KR100694227B1

KR100694227B1 - 멀티캐스팅 제어 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100694227B1
Application number: KR20050130953A
Authority: KR
Inventors: 이기철; 남기성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-03-14
Also published as: US20070147374A1; JP2007181205A; EP1804421A2; CN1992627A

Abstract

본 발명은 멀티캐스팅 서비스의 QoS 보장 방법에 관한 것으로, 멀티캐스팅 소스 또는 수신 단말이 신규 등록되거나, 라우터 또는 수신 단말이 기존의 멀티캐스팅 그룹으로부터 탈퇴하는 경우 등에 있어서, 네트워크의 위상 및 자원 상태를 검색하고, 검색된 네트워크 자원 상태에 따라 신규 멀티캐스팅 서비스의 제공 여부를 결정하는 멀티캐스팅 제어 시스템 및 그 방법을 제공함으로써 멀티캐스팅 기반의 고품질 멀티미디어 서비스를 사용자에게 제공하게 된다.

Description

멀티캐스팅 제어 시스템 및 그 방법{Apparatus and Method for Controlling Multicasting Service}

도 1은 종래의 PIM-SM을 이용한 멀티캐스팅 네트워크의 동작 방법을 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 시스템을 포함하는 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 시스템의 내부 구조를 나타낸 블록도.

도 4a는 소스로부터 랑데부 포인트까지 자원이 존재하지 않는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도.

도 4b는 도 4a의 경우 적용되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 5a는 공유 트리 상에 자원이 있는 링크와 자원이 없는 링크가 존재하는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도.

도 5b는 도 5a의 경우 적용되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 6a는 랑데부 포인트의 입출력 인터페이스가 프룬 상태(Prune)에서 포워드 상태(Forward)로 변환되는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도.

도 6b는 도 6a의 경우 적용되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 7a는 랑데부 포인트의 입출력 인터페이스가 포워드 상태에서 프룬 상태로 변환되는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도.

도 7b는 도 7a의 경우 적용되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 8a는 랑데부 포인트 상에 해당 멀티캐스팅 그룹에 대한 공유 트리가 생성되지 않은 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도.

도 8b는 도 8a의 경우 적용되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 9a는 랑데부 포인트 상에 멀티 캐스팅 그룹에 대하여 공유 트리가 생성된 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도.

도 9b는 도 9a의 경우 적용되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

20 : 멀티캐스팅 제어 시스템 30 : 소스

41, 42, 43, 44, 45 : 라우터 51, 52, 53 : 수신 단말

60 : 랑데부 포인트

본 발명은 멀티캐스팅 서비스의 QoS를 보장하기 위한 멀티캐스팅 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

과거의 네트워크는 유선/무선 네트워크, 음성/데이터 네트워크, 방송/통신 네트워크로 구분되었으며, 각각의 네트워크는 서로 상이한 방식으로 사용자에게 서비스를 제공해 왔다. 그러나 현재는 NGN(Next Generation Network)의 개념으로 유선/무선의 통합, 음성/데이터 통합, 방송/통신 통합 네트워크에 대한 연구, 개발이 활발하게 진행되고 있다. 그리고 NGN은 IP 기반의 고품질, 대용량 패킷 네트워크로 구성될 것으로 예상된다. 또한, NGN이 시작되는 시점에는 종래의 서비스 또한 진화하여 디지털 영상 서비스, 고화질 VoD, 대용량 네트워크 게임 등의 고품질 멀티미디어 서비스가 사용자에게 제공될 것이다. 전술한 고화질 멀티미디어 서비스 중에는 인터액티브 티비(Interactive TV), 온 디맨드 티비(On Demand TV), 비디오 컨퍼런스(Video Conference), 디지털 티비(Digital TV), 고화질 스트리밍 비디오(Streaming Video) 등의 영상 서비스 등이 있으며, 상기 서비스들은 IP 기반으로 사용자에게 제공될 것이다. 전술한 멀티미디어 서비스들을 IP 네트워크 상에서 사용자에게 제공하기 위하여는 IP 유니캐스트 라우팅 프로토콜(IP Unicast Routing Protocol)과 IP 멀티캐스팅 프로토콜(IP Multicasting Protocol)이 필요하다. IP 멀티캐스팅 프로토콜의 예로서, DVMRP, MOSPF, CBT, PIM-DM, PIM-SM 등이 개발되었다. 이 중 PIM-SM(Protocol Independent Multicast - Sparse Mode)이 확장성, 연동성을 고려할 때 가장 우수한 성능을 나타내는 것으로 보고되었으며, 현재 상용화되어 있는 대부분의 3계층 스위치(Layer 3 Switch)는 PIM-SM을 지원하고 있다.

먼저, PIM-SM에서 이용하는 (S,G) 스테이트의 표현에 대하여 살펴본다. 이러한 형식의 부호는 멀티캐스팅 그룹을 구별하기 위한 부호에 해당하며, 소스(S : Source) 및 멀티캐스팅 그룹 주소(G : Multicasting Group Address)를 사용하여 세션 트래픽을 식별하는 것이다. 예를 들어, (*,G)에서 *는 그룹 G로 보내는 모든 소스를 표현하는 와일드카드이며, G는 멀티캐스팅 그룹을 의미하는 것이다. 따라서 어느 라우터로 (*,G) 스테이트를 조회한다는 것은 모든 소스에서 G라는 그룹에 속한 멀티캐스팅 패킷을 수신하는지 조회한다는 의미이다.

도 1은 종래의 PIM-SM을 이용한 멀티캐스팅 네트워크의 동작 방법을 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 IP 네트워크는 소스(Source)(11), 라우터(Router)(12A, 12B, 12C, 12D), 랑데부 포인트(Rendezvous Point)(13), 수신 단말(Receiver)(14a, 14b) 등으로 구성될 수 있다.

제1, 2 수신 단말(14a, 14b)은 멀티캐스팅 그룹 G에 가입하여 멀티캐스팅 서비스를 제공받는다. 이를 위하여 상기 제1, 2 수신 단말(14a, 14b)은 먼저 IGMP 가 입 메시지(Internet Group Management Protocol Join Message)를 각각 제3 라우터, 제4 라우터(12C, 12D)에 전송하여 멀티캐스팅 그룹 G에 가입한다(S101). 상기 제3, 제4 라우터(12C, 12D)는 PIM 가입 메시지(PIM Join Message)를 통하여 랑데부 포인트(13)에 멀티캐스팅 그룹 G에 가입한다(S102). 이와 같이 랑데부 포인트(13)에 대하여 등록이 이루어지면 랑데부 포인트(13)부터 제3, 제4 라우터(12C, 12D)까지의 멀티캐스팅 그룹 G에 대한 공유 트리(Shared Tree)가 형성되는 것이다.

살펴본 바와 같은 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 소스(11)는 제1 라우터(12A)로 멀티캐스팅 패킷을 전송한다. 이를 수신한 제1 라우터(12A)는 랑데부 포인트(13)로 등록 메시지(Registering Message)를 전송하며(S103), 랑데부 포인트(13)는 상기 등록 메시지를 이용하여 멀티캐스팅 그룹 G에 대한 소스 트리(Source Tree)를 형성하기 시작한다. 랑데부 포인트(13)는 제2 라우터(12B)에 PIM 가입 메시지를 전송하여(S104), 멀티캐스팅 그룹 가입을 요청하고, 제2 라우터(12B)는 제1 라우터(12A)로 PIM 가입 메시지를 다시 전송하여(S105) 라우터 1(12A)의 멀티캐스팅 G 그룹에 대한 소스 트리를 완성하게 된다.

