KR100656509B1

KR100656509B1 - 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법

Info

Publication number: KR100656509B1
Application number: KR1020040014434A
Authority: KR
Inventors: 권일원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2006-12-11
Also published as: US20050195740A1; KR20050088874A; US7636308B2

Abstract

본 발명은 네트워크 혼잡시에도 일정량의 대역폭을 요구하는 서비스의 안정된 QoS를 제공하기 위해 AFRED(Active Flow Random Early Drop) 방식이 도입된 패킷 체증 제어 방법을 제공하기 위한 것으로서, 임의의 패킷 플로우를 수신하는 단계; 수신한 플로우에 대한 식별자를 정의하는 단계; 정의된 플로우에 대해 각각 넘버링을 하는 단계; 해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계; 각 플로우에 적합한 최소 큐 한계값 및 최대 큐 한계값을 할당하는 단계; 해당 플로우 특성에 맞는 최대 확률값을 할당하는 단계; 최대 확률값과 최소 큐 한계값 및 최대 큐 한계값이 결정되면, 이 값들을 이용하여 패킷 폐기 확률을 계산하는 단계; 및 계산된 패킷 폐기율(폐기 확률)에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 포함하므로써, 네트워크 혼잡 상황에서 혼잡 제어 변수를 상황에 맞게 동적으로 조절하고 per-flow 큐잉과 같은 효과를 볼 수 있으며, AFRED 방식이 적용된 라우터(또는 게이트웨이)에서 특정 트래픽에 따라 적정한 대역폭을 할당해주므로 사용자들이 원활한 비디오 서비스를 제공받을 수 있는 효과가 있다.

RED, AFRED, 비디오 스트림, 체증 제어, 패킷 폐기율, DROP

Description

비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법 {Congestion avoidance method for video service bandwidth}

도 1a는 일반적인 per-flow 큐잉 방식에서의 각 플로우에 따라 분리된 큐의 형태를 나타내는 도면,

도 1b는 일반적인 FIFO 방식에서의 큐의 형태를 나타내는 도면,

도 1c는 본 발명을 구현하기 위한 단일 큐 내의 각 플로우 별 관리 형태를 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 플로우의 상태에 따라 패킷 폐기율이 동적으로 조절되는 AFRED(Active Flow Random Early Drop) 알고리즘 과정을 설명하기 위한 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 AFRED의 비디오 스트림 대역폭의 효과적인 대역폭 보장을 보여주기 위한 시뮬레이션하기 위한 구성도,

도 4는 도 3의 시뮬레이션 결과 중 패킷 평균 출력값에 대한 도면,

도 5는 도 3의 시뮬레이션 결과 중 패킷 폐기율에 대한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

GW : 게이트웨이 S : VoD(Video On Demand) 서버

U1∼U6 : 사용자

본 발명은 비디오 스트림 대역폭 보장 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비디오 서비스 제공 장비 내에서 AFRED(Active Flow Random Early Drop) 방식을 이용하여 패킷의 공정한 큐잉을 제공함으로써 비디오 서비스의 QoS를 제공하기 위한 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법에 관한 것이다.

현재 인터넷에서 체증을 해결하는 방법은 이미 발생한 체증에 반응하여 송신 호스트의 윈도우 크기를 통해 전송률을 조절하는 것으로 오로지 양 종단 TCP 호스트에만 의존하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 이미 발생한 체증에 대하여 수동적으로 동작하는 이 방법으로는 현재의 인터넷이 경험하고 있는 폭발적인 트래픽 증가 상황에 대처하기에는 크게 미흡한 점이 있다.

