KR100617291B1 - Ｉｐ와 레이블 교환의 혼합형 데이터를 전달하는 다중 프로토콜 레이블 교환 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

다중 프로토콜 레이블 교환 장치 및 방법이 개시된다. 다중 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 망에서 패킷의 포워딩을 위하여 상기 패킷의 목적지 주소 및 출력 레이블을 포함하는 제1데이터와 목적지 주소를 기초로 하는 제1포워딩 및 레이블을 기초로 하는 제2포워딩 중에서 패킷의 포워딩 방식을 나타내는 제2데이터를 포함하는 포워딩 테이블을 이용한다. 이웃 노드와의 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 포워딩 테이블의 제2데이터 필드에 장애 발생을 표시하고 수신한 패킷에 해당하는 포워딩 데이터를 포워딩 테이블로부터 독출하며 독출된 포워딩 데이터의 장애정보필드의 내용에 따라 상기 패킷의 목적지 주소를 기초로 하는 제1포워딩 및 레이블을 기초로 하는 제2포워딩을 선택한다. 이로써, 레이블 교환 경로의 장애 발생시 노드 및 망의 부하를 줄이고 서비스의 연속성을 제공할 수 있다.
다중 프로토콜 레이블 교환(MPLS), 포워딩 등가 등급(FEC), 레이블 교환 경로(LSP)

Description

ＩＰ와 레이블 교환의 혼합형 데이터를 전달하는 다중 프로토콜 레이블 교환 장치 및 그 방법{Multiple Protocol Label Switching apparatus and method for forwarding a hybrid data of IP/Label-Switching}
도 1은 본 발명에 따른 포워딩 테이블을 기초로 하는 패킷의 전달 경로를 도시한 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 레이블 경로 설정 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도,
도 3은 레이블 교환 경로에 장애가 발생한 경우의 포워딩 테이블 및 패킷 전달 경로를 도시한 도면,
도 4a는 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치에서의 패킷 전달 방법의 흐름을 도시한 흐름도,
도 4b는 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치에서의 장애관리 방법의 흐름을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 포워딩 테이블의 ES-LSP 필드에 저장되는 데이터의 종류를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 ES-LSP 용 FEC TLV의 구조를 도시한 도면, 그리고,
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명은 다중 프로토콜 레이블 교환(Multiple Protocol Label Switch:MPLS)을 이용하여 패킷을 스위칭 하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서비스의 연속성을 유지하고 망의 부하를 줄이기 위한 다중 포로토콜 레이블 교환 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
MPLS 기술은 네트워크의 트래픽 흐름의 속도를 높이고 관리하기 쉽게 하기 위한 표준 기술이다. MPLS 기술은 주어진 패킷 열에 대하여 특정 경로를 설정하는 것에 관여한다. 각 패킷 내에는 레이블이 포함되어 있으며 라우터는 패킷의 레이블을 이용하여 패킷을 전달해야할 다음 노드의 주소를 검색하므로 포워딩 주소 검색에 소요되는 시간이 절약된다. MPLS는 멀티프로토콜이라고 불리는데, 그 이유는 IP, ATM 및 프레임 릴레이 네트워크 프로토콜 등과 함께 동작하기 때문이다. MPLS는 네트워크의 OSI 표준 참조모델과 관련하여, 3 계층(라우팅)이 아닌, 스위칭을 하는 2 계층에서 대부분의 패킷이 전달된다. MPLS는 트래픽을 전반적으로 빠르게 움직이게 하는 것 외에도, QoS를 위한 네트워크 관리를 쉽게 해준다.
LDP/CR-LDP/RSVP-TE 등의 시그널링 프로토콜을 이용하여 MPLS 망을 구축하려 는 서비스 제공하는 QoS(Quality of Service)를 보장하는 차별화된 서비스를 제공하고자 노력해 왔다. 이를 위해 서비스 클래스에 따라서 레이블 교환 경로(Label Switched Paht:LSP)의 신뢰성에 차이를 두기도 하고 서비스의 연속성을 제공하기 위하여 장애 발생시 LSP의 보호나 복구 기법 등을 도입하는 움직임이 있다.
그러나 이러한 방법들은 노드(node) 및 망에 제어 메시지를 증가시키는 원인이 되며, 망의 가중된 부하로 인해 오히려 정상적인 서비스 수행을 어렵게 한다.
