KR100653454B1 - Apparatus and method for dynamic traffic management of qos to an each service in homenetwork environment - Google Patents

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박민호
정연준
백의현
박광로
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한국전자통신연구원
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Abstract

A dynamic traffic management device for ensuring QoS(Quality of Service) for each service in a home network environment and a method therefor are provided to dynamically control the amount of bandwidths used by best-effort traffic in the home network environment associated with the Internet on the basis of a home server/home gateway, thereby ensuring QoS for a particular service. A resource manager(211) manages available network resources and traffic processed in a home network environment, and generates QoS lists(215) which refer to packet information of services to be ensured. A traffic controller(212) performs a traffic control function by searching traffic flows of currently serviced best-effort services until bandwidths are obtained as many as being requested. A traffic classifier(214) searches all packets inputted/outputted to the home network environment, and decides whether the packets correspond to the QoS lists(215). A traffic marker(213) marks the classified packets. A scheduler(231) supports scheduling by a predetermined method.

Description

홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Dynamic Traffic Management of QoS to an Each Service in Homenetwork Environment}Apparatus and Method for Dynamic Traffic Management of QoS to an Each Service in Homenetwork Environment}

도 1 은 기존의 홈서버/홈게이트웨이를 중심으로 인터넷과 연계된 홈네트워크 환경을 나타낸 일실시 예시도.Figure 1 is an exemplary embodiment showing a home network environment associated with the Internet around a conventional home server / home gateway.

도 2 는 본 발명에 따른 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치의 일실시예 구성도.2 is a diagram illustrating an embodiment of a dynamic traffic management apparatus for guaranteeing service quality for each service in a home network environment according to the present invention.

도 3 은 상기 도 2의 자원관리자가 내부적으로 관리하는 테이블을 논리적으로 나타낸 일실시예 설명도.3 is a diagram illustrating an embodiment of a table logically managed internally by the resource manager of FIG.

도 4 는 본 발명에 따른 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도.4 is a flowchart illustrating a dynamic traffic management method for guaranteeing service quality for each service in a home network environment according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

210 : 소프트웨어 211 : 자원관리자210: Software 211: Resource Manager

212 : 트래픽콘트롤러 213 : 트래픽마커212: traffic controller 213: traffic marker

214 : 트래픽분류자 215 : 서비스품질 리스트214: Traffic classifier 215: Quality of service list

230 : 하드웨어 231 : 스케쥴러230: hardware 231: scheduler

본 발명은 홈서버/홈게이트웨이를 중심으로 인터넷과 연계된 홈네트워크 환경에서 최선형(Best Effort) 트래픽이 사용하는 대역폭의 양을 동적으로 조절함으로써 특정 서비스에 대한 서비스품질(QoS)을 보장하기 위한 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질(QoS) 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인터넷과 연계된 홈네트워크 환경에서 홈서버/홈게이트웨이를 통해 외부로부터 유입되는 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽들이 사용하는 대역폭의 양을 동적으로 조절하여 보장형(QoS Guaranteed) 서비스가 수행되기 위해 필요한 대역폭을 보장하고, 궁극적으로는 서비스별 서비스품질(QoS)을 보장하는 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질(QoS) 보장을 위한 동적 트래픽 관리 방법에 관한 것이다.The present invention provides a home for guaranteeing a quality of service (QoS) for a specific service by dynamically adjusting the amount of bandwidth used by the best effort traffic in a home network environment connected to the Internet centering on a home server / home gateway. The present invention relates to a dynamic traffic management apparatus and a method for guaranteeing quality of service (QoS) for each service in a network environment, and more particularly, to the best inflow from the outside through a home server / home gateway in a home network environment connected to the Internet. Dynamically adjusts the amount of bandwidth used by service traffic to guarantee the bandwidth required to perform QoS guaranteed services, and ultimately by service level in a home network environment that guarantees quality of service (QoS). The present invention relates to a dynamic traffic management method for guaranteeing quality of service (QoS).

초고속 인터넷의 도입과 가전단말의 인터넷 접속에 대한 요구가 증가함에 따라 홈네트워크의 필요성이 증가 되고 있다. 특히, 홈서버/홈게이트웨이를 중심으로 댁내단말들이 모두 인터넷에 연결되는 홈네트워크 구조의 도입이 필요 시 된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The necessity of home network is increasing with the introduction of high speed internet and the demand for internet connection of home appliance terminals. In particular, it is necessary to introduce a home network structure in which home terminals are all connected to the Internet, centering on home servers / home gateways. This will be described in more detail as follows.

홈네트워크 환경에서 IPTV(Internet Protocol TV), VoD(Video on Demand), 화상통화와 같은 많은 대역폭을 필요로 하고, 동시에 실시간성을 요구하는 다양한 멀티미디어 서비스들의 도입이 준비되고 있다. 홈네트워크 환경에서 이러한 멀티미디어 서비스들을 동시에 지원하기에는 기존의 백본 네트워크에서와 마찬가지로 많은 문제점들이 존재한다.In the home network environment, various multimedia services that require a lot of bandwidth such as Internet Protocol TV (IPTV), Video on Demand (VoD), and video call and require real time are being prepared. In the home network environment, there are many problems to support these multimedia services at the same time as in the existing backbone network.

기존의 백본 네트워크에서는 음성과 같은 실시간 서비스는 전화망과 같은 회선 교환망을 중심으로 서비스되어 왔다. 회선 교환망은 일정한 흐름을 갖는 트래픽에 대해 항상 고정적인 대역폭을 보장하고, 또한 일정한 전송 지연만을 가지기 때문에 실시간 서비스 전달에 매우 적합하다. 그러나, 서비스 형태가 다양해짐에 따라 발생하는 버스트(Burst)한 트래픽을 회선 교환망을 통해 전송하기에는 망자원의 사용을 효율적으로 관리하지 못한다는 문제점이 있다.In the existing backbone network, real-time services such as voice have been centered on circuit-switched networks such as telephone networks. Circuit-switched networks are very suitable for real-time service delivery because they guarantee a fixed bandwidth for traffic with a constant flow and only have a constant transmission delay. However, there is a problem in that the use of network resources cannot be efficiently managed to transmit bursty traffic generated through various types of services through a circuit switched network.

반면에 인터넷처럼 버스트(Burst)한 컴퓨터 데이터를 전달하는 패킷 통신망의 경우 다양한 멀티미디어 트래픽을 통계적 다중화(Statistical Multiplexing)하여 제공하기 때문에 다양한 멀티미디어 서비스들을 제공하는데 적합하고 동시에 전송로의 효율을 높일 수 있다. 그러나, 서비스 특성에 따른 서비스품질(QoS) 보장이 없기 때문에 지연(Delay) 또는 지터(Jitter)에 민감한 실시간 서비스를 지원하기에는 문제점이 있다. 이러한 기존 백본 네트워크에서의 문제점들이 홈네트워크에도 상당부분 존재하기 때문에 다양한 트래픽을 통계적 다중화하여 전송 효율을 높일 수 있으면서도 트래픽 마다의 특성을 그대로 유지할 수 있는 홈네트워크 환경에서의 새로운 서비스품질(QoS) 보장 기술이 요구된다.On the other hand, a packet communication network that delivers bursted computer data, such as the Internet, provides various multimedia traffic by statistical multiplexing, which is suitable for providing various multimedia services, and at the same time, improves transmission efficiency. However, there is a problem in supporting real-time services sensitive to delay or jitter because there is no guarantee of quality of service (QoS) according to service characteristics. Since many of the problems in the existing backbone network exist in the home network, a new quality of service (QoS) guarantee technology in the home network environment can maintain the characteristics of each traffic while improving the transmission efficiency by statistically multiplexing various traffics. Is required.