체증이 이미 발생한 상태에서는 발생 지점의 라우터 버퍼 내의 큐 길이는 이미 최대치에 도달해 있으며, 따라서 이후에 도착하는 모든 패킷은 폐기되므로 이 패킷들을 전송한 모든 송신 호스트들은 거의 동시에 윈도우 크기를 줄이는 슬로우 스타트 단계에 들어가게 되어 일시적으로 링크 사용률이 떨어지게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 망 종단 송신 호스트의 전송률을 조절하는 현재의 소스기반의 체증 제어와 함께 망 중간 노드인 라우터(또는 게이트웨이)에서 버퍼를 관리함으로써 체증이 발생하기 전에 능동적으로 대처하는 방안이 필요하다. 그렇게 함으로써 순간적으로 링크의 사용률이 극단적으로 감소하는 것을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라 라우터 내의 큐 길이를 항상 작은 크기로 유지할 수가 있게 된다.

고속망으로 갈수록 망 중간 노드에서의 큐잉지연이 전체 패킷 처리율에 매우 큰 영향을 미치기 때문에 중간 노드의 큐길이를 작게 유지하는 것도 체증 제어의 중요한 목적의 하나로 인식되고 있다.

현재 제시되고 있는 네트워크 혼잡 제어 방법론들이 여러 가지가 있는데, 그 중 라운드 로빈 방식의 스케줄링 방법의 경우, 각각의 데이터 흐름에 공정한 대역폭을 할당하는 방법이 있다.

제한된 대역폭을 이용하기 때문에 어떤 특정한 데이터 흐름에 대역폭이 많이 할당되거나 또는 할당받지 못하는 경우가 생길 수 있다.

이하 도면을 참조하여 종래의 패킷 큐잉 방식에 관하여 설명하기로 한다.

도 1a는 일반적인 per-flow 큐잉 방식에서의 각 플로우에 따라 분리된 큐의 형태를 나타내는 도면이다.

도 1a를 참조하면, 일반적인 per-flow 방식에서는 각각 플로우를 위한 분리된 큐를 구비하여 분리된 큐는 라운드 로빈 스케쥴링 방식에 따라 별도로 관리된다. 따라서 라운드 로빈 방식으로 관리되므로 공정한 큐잉이 가능하다. per-flow 큐잉을 이용하는 시스템은 혼잡에 의한 패킷 손실을 향상시켜 줄 수 있는 장점이 있고, 또한 버퍼의 요구조건을 줄여 줄 수 있는 장점이 있는 반면에 장비 내에서 각각의 플로우에 따라 분리된 큐를 관리해야 하기 때문에 공정한 할당 메카니즘 구현에 있어서 복잡하다는 문제점이 있다.

상기 도 1a에 제시된 per-flow와 달리 간단한 패킷 관리 방법이 있는데, 도 1b를 참조하여 설명하기로 한다.

도 1b는 일반적인 FIFO 방식에서의 큐의 형태를 나타내는 도면이다.

도 1b와 같이, FIFO 방식은 단일 큐에 모든 플로우가 유입되며 별도로 플로우를 관리하지 않는 구조이다. 체증 발생시 패킷을 버리므로써 송신자에게 혼잡 상태를 알려줄 수 있으며, 게이트웨이(또는 라우터)는 큐의 길이를 모니터링 함으로써 네트워크의 상태를 예측할 수 있다. 큐 사이즈가 너무 길면, 들어오는 패킷을 버릴 때, 송신자는 이러한 패킷 손실에 반응을 보이게 된다. 이러한 간단한 패킷 관리방법을 Drop Tail 이라고 하며, 장비의 버퍼를 다 써버렸을 때 들어오는 패킷을 버리는 방법이다. 이것은 링크의 성능에 따라 전송될 수 있는 패킷의 차이가 많이 날 수 있다는 것을 의미한다.

상기 Drop Tail 문제를 해결하기 위한 적절한 방법으로, 네트워크에서 발생할 수 있는 혼잡 상황을 미리 예측하여 중간노드에서 사전에 발견하고 그것을 송신자에게 알려준다는 개념이 있다. 이것은 네트워크상에서 혼잡이 발생했을 때 이 혼잡에 의해 강제적으로 패킷이 폐기되서 없어질 경우, 송신자에게 좀 더 일찍 패킷의 손실을 알려 주고, 전송률을 적절히 조절하도록 유도하는 개념이다.