종래의 MPLS 망 서비스는 일반 LSP의 설정 후 유지를 위해서도 일정 주기의 제어 메시지를 필요로 하고, 이러한 제어 메시지를 처리하는 노드 및 망의 부하로 인해 LSP의 실제 연속성, 즉 데이터 전달 경로는 서비스가 가능한 데도 불구하고 제어 평면의 장애로 인해 데이터 전달 서비스를 제공하지 못하게 되는 단점을 지니고 있다. 또한 QoS를 보장하는 LSP의 신뢰성과 연속성을 위해 LSP 보호나 LSP 장애 복구 방법을 이용하여 복잡한 처리 절차와 더 잦은 주기의 제어 메시지를 사용하게 되고, 이는 노드 및 망에서의 많은 부하를 유도하여, 복구 LSP 가 설정되기까지 데이터 트래픽이 유실되는 가능성을 단점으로 갖고 있다
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 레이블 교환 경로(LSP)의 설정 및 유지에 필요한 제어 메시지의 전송을 최소화 하고 LSP의 장애시 패킷 전달을 IP 포워딩으로 전환하여 노드 및 망의 부하를 줄이고 서비스의 연속성을 제공하기 위한 다중 프로토콜 레이블 교환 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
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상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 레이블 경로 설정 방법의 일 실시예는, 다중 프로토콜 레이블 교환 시스템에서 레이블 교환 경로를 설정하는 방법에 있어서, 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 IP 포워딩을 혼합하여 지원하는 경제적 서비스를 위한 포워딩 등가 등급(ES-FEC)을 설정하는 단계; 패킷의 헤더를 기초로 상기 패킷이 상기 ES-FEC에 해당하는지 파악하는 단계; 상기 패킷이 상기 ES-FEC에 해당하면, 상기 ES-FEC를 식별할 수 있는 식별 데이터를 포함하는 제1경로 설정 메시지를 생성하여 전송하는 단계; 및 상기 제1경로 설정 메시지에 대한 응신으로 외부로부터 수신한 제2경로 설정 메시지를 기초로 상기 ES-FEC에 해당하는 레이블 교환 경로를 설정하고, 상기 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 상기 IP 포워딩 중에서 상기 레이블 교환 경로의 장애여부에 따라 상기 패킷의 포워딩 방식을 나타내는 필드를 포함하는 포워딩 테이블을 작성하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 패킷 전달 방법의 일 실시예는, 다중 프로토콜 레이블 교환 시스템에서 패킷을 전달하는 방법에 있어서, 이웃 노드와의 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 포워딩 테이블의 장애정보필드에 상기 장애 발생을 표시하는 단계; 수신한 패킷에 해당하는 장애정보필드를 상기 포워딩 테이블로부터 독출하는 단계; 및 상기 독출된 장애정보필드의 내용에 따라 상기 패킷의 포워딩 방법으로 레이블을 기초로 하는 제1포워딩 또는 상기 패킷의 목적지 주소를 기초로 하는 제2포워딩을 선택하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 장애 관리 방법의 일 실시예는, 다중 프로토콜 레이블 교환 시스템에서 장애를 관리하는 방법에 있어서, 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 장애 복구 감지 메시지를 송신하는 단계; 및 상기 장애 복구 감지 메시지에 대한 응신으로 장애 복구 메시지를 수신하면 상기 레이블 교환 경로의 장애 발생을 표시하는 포워딩 테이블의 장애표시필드에서 장애 발생 표시를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치의 일 실시예는, 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 IP 포워딩을 혼합하여 지원하는 경제적 서비스를 위한 포워딩 등가 등급(ES-FEC)을 설정하는 ES-FEC 설정부; 패킷의 헤더를 기초로 상기 패킷이 상기 ES-FEC에 해당하는 것으로 파악되면, 상기 ES-FEC를 식별할 수 있는 식별 데이터를 포함하는 제1경로 설정 메시지를 생성하여 전송하는 메시지 관리부; 및 상기 제1경로 설정 메시지에 대한 응신으로 외부로부터 수신한 제2경로 설정 메시지를 기초로 상기 ES-FEC에 해당하는 레이블 교환 경로를 설정하고, 상기 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 상기 IP 포워딩 중에서 상기 레이블 교환 경로의 장애여부에 따라 패킷의 포워딩 방식을 나타내는 필드를 포함하는 포워딩 테이블 작성하는 테이블 관리부;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치의 다른 실시예는, 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 포워딩 테이블의 장애정보필드에 상기 장애 발생을 표시하고 수신한 패킷의 목적지 주소를 기초로 포워딩하는 장애설정부; 및 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 장애 복구 감지 메시지를 송신한 후 상기 장애 복구 감지 메시지에 대한 응신으로 장애 복구 메시지를 수신하면 상기 장애표시필드에서 장애 발생 표시를 제거한 후 수신한 패킷을 레이블 교환 방식에 의해 포워딩하는 장애복구부;를 포함한다.
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이로써, 레이블 교환 경로의 장애 발생시 노드 및 망의 부하를 줄이고 서비스의 연속성을 제공할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 장치 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 포워딩 테이블을 기초로 하는 패킷의 전달 경로를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 각 노드의 포워딩 테이블(100,110,120,130)은 목적지 주소 필드(101), 다음 홉 주소 필드(102), 입력 레이블 필드(103), 출력 레이블 필드(104) 및 ES-LSP 필드(105)로 구성된다.
목적지 주소(101)는 패킷의 목적지 주소를 가리키며, 다음 홉(hop) 주소(102)는 패킷을 전달할 다음 노드를 가리킨다.
