KR100621215B1

KR100621215B1 - 차등화 서비스(ＤｉｆｆＳｅｒｖ) 기반 멀티미디어 서비스ＱｏＳ 제공 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100621215B1
Application number: KR1020040102525A
Authority: KR
Inventors: 전해숙; 함진호; 정해원
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2006-09-13
Also published as: KR20060063364A

Abstract

본 발명은 차등화 서비스(DiffServ) 망에 진입한 멀티미디어 패킷 중 동일 사용자의 패킷을 구별하여 동일한 QoS 정책 또는 멀티미디어 서비스 정책을 적용하고, 음성 및 실시간 요구 패킷과 다른 패킷과의 차별성을 제공하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 멀티미디어 서버로부터 DiffServ 망의 라우터를 통해 유입된 패킷에서 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP)을 구별하기 위한 다중필드 분류를 수행하고, 멀티미디어 서비스를 위하여 동적으로 변하는 주소, 프로토콜, 포트번호를 포함한 다중필드 분류 항목을 파악하여 메인 프로세서의 QoS 정책 클라이언트로 보고하고, 상기 QoS 정책 클라이언트로부터 상기 동적으로 변하는 다중필드 분류 항목을 수신한 QoS 정책 서버는 상기 다중필드 분류 항목에 사용자의 QoS 정책 또는 멀티미디어 서비스 QoS 정책을 반영하여 상기 QoS 클라이언트로 전송하여 상기 라우터에 적용한다.

차등화 서비스(DiffServ), 멀티미디어, 서비스 품질(QoS), 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP), 정책, 주소, 프로토콜, 포트, 라우터

Description

차등화 서비스(ＤｉｆｆＳｅｒｖ) 기반 멀티미디어 서비스 ＱｏＳ 제공 시스템 및 방법{A System and Method for Providing Multimedia Service QoS based on DiffServ}

도 1은 종래의 일반적인 망 연동을 위한 구성도이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 차등화 서비스(DiffServ) 망의 일례를 나타낸 구성도이다.

도 3은 도 2에서 사용자 단말과 미디어서버 간의 멀티미디어 서비스 명령어 흐름도의 일 예시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스의 QoS 제공 시스템의 구성도이다.

도 5는 본 발명에 따른 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스를 위한 차등화 서비스 코드 포인트 할당방법의 일례를 보이는 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 차등화 서비스 망 110,130,300 : 에지 라우터

120 : 코어 라우터 140 : 사용자 단말

150 : 미디어서버 160 : QoS 정책 서버

310 : 메인프로세서 311 : QoS 정책 클라이언트

320 : 라인카드 321 : 패킷분류부

323 : 다중필드분류기 324 : 상세분류기

326 : 마커 327 : 패킷송신부

본 발명은 차등화 서비스(Differentiated Service;이하, DiffServ라 함) 기반 멀티미디어 서비스에 관한 것으로서, 특히 DiffServ 망에 진입한 멀티미디어 패킷 중 동일 사용자의 패킷을 구별하여 동일한 서비스 품질(Quality of Service;이하, QoS라 함) 정책을 적용하고, 음성 및 실시간 요구 패킷과 다른 패킷과의 차별성을 제공하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근, 인터넷 망에서는 전송 기술의 발달로 엑스디에스엘(xDSL), 메트로 이더넷(Metro Ethernet) 등을 이용한 인터넷 망의 광대역화가 이루어지고, 다양한 인터넷 멀티미디어 콘텐츠 개발로 인터넷 방송(Internet Broadcasting), VoIP(Voice over IP), 가상 사설 망(Virtual Private Network)과 같이 서비스 품질 보장을 요구하는 새로운 응용 서비스들이 출현하게 되었으며, 이에 따라 인터넷 서비스 사용자들에게 차등화된 서비스를 제공할 수 있도록 인터넷 망에서의 서비스 품질 보장 기술이 주요한 연구 과제로 등장하고 있다. 인터넷 망에서 최선형(best effort) 서비스 형태에서 탈피해서 다양한 요구 사항을 가진 서비스 응용들을 지원하기 위해 서는 대역폭의 보장 뿐만 아니라 전송의 신뢰성, 실시간성 등을 충족시킬 수 있는 QoS 보장 기술들이 제시되어야 한다.

도 1은 일반적인 망 연동을 위한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 망의 경우, 각각의 특성을 갖는 패킷들을 처리해 주는 전용망(10,20)이 구성되고 상기 망(10,20)간을 연동하기 위한 연동장치(30)가 있어, 각 패킷들이 응용 서비스에 대한 특별한 처리 과정없이 동일하게 처리된다. 그러나, 인터넷 사용자가 급격히 증가하고 홈 네트워크나 망이 통합되는 양상을 나타내는 최근 시점에는, 대규모의 데이터가 실시간으로 전송되어야 하는 주문형 비디오, 화상회의 등의 응용이 등장함에 따라 기존의 데이터 처리 과정으로는 최종 사용자간의 서비스 요구 사항을 충족시킬 수 없다. 이는 최종 사용자를 연결하는 중간 노드들에 유입되는 패킷들은 네트워크상의 데이터 흐름이 증가하게 되면, 일정 시간이 경과된 후 재전송 되거나 또는 전송을 포기하기 때문이다. 이러한 결과는 음성 통화나 실시간 서비스인 경우에 서비스 자체의 어려움을 가져오게 된다.