이러한 방법은, 일반적으로 '혼잡방지'라는 개념으로 알려져 있다. 혼잡방지 전략을 이용하면 중간 노드(라우터 또는 게이트웨이)에서의 과도한 큐의 사이즈를 방지해서 패킷을 손실률을 줄이고, 동시에 적은 사이즈의 큐에 대해서는 링크의 미사용 대역폭을 적절하게 사용하게 해서 통신망을 최적의 사용 상태로 만드는 것을 목적으로 한다. 이러한 전략 중에 한가지로서 IETF에서 제안한 RED (Random Early Detection)가 있다.

RED는 평균 큐 길이에 따라 망의 체증 정도를 결정하여 이에 따라 패킷을 폐기(drop)하는 확률을 결정한다. RED를 사용할 경우 현재의 라우터에서 사용되고 있는 drop tail 방식과 비교하여 링크의 사용 효율을 높일 수 있는 것으로 확인된 바 있다.

RED는 큐의 평균 사이즈를 관측해서 적절한 버퍼의 이용을 유도하는데, 평균 큐의 사이즈가 이미 책정된 최소의 경계를 넘을 경우 패킷들을 임의로 선정해서 폐기(drop)하거나 표시(mark)를 해서 사전에 통신망이 혼잡 상태로 가는 것을 미연에 방지한다.

그러나, RED에 의한 혼잡 제어 실행으로 패킷을 버릴 경우, 각각의 플로우에 대한 공정성 및 특정 서비스(예를 들어 비디오 서비스)에 대한 차별성이 없이 패킷을 처리하는 것을 볼 수 있는데, 이는 RED가 FIFO를 기준으로 만들었기 때문이다.

또한, RED에서 사용되는 변수들은 상황에 따라 값이 변하는 것이 아니고 초기에 설정된 값으로 고정되어 그 값을 기준으로 패킷을 처리(drop 또는 accept)하기 때문에 비디오 서비스 같은 일정한 대역폭을 요구하는 패킷 플로우에 대해서는 적절한 조치를 할 수 없게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 네트워크 혼잡시에도 일정량의 대역폭을 요구하는 서비스의 안정된 QoS를 제공하기 위해 AFRED(Active Flow Random Early Drop) 방식이 도입된 패킷 체증 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법은, 임의의 패킷 플로우를 수신하는 단계; 수신한 플로우에 대한 식별자를 정의하는 단계; 정의된 플로우에 대해 각각 넘버링을 하는 단계; 해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계; 각 플로우에 적합한 패킷 폐기 확률을 설정하는 단계; 및 설정된 패킷 폐기 확률에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 포함한다.

또한 상기 방법은 현재 수신한 패킷의 큐 길이가 최소 큐 한계값과 최대 큐 한계값 사이에 존재할 경우, 설정된 패킷 폐기 확률에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 더 포함하는 특징이 있다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법은, 임의의 패킷 플로우를 수신하는 단계; 수신한 플로우에 대한 식별자를 정의하는 단계; 정의된 플로우에 대해 각각 넘버링을 하는 단계; 해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계; 각 플로우에 적합한 RED(Random Early Detection) 파라미터를 할당하는 단계; RED 파라미터 값이 할당되면, 이 값들을 이용하여 패킷 폐기 확률을 계산하는 단계; 및 계산된 패킷 폐기 확률에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 현재 수신한 패킷의 큐 길이가 최소 큐 한계값과 최대 큐 한계값 사이에 존재할 경우, 계산된 패킷 폐기 확률에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플로우 식별자는 IP 처리 비트에 의해 구분되는 트래픽 클래스에 따라 정의되는 특징이 있다.

상기 플로우가 버스트한 특성을 갖을수록 최소 큐 한계값을 크게 주어 링크의 높은 사용 효율을 유지시키고, 최대 큐 한계값은 가급적 작게 하되 최소 큐 한계값의 두배 이상으로 값을 할당하는 특징이 있다.

