KR100625764B1 - 다중경로 장애발생시 엠피엘에스/브이피엔 백업경로의가용성 검사방법 - Google Patents

다중경로 장애발생시 엠피엘에스/브이피엔 백업경로의가용성 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메쉬 형태의 MPLS/VPN 네트워크에서 다중 경로 장애 발생 시 사용자의 트래픽 엔지니어링 복구 요구조건을 만족함과 동시에 최적의 백업 경로를 제공하기 위하여 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 백업 경로 설계에 대한 규칙을 미리 설정하고 설정된 규칙에 따라 메쉬 형태의 MPLS/VPN 네트워크에서 다중 경로 장애 발생 시 백업경로의 가용여부를 판단하는 단계를 다중장애 통보메시지를 수신하는 단계와, 상기 통보된 다중장애 통보메시지에 기초하여 MPLS 데이터베이스를 갱신(Update)하는 단계와, k-보호백업경로의 가용성조건에 대한 최대치
Figure 112005029906746-pat00001
을 계산하는 단계와, 상기 다중장애 통보메시지수와 상기 k-보호백업경로의 가용성조건에 대한 최대치
Figure 112005029906746-pat00002
을 비교하여 다중장애 통보메시지가
Figure 112005029906746-pat00003
보다 클 경우에는 백업경로가 있음을 확신할 수 없으나 적을 경우에는 최적의 경로를 찾을 수 있는 판단을 하는 단계를 구비하고 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법을 제공함으로써 사용자의 QoS(Quality of Service) 요구사항을 만족함과 동시에 가장 최적의 백업 경로를 제공하여 신뢰성 있는 서비스를 공급할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.
MPLS/VPN 네트워크, QoS, 설계규칙, 백업경로

Description

다중경로 장애발생시 엠피엘에스/브이피엔 백업경로의 가용성 검사방법{A Methodology of Resilient MPLS/VPN Backup Path Availability under Multiple Link Failures}
도1은 본 발명에 따른 다중 경로 장애 발생 시 동적 MPLS/VPN 경로 관리 방법을 나타낸 흐름도.
도2는 본 발명에 따른 다중 경로 장애 발생 시 백업 경로의 가용성 조건을 검사하여 최적의 백업 경로를 찾는 절차를 나타낸 흐름도.
도3은 일반적인 k-보호 주 경로를 단순화하여 나타낸 도면
도4(a),(b)는 시뮬레이션을 위해 사용된 MPLS 백본의 간단한 구성을 나타낸 도면
도5는 네트워크 로드와 복구 값이 서로 다른 경우에 대한 복구시간에 대한 도면
도6은 복구 값(0, 1, 2)들에 대한 블로킹(Blocking) 확률의 특성에 대한 도면
<도면부호의 간단한 설명>
101; 백업경로설계규칙 102; 백업 경로
103; 부하분산정책 104; 입력트래픽 분산
105; 다중장애발생 106; 백업경로가용테스트
107; 새로운 백업경로설정 108; 백업경로를 통해 트래픽 전달
201; 다중장애 통보메시지 수신 202; MPLS 데이터베이스 갱신
203; k-보호백업경로의 가용성조건을 검사하기 위한 최대치
Figure 112005029906746-pat00004
계산
204; 다중장애 통보메시지수와 최대치
Figure 112005029906746-pat00005
를 비교
205; 백업경로설계불가 206; 최적의 백업경로검색
207; 최적의 k-보호백업경로 선택
본 발명은 메쉬 형태의 MPLS/VPN 네트워크에서 주 경로와 백업 경로 설계에 대한 규칙을 미리 설정하고 설정된 규칙에 따라 메쉬 형태의 MPLS/VPN 네트워크에서 다중 경로 장애 발생 시 백업경로의 가용여부를 신속하게 판단하여 백업경로를 연결할 수 있도록 하여 사용자의 트래픽 엔지니어링 복구 요구조건을 만족함과 동시에 최적의 백업 경로를 제공하기 위한 동적 MPLS/VPN 백업경로의 가용성 여부를 검사하는 방법에 관한 것이다.