전술한 바와 같이 제1 라우터(12A)에서 랑데부 포인트(13)까지 소스 트리가 형성되면 랑데부 포인트(13)는 제1 라우터(12A)로 등록 중지 메시지(Registering Stop Message)를 전송하여 등록 과정을 종료한다(S106). 이와 같은 등록 과정 후 PIM-SM을 이용하여 소스(11)로부터 수신 단말(14a, 14b)까지 멀티캐스팅 패킷이 전송될 수 있는 것이다(S107).

살펴본 바와 같이 종래의 PIM-SM 멀티캐스팅 프로토콜에서는 네트워크 자원 상태에 관계없이 신규 소스들을 수용하였으므로 기존 서비스들의 QoS를 보장할 수 없다는 문제점을 갖는다. 그리고 랑데부 포인트와 서비스 종단 라우터인 제3, 제4 라우터 간에 공유 트리가 생성되면 네트워크 자원 상태에 관계없이 멀티캐스팅 데이터가 송수신되므로 서비스의 QoS 품질이 나빠진다는 문제점이 있다. 또한, 해당 멀티캐스팅 그룹에 대한 수신 단말이 전혀 존재하지 않아도 등록 과정이 수행되고 패킷이 송수신되므로 각 라우터의 네트워크 자원 낭비가 초래된다는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적어도 하나의 라우터에 대한 네트워크 자원 상태를 검색하고 여분의 네트워크 자원 상태에 따라 신규 멀티캐스팅 서비스의 제공 여부를 결정하는 멀티캐스팅 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 멀티캐스팅 서비스 네트워크는 멀티캐스팅 서비스를 제공받기 위한 적어도 하나의 수신 단말, 멀티캐스팅 소스로부터 상기 수신 단말로 전송되는 멀티캐스팅 서비스 패킷을 중계하는 적어도 하나의 라우터, 및 상기 라우터의 네트워크 자원 상태를 수집하여 여분의 네트워크 자원을 파악하고, 신규 멀티캐스팅 소스로부터 상기 라우터로의 멀티캐스팅 패킷 수신 여부 또는 상기 라우터로부터 신규 수신 단말로의 멀티캐스팅 패킷 송신 여부를 결정하는 멀티캐스팅 제어 시스템을 포함할 수 있다.

이 경우 상기 멀티캐스팅 서비스 네트워크는 DVRMP, MOSPF, CBT, PIM-DM, PIM-SM 중 적어도 하나를 이용하여 멀티캐스팅 패킷을 송수신하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 네트워크 자원은 대역폭(Bandwidth), 지연 시간(Delay Time), 지연 분산(Delay Variance)에 관한 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 멀티캐스팅 제어 시스템은 신규 멀티캐스팅 패킷 송수신에 필요한 자원과 여분의 네트워크 자원을 비교하고, 여분의 네트워크 자원이 부족한 라우터로 하여금 상기 신규 멀티미디어 패킷을 드랍하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 멀티캐스팅 제어 시스템은 멀티캐스팅 서비스를 적어도 하나의 클래스로 구분하고, 각 클래스마다 최대 이용 가능한 네트워크 자원량인 최대 네트워크 자원을 할당하는 정책을 포함할 수 있으며, 이러한 정책에 따라 신규 멀티캐스팅 패킷 송수신을 위한 자원이 부족한 경우, 여분의 네트워크 자원이 존재하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원은 감소시키고, 신규 멀티캐스팅 패킷이 속하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원을 증가시키는 제어를 할 수 있다.

더 바람직하게 상기 멀티캐스팅 제어 시스템은 멀티캐스팅 패킷 전송 상태가 프룬 상태인 입출력 인터페이스를 포함하는 라우터로 하여금 멀티캐스팅 패킷을 드랍하도록 제어할 수도 있다.

상기 정책에 따를 때 멀티캐스팅 서비스를 위한 수신 단말의 등록 또는 탈 퇴, 라우터의 입출력 인터페이스의 멀티캐스팅 패킷 전송 상태 변경, 소정의 업데이트 시간의 경과 또는 만료 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하는 경우, 멀티캐스팅 제어 시스템은 네트워크 자원 상태를 재수집하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 멀티캐스팅 제어 시스템은 적어도 하나의 라우터와 통신을 하기 위한 라우터 연결 모듈, 상기 라우터 연결 모듈을 이용하여 상기 라우터에 대한 네트워크 자원을 수집하고, 여분의 네트워크 자원을 파악하는 자원 관리 모듈, 및 상기 자원 관리 모듈로부터 여분의 네트워크 자원을 전달받아, 신규 멀티캐스팅 소스로부터 상기 라우터로의 멀티캐스팅 패킷 수신 여부 또는 상기 라우터로부터 신규 수신 단말로의 멀티캐스팅 패킷 송신 여부를 결정하는 호 처리 모듈을 포함할 수 있다.

이 경우 상기 멀티캐스팅 제어 시스템은 네트워크 자원 상태에 따른 네트워크 운용 정책을 관리하는 정책 관리 모듈과 상기 네트워크 운용 방침을 상기 라우터가 해석할 수 있는 언어로 변환하여 전달하는 정책 적용 모듈을 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 자원 관리 모듈은 라우터의 ID, 인터페이스 ID, 총 대역폭, 멀티캐스팅 클래스, 상기 클래스별 사용되는 대역폭, 총 사용되는 대역폭, 사용가능한 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 저장하는 자원 관리 테이블을 포함할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 멀티캐스팅 서비스 제어 방법은 적어도 하나의 라우터의 네트워크 자원 정보를 수집하여 각 라우터 별로 여분의 네트워크 자원을 파악하는 단계, 신규 멀티캐스팅 수신 단말 또는 신규 멀티캐스팅 소스가 임의의 라우터로 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 단계, 및 상기 라우터가 상기 여분의 네트워크 자원을 이용하여, 신규 멀티캐스팅 소스로부터 상기 라우터로의 멀티캐스팅 패킷 수신 여부 또는 상기 라우터로부터 신규 수신 단말로의 멀티캐스팅 패킷 송신 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

이 경우 상기 멀티캐스팅 패킷 송수신은 DVRMP, MOSPF, CBT, PIM-DM, PIM-SM 중 적어도 하나를 이용하여 이루어지며, 상기 네트워크 자원을 수집하는 단계는 서로 다른 라우터 사이의 대역폭, 지연 시간, 지연 분산에 관한 정보 중 적어도 하나를 수집하는 것을 의미한다. 또한, 상기 멀티캐스팅 서비스 제어 방법은 라우터의 ID, 인터페이스 ID, 총 대역폭, 멀티캐스팅 클래스, 상기 클래스별 사용되는 대역폭, 총 사용되는 대역폭, 사용가능한 대역폭에 관한 정보 중 적어도 하나를 저장하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 멀티캐스팅 서비스 제어 방법은 신규 멀티캐스팅 패킷 송수신에 필요한 자원과 여분의 네트워크 자원을 비교하고, 여분의 네트워크 자원이 부족한 라우터로 하여금 상기 신규 멀티미디어 패킷을 드랍하도록 제어하는 단계, 멀티캐스팅 서비스를 적어도 하나의 클래스로 구분하고, 각 클래스마다 최대 이용 가능한 네트워크 자원량인 최대 네트워크 자원을 할당하는 단계, 신규 멀티캐스팅 패킷 송수신을 위한 여분의 자원이 부족한 경우, 여분의 네트워크 자원이 존재하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원은 감소시키고, 신규 멀티캐스팅 패킷이 속하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원을 증가시키는 단계, 멀티캐스팅 패킷 전송 상태가 프룬 상태인 입출력 인터페이스를 포함하는 라우터로 하여금 멀티캐스팅 패킷을 드랍하도록 제어하는 단계, 멀티캐스팅 서비스를 위한 수신 단말의 등록 또는 탈퇴, 라우터의 입출력 인터페이스의 멀티캐스팅 패킷 전송 상태 변경, 소정의 업데이트 시간의 경과 또는 만료 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하는 경우, 적어도 하나의 라우터의 네트워크 자원 상태를 재수집하도록 제어하는 단계 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)을 이용한 멀티캐스팅 제어 방법은 신규 멀티캐스팅 소스가 임의의 라우터로 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 단계, 상기 라우터와 랑데부 포인트 간 링크의 가용 대역폭 정보를 수집하는 단계, 및 상기 링크의 가용 대역폭이 신규 멀티캐스팅 서비스 이용에 필요한 대역폭보다 부족한 경우, 상기 라우터는 신규 멀티캐스팅 소스로부터 멀티캐스팅 패킷 수신을 하지 않는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 PIM-SM을 이용한 멀티캐스팅 제어 방법은 라우터 입출력 인터페이스와 수신 단말 간 링크의 가용 대역폭 정보를 수집하는 단계와 상기 링크의 가용 대역폭이 신규 멀티캐스팅 서비스 이용에 필요한 대역폭보다 부족한 경우, 상기 라우터는 멀티캐스팅 소스로부터 수신한 멀티캐스팅 패킷을 드랍하는 단계를 포함할 수 있다.