또한 망의 버스트가 심할수록 최대 확률값을 크게 하여 패킷 폐기율을 높이는 특징이 있다.

이하, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 지닌자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 RED의 알고리즘을 보완한 AFRED 방식에 관한 것으로서, 먼저 FIFO 방식과 per-flow 방식의 장점을 혼합하여 큐를 구성한다.

도 1c는 본 발명을 구현하기 위한 단일 큐 내의 각 플로우 별 관리 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 1c에 도시된 바와 같이, FIFO에서와 같이 단일 큐 내에 per-flow 방식처럼 플로우별로 패킷을 처리하도록 한다.

각 플로우의 대역폭 분포를 이용해서 특정 서비스를 위한 버퍼 할당을 조절할 수 있다.

따라서, 플로우의 특성에 따라 적절한 혼잡 제어 변수를 설정하기 위해 플로우 별로 ID를 설정하고 해당 플로우마다 번호를 정의한다.

상기와 같은 구조에서 AFRED 알고리즘에 따라 패킷 폐기율을 계산하여야 하는데, AFRED 알고리즘에 대한 이해를 돕기 위해 RED 알고리즘을 간략히 설명하기로 한다.

RED는 버퍼에서의 평균 큐 길이(Q_avg)를 이용하여 체증제어를 수행하는데, 매 패킷이 도착할 때마다 Q_avg를 구하고, 이것을 미리 정해놓은 파라미터인 최소 큐 한계값(min_th)과 최대 큐 한계값(max_th)과 비교한다.

Q_avg가 min_th보다 작을 때에는 망의 링크의 사용이 낮은 수준에 머물러 있다고 판단할 수 있으므로 모든 패킷은 정상적으로 처리(accept)된다.

그리고, Q_avg가 min_th과 max_th사이에 있을 때 도착하는 패킷은 확률(P _a)에 의해 랜덤하게 폐기(drop)되든지, 체증 통보를 위한 비트(ECN 비트)를 표시(mark)한다.

이 확률(P_a)은 0에서부터 RED 내에 정의된 상수인 최대 확률(max_p) 까지의 범위 내에 존재한다. Q_avg가 max_th보다 클 때에는 Q_avg가 max_th 밑으로 떨어질 때까지 도착하는 모든 패킷을 폐기하거나 ECN 비트를 마크한다.

Q_avg를 구할 때 현재의 큐 길이가 미치는 영향은 큐 가중치로 결정된다. 큐 가중치를 이용하여 일시적인 버스트 트래픽의 영향으로 인해 실제 큐의 길이가 짧은 시간 동안 증가하더라고 Q_avg가 바로 영향을 받지 않도록 하고 있다.

RED는 망에 체증에 발생하여 라우터(또는 게이트 웨이)의 큐에 도착하는 패킷을 전부 폐기하기 전에 능동적으로 라우터의 큐 관리를 통해서 체증을 회피한다.

그러나, RED가 갖는 문제점 중의 하나로 지적되는 것은 라우터의 링크를 공유하고 있는 여러 트래픽(플로우) 형태에 따른 구분없이 모두 동일한 기준에 의해서 패킷의 폐기를 결정한다는 것이다.

그리고, 또 다른 문제점으로 패킷을 폐기 또는 ECN 비트를 마크하기 위해서 사용하는 확률 계산시 사용되는 최대 확률값이 고정된 값이라는데 있다.

따라서 본 발명은 기존의 고정적인 값을 갖는 최대 확률값(max_p)과 최소 큐 한계값(min_th) 및 최대 큐 한계값(max_th)에 대해 각 트래픽(플로우) 특성에 따라 다른 값을 갖도록 조정하므로써 트래픽에 적합한 패킷 폐기율 확률을 계산할 수 있도록 하는 데 AFRED 알고리즘을 구현하기 위한 것이다.