이를 해결하기 위해, 응용의 요구 사항을 고려하여 최종 사용자 간에 전송되어야 하는 데이터의 크기 전송률 등을 참조하여 데이터의 흐름을 제어하는 기술이 사용되고 있다. 이러한 방법으로 서비스 품질을 보장하는 것을 네트워크의 QoS라고 한다.

네트워크 QoS를 보장하기 위하여, 기존의 인터넷 프로토콜 해더 정보에 서비스 타입(ToS: Type Of Service) 영역이 존재하지만, 현재 사용되지 않고 있다는 이유로 인터넷 망에서는 최종 사용자간 서비스 품질을 보장할 수 없다. 그리고 네트 워크의 자원 예약을 통하여 서비스의 수준을 보장하는 차등화 서비스(DiffServ)가 있는데 이러한 DiffServ에서는 인터넷 프로토콜의 서비스 타입(ToS) 영역의 8 비트 중 상위 6 비트를 이용하며, 최선형(Best Effort) 서비스, EF(Expedited Forwarding) 서비스 및 AF(Assured Forwarding) 서비스를 제공하는 차등화 서비스 코드 포인트(DiffServ Code Point;이하, DSCP라 함)를 할당한다.

최초 네트워크 서비스 망에 진입한 패킷은 DSCP를 할당 받을 수 있는데, 현재 제시되고 있는 다중 필드 분류 플로우는 출발지 주소, 목적지 주소, 프로토콜 번호, 출발지 응용 포트 번호, 목적지 응용 포트 번호, 차등화 서비스 코드 포인트 방법이 제시되고 있다. 그러나, 이 방법으로는 동일한 사용자의 전화, 동영상, 화상회의 등과 같은 응용별 트래픽 중에 동적으로 변화하는 상세한 응용 트래픽별 분류가 되지 않기 때문에, 망 자원을 효율적으로 사용할 수 없으며, 특히 최종 사용자간 서비스 품질을 보장하는데는 한계가 있다.

한편, 음성 패킷의 처리 능력 향상을 위한 차등화 서비스 코드 포인트 할당 방법이 한국특허공개공보 제2002-48249호(2002.06.22)에 개시되어 있다. 상기 선행특허는 패킷 중에서 VoIP 패킷 분류를 데이터와 네트워크의 상태 및 장치의 이용 상황을 함께 고려하여 차등화 서비스 코드를 할당하는 방법으로서, 다중화 분류로 분류되지 않은 응용 트래픽을 분류해서 서비스를 보장 받게 하는 기술은 개시되어 있지 않아 최종 사용자간의 서비스 품질을 향상시키는데는 제한적이다.

또한, DiffServ 기반의 QoS 제공방법과 관련하여, 한국공개특허공보 제2004-50603호(2004.06.16)에는 라우터를 통한 DiffServ 기반 VoIP QoS 제공방법이 개시 되어 있다. 상기 선행특허는 음성 트래픽을 IP 망으로 통합하는데 있어 DiffServ 기반의 스위치드 라우터를 통해 VoIP를 제공하는 방법에 관한 것으로서, DiffServ 망에 진입한 패킷에 대하여 상세한 분류, 멀티미디어 서비스 분류를 통해 망이 지원하는 서비스를 받게 하는 기술에 대해서는 기재되어 있지 않다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, DiffServ 망에 진입한 멀티미디어 패킷중 동일 사용자의 패킷을 구별하여 동일한 QoS 정책 또는 멀티미디어 서비스 QoS 정책을 적용하고, 상기 적용된 정책에 따라서, 이후에 수신되는 멀티미디어 서비스 패킷에 대하여 음성 및 실시간성 요구 패킷과 다른 패킷과의 차별성을 제공하여 최종 사용자간 서비스 품질을 향상시킬 수 있도록 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차등화 서비스(DiffServ) 기반 멀티미디어 QoS 제공 시스템은, DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템에 있어서, 멀티미디어 서버로부터 DiffServ 망의 라우터를 통해 유입된 패킷에서 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP)을 구별하기 위한 다중필드 분류를 수행하고, 멀티미디어 서비스를 위하여 동적으로 변하는 주소, 프로토콜, 포트번호를 포함한 다중 필드 분류 항목을 파악하여 저장하며, 이후에 상기 라우터로 유입되는 멀티미디어 패킷에 대하여 상기 다중필드 분류 항목을 적용하여 서비스별로 차등 서비스 코드 포인트를 할당하는 패킷분석부; 상기 패킷분석부로부터 상기 동적으로 변하는 다중필드 분류 항목을 수신하여 상위 계층으로 보고하고, 상위 계층으로부터 전송된 멀티미디어 정책을 상기 패킷분석부에 전송하는 QoS 정책 클라이언트; 및 상기 QoS 정책 클라이언트로부터 상기 동적으로 변하는 다중필드 분류 항목을 수신하고, 상기 다중필드 분류 항목에 사용자의 QoS 정책 또는 멀티미디어 정책을 반영하여 상기 QoS 클라이언트로 전송하는 QoS 정책 서버를 포함한다.