이 경우 PIM-SM을 이용한 멀티캐스팅 제어 방법은 신규 수신 단말이 프룬 상태인 라우터를 통하여 랑데부 포인트로 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 단계, 상기 랑데부 포인트와 상기 라우터 간 링크의 가용 대역폭 정보를 수집하는 단계, 및 상기 링크의 가용 대역폭이 신규 멀티캐스팅 서비스 제공에 필요한 대역폭보다 큰 경우, 상기 랑데부 포인트 및 라우터를 통하여 상기 수신 단말로 멀티캐스팅 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수도 있다.

마지막으로, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 멀티캐스팅 제어 방법은 랑데부 포인트에 연결된 적어도 하나의 수신 단말이 멀티캐스팅 서비스 그룹에서 탈퇴하는 단계와 상기 랑데부 포인트에 연결된 수신 단말이 모두 멀티캐스팅 서비스 그룹에서 탈퇴한 경우, 상기 멀티캐스팅 서비스 그룹으로 멀티캐스팅 패킷을 제공하던 소스와 직접 연결된 라우터로 하여금 상기 멀티캐스팅 패킷을 드랍하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 멀티캐스팅 서비스 제어 시스템 및 그 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 시스템을 포함하는 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 인터넷 서비스를 제공하기 위한 IP 네트워크는 수신 단말(51~53), 라우터(41~45), 랑데부 포인트(60), 소스(30) 및 멀티캐스팅 제어 시스템(20) 등으로 구성될 수 있다.

수신 단말(51~53)은 멀티캐스팅 서비스를 사용자에게 제공하기 위한 구성 요소이다. 이러한 수신 단말(51~53)은 라우터(41~45)로부터 멀티캐스팅 패킷을 전송받아, 상기 패킷에 따른 서비스를 사용자에게 제공한다. 반면, 멀티캐스팅 소스(30)는 멀티캐스팅 서비스를 위한 패킷을 출력하는 구성 요소이다.

라우터(41~45), 랑데부 포인트(60)는 멀티캐스팅 소스(30)로부터 수신 단말(51~53)까지 멀티캐스팅 패킷을 중계하는 구성 요소이다. 또한, 상기 라우터(41~45) 또는 랑데부 포인트(60)는 각각 입출력 인터페이스(if1~if14)를 포함한다. 라우터(41~45)는 입출력 인터페이스(if1~if14)를 통하여 다른 라우터(41~45) 또는 수신 단말(51~53)로 멀티캐스팅 패킷을 라우팅한다.

또한, 패킷을 멀티캐스팅 하기 위하여 라우터(41~45), 랑데부 포인트(60)는 적어도 하나의 멀티캐스팅 프로토콜을 이용하여야 한다. 이러한 멀티캐스팅 프로토콜로는 앞에서 살펴본 바와 같이 DVMRP, MOSPF, CBT, PIM-DM, PIM-SM 등이 있다.

운용자 인터페이스(70)는 운용자로부터 명령을 입력 받아 멀티캐스팅 제어 시스템(20)을 제어하는 한편, 멀티캐스팅 제어 시스템(20)이 각종 네트워크 구성 요소들의 제어 상황을 디스플레이하는 기능을 한다.

멀티캐스팅 제어 시스템(20)(MSQC : Multicasing Service Qos Controller)은 멀티캐스팅 서비스의 QoS를 제어하기 위한 시스템으로 본 발명의 핵심적 기술 사상에 해당한다. 도 2에 도시된 바와 같이 멀티캐스팅 제어 시스템(20)은 멀티캐스팅 서비스를 제공하는 라우터(41~45)와 랑데부 포인트(60)와 연결되어 라우터 간 링크, 라우터와 랑데부 포인트 간 링크의 네트워크 자원 상태, 라우터의 입출력 인터 페이스의 상태 등을 수집, 관리한다. 또한, 수집된 네트워크 자원 상태에 따라 설정되는 정책을 전송함으로써 각 라우터(41~45), 랑데부 포인트(60)를 제어한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 시스템의 내부 구조를 나타낸 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 멀티캐스팅 제어 시스템(20)은 정책 관리 모듈(PM : Policy Manager Module)(21), 정책 적용 모듈(PDM : Policy Deploy Module)(22), 자원 관리 모듈(TRM : Topology/Resource Manage Module)(23), 호 처리 모듈(CAC : Call Admission Control Manage Module)(24), 라우터 연결 모듈(RCM : Router Connection Module)(25) 등으로 구성될 수 있다.

정책 관리 모듈(21)은 IP 네트워크 자원을 제어/관리하는 정책 기능을 수행하며, 정책 적용 모듈(22)은 상기 정책 관리 모듈(21)로부터 정책을 전달받아 라우터와 같은 네트워크 구성 요소가 해석할 수 있는 명령어로 전환하여 출력하는 기능을 수행한다. 자원 관리 모듈(23)은 멀티캐스팅 네트워크에 포함된 구성 요소들의 위상(Topology) 변화, 자원(Resource) 변화 등을 체크하며, 호 처리 모듈(24)은 네트워크 상의 다른 구성 요소와 호 설정 등의 제어를 하며, 동시에 각 멀티캐스팅 서비스의 수용 여부를 판단한다. 라우터 연결 모듈(25)은 SNMP(Simple Network Management Protocol), CLI(Command Line Interface), TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 등을 이용하여 라우터(41~45)에 명령을 내리거나 정보를 수집하는 기능을 수행한다.

먼저 멀티캐스팅 제어 시스템(20)은 라우터 연결 모듈(25)을 통하여 제어, 관리 대상이 되는 IP 네트워크의 위상 및 자원을 수집한다. 수집된 네트워크의 위상 및 자원은 자원 관리 모듈에 포함된 자원 테이블(Resource Table)을 이용하여 관리될 수 있다. 이러한 자원 테이블은[표 1]과 같이 생성될 수 있다.