AFRED는 IP 처리 비트에 의해 구분되는 트래픽 클래스에 대해서 별도의 RED 플로우를 운영하며 각 플로우에 대해서 다른 RED 파라미터를 적용한다.

상기 RED 파라미터로는 앞에서 언급한 max_th,min_th,max_p가 있다.

이중 최대 확률값(max_p)은, max_p가 커질 경우에 패킷 폐기 확률이 커져 폐기하는 횟수가 많아지므로 실제 큐 길이나 평균 큐 길이(Q_avg)가 전체적으로 줄어들게 된다. 따라서 망의 버스트가 심할수록 max_p를 크게 하면 패킷 폐기율이 높아지게 되어 전송상의 효율이 좋아진다.

그리고 max_th,min_th는 플로우(트래픽)가 버스트한 특성을 갖을수록 min_th를 크게 주어 링크의 높은 사용 효율을 유지시키고, max_th는 가급적 작게 하되 min_th의 두배 이상으로 하는 것이 바람직하다. max_th는 Drop-Tail의 최대 버퍼 크기와 비슷하게 동작하므로 이 파라미터의 값이 클 경우는 큐 길이가 전체적으로 높게 유지되기 때문에 큐잉 지연시간이 길어지기 때문이다.

따라서 본 발명은 FIFO 큐잉 방식이 채용된 상황에서도 공정한 큐잉(fair queuing)을 제공하기 위해, 플로우의 특성에 따라 최대 확률값(max_p)과 max_th,min _th을 할당하는 원리를 제공하고자 한다.

이하, 상기의 원리에 따라 플로우 특성에 해당하는 RED 파라미터를 적용하여 패킷 폐기 확률을 계산하는 알고리즘을 제시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 플로우의 상태에 따라 패킷 폐기율이 동적으로 조절되는 AFRED(Active Flow Random Early Drop) 알고리즘 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저 임의의 패킷 플로우를 수신하면(1), 수신한 플로우에 대한 ID를 정의한다(2).

이때 플로우 ID는 IP 처리 비트에 의해 구분되는 트래픽 클래스에 따라 정의된다.

정의된 플로우에 대해 각각 넘버링을 하여 플로우 종류를 구분할 수 있도록 하고, 해당 플로우의 큐 길이를 계산한다. 그리고 각 플로우에 적합한 max_th,min_th를 할당한다(3). 플로우(트래픽)가 버스트한 특성을 갖을수록 min_th를 크게 주어 링크의 높은 사용 효율을 유지시키고, max_th는 가급적 작게 하되 min_th의 두배 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이어서, 해당 플로우 특성에 맞는 최대 확률값(max_p)을 할당한다(4).

이렇게 최대 확률값(max_p)과 최소 큐 한계값(min_th) 및 최대 큐 한계값(max_th)이 결정되면, 이 값들을 이용하여 패킷 폐기 확률(Pa)값을 수학식 1에 따라 계산할 수 있다(5).

Pa = maxp(avg-minth)/(maxth-minth)

여기서 최대 확률값(max_p)이 높으면, 높은 전송능력을 갖는 플로우에 더 적극적으로 적용되므로, 다른 플로우의 패킷 손실을 유발하는 공격적인 플로우의 경우 폐기율이 보다 많이 적용되므로 전체적으로 대역폭의 공정한 할당이 이루어진 다.

이렇게 계산된 패킷 폐기율(폐기 확률)에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 폐기(drop)하거나 수신(accept)한다(6). 이때, 해당 플로우의 큐 길이는 최소 큐 한계값(min_th)과 최대 큐 한계값(max_th) 사이에 존재하여야 한다.

만약, 큐 길이가 최소 큐 한계값(min_th)보다 작은 값이면 패킷 폐기율과 무관하게 패킷을 무조건 수신하고, 큐 길이가 최대 큐 한계값(max_th)보다 큰 값이면 패킷을 무조건 폐기하여야 한다.

