KR100678830B1 - 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공ｉｐ망에서의연결 수락 제어방법 및 장치 - Google Patents

라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공ｉｐ망에서의연결 수락 제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이용자들이 좀더 안정된 QoS 보장 서비스를 받을 수 있도록 하는 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어방법 및 장치에 관한 것으로, 종래의 에지 라우터 상태 정보 및 서비스 계약 조건(SLA)에 더하여 사용자 데이터가 실제로 경유하는 경로상에 위치한 중심 라우터들의 상태 정보를 연결 수락 제어에 활용함으로써 서비스 품질 보장을 위한 연결 수락 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공ＩＰ망에서의 연결 수락 제어방법 및 장치{Connection admission control method and apparatus using status of routers in differentiated service network}
도 1은 종래의 차등형 서비스 제공망의 구조도,
도 2는 본 발명에 채용되는 차등형 서비스 제공망에서의 연결 수락 제어를 위한 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 대역폭 중개자의 연결 수락 제어관리자의 기능 순서도,
도 4는 도 2에 도시된 상태 보고 에이전트의 동작 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차등형 서비스망에서의 연결 수락 제어 절차예이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 50, 60, 70 : 차등형 서비스 도메인
12, 22 : 경계 라우터
14, 24 : 중심 라우터
16, 26 : 에지 라우터
30 : 대역폭 중개자
32 : 라우터 상태 관리자
34 : 연결 수락 제어관리자
36, 38 : 상태 보고 에이전트
40, 42 : 라우터
본 발명은 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차등형 서비스 도메인의 중심부에 위치하는 중심 라우터들의 상태를 파악하여 이용자들의 접속요청에 대한 수락 여부를 판단할 수 있도록 한 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
최선형 서비스(Best Effort Service)를 근간으로 하는 현재의 인터넷은 데이터의 신뢰성 있는 전송만을 제공할 뿐이지, 전송 시간, 대역폭, 지연 변이 등과 같은 성능에 대한 서비스 품질(Quality of Service; QoS)은 보장하지 못한다.
그러나 새로이 등장하는 멀티미디어 통신 응용들은 통신망이 특정 수준 이상의 서비스 품질을 만족시키면서 데이터를 전송해 줄 것을 요구한다.
이러한 요구를 만족시키기 위한 방안 중의 하나로 차등형 서비스 방식이 제안되었다. 이는 패킷에 미리 약속된 표시를 하여 우선 순위를 부여함으로써 인터넷이 폭주 상태에 직면했을 때 기존의 최선형(best effort) 서비스보다는 우선 순위 를 가지고 데이터를 전달할 수 있도록 차등화된 서비스를 제공하기 위한 모델이다.
이러한 차등형 서비스(differentiated services;DiffServ;DS)는 정량적 서비스 품질을 보장할 수 없다는 한계를 가지고 있으나 경로상의 라우터들이 시그널링이나 흐름(flow) 구별 등의 기능을 가질 필요가 없어 대규모 망에 적용하는데 무리가 없다고 판단되었다.
상기의 차등형 서비스에 관한 연구가 진행됨에 따라 미국을 비롯한 선진국에서는 차등형 서비스를 이용하여 단대단 간의 서비스 품질(QoS) 보장 방법을 활발하게 연구하고 있다.
도 1은 종래의 차등형 서비스 제공망의 구조도로서, 차등형 서비스(DS)를 제공할 수 있는 DS 라우터들(즉, 경계 라우터, 중심 라우터, 에지 라우터)이 연속적으로 연결되어 있고 이것들이 공통의 서비스 제공 정책하에 운용되며 각 라우터에 구현된 동작 형태들이 동일할 때 이를 DS 도메인(10, 20)이라 한다.
상기 경계 라우터(12, 22; border router)는 자신이 속한 DS domain(10, 20)을 다른 DS 도메인(20, 10)이나 비DS 도메인과 연결하는 라우터를 말한다. 자신이 속한 DS 도메인과 연결된 도메인간에 맺어진 계약에 의해 정의된 대로 트래픽이 흐르도록 트래픽 조절(traffic conditioning) 기능을 수행하여야 한다.