인터넷 백본망 또는 엑세스 망에서는 서비스품질(QoS) 보장을 위한 기법들이 활발히 연구되어온 반면에 홈네트워크 환경에서 서비스품질(QoS)보장을 위한 기법들은 아직 활발히 연구되어오지 않았다. 인터넷 백본망/엑세스망에서의 서비스품질(QoS)에 관한 연구는 크게 2가지로 요약될 수 있다.While techniques for guaranteeing quality of service (QoS) have been actively studied in the Internet backbone network or access network, techniques for guaranteeing quality of service (QoS) in home network environments have not been actively studied. The study of quality of service (QoS) in the Internet backbone network / access network can be summarized into two categories.

첫째는, 현재 최선형(Best Effort)으로만 운용되는 서비스 모델을 실시간 서비스 개념이 포함된 IntServ(Integrated Service) 제어 모델로의 확장이다.The first is the extension of the service model, which currently operates only with Best Effort, to the IntServ (Integrated Service) control model that includes the real-time service concept.

두 번째는, 동일한 종류의 서비스들의 패킷들 간의 우선순위를 결정하여 차별화된 서비스를 제공하는 DiffServ(Differentiated Service) 트래픽 제어 모델이다. The second is a DiffServ (Differentiated Service) traffic control model that provides differentiated services by determining priorities among packets of the same kind of services.

그러나, 상기 기법들을 홈네트워크 환경에 그대로 적용할 수 없기 때문에 홈네트워크 환경에 적합한 서비스품질(QoS) 보장 기술이 필요하다.However, since the above techniques cannot be directly applied to a home network environment, a quality of service (QoS) guarantee technology suitable for a home network environment is required.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 홈서버/홈게이트웨이를 중심으로 인터넷과 연계되어 있는 홈네트워크 환경에서 최선형(Best Effort) 서비스들이 사용하는 대역폭을 동적으로 관리하여 보장형(QoS Guaranteed) 서비스가 요구하는 대역폭을 필요에 따라 예약하여 서비스가 요구하는 서비스품질(QoS)을 보장할 수 있는 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and is guaranteed by dynamically managing bandwidth used by Best Effort services in a home network environment connected to the Internet centering on a home server / home gateway. The purpose of the present invention is to provide a dynamic traffic management apparatus and method for guaranteeing service quality for each service in a home network environment that can guarantee the quality of service (QoS) required by reserving the bandwidth required by the service as needed. .

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치에 있어서, 상기 홈네트워크 환경에서 처리되는 트래픽과 가용한 네트워크 자원을 관리하고, 보장해야될 서비스들의 패킷정보인 서비스품질(QoS) 리스트를 생성하기 위한 자원관리 수단; 상기 자원관리 수단에서 서비스품질(QoS) 보장을 위해 요청한 만큼의 대역폭이 확보될 때까지 현재 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스들의 트래픽 플로우들을 검색하여 트래픽콘트롤 기능을 수행하기 위한 트래픽 제어 수단; 상기 홈네트워크 환경으로 입/출력되는 모든 패킷들의 송/수신자 IP 주소, 송수신 서비스의 포트(Port) 번호, 그리고 프로토콜(Protocol) 필드를 검색하여 상기 자원관리 수단이 생성한 상기 서비스품질(QoS) 리스트에 해당하는 패킷인지를 판별하기 위한 트래픽분류 수단; 상기 트래픽분류 수단에 의해 분류된 패킷들을 기 정의된 방법에 따라 마킹하기 위한 트래픽마킹 수단; 및 소정 방식에 의한 스케쥴링을 지원하기 위한 스케쥴링 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is a dynamic traffic management apparatus for guaranteeing the quality of service for each service in a home network environment, the traffic to be processed in the home network environment and available network resources to be guaranteed Resource management means for generating a quality of service (QoS) list which is packet information of services; Traffic control means for performing a traffic control function by searching for traffic flows of currently best services that are currently being serviced until a bandwidth as requested by the resource management means to ensure quality of service (QoS) is secured; The quality of service (QoS) list generated by the resource management means by searching for a sender / receiver IP address, a port number of a transmit / receive service, and a protocol field of all packets input / output to the home network environment. Traffic classification means for determining whether the packet corresponds to a packet; Traffic marking means for marking packets classified by the traffic classification means according to a predefined method; And scheduling means for supporting scheduling in a predetermined manner.

한편, 본 발명의 방법은, 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 방법에 있어서, 댁내단말로부터 자원관리자가 서비스품질(QoS) 보장을 위한 대역폭 요청을 받아 가용한 자원을 검색하는 자원 검색 단계; 상기 자원 검색 단계에서 검색된 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽 중 하나의 희생 플로우를 선택하여 트래픽콘트롤러로 대역폭 선점요청 메시지를 송신하는 대역폭 선점 단계; 상기 자원관리자로부터 대역폭 선점요청 메시지를 받은 트래픽콘트롤러가 해당 희생 플로우에 대해서 최선형(Best Effort) 서비스 대역폭의 사용률을 줄이고, 해당 결과를 자원관리자에게 알리는 트래픽 제어 단계; 및 상기 트래픽콘트롤러로부터 받은 결과로 상기 자원관리자가 스케쥴러에게 스케쥴링을 요청하고, 서비스를 요청한 상기 댁내단말에게 대역폭을 예약(선점)했음을 알리는 예약 대역폭 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the method of the present invention is a dynamic traffic management method for guaranteeing service quality for each service in a home network environment, wherein a resource manager receives a bandwidth request for guaranteeing quality of service (QoS) from a home terminal and searches for available resources. Resource search step; A bandwidth preemption step of transmitting a bandwidth preemption request message to the traffic controller by selecting a victim flow of one of the best service traffics being serviced in the resource retrieval step; A traffic control step of receiving, by the traffic controller, a bandwidth preemption request message from the resource manager, reducing a utilization rate of a best effort service bandwidth for the victim flow and notifying the resource manager of the result; And a reservation bandwidth transmission step of informing that the resource manager requests scheduling to the scheduler as a result of receiving the traffic controller and informs that the home terminal that has requested the service has reserved (preempted) bandwidth.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 기존의 홈서버/홈게이트웨이를 중심으로 인터넷과 연계된 홈네트워크 환경을 나타낸 일실시 예시도이다.Figure 1 is an exemplary embodiment showing a home network environment associated with the Internet around a conventional home server / home gateway.

인터넷과 연결되기 원하는 댁내의 모든 댁내단말(103)들은 홈서버/홈게이트웨이(102)로 연결된다. 외부 인터넷 망(엑세스망)(101)에는 서비스를 제공하는 외부 서버가 존재한다 All home terminals 103 to be connected to the Internet are connected to the home server / home gateway 102. In the external Internet network (access network) 101, there is an external server that provides a service.

홈서버/홈게이트웨이(102)는 엑세스망(101)과 연결되는 인터페이스와 댁내망으로 트래픽을 분배하는 홈네트워크 인터페이스들을 각각 가지고 있다.The home server / home gateway 102 has an interface connected to the access network 101 and a home network interface for distributing traffic to the home network.