MPLS/VPN 네트워크 내에서 발생한 경로 장애 발생에 대한 종래의 복구 방법들은 대부분 MPLS/VPN 네트워크 상에서 한 개의 경로 장애에 대한 알고리즘만을 제시하고 있으며 백업 경로 설정에 대해 네트워크 관리자가 직접 백업경로를 지정해 주는 방법으로 다중 경로 장애 발생 시 이를 복구할 수 있는 알고리즘을 정확히 제 시하지 못하여 수동으로 백업 경로를 지정해주어야 하는 불편함뿐만 아니라 복구 요구조건에 대한 백업 경로 설정에 대한 명확한 설계를 할 수 없는 문제점이 있다.
종래의 MPLS 기반 가상 사설망을 구현할 수 있는 제품군으로는 파이어월, 라우터, 인터넷 게이트웨이, 리모트 액세스 서버, 윈도우 NT 서버, 데스크톱 & 리모트 클라이언트, VPN 전용 장치 등이 있지만 상기 어떤 방법도 다중 경로 장애 발생 시 이를 복구할 수 있는 알고리즘을 정확히 제시하여 복구 요구조건에 대한 백업 경로를 설정하여 사용자에게 제공하는 방법이 없다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 주 경로와 백업 경로 설계에 대한 규칙을 미리 설정하고 설정된 규칙에 따라 메쉬 형태의 MPLS/VPN 네트워크에서 다중장애 통보메시지를 수신하는 단계와, 상기 통보된 다중장애 통보메시지에 기초하여 MPLS 데이터베이스를 갱신(Update)하는 단계와, k-보호백업경로의 가용성조건에 대한 최대치
Figure 112005029906746-pat00006
을 계산하는 단계와, 상기 다중장애 통보메시지수와 상기 가용성조건에 대한 최대치
Figure 112005029906746-pat00007
을 비교하여 다중장애 통보메시지가
Figure 112005029906746-pat00008
보다 클 경우에는 백업경로가 있음을 확신할 수 없으나 적을 경우에는 최적의 경로를 찾을 수 있는 것으로 판단하는 단계를 구비한 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법을 제공하므로 사용자의 QoS 요구사항을 만족함과 동시에 가장 최적의 백업 경로를 제공하여 신뢰성 있는 서비스를 공급하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 메쉬(Mesh)형태의 MPLS/VPN 네트워크에서의 다중 경로장애에 신속히 대처하기 위하여 새로운 복구기반의 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법을 제안하고, 제안된 방법에 따라 최적의 복구기반의 동적 MPLS/VPN 경로 관리 방법을 구현하여 다중 경로 장애 발생 시 자동적으로 복구(Resilience)하여 사용자들의 요구조건을 만족시켜 주는 최적의 백업 경로를 제공할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명은 메쉬 형태의 MPLS/VPN(Multi-Protocol Label Switching/Virtual Private Network) 네트워크에서 주 경로와 백업 경로 설계에 대한 규칙을 미리 설정하고 설정된 규칙에 따라 메쉬 형태의 MPLS/VPN 네트워크에서 다중 경로 장애 발생 시 백업경로의 가용여부를 신속하게 판단하여 백업경로를 연결할 수 있도록 하여 사용자의 트래픽 엔지니어링 복구 요구조건을 만족함과 동시에 최적의 백업 경로를 제공하기 위한 동적 MPLS/VPN 백업경로의 가용성 여부를 검사하는 방법에 관한 것이다.
MPLS/VPN 네트워크 내에서 발생한 경로 장애 발생에 대한 종래의 복구 방법들은 대부분 MPLS/VPN 네트워크 상에서 한 개의 경로 장애에 대한 알고리즘만을 제시하고 있으며 백업 경로 설정에 대해 네트워크 관리자가 직접 경로를 지정해 주는 방법으로 다중 경로 장애 발생 시 이를 복구할 수 있는 알고리즘을 정확히 제시하지 못하여 수동으로 백업 경로를 지정해주어야 하는 불편함뿐만 아니라 복구 요구조건에 대한 백업 경로 설정에 대한 명확한 설계를 할 수 없다는 문제점이 있다.