입력 레이블(103)은 MPLS에서 패킷의 포워딩을 위하여 사용하는 레이블로서 각 노드는 수신한 패킷에 포함된 레이블을 기초로 포워딩 테이블의 입력 레이블을 검색한다. 그리고 입력 레이블(103)과 연계하여 저장된 출력 레이블(104)을 파악한다. 출력 레이블(104)은 수신한 패킷을 전달할 다음 노드의 레이블 정보를 가리키며, 패킷이 다음 노드로 전달시 패킷에 포함된 레이블 정보는 출력 레이블(104)로 교환된다.
ES-LSP 필드(105)는 MPLS의 레이블 교환 경로(Label Switched Path:LSP)의 장애 여부를 표시하는 필드이다. 레이블 교환 경로는 Label Distribution Protocol(LDP,RFC 3036), Constraint-based Routing Label Distribution Protocol(CR-LDP), Resource reSerVation Protocol(RSVP-TE) 등의 시그널링 프로토콜을 이용하여 설정할 수 있다. ES-LSP 필드(105)는 장애가 발생한 경우에 BLOCKED로 표시되고, 정상인 경우에는 UNBLOCKED로 표시된다.
본 발명에 따른 포워딩 테이블의 ES-LSP 필드(105)는 경제적인 서비스(Economy class Service:이하 'ES'라 한다)를 제공하기 위한 필드이다. 경제적인 서비스라 함은 노드 및 망의 부하를 줄이면서 서비스의 연속성을 보장하는 것을 말한다.
ES-LSP 필드(105)는 패킷의 업스트림 세션(Upstream Session) 및 다운스트림 세션(Downstream Session)의 장애를 구분하여 저장한다. 예를 들어, 도 1에서 노드 B와 노드 C사이의 레이블 교환 경로(160)에 장애가 발생하면 노드 B의 포워딩 테이블(120)의 ES-LSP 필드에서 업스트림 세션에는 장애(BLOCKED)를 표시하고 다운스트림 세션에는 정상(UNBLOCKED)을 표시한다.
ES-LSP 필드(105)에 대하여는 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
각 노드들은 포워딩 테이블과 더불어 세션 테이블(140,150)을 포함하며, 세션 테이블(140,150)에는 각 노드의 업스트림(142,152) 및 다운스트림 세션(144,154)에 관련된 정보 및 제어 메시지의 전송 주기 등이 저장된다.
노드 B의 세션 테이블(140)은 본 발명에 따른 ES-LSP를 지원하기 위하여 ES-LSP 필드를 포함한다. 또한 각각의 노드는 이웃 노드와의 레이블 교환 경로의 장애여부를 판단하기 위하여 주기적으로 메시지를 전송한다. LDP를 이용하는 경우에는 keepalive 메시지를 주기적으로 전송하여 장애여부를 판단한다. 세션 테이블에는 keepalive 메시지의 전송 주기가 저장된다. 노드 및 망의 부하를 줄이기 위하여 장애 여부 판단을 위한 소정의 제어 메시지의 전송 주기를 길게 변경하는 것이 바람직하다.
이하에서 설명할 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치 및 방법은 레이블 교환 경로에 장애가 발생한 경우에 IP 포워딩을 수행하여 연결을 유지하므로 노드 사이의 장애를 감지하기 위한 제어 메시지의 전송 주기를 길게 하더라도 서비스의 연속성 및 QoS를 보장할 수 있다.
도 1에서 A-B-C-D로 연결된 구간은 본 발명에 따른 경제적 서비스를 제공하는 레이블 교환 경로(이하 'ES-LSP'라 한다)이다.
노드 A 및 노드 D가 MPLS 망의 에지(Edge)에 위치한 경우에 각각의 노드는 Ingress LER(Label Edge Router) 및 Egree LER이다. MPLS 망의 중간에 위치한 노드 B,C는 LSR(Label Switched Router)이다.
Ingress LER은 non-MPLS 망으로부터 전달되어 오는 패킷의 헤더(destination IP address)를 분석하여 이 패킷이 전달될 LSP를 결정한다. LSR은 LER로부터 레이블화된 패킷이 들어오면 패킷에 포함된 레이블만 검사하여 레이블 값을 바꾸고 정해진 outgoing interface로 전달한다. Ingress LER은 해당 패킷의 outgoing interface(Layer 2)에 따라 패킷을 인캡슐레이션한다. Egress LER은 MPLS 망으로부터 도착한 패킷에서 레이블을 제거하고 그 패킷의 목적지로 패킷을 전달한다. MPLS 망에서는 LSR의 종단점에 해당하는 LER에서 Layer 3 packet forwarding이 수행되고 MPLS 망의 LSR에서는 Layer 2 forwading기능을 수행한다. MPLS 망의 각 노드들은 LDP에 따라 레이블 정보 테이블(Label Information Base) 및 포워딩 테이블을 생성한다.
노드 B와 노드 C사이의 레이블 교환 경로(160)에 장애가 발생하면 노드 B 및 노드 C의 포워딩 테이블의 ES-LSP 필드에는 장애 발생이 기록된다. 노드 B는 수신한 패킷에 해당하는 포워딩 테이블의 엔트리를 검색하고 그 엔트리의 ES-LSP 필드가 정상 즉 UNBLOCKED인 경우에는 MPLS의 레이블 교환 방식에 의해 패킷을 전달한다. 즉 패킷의 레이블을 교환한 후 다음 노드로 전달한다.