도 2 는 본 발명에 따른 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치의 일실시예 구성도이다.2 is a configuration diagram of an apparatus for managing dynamic traffic for guaranteeing service quality for each service in a home network environment according to the present invention.

본 발명에서는 홈서버/홈게이트웨이 내의 새로운 서비스품질(QoS) 기능 블록들을 통해 새로운 홈네트워크 서비스품질(QoS)을 보장한다.The present invention guarantees a new home network quality of service (QoS) through new quality of service (QoS) functional blocks in the home server / home gateway.

상기 새로운 홈네트워크 서비스품질(QoS) 보장은 크게 홈네트워크 내의 대역폭 자원을 관리하는 자원관리자 기능 블록과 최선형(Best Effort) 서비스에 대한 플로우콘트롤을 담당하는 트래픽콘트롤러 블록으로 구성된다.The new home network quality of service (QoS) guarantee is composed of a resource manager function block that manages bandwidth resources in the home network and a traffic controller block that is in charge of flow control for best effort services.

자원관리자 기능 블록은 홈서버/홈게이트웨이를 지나는 트래픽들을 최선형(Best Effort) 서비스와 보장형(QoS Guaranteed) 서비스로 나누어서 관리하고 보장형(QoS Guaranteed) 서비스의 사용이 없을 때에는 모든 대역폭 자원들을 최선형(Best Effort) 서비스들이 사용 가능케 한다. 하지만, 특정 시점에서 보장형(QoS Guaranteed) 서비스의 사용 요청이 댁내에 위치한 단말/서비스로부터 입력되면 트래픽콘트롤러 블록을 통해서 요청된 만큼의 대역폭을 최선형(Best Effort) 서비스의 대역폭 사용량으로부터 선점하여 줄이고, 선점된 대역폭 자원을 보장형(QoS Guaranteed) 서비스에게 할당한다.The resource manager function block manages traffic passing through the home server / home gateway into best effort service and QoS guaranteed service, and allocates all bandwidth resources to best effort when there is no use of QoS guaranteed service. Make services available. However, if a request for using a guaranteed service is input from a terminal / service located in a house at a specific point in time, the amount of bandwidth requested through the traffic controller block is reduced by preempting the bandwidth usage of the best effort service. Allocated bandwidth resources to a QoS Guaranteed service.

보장형(QoS Guaranteed) 서비스의 요청이 있을 때에만 동적으로 대역폭을 예약하기 때문에 보장형(QoS Guaranteed) 서비스에 치우쳐 대역폭을 낭비하지 않는다. 또한, 보장형(QoS Guaranteed) 서비스가 사용되지 않는 동안은 버스트(Burst) 한 최선형(Best Effort) 서비스에 대해서도 효율적으로 대역폭을 사용할 수 있기 때문에 대역폭의 균일한 사용을 보장해 줄 수 있다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Because bandwidth is dynamically reserved only when a request for a QoS guaranteed service is requested, bandwidth is not wasted by the QoS guaranteed service. In addition, even when the QoS Guaranteed service is not used, the bandwidth can be efficiently used for the burst best service, thereby ensuring uniform use of the bandwidth. This will be described in more detail as follows.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치는 크게 소프트웨어 모듈(210)과 하드웨어 모듈(230)로 나눌 수 있다.As shown in FIG. 2, a dynamic traffic management apparatus for guaranteeing service quality for each service in a home network environment according to the present invention may be largely divided into a software module 210 and a hardware module 230.

소프트웨어 모듈(210)은 홈서버/홈게이트웨이가 처리하는 트래픽들과 가용한 네트워크 자원을 관리하고, 보장해야될 서비스들의 패킷정보인 서비스품질(QoS) 리스트를 생성하는 자원관리자(211), 상기 자원관리자(211)가 서비스품질(QoS) 보장을 위해 요청한 만큼의 대역폭이 확보될 때까지 현재 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스들의 트래픽 플로우들을 검색하여 트래픽콘트롤 기능을 수행하는 트래픽콘트롤러(212), 상기 홈서버/홈게이트웨이로 입/출력되는 모든 패킷들의 송/수신자 IP 주소, 송수신 서비스의 포트(Port) 번호, 그리고 프로토콜(Protocol) 필드를 검색하여 상기 자원관리자(201)가 댁내단말의 요구에 의해 생성한 서비스품질(QoS) 리스트에 해당하는 패킷인지를 판별하는 트래픽분류자(214), 그리고 트래픽분류자(214)에 의해서 분류된 패킷들을 미리 정의된 방법에 따라 마킹하는 트래픽마커(213)를 포함한다.The software module 210 manages the traffic handled by the home server / home gateway and available network resources, and generates a resource manager 211 for generating a quality of service (QoS) list which is packet information of services to be guaranteed. The traffic controller 212 performs a traffic control function by searching the traffic flows of the best service currently being serviced until the bandwidth requested by the manager 211 to secure the quality of service (QoS) is secured. The resource manager 201 searches for a home terminal request by searching for a sender / receiver IP address, a port number of a transmit / receive service, and a protocol field of all packets input / output to the home server / home gateway. The traffic classifier 214 for determining whether the packet corresponds to the QoS list generated by the packet, and the packets classified by the traffic classifier 214 And a Traffic marker 213 for marking according to a predefined method.

하드웨어 모듈은 WFQ(Weighted Fair Queuing) 방식의 스케쥴링을 지원하는 스케쥴러(231)를 포함하는 이더넷 스위치로 구성된다.The hardware module is composed of an Ethernet switch including a scheduler 231 supporting scheduling of a weighted fair queuing (WFQ) scheme.

상기 자원관리자(211)는 홈서버/홈게이트웨이가 처리하는 트래픽들과 가용한 네트워크 자원(대역폭)을 관리하는 모듈이다. 홈서버/홈게이트웨이로 입력 또는 출력되는 포트에 대해서 보장형(QoS Guaranteed) 트래픽 및 최선형(Best Effort) 트래픽에 대한 플로우별 대역폭 사용량 등을 계산하고 관리한다. 또한, 자원관리자(211)는 트래픽의 통계 정보들을 계산/관리하는 기능 외에 댁내에서 요청하는 최선형(Best Effort) 서비스가 사용하는 대역폭이 증가하여 보장형(QoS Guaranteed) 서비스가 사용하고 있는 대역폭을 침범할 우려가 있는 경우 동적으로 트래픽콘트롤러(212)를 수행시킨다. 그리고, 자원관리자(211)는 서비스품질(QoS) 리스트(215)를 생성하는 역할도 한다.The resource manager 211 is a module that manages traffic handled by the home server / home gateway and available network resources (bandwidth). It calculates and manages the bandwidth usage by flow for QoS Guaranteed traffic and Best Effort traffic for the ports input or output to the home server / home gateway. In addition to the function of calculating / managing the statistical information of the traffic, the resource manager 211 may increase the bandwidth used by the best effort service requested in the home and invade the bandwidth used by the QoS guaranteed service. If there is a concern, the traffic controller 212 is dynamically executed. In addition, the resource manager 211 also serves to generate a quality of service (QoS) list 215.