상기와 같은 AFRED 알고리즘을 이용하여 비디오 서비스를 받게 됨으로써 발생하는 효과를 관찰하기 위해 시뮬레이션 구성을 하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 AFRED의 비디오 스트림 대역폭의 효과적인 대역폭 보장을 보여주기 위한 시뮬레이션하기 위한 구성도이다.

도 3과 같이, 비디오 서비스를 위한 6명의 사용자(U1∼U6)와 UDP 연결을 하는 것으로 가정하고, 사용자 1(U1)을 제외한 다른 모든 사용자(U2~U6)들은 10Mbps로 트래픽이 흐른다고 가정하자. 한편 사용자 1(U1)은 1Mbps 비디오 서비스를 위한 최소한의 대역폭이 보장되도록 하고, 각각의 플로우들은 0.01초 간격으로 비디오 스트림을 전송한다고 가정하자.

도 3의 시뮬레이션 구성은 AFRED가 네트워크 상황이 좋지 않은 연결에서도 비디오 서비스에 대해 일정량의 대역폭을 보장해 줄 수 있는 능력을 보여주기 위한 것이다.

사용자 1(U1)은 네트워크가 혼잡 상태일 때 다른 연결 보다 패킷의 손실이나 시간 지연이 더 증가할 수 있는데, 상기 AFRED 알고리즘에 따라 최대 확률값(max_p)과 최소 큐 한계값(min_th) 및 최대 큐 한계값(max_th)을 동적으로 조절하여 주므로써 적정 패킷 폐기 확률(Pa)값을 산출하게 되므로 공정하게 대역폭을 할당 받을 수 있게 된다.

상기의 FIFO 방식과 RED 방식을 AFRED 방식에 따라 시뮬레이션 한 결과는 다음 도면과 같다.

도 4는 도 3의 시뮬레이션 결과 중 패킷 평균 출력값에 대한 도면이고, 도 5는 도 3의 시뮬레이션 결과 중 패킷 폐기율에 대한 도면이다.

패킷 평균 출력 결과는, 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자 1(U1)은 FIFO 방식의 경우 다른 사용자들(U2∼U6)에 비해 아주 낮은 대역폭을 할당받게 되어 원활하게 비디오 서비스를 받기 어렵다. RED 방식의 경우는 FIFO 방식보다는 비교적 공정한 대역폭 할당이 이루어졌다고 할 수 있으나 다른 사용자들(U2∼U7)에 비해서는 아주 낮은 대역폭을 할당받는 결과가 발생되었다.

즉, 사용자 1(U1)이 1Mbps가 요구되는 비디오 서비스를 위한 최소한의 대역폭 할당을 받지 못했기 때문에 사용자 1(U1)은 원활한 비디오 서비스를 제공받지 못한다.

한편, AFRED 방식의 경우 사용자들 모두 비슷한 대역폭을 할당받게 되므로 사용자 1(U1)을 포함한 모든 사용자들이 원활하게 비디오 서비스를 받을 수 있는 것을 볼 수 있다.

패킷 폐기율에 있어서도, 도 5에 도시된 바와 같이, AFRED 방식의 경우 사용자들 모두 비슷한 폐기율로 패킷이 폐기되는 것을 알 수 있다.

도 4 및 도 5를 통해, 대역폭 사용에 비례하는 패킷 폐기 방법은 장비 내에서 공정한 대역폭을 제공하지 못한다는 것을 알 수 있었다. 즉, 특정 네트워크 연결상에서 최소한의 대역폭을 요구할 경우에 선택적인 패킷 폐기 방법이 필요하다는 것이다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 네트워크 혼잡 상황에서 혼잡 제어 변수를 상황에 맞게 동적으로 조절하고 per-flow 큐잉과 같은 효과를 볼 수 있으며, AFRED 방식이 적용된 라우터(또는 게이트웨이)에서 특정 트래픽에 따라 적정한 대역폭을 할당해주므로 사용자들이 원활한 비디오 서비스를 제공받을 수 있는 효과가 있다.