종래의 MPLS 기반 가상 사설망을 구현할 수 있는 제품군으로는 파이어월, 라 우터, 인터넷 게이트웨이, 리모트 액세스 서버, 윈도우 NT 서버, 데스크톱 & 리모트 클라이언트, VPN 전용 장치 등이 있지만 상기 어떤 방법도 다중 경로 장애 발생 시 이를 복구할 수 있는 알고리즘을 정확히 제시하여 복구 요구조건에 대한 백업 경로를 설정하여 사용자들에게 제공하는 방법이 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것이다. 본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 하여주는 도면에 대하여 살펴본다. 도 1 은 본 발명에 따른 다중 경로 장애 발생 시 동적 MPLS/VPN(Multi-Protocol Label Switching/Virtual Private Network)의 경로 관리 방법을 보여주는 흐름도를 나타내고, 도 2 는 본 발명에서 다중 경로 장애 발생 시 백업 경로의 가용성 조건을 검사하여 최적의 백업 경로를 찾는 절차에 관한 흐름도를 보여주고 있다. 도3은 일반적인 k-보호 주 경로를 단순화하여 나타낸 것이며, 도4(a)와 (b)는 시뮬레이션에 사용된 MPLS 백본의 간단한 구성을 나타낸 것이다. 도5는 네트워크 로드와 복구 값이 서로 다른 경우에 대한 복구시간을 보여주고 있으며, 도6은 복구 값(0, 1, 2)들에 대한 블로킹(Blocking) 확률의 특성을 보여주고 있다.
본 발명은 다중 경로 장애 발생 시 최적의 백업 경로를 제공하는 동적 MPLS/VPN 경로 관리 방법을 발명하기에 있어서, 최적의 백업 경로 설정에 필요한 가이드라인, 즉 백업 경로 설정 규칙을 제시하는 제 1 단계와, 이러한 백업 경로 설정 규칙을 만족하는 백업 경로들의 가용성을 검사하기 위해 필요한 조건을 도출하는 제 2 단계 및 이러한 테스트 조건들에 기초하여 효과적으로 최적의 동적 백업경로의 관리 방법을 제안하는 제 3 단계로 나눌 수 있다. 본 발명에서는 본 발명의 핵심인 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법인 상기 제1단계와 제2단계에 대하여 구체적으로 기술하고, 이에 대한 권리를 청구하는데 있으며, 상기 제3단계는 백업경로의 가용성여부를 판단한 후 가용성이 있다고 판단되면 최적의 동적 경로의 제안하여야 하는데 최적 경로를 찾는 방법으로는 당해기술분야에 널리 알려진 다익스트라 알고리즘(Dijkstra algorithm) 또는 벨만 포드 알고리즘(Bellman-Ford algorithm)을 사용하여 사용자의 QoS 요구사항을 만족함과 동시에 가장 최적의 백업 경로를 제공하여 신뢰성 있는 서비스를 공급할 수 있다. 이들은 모두 소프트웨어의 설계에 의하여 이루어진다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 있어 다중 경로 장애 발생 시 동적 MPLS/VPN 경로 관리 방법을 보여주는 흐름도로서 송신측 노드에서 다중 경로 장애 메시지를 수신하게 되면 어떠한 동작을 통해 입력 데이터 트래픽을 백업 경로로 전달하는지를 보여주는 시스템 흐름도이다.
본 발명에 따른 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법은 a) 백업 경로 설계 규칙(101)을 사용하여 사용자의 QoS 요구조건에 따라 미리 백업 경로를 만든 후(102) 입력 데이터 트래픽을 부하 분산 정책(103)에 따라서 주 경로와 백업 경로를 통해 적절히 분배하는 단계(104)를 구비한다. b) 만약 다중 장애가 발생(105)한다면, 현재 설정되어 있는 백업 경로를 통해 데이터 트래픽을 전달할 수 있는지를 검사한다(106). c) 현재 설정된 백업 경로가 사용가능하다면 장애를 일으킨 주 경로를 백업 경로로 대체하여 데이터 트래픽을 전달한다(108). 만약 그렇지 않다면, 존재 조건을 검사함으로써 복구 요구조건을 만족하는 새로운 백업 경로를 만든다(107).
상기 주 경로에 대한 복구 요구조건을 만족하는 새로운 백업 경로를 만들기 위하여 본 발명에서 사용된 백업 경로 설계 규칙(101)은 다음과 같다.
