KR100649297B1 - 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치에 관한 것으로 특히 모뎀, ADSL, 무선 네트워크 등 제한된 전송 대역폭으로 연결된 컴퓨터, PDA등의 단말기상에서 전송 대역폭 사용시 원하는 응용 프로그램간에 대역폭을 우선 순위 및 요구사항에 맞게 적절히 분배, 관리하기 위한 대역폭 관리 구조에 관한 것으로 복수개의 네트워크 응용 프로그램과, 상기 각 응용 프로그램의 전송 패킷들을 분류하는 분류 관리부와 상기 분류된 패킷들을 우선순위 큐(Queue)에 저장하여 관리하는 큐 관리부와, 상기 응용 프로그램의 우선순위 및 대역폭 요구사항에 따라 큐에 저장된 패킷들를 스케줄링하여 전송하는 스케줄링 관리부와, 응용 프로그램 관리부와 대역폭 모니터링부의 정보로 부터 단말기상의 대역폭 관리와 플로우 정보를 관리하기 위한 대역폭 관리부를 포함하여 구성되며, 각각의 응용 프로그램들이 효율적이고 체계적인 대역폭 관리를 수행할 수 있도록 해 줄 수 있다.
대역폭, 우선순위

Description

우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치 {bandwidth management system with priority method}
도 1은 일반적인 전송 대역폭 관리 구조를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 전송 대역폭 관리 장치의 구성도
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1 : 네트워크 응용 프로그램 2 : 분류 관리부
3 : 큐 관리부 4 : 스케줄링 관리부
5 : 대역폭 관리부
본 발명은 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치에 관한 것으로 특히 모뎀, ADSL, 무선 네트워크 등 제한된 전송 대역폭으로 연결된 컴퓨터, PDA등의 단말기상에서 전송 대역폭 사용시 원하는 응용 프로그램간에 대역폭을 우선 순위 및 요 구사항에 맞게 적절히 분배, 관리하기 위한 대역폭 관리 구조에 관한 것이다.
현재 대부분의 컴퓨터 및 PDA와 같은 단말기에서는 네트워크를 통하여 자료나 멀티미디어 데이터를 송수신하고 있다. 이러한 네트워크를 통한 단말기에서의 데이터 송수신은 앞으로 더욱 늘어날 전망을 하고 있다. 그러나 사용자가 사용할 수 있는 네트워크의 대역폭은 네트워크 장비의 하드웨어 특성에 따라 여전히 제한되고 있는 상태이다. 현재 기술로는 모뎀은 56Kbps, ADSL은 128~640Kbps 로 전송할 수 있으며 무선 네트워크로 전송하는 경우에는 대역폭의 제한이 더욱 심각한 형편이다. 한편 현재의 컴퓨터는 그 처리 속도가 날로 빨라지고 있으며, 모든 운영 체계에서 멀티태스팅을 지원하고 네트워크의 작업이 증가함에 따라 제한된 전송 대역폭하에서 네트워크 데이터를 발생시키는 여러 응용 프로그램들이 등장하고 있다. 이러한 네트워크 데이터를 발생시키는 응용 프로그램들으로는 인터넷폰, 화상전화,네트워크게임, 파일전송, 텔넷(Telnet) 등이 있으며 계속해서 새로운 프로그램들이 개발되고 있다. 그러나 지금까지의 여러 응용 프로그램에서는 사용 가능한 네트워크 대역폭을 여러 응용 프로그램들이 아무런 제약이나 방침없이 서로 나누어 쓰고 있다. 도1은 일반적인 네트워크에서의 전송 대여폭 관리 구조를 나타낸 도면으로 네트워크 데이터를 발생시키는 응용 프로그램들은 네트워크 인터페이스를 통하여 전송 미디엄(Transmission Medium)으로 아무런 제약없이 데이터를 전송할 수 있음을 보여주고 있다.