여기서, 상기 패킷분석부는, 상기 DiffServ 망으로 유입된 패킷이 RTSP를 포함하는지 판단하고, 상기 QoS 정책 클라이언트로부터 전송된 멀티미디어 서비스 정책을 동적으로 추가하는 다중필드분류기; 상기 패킷이 RTSP를 포함하면, 상기 패킷으로부터 주소, 프로토콜, 포트번호를 추출하여 상기 QoS 정책 클라이언트로 보고하는 상세분류기; 및 이후에 유입되는 멀티미디어 패킷에 대하여 상기 추가된 멀티미디어 서비스 정책을 근거로 해당 서비스별로 차등 서비스 코드 포인트를 할당하는 마킹부를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차등화 서비스(DiffServ) 기반 멀티미디어 QoS 제공 방법은, DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 방법에 있어서, 미디어서버로부터 DiffServ 망의 라우터로 유입된 패킷에서 RTSP를 구별하기 위한 다중필드 분류를 수행하는 제1단계; 패킷분석부에서 상기 패킷으로 부터 멀티미디어 서비스를 위한 주소, 프로토콜 및 포트번호를 포함하는 다중필드 분류 항목을 추출하고, 상기 추출된 다중필드 분류 항목을 QoS 정책 클라이언트로 전송하는 제2단계; 상기 QoS 클라이언트는 상기 다중필드 분류 항목을 상위 계층인 QoS 정책 서버로 보고하는 제3단계; 상기 QoS 정책 서버가 상기 다중필드 분류 항목에 멀티미디어 서비스의 정책을 반영하여 상기 QoS 정책 클라이언트를 통해 상기 패킷분석부로 전송하는 제4단계; 및 상기 패킷분석부에서 이후에 입력되는 멀티미디어 패킷에 대하여 서비스별로 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 제5단계를 포함한다.

여기서, 상기 제3단계는, 상기 QoS 정책 클라이언트로부터 상기 QoS 정책 서버로 동적으로 주소 추가 요구가 있을 경우, 동일 멀티미디어 주소에 근원 주소를 등록하는 단계; DiffServ 망 내의 라우터에 다중필드 분류 항목 추가를 수행하는 단계; 및 상기 QoS 정책 서버가 관리하는 근원 주소에 연계된 멀티 캐스트 주소를 추가하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 제5단계는, 멀티미디어 서비스를 위한 주소로 도착한 패킷에 대하여 음성 또는 실시간 패킷에는 EF의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 단계; 상기 음성 또는 실시간 패킷 이외의 다른 서비스 패킷에는 AF의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 단계; 및 QoS를 보장하지 않는 서비스 패킷에는 BE의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 단계를 포함한다.

본 발명은 DiffServ 망의 에지 단에서 상기 망으로 유입되는 패킷에 QoS를 제공할 때, 동일한 사용자로부터 멀티미디어 패킷을 요구하는 호 제어 프로토콜과 실제 데이터가 흘러가는 서비스를 제공하기 위하여, 동적으로 주소나 프로토콜과 포트 정보가 바뀌는 경우에도 동일 사용자임을 인식하고, 상기 사용자의 QoS를 새로운 플로우에도 동일하게 적용할 수 있는 QoS를 제공하며, 데이터 플로우에 대해 음성과 비디오 패킷을 구분하여 차등화 서비스 포인트 코드를 할당함으로써 최종 사용자간의 서비스 품질을 향상시키는 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 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.

도 2는 본 발명이 적용되는 차등화 서비스 망의 일례를 나타낸 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 차등화 서비스 망(DiffServ Network)(100)은, 다른 외부망 내의 사용자(140)와 연결된 제1 에지 라우터(Edge Router)(110), 내부 노드로서 다수개의 코어 라우터(Core Router)(120), 또 다른 외부망의 미디어서버(150)와 연결된 제2 에지 라우터(130) 및 상기 DiffServ 망 내의 각 라우터들을 관리하고 사용자 패킷에 QoS를 제공하는 QoS 정책 서버(160)를 포함하여 구성된다. 상기 에지 라우터(110,130)는 패킷의 입출력 흐름에 따라 인그레스 에지 라우터(Ingress Edge Router) 및/또는 이그레스 에지 라우터(Egress Edge Router)로 동작할 수 있다. 도 면에는 DiffServ 망의 일례가 개략적으로 도시된 것으로서, 상기 에지 라우터(110,130)가 각각 하나씩 도시되어 있으나, 다른 일례에서는 다수개 존재할 수 있다. 또한, 상기 코아 라우터(120)도 다수개 존재할 수 있다.

한편, 차등화 서비스 지역(DiffServ Region)은 도 2에 도시된 DiffServ 도메인(domain)(100)이 한 개 이상 인접하여 형성된 집합이다. DiffServ 지역은 그 지역 내의 DiffServ 도메인(100)을 연결하는 경로를 따라 차등화 서비스(DiffServ)를 지원할 수 있다. DiffServ 지역 내의 DiffServ 도메인(100)은 내부적으로 다른 PHB 그룹과 다른 코드 포인트와 PHB 매핑을 지원할 수 있다. 그러나, 도메인간에 걸친 서비스를 허용하기 위하여, 패킷을 보내는 도메인과 그 패킷을 받는 도메인 사이에서 계약이 필요하다. 이와 같이, 두 개의 DiffServ 도메인(100)간의 경계에서 조절되는 방법을 TCA(Traffic Conditioning Agreement)라 하며, 이러한 형태의 계약을 SLA(Service Level Agreement)라고 한다. 한 개의 도메인 내의 서비스 계약은 대역폭 브로커(BB: Bandwidth Broker)(미도시)라고 하는 대리인(agent)을 통하여 이루어진다. 상기 대역폭 브로커(BB)는 DiffServ 구조에서 적당한 자원 관리를 위하여, 이용할 수 있는 자원과 입력 SLA에 의하여 할당된 대역폭에 관한 정보를 저장하고, 향후 할당을 결정하기 위하여 기초로 하는 정책 데이터베이스를 가진 소프트웨어라고 볼 수 있다.