상기 중심 라우터(14, 24; internal router)는 동일한 DS 도메인에 속한 다른 중심 라우터나 경계 라우터들과만 연결된 라우터이다. 일반적으로, 상기 중심 라우터(14, 24)는 우선 순위를 가지도록 특별히 표시된 패킷이 들어오면 사전에 약속된 방식에 따라 해당 패킷을 우선 처리하는 단순한 기능을 수행한다.
상기 에지 라우터(16, 26; edge router)는 자신이 속한 DS 도메인(10, 20)의 가장자리에 위치하여 사용자의 단말(호스트 S, 호스트 D)과 연결되는 라우터로서, 가입자가 우선 순위 처리를 요구하는 패킷을 보내올 경우 이를 받아 들여 처리하거나 거절하는 기능을 수행한다. 패킷의 수락여부는 대역폭 중개자(Bandwidth Broker; 도시 생략)의 명령에 따라 수행한다.
이와 같이 구성된 종래의 차등형 서비스 제공망에서, 차등형 서비스의 연결 수락에는 주로 차등형 서비스 도메인(DS domain)의 가장 자리에 위치하는 에지 라우터(edge router)의 상태 정보와 사용자와 망 제공자와의 서비스 계약 조건(Service Level Agreement;SLA)이 주로 판단 기준으로 사용된다.
그러나, 사용자의 요청이 에지 라우터(edge router)의 상태와 SLA를 만족시킨 경우라 할 지라도 DS domain의 내부의 특정한 중심 라우터에 우선 순위 트래픽이 과도하게 집중된다면 실제로 사용자가 원하는 QoS를 제공할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 이용자들이 좀더 안정된 QoS 보장 서비스를 받을 수 있도록 하는 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어방법은, 제 2호스트로 우선 순위를 갖는 트래픽을 전송하려는 제 1호스트가 자신과 근접하여 연결된 제 1 차등형 서비스 도메인의 제 1 대역폭 중개자에게 자원 할당 요구 메시지를 보내는 제 1 과정과, 상기 제 1 대역폭 중개자가 상기 자원 할당 요구 메시지를 이용하여 경로를 추정한 후 상기 경로를 포함하는 제 2 차등형 서비스 도메인의 제 2 대역폭 중개자와 연계하여 상기 경로에 대한 상태 정보를 수집하는 제 2 과정과, 상기 제 1 대역폭 중개자가 상기 수집된 상태 정보를 이용하여 상기 제 1호스트의 상기 제 1 차등형 서비스 도메인으로의 접속 수락 여부를 결정하는 제 3과정과, 상기 접속 수락이 결정되면 상기 제 1 대역폭 중개자의 명령에 의해 상기 제 1호스트에 연결된 라우터가 상기 제 1호스트로부터의 우선 순위 트래픽을 받아들이는 과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 실시예에 따른 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어장치는, 차등형 서비스 도메인 내에 설치되고, 자신이 우선 순위 트래픽을 처리할 여분의 자원을 보유하고 있는지에 대한 라우팅 상태 정보를 인터페이스별로 관리하는 라우터와, 제 2호스트에 대해 우선 순위를 갖는 트래픽 전송을 위해 제 1호스트로부터 자원 할당을 요구받으면 경로를 추정한 후, 상기 인터페이스별 라우팅 상태 정보를 이용하여 제 1 호스트와의 접속 수락 및 자원 할당 여부를 결정하는 대역폭 중개자를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 채용되는 차등형 서비스 제공망에서의 연결 수락 제어를 위한 구성도이다.
대역폭 중개자(30)는 인터넷 프로토콜(IP)망에서 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위해 필요한 자원들을 관리하는 기능을 수행하는 장치이다. 예를 들어 차등형 서비스를 이용하여 사용자들이 너무 많은 양의 패킷들을 우선 처리하려고 할 경우 망의 대역폭이 고갈되어 서비스를 제공할 수 없는 상황이 일어 날 수 있으므로 이 를 적절하게 통제하는 기능도 포함된다.
라우터 상태 관리자(32; Router Status Manager)는 상기 대역폭 중개자(30)의 기능 모듈로서 관리 대상 라우터들의 인터페이스별 상태 정보를 기록하는 표를 관리한다.