Link ID	Router ID	Interface ID	Router ID	Interface ID	Link Bandwidth		Class ID	Class BW
					Physical	Used		Allocated	Unused
1	Router 1	if2	Router 1	if3	1GB/s	a1	Class 0	400M	x1
							Class 1	200M	x2
							Class 3	100M	x3
2	Router 2	if4	RP	if5	1GB/s	a2	Class 0	400M	x4
							Class 1	200M	x5
							Class 3	100M	x6
3	RP	if6	Router 3	if7	1GB/s	a3	Class 0	400M	x7
							Class 1	200M	x8
							Class 3	100M	x9
4	RP	if7	Router 4	if9	1GB/s	a4	Class 0	400M	y1
							Class 1	200M	y2
							Class 3	100M	y3
5	RP	if10	Router 5	if11	1GB/s	a5	Class 0	400M	y4
							Class 1	200M	y5
							Class 3	100M	y6
6	Router 3	if12	-	-	1GB/s	a6	Class 0	400M	y7
							Class 1	200M	y8
							Class 3	100M	y9
7	Router 4	if13	-	-	1GB/s	a7	Class 0	400M	z1
							Class 1	200M	z2
							Class 3	100M	z3
8	Router 5	if14	-	-	1GB/s	a8	Class 0	400M	z4
							Class 1	200M	z5
							Class 3	100M	z6
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...

[표 1]에 도시된 바와 같이 자원 테이블은 링크 ID(Link ID), 라우터 ID(Router ID), 인터페이스 ID(Interface ID), 링크 물리적 대역폭(Link Bandwidth/Physical), 사용 대역폭(Link Bandwidth/Used), 멀티캐스팅 클래스(Class ID), 할당된 대역폭(Class BW/Allocated), 여분의 대역폭 정보(Class BW/ Unused) 등을 포함할 수 있다.

링크 ID는 멀티캐스팅 네트워크의 인접한 두 개의 라우터 간의 연결을 의미하는 식별자이다. 하나의 링크 ID에 두 개의 라우터의 ID 및 인터페이스 ID 정보가 저장된 경우는, 링크의 양끝 종단점에 두 개의 라우터가 연결된 경우이다. 반면, 한 개의 라우터의 ID 및 인터페이스 ID 정보가 저장된 경우는 링크의 한쪽 종단점이 소스나 수신 단말과 연결된 경우에 해당한다.

링크 물리적 대역폭은 각 링크가 물리적으로 최대 지원 가능한 대역폭을 의미하며, 사용 대역폭은 최대 지원 가능한 대역폭 중 실제로 사용하고 있는 대역폭을 의미한다. 또한, 상기 테이블은 멀티캐스팅 서비스를 우선 순위 등의 기준에 따라 클래스 별로 구분하고(Class 0, 1, 3), 각 클래스 별마다 할당된 대역폭 및 가용 가능한 대역 정보를 포함한다.

[표 1]의 자원 테이블은 대역폭 정보를 포함하고 있지만, 대역폭 정보뿐만 아니라 지연 시간 정보, 지연 분산 정보 등과 같은 네트워크 자원 정보를 포함할 수도 있다.

자원 관리 모듈(23)은 수집, 저장하고 있는 데이터를 정책 관리 모듈(21)로 전달한다. 이를 이용하여 정책 관리 모듈(21)은 운용자에 의하여 설정된 정책에 따라 네트워크 구성요소들을 제어하기 위하여 정책 적용 모듈(22)로 정책을 전달한다. 상기 정책 적용 모듈(22)은 정책 관리 모듈(21)로부터 수신한 정책을 라우터와 같은 네트워크 구성 요소가 해석할 수 있는 명령으로 변환하고, 라우터 연결 모듈(25)을 통하여 네트워크 구성 요소들에게 전달한다. 또한, 호 처리 모듈(24)은 신규 멀티캐스팅 서비스가 요청되는 경우 자원 관리 모듈(21)과 연동하여 멀티캐스팅 서비스의 수용 여부를 판단할 수 있다.

이하, 상기 멀티캐스팅 제어 시스템(20)이 라우터간 링크의 대역폭을 이용하여 멀티캐스팅 네트워크를 제어하는 방법을 예를 들어 설명하도록 한다.

즉, 제1 링크의 대역폭이 100이고 멀티캐스팅 서비스 클래스(Multicasting Service Class)가 4종류인 경우 운용자는 각 서비스 클래스 별로 30%, 20%, 15%, 10%의 대역폭을 최대 이용 가능 대역폭으로 각각 할당할 수 있다. 물론 이러한 대역폭 할당은 운용자의 정책에 따라 달라지며, 링크의 여유 자원을 고려하기 위하여 클래스별 최대 이용 가능 대역폭 합이 꼭 100%일 필요도 없다.

이러한 운용자의 정책은 운용자 인터페이스(70)을 통하여 멀티캐스팅 제어 시스템(20)의 정책 관리 모듈(21)로 입력된다. 정책 관리 모듈(21)로부터 클래스 별 대역폭 할당 정책을 전달받은 정책 적용 모듈(22)은 라우터 연결 모듈(25)을 통하여 각 라우터(41~45)들로 상기 대역폭 할당 명령을 전달한다. 또한, 상기 라우터(41~45)는 각 라우터(41~45)의 입출력 인터페이스(if1~if14)를 제어하여 클래스별로 대역폭을 할당한다. 즉, 클래스 0은 30, 클래스 1은 20, 클래스 2는 15, 클래스 3은 10의 최대 대역폭을 할당받는다. 대역폭의 할당이 완료된 후 자원 관리 모듈(21)은 정책 관리 모듈(21)로부터 대역폭 할당 정보를 수신하거나, 라우터 연결 모듈(25)을 통하여 각 링크의 대역폭 할당 정보를 수집하게 된다.

호 처리 모듈(24)은 신규 멀티캐스팅 서비스가 요청된 경우, 신규 멀티캐스팅 서비스에 필요한 대역폭보다 여분의 대역폭이 많은 경우에만 신규 서비스를 수용한다. 이러한 신규 서비스 요청 및 수용에 관한 판단 결과는 운용자 인터페이스(70)로 보고된다. 예를 들어, 20의 필요 대역폭을 갖는 클래스 0의 제1 멀티캐스팅 서비스가 요청된 경우, 여분의 대역폭이 30이므로 호 처리 모듈은 제1 멀티캐스팅 서비스를 수용한다. 이 경우 25의 필요 대역폭을 갖는 클래스 0의 제2 멀티캐스팅 서비스가 다시 요청된 경우, 현재 여분의 대역폭이 10이므로 호 처리 모듈(24)은 제2 멀티캐스팅 서비스를 수용하지 않게 된다.

도 4a는 소스로부터 랑데부 포인트까지 자원이 존재하지 않는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도이고, 도 4b는 도 4a의 경우 적용되는 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

소스 1(30)은 라우터 1(41)로 멀티캐스팅 패킷을 전송한다(S401). 이를 수신한 라우터 1(41)은 (S,G) 스테이트(State)를 생성하고(S402), 멀티캐스팅 제어 시스템(20)내의 라우터 연결 모듈(25)을 거쳐 호 처리 모듈(24)로 호 설정 요청 메시지(CAC Request Message)를 전송한다(S403). 상기 호 설정 요청 메시지는 소스(30)의 IP 주소, 멀티캐스팅 그룹 주소, 랑데부 포인트(60)의 IP 주소, 대역폭, 서비스 클래스 등의 정보를 포함할 수 있다. 상기 호 설정 요청 메시지를 전송하기 위하여는 라우터 1(41)이 멀티캐스팅 데이터의 대역폭 또는 데이터 레이트(Data Rate)를 알고 있어야 하는데, 이는 소스(30)로부터 수신한 IP 패킷 내의 TOS/DSCP(Type of Service/Diffserv Code Point) 필드 등을 통하여 알 수 있다. 물론 소스(30)와 라우터 1(41)간 별도의 메시지 교환을 통하여 알아낼 수도 있다.