도 3은 도 2에서 사용자 단말과 미디어서버 간의 멀티미디어 서비스 명령어 흐름도의 일 예시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 사용자(140)는 멀티미디어 서 비스 클라이언트이며, 미디어서버(150)는 멀티미디어 서비스를 제공하는 서버이다. 상기 사용자(140)가 특정 웹서버(미도시)(170)에 접속하여, 연결할 수 있는 미디어서버(150)에 대한 정보를 요구하면(S11), 상기 웹서버(170)는 이에 대한 응답으로 상기 미디어서버(160)에 대한 정보를 전송한다(S12).

이어, 상기 사용자(140)는 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 미디어서버(150)에 연결을 요청하고(S13), 상기 미디어서버(150)는 멀티미디어 서비스를 위한 프로토콜, 즉 실시간 전송 프로토콜(Real-Time Transport Protocol; 이하, RTP라 함)/실시간 전송 제어 프로토콜(Real-Time Transport Control Protocol; 이하, RTCP라 함)의 주소, 상기 주소의 형태(유니캐스트/멀티캐스트), TCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜, 포트번호(RTP/RTCP용) 정보를 상기 사용자로 전송한다(S14). 이어, 상기 사용자(140)가 플레이(PLAY) 명령어를 상기 미디어서버(150)로 전송하여(S15), 상기 미디어서버(150)가 이에 대한 응답을 전송하게 되면(S16), 상기 미디어서버(160)는 멀티미디어 서비스를 앞서 전송한 정보를 이용하여 DiffServ 망에 전송한다(S17). 이때, 상기 멀티미디어 서비스에 사용하는 프로토콜이 RTP/RTCP이고, 상기 정보 전송은 실시간 스트리밍 프로토콜(Real-Time Streaming Protocol; 이하, RTSP라 함)을 사용한다. 상기 RTSP는 오디오나 비디오와 같은 연속적인 미디어의 단일 또는 여러 개의 동기화된 스트림을 설정하고 제어하는 프로토콜이다. 이 RTSP 프로토콜은 TCP를 사용하고 554번 포트를 사용한다. 즉, RTSP는 멀티미디어서버들을 위한 '네트워크 원격 제어기'로서의 역할을 하면서 연속적인 미디어에 사용될 멀티캐스트 주소와 포트, 또는 유니캐 스트 주소와 포트 번호를 동적으로 할당한다. 이 주소는 서비스를 받는 원래의 주소와 동적으로 달라지는 것처럼 보여진다. 왜냐하면, 멀티캐스트 주소이거나 또 다른 유니캐스트 주소를 할당받을 수 있기 때문이다.

계속하여, 상기 사용자(140)가 상기 미디어서버(150)로 중지(PAUSE) 또는 해지(TEARDOWN) 명령어를 전송하면(S18,S20), 상기 미디어서버(150)로부터의 멀티미디어 서비스 중지 또는 연결이 해제된다(S19,S21).

이와 같은 사용자(140)와 미디어서버(150)간의 멀티미디어를 위한 명령어는 도 2의 에지 라우터(110,130) 및 코어 라우터(120)를 통하여 전송된다. 특히, 본 발명에 따른 DiffServ 망에서의 멀티미디어 QoS 제공방법은 도 2의 에지 라우터(130)에 적용된다. 보다 바람직하게는 DiffServ 망의 에지 라우터(130)의 패킷 수신단에 적용된다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명이 적용되는 DiffServ 망의 에지 라우터(130)를 보다 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스의 QoS 제공 시스템의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명이 적용되는 DiffServ 망의 에지 라우터(300)는 메인프로세서(310) 및 다수의 라인카드(320)를 포함한다. 도면에는 설명의 편의상 하나의 라인카드(320)가 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 메인프로세서(310)는 QoS 정책 클라이언트(311)를 포함하여 구성되며, 상기 라인카드(320)는 패킷분류부(321) 및 패킷송신부(327)을 포함하여 구성된다. 상기 패킷분류부(321)는 필터(Filter)(322), 다중필드분류기(Multi-Field Classifier)(323), 상세분류기(Detail Classifier)(324), 미터(Meter)(325) 및 마커(Marker)(326)를 포함하며, 상기 패킷송신부(327)는 쉐이퍼(shaper)/드랍퍼(Dropper)(328) 및 스케쥴러(329)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 실시형태에서는 상기 패킷분류부(321)은 라인카드(320) 내에 설치되며, 라우터(300)를 통해 유입되는 패킷을 수신하여 처리하는 인그레스 모듈(Ingress Module)로 동작할 수 있고, 상기 패킷송신부(327)는 상기 라인카드(320) 내에 설치되며, 처리된 패킷을 송신하는 이그레스 모듈(Egress Module)(327)로 동작할 수 있다.

상기 에지 라우터(300)는 DiffServ 망 내의 각 라우터들을 관리하고 사용자 패킷에 QoS를 제공하는 QoS 정책 서버(160)와 통신을 수행한다. 이때, 상기 에지 라우터(300)의 메인 프로세서(310)가 상기 QoS 정책 서버(160)와의 통신을 담당한다.

도 4를 참조하여, DiffServ 망의 에지 라우터(300) 및 QoS 정책 서버(160)를 이용한 멀티미디어 QoS 제공방법을 설명한다. 먼저, 도 3에 개시된 바와 같이, 사용자(140)가 미디어서버(150)로 연결 설정을 위한 셋업(SETUP) 패킷을 전송하고 상기 미디어서버(150)로부터 RTSP를 이용한 응답 메시지를 수신한다. 이때, 상기 응답 패킷은 DiffServ 망의 에지 라우터(300)를 통해 수신된다.