그러나 엔트리의 ES-LSP 필드에 장애발생사실이 표시된 경우 즉 BLOCKED 인 경우에는 IP 포워딩으로 패킷을 전달한다. 도 1에서 IP 포워딩의 경로는 B-E-C의 경로(170)이다. 이 때 노드 B는 수신한 패킷의 레이블을 제거하고 패킷의 목적지 주소를 기초로 하는 IP 포워딩으로 패킷을 노드 E로 전달한다. 노드 E는 IP 포워딩에 의해 패킷을 노드 C로 전달한다.
노드 C는 수신한 패킷에 해당하는 포워딩 테이블(120)의 엔트리를 검색한다. 노드 C는 수신한 패킷에 레이블을 추가하여 레이블 교환 경로의 노드 D로 패킷을 전송한다. 이로써, 레이블 교환 경로의 장애 발생시에 패킷 전달의 연속성을 보장함으로써 서비스의 QoS를 보장할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 레이블 경로 설정 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, MPLS의 포워딩 등가 등급(Forwarding Equivalence Class:FEC) 중에서 서비스의 우선순위 및 QoS 등을 기준으로 본 발명에 따른 ES-LSP를 이용할 FEC를 설정한다(S200).
그리고 수신한 패킷의 라우팅 정보를 기초로 패킷의 FEC를 파악한다(S205, S250). 노드는 수신한 패킷의 목적지 주소를 기초로 라우팅하거나 패킷의 목적지 주소의 소정 비트길이의 프리픽스(prefix)를 기초로 라우팅한다. MPLS에서는 이러한 라우팅 정보를 기초로 패킷을 구별하고 구별된 각각의 패킷에 FEC를 할당한다. 즉 목적지 주소의 프리픽스를 이용한 FEC Prefix Filtering, 목적지 주소 자체를 이용하는 FEC Host Address Filtering 및 노드의 특정 포트를 출력 인터페이스를 기초로 분류하는 Inferface Filtering을 이용하여 각 패킷의 FEC를 선택한다.
여기서 FEC라 함은 동일한 방식으로 포워딩되는 패킷들의 그룹으로써, 동일 경로상으로 라우팅 되는 동일 서비스 등급에 속한 패킷들의 집합이다.
파악된 FEC가 일반 FEC이면(S255), FEC TLV를 생성하고(S265), 파악된 FEC가 본 발명에 따른 ES-LSP 용의 FEC이면(S255) ES-LSP 용의 FEC TLV를 생성한다(S210,S260). 여기서 TLV는 Type-Length-Value의 약자로서 LDP(Label Distribution Protocol,RFC 3036) 메시지에 실리는 다량의 정보를 인코드(encode)하는 방법이다. 각각의 TLV는 타입(type)과 길이(Length)를 나타내는 필드와 다양한 길의 값(value)필드로 구성된다. 타입은 TLV의 종류를 나타내고 길이는 TLV의 길이, 값은 TLV 종류에 따른 내용이 들어간다. FEC TLV는 FEC 정보를 포함하는 TLV를 일컫는다.
일반 FEC TLV 와 본 발명에 따른 ES-LSP 용 FEC-TLV는 데이터의 구성은 동일하며 다만 ES-LSP를 구분하기 위한 고유값이 사용된다. 이에 대하여는 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
노드는 FEC TLV 또는 ES-LSP 용 FEC TLV를 외부로 전송한다(S215,S260). 그리고 외부로부터 FEC TLV 또는 ES-LSP 용 FEC TLV를 수신한다(S215,S275). RFC 3036(LDP)의 DoD(Downstream on Demand) 방식이면 레이블 요청 메시지(Label Requent Message)를 전송하고, DU(Downstream Unsolicited) 방식이면 레이블 맵핑 메시지(Label Mapping Message)를 이웃노드로 전송한다. 레이블을 분배하는 방식으로 DoD 및 DU가 있다.
DoD는 외부 노드로부터 요청(on Demand)이 있으면 레이블을 보내는 것으로써 레이블 요청 메시지를 받은 하위노드가 상위노드에게 레이블 정보를 포함하는 레이 블 맵핑 메시지를 보낸다. Du는 요구하지 않아도(unsolicited) 레이블 보낸다라는 의미로서 FEC에 대한 정보만 인식하면 상위노드에게 레이블 정보를 포함하는 레이블 맵핑 메시지를 보낸다.
메시지의 송수신 순서는 바뀔 수 있으며 RFC 3036에 따라 송수신되는 메시지는 여러 종류가 있으나 모든 메시지는 FEC TLV를 포함한다.
수신한 메시지의 FEC TLV가 ES-LSP 용인지 확인하고, ES-LSP 용이면(S280) 레이블 교환 경로의 장애여부를 표시하는 필드를 포함하는 포워딩 테이블을 작성한다(S215,S285). ES-LSP 용이 아니면 장애여부를 표시하는 필드에 NONE으로 기입한다(S215,S290).