호 설정 요청 메시지를 수신한 호 처리 모듈(24)은 라우터 1(41)에서 랑데부 포인트(60)까지의 링크 상에 가용 대역폭이 존재하는지를 확인한다. 이를 위하여 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 라우터 1(41)에서 랑데부 포인트(60)까지의 링크 및 가용 자원을 조회(Query) 요청한다(S404). 자원 관리 모듈(23)은 라우터 1(41)에서 랑데부 포인트(60)까지 경로 및 자원을 탐색하여 소정의 대역폭을 요구하는 서비스의 수용 여부를 체크한다(S405). 이러한 서비스의 수용 여부는 링크별 가용 대역폭(Unused Bandwidth) 값을 참조하여 알 수 있다. 도 4의 예는 라우터 1(41), 2간 링크의 자원이 부족한 경우이므로, 자원 관리 모듈(23)은 서비스 수용이 불가능하다는 응답을 호 처리 모듈(24)로 전송하게 된다(S406). 이를 수신한 호 처리 모듈(24)은 라우터 1(41)과 멀티캐스팅 제어 시스템(20) 내의 정책 관리 모듈(21)로 라우터 1(41)과 랑데부 포인트(60) 간의 자원 부족을 통보한다(S407). 이러한 자원 부족 통보는 라우터 1(41)과 랑데부 포인트(60) 간 자원이 부족한 특정 링크들에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 자원 부족 통보를 수신한 정책 관리 모듈(21)은 운용자 인터페이스(26)를 통하여 운용자에게 자원 부족을 통보한다(S408). 이를 수신한 운용자는 정책을 변경하여 상기 문제를 해결할 수 있다. 이러한 정책으로 클래스 별 최대 이용 가능 대역폭 조정, 다른 멀티캐스팅 서비스 중단, 기타 데이터 패킷 전송 중단 등의 정책 등이 가능할 것이다. 물론, 이러한 정책은 미리 정책 관리 모듈(21)에 저장되어, 필요시 운용자의 조작을 통하지 않고 적용될 수도 있다. 상기 정책 관리 모듈(21)은 네트워크를 제어하기 위한 정책을 정책 적용 모듈(22)로 전송하게 된다(S409). 본 실시예에서 운용자는 라우터 1(41)로 하여금 패킷을 드랍 하는 정책(Packet Drop Polish)을 설정하였으며, 이러한 정책은 라우터 1(41)로 전달된다(S410). 마지막으로 라우터 1(41)은 S403 내지 S410의 과정을 반복함으로써 서비스 수용이 가능한지 일정 횟수 또는 기간만큼 체크하게 된다.

도 5a는 공유 트리 상에 자원이 있는 링크와 자원이 없는 링크가 존재하는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도이고, 도 5b는 도 5a의 경우 적용되는 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5의 제어 방법은 랑데부 포인트(60)에 공유 트리(*.G)가 등록되어 있으며, 랑데부 포인트(60)의 인터페이스 중 if8은 자원 부족 상태에서 자원 존재 상태로 변경되는 경우에 적용될 수 있다.

자원 관리 모듈(23)은 호 처리 모듈(24)의 요청에 따라 라우터 1(41)과 랑데부 포인트(60) 간 가용 자원을 검색한 결과, 요청된 멀티캐스팅 서비스에 대한 가용 자원이 존재하므로, 호 처리 모듈(24)로 서비스 수용이 가능하다는 응답을 전송한다(S501).

라우터 1(41)과 랑데부 포인트(60) 간의 서비스 수용이 가능하다는 통보를 받은 호 처리 모듈(24)은 랑데부 포인트(60)로 멀티캐스팅 그룹 G의 스테이트를 조회 요청한다(S502). 이러한 스테이트 조회는 랑데부 포인트(60)가 멀티캐스팅 그룹 G를 위한 패킷을 출력하는지 체크하는 것이다. 이 때 멀티캐스팅 스테이트 조회 요청 시 멀티캐스팅 그룹의 주소 정보도 전송함으로써, 상태 조회를 요청한 멀티캐스팅 그룹을 판별할 수 있다. 이러한 조회 요청에 대하여 랑데부 포인트(60)는 입출력 인터페이스 중 포워드 상태인 인터페이스의 정보를 포함하는 응답을 호 처리 모듈(24)로 전송한다(S503). 상기 응답 메시지에 포함되는 정보로는 멀티캐스팅 그룹 주소, 포워드 상태인 인터페이스 목록 등이 존재한다. 도 5를 참조하는 경우 랑데부 포인트(60)의 인터페이스(if5, if6, if8, if10) 중 if6과 if8만 포워드 상태에 해당하므로 상기 응답 메시지는 if6, if8을 포함하게 된다.

호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 포워드 상태인 if6, if8의 자원 상태를 조회 요청한다(S504). 이에 따라 자원 관리 모듈(23)은 if6 및 if8의 자원 상태 및 다음 홉 라우터를 검색한다(S505). 상기 자원 관리 모듈(23)은 검색된 결과를 호 처리 모듈(24)로 전송한다(S506). 도 5a에 도시된 바와 같이, if6에는 가용 자원이 있고, if8에는 가용 자원이 없다는 응답이 호 처리 모듈(24)로 통보된다. 이후 호 처리 모듈(24)은 가용 자원이 존재하는 if6의 다음 홉 라우터인 라우터 3(43)으로 멀티캐스팅 상태 조회를 요청한다(S507). 이에 대하여 라우터 3(43)은 마찬가지로 포워드 상태의 인터페이스 목록을 호 처리 모듈(24)로 전송한다(S508). 도 5a에서 라우터 3(43)은 포워드 상태인 if12를 호 처리 모듈(24)로 통보하게 된다. 이에 대하여, 호 처리 모듈(24)은 또 다시 if12에 대한 자원 조회 요청을 하고(S509), 자원 관리 모듈(23)은 if12 및 다음 홉 라우터를 검색하여 그 결과를 호 처리 모듈(24)로 통보한다(S510, 511). 이러한 작업은 다음 홉 라우터가 수신 단말과 직접 연결된 라우터인 경우까지 계속된다.

한편, 호 처리 모듈(24)은 가용 자원이 존재하지 않는 if8에 대해 정책 관리 모듈(21)로 가용 자원 부족을 통보한다(S512). 이를 수신한 정책 관리 모듈(21)은 운용자 인터페이스(26)를 통하여 운용자에게 통보하고(S513), 운용자로부터 입력된 정책을 정책 적용 모듈(22)로 전송한다(S514). 정책 적용 모듈(22)은 운용자의 정책에 따른 멀티캐스팅 드랍 명령을 랑데부 포인트(60)로 전송한다(S515). 호 처리 모듈(24)은 라우터 1(41)로 등록 수정 메시지를 전송하여 지금까지 수정된 네트워크 위상을 토대로 멀티캐스팅 서비스 환경을 재설정한다(S516).

이상에서 설명한 호 수용 판단 과정을 종료한 멀티캐스팅 제어 시스템(20)은 일반적인 PIM-SM과 동일한 방법을 이용하여 멀티캐스팅 데이터를 전송할 수 있다.

즉, 이후 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 변경된 정책을 반영하기 위하여 자원 정보 업데이트 명령을 전달하고(S517), 상기 자원 관리 모듈(23)은 자원 정보를 업데이트한다(S518).

랑데부 포인트(60)의 if8에는 수신 단말들이 연결되어 있음에도 서비스가 진행되지 않는 상태이다. 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 if8에 대한 자원 조회를 지속적으로 수행한다(S519). 운용자의 정책 실행 결과 가용 자원이 발생했으면 위에서 살펴본 과정과 유사하게 라우터 인터페이스의 가용 자원이 충분한지 체크한다(S520~S526).