이와 같이, 상기 미디어서버(150)로부터 DiffServ 망의 에지 라우터(300)를 통해 DiffServ 망으로 유입되는 패킷은 패킷분류부(321)의 필터(322)에 의해 필터링된다. 즉, 상기 필터(322)는 DiffServ 망으로 유입되는 패킷들의 헤더의 내용을 확인하여 유효한 패킷은 통과시키고 나머지는 차단한다. 상기 필터(322)에 의해 필 터링된 패킷은 다중필드분류기(323)로 유입된다. 상기 다중필드분류기(323)는 상기 유입된 패킷에 대하여 RTSP를 이용한 패킷인지를 판단하고, RTSP를 이용한 패킷이라면 상세분류기(324)로 전송하여 상기 패킷에 대하여 상세분류를 수행하도록 하고, RTSP를 이용한 패킷이 아니라면 미터(325)로 전송한다. 이때, 상기 다중필드분류기(323)는 상기 유입된 패킷의 헤더 내용을 기초로 하여 패킷의 플로우(flow)를 확인한다. 이와 같이 패킷의 플로우(flow)를 확인하는 과정을 '분류(Classification)'라고 한다. 패킷 분류에는 두 가지 방법이 있다. 하나는 BA(Behavior Aggregate) 분류기를 이용한 패킷 분류 방법으로, DiffServ 필드만을 기초로 패킷을 분류한다. 다른 하나는 MF(Multi-Field:다중필드) 분류기를 이용한 패킷 분류 방법으로, 근원지 주소(source address), 목적지 주소(destination address), DiffServ 필드 프로토콜 식별자(ID), 근원지/목적지 포트(port)와 같은 전송 계층의 헤더 필드 등의 패킷 헤더에 있는 여러 필드의 조합으로 패킷을 분류한다. 본 발명에서는 후자인 다중필드분류기(MF classifier)(323)를 이용한다.

이와 같이, DiffServ 망의 에지 라우터(130)를 통해 DiffServ 망에 유입된 패킷에서 RTSP를 구별하기 위한 다중필드 분류가 완료되면, 멀티미디어 서비스를 위한 프로토콜, 즉 실시간 전송 프로토콜(Real-Time Transport Protocol: 이하, RTP라 함)/실시간 전송 제어 프로토콜(Real-Time Transport Control Protocol: 이하, RTCP라 함)의 주소와 상기 주소의 형태(유니캐스트/멀티캐스트), TCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜, 포트번호(RTP와 RTCP용)를 추출해서 새로운 다중필드 분류 항목으로 등록한 후, 상기 메인프로세서(310) 내의 QoS 정책 클라이언트(311)로 전송한다. 상기 QoS 정책 클라이언트(311)는 상기 새로운 다중필드 분류 항목을 상기 QoS 정책 서버(160)에 보고한다.

상기 QoS 정책 서버(160)는 상기 새로운 다중필드 분류 항목을 해당 사용자의 QoS 정책 또는 멀티미디어 서비스 정책에 반영하여 DiffServ 도메인 내의 각 에지 라우터(300)들에게 실시간으로 전송하고, 상기 각 에지 라우터(300)의 QoS 정책 클라이언트(311)는 상기 새로운 다중필드 분류 항목을 QoS가 반영되어 있는 라인카드에 추가한다. 이때, RTP와 RTCP용을 각각 추가한다. 이로써, 상기 QoS 정책 클라이언트(311)는 상기 QoS 정책 서버(160)가 갖는 서비스 프로 파일을 보고, 근원지의 정책 또는 멀티미디어 정책을 준수하도록, 상기 QoS 정책 서버(160)가 관리하는 DiffServ 도메인 내의 에지 라우터(300)들에게 자신의 다중필드분류기(323)에 상기 정책을 새로 추가하도록 명령을 내리고, 동일한 사용자에게 흘러가는 패킷에 대하여 주소가 변경된 것을 아는 시점부터, 이후에 들어오는 패킷에 대한 서비스 분류는 상기 해당 사용자가 등록한 서비스 등급에 맞춰서 패킷분류부(321)의 상세분류기(324)에서 상세 분류시 차등화 서비스 코드 포인트(DiffServ Code Point; 이하, DSCP라 함)를 등록한다.

이후, 미디어서버(150)에서 멀티미디어 패킷(RTP/RTCP)이 DiffServ 망의 에지 라우터(130)를 통하여 DiffServ 망에 유입되면 상기 QoS 정책이 반영된 다중필드 분류 항목을 적용하여 다중필드 분류를 수행한 후, 상기 패킷의 타입에 따라 DSCP를 적용하기 위한 상세분류를 수행한다. 즉, 해당 사용자의 멀티미디어 서비스 QoS 정책에 따라서 상기 입력된 패킷에 서로 다른 DSCP를 마킹한다. 예를 들어, 오디오 패킷은 EF 서비스 코드 포인트를 마킹하고, 비디오 패킷은 AF 서비스 코드 포인트를 마킹한다. 상기 마킹의 경우 패킷을 분류하지 않고 마킹/리마킹할 수도 있다. 또한, 이후에 입력된 패킷이 동일한 사용자의 패킷이면 상세 분류 없이 일괄적인 차등화 서비스 코드 포인트를 할당할 수도 있다.