하나의 대역폭 중개자는 해당 DS 도메인내에 존재하는 모든 DS 라우터를 관리 대상 라우터로 삼는다. 그에 따라, 상기 라우터 상태 관리자(32)는 관리 대상 라우터에 장착된 상태 보고 에이전트(36 또는 38)가 보내준 상태 정보를 기록 관리하고 연결 수락 제어 관리자(34)가 정보를 요구할 때 알려준다. 상기 라우터 상태 관리자(32)는 주로 라우터가 우선 순위 트래픽을 처리할 자원을 보유하고 있는 지 여부를 인터페이스별로 관리한다.
상기 연결 수락 제어관리자(34; Connection Admission Control Manager)는 상기 대역폭 중개자(30)의 기능 모듈로서 라우팅 정보와 경로상의 라우터 상태 정보를 이용하여 접속 수락 제어를 수행한다.
상기 연결 수락 제어관리자(34)의 기능 순서를 도 3의 흐름도를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 연결 수락 제어관리자(34)는 사용자 측에서 들어오는 우선 순위 트래픽 자원 할당 요구를 받으면 사용자의 요구를 수용하여 접속을 수락함으로써 자원을 할당할 것인지 여부를 결정한다. 이를 위해 라우터 상태 관리자(32)에게 정보를 요구하고, 그 라우터 상태 관리자(32)가 보내준 정보를 이용하여 접속 수락 여부를 결정한 후, 사용자측과 에지 라우터(해당 사용자와 직접 연결되어 있는 라우터)에 게 그 결과를 통지하는 기능을 수행한다. 자세한 절차는 다음과 같다.
우선 순위 트래픽 자원 할당 요구에 포함되어 있는 출발지 및 목적지 주소를 이용하여 중간에 거쳐야 할 경로를 찾아 낸다. 상기 경로에 대한 정보는 {라우터 1(rouer 1), 인터페이스 1(interface 1)}, {라우터 2, 인터페이스 2}, {라우터 3, 인터페이스 3},···와 같은 형태로 구성된다. 여기서 인터페이스는 라우터의 출력측 인터페이스의 주소이다.
그 후, 상기 연결 수락 제어관리자(34)는 라우터 상태 관리자(32)에게 경로 정보에 포함된 라우터와 인터페이스에 대한 상태 정보를 조회한다. 상기 라우터 상태 관리자(32)는 그 연결 수락 제어관리자(34)에게 조회 결과를 통지한다.
여기서, 만일 목적지의 주소가 다른 DS 도메인에 속한다면 해당 DS 도메인을 관리하는 대역폭 중개자에게 동일한 형태로 상태 정보를 문의하고, 목적지의 주소가 해당 DS 도메인에 속한다면 내부의 상태 정보 자료를 이용하여 경로상에 존재하는 모든 라우터와의 인터페이스에 대한 상태 정보를 조회를 한다.
이후, 경로상의 모든 라우터와 인터페이스의 상태가 사용자의 우선 순위 트래픽 자원 할당 요구를 수용할 수 있는 상태라면 상기 연결 수락 제어관리자(34)는 사용자 측에 요구가 수용되었음을 알리고 에지 라우터에게는 해당 요구에 포함된 요구 사항을 수락할 것을 명령한다. 만일, 상기 경로상의 모든 라우터와 인터페이스의 상태가 사용자의 우선 순위 트래픽 자원 할당 요구를 수용할 수 없는 상태라면 상기 연결 수락 제어관리자(34)는 사용자측에게 수락불가를 통보한다.
한편, 도 2에서, 상기 상태 보고 에이전트(36, 38; Status Report Agent)는 각각 라우터1, 2(40, 42)에 장착되고, 자신이 속한 라우터(라우터 1(40) 또는 라우터 2(42))의 인터페이스별 상태 변화를 상기 대역폭 중개자(30)에게 보고한다.
즉, 상기 상태 보고 에이전트(36, 38)는 라우터가 차등형 서비스 기능을 이용하여 우선 순위 트래픽을 처리할 여분의 자원을 가지고 있는지 여부를 인터페이스별로 파악하여 해당 DS 도메인을 관리하는 대역폭 중개자에게 전달하는 기능을 수행한다.