도 3은 레이블 교환 경로에 장애가 발생한 경우의 포워딩 테이블 및 패킷 전달경로를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 노드 B와 노드 C사이의 레이블 교환 경로에 장애가 발생한 경우이다. 레이블 교환 경로는 A-B-C-D(360) 이며, B-E-D(370)는 IP 포워딩 경로이다.
세션 테이블(340,350) 및 포워딩 테이블(300,310,320,330)의 각각의 구성 및 기능은 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
장애가 발생한 경우에 노드 B의 포워딩 테이블(320)의 ES-LSP 필드는 DOWNSTREAM BLOCKED가 기록되고, 노드 C의 포워딩 테이블(310)의 ES-LSP 필드는 UPSTREAM BLOCKED가 기록된다. 또한, 노드 B의 세션 테이블(340)의 다운 스트림 세션에는 BLOCKED가 기록되고 노드 C의 세션 테이블(350)의 업스트림 세션에는 BLOCKED가 기록된다.
DOWNSTREAM은 패킷의 다운스트림 세션을 나타내고 UPSTREAM은 패킷의 업스트림 세션을 나타낸다. 그리고 BLOCKED는 레이블 교환 경로의 장애를 나타내고 UNBLOCKED는 정상상태를 나타낸다. 따라서 DOWNSTREAM, UPSTREAM, BLOCKED, UNBLOCKED를 각각 조합하여 ES-LSP 필드에 표시함으로써 각 세션의 장애여부를 표시할 수 있다.
장애가 발생한 경로(360)의 노드 B에서는 다운 스트림에만 장애 발생이 표시되고 업스트림은 정상이다. 따라서 노드 B는 패킷을 수신하면, 포워딩 테이블로부터 다운 스트림 세션이 block 되었음을 확인하고 정상 LSP 상태처럼 레이블 교환 처리를 하는 대신에 레이블을 제거한 패킷을 IP 포워딩으로 전달한다. 즉 레이블 교환 경로의 노드 C로 전달하지 않고 노드 E로 전달한다(370). 노드 E는 수신한 패킷을 IP 포워딩으로 노드 C로 전달한다.
노드 C는 패킷을 수신하면, 포워딩 테이블로부터 업스트림 세션은 block 되었지만 다운스트림 세션은 unblock 되었음을 확인한 후 수신한 패킷이 IP 포워딩으로 전송된 것이면 레이블을 패킷에 달아서 레이블 교환 경로인 노드 D로 전달한다. 노드 D가 MPLS 망의 egress LER이면 노드 D는 패킷의 레이블을 제거한 후 IP 포워딩으로 패킷을 목적지로 전달한다. 즉 장애가 발생한 뒤의 패킷의 전달 경로는 노드 A-B-E-C-D이다. B-E-C(370)는 IP 포워딩 구간이면 나머지는 레이블 교환 경로 구간이다.
상술한 바와 같이, 레이블 교환 경로(LSP)에 장애가 발생한 경우 그 구간의 세션을 block 시키고 나머지 세션은 정상적인 LSP로 유지한다. 장애가 발생한 구간에 대해서는 IP포워딩을 통해 패킷을 전달하여 패킷 전달의 연속성을 보장한다.
본 발명에 따른 패킷 전달 서비스 중 장애가 발생하면, 장애가 발생한 곳의 이웃 노드들은 RFC 3036에 기술된 Notification 메시지를 이용하여 장애를 알리는 대신 Keepalive timer를 중지시키고, Noticication 메시지 및 레이블 해제 메시지(Label Release/Withdraw Message)를 송신하지 않는다. 이렇게 함으로써 장애가 발생한 인접 노드에서는 장애 복구를 감지하는 Hello 메시지만을 송신하고 장애가 발생한 곳 이외의 노드들은 정상적인 LSP가 유지되는 것처럼 패킷을 처리한다. 즉 장애가 발생하지 않은 지역에서는 설정된 LSP가 정상인 것으로 인식하여 레이블 교환방식으로 패킷 전달 서비스를 하고 장애가 발생한 지역에서는 장애가 복구되기 전까지 IP 포워딩 전달 서비스를 수행한다.
장애가 복구된 후에는 장애가 발생했던 인접 노드에서만 장애 복구 여부를 인지한 후 IP 포워딩 전달 서비스를 수행하던 구간을 레이블 포워딩 구간으로 복구하기 위하여 장애발생시 해제하지 않고 유지했던 LSP 정보를 이용한다.
도 4a는 본 발명에 따른 패킷 전달 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 4a를 참조하면, 노드는 이웃노드와의 레이블 교환 경로(LSP)의 장애를 감지한다(S400). 노드는 장애가 감지되면 포워딩 테이블의 ES-LSP 필드에 장애 발생을 표시한다(S405). 장애 표시는 업스트림 세션 및 다운스트림 세션을 구분하여 표시한다. 표시방법의 일 예는 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
노드는 패킷을 수신하면, 포워딩 테이블의 ES-LSP 필드로부터 장애 발생여부 를 파악한다. ES-LSP 필드에 장애발생이 표시되어 있다면(S410), 패킷을 IP 포워딩 방식으로 전송한다(S415). ES-LSP 필드에 정상상태가 표시되어 있다면 레이블 교환 방식으로 패킷을 전송한다(S420).