호 처리 모듈(24)은 정책 관리 모듈(21)로 상기 트리에 대하여 서비스 수용이 가능하다는 통보를 하고(S527), 이에 따라 정책 관리 모듈(21)은 정책 적용 모듈(22)로 패킷 드롭 해제 명령을 전달한다(S528). 정책 적용 모듈(22)은 랑데부 포인트(60)로 if8의 해당 멀티캐스팅 그룹에 대한 패킷 드롭 해제 명령을 전달한다(S529).

상기 패킷 드롭 해제 명령 수행 후 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 하여금 자원 업데이트 명령을 전달하고(S530), 상기 자원 관리 모듈(23)은 링크들의 자원 상태를 업데이트한다(S531).

이상에서 살펴본 제어 방법은 랑데부 포인트(60)를 기준으로 적용된 것이지만, 공유 트리 상의 모든 라우터를 기준으로 적용될 수도 있다.

도 6a는 랑데부 포인트(60)의 입출력 인터페이스가 프룬 상태(Prune)에서 포워드 상태(Forward)로 변환되는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도이고, 도 6b는 도 6a의 경우 적용되는 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

입출력 인터페이스의 프룬 상태란, 입출력 인터페이스를 통하여 패킷을 라우팅하는 수신 단말 또는 다른 라우터가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 반면, 입출력 인터페이스의 포워드 상태는 프룬 상태와 상반되는 개념으로, 입출력 인터페이스를 통하여 패킷을 수신하는 단말 또는 다른 라우터가 존재하는 상태를 의미한다. PIM-SM을 이용하는 경우, 프룬 상태는 Prune/Sparse로, 포워드 상태는 Forward/Sparse로 표현한다. 만일, PIM-DM을 이용하는 경우, 프룬 상태는 Prune/Dense로, 포워드 상태는 Forward/Dense로 표현할 수 있다.

라우터 5(45)에 신규로 수신 단말 3(53)이 연결되면 수신 단말 3(53)은 멀티캐스팅 그룹 G에 가입하기 위하여 라우터 5(45)로 IGMP 가입 메시지를 전송한다(S601). 이에 라우터 5(45)는 멀티캐스팅 그룹 G에 대한 (*,G) 스테이트를 생성하며(S602), 라우터 5(45)는 공유 트리 가입을 위하여 랑데부 포인트(60)로 PIM 가입 메시지를 전송한다(S603). 이 때 랑데부 포인트(60)는 프룬 상태였던 if10을 포워드 상태로 변환한다(S604).

랑데부 포인트(60)는 멀티캐스팅 제어 시스템(20)의 호 처리 모듈(24)로 if10의 상태 변환 메시지를 전송한다(S605). 이 경우 상태 변환 메시지는 멀티캐스팅 그룹 주소, 포워드 상태로 변환된 인터페이스 목록 등의 정보를 포함할 수 있다. 이를 수신한 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 하여금 if10에 대한 자원을 조회하도록 요청하고(S606), 자원 관리 모듈(23)은 이상에서 설명한 방법에 따라 if10의 자원 상태 및 다음 홉 라우터를 검색하고(S607), 상기 실시예에서 자원 관리 모듈(23)은 호 처리 모듈(24)로 자원이 존재한다는 응답을 전송한다(S608). 즉, 호 처리 모듈(24)은 if10의 다음 홉 라우터인 라우터 5(45)로 (*,G) 스테이트를 조회하고(S609), 라우터 5(45)는 포워드 상태인 if14 정보를 호 처리 모듈(24)로 전송함으로써 응답한다(S610). 상기 응답에 대하여 호 처리 모듈(24)은 다시 자원 관리 모듈(23)로 if14에 대해 자원을 조회 요청하며(S611), 자원 관리 모듈(23)은 if14에 대한 자원 정보 및 다음 홉 라우터를 검색하여(S612) 호 처리 모듈(24)로 통보한다(S613). 도 5에서 설명한 바와 같이 이러한 자원 검색 과정은 수신 단말(53)에 바로 연결되는 라우터(45)까지 이루어진다. 도 6의 예에서 라우터 5(45)는 수신 단말 3(53)에 직접 연결된 라우터이므로 더 이상의 자원 탐색 과정은 존재하지 않는다.

이후 호 처리 모듈(24)은 정책 관리 모듈(21)로 if10으로 하여금 패킷 포워드 명령을 전달하도록 하고(S614), 정책 적용 모듈(22)은 랑데부 포인트(60)로 패킷을 if10으로 포워드하라는 명령을 전송한다(S615). 그리고 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 하여금 네트워크의 자원 상태를 업데이트하라는 명령을 전달하며(S616), 이에 따라 자원 관리 모듈(23)은 자원 업데이트를 수행한다(S617).

물론, 이상에서 설명한 절차는 랑데부 포인트(60)뿐만 아니라, 공유 트리 상에 존재하는 모든 라우터에 동일하게 적용될 수 있다.

도 7a는 랑데부 포인트(60)의 입출력 인터페이스가 포워드 상태에서 프룬 상태로 변환되는 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도이고, 도 7b는 도 7a의 경우 적용되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

멀티캐스팅 그룹의 탈퇴를 원하는 수신 단말 1(51)은 라우터 3(43)으로 IGMP 탈퇴 메시지(IGMP Leave Message)를 전송한다(S701). 상기 메시지를 수신한 라우터 3(43)은 if12 인터페이스를 통하여 멀티캐스팅 패킷을 전송할 필요가 없으므로 if12의 패킷 전송 상태를 프룬 상태로 변경하고(S702), 랑데부 포인트(60)로 PIM 프룬 메시지(PIM Prune Message)를 전송한다(S703).

상기 PIM 프룬 메시지를 수신한 랑데부 포인트(60)는 라우터 3(43)과 동일한 이유로 (*,G) 스테이트 상의 if6을 프룬 상태로 변환한다(S704). 그 후 멀티캐스팅 제어 시스템(20)의 호 처리 모듈(24)로 if6의 프룬 상태 변환 메시지를 전송한다(S705). 이를 수신한 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 자원 정보 업데이트 명령을 전달하고(S706), 이에 따라 자원 관리 모듈(23)은 상기 네트워크의 링크 별 자원 정보를 조사하여 업데이트한다(S707). 이 경우 자원 관리 모듈(23)은 프룬 상태인 랑데부 포인트(60)의 if6, 라우터 3(43)의 if12에 대하여도 자원 업데이트를 수행한다.

수신 단말 2(52)와 수신 단말 3(53)의 탈퇴 과정은 위에서 설명한 수신 단말 1(51)의 탈퇴 과정과 동일하게 이루어질 수 있다(S708~S721).

수신 단말 1(51), 2, 3이 모두 멀티캐스팅 그룹 G에서 탈퇴함으로써, 랑데부 포인트(60) 자체가 프룬 상태로 변경된다. 즉, 상기 랑데부 포인트(60)는 프룬 상태의 인터페이스만을 포함하는 것이다. 만일, 라우터 1(41)에서 랑데부 포인트(60)까지 멀티캐스팅 데이터를 전송한다면, 이러한 데이터는 목적지가 존재하지 않는 데이터에 해당하므로 네트워크의 자원이 낭비된다. 이하, 이러한 문제점을 해결하기 위한 멀티캐스팅 제어 방법에 대하여 설명한다.

랑데부 포인트(60)는 호 처리 모듈(24)을 통하여(S722) 정책 관리 모듈(21)로 (*,G) 스테이트의 모든 인터페이스가 프룬 상태로 변환되었음으로 통보한다(S723). 이 후 정책 관리 모듈(21)은 정책 적용 모듈(22)로 이러한 상황에 대한 정책을 전달하고(S724), 상기 정책 적용 모듈(22)은 라우터 1(41)로 정책을 전달한다(S725). 도 7에서는 랑데부 포인트(60)의 모든 인터페이스가 프룬 상태로 변경된 경우, 멀티캐스팅 소스(30)와 직접 연결된 라우터 1(41)로 하여금 멀티캐스팅 그룹 G에 속하는 패킷을 드롭하게 하는 정책이 적용된다. 이는 라우터1(41)에서 멀티캐스팅 소스(30)까지 패킷을 전송하지 않음으로써, 수신 단말이 존재하지 않는 경우에도 패킷이 전송되어 자원이 낭비되는 것을 방지하기 위함이다.