본 발명에 따른 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법을 이루기 위하여 먼저 백업 경로 설계에 대한 규칙을 설정하고, 이에 기초하여 백업경로의 가용성여부를 판단하게 된다. 상기 백업 경로 설계에 대한 a) 규칙1은 경로 상의 노드를 한번 이상 접근할 수 없다. 이것은 백업경로 상에서 순환과정을 피하기 위함이다. b) 규칙2는 주어진 주 경로에 대해 백업 경로는 주 경로와 백업 경로가 서로 공유되는 서브(Sub)-경로에서는 주 경로의 노드 및 링크가 백업경로와 동일한 순서를 따라 이루어져야 한다. 즉, 주 경로들과 백업 경로들은 공유 지역 내에서 동일한 노드와 링크를 사용할 수 있다. c) 규칙3은 백업 경로를 만드는데 있어서 주 경로의 보호 영역(Region) 내에서의 노드(Node)들은 처음과 끝 노드들을 제외한 나머지 노드들을 사용할 수 없다.
도2는 상기 백업 경로 설계 규칙에 기초하여 만들어진 백업 경로가 다중 장애 발생으로 인하여 입력 데이터 트래픽을 보낼 수 없는 상황에서의 처리절차를 보여주는 흐름도로서 k-보호 백업 경로 가용성 조건을 도출하고, 이에 새로운 최적의 백업 경로를 찾기 위한 방법을 나타내고 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, a) 다중 장애 통보 메시지(201)를 받은 후 MPLS 상의 데이터베이스 상의 장애여부를 표시하는 위치에 장애가 있는 상태로 갱신한다(202). b) k-보호 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치(MaxNumber)를 계산한다(203). c) 만약 다중 경로 장애의 총 수가 가용성조건에 대한 최대치보다 크다면(204), k-보호 백업 경로를 만드는 것이 불가능하다(205). 하지만 k-보호 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치가 다중 경로 장애의 총 수보다 적다면 어떠한 경우이든 최적의 예비 경로를 찾을 수 있다(206). 상기 k-보호 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치가 다중 경로 장애의 총 수보다 적다고 판단되면 이에 대한 최적의 백업경로를 선택하는 수단은 이 기술분야에서 널리 사용되고 있는 다익스트라 알고리즘(Dijkstra algorithm) 또는 벨만 포드 알고리즘(Bellman-Ford aogorithm)을 이용하여 백업경로를 신속하게 찾아서 사용자들에게 제공하므로 사용자의 QoS 요구사항을 만족함과 동시에 신뢰성을 크게 향상시키는데 있다(207). 본 발명에 따른 상기 백업 경로 가용성여부에 대한 조건 검사는 다중 경로 장애 시 복구 조건을 만족하는 적당한 백업 경로가 존재하는 지의 여부를 미리 판단할 수 있게 해준다.
상기의 다중 경로 장애 발생 시 k-보호 백업 경로의 가용성여부를 검사하기 위한 조건을 다음과 같이 정의한다. 도3은 일반적인 k-보호 주 경로를 단순화하여 나타낸 것이며, k-보호 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치의 증명 및 설명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이다.
상기 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치(MaxNumber)는
Figure 112005029906746-pat00009
로 표시한다. 메쉬(Mesh) 형태의 MPLS/VPN 네트워크에서 주 경로에 있는 노드들의 영역인 경로 도메인 P로부터 주 경로에서 포함하고 있지 않은 노드들의 집합인 비경로(non-path) 도메인 R에서 링크를 위한 노드는 주 경로
Figure 112005029906746-pat00010
에서의 노드들과 동일한 차수,
Figure 112005029906746-pat00011
을 가진다고 가정한다. 그리고 주 경로 도메인에서의 노드를 통하지 않고 경로가 없는(Non-path) 도메인 R에서의 노드들을 포함하는 서브(Sub) 네트워크와 연결되어 있다고 가정한다. 또한 주 경로 상에서 인접하지 않은 노드들 사이에서는 어떠한 직접적인 링크도 연결되어 있지 않다고 가정한다. 상기와 같이 가정할 때, P와 R까지 링크의 수
Figure 112005029906746-pat00012
가 되지 않더라도 n개의 노드들을 가진 주 경로는 k-보호(k-Protection)를 가진다. 여기서 말하는 k-보호라는 것은 (k-1)개의 인접 노드들과 이러한 인접 노드들을 연결하는 k개의 링크로 구성된 경로의 세그먼트가 백업 경로로 보호받고 있다면 주 경로는 k-보호를 가진다고 한다. 상기 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치(MaxNumber)는
Figure 112005029906746-pat00013
로 표시한다.