도 4b는 본 발명에 따른 장애관리 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 4b를 참조하면, 레이블 교환 경로에서 장애가 발생한 곳의 노드는 이웃노드로 장애복구 감지 메시지를 전송한다(S450). 장애복구 감지 메시지는 LDP에 기술된 Hello 메시지를 사용한다.
이웃노드로부터 장애복구 메시지를 수신한 후(S455), 노드는 세션 설정 등의 절차를 수행한다. 즉 장애복구 감지 메시지인 Hello 메시지에 대한 응신으로 이웃노드로부터 Hello 메시지를 수신하면 세션 설정 등의 절차를 수행한다.
장애 복구 감지 메시지 및 장애 복구 메시지의 송수신 과정이 장애복구 감지 시점 뿐만 아니라 데몬(daemon)의 구동 시점에서도 발생할 수 있다. 노드는 장애 복구 메시지를 수신하면 장애 복구 메시지에 포함된 이웃노드의 식별자를 기초로 세션 테이블을 검색한다(S460). 세션 테이블은 각 노드의 식별자와 연계하여 각 노드간의 세션 관리를 위한 세션 정보, keepalive 메시지 전송 주기 등을 저장한다.
노드는 수신한 장애 복구 메시지에 해당하는 엔트리가 세션 테이블에 존재하고 그 엔트리의 ES-LSP 필드가 BLOCKED 상태이면(S654), 세션 테이블 및 포워딩 테이블의 ES-LSP 필드에 UNBLOCKED를 기록한다. 이로써 장애가 복구되면 새로운 세션 설정 과정을 생략하고 전에 설정된 세션 정보를 그대로 이용할 수 있다.
이웃노드의 식별자에 해당하는 엔트리가 세션 테이블에 존재하지 않으면 노 드는 소정의 메시지 교환과정을 수행하여 세션을 설정하는 과정을 수행한다(S475).
도 5는 본 발명에 따른 포워딩 테이블의 ES-LSP 필드에 저장되는 데이터의 종류를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, ES-LSP 필드(500)에는 NONE(510), UNBLOCKED(520), BLOCKED(550)의 세가지 상태를 나타내는 데이터를 저장하고 BLOCKED(550)는 다시 UPSTREAM BLOCKED(530)와 DOWNSTREAM BLOCKED(540) 상태로 구분된다.
NONE(500)는 레이블 교환 경로의 노드가 본 발명에 따른 ES-LSP를 지원하지 않는 경우를 나타내며 이 경우는 종래의 MPLS를 지원한다(515).
UNBLOCKED(520)는 레이블 교환 경로에서 장애가 발생하지 않은 경우로서 정상 상태를 나타낸다(525). BLOCKED(550)는 레이블 교환 경로에서 장애가 발생한 경우를 나타낸다(555).. UPSTREAM BLOCKED(530)는 업스트림 세션에 장애가 발생한 경우를 나타내고(535), DOWNSTREAM BLOCKED(540)는 다운스트림 세션에 장애가 발생한 경우를 나타낸다(545). NONE(510)을 제외한 다른 경우(520 내지 550)는 모두 본 발명에 따른 ES-LSP를 지원하는 경우이다. 이 외의 상황을 설정하여 ES-LSP 필드에 저장하여 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 ES-LSP 용 FEC TLV의 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, FEC TLV는 ES-Prefix(612), Address Family(614), PreLen (616)및 Prefix(618)로 이루어진 FEC Element(610)와 ES-HostAddr(622), Address Family(624), HostAddr Len(626) 및 HostAddr(628)로 이루어진 FEC Element(620)가 있다.
ES-Prefix(612)는 패킷의 목적지 주소의 프리픽스(prefix)를 기초로 FEC를 구별함을 나타내며 특히 본 발명에 따른 ES-LSP를 지원함을 나타낸다. ES-Prefix(612)는 ES-LSP를 지원하지 않는 FEC와 구별하기 위하여 일반적으로 0x16의 타입값을 사용한다. Address Family(614)는 일반적으로 RFC 1700에서 정의된 값을 사용하며 각 값은 FEC TLV에 포함된 주소가 IP, IPv6, NSAP, E.163 등의 다양한 주소 패밀리 중 어디에 속하는지 나타낸다.
PreLen(616)은 포함된 프리픽스(618)의 길이를 나타내며, Prefix(618)는 주소의 네트워크를 구분하는 프리픽스를 나타낸다.