정책 명령의 전달 후 호 처리 모듈(24)은 자원 관리 모듈(23)로 하여금 라우터 1(41), 랑데부 포인트(60) 사이의 자원을 업데이트하도록 제어한다(S726). 이러한 제어에 따라 자원 관리 모듈(23)은 자원 업데이트 기능을 수행한다(S727).

이상에서 설명한 멀티캐스팅 제어 방법은 랑데부 포인트(60)의 인터페이스가 프룬 상태로 변환되는 경우뿐만 아니라, 공유 트리 상에 존재하는 라우터의 인터페이스가 프룬 상태로 변환되는 경우에도 적용이 가능한다. 또한, 도 7에서는 수신 단말의 멀티캐스팅 그룹 탈퇴 동작을 IGMP v2 기반으로 설명하였으나, 이러한 동작은 IGMP v1에서도 동일하게 적용이 가능하다.

도 8a는 랑데부 포인트(60) 상에 해당 멀티캐스팅 그룹에 대한 공유 트리가 생성되지 않은 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도이고, 도 8b는 도 8a의 경우 적용되는 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

자원 관리 모듈(23)은 호 처리 모듈(24)이 요청한 라우터 1(41)과 랑데부 포인트(60) 간의 자원 조회 요청에 대하여, 해당 링크의 가용 자원을 검색한다. 검색 결과 라우터 1(41)과 랑데부 포인트(60) 간 요청된 멀티캐스팅 서비스에 대한 가용 자원이 존재하는 경우, 자원 관리 모듈(23)은 신규 멀티캐스팅 서비스의 수용이 가능하다는 응답을 호 처리 모듈(24)로 전송한다(S801). 상기 응답 메시지를 수신한 호 처리 모듈(24)은 랑데부 포인트(60)로 (*,G) 스테이트 조회 요청 메시지를 전송한다(S802). 이를 수신한 랑데부 포인트(60)에는 멀티캐스팅 그룹 G에 속한 서비스 수신 단말이 존재하지 않으므로, (*,G) 스테이트가 존재하지 않는다는 응답을 통보하고(S803), 이러한 응답은 호 처리 모듈(24)을 통하여 정책 관리 모듈(21)로 전달된다(S804). 정책 관리 모듈(21)은 정책 적용 모듈(22)로 기 설정된 정책을 전송하게 되며(S805), 이는 라우터 1(41)로 전달된다(S806). 이러한 상황에서 적용 가능한 정책으로 라우터 1(41)의 멀티캐스팅 그룹 패킷 드랍 정책 등이 있을 수 있다.

도 9a는 랑데부 포인트(60) 상에 멀티 캐스팅 그룹에 대하여 공유 트리가 생성된 경우의 멀티캐스팅 네트워크를 나타낸 블록도이고, 도 9b는 도 9a의 경우 적용되는 본 발명의 멀티캐스팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

멀티 캐스팅 그룹 G에 가입하고자 하는 수신 단말 1(51)은 라우터 3(43)으로 IGMP 가입 메시지를 전송한다(S901). 상기 메시지를 수신한 라우터 3(43)은 (*,G) 스테이트를 생성하며(S902), 공유 트리의 가입을 위하여 랑데부 포인트(60)로 PIM 가입 메시지를 전송한다(S903). 랑데부 포인트(60)도 이전에는 멀티캐스팅 그룹 G를 위한 서비스를 제공하지 않았으므로, 새롭게 (*,G) 스테이트를 생성한다(S904). 그 후 랑데부 포인트(60)는 스테이트 생성 통보 메시지를 멀티캐스팅 제어 시스템(20)의 호 처리 모듈(24)로 전송한다(S905). 이 후 도 S906 내지 S918의 절차는 위에서 이미 설명하였으므로 그 설명을 생략한다. 이와 같이 신규 멀티캐스팅 서비스의 수용이 완료된 후, 정책 관리 모듈(21)은 정책 적용 모듈(22)을 통하여(S919) 패킷 드랍 해제 명령과 등록 수행 명령을 라우터 1(41)로 전달한다(S920, S921). 자원 관리 모듈(23)은 호 처리 모듈(24)의 제어에 따라(S922) 네트워크의 자원을 업데이트하는 과정을 수행한다(S923).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예에 한정하지 아니하며, 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

예를 들어, 본 발명에서는 주로 PIM-SM 프로토콜을 이용한 멀티캐스팅 제어 시스템 또는 멀티캐스팅 제어 방법에 대하여 설명하였지만, 당업자라면 멀티캐스팅을 위한 DVRMP, MOSPF, CBT, PIM-DM, PIM-SM 등의 프로토콜에서도 쉽게 본 발명에서 설명한 기법을 적용할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 멀티캐스팅 제어 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, 멀티캐스팅 소스 또는 수신 단말이 신규 등록되거나, 라우터 또는 수신 단말이 기존의 멀티캐스팅 그룹으로부터 탈퇴하는 경우 등에 있어서, 네트워크의 위상 및 자원 상태를 검색하고, 검색된 네트워크 자원 상태에 따라 신규 멀티캐스팅 서비스의 제공 여부를 결정하므로 멀티캐스팅 기반의 고품질 멀티미디어 서비스를 사용자에게 제공하게 된다.

Claims

멀티캐스팅 서비스 네트워크에 있어서,

멀티캐스팅 서비스를 제공받기 위한 적어도 하나의 수신 단말;

멀티캐스팅 소스로부터 상기 수신 단말로 전송되는 멀티캐스팅 서비스 패킷을 중계하는 적어도 하나의 라우터; 및

상기 라우터의 네트워크 자원 상태를 수집하여 여분의 네트워크 자원을 파악하고, 신규 멀티캐스팅 소스로부터 상기 라우터로의 멀티캐스팅 패킷 수신 여부 또는 상기 라우터로부터 신규 수신 단말로의 멀티캐스팅 패킷 송신 여부를 결정하는 멀티캐스팅 제어 시스템을 포함하는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
제1항에 있어서,

상기 멀티캐스팅 서비스 네트워크는,

DVRMP, MOSPF, CBT, PIM-DM, PIM-SM 중 적어도 하나를 이용하여 멀티캐스팅 패킷을 전송하는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
제1항에 있어서,

상기 네트워크 자원은 대역폭(Bandwidth), 지연 시간(Delay Time), 지연 분 산(Delay Variance)에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
제1항에 있어서,

상기 멀티캐스팅 제어 시스템은,

신규 멀티캐스팅 패킷 송수신에 필요한 자원과 여분의 네트워크 자원을 비교하고, 여분의 네트워크 자원이 부족한 라우터로 하여금 상기 신규 멀티미디어 패킷을 드랍하도록 제어하는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
제1항에 있어서,

상기 멀티캐스팅 제어 시스템은,

멀티캐스팅 서비스를 적어도 하나의 클래스로 구분하고, 각 클래스마다 최대 이용 가능한 네트워크 자원량인 최대 네트워크 자원을 할당하는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
제5항에 있어서,

상기 멀티캐스팅 제어 시스템은,

신규 멀티캐스팅 패킷 송수신을 위한 여분의 자원이 부족한 경우, 여분의 네트워크 자원이 존재하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원은 감소시키고, 신규 멀티캐스팅 패킷이 속하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원을 증가시키는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
제1항에 있어서,