한편, 사용자(140)가 통신 중에 해지(TEARDOWN) 패킷을 미디어서버(150)에 보내면, 상기 미디어서버(150)는 그 패킷도 상세분류해서 사용중인 메시지를 동적으로 사용하고, DiffServ 망의 QoS 정책 서버(160)에도 삭제 명령을 전달하고, 상기 DiffServ 망의 각 에지 라우터(130)들에게도 다중필드분류기(323)에게 삭제하는 명령을 전달한다.

이상에서 설명한 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공방법은 네트워크 프로세서에서 처리하는 방법이 아닌 미디어서버(150)를 이용하여 구현할 수도 있다. 이하에서는, 본 발명의 다른 실시형태에서 미디어서버(150)를 이용한 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템 및 방법을 설명한다. 먼저, 미디어서버(150)가 셋업(SETUP) 메시지를 받고 플레이(PLAY)할 주소를 DiffServ 망의 에지 라우터(130)를 통해 사용자(140)로 보낼 때, 상기 미디어서버(150)와 연결되어 있는 QoS 정책 서버(160)에게 근원 주소, 변경될 주소, 프로토콜 및 포트번호를 포함한 다중필드 분류 항목을 전달하고, 상기 QoS 정책 서버(160)가 해당 DiffServ 도메인 내의 각 에지 라우터(130)들에게 상기 다중필드 분류 항목을 전달하며, 상 기 각 에지 라우터(130)들은 그 정보를 등록하고 운용한다. 플레이(PLAY)를 멈추고자 하는 경우에 상기 미디어서버(150)가 해지(TEARDOWN) 명령을 받으면 해당 근원지와 플레이(PLAY)했던 주소와 프로토콜 포트 번호를 삭제하도록 상기 QoS 정책 서버(170)에게 전달하고 상기 DiffServ 도메인 내의 각 에지 라우터(130)들에게 상기 다중필드 분류 항목을 전달하면, 상기 각 에지 라우터(130)들이 그 정보를 삭제하고 운용한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미디어서버(150)를 이용한 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템 및 방법을 설명한다. 상기한 바와 같이, 도 2의 미디어서버(150)는 바람직하게는 멀티미디어 서비스를 제공하는 멀티미디어 서버이다. 멀티미디어 사용자(140)는 DiffServ 망의 에지 라우터(130)를 통해 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP) 패킷, 즉 셋업(SET) 메시지를 전송하면, 상기 미디어서버(150)는 이에 대한 응답으로, 멀티미디어 서비스를 위하여 동적으로 변하는 주소, 프로토콜, 포트번호를 포함한 RTSP 패킷을 상기 라우터(130)를 통하여 상기 멀티미디어 사용자(140)에게 전송한다. 이때, 상기 미디어서버(150)는 상기 동적으로 변하는 근원 주소 및 다중필드 분류 항목을 파악하여 QoS 정책 서버(160)로 전송한다. 상기 QoS 정책 서버(160)는 상기 미디어서버(150)로부터 상기 동적으로 변하는 근원주소 및 다중필드 항목을 수신하여, 상기 다중필드 분류 항목에 사용자의 QoS 정책 또는 멀티미디어 서비스 QoS 정책을 반영하여, 상기 라우터(130) 내의 QoS 정책 클라이언트(311)로 전송한다. 이어, 상기 QoS 정책 클라이언트(311)는 상기 QoS 정책 서버(160)로부터 상기 동적으로 변하는 근원 주소 및 다중필드 분류 항목에 반영된 멀티미디어 서비스 QoS 정책을 수신하고, 이를 상기 라우터(130)내의 패킷분석부(321)에 추가한다. 이로써, 이후에 상기 라우터(130)로 유입되는 멀티미디어 패킷에 대하여 상기 다중필드 분류 항목을 적용하여 멀티미디어 서비스별로 차등화 서비스 코드 포인트(DSCP)를 할당한다. 이때, 상기 서비스별 차등화 서비스 코드 포인트 할당은 정해진 QoS 정책에 따라서 동일한 사용자의 패킷에는 일괄적인 차등화 서비스 코드 포인트를 할당할 수도 있다.

도 4에서, 상기 미터(325)는 명시된 트래픽 프로파일에 대하여 상기 다중필드분류기(323)에 선택된 패킷 스트림의 시간적 특성을 측정한다. 트래픽의 흐름이 자원의 소비 제한 내에 있는지 넘는지를 판단하기 위하여 각 패킷에 대하여 검사하고, 특정한 행동을 개시하기 위하여 다른 조절 기능에 상태 정보를 전달한다. 비록, 도면에는 상기 미터(325)와 마커(326)가 두 가지 기능으로 분리되어 도시되어 있어도, 거의 동일 제안에서 설명된다. 또한, 상기 미터(325)는 패킷을 프로파일과 비교하고, 상기 마커(326)는 상기 미터(325)의 결과에 따라 적합한 코드 포인트로 패킷을 마킹하는 기능을 수행한다. 이와 같이, 상기 마커(326)는 패킷 헤더의 차등화 서비스 코드 포인트(DiffServ Code Point)를 설정하며, 사전에 마킹된 패킷에 대해서도 재마킹을 할 수 있다.