상기에서 본 발명에서 제안하는 k-보호 백업 경로 가용성 조건을 판단하는 최대치, 즉
Figure 112005029906746-pat00014
의 정당성을 증명은 수학식 1과 같다.
[수학식1]
Figure 112005029906746-pat00015
에 대해
Figure 112005029906746-pat00016
주 경로
Figure 112005029906746-pat00017
는 n개의 노드들로 구성되어 있다고 가정한다. 여기서
Figure 112005029906746-pat00018
이고
Figure 112005029906746-pat00019
이다. n개의 노드들을 크기가 2k인 노드 의 m 블록과 노드의 수가 j개인 하나의 블록으로 분해하면 다음과 같이
Figure 112005029906746-pat00020
로 표현된다. 만약, P에서부터 m 블록에서 후의 절반 노드의 R까지 모든 링크가 장애 상태라면 경로 설계 규칙을 사용해서 m 블록으로부터 k-보호 백업 경로를 만들 방법이 없다. 또한
Figure 112005029906746-pat00021
이기 때문에 마지막 j노드들에서 k-보호 백업 경로를 만드는 것이 불가능하다. 이 경우에 k-보호 백업 경로를 허락하지 않는다면, P에서부터 R까지 링크 장애 총 개,
Figure 112005029906746-pat00022
는
Figure 112005029906746-pat00023
로 나타낼 수 있다. 왜냐하면
Figure 112005029906746-pat00024
는 각 블록에서 링크 장애의 수이고 m 블록이 있기 때문이다. 실제로 주 경로에 있는 각 노드는 P에서부터 R까지 같은 수의 링크인
Figure 112005029906746-pat00025
을 가지고 있기 때문에
Figure 112005029906746-pat00026
는 최소값이 된다. 그러므로 P에서부터 R까지
Figure 112005029906746-pat00027
의 링크 장애는 k-보호 백업 경로의 유지를 보장할 수 있다. 다음으로 j > k 경우에는 k-보호 백업 경로를 만드는데 j - k 방법들이 존재한다. 그러므로 만약 각 블록의 후의 절반 노드의 모든 링크와 P에서부터 R까지 부가적인 j-k 노드가 장애를 가진다면, k-보호 백업 경로를 만들 방법이 없다. 따라서
Figure 112005029906746-pat00028
와 같은 식을 가진다.
다음은 본 발명에 따라 제안된 다중경로 장애발생시 엠피엘에스/브이피엔(MPLS/VPN) 백업경로의 가용성 검사방법을 적용하여 시뮬레이션 한 결과를 살펴본다. 도4는 시뮬레이션을 위해 사용된 MPLS 백본의 간단한 구성을 보여준다. 도4에서 MPLS 네트워크는 9개의 노드와 노드 사이에 논리적인 링크가 연결되어 있다. 도4(a)에서 주 경로는 <N1, N3, N5, N7, N9>이며, 두 개의 백업 경로를 가지고 있다. 백업 경로1은 <N1, N2, N6, N9>이며, 백업 경로2는 <N1, N4, N8, N9>이다. 여기서, N1과 N9는 네트워크상의 목표 MPLS의 최종노드이다. 예를 들어, 이러한 노드들은 데이터 전송을 위한 각각 송수신측의 노드가 된다. 여기에서 만약 오직 하나의 백업 경로가 설정되어 있다면, 주 경로의 복구 값은 1이 된다. 반대로 두 개의 백업 경로가 설정되어 있다면 복구(Resilience) 값은 2가 될 것이다. 복구시간을 테스트한 결과 4-보호에 대해 경로 도메인{N1, N3, N5, N7, N9}부터 경로가 없는(Non-path) 도메인{N4, N8}의 최대치는 1이다. 또한 경로가 없는 도메인{N2, N6}에 대해서도 최대치는 1이 된다. 따라서 최대치가 2이기 때문에 4-보호 백업 경로가 생성될 수 없는 경로 장애의 최소수는 2이다. 