트래픽콘트롤러(212)는 자원관리자의 요청에 의해서 또는 자발적으로 수행되는 모듈이다. 서비스품질(QoS) 보장을 위해 요청한 만큼의 대역폭이 확보될 때까지 현재 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스들의 트래픽 플로우들을 검색하여 그 중 몇 개의 플로우에 대해서 트래픽콘트롤 기능을 수행하는 것이다. 여러 트래픽 플로우들 중에서 대역폭이 선점당하는 플로우들을 선택하는 방법은 TCP(Transmission Control Protocol) 트래픽과 UDP(User Datagram Protocol) 트래픽 중 TCP(Transmission Control Protocol) 트래픽을 우선적으로 고려한다. 그리고, 트래픽콘트롤러(212)는 외부로부터 유입되는 최선형(Best Effort) 트래픽들의 양을 동적으로 조절하는 기능을 갖는 블록이다.The traffic controller 212 is a module performed voluntarily or at the request of a resource manager. In order to guarantee the quality of service (QoS), the traffic flows of the best service currently being serviced are searched and the traffic control function is performed for some of them until the bandwidth as requested is secured. Among the various traffic flows, a method of selecting a flow whose bandwidth is preempted takes priority of Transmission Control Protocol (TCP) traffic among Transmission Control Protocol (TCP) traffic and User Datagram Protocol (UDP) traffic. The traffic controller 212 is a block having a function of dynamically adjusting the amount of best effort traffic flowing from the outside.

한편, 트래픽콘트롤러(212)가 자원관리자(211)의 요청에 의해서 수행되는 경우는 자원관리자(211)가 대역폭 예약을 위해서 가용한 자원을 검색해본 결과 가용한 자원이 충분하지 못하고 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽이 일정양의 대역폭 을 사용하고 있는 경우에 수행된다. 이 경우 자원관리자(211)는 자신이 관리하고 있는 테이블을 기반으로 해서 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽 중 하나의 플로우를 선택하여 트래픽콘트롤러(212)에게 해당 서비스가 사용하고 있는 대역폭에 대해서 선점요청 메시지를 송신한다.On the other hand, when the traffic controller 212 is performed at the request of the resource manager 211, as a result of the resource manager 211 searching for available resources for bandwidth reservation, the available resources are not sufficient and best effort (Best Effort) This is done when service traffic is using a certain amount of bandwidth. In this case, the resource manager 211 selects one of the best effort service traffics that are being serviced based on the table managed by the resource manager 211 and provides the traffic controller 212 with respect to the bandwidth used by the corresponding service. Send a preemption request message.

트래픽마커(213)는 트래픽 분류자(214)에 의해서 분류된 패킷들을 미리 정의된 방법에 따라 마킹하는 기능을 담당한다.The traffic marker 213 is responsible for marking packets classified by the traffic classifier 214 according to a predefined method.

트래픽분류자(214)는 홈서버/홈게이트웨이로 입/출력되는 모든 패킷들의 송/수신자 IP 주소, 송수신 서비스의 포트(Port) 번호와 프로토콜(Protocol) 필드를 검색하여 자원관리자(201)가 댁내단말의 요구에 의해 생성한 서비스품질(QoS) 리스트(215)에 해당하는 패킷인지를 판별한다.The traffic classifier 214 searches the sender / receiver IP address, port number and protocol field of all the packets input / output to the home server / home gateway, and the resource manager 201 searches the home server. It is determined whether the packet corresponds to the quality of service (QoS) list 215 generated at the request of the terminal.

즉, 트래픽분류자(214)는 입력되는 패킷에 대해서 서비스품질(QoS) 리스트(215)에 해당하는 패킷인지를 확인한다. 서비스품질(QoS) 리스트(215)에 해당하는 패킷이면 즉, 보장형(QoS Guaranteed) 서비스를 위한 패킷이면 트래픽마커(213)를 통해서 IP 패킷 헤더의 ToS(Type of Service) 필드를 보장형(QoS Guaranteed) 패킷이라고 마킹한다. 서비스품질(QoS) 리스트(215)에 해당하지 않는 패킷이면 마찬가지로 IP 헤더의 ToS(Type of Service) 필드에 최선형(Best Effort) 패킷이라고 마킹한다. 마킹된 패킷들은 스위치에서 제공하는 WFQ(Weighted Fair Queuing) 기반의 스케쥴러(231)를 통해서 우선순위 기반으로 사용자에게 전송된다.That is, the traffic classifier 214 checks whether the packet corresponds to the quality of service (QoS) list 215 with respect to the input packet. If the packet corresponds to the quality of service (QoS) list 215, that is, the packet for the quality of service (QoS Guaranteed) service, the traffic marker 213 stores the type of service (ToS) field of the IP packet header through the traffic marker 213. Mark it a packet. If the packet does not correspond to the QoS list 215, the packet is marked as a best effort packet in the ToS (Type of Service) field of the IP header. Marked packets are sent to the user on a priority basis through a Weighted Fair Queuing (WFQ) based scheduler 231 provided by the switch.

상기 서비스품질(QoS) 리스트(215)는 보장해야 할 서비스들의 패킷정보를 나타내며 댁내단말이 서비스품질(QoS) 보장을 요청한 시점에 가용한 자원이 있어서 해당 요청이 수락된 경우에 생성되는 리스트이다. 댁내단말이 서비스품질(QoS) 보장을 요청하는 경우에 댁내단말이 홈서버/홈게이트웨이에 제공하는 정보는 송/수신자 IP 주소, 송수신 서비스의 포트(Port) 번호, 그리고 서비스가 수행되기 위해서 예약되어야 하는 대역폭 정보를 포함하는 5개의 값이다. 서비스품질(QoS) 리스트(215)는 이러한 5개의 값들을 담고 있는 노드들의 집합이다.The quality of service (QoS) list 215 represents packet information of services to be guaranteed, and is a list generated when a request is accepted because there are resources available at the time when the home terminal requests quality of service (QoS) guarantee. When a home terminal requests quality of service (QoS) guarantees, the information that the home terminal provides to the home server / home gateway must be reserved for the sender / receiver IP address, the port number of the send / receive service, and for the service to be performed. 5 values including bandwidth information. The quality of service (QoS) list 215 is a set of nodes containing these five values.

도 3 은 상기 도 2의 자원관리자가 내부적으로 관리하는 테이블을 논리적으로 나타낸 일실시예 설명도이다.FIG. 3 is a diagram for explaining logically a table managed internally by the resource manager of FIG. 2.

자원관리자(211)는 보장형(QoS Guaranteed) 서비스들이 사용하는 대역폭(301)과 최선형(Best Effort) 서비스들이 사용하는 대역폭(302), 그리고 전체적으로(보장형(QoS Guaranteed) 서비스 + 최선형(Best Effort) 서비스) 사용하는 대역폭(303)을 플로우별로 나누어서 계산/관리한다.The resource manager 211 includes bandwidth 301 used by QoS guaranteed services and bandwidth 302 used by best effort services, and overall (QoS Guaranteed service + best effort service). ) The bandwidth 303 to be used is calculated / managed by flow.

전체 사용하는 대역폭(303)을 관리하는 이유는 댁내단말로부터 서비스품질(QoS) 보장 요청이 있을 때에 가장 먼저 확인해야 하는 것이 전체사용 가능한 대역폭이다.The reason for managing the total used bandwidth 303 is the total available bandwidth to be checked first when there is a request for quality of service (QoS) guarantee from the home terminal.