상기 패킷송신부(327)의 쉐이퍼/드랍퍼(328)는 쉐이퍼 또는 드랍퍼로 구현될 수 있다. 여기서, 상기 쉐이퍼의 특별한 경우로서 드랍퍼로 구현될 수 있다. 상기 쉐이퍼는 트래픽 프로파일에 따라 스트림을 보내기 위해 트래픽 스트림에서 약 간의 패킷이나 혹은 모든 패킷을 지연시킨다. 상기 쉐이퍼는 일반적으로 유한 크기 버퍼를 가지고 만약 패킷을 잡아두기 위한 충분한 버퍼 공간이 없다면 패킷은 탈락될 것이다. 이와 같이 트래픽의 속도를 조절하는 것을 '쉐이핑(Shaping)'이라고 하며 버스트로 도착하는 트래픽을 평활화(smooth)하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 쉐이퍼의 특별한 경우로서 구현될 수 있는 드랍퍼는 트래픽 프로파일에 따라 스트림을 보내기 위해 스트림에서 약간의 패킷 혹은 패킷을 탈락(drop)시킨다. 상기 드랍퍼는 패킷이 없거나 적은 양의 패킷을 위해 쉐이퍼 버퍼 크기를 설정한다.

도 5는 본 발명에 따른 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스를 위한 차등화 서비스 코드 포인트 할당방법의 일례를 보이는 흐름도이다. 도 5는 멀티미디어 서비스를 제공하는 사용자의 QoS 정책에 따라서 달라질 수 있다. 도 5를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 멀티미디어 서비스가 DiffServ 망에 유입되는 패킷에 대하여 상세분류를 하기로 정책이 되어 있다면 상세분류를 수행한다(S51). 만약 상세분류를 하기로 정책이 되어 있지 않다면 바로 해당하는 마킹을 수행한다. 상기 분류에서 상기 패킷이 대역폭을 보장하는 음성 및 실시간 패킷인지를 판단한다(S52). 상기 판단결과 상기 유입된 패킷이 음성 및 실시간 패킷이면 EF 서비스 코드 포인트를 할당하고(S53), 음성 및 실시간 패킷 이외의 다른 종류의 서비스이면(S54), 해당하는 차등화 서비스 코드 포인트 AFab(예를 들어, a:우선순위(1~4), b:버림 우선순위(1~3))을 할당한다(S55). 여기서, 상기 AFab 서비스 분류는 DiffServ 망에서 지원하는 최대 14개의 AF가 존재하므로 동일한 그룹의 서비스를 지원할 수 있다. 만약 상기 서비스에 해당하지 않은 패킷이면 최선형(BE:Best Effort) 서비스 값을 할당한다(S56).

이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 전술한 예 및 도면에 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명 또는 도면에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 동일 사용자의 플로우가 동적으로 변하는 멀티미디어 서비스인 경우, 원래 사용자의 QoS 정책을 따르게 하거나 멀티미디어 서비스를 위한 QoS 정책을 적용시키고, 멀티 미디어 서비스용 패킷을 전송할 때, 좀 더 만족스러운 품질 보장을 위하여 차등 서비스 코드 포인트를 구별함으로써, 최종 사용자간 서비스 품질을 보장하는 효과가 있다.

Claims

DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템에 있어서,

멀티미디어 서버로부터 DiffServ 망의 라우터를 통해 유입된 패킷에서 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP)을 구별하기 위한 다중필드 분류를 수행하고, 멀티미디어 서비스를 위하여 동적으로 변하는 근원주소, 프로토콜, 포트번호를 포함한 다중필드 분류 항목을 파악하여 저장하며, 이후에 상기 라우터로 유입되는 멀티미디어 패킷에 대하여 상기 다중필드 분류 항목을 적용하여 서비스별로 차등 서비스 코드 포인트를 할당하는 패킷분류부;

상기 패킷분류부로부터 상기 동적으로 변하는 다중필드 분류 항목을 수신하여 상위 계층으로 보고하고, 상위 계층으로부터 전송된 멀티미디어 정책을 상기 패킷분류부에 전송하는 QoS 정책 클라이언트; 및

상기 QoS 정책 클라이언트로부터 상기 동적으로 변하는 다중필드 분류 항목을 수신하고, 상기 다중필드 분류 항목에 사용자의 QoS 정책 또는 멀티미디어 정책을 반영하여 상기 QoS 클라이언트로 전송하는 QoS 정책 서버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제1항에 있어서, 상기 패킷분류부는,

상기 DiffServ 망으로 유입된 패킷이 RTSP를 포함하는지 판단하고, 상기 QoS 정책 클라이언트로부터 전송된 멀티미디어 서비스 정책을 동적으로 추가하는 다중 필드분류기;

상기 패킷이 RTSP를 포함하면, 상기 패킷으로부터 주소, 프로토콜, 포트번호를 추출하여 상기 QoS 정책 클라이언트로 보고하는 상세분류기; 및

이후에 유입되는 멀티미디어 패킷에 대하여 상기 추가된 멀티미디어 서비스 정책을 근거로 해당 서비스별로 차등 서비스 코드 포인트를 할당하는 마킹부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제1항에 있어서, 상기 패킷분류부는,

멀티미디어 서비스를 위한 주소로 도착한 패킷에 대하여, 상세분류를 해야 하는 경우에는 멀티미디어 서비스의 QoS 정책에 따라 멀티미디어 패킷을 분류하여 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하고, 상세분류를 하지 않는 경우에는 멀티미디어 서비스의 QoS 정책에 따라 동일한 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제3항에 있어서, 상기 패킷분류부는,

상기 패킷에 대한 상세분류를 해야 하는 경우, 음성 또는 실시간 패킷에는 EF의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하고, 상기 음성 또는 실시간 패킷 이외의 다른 서비스 패킷에는 AF의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하며, QoS를 보장하지 않는 서비스 패킷에는 BE의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제1항에 있어서, 상기 패킷분류부는,