상기 멀티캐스팅 제어 시스템은,

멀티캐스팅 패킷 전송 상태가 프룬 상태인 입출력 인터페이스를 포함하는 라우터로 하여금 멀티캐스팅 패킷을 드랍하도록 제어하는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
제1항에 있어서,

상기 멀티캐스팅 제어 시스템은,

멀티캐스팅 서비스를 위한 수신 단말의 등록 또는 탈퇴, 라우터의 입출력 인터페이스의 멀티캐스팅 패킷 전송 상태 변경, 소정의 업데이트 시간의 경과 또는 만료 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하는 경우, 네트워크 자원 상태를 재수집하는 멀티캐스팅 서비스 네트워크.
멀티캐스팅 제어 시스템에 있어서,

적어도 하나의 라우터와 통신을 하기 위한 라우터 연결 모듈;

상기 라우터 연결 모듈을 이용하여 상기 라우터에 대한 네트워크 자원을 수집하고, 여분의 네트워크 자원을 파악하는 자원 관리 모듈; 및

상기 자원 관리 모듈로부터 여분의 네트워크 자원을 전달받아, 신규 멀티캐스팅 소스로부터 상기 라우터로의 멀티캐스팅 패킷 수신 여부 또는 상기 라우터로부터 신규 수신 단말로의 멀티캐스팅 패킷 송신 여부를 결정하는 호 처리 모듈을 포함하는 멀티캐스팅 제어 시스템.
제9항에 있어서,

네트워크 자원 상태에 따른 네트워크 운용 정책을 관리하는 정책 관리 모듈; 과

상기 네트워크 운용 방침을 상기 라우터가 해석할 수 있는 언어로 변환하여 전달하는 정책 적용 모듈을 더 포함하는 멀티캐스팅 제어 시스템.
제9항에 있어서,

상기 네트워크 자원은 라우터 간 대역폭, 지연 시간, 지연 분산에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 멀티캐스팅 제어 시스템.
제9항에 있어서,

상기 자원 관리 모듈은,

라우터의 ID, 인터페이스 ID, 총 대역폭, 멀티캐스팅 클래스, 상기 클래스별 사용되는 대역폭, 총 사용되는 대역폭, 사용가능한 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 저장하는 자원 관리 테이블을 포함하는 멀티캐스팅 제어 시스템.
멀티캐스팅 서비스 제어 방법에 있어서,

적어도 하나의 라우터로부터 네트워크 자원 정보를 수집하여 각 라우터 별로 여분의 네트워크 자원을 파악하는 단계;

신규 멀티캐스팅 수신 단말 또는 신규 멀티캐스팅 소스가 임의의 라우터로 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 단계; 및

상기 여분의 네트워크 자원을 이용하여, 상기 라우터가 신규 멀티캐스팅 소스로부터 멀티캐스팅 패킷을 수신할 것인지 여부 또는 신규 수신 단말로 멀티캐스팅 패킷을 송신할 것인지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
제13항에 있어서,

상기 멀티캐스팅 패킷 송수신은,

DVRMP, MOSPF, CBT, PIM-DM, PIM-SM 중 적어도 하나를 이용함으로써 이루어지는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
제13항에 있어서,

상기 네트워크 자원을 수집하는 단계는,

서로 다른 라우터 사이의 대역폭, 지연 시간, 지연 분산에 관한 정보 중 적어도 하나를 수집하는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
제13항에 있어서,

라우터의 ID, 인터페이스 ID, 총 대역폭, 멀티캐스팅 클래스, 상기 클래스별 사용되는 대역폭, 총 사용되는 대역폭, 사용가능한 대역폭에 관한 정보 중 적어도 하나를 저장하는 단계를 더 포함하는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
제13항에 있어서,

신규 멀티캐스팅 패킷 송수신에 필요한 자원과 여분의 네트워크 자원을 비교하고, 여분의 네트워크 자원이 부족한 라우터로 하여금 상기 신규 멀티미디어 패킷을 드랍하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
제13항에 있어서,

멀티캐스팅 서비스를 적어도 하나의 클래스로 구분하고, 각 클래스마다 최대 네트워크 자원을 할당하는 단계를 더 포함하는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
제18항에 있어서,

신규 멀티캐스팅 패킷 송수신을 위한 여분의 자원이 부족한 경우, 여분의 네트워크 자원이 존재하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원은 감소시키고, 신규 멀티캐스팅 패킷이 속하는 클래스에 할당된 최대 네트워크 자원을 증가시키는 단계를 더 포함하는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
제13항에 있어서,

멀티캐스팅 패킷 전송 상태가 프룬 상태인 입출력 인터페이스를 포함하는 라우터로 하여금 멀티캐스팅 패킷을 드랍하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티캐 스팅 서비스 제어 방법.
제13항에 있어서,

멀티캐스팅 서비스를 위한 수신 단말의 등록 또는 탈퇴, 라우터의 입출력 인터페이스의 멀티캐스팅 패킷 전송 상태 변경, 소정의 업데이트 시간의 경과 또는 만료 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하는 경우, 적어도 하나의 라우터에 대한 네트워크 자원 상태를 재수집하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 멀티캐스팅 서비스 제어 방법.
PIM-SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)을 이용한 멀티캐스팅 제어 방법에 있어서,

신규 멀티캐스팅 소스가 임의의 라우터로 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 단계;

상기 라우터와 랑데부 포인트 간 링크의 가용 대역폭 정보를 수집하는 단계; 및

상기 링크의 가용 대역폭이 신규 멀티캐스팅 서비스 이용에 필요한 대역폭보다 부족한 경우, 상기 라우터는 상기 신규 멀티캐스팅 소스로부터 멀티캐스팅 패킷을 수신하지 않는 단계를 포함하는 멀티캐스팅 제어 방법.
PIM-SM을 이용한 멀티캐스팅 제어 방법에 있어서,

라우터 입출력 인터페이스와 수신 단말 간 링크의 가용 대역폭 정보를 수집하는 단계; 와

상기 링크의 가용 대역폭이 신규 멀티캐스팅 서비스 이용에 필요한 대역폭보다 부족한 경우, 상기 라우터는 멀티캐스팅 소스로부터 수신한 멀티캐스팅 패킷을 드랍하는 단계를 포함하는 멀티캐스팅 제어 방법.
PIM-SM을 이용한 멀티캐스팅 제어 방법에 있어서,

신규 수신 단말이 프룬 상태인 라우터를 통하여 랑데부 포인트로 멀티캐스팅 서비스를 요청하는 단계;

상기 랑데부 포인트와 상기 라우터 간 링크의 가용 대역폭 정보를 수집하는 단계; 및

상기 링크의 가용 대역폭이 신규 멀티캐스팅 서비스 제공에 필요한 대역폭보다 큰 경우, 상기 랑데부 포인트 및 라우터를 통하여 상기 수신 단말로 멀티캐스팅 패킷을 전송하는 단계를 멀티캐스팅 제어 방법.
PIM-SM을 이용한 멀티캐스팅 제어 방법에 있어서,

랑데부 포인트에 연결된 적어도 하나의 수신 단말이 멀티캐스팅 서비스 그룹에서 탈퇴하는 단계; 와

상기 랑데부 포인트에 연결된 수신 단말이 모두 멀티캐스팅 서비스 그룹에서 탈퇴한 경우, 상기 멀티캐스팅 서비스 그룹으로 멀티캐스팅 패킷을 제공하던 소스와 직접 연결된 라우터로 하여금 상기 멀티캐스팅 패킷을 드랍하도록 제어하는 단계를 포함하는 멀티캐스팅 제어 방법.