ES-HostAddr(622)은 패킷의 목적지 호스트 주소를 기초로 FEC를 구별함을 나타내고 본 발명에 따른 ES-LSP를 지원함을 나타낸다. ES-HostAddr(622)는 ES-LSP를 지원하지 않는 FEC와 구별하기 위하여 일반적으로 0x17의 타입값을 사용한다. Address Family(624)는 상술한 바와 동일하며 HostAddr Len(626)은 포함된 호스트 주소의 길이를 나타내고 Host Addr(628)은 호스트 주소를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b에서 설명한 바와 같이, 수신한 패킷이 목적지 주소의 프리픽스 또는 호스트 어드레스 중 어느 것을 기초로 라우팅 되는 지를 조사하여 각각의 경우에 도 6의 FEC TLV를 생성한다.
도 7a은 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7a을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치는 ES-LSP 설정부(700), 메시지 관리부(710) 및 테이블 관리부(720)로 구성된다.
ES-LSP 설정부(700)는 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 IP 포워딩을 지원하는 경제적 서비스 포워딩 등가 등급(ES-FEC)을 설정한다. MPLS에서는 각 패킷을 해당하는 FEC로 분류하고 레이블을 이용하여 패킷을 전달한다. ES-LSP 설정부(700)는 이러한 FEC 중에서 본 발명에 따른 ES-LSP를 제공하는 FEC를 선택하여 지정한다.
메시지 관리부(710)는 수신한 패킷의 헤더를 기초로 패킷의 포워딩 등가 등급(FEC)을 파악하고 파악된 패킷의 FEC가 ES-FEC에 해당하면 ES-FEC를 식별할 수 있는 식별 데이터를 포함하는 경로 설정 메시지를 생성하여 전송한다. 경로 설정 메시지는 레이블 정보를 포함하며 도 6의 FEC TLV로 생성된다. 메시지의 송수신에 의한 기초적인 과정은 레이블 분배 프로토콜(Label Distribution Protocol:LDP, RFC3036)에 따른다.
테이블 관리부(720)는 외부로부터 수신한 경로 설정 메시지를 수신하고 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 IP 포워딩 중에서 패킷의 포워딩 방식을 나타내는 필드를 포함하는 포워딩 테이블을 작성한다. 포워딩 방식은 레이블 교환 경로의 장애에 따라 결정되며, 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 IP 포워딩을 수행하고 장애가 복구되면 다시 레이블 교환에 의한 포워딩이 수행되도록 포워딩 테이블의 상기 필드에 소정의 데이터를 기록한다. 필드에 기록되는 데이터의 형태는 도 5를 참조하여 설명하였다.
이로써, 노드는 패킷 전송을 위한 포워딩 테이블의 작성이 완료되고 패킷을 수신하면 포워딩 테이블을 기초로 다음 목적지를 검색하고 패킷을 전송한다.
도 7b는 본 발명에 따른 다중 프로토콜 레이블 교환 장치의 다른 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 프로토콜 레이블 교환 장치는 장애설정부(750) 및 장애복구부(760)로 구성된다.
장애설정부(750)는 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 포워딩 테이블의 장애정보필드에 장애 발생을 표시하고 수신한 패킷의 목적지 주소를 기초로 포워딩한다.
장애복구부(760)는 장애 복구 감지 메시지를 송신한 후 장애 복구 감지 메시지에 대한 응신으로 장애 복구 메시지를 수신하면 장애표시필드에서 장애 발생 표시를 제거한 후 수신한 패킷을 레이블 교환 방식으로 포워딩한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며 첨부한 특허청구범위 내에서 다양하게 변경 가 능하다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이블 교환 경로의 장애 발생시 장애가 발생한 구간에서 패킷을 IP 포워딩으로 전송하고 장애가 복구되면 기존의 세션 정보를 그대로 이용햐여 세션을 복구한 후 패킷을 레이블 교환 방식에 의해 전송토록 전환함으로써, 패킷 서비스의 연속성 및 QoS를 보장한다.
또한 레이블 교환 경로의 장애가 발생하더라도 패킷은 IP 포워딩으로 전달될 수 있으므로 레이블 교환 경로의 유지 및 장애 감지를 위한 제어 메시지의 전송 주기를 길게 하여 망 및 노드의 부하를 감소시킬 수 있다.
그리고 장애 발생 후 장애 복구시 장애가 발생한 경로에 이웃하는 노드들은 새로운 세션을 설정하지 않고 종래에 설정된 세션을 그대로 이용하면 되므로 세션 설정에 드는 부하를 감소시킨다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 다중 프로토콜 레이블 교환 시스템에서 레이블 교환 경로를 설정하는 방법에 있어서,
    레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 IP 포워딩을 혼합하여 지원하는 경제적 서비스를 위한 포워딩 등가 등급(ES-FEC)을 설정하는 단계;
    패킷의 헤더를 기초로 상기 패킷이 상기 ES-FEC에 해당하는지 파악하는 단계;
    상기 패킷이 상기 ES-FEC에 해당하면, 상기 ES-FEC를 식별할 수 있는 식별 데이터를 포함하는 제1경로 설정 메시지를 생성하여 전송하는 단계; 및
    상기 제1경로 설정 메시지에 대한 응신으로 외부로부터 수신한 제2경로 설정 메시지를 기초로 상기 ES-FEC에 해당하는 레이블 교환 경로를 설정하고, 상기 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 상기 IP 포워딩 중에서 상기 레이블 교환 경로의 장애여부에 따라 상기 패킷의 포워딩 방식을 나타내는 필드를 포함하는 포워딩 테이블을 작성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이블 교환 경로 설정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 포워딩 테이블 작성 단계는 상기 ES-FEC에 해당하는 레이블 교환 경로에서 장애가 발생하면 상기 패킷을 IP 포워딩으로 전송하도록 하는 장애 발생 정보를 상기 필드에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이블 교환 경로 설정 방법.
