KR100597591B1 - 다중 레벨 폭주 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다중 레벨 폭주 제어 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 인터넷 트래픽 처리 시 폭주 상태가 발생되었거나 또는 폭주 상태의 발생이 예상되는 경우 다양한 실시간성 서비스들에 대하여 흐름별, 서비스별 정책에 따라 각각 달리 그 폭주 상태를 제어하기 위한 다중 레벨 폭주 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 다중 레벨 폭주 제어 장치에 있어서, 입력 데이터에 대해 흐름별, 서비스별 특성을 측정하고 상기 입력 데이터를 버퍼에 저장/관리하며 폭주 제어를 수행하기 위한 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단; 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단에서 폭주 제어한 데이터를 전달받아 스위칭 기능을 수행하고 트래픽을 측정하기 위한 스위칭 및 트래픽 측정 수단; 및 상기 스위칭 및 트래픽 측정 수단으로부터 전달받은 트래픽 정보와 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단으로부터 전달받은 입력 데이터의 흐름별, 서비스별 특성 정보에 따라 서비스별 정책에 따른 폭주 제어 정보를 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단으로 전달하기 위한 서비스 정책 수단을 포함함.
4, 발명의 중요한 용도
본 발명은 인터넷 응용 서비스 제공 시스템 등에 이용됨.
다중 레벨, 폭주 제어, 플로우 제어, 폐기, 버퍼 관리

Description

다중 레벨 폭주 제어 장치 및 그 방법{The Apparatus and Method For Multi-level Controlling Of Congestion}
도 1 은 종래 폭주 제어 장치의 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 다중 레벨 폭주 제어 장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 다중 레벨 폭주 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
210 : 버퍼 관리 및 폐기 처리부 220 : 스위칭 및 트래픽 측정부
230 : 서비스 정책부
본 발명은 다중 레벨 폭주 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인터넷 트래픽 처리 시 폭주 상태가 발생되었거나 또는 폭주 상태의 발생이 예상되는 경우 다양한 실시간성 서비스들에 대하여 흐름별, 서비스별 정책에 따라 각각 달리 그 폭주 상태를 제어하기 위한 다중 레벨 폭주 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
인터넷 트래픽을 수용하는 시스템이나 라우터에서의 폭주 상태란 다수의 포트를 통해 입력되는 데이터가 스위치의 처리 용량을 초과하는 경우 발생되는 것으로, 이러한 폭주 상태가 발생하지 않아야만 입력 데이터 수신단에서의 적절한 스케쥴링을 통하여 품질의 저하없는 서비스의 제공이 가능하게 된다. 즉, 폭주 상태가 발생하게 되면 입력 데이터에 대한 폐기가 수행되어야만 하는데 이 과정에서 품질의 저하가 발생하게 되는 것이다.
폭주 상태가 발생하는 경우, 스위치에서는 클래스별 흐름 제어 정보를 생성하여 입력 데이터 수신부로 전달하며, 상기 입력 데이터 수신부는 수신된 클래스별 흐름 제어 정보에 따라 스위치로의 전송 중단과 함께 입력 데이터에 대한 폐기 기능을 수행한다.
여기서, 폐기 처리는 입력 데이터의 클래스와 입력 데이터 수신부의 버퍼의 크기에 따라 달라지게 되는데, 종래 인터넷 트래픽에 대한 폭주 제어는 비동기전송모드(ATM)와 달리 폭주 상태 발생 시 임의 폐기(Random Discarding) 방식을 주로 사용하며 TCP의 특성을 고려한 WRED(Weighted Random Early Discarding) 등도 이용되었다.
도 1 은 종래의 폭주 제어 장치의 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 폭주 제어 장치는 입력 트래픽을 출력 포트별, 클래스별, 그룹 흐름별 버퍼에 저장하고 폭주 제어를 수행하는 버퍼 및 폐기 처리부(110)와, 상기 버퍼 및 폐기 처리부(110)로부터 전송된 데이터에 대한 스위 칭 기능과 스위치 내의 순간적인 버스트에 따른 흐름 제어 신호를 포트별, 클래스별로 생성하는 스위칭 및 흐름 제어신호 생성부(120)로 구성된다.