Claims

임의의 패킷 플로우를 수신하는 단계;

수신한 플로우에 대한 식별자를 정의하는 단계;

정의된 플로우에 대해 각각 넘버링을 하는 단계;

해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계;

각 플로우의 특성에 따라 가변되는 최소/최대 큐 한계값 및 최대 확률값을 할당하는 단계;

상기 할당된 값에 따라 패킷 폐기 확률을 설정하는 단계; 및

상기 설정된 패킷 폐기 확률에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 개별 플로우별로 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 포함하며,

상기 해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계에서, 큐 길이는 상기 최소 큐 한계값과 최대 큐 한계값 사이에 존재하며, 큐 길이가 상기 최소 큐 한계값보다 작은 값이면 상기 패킷 폐기 확률과 무관하게 패킷을 무조건 수신하고, 큐 길이가 상기 최대 큐 한계값보다 큰 값이면 패킷을 무조건 폐기하는 것을 특징으로 하는 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법.
삭제
임의의 패킷 플로우를 수신하는 단계;

수신한 플로우에 대한 식별자를 정의하는 단계;

정의된 플로우에 대해 각각 넘버링을 하는 단계;

해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계;

각 플로우의 특성에 따라 가변되는 RED(Random Early Detection) 파라미터를 할당하는 단계;

RED 파라미터 값이 할당되면, 이 값들을 이용하여 패킷 폐기 확률을 계산하는 단계; 및

계산된 패킷 폐기 확률에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 개별 플로우별로 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 포함하며,

상기 해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계에서, 큐 길이는 상기 RED 파라미터 값의 최소 큐 한계값과 최대 큐 한계값 사이에 존재하며, 큐 길이가 상기 최소 큐 한계값보다 작은 값이면 상기 패킷 폐기 확률과 무관하게 패킷을 무조건 수신하고, 큐 길이가 상기 최대 큐 한계값보다 큰 값이면 패킷을 무조건 폐기하는 것을 특징으로 하는 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법.
임의의 패킷 플로우를 수신하는 단계;

수신한 플로우에 대한 식별자를 정의하는 단계;

정의된 플로우에 대해 각각 넘버링을 하는 단계;

해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계;

각 플로우의 특성에 따라 가변되는 최소/최대 큐 한계값 및 최대 확률값을 할당하는 단계;

상기 할당된 값에 따라 패킷 폐기 확률을 설정하는 단계; 및

현재 수신한 패킷의 큐 길이가 최소 큐 한계값과 최대 큐 한계값 사이에 존재할 경우, 상기 설정된 패킷 폐기 확률에 따라 유입되는 플로우의 패킷을 개별 플로우별로 폐기(drop)하거나 수신(accept)하는 단계를 포함하며,

상기 해당 플로우의 큐 길이를 계산하는 단계에서, 큐 길이는 상기 최소 큐 한계값과 최대 큐 한계값 사이에 존재하며, 큐 길이가 상기 최소 큐 한계값보다 작은 값이면 상기 패킷 폐기 확률과 무관하게 패킷을 무조건 수신하고, 큐 길이가 상기 최대 큐 한계값보다 큰 값이면 패킷을 무조건 폐기하는 것을 특징으로 하는 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법.
제 4항에 있어서, 상기 플로우 식별자는 IP 처리 비트에 의해 구분되는 트래픽 클래스에 따라 정의되는 것을 특징으로 하는 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 플로우가 버스트한 특성을 갖을수록 최소 큐 한계값을 크게 주어 링크의 높은 사용 효율을 유지시키고, 최대 큐 한계값은 가급적 작게 하되 최소 큐 한계값의 두배 이상으로 값을 할당하는 것을 특징으로 하는 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 망의 버스트가 심할수록 최대 확률값을 크게 하여 패킷 폐기율을 높이는 것을 특징으로 하는 비디오 서비스 대역폭 보장을 위한 패킷 체증제어 방법.