이후에 상기 라우터로 유입되는 멀티미디어 패킷에 대하여 동일한 사용자의 패킷은 상기 다중필드 분류 항목을 적용 없이 일관된 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제1항에 있어서, 상기 패킷분류부 및 QoS 정책 클라이언트는,

각각 상기 라우터 내의 라인카드 및 메인프로세서에서 구현되는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제1항에 있어서, 상기 QoS 정책 서버는,

상기 QoS 정책 클라이언트로부터 새로운 정보를 수신하면, 새로 추가된 주소가 근원 소스 주소가 갖는 멀티미디어 서비스를 따르도록 상기 근원 소스 주소 및 추가되는 주소를 DiffServ 망의 라우터로 전달하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제1항에 있어서, 상기 QoS 정책 서버는,

상기 QoS 정책 클라이언트로부터 새로운 정보를 수신하면, 새로 추가된 주소가 근원 소스 주소가 갖는 멀티미디어 서비스와는 다른 차등화된 멀티미디어 서비스를 따르도록 상기 근원 소스 주소 및 추가되는 주소를 DiffServ 망의 라우터로 전달하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템에 있어서,

멀티미디어 사용자로부터 DiffServ 망의 라우터를 통해 유입된 패킷에서 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP) 패킷을 받고, 멀티미디어 서비스를 위하여 동적으로 변하는 주소, 프로토콜, 포트번호를 포함한 RTSP 패킷을 상기 사용자에 응답시, 근원주소와 다중필드 분류 항목을 파악하여 상위 계층으로 보고하는 멀티미디어서버;

상기 멀티미디어서버로부터 상기 동적으로 변하는 근원주소 및 다중필드 분류 항목을 보고 받고, 상기 다중필드 분류 항목에 사용자의 QoS 정책 또는 멀티미디어 서비스 QoS 정책을 반영하여 상기 라우터로 전송하는 QoS 정책 서버;

상기 QoS 정책 서버로부터 상기 동적으로 변하는 근원주소, 다중필드 분류 항목 및 멀티미디어 서비스 QoS 정책을 수신하여 반영하고, 이후에 라우터를 통해 유입되는 멀티미디어 패킷에 대하여 상기 다중필드 분류 항목을 적용하고 상세분류를 적용하여 서비스별로 차등화 서비스 코드 포인트를 할당 또는 일괄적인 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 패킷분류부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
제9항에 있어서, 상기 패킷분류부는,

상기 라우터 내의 라인카드에서 구현되는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 시스템.
DiffServ 망 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 방법에 있어서,

미디어서버로부터 DiffServ 망의 라우터로 유입된 패킷에서 RTSP를 구별하기 위한 다중필드 분류를 수행하는 제1단계;

패킷분류부에서 상기 패킷으로부터 멀티미디어 서비스를 위한 주소, 프로토콜 및 포트번호를 포함하는 다중필드 분류 항목을 추출하고, 상기 추출된 다중필드 분류 항목을 QoS 정책 클라이언트로 전송하는 제2단계;

상기 QoS 클라이언트는 상기 다중필드 분류 항목을 상위 계층인 QoS 정책 서버로 보고하는 제3단계;

상기 QoS 정책 서버가 상기 다중필드 분류 항목에 멀티미디어 서비스의 정책을 반영하여 상기 QoS 정책 클라이언트를 통해 상기 패킷분류부로 전송하는 제4단계; 및

상기 패킷분류부에서 이후에 입력되는 멀티미디어 패킷에 대하여 서비스별로 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 제5단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1단계는,

상기 유입된 패킷으로부터 근원지 주소, 목적지 주소, DiffServ 필드 프로토콜 ID, 근원지/목적지 포트의 조합으로 다중필드 분류를 수행하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 방법.
제11항에 있어서, 상기 제3단계는,

상기 QoS 정책 클라이언트로부터 상기 QoS 정책 서버로 동적으로 주소 추가 요구가 있을 경우, 동일 멀티미디어 주소에 근원 주소를 등록하는 단계;

DiffServ 망 내의 라우터에 근원주소 및 다중필드 분류 항목 추가를 수행하는 단계; 및

상기 QoS 정책 서버가 관리하는 근원 주소에 연계된 멀티 캐스트 주소를 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공방법.
제11항에 있어서, 상기 제3단계는,

상기 QoS 정책 클라이언트로부터 상기 QoS 정책 서버로 동적으로 주소 삭제 요구가 있을 경우, 상기 QoS 정책 서버가 관리하는 멀티 캐스트 주소에 근원 주소가 없을 경우에 상기 라우터에 다중필드 분류 삭제를 수행하는 단계; 및

상기 QoS 정책 서버가 관리하는 근원 주소에 연계된 멀티 캐스트 주소를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공방법.
제11항에 있어서, 상기 제5단계는,

멀티미디어 서비스를 위한 주소로 도착한 패킷에 대하여 음성 또는 실시간 패킷에는 EF의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 단계;

상기 음성 또는 실시간 패킷 이외의 다른 서비스 패킷에는 AF의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 단계; 및

QoS를 보장하지 않는 서비스 패킷에는 BE의 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공 방법.
제11항에 있어서, 상기 제5단계는,

이후에 입력되는 멀티미디어 패킷이 동일한 사용자의 패킷인지 판단하는 단계; 및

동일한 사용자의 패킷이면 일관적으로 차등화 서비스 코드 포인트를 할당하는 것을 특징으로 하는 DiffServ 기반 멀티미디어 서비스 QoS 제공방법.