상기 상태 보고 에이전트(36, 38)의 기능 순서를 도 4의 흐름도를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
라우터 상태 관리자(32)는 각 라우터에 대해 전체 할당 가능한 자원 중에 우선 순위 트래픽을 처리하기 위해 별도로 할당할 수 있는 자원의 양을 사전에 비율로서 정하여 설정(예컨대, 상태(status)= OK, 구 상태(old status)= OK, 허용치= Y%)하여야 한다.
그리고, 각각의 라우터1(40), 라우터2(42)에 설치된 상태 보고 에이전트(36, 38)는 주기적으로 해당 라우터의 인터페이스별로 우선 순위 트래픽을 위해 할당된 자원의 양(즉, 이용도)을 측정한다.
상기 측정 결과가 사전에 지정된 비율(허용치)을 초과했을 경우 상태 보고 에이전트(36 또는 38)는 대역폭 중개자(30)에게 자원이 고갈되었음을 알린다(즉, "old status= status, status= not OK"가 됨).
그러나, 상기 측정 결과가 사전에 지정된 비율(허용치)보다 작을 경우에는 대역폭 중개자(30)에게 자원에 여분이 있음을 알린다. 상기 상태 보고 에이전트(36, 38)는 주기적인 측정 결과가 이전의 상태와 동일할 경우에는 상기 대역폭 중개자(30)에게 별도로 알리지 않고 상태에 변동이 있을 때만 알린다.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결수락 제어 절차에 대해 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예 설명에 있어서, 연결 수락 제어 절차에 앞서 우선적으로 다음의 조건이 만족되어야 한다. 모든 라우터에는 상태 보고 에이전트가 설치되어 가동 중이어야 하고, 모든 대역폭 중재자들은 자신이 관리하는 DS 도메인에 속한 모든 라우터들에 대한 인터페이스별 상태 정보를 수집하고 있어야 하며, 대역폭 중개자들간의 통신을 위한 프로토콜이 존재하여야 한다.
그리고 도 5에서, BB는 대역폭 중개자를 의미하고, R은 라우터를 의미한다.
먼저, 호스트 S가 호스트 D로 우선 순위를 가지는 트래픽(traffic)을 전송하고자 DS 도메인(50)내의 BB1에게 자원 할당 요구메시지를 보낸다. 상기 BB1은 메시지에 포함된 출발지(호스트 S)와 목적지(호스트 D)의 주소를 이용하여 경로를 알아낸다(80). 이 때 경로를 {R1, A}, {R3, B}, {R4, C}, {R5, D}, {R6, E}, {R7, F}, {R8, G}, {R10, H}라고 가정한다.
상기 BB1은 {R1, A}, {R3, B}, {R4, C}에 대한 상태 정보를 자신이 가지고 있는 표를 이용하여 알아내고, 나머지 {R5, D}, {R6, E}, {R7, F}, {R8, G}, {R10, H}에 대해서는 DS 도메인(60)의 BB2에게 문의한다(82).
그에 따라, 상기 BB2는 {R5, D}, {R6, E}, {R7, F}에 대한 상태 정보는 자신이 가지고 있는 표를 이용하여 알아내고 {R8, G}, {R10, H}에 대해서는 DS 도메인(70)의 BB3에게 문의한다(84).
상기 BB3는 {R8, G}, {R10, H}에 대한 상태 정보를 자신이 가지고 있는 표를 이용하여 알아낸 후 상기 BB2에게 통보한다(86). 상기 BB2는 DS 도메인(50)의 BB1에게 {R5, D}, {R6, E}, {R7, F}, {R8, G}, {R10, H}에 대한 상태 정보를 통보한다(88).
경로상의 모든 인터페이스에 대한 상태 정보를 수집한 BB1은 상태 정보를 이용하여 접속 수락 여부를 결정하게 되는데, 접속을 수락하기로 결정이 나면 우선 순위 트래픽 자원 할당 요구 메시지에 포함된 요구 사항을 수행하도록 R1에게 명령하다.