도4(b)는 각각 2-보호와 3-보호를 가지는 백업 경로에 대한 백업 경로3과 백업 경로4를 보여주고 있다. 도4에서 보여주고 있는 시뮬레이션 환경에서 입력 데이터 트래픽은 노드1로 들어오고 노드9로 전달된다. 여기서 P1과 P9는 각각 송신 노드와 수신 노드로서의 역할을 한다. 실험결과의 정확성을 위해 각 시뮬레이션은 10,000회 반복되었다. 복구 절차를 실험할 때 장애가 일어난 위치와 인접한 노드는 이러한 장애를 발견하고 고립시킬 수 있다고 가정한다. 장애 통보 메시지는 MPLS 시그널링 프로토콜을 사용하는 송신측 노드로 바로 전달된다. 송신측 노드는 항상 다른 장애 통보 메시지가 있는지 체크하기 위해 짧은 시간의 간격으로 기다린다. 그리고 만약 백업 경로가 지정되어있지 않거나 고장일 경우 백업 경로 가용성에 대한 조건들을 테스트한다. 이 후 조건이 만족된다면, 빠르게 백업 경로 생성 알고리즘을 사용하여 새로운 백업 경로를 만든다. 그리고 송신측 노드는 새로 만들어진 백업 경로로 입력데이터 트래픽을 교체하여 전달할 수 있다. 결과적으로 최소한의 데이터 손실을 가지는 높은 서비스 가용성을 얻음을 확인할 수 있다. 입력 데이터를 전달하기 전에 송신측 노드는 GMPLS 노드의 입력 버퍼가 사용가능한지를 체크하며 만약 가능하다면 데이터를 버퍼에 전달한다. 그리고 만약 그렇지 않다면, 데이터를 버리거나, 부하분산정책에 따라 사용 가능한 백업 경로로 바꾸어 전달하게 된다. 도5는 네트워크 로드와 복구의 서로 다른 값에 대한 복구 시간을 보여준다. 복구 값은 δ로 표시한다. 네트워크 부하는 Poisson 확률 분포를 가지고 있다. 여기에서 복구시간은 성공적으로 복구된 모든 경로들의 평균 복구시간이다. 복구 값 2에 대해서, 40얼랑 부하에서의 0.1ms에서 100얼랑 부하에서의 0.103ms까지 네트워크 부하가 상승하고 있다. 복구 값 영에서는 40얼랑 부하에서의 0.1035ms에서 100얼랑 부하에서의 0.11ms까지 곡선이 상승한다. 도5는 일반적으로 네트워크 부하가 상승함에 따라 복구시간이 길어짐을 보여주고 있다. 이것은 점차 복구 값이 증가함에 따라 부하 분산 또한 함께 증가하기 때문이다. 도6은 복구 값(0, 1, 2)들에 대한 블로킹(Blocking) 확률의 특성을 보여주고 있다. 블로킹 확률은 총 연결요청에서 연결에 실패한 연결요청의 비로 정의된다. 복구 값 2에 대해, 20얼랑 부하에서의 0.002부터 100얼랑 부하에서의 0.03까지의 곡선을 보여준다. 복구 값 영에서는 20얼랑 부하에서의 0.004부터 100얼랑 부하에서의 0.075까지 변화한다. 도6은 복구 값이 커지면서 블로킹 확률이 감소함을 보여주고 있다. 이것은 복구 값이 커지면서 시그널링 데이터가 좀 더 쉽게 전달될 수 있기 때문이다. 본 논문에서 제시하는 방법과 IETF표준의 다른 복구 메커니즘 성능을 비교하기 위하여 서로 독립된 백업 경로들이 유지하는 방법을 사용하는 보호 메커니즘과 유사한 제안된 동적 접근에 주목해야 한다. 일반적인 상황에서 두 방법의 성능은 서 로 유사하다. 그러나 백업 경로에서 장애가 발생했을 경우, 제안된 방법은 IETF 표준의 리라우팅(Rerouting) 메커니즘과 유사하게 또 다른 백업 경로를 찾는다. 그러므로 제안하고 있는 방법의 성능과 리라우팅 메커니즘의 성능을 비교한다. 여기에서 리라우팅 메커니즘은 제안하고 있는 복구 값 영을 가진 동적 방법과 일치한다. 이것은 리라우팅 메커니즘에서 각각의 백업경로가 주 경로에서 경로 장애를 가지는 경우가 발생하기 때문이다. 도5와 도6에서 보여주는 바와 같이 본 발명에서 제안하고 있는 동적 MPLS/VPN 경로 관리 방법은 리라우팅 메커니즘보다 복구시간과 블로킹 확률면에서 성능이 우수하다.
