되기 이전에 액티브 라우터로부터 광고 메시지가 수신되는지를 확인한다. 만일 광고 메시지가 수신되었으면 스탠바이 라우터는 스탠바이 상태를 유지하면서 상기 타이머를 다시 시동하고 상기 과정 308로 복귀한다.
상기 과정 308에서 상기 타이머가 만료되기까지 광고 메시지가 수신되지 않으면, 과정 314에서 스탠바이 라우터는 액티브 라우터로 활동 메시지를 소정 회수, 예를 들어 3회만큼 반복하여 전송하고 과정 316에서 상기 활동 메시지들에 대한 응답을 대기한다. 만일 소정 왜곡시간, 예를 들어 4배의 평균 RTT 이내에 상기 활동 메시지들에 대한 응답이 하나라도 수신되면 과정 318에서 스탠바이 라우터는 상기 응답을 이용하여 평균 RTT를 다시 계산하고 상기 과정 312로 진행한다. 반면 상기 활동 메시지들에 대한 응답이 수신되지 않으면 과정 320에서 스탠바이 라우터는 액 티브 상태로 천이한다.
여기서 상기 스탠바이 라우터가 광고 메시지를 대기하는데 사용하는 타이머의 설정값, 타임아웃은 하기의 <수학식 1>과 같다.
Figure 112004000194293-pat00001
여기서 interval은 액티브 라우터가 광고 메시지를 전송하는 주기이고 ARTT는 평균 RTT이다. 상기 타이머 설정에 필요한 평균 RTT는 저역통과필터링(Low Pass Filtering) 공식을 이용하여 평균화된다. 즉 평균 RTT(ARTT)은 하기의 <수학식 2>와 같다.
Figure 112004000194293-pat00002
여기서 RTT(i)는 현재 측정 주기에서 계산된 RTT이며 ARTT는 평균 RTT이고 i는 측정 주기를 식별하는 인덱스이다. 즉 ARTT(i-1)는 이전에 측정된 RTT이며 AR(i)는 새롭게 산출되는 평균 RTT이다. 또한 a는 0과 1 사이의 값을 가지는 가중치로서 이 값이 클수록 가장 최근에 계산된 RTT(i)의 영향이 크게 작용한다. a는 0.5와 0.9 사이의 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 일 예로서 a는 0.75로 설정된다.
스탠바이 라우터는 초기에 연속 5개의 활동 메시지들을 보냄으로써 평균 RTT를 측정하는데 여기서 RTT값은 근거리 네트워크에서 패킷이 라우터들간을 왕복하는 시간이므로 ms 단위의 시간이 된다.
도 6은 광고 메시지의 주기 변화에 따른 오류 복구 시간의 예상치를 종래기술과 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 비교한 것이다. 종래 기술과 본 발명의 바람직한 실시예에서의 오류복구 시간은 하기 <수학식 3> 및 하기 <수학식 4>와 같다.
Figure 112004000194293-pat00003
여기서 interval은 광고메시지의 전송 주기이고 skewtime은 0과 1초 사이의 왜곡시간이다.
Figure 112004000194293-pat00004
여기서 interval은 광고메시지의 주기이고 ARTT는 평균 <수학식 1>에 의해 계산된 평균 RTT이다. 또한 2배의 4ARTT를 더 대기하는 것은 3회의 활동 메시지를 반복 전송하는 동안 활동 메시지에 대한 응답을 4ARTT 만큼씩 2회를 대기하여야 하기 때문이다.
상기 도 6에 나타낸 바와 같이, 광고 메시지의 주기가 1초일 때 종래기술의 오류복구 시간은 3 내지 4초임에 비하여 본 발명의 바람직한 실시예의 오류복구 시간은 1 내지 1.5초로 종래기술의 약 1/3에 불과하다. 광고 메시지의 주기가 5초라면, 본 발명의 바람직한 실시예의 오류복구 시간은 5 내지 5.5초로 종래기술의 15-16초에 비하여 현저하게 짧아진다.