상기 각 구성 요소들의 상세 기능 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 입력데이터(111)가 상기 버퍼 및 폐기 처리부(110)내의 버퍼에 저장되기 전에 출력 포트별, 클래스별, 그룹 흐름별로 각각 분리된 버퍼의 상태를 우선 확인하여 해당 버퍼가 더 이상 입력데이터를 받아들일 수 없는 경우라면 상기 입력데이터를 폐기한다. 이때, 폐기되지 않고 버퍼에 저장된 데이터는 스케쥴링을 통하여 출력(112)되는데, 만약 상기 스위칭 및 흐름 제어신호 생성부(120)로부터 특정 출력 포트 혹은 특정 클래스에 대한 흐름 제어 신호가 전달된 경우라면 이와 관련된 데이터의 전송은 중단된다.
즉, 상기 버퍼 및 폐기 처리부(110)로부터 전송된 데이터를 수신한 상기 스위칭 및 흐름 제어신호 생성부(120)는 상기 데이터를 그 각각의 목적지로 스위칭하게 되는데, 이때 다수의 입력 포트에서 동일한 출력 포트를 목적지로 하는 데이터가 상기 스위칭 포트의 출력 용량을 넘어서는 경우, 이에 대한 흐름 제어신호(122)를 생성하여 상기 버퍼 및 폐기 처리부(110)로 전달하게 되는 것이다. 여기서, 상기 흐름 제어신호(122)의 경로는 논리적인 경로로서, 실제로는 출력 데이터(121)를 경유하여 전송되기도 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 종래에는 스위칭부의 트래픽 상태를 전혀 알지 못하는 상황에서 클래스별 폭주 상태 정보를 수신하게 되므로, 이미 폭주 상태가 발생된 상황에서는 더 이상의 입력 데이터를 수신할 수 없게 되어 흐름별 CAC나 서 비스 특성별 폐기 정책을 수행한다는 것이 전혀 불가능하였다.
그렇지만, 인터넷 사용의 급속한 확산 등으로 인해 인터넷을 통하여 주고받는 서비스의 종류와 데이터량이 하루가 다르게 증가하고 있어, 이와 같은 종래의 인터넷에서 제공되던 서비스 클래스 및 폐기 정책만으로는 새롭고 다양한 실시간성 트래픽에 대한 서비스 요구를 만족시킬 수 없기 때문에 이를 위한 새로운, 다양한 폭주 제어 정책이 요구되고 있다.
예를 들어, 방송이나 VOD(Video On Demand)와 같은 실시간성 트래픽인 스트리밍 트래픽의 경우 연결 수락 제어 개념의 폭주 제어를 통하여 서비스를 받기 시작한 가입자에게는 폭주 상태와 무관한 지속적인 흐름을 보장하되, 대신 폭주 상태 발생이 예측될 때에는 새로운 서비스가 시작되지 않도록 제어하는 정책이 필요할 것이며, 인터넷을 통한 화상 회의의 경우라면 폭주 상태가 발생하더라도 회의에 참여한 그룹에 대해 최소한 음성 트래픽은 보장해 줄 수 있도록 제어하는 정책이 요구되는 것 등이 그러한 대표적인 케이스들이다.
즉, 전술한 종래의 폭주 제어 방식으로는 여러가지 실시간성 트래픽 및 추후 등장이 예상되는 다양한 서비스의 각각의 트래픽들에 대하여 서비스 종류별로 그에 적합한 맞춤 폭주 제어가 불가능하기 때문에, 사용자의 서비스 품질에 대한 불만족은 물론 새로운 서비스의 수용 자체에 한계를 가지게 된다는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 인터넷 트래픽 처리 시 폭주 상태가 발생되었거나 또는 폭주 상태의 발생이 예상되는 경우 다양한 실시간성 서비스들에 대하여 흐름별, 서비스별 정책에 따라 각각 달리 그 폭주 상태를 제어하기 위한 다중 레벨 폭주 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 다중 레벨 폭주 제어 장치에 있어서, 입력 데이터에 대해 흐름별, 서비스별 특성을 측정하고 상기 입력 데이터를 버퍼에 저장/관리하며 폭주 제어를 수행하기 위한 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단; 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단에서 폭주 제어한 데이터를 전달받아 스위칭 기능을 수행하고 트래픽을 측정하기 위한 스위칭 및 트래픽 측정 수단; 및 상기 스위칭 및 트래픽 측정 수단으로부터 전달받은 트래픽 정보와 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단으로부터 전달받은 입력 데이터의 흐름별, 서비스별 특성 정보에 따라 서비스별 정책에 따른 폭주 제어 정보를 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단으로 전달하기 위한 서비스 정책 수단을 포함한다.