본 발명은 주 경로와 백업 경로 설계에 대한 규칙을 미리 설정하고 설정된 규칙에 따라 메쉬 형태의 동적 MPLS/VPN 네트워크 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법을 제공하므로 사용자의 QoS 요구사항을 만족함과 동시에 가장 최적의 백업 경로를 제공하여 서비스의 신뢰성을 향상시키는 작용효과가 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 메쉬(Mesh)형태의 MPLS/VPN 네트워크에서의 다중 경로 장애를 신속히 대처하기 위하여 새로운 복구기반의 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성여부를 효율적으로 검사하는 방법을 제안하므로 제안된 방법에 따라 새로운 복구기반의 동적 MPLS/VPN 경로 관리 방법을 설계하여 다중 경로 장애 발생 시 자동적으로 복구할 수 있는 사용자들의 요구조건을 만족시켜 주는 최적의 백업 경로를 설정하는데 있다.

Claims (3)

  1. 메쉬 형태의 엠피엘에스/브이피엔(MPLS/VPN) 네트워크에서 다중 경로 장애 발생 시 사용자의 트래픽 엔지니어링 복구 요구조건을 만족하는 백업 경로를 제공하기 위한 동적 엠피엘에스/브이피엔(MPLS/VPN) 경로에서의 백업경로의 가용성을 검사하는 방법에 있어서,
    사용자의 규오에스(QoS)를 만족하는 백업경로설정에 필요한 규칙을 제시하는 단계와,
    다중 장애 통보 메시지를 받은 후 엠피엘에스(MPLS) 상의 데이터베이스에 장애여부를 입력 갱신하는 단계와,
    케이(k)-보호 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치(
    Figure 112005029906746-pat00029
    )를 상기 제시된 규칙을 적용하여 만든 수식으로 계산하는 단계와,
    상기 데이터베이스에 갱신된 다중 경로 장애의 총 수와 상기 케이(k)-보호 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치를 비교하는 단계와,
    상기 비교단계에서 다중 경로 장애의 총 수가 최대치보다 크면 k-보호 백업 경로를 제공하는 것이 불가능함을 판단하고, k-보호 백업 경로 가용성 조건에 대한 최대치가 다중 경로 장애의 총 수보다 적다면 최적의 백업경로를 제공하는 것이 가능함을 판단하는 단계를 구비한 동적 엠피엘에스/브이피엔(MPLS/VPN) 경로에서의 백업경로의 가용성검사방법.
    (수식 :
    Figure 112005029906746-pat00030
    )
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 백업경로설정에 필요한 규칙을 설정하는 단계는 a) 경로 상의 노드를 한번 이상 접근할 수 없고, b) 주 경로와 백업 경로에서 공유하는 서브(Sub)-경로에서는 주 경로의 노드 및 링크가 동일한 순서에 따라야 하며, c) 백업경로를 만드는데 있어서 주 경로의 보호 영역 내에서의 노드들은 처음과 끝 노드들을 제외한 나머지 노드들을 사용할 수 없는 것으로 이루어진 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성검사방법.
  3. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    상기 메쉬 형태의 MPLS/VPN 네트워크는 주 경로에 있는 노드들의 영역인 경로 도메인 피(P)로부터 주 경로에 포함하고 있지 않은 노드들의 집합인 도메인 R에서 링크되는 노드는 주 경로에서의 노드들과 동일한 차수를 가져야 하고, 주 경로 도메인에서의 노드를 통하지 않고 비경로 도메인 R에서의 노드들을 포함하는 서브(Sub) 네트워크와 연결되고, 주 경로 상에서 인접하지 않은 노드들 사이에서는 어떠한 직접적인 링크도 연결되어 있지 않은 것으로 이루어진 동적 MPLS/VPN 경로에서의 백업경로의 가용성검사방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101345651B (zh) * 2008-08-15 2010-08-11 南京邮电大学 一种基于多协议标签交换的卫星网保护方法
US10284392B2 (en) 2017-05-19 2019-05-07 At&T Intellectual Property I, L.P. Virtual private network resiliency over multiple transports

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101345651B (zh) * 2008-08-15 2010-08-11 南京邮电大学 一种基于多协议标签交换的卫星网保护方法
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