전체사용 가능한 대역폭(303)이 댁내단말이 요구하는 대역폭 이상일 때에는 요청한 만큼의 자원을 예약하고, 바로 서비스품질(QoS)요구를 수락한다. 반면에 전체사용 가능한 대역폭이 댁내단말이 요구하는 대역폭 미만인 경우에는 최선형(Best Effort) 서비스가 사용하는 대역폭을 검사하고, 트래픽콘트롤러(212)를 통하여 원하는 대역폭을 확보(선점)한 후, 서비스품질(QoS) 요구를 수락한다. 원하는 만큼의 대역폭이 확보되지 않으면 해당 서비스품질(QoS) 요구를 거절한다. 또한, 각각 나 뉘어서 관리되는 트래픽들은 다시 플로우 단위로 나뉘어서 관리된다. 여기서, 플로우 단위는 같은 출발지와 도착지 IP 주소와 포트번호 를 사용하는 패킷의 흐름을 말한다.When the total available bandwidth 303 is greater than or equal to the bandwidth required by the home terminal, it reserves the resource as requested and immediately accepts the quality of service (QoS) request. On the other hand, if the total available bandwidth is less than the bandwidth required by the home terminal, the bandwidth used by the Best Effort service is examined, and the desired bandwidth is secured (preempted) through the traffic controller 212, and then the quality of service ( QoS) request. If the bandwidth as desired is not secured, the quality of service (QoS) request is rejected. In addition, traffic that is divided and managed is divided into flow units. Here, the flow unit refers to the flow of packets using the same source and destination IP address and port number.

도 4 는 본 발명에 따른 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 댁내단말(410), 자원관리자(409), 스케쥴러(408), 트래픽콘트롤러(407), 그리고 외부단말(406)관의 연동관계를 시간 흐름에 따라 나타내었다.4 is a flowchart illustrating a dynamic traffic management method for guaranteeing service quality for each service in a home network environment according to the present invention. The terminal 410, the resource manager 409, the scheduler 408, and the traffic controller ( 407), and the interlocking relationship of the external terminal 406 tube is shown over time.

본 발명에 따른 동적 프래픽 관리 방법은, 먼저 홈서버/홈게이트웨이 상에 존재하는 자원관리자(409)가 홈서버/홈게이트웨이를 지나는 트래픽들을 관리한다. 트래픽 관리는 현재 홈서버/홈게이트웨이를 지나는 보장형(QoS Guaranteed) 트래픽과 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽을 나누어서 각각 계산한다. 어느 시점에서 댁내에 있는 다른 단말이 보장된 서비스를 받기 위하여 특정양의 대역폭을 홈서버에게 요청한다. 홈서버/홈게이트웨이는 자원관리자(409)를 통하여 그 순간의 가용한 대역폭을 검사한다. 요청한 만큼 이상의 대역폭이 가용하면 해당하는 양 만큼의 대역폭을 해당 서비스에게 할당해 준다. 만일 요청한 대역폭 이하로 가용한 대역폭이 남아있다면 최선형(Best Effort) 서비스가 사용하는 대역폭을 검사하고 요청한 대역폭 이상으로 서비스가 되고 있으면 그 시점에서 트래픽콘트롤러(407)는 외부 망에 존재하는 해당 트래픽의 송신자 측에 망 혼잡현상이 났다고 보고하고, 댁내로 전달되는 트래픽 양을 동적으로 줄여서 최선형(Best Effort) 서비스가 사용하던 대역폭 중 일정량을 선점하고 확보한 대역폭을 보장형(QoS Guaranteed) 서비스에게 할당해 준다. 결국 홈네트워크 상에서의 대역폭의 사용은 최선형(Best Effort) 서비스가 임의대로 자유롭게 사용할 수 있지만 보장형(QoS Guaranteed) 서비스의 필요에 의해서 요청하는 대역폭에 대해서는 선점당할 수 있는 정책을 적용하여 홈네트워크의 대역폭 자원의 사용률을 극대화한다.In the dynamic traffic management method according to the present invention, the resource manager 409 existing on the home server / home gateway manages traffic passing through the home server / home gateway. Traffic management calculates the QoS Guaranteed traffic and the Best Effort service traffic passing through the current home server / home gateway separately. At some point, another terminal in the home requests a specific amount of bandwidth from the home server to receive the guaranteed service. The home server / home gateway checks the available bandwidth at that moment through the resource manager 409. If more bandwidth is available than requested, the corresponding amount of bandwidth is allocated to the service. If the available bandwidth remains below the requested bandwidth, the best effort service checks the bandwidth used, and if the service is running beyond the requested bandwidth, the traffic controller 407 at that point transmits the corresponding traffic present in the external network. It reports network congestion to the side, and dynamically reduces the amount of traffic delivered to the home, preempting a certain amount of the bandwidth used by the Best Effort service and allocating the reserved bandwidth to the QoS Guaranteed service. In the end, the bandwidth usage of the home network can be freely used by the Best Effort service, but the bandwidth resources of the home network can be applied by applying a policy that can be preempted for the bandwidth requested by the needs of the QoS Guaranteed service. Maximize your utilization.

이를 좀 더 상세히 설명하기 위하여 다음과 같은 가정하에 도 4에 도시된 흐름을 예시한다.To illustrate this in more detail, the flow shown in FIG. 4 is illustrated under the following assumption.

홈서버/홈게이트웨이가 동시에 처리할 수 있는 트래픽 양은 100Mbps라고 가정한다. 다시말해, 보장형(QoS Guaranteed) 서비스 플로우 2개(404, 405)가 총 40Mbps를 사용하고, 최선형(Best Effort) 서비스 플로우 3개가(401, 402, 403) 50Mpbs를 서비스하고 있다고 가정한다. 즉, 전체 대역폭 100Mbps중 90Mbps를 사용하고 있는 상황이다.It is assumed that the amount of traffic that the home server / home gateway can simultaneously handle is 100 Mbps. In other words, assume that two QoS Guaranteed service flows (404, 405) use a total of 40 Mbps, and three Best Effort service flows (401, 402, 403) are serving 50 Mpbs. That is, the situation is using 90Mbps of the total bandwidth of 100Mbps.

먼저, 어느 시점에서 댁내단말(410)이 자원관리자(409)에게 서비스품질(QoS) 보장을 위해 20Mbps의 대역폭을 요청한다(411).First, at some point, the indoor terminal 410 requests a bandwidth of 20Mbps to the resource manager 409 to guarantee the quality of service (QoS) (411).

자원관리자(409)는 가용한 자원을 검색해본 결과, 10Mbps의 자원밖에 없음을 인지한다(412). 그리고, 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽 중 하나의 희생 플로우를 선택하여(413) 트래픽콘트롤러(407)로 대역폭 선점요청 메시지를 송신한다(414).The resource manager 409 searches for available resources and recognizes that there are only 10 Mbps resources (412). A victim flow of one of the best service traffics being serviced is selected (413), and a bandwidth preemption request message is transmitted to the traffic controller 407 (414).