그러나 이와같은 일반적인 네트워크 대역폭의 공유는 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다. 우선 연결된 상대방에게 큰 용량의 파일을 전송하고 있을 때, 사 른 사람으로 부터 인터넷 폰을 통하여 전화가 올 경우 파일을 전송하고 있는 응용 프로그램이 사용 가능한 대역폭의 대부분을 사용함으로써 정상적으로 인터넷폰을 사용할 수 없는 문제점이 있는 것이다. 따라서 이 경우에 사용자가 인터넷폰을 연결하고 싶으면 파일 전송을 일시 중단하고 인터넷폰을 사용한 후 다시 파일 전송 작업을 처음부터 수행하여야 함으로써 네트워크를 효율적으로 사용하지 못하며 시간적인 낭비를 가져올 수 있는 것이다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제한된 네트워크 전송 대역폭하에서 네트워크 데이터를 발생시키는 응용 프로그램들간에 공유되는 대역폭을 효과적으로 유지, 배분, 관리하기 위한 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. 본 발명의 다른 목적으로는 단말기상에서 사용 가능한 네트워크 전송 대역폭을 각각의 응용 프로그램의 우선순위, 대역폭 요구사항들에 따라 응용 프로그램들간에 효율적이고 체계적으로 공유할 수 있는 환경을 제공해 주기 위한 것이다.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명의 특징은 복수개의 네트워크 응용 프로그램과, 상기 각 응용 프로그램의 전송 패킷들을 분류하는 분류 관리부와 상기 분류된 패킷들을 우선순위 큐(Queue)에 저장하여 관리하는 큐 관리부와, 상기 응용 프로그램의 우선순위 및 대역폭 요구사항에 따라 큐에 저장된 패킷들를 스케줄링하여 전송하는 스케줄링 관리부와, 상기 응용 프로그램 플로우 정보를 모니터링하는 응용 프로그램 관리부와, 현재 송신 스케줄링된 정보와 수신되는 데이터가 사용하는 대역폭을 측정하는 대역폭 모니터링부와, 상기 응용 프로그램 관리부와 대역폭 모니터링부의 정보로 부터 단말기상의 대역폭 관리와 플로우 정보를 관리하기 위한 대역폭 관리부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치를 제공하는 데 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도2는 단말기상의 네트워크용 응용 프로그램이 복수개 존재하며 상기 응용 프로그램들이 네트워크를 통해 제한된 전송 대역폭하에서 데이터를 전송하는 과정을 나타내고 있다.
본 발명의 구성을 보면 다음과 같다. 본 발명은 복수개의 네트워크용 응용 프로그램 (1)과, 상기 각 응용 프로그램의 전송 패킷들을 분류하는 분류 관리부(2)와 상기 분류된 패킷들을 우선순위 큐(Queue)에 저장하여 관리하는 큐 관리부(3)와, 상기 응용 프로그램의 우선순위 및 대역폭 요구사항에 따라 큐에 저장된 패킷들를 스케줄링하여 전송하는 스케줄링 관리부(4)와, 상기 응용 프로그램 플로우 정보를 모니터링하는 응용 프로그램 관리부(6)와, 현재 송신 스케줄링된 정보와 수신되는 데이터가 사용하는 대역폭을 측정하는 대역폭 모니터링부(8)와, 상기 응용 프로그램 관리부(6)와 대역폭 모니터링부(8)의 정보로 부터 단말기상의 대역폭 관리와 플로우 정보를 유지 관리하기 위한 대역폭 관리부(5)를 포함하여 이루어진다. 또한 상 기 대역폭 관리부(5)는 현재 실행되고 있는 응용 프로그램 플로우들에 설정된 우선순위, 대역폭, 지연여부 등의 정보를 저장하기 위한 대역폭 관리 DB(7)를 별도로 구성한다. 이와같이 구성되어진 본 발명의 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
분류 관리부(classification manager)(2)는 패킷들을 분류할 때 후술할 응용 프로그램 관리부(6)에서 응용 프로그램 각각의 플로우 정보를 얻어 각 패킷이 어떤 응용 프로그램 플로우(flow)에 속하는지를 구분하게 된다. 등록되지 않은 응용 프로그램 플로우에 대해서는 항상 최하위 우선 순위로 분류한다.