한편, 본 발명의 방법은, 다중 레벨 폭주 제어 장치에 적용되는 다중 레벨 폭주 제어 방법에 있어서, 입력 데이터에 대해 흐름별, 서비스별 데이터 특성을 측정/분석하는 단계; 상기 측정/분석한 데이터 특성과 출력 데이터에 대한 트래픽 정보를 이용하여 폭주 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성한 폭주 제어 신호에 따라 폭주 제어를 수행하여 그 데이터를 스위칭하는 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 다중 레벨 폭주 제어 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 레벨 폭주 제어 장치는, 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210), 스위칭 및 트래픽 측정부(220) 및 서비스 정책부(230)를 포함한다.
상기 각 구성 요소들의 상세 기능 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)는 입력 데이터를 수신하여 흐름별, 서비스별 특성을 측정한 후 이를 버퍼에 저장/관리하고 폭주 제어를 수행하여 상기 스위칭 및 트래픽 측정부(220)로 전달하는 기능을 수행한다.
그러면, 상기 스위칭 및 트래픽 측정부(220)는 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)로부터 전달받은 데이터에 대해 스위칭 기능을 수행하고 그 트래픽을 측정하여 이를 상기 서비스 정책부(230)로 전달한다.
그러면, 상기 서비스 정책부(230)는 상기 스위칭 및 트래픽 측정부(220)로부터 전달받은 트래픽 정보와 상기 입력 데이터의 흐름별, 서비스별 특성, 즉 사용 대역, 지속 시간, 처리 시간 등의 특성 측정 정보를 판단한 후 이에 따라 폭주 제어 정보를 생성하여 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)로 전달하게 된다.
다시 말해, 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)는 입력 데이터를 수신하여 입력 데이터의 흐름별, 서비스 특성별 사용 대역, 지속 시간, 흐름의 시작, 처리 시간 등의 특성을 측정한 후 그 흐름별 상태 신호(211)를 상기 서비스 정책 부(230)로 전달하고, 상기 서비스 정책부(230)로부터 제어 신호(231)가 전송되면, 이에 따라 입력 데이터나 버퍼에 저장된 데이터에 대한 버퍼 관리 등급의 천이 혹은 폐기 기능을 수행한다. 만일, 상기 서비스 정책부(230)로부터 제어 신호(231)가 전달되지 않는 경우에는 흐름별, 서비스별 버퍼 관리 정책에 의해 데이터를 버퍼에 저장한 후 내부 스케쥴링을 통하여 상기 스위칭 및 트래픽 측정부(220)로 입력 데이터를 전송한다.
상기 스위칭 및 트래픽 측정부(220)는 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)로부터 전송받은 데이터(212)에 대한 스위칭 기능을 수행하여 원하는 목적지로 전달(222)하고, 또한 스위치 내의 입출력 트래픽을 측정하여 측정된 트래픽 정보(221)를 주기적으로 상기 서비스 정책부(230)로 전송한다.
상기 서비스 정책부(230)는 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)로부터 전달받은 흐름별 상태 신호(211)와 상기 스위칭 및 트래픽 측정부(220)로부터 입력받은 트래픽 정보(221)에 의해 시스템 혹은 라우터 내에서의 서비스별, 흐름별 서비스 정책을 결정하여 폭주 제어 신호(231)를 생성하고 이를 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)로 전달한다. 이때, 상기 제어 신호의 종류로는 버퍼 관리 등급 변경, 버퍼에 저장된 데이터의 폐기 또는 새로운 흐름에 대한 거부 및 입력 데이터에 대한 폐기 등이 존재할 수 있는데, 추후 새로운 서비스가 등장하게 될 경우 이의 수용을 위한 새롭고 다양한 제어 신호의 생성이 가능함은 당연할 것이다. 이처럼, 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리부(210)와 상기 서비스 정책부(230)는 서로 연동하여 가입자 트래픽을 관리하는 기능을 수행한다.
도 3 은 본 발명에 따른 다중 레벨 폭주 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 이를 이용해 상기 도 2 에서 설명된 각 구성요소별 상세 기능과 동작을 다시 한번 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 입력 데이터가 수신되면(301) 헤더 부분에 대한 분석을 통하여 흐름별, 서비스 타입별 분류를 한다(302). 즉, 입력 데이터가 UDP 혹은 TCP인지, 어떤 실시간 서비스 타입인지, 아니면 파일 전송 타입인지 등을 분류하게 된다.