상기 자원관리자(409)로부터 대역폭 선점요청 메시지를 받은 트래픽콘트롤러(407)는 해당 플로우에 대해서 플로우콘트롤 기능을 수행한다(415). 이때, 상기 자원관리자(409)에 의해 선택된 최선형(Best Effort) 서비스는 대역폭의 사용률을 20Mbps에서 10Mbps로 줄인다(416). 그리고, 트래픽콘트롤러(407)는 해당 결과를 자원관리자(409)에게 알린다(417).The traffic controller 407 receiving the bandwidth preemption request message from the resource manager 409 performs a flow control function for the corresponding flow (415). At this time, the best effort service selected by the resource manager 409 reduces the bandwidth utilization rate from 20 Mbps to 10 Mbps (416). The traffic controller 407 notifies the resource manager 409 of the result (417).

상기 트래픽콘트롤러(407)로부터 받은 결과로 자원관리자(409)는 스케쥴러(408)에게 스케쥴링을 요청하고(418), 서비스를 요청한 댁내단말(410)에게 20Mbps의 대역폭을 예약(선점)했음을 알린다(419). 그리고, 댁내단말(410)은 외부단말(406)로 서비스를 요청하고(420), 서비스품질(QoS)이 보장된 트래픽이 댁내단말(410)의 사용자에게 전송된다(421, 422, 423).As a result of receiving the traffic controller 407, the resource manager 409 requests the scheduler 408 to schedule (418), and notifies the home terminal 410 requesting service to reserve (preemptive) 20 Mbps of bandwidth (419). ). In addition, the indoor terminal 410 requests the service to the external terminal 406 (420), and the traffic of guaranteed quality of service (QoS) is transmitted to the user of the indoor terminal 410 (421, 422, 423).

한편, 트래픽콘트롤러(407)는 해당 플로우에 대해서 플로우 제어 기능을 수행한다(415). 플로우 제어 기능은 전송프로토콜의 종류에 따라 상이하게 수행된다. TCP(Transmission Control Protocol)를 기반으로 하는 서비스인 경우는 프로토콜이 갖는 플로우 제어 기능을 기반으로 하여 송신자측의 혼잡 윈도우(Congestion Window) 사이즈를 줄이도록 조치를 취하는 기능을 한다. 조치를 취하는 기능으로는 해당 플로우에 대해서 댁내단말(410)로부터 송신되는 확인(Acknowledgement Packet) 메시지를 홈서버/홈게이트웨이에서 임의로 버리는(Drop) 방법이 있고, 다른 하나는 송신자 측에 해당 플로우가 지나가는 네트워크에 혼잡현상(Congestion)이 발생했다고 알리는 ICMP(Internet Control Message Protocol) Type4의 소스 소거(Source Quench) 메시지를 보내는 방법이 있다. 두 가지 방법 모두 송신자 측에서 보내는 데이터의 양을 줄이는 방법이다. 정확하게는 송신자 측의 혼잡 윈도우(Congestion Window) 사이즈가 감소하기 때문에 송신 트래픽율이 줄어든다. 반면에 비연결형 프로토콜인 UDP(User Datagram Protocol)를 기반으로 하는 서비스인 경우 는 프로토콜 자체 내에서 플로우 제어를 위한 아무런 기능도 제공하지 않기 때문에 응용 프로그램에서 제공하는 플로우 제어 기능을 이용해서 해당 플로우가 소모하는 대역폭을 선점하여야 한다. 대부분의 UDP 기반 응용프로그램들은 송신자 측에서 수신자 측에 정기적인 응답메시지를 송신하는 방식으로 연결성을 확인하는데 이러한 경우 댁내단말(410)이 외부단말(406)로 보내는 응답메시지를 임의적으로 버림으로써 더 이상 댁내단말(410)로 트래픽을 전송하지 않기 때문에 보장형(QoS Guaranteed) 서비스가 요청하는 대역폭을 선점하여 예약할 수 있다. UDP(User Datagram Protocol) 기반의 응용프로그램에서 상기와 같은 기능을 제공하지 않는 경우, 즉 트래픽콘트롤 기능을 수행했음에도 송신자가 트래픽의 송신을 멈추지 않는 경우는 다른 희생 트래픽을 선택하여 해당 트래픽콘트롤 기능을 수행하여야 한다.On the other hand, the traffic controller 407 performs a flow control function for the flow (415). The flow control function is performed differently according to the type of transmission protocol. In the case of a service based on Transmission Control Protocol (TCP), a function is taken to reduce the congestion window size of the sender based on the flow control function of the protocol. A function to take action is to drop an acknowledgment packet message from the home terminal 410 for the flow at the home server / home gateway, and the other is that the flow passes to the sender side. One way is to send a Source Quench message of the Internet Control Message Protocol (ICMP) Type 4 to indicate that a congestion has occurred in the network. Both methods reduce the amount of data sent by the sender. More precisely, the transmission traffic rate is reduced because the size of the congestion window on the sender side is reduced. On the other hand, services based on the User Datagram Protocol (UDP), which is a connectionless protocol, do not provide any functions for flow control within the protocol itself. Therefore, the flow is consumed using the flow control function provided by the application. Preempt bandwidth. Most UDP-based applications check connectivity by sending regular response messages from the sender side to the receiver side. In this case, the home terminal 410 can no longer randomly discard the response message sent to the external terminal 406. Since the traffic is not transmitted to the indoor terminal 410, the bandwidth requested by the QoS guaranteed service may be preempted and reserved. If the UDP (User Datagram Protocol) -based application does not provide the above functions, that is, if the sender does not stop transmitting traffic even though the traffic control function is performed, the corresponding traffic control function is selected by selecting another victim traffic. shall.

희생 트래픽을 선택하는 방법은 TCP(Transmission Control Protocol) 기반의 트래픽들에 대해서 우선적으로 콘트롤 함을 기본으로 한다. 이유는 TCP(Transmission Control Protocol) 기반의 트래픽들은 TCP(Transmission Control Protocol) 프로토콜에서 지원하는 플로우 제어 기능을 사용할 수 있기 때문에 송신률을 낮출 수 있지만, UDP(User Datagram Protocol) 기반의 트래픽들은 응용 프로그램에서 연결성 확인을 위한 기능이 제공되어야지만 대역폭을 선점할 수 있고 또한 해당 기능이 지원된다 하더라도 송신률을 낮추는 것이 아니라 서비스 트래픽이 더 이상 수신되지 않기 때문이다.The method of selecting victim traffic is based on the priority control on traffic based on Transmission Control Protocol (TCP). The reason is that the transmission control protocol (TCP) based traffic can lower the transmission rate because it can use the flow control function supported by the transmission control protocol (TCP) protocol, but the traffic based on the user datagram protocol (UDP) This is because a function to check connectivity is provided, but bandwidth can be preempted, and even if the function is supported, service traffic is no longer received, not a lower transmission rate.