  7. 다중 프로토콜 레이블 교환 시스템에서 패킷을 전달하는 방법에 있어서,
    이웃 노드와의 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 포워딩 테이블의 장애정보필드에 상기 장애 발생을 표시하는 단계;
    수신한 패킷에 해당하는 장애정보필드를 상기 포워딩 테이블로부터 독출하는 단계; 및
    상기 독출된 장애정보필드의 내용에 따라 상기 패킷의 포워딩 방법으로 레이블을 기초로 하는 제1포워딩 또는 상기 패킷의 목적지 주소를 기초로 하는 제2포워딩을 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 포워딩 선택 단계는 상기 장애정보필드에 장애 발생이 표시되어 있으면 상기 패킷의 목적지 주소를 기초로 IP 포워딩을 선택하고, 상기 장애정보필드에 장애발생이 표시되어 있지 않으면 레이블 교환 방식에 의한 포워딩을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 장애표시단계는 상기 레이블 교환 경로에서 패킷의 업스트림 세션 및 패킷의 다운스트림 세션의 장애를 각각 구분하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제2포워딩이 선택된 경우에 상기 패킷에서 레이블을 제거한 후 상기 패킷을 IP 포워딩으로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 전달 방법.
  11. 다중 프로토콜 레이블 교환 시스템에서 장애를 관리하는 방법에 있어서,
    레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 장애 복구 감지 메시지를 송신하는 단계; 및
    상기 장애 복구 감지 메시지에 대한 응신으로 장애 복구 메시지를 수신하면 상기 레이블 교환 경로의 장애 발생을 표시하는 포워딩 테이블의 장애표시필드에서 장애 발생 표시를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애 관리 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    수신한 패킷에 해당하는 상기 포워딩 테이블의 장애표시필드에 장애 발생 표시가 있으면 상기 패킷을 IP 포워딩으로 전송하고, 상기 장애 발생 표시가 없으면 상기 패킷을 레이블 교환 방식에 의한 포워딩으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애관리방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    수신한 패킷에 해당하는 포워딩 테이블의 장애표시필드에 장애 발생 표시가 있으면 상기 패킷을 IP 포워딩으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애관리방법.
  14. 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 IP 포워딩을 혼합하여 지원하는 경제적 서비스를 위한 포워딩 등가 등급(ES-FEC)을 설정하는 ES-FEC 설정부;
    패킷의 헤더를 기초로 상기 패킷이 상기 ES-FEC에 해당하는 것으로 파악되면, 상기 ES-FEC를 식별할 수 있는 식별 데이터를 포함하는 제1경로 설정 메시지를 생성하여 전송하는 메시지 관리부; 및
    상기 제1경로 설정 메시지에 대한 응신으로 외부로부터 수신한 제2경로 설정 메시지를 기초로 상기 ES-FEC에 해당하는 레이블 교환 경로를 설정하고, 상기 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 및 상기 IP 포워딩 중에서 상기 레이블 교환 경로의 장애여부에 따라 패킷의 포워딩 방식을 나타내는 필드를 포함하는 포워딩 테이블 작성하는 테이블 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 프로토콜 레이블 교환 장치
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 테이블 관리부는 상기 ES-FEC에 해당하는 레이블 교환 경로에서 장애가 발생하면 상기 패킷을 IP포워딩으로 전송하도록 하는 장애 발생 정보를 상기 필드에 기록하는 것을 특징으로 하는 다중 프로토콜 레이블 교환 장치.
  16. 레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 포워딩 테이블의 장애정보필드에 상기 장애 발생을 표시하고 수신한 패킷의 목적지 주소를 기초로 포워딩하는 장애설정부; 및
    레이블 교환 경로에 장애가 발생하면 장애 복구 감지 메시지를 송신한 후 상기 장애 복구 감지 메시지에 대한 응신으로 장애 복구 메시지를 수신하면 상기 장애표시필드에서 장애 발생 표시를 제거한 후 수신한 패킷을 레이블 교환 방식에 의해 포워딩하는 장애복구부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 프로토콜 레이블 교환 장치.
  17. 삭제
  18. 제 5항에 있어서, 상기 포워딩 테이블은,
    패킷 포워딩을 위한 패킷의 목적지 주소;
    출력 레이블; 및
    패킷의 목적지 주소를 기초로 하는 IP 포워딩 및 상기 출력 레이블을 기초로 하는 레이블 교환 방식에 의한 포워딩 중에서 상기 패킷의 포워딩 방식을 나타내는 ES-LSP 필드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이블 교환 경로 설정 방법.
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