다음으로, 상기 분류한 데이터에 대한 사용 대역, 지속 시간, 새로운 흐름의 시작, 서비스 시간, 지연 등의 데이터 특성을 분석한 후(303) 상기 분석한 데이터 특성(트래픽 특성)을 서비스 정책부로 전달하고(304) 상기 서비스 정책부로부터 이에 대응되는 제어 신호를 수신하여(305) 폭주 상태가 발생하지 않고 서비스 정책을 위반하지 않았는지를 판단하여(306,308,311,314) 위반이 없었을 경우 흐름별, 서비스 타입별 관리 버퍼에 저장한 후에(307) "316" 과정으로 진행한다.
상기 판단 결과, 예를 들어 만일 위반 1의 경우라면(308) 버퍼에 저장된 데이터의 일부 또는 전체에 대한 버퍼 관리 등급을 변경한 후에(309) 상기 서비스 정책부에서 제어 신호로 지시하는 버퍼 등급에 저장한 다음에(310) "316" 과정으로 진행한다.
상기 판단 결과, 예를 들어 만일 위반 2의 경우라면(311) 폭주 상태가 발생된 경우 서비스별 지속 시간이 상대적으로 짧은 흐름을 우선적으로 폐기하여 좀 더 지속적인 사용자에게 우선권을 줄 수 있도록, 입력되어 저장된 패킷의 일부 또는 전부를 폐기하고(312) 상기 서비스 정책부에서 제어 신호로 지시하는 버퍼 등급에 저장한 후에(313) "316" 과정으로 진행한다.
상기 판단 결과, 예를 들어 만약 위반 K가 발생한 경우라면(314), 즉 베스트 에퍼트(best effort) 트래픽이거나 연결 수락 제어 개념에서의 새로운 연결에 대한 연결 설정이 금지된 흐름의 경우라면 입력 패킷을 폐기한 후에(315) "316" 과정으로 진행한다.
이후, 스케쥴링을 통하여 버퍼에 저장된 패킷을 상기 스위칭 및 트래픽 측정부로 전송한다(316).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은, 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 인터넷 트래픽을 수용하는 라우터 혹은 시스템 등에서, 현존하거나 또는 추후 등장 가능한 다양한 실시간 서비스들에 대한 플로우 제어나 폭주 제어를 서비스별, 흐름별로 그 각각의 특성에 따라 가장 적합하도록 버퍼 관리 등급 변경 정책 및 폐기 정책을 달리할 수 있게 함으로써, 사용자가 요구하는 서비스별 품질의 만족도를 향상시키고 나아가 시스템의 사용 효율을 극대화시 킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 다중 레벨 폭주 제어 장치에 있어서,
    입력 데이터에 대해 흐름별, 서비스별 특성을 측정하고 상기 입력 데이터를 버퍼에 저장/관리하며 폭주 제어를 수행하기 위한 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단;
    상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단에서 폭주 제어한 데이터를 전달받아 스위칭 기능을 수행하고 트래픽을 측정하기 위한 스위칭 및 트래픽 측정 수단; 및
    상기 스위칭 및 트래픽 측정 수단으로부터 전달받은 트래픽 정보와 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단으로부터 전달받은 입력 데이터의 흐름별, 서비스별 특성 정보에 따라 서비스별 정책에 따른 폭주 제어 정보를 상기 버퍼 관리 및 폐기 처리 수단으로 전달하기 위한 서비스 정책 수단
    을 포함하는 다중 레벨 폭주 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폭주 제어 정보는,
    버퍼 관리 등급의 천이, 입력 패킷의 폐기, 및 저장된 패킷의 일부 또는 전부의 폐기를 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 다중 레벨 폭주 제어 장치.
  3. 다중 레벨 폭주 제어 장치에 적용되는 다중 레벨 폭주 제어 방법에 있어서,
    입력 데이터에 대해 흐름별, 서비스별 데이터 특성을 측정/분석하는 단계;
    상기 측정/분석한 데이터 특성과 출력 데이터에 대한 트래픽 정보를 이용하여 폭주 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성한 폭주 제어 신호에 따라 폭주 제어를 수행하여 그 데이터를 스위칭하는 단계
    를 포함하는 다중 레벨 폭주 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 폭주 제어 신호는,
    버퍼 관리 등급의 천이, 입력 패킷의 폐기, 및 저장된 패킷의 일부 또는 전부의 폐기를 지시하는 신호인 것을 특징으로 하는 다중 레벨 폭주 제어 방법.
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