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. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

상기와 같은 본 발명은, 홈네트워크 환경에서 서비스 별 특성을 고려한 서비스품질(QoS) 보장을 지원하기 위한 핵심 기술로서, 외부 인터넷과 연계된 홈네트워크 환경에서 외부 망으로부터 홈서버/홈게이트웨이를 거쳐 댁내단말로 수신되는 트래픽에 대해서 서비스별 서비스품질(QoS)를 보장할 수 있어, 서비스품질(QoS) 보장을 받고자 하는 서비스의 요청에 따라 동적으로 대역폭 자원을 예약하고, 서비스품질(QoS) 보장을 받고자 하는 서비스가 없는 경우에는 최선형(Best Effort) 서비스들이 대역폭 자원을 자유로이 사용할 수 있으며, 또한 최선형(Best Effort) 서비스들이 대역폭을 사용하고 있는 경우에 새로운 서비스품질(QoS) 보장요청이 들어온 경우에는 최선형(Best Effort) 서비스들이 사용하는 대역폭을 선점하고 선점한 대역폭을 보장형(QoS Guaranteed) 서비스들에게 할당하는 방식을 적용하여 서비스품질(QoS) 보장을 요구하는 서비스들에게 서비스품질(QoS) 보장을 지원할 뿐 아니라 대역폭을 기반으로 하는 홈네트워크 자원의 사용을 극대화할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, as a core technology for supporting the quality of service (QoS) guarantee in consideration of the characteristics of each service in the home network environment, through the home server / home gateway from the external network in the home network environment connected to the external Internet Quality of service (QoS) for each service can be guaranteed for the traffic received by the terminal, so that bandwidth resources are dynamically reserved according to the request of the service to be guaranteed quality of service (QoS), and the quality of service (QoS) is guaranteed. If no service is available, Best Effort services are free to use bandwidth resources, and if Best Effort services are using bandwidth, a new Quality of Service (QoS) guarantee request is received. Preempt bandwidth used by Best Effort services and QoS guaranteed services In addition to supporting quality of service (QoS) guarantees for services that require quality of service (QoS) guarantees, the use of bandwidth-based home network resources can be maximized.

Claims (11)

홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 장치에 있어서,A dynamic traffic management apparatus for guaranteeing service quality for each service in a home network environment, 상기 홈네트워크 환경에서 처리되는 트래픽과 가용한 네트워크 자원을 관리하고, 보장해야될 서비스들의 패킷정보인 서비스품질(QoS) 리스트를 생성하기 위한 자원관리 수단;Resource management means for managing traffic processed in the home network environment and available network resources, and generating a quality of service (QoS) list which is packet information of services to be guaranteed; 상기 자원관리 수단에서 서비스품질(QoS) 보장을 위해 요청한 만큼의 대역폭이 확보될 때까지 현재 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스들의 트래픽 플로우들을 검색하여 트래픽콘트롤 기능을 수행하기 위한 트래픽 제어 수단;Traffic control means for performing a traffic control function by searching for traffic flows of currently best services that are currently being serviced until a bandwidth as requested by the resource management means to ensure quality of service (QoS) is secured; 상기 홈네트워크 환경으로 입/출력되는 모든 패킷들의 송/수신자 IP 주소, 송수신 서비스의 포트(Port) 번호, 그리고 프로토콜(Protocol) 필드를 검색하여 상기 자원관리 수단이 생성한 상기 서비스품질(QoS) 리스트에 해당하는 패킷인지를 판별하기 위한 트래픽분류 수단;The quality of service (QoS) list generated by the resource management means by searching for a sender / receiver IP address, a port number of a transmit / receive service, and a protocol field of all packets input / output to the home network environment. Traffic classification means for determining whether the packet corresponds to a packet; 상기 트래픽분류 수단에 의해 분류된 패킷들을 기 정의된 방법에 따라 마킹하기 위한 트래픽마킹 수단; 및Traffic marking means for marking packets classified by the traffic classification means according to a predefined method; And 소정 방식에 의한 스케쥴링을 지원하기 위한 스케쥴링 수단Scheduling means for supporting scheduling by a predetermined method 을 포함하는 동적 트래픽 관리 장치.Dynamic traffic management device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자원관리 수단은,The resource management means, 입력/출력되는 포트에 대해 보장형(QoS Guaranteed) 트래픽 및 최선형(Best Effort) 트래픽에 대한 플로우별 대역폭 사용량을 계산/관리하고, 트래픽의 통계 정보들을 계산/관리하며, 댁내에서 요청하는 최선형(Best Effort) 서비스가 사용하는 대역폭이 증가하여 보장형(QoS Guaranteed) 서비스가 사용하고 있는 대역폭을 침범할 우려가 있는 경우 동적으로 상기 트래픽 제어 수단을 통해 트래픽 제어를 수행시키는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 장치.Calculate and manage bandwidth usage per flow for QS guaranteed and best effort traffic for input / output ports, calculate / manage traffic statistics, and request best effort from home And dynamically controlling traffic through the traffic control means when there is a possibility that the bandwidth used by the service increases and the bandwidth used by the QoS guaranteed service is violated. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 자원관리 수단은,The resource management means, 보장형(QoS Guaranteed) 서비스들이 사용하는 대역폭과 최선형(Best Effort) 서비스들이 사용하는 대역폭, 그리고 전체적으로(보장형(QoS Guaranteed) 서비스 + 최선형(Best Effort) 서비스) 사용하는 대역폭을 플로우별로 나누어서 계산/관리하는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 장치.It calculates and manages the bandwidth used by guaranteed services, the bandwidth used by best effort services, and the bandwidth used as a whole (QoS Guaranteed service + best effort service) by flow. Dynamic traffic management device, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트래픽 제어 수단은,The traffic control means, 상기 자원관리 수단의 요청(자발적)으로 수행되며, 서비스품질(QoS) 보장을 위해 요청한 만큼의 대역폭이 확보될 때까지 현재 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스들의 트래픽 플로우들을 검색하여 그 중 소정 개수의 플로우에 대해서 트래픽콘트롤 기능을 수행하되, 플로우를 선택할 때 TCP(Transmission Control Protocol) 트래픽과 UDP(User Datagram Protocol) 트래픽 중 TCP(Transmission Control Protocol) 트래픽을 우선적으로 고려하여 외부로부터 유입되는 최선형(Best Effort) 트래픽들의 양을 동적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 장치.Performed at the request of the resource management means (voluntary), and retrieves the traffic flows of the Best Effort services that are currently being serviced until the required bandwidth is secured to guarantee the quality of service (QoS) The traffic control function is executed for the flow of traffic, but when the flow is selected, the best incoming traffic from the outside is considered by considering the transmission control protocol (TCP) traffic among the transmission control protocol (TCP) traffic and the user datagram protocol (UDP) traffic. Effort) Dynamic traffic management device, characterized in that to dynamically adjust the amount of traffic. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 트래픽 제어 수단은,The traffic control means, 상기 자원관리 수단의 요청에 의해서 수행되는 경우, 상기 자원관리 수단이 대역폭 예약을 위해서 가용한 자원을 검색해본 결과 가용한 자원이 충분하지 못하고 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽이 일정양의 대역폭을 사용하고 있는 경우에 수행되며, 상기 자원관리 수단으로부터 상기 자원관리 수단이 관리하고 있는 테이블을 기반으로 해서 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽 중 하나의 플로우에 대한 선점요청 메시지를 수신하여 제어하는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 장치.When performed by the request of the resource management means, when the resource management means searches for available resources for bandwidth reservation, the available resources are not enough and the best effort service traffic uses a certain amount of bandwidth. Is performed if there is, and receives and controls a preemption request message for one flow of Best Effort service traffic being serviced based on a table managed by the resource management means from the resource management means. Dynamic traffic management device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트래픽분류 수단은,The traffic classification means, 입/출력되는 모든 패킷들의 송/수신자 IP 주소, 송수신 서비스의 포트(Port) 번호와 프로토콜(Protocol) 필드를 검색하여 상기 자원관리 수단이 댁내단말의 요구에 의해 생성한 서비스품질(QoS) 리스트에 해당하는 패킷인지를 판별하되, 상기 서비스품질(QoS) 리스트에 해당하는 패킷이면 즉, 보장형(QoS Guaranteed) 서비스를 위한 패킷이면 상기 트래픽마킹 수단을 통해 IP 패킷 헤더의 ToS(Type of Service) 필드를 보장형(QoS Guaranteed) 패킷이라고 마킹하고, 상기 서비스품질(QoS) 리스트에 해당하지 않는 패킷이면 상기 IP 패킷 헤더의 ToS(Type of Service) 필드에 최선형(Best Effort) 패킷이라고 마킹하며, 마킹된 패킷들은 상기 스케쥴링 수단을 통해서 우선순위 기반으로 사용자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 장치.Search the sender / receiver IP address, port number and protocol field of all incoming and outgoing packets and search for the quality of service (QoS) list generated by the resource management means by the request of the home terminal. If it is a packet corresponding to the quality of service (QoS) list, that is, a packet for a guaranteed service (QoS Guaranteed) service, the traffic marking means to the ToS (Type of Service) field of the IP packet header If the packet is marked as a QoS Guaranteed packet and the packet does not correspond to the QoS list, the packet is marked as a Best Effort packet in the Type of Service field of the IP packet header. Dynamic traffic management apparatus, characterized in that for transmitting to the user on the basis of priority through the scheduling means. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 서비스품질(QoS) 리스트는,The quality of service (QoS) list, 보장해야 할 서비스들의 패킷정보를 저장하고, 댁내단말이 서비스품질(QoS) 보장을 요청한 시점에 가용한 자원이 있어서 해당 요청이 수락된 경우에 상기 자원관리 수단에 의해 생성되며, 정보는 송/수신자 IP 주소, 송수신 서비스의 포트 (Port) 번호, 그리고 서비스가 수행되기 위해서 예약되어야 하는 대역폭 정보를 포함하는 노드들의 집합인 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 장치.It stores the packet information of the services to be guaranteed, and is generated by the resource management means when the request is accepted because there are available resources at the time when the home terminal requests the quality of service (QoS) guarantee, and the information is transmitted / received by the receiver. And a set of nodes including an IP address, a port number of a transmission / reception service, and bandwidth information that must be reserved for the service to be performed. 홈네트워크 환경에서 서비스 별 서비스품질 보장을 위한 동적 트래픽 관리 방법에 있어서,In a dynamic traffic management method for guaranteeing service quality for each service in a home network environment, 댁내단말로부터 자원관리자가 서비스품질(QoS) 보장을 위한 대역폭 요청을 받아 가용한 자원을 검색하는 자원 검색 단계;A resource searching step of searching for available resources by a resource manager receiving a bandwidth request for guaranteeing quality of service (QoS) from a home terminal; 상기 자원 검색 단계에서 검색된 서비스되고 있는 최선형(Best Effort) 서비스 트래픽 중 하나의 희생 플로우를 선택하여 트래픽콘트롤러로 대역폭 선점요청 메시지를 송신하는 대역폭 선점 단계;A bandwidth preemption step of transmitting a bandwidth preemption request message to the traffic controller by selecting a victim flow of one of the best service traffics being serviced in the resource retrieval step; 상기 자원관리자로부터 대역폭 선점요청 메시지를 받은 트래픽콘트롤러가 해당 희생 플로우에 대해서 최선형(Best Effort) 서비스 대역폭의 사용률을 줄이고, 해당 결과를 자원관리자에게 알리는 트래픽 제어 단계; 및A traffic control step of receiving, by the traffic controller, a bandwidth preemption request message from the resource manager, reducing a utilization rate of a best effort service bandwidth for the victim flow and notifying the resource manager of the result; And 상기 트래픽콘트롤러로부터 받은 결과로 상기 자원관리자가 스케쥴러에게 스케쥴링을 요청하고, 서비스를 요청한 상기 댁내단말에게 대역폭을 예약(선점)했음을 알리는 예약 대역폭 전송 단계The reserved bandwidth transmission step of the resource manager request scheduling to the scheduler as a result of receiving from the traffic controller, and informs that the premises terminal that requested the service reserved bandwidth (preemption) 를 포함하는 동적 트래픽 관리 방법.Dynamic traffic management method comprising a. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 트래픽 제어 단계는,The traffic control step, TCP(Transmission Control Protocol)를 기반으로 하는 서비스인 경우 프로토콜이 갖는 플로우 제어 기능을 기반으로 하여 송신자측의 혼잡 윈도우(Congestion Window) 사이즈를 줄이도록 해당 플로우에 대해서 상기 댁내단말로부터 송신되는 확인(Acknowledgement Packet) 메시지를 홈서버/홈게이트웨이에서 임의로 버리는(Drop) 방법과 송신자 측에 해당 플로우가 지나가는 네트워크에 혼잡현상(Congestion)이 발생했다고 알리는 ICMP(Internet Control Message Protocol) Type4의 소스 소거(Source Quench) 메시지를 보내는 방법을 사용하고, 비연결형 프로토콜인 UDP(User Datagram Protocol)를 기반으로 하는 서비스인 경우 응용 프로그램에서 제공하는 플로우 제어 기능을 이용하여 해당 플로우가 소모하는 대역폭을 선점하는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 방법.In case of a service based on Transmission Control Protocol (TCP), an acknowledgment packet is transmitted from the premises terminal for the flow to reduce the size of the congestion window of the sender based on the flow control function of the protocol. ) Source Quench message of Internet Control Message Protocol (ICMP) Type 4 that informs the home server / home gateway of the random drop and informs the sender that congestion has occurred in the network through which the flow passes. Dynamic traffic characterized by preempting the bandwidth consumed by the flow using a flow control function provided by an application in the case of a service based on a user datagram protocol (UDP) that is a connectionless protocol How to manage. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 희생 플로우는,The sacrificial flow, TCP(Transmission Control Protocol) 기반의 트래픽들에 대해서 우선적으로 선택되어지는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 방법.Dynamic traffic management method characterized in that it is selected first for the transmission control protocol (TCP) based traffic. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 자원 검색 단계는,The resource search step, 전체사용 가능한 대역폭이 상기 댁내단말이 요구하는 대역폭 이상일 때에는 요청한 만큼의 자원을 예약하고, 바로 서비스품질(QoS)요구를 수락하고, 전체사용 가능한 대역폭이 상기 댁내단말이 요구하는 대역폭 미만인 경우에는 최선형(Best Effort) 서비스가 사용하는 대역폭을 검사하고, 상기 트래픽콘트롤러를 통하여 원하는 대역폭을 확보(선점)한 후, 서비스품질(QoS) 요구를 수락하되, 원하는 만큼의 대역폭이 확보되지 않으면 해당 서비스품질(QoS) 요구를 거절하는 것을 특징으로 하는 동적 트래픽 관리 방법.If the total available bandwidth is more than the bandwidth required by the premises terminal, reserve as many resources as requested, immediately accept the quality of service (QoS) request, and if the total available bandwidth is less than the bandwidth required by the premises terminal, After checking the bandwidth used by the Best Effort service and securing (preempting) the desired bandwidth through the traffic controller, it accepts the quality of service (QoS) request, but if the desired bandwidth is not secured, the corresponding quality of service (QoS) Dynamic traffic management method for rejecting a request.
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