이상에서 보는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법을 이용함 으로써 액티브 라우터의 장애 발생으로부터 스탠바이 라우터의 동작시까지의 오류복구(failover) 시간을 최소화하여 라우터의 고가용성(High Availability)을 향상시킬 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 근거리 네트워크(LAN)에 있는 호스트들의 디폴트 라우터에 대한 이중화 방법에 있어서, 액티브 라우터로부터 수신하는 광고 메시지의 타임아웃 시간을 1/3으로 줄이고, 스탠바이 라우터의 활동(heart beat) 메시지에 의하여 액티브 라우터의 상태를 최대한 빨리 감지한다. 이로써 본 발명은 액티브 라우터의 장애 발생으로부터 스탠바이 라우터의 동작시까지의 오류복구(failover) 시간을 최소화함으로 라우터 시스템의 고가용성(High Availability)을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 액티브 라우터와 적어도 하나의 스탠바이 라우터로 구성되는 라우터 이중화 시스템에서 상기 스탠바이 라우터에 의한 상태 천이 방법에 있어서,
    소정 타임아웃 주기 이내에 액티브 라우터로부터 주기적인 광고 메시지가 수신되는지를 판단하는 과정과,
    상기 광고 메시지가 수신되지 않으면 상기 액티브 라우터로 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 전송하는 과정과,
    상기 활동 메시지를 반복 전송한 이후 미리 정해지는 대기시간 이내에 상기 활동 메시지에 대한 응답이 수신되지 않으면 액티브 상태로 천이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 타임아웃 주기는,
    상기 액티브 라우터가 상기 광고 메시지를 전송하는 주기에 소정 왜곡시간을 더한 값으로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 왜곡시간은,
    상기 스탠바이 라우터와 상기 액티브 라우터간의 평균 왕복전송지연의 정수 배로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 평균 왕복전송지연은 하기 수학식에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
    ARTT(i) = (1-a) * ARTT(i-1) + a*RTT(i)
    여기서 RTT는 현재 측정주기에서 계산된 왕복전송지연이며, ARTT는 평균 왕복전송지연이고, i는 측정주기를 식별하는 인덱스이며 a는 0.5와 0.9 사이에서 설정되는 가중치임.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전송하는 과정은,
    상기 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 대기시간은,
    상기 스탠바이 라우터와 상기 액티브 라우터간의 평균 왕복전송지연의 정수배로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 평균 왕복전송지연은 하기 수학식에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
    ARTT(i) = (1-a) * ARTT(i-1) + a*RTT(i)
    여기서 RTT는 현재 측정주기에서 계산된 왕복전송지연이며, ARTT는 평균 왕복전송지연이고, i는 측정주기를 식별하는 인덱스이며 a는 0.5와 0.9 사이에서 설정되는 가중치임.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 타임아웃 주기 이내에 상기 액티브 라우터로부터 광고 메시지가 수신되면, 스탠바이 상태를 유지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 라우터 이중화 시스템에서,
    주기적인 광고 메시지를 전송하는 액티브 라우터와,
    소정 타임아웃 주기 이내에 상기 액티브 라우터로부터 주기적인 광고 메시지가 수신되는지를 판단하여, 상기 광고 메시지가 수신되지 않으면 상기 액티브 라우터로 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 전송하고, 상기 활동 메시지를 반복 전송한 이후 미리 정해지는 대기시간 이내에 상기 활동 메시지에 대한 응답이 수신 되지 않으면 액티브 상태로 천이하는 적어도 하나의 스탠바이 라우터를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 타임아웃 주기는,
    상기 액티브 라우터가 상기 광고 메시지를 전송하는 주기에 소정 왜곡시간을 더한 값으로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 왜곡시간은,
    상기 스탠바이 라우터와 상기 액티브 라우터간의 평균 왕복전송지연의 정수배로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 평균 왕복전송지연은 하기 수학식에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
    ARTT(i) = (1-a) * ARTT(i-1) + a*RTT(i)
    여기서 RTT는 현재 측정주기에서 계산된 왕복전송지연이며, ARTT는 평균 왕복전송지연이고, i는 측정주기를 식별하는 인덱스이며 a는 0.5와 0.9 사이에서 설정되는 가중치임.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 스탠바이 라우터는,
    상기 활동 메시지를 소정 회수만큼 반복하여 전송하는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 대기시간은,
    상기 스탠바이 라우터와 상기 액티브 라우터간의 평균 왕복전송지연의 정수배로 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 평균 왕복전송지연은 하기 수학식에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
    ARTT(i) = (1-a) * ARTT(i-1) + a*RTT(i)
    여기서 RTT는 현재 측정주기에서 계산된 왕복전송지연이며, ARTT는 평균 왕복전송지연이고, i는 측정주기를 식별하는 인덱스이며 a는 0.5와 0.9 사이에서 설정되는 가중치임.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 스탠바이 라우터는,
    상기 타임아웃 주기 이내에 상기 액티브 라우터로부터 광고 메시지가 수신되면, 스탠바이 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 상기 시스템.
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