큐 관리부(queue manager)(3)는 상기 분류 관리부(2)의 분류 정보로 부터 각 응용 프로그램 플로우(flow)의 패킷들을 우선순위 큐(Queue)에 저장하고 관리한다. 상기 큐 관리부(3)는 후술할 대역폭 관리부(5)로 부터 단말기상에서 현재 네트워크 데이타를 발생하고 있는 응용 프로그램과 플로우 정보를 얻어 상기 큐를 동적으로 관리하며 상기 우선순위 큐에 응용프로그램 플로우를 매핑(Mapping)시키는 역할을 하게된다.
상기 큐(Queue)는 RED(Random Early Drop)등과 같은 여러종류의 방법을 이용하여 구현할 수 있으며 응용 프로그램 플로우가 지연되었을 경우는 임시 버퍼(Buffer)에 저장하였다가 사용 가능한 대역폭이 생겼을 경우 전송할 수 있도록 한다.
스케줄링 관리부(scheduling manager)(4)는 단말기상에 각각의 응용 프로그램 플로우에 할당된 우선순위, 대역폭, 지연(Delay) 등에 대한 정보를 이용하여 상기 큐 관리부(3)의 우선순위 큐에 저장된 각 플로우의 패킷들을 적절히 스케줄링하고, 스 케줄링된 패킷들을 전송 미디엄(Transmission Medium)으로 포워딩(forwarding)하는 기능을 수행하게 된다.
대역폭 관리부(5)는 대역폭 모니터링부(8)와 응용프로그램 관리부(6)로 부터 응용 프로그램 플로우에 대한 정보를 수집하고 현재 사용 가능한 대역폭과 각각의 응용 프로그램 플로우에 할당되어 있는 대역폭에 대한 정보를 유지 및 관리한다. 또한 현재 실행되고 있는 응용 프로그램의 플로우들에 설정된 우선순위, 대역폭, 지연(Delay) 등에 대한 요구사항을 유지 및 관리하게 된다.
응용 프로그램 관리부(application manager)(6)는 응용 프로그램의 플로우에 대한 정보를 수집하는 기능을 한다. 즉, 새로운 응용 프로그램 플로우가 생성되거나 기존의 응용 프로그램 플로우의 삭제를 감시하여 이를 대역폭 관리부(5)에 전송한다. 사용자는 상기 응용 프로그램 관리부(6)를 이용하여 네트워크 데이타를 발생시키는 응용 프로그램의 종류 및 플로우의 종류를 입력하며, 각 플로우가 요구하는 우선순위, 대역폭, 지연(Delay) 등에 대한 정보도 입력한다. 이러한 정보는 대역폭 관리 DB(7)에 저장되어 관리되어 진다.
대역폭 모니터링부(bandwidth monitor)(8)는 현재 전송을 원하는 응용 프로그램 플로우마다 얼마나 많은 패키들을 스케줄링하였는지와 외부에서 수신되는 데이터가 사용하는 대역폭을 측정한다. 이러한 대역폭 정보는 대역폭 관리부(5)로 전송되어 현재 응용 프로그램 플로우에 할당된 대역폭과 사용가능한 대역폭에 대한 정보를 생성하여 대역폭을 유지 및 관리하게 된다.