상기 명령에 따라 R1은 호스트 S로부터의 우선 순위 트래픽을 받아 들이게 된다(90).
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 종래의 에지 라우터 상태 정보 및 서비스 계약 조건(SLA)에 더하여 사용자 데이터가 실제로 경유하는 경로상에 위치한 중심 라우터들의 상태 정보를 연결 수락 제어에 활용함으로써 서비스 품질 보장을 위한 연결 수락 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 제 2호스트로 우선 순위를 갖는 트래픽을 전송하려는 제 1호스트가 자신과 근접하여 연결된 제 1 차등형 서비스 도메인의 제 1 대역폭 중개자에게 자원 할당 요구 메시지를 보내는 제 1 과정;
    상기 제 1 대역폭 중개자가 상기 자원 할당 요구 메시지를 이용하여 경로를 추정한 후 상기 경로를 포함하는 제 2 차등형 서비스 도메인의 제 2 대역폭 중개자와 연계하여 상기 경로에 대한 상태 정보를 수집하는 제 2 과정;
    상기 제 1 대역폭 중개자가 상기 수집된 상태 정보를 이용하여 상기 제 1호스트의 상기 제 1 차등형 서비스 도메인으로의 접속 수락 여부를 결정하는 제 3과정; 및
    상기 접속 수락이 결정되면 상기 제 1 대역폭 중개자의 명령에 의해 상기 제 1호스트에 연결된 라우터가 상기 제 1호스트로부터의 우선 순위 트래픽을 받아들이는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어방법.
  2. 차등형 서비스 도메인 내에 설치되고, 자신이 우선 순위 트래픽을 처리할 여분의 자원을 보유하고 있는지에 대한 라우팅 상태 정보를 인터페이스별로 관리하는 라우터; 및
    제 2호스트에 대해 우선 순위를 갖는 트래픽 전송을 위해 제 1호스트로부터 자원 할당을 요구받으면 경로를 추정한 후, 상기 인터페이스별 라우팅 상태 정보를 이용하여 제 1 호스트와의 접속 수락 및 자원 할당 여부를 결정하는 대역폭 중개자를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 대역폭 중개자는,
    상기 라우터가 우선 순위 트래픽을 처리할 자원을 보유하고 있는지의 여부에 대한 라우팅 상태 정보를 인터페이스별로 관리하는 라우터 상태 관리자; 및
    상기 제 1호스트 또는 제 2호스트 중 적어도 하나로부터 자원 할당 요구를 받으면, 상기 자원 할당 요구에 포함된 출발지와 목적지 주소를 이용하여 중간에 거쳐야 할 경로를 추정하고, 상기 라우터 상태 관리자로부터 수신한 상기 라우팅 상태정보를 이용하여 상기 경로 상의 모든 라우터와 인터페이스의 상태가 상기 자원 할당 요구를 수용할 수 있는 상태라면 사용자인 상기 제 1호스트 또는 제 2호스트에 요구 수용을 알려 상기 제 1 호스트와의 접속을 수락하고 자원 할당 여부를 결정하는 연결 수락 제어 관리자를 구비함을 특징으로 하는 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 라우터는,
    상기 라우터가 우선 순위 트래픽을 처리할 여분의 자원을 보유하고 있는지 여부를 인터페이스별로 파악하여 해당 차등형 서비스 도메인의 상기 대역폭 중개자에게 전달하는 상태 보고 에이전트를 구비하는 것을 특징으로 하는 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 상태 보고 에이전트는.
    주기적으로 해당 라우터의 인터페이스별 우선 순위 트래픽 자원 이용 정도를 측정하고, 측정결과를 미리 지정된 값과 비교하여 그 대소관계가 이전의 상태와 달라질 경우에 상기 대역폭 중개자에게 알리는 것을 특징으로 하는 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 과정의 자원 할당 요구 메시지는,
    출발지와 목적지의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 차등형 서비스제공IP망에서의 연결 수락 제어방법.
KR1019990055830A 1999-12-08 1999-12-08 라우터상태 정보를 이용한 차등형 서비스제공ｉｐ망에서의연결 수락 제어방법 및 장치 KR100678830B1 (ko)

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