이와같이 구성되어진 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
단말기상의 응용 프로그램이 네트워크에 연결된 상대방에게 데이터를 전송하게 되면 분류 관리부(classification manager)(2)에서 송신된 패킷을 응용 프로그램의 플로우(flow) 단위로 분류하여 큐 관리부(3)로 전달한다. 큐 관리부(3)에서는 각각의 플로우마다 할당된 우선순위에 따라 패킷을 큐에 잠시 보관한다. 스케줄링 관리부(4)는 각각의 플로우에 할당된 우선순위, 대역폭 등의 요구사항에 따라 전송 가능한 대역폭의 크기에 맞게 각각의 큐를 스케줄링하고, 패킷을 전송 미디엄상으로 전송한다. 한편 단말기상에서 사용 가능한 대역폭의 크기에 대한 정보는 대역폭 관리부(5)에 의해 얻는다. 대역폭 관리부(5)는 송수신 대역폭이 분리되어 있는 경우 송신 대역폭만을 관리하고 송신 대역폭을 동시에 사용하는 경우에는 전체 대역폭에서 수신 대역폭을 뺀 나머지를 송신 대역폭으로 관리한다. 현재 사용중인 송신 대역폭에 대한 정보는 대역폭 모니터링부(8)에 의해 수집된다. 사용자는 응용 프로그램 관리부(6)을 통해 각각의 응용 프로그램의 플로우마다 우선순위, 사용 대역폭의 량, 지연에 따른 민감도 등의 정보를 입력하여 대역폭 관리부(5)에 알려주게 된다. 또한 응용 프로그램 관리부(6)는 단말기사의 응용 프로그램의 실행, 종료 여부를 감시하여 현재 수행중인 응용 프로그램에 대한 정보를 대역폭 관리부(5)에 알린다. 대역폭 관리부(5)는 이러한 정보를 대역폭 관리 DB(7)에 저장한 후 상기 분류 관리부(2), 큐 관리부(3)와, 스케줄링 관리부(4)에서 사용할 수 있도록 관리하게 된다.
본 발명의 실시예는 모뎀, ADSL, 무선망등 제한된 대역폭을 갖는 네트워크 환경에서 유용하게 적용될 수 있으며, 각각의 응용 프로그램의 우선순위, 대역폭 요구사항등에 의해 송신 대역폭을 경쟁하는 여러 응용 프로그램간에 사용 가능한 송신 대역폭을 효과적으로 관리할 수 있게 하여 준다. 본 발명의 실시예에서는 송신 대역폭만을 관리하게 되는데 송신 대역폭은 로컬(local)하게 결정되지만 수신 대역폭은 그로벌(global)하게 결정되므로 쉽게 관리하기가 어렵기 때문이다. 따라서 송수신 대역폭이 분리되어 있지 않은 경우에는 전체 대역폭에서 수신 대역폭을 뺀 나머지 송신 대역폭만을 관리하게 하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명을 적용하는 네트워크에서의 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치는 모뎀, ADSL, 무선망등으로 연결된 제한된 대역폭하에서 각각의 응용 프로그램들이 효율적이고 체계적인 대역폭 관리를 수행할 수 있도록 해 줄수 있다. 또한 본 발명에서는 단말기에 로컬한 송신 대역폭만을 관리하여 줌으로써 대역폭 관리를 쉽게 할 수 있으며 시스템 구조가 컴퓨터, PDA등과 같은 특정 단말에 종속되지 않기 때문에 아무 단말기에서도 쉽게 적용이 가능한 대역폭 관리 장치를 제공할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 복수개의 네트워크 응용 프로그램과, 상기 각 응용 프로그램의 전송 패킷들을 분류하는 분류 관리부와 상기 분류된 패킷들을 우선순위 큐(Queue)에 저장하여 관리하는 큐 관리부와, 상기 응용 프로그램의 우선순위 및 대역폭 요구사항에 따라 큐에 저장된 패킷들를 스케줄링하여 전송하는 스케줄링 관리부와, 상기 응용 프로그램 플로우 정보를 모니터링하는 응용 프로그램 관리부와, 현재 송신 스케줄링된 정보와 수신되는 데이터가 사용하는 대역폭을 측정하는 대역폭 모니터링부와, 상기 응용 프로그램 관리부와 대역폭 모니터링부의 정보로 부터 단말기상의 대역폭 관리와 플로우 정보를 관리하기 위한 대역폭 관리부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대역폭 관리부에는 상기 응용 프로그램들의 대역폭 관련 정보를 저장하기 위한 대역폭 관리 DB가 구비되는 것을 특징으로 하는 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 대역폭 관리부에서 관리하는 대역폭은 송신 대역폭인 것을 특징으로 하는 우선순위 기법을 이용한 대역폭 관리 장치.
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