KR100716153B1 - 비동기 패킷 전송망에서의 단대단 지연 측정 방법, 비동기패킷 송신기 및 수신기 - Google Patents

비동기 패킷 전송망에서의 단대단 지연 측정 방법, 비동기패킷 송신기 및 수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MPLS 같은 전송의 우선순위가 정해져 있는 비동기 패킷 전송망에서 간편하고도 정확하게 패킷 지연을 측정하기 위한 단대단 지연 측정 방법 및 비동기 패킷 송수신기에 관한 것이다.
본 발명의 단대단 지연 측정 방법은, 등급 기반의 트래픽을 지원하는 비동기 패킷 전송망에서의 단대단 지연 측정 방법에 있어서, (a) 송신단에서 상순위 OAM 패킷과 하순위 OAM 패킷을 연속하여 전송하는 단계; (b) 수신단에서 상기 상순위 OAM 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계; (c) 수신단에서 상기 하순위 OAM 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계; 및 (d) 상기 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드 및 순번 필드 기록 값을 확인하여 정확한 상순위 OAM 패킷 - 하순위 OAM 패킷 쌍을 결정하고, 상기 쌍을 이루는 상순위 OAM 패킷 도착 시간 및 하순위 OAM 패킷 도착 시간의 차이로부터 상기 하순위 OAM 패킷의 지연 시간을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지연 측정, MPLS, OAM, 비동기 전송망, 등급 기반 트래픽

Description

비동기 패킷 전송망에서의 단대단 지연 측정 방법, 비동기 패킷 송신기 및 수신기{Method for Measuring Stage-to-stage Delay in Nonsynchronization Packet Transfer Network, Nonsynchronization Packet Sender and Receiver}
도 1은 본 발명의 주된 아이디어를 나타낸 전송 개념도.
도 2는 본 발명의 일실시예를 구현하기 위한 송신단과 수신단의 구성 요소를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 기능을 수행하기위한 지연측정 OAM 패킷의 구조를 나타낸 포맷도.
도 4는 본 발명에 따른 단대단 지연 측정 방법 중 수신단에서 수행되는 알고리즘을 도시한 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
200 : 비동기 패킷 송신기 220 : 데이터 패킷 제어부
240 : OAM 패킷 생성부 260 : 패킷 출력부
300 : MPLS 전송 경로 400 : 비동기 패킷 수신기
420 : 수신 터미널 440 : OAM 탐지기
460 : OAM 처리 모듈
본 발명은 비동기망으로 된 패킷 전송망에서 패킷 지연(delay)을 효과적으로 측정하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, MPLS 같은 전송의 우선순위가 정해져 있는 비동기 패킷 전송망에서 간편하고도 정확하게 패킷 지연을 측정하기 위한 단대단 지연 측정 방법 및 비동기 패킷 송수신기에 관한 것이다.
인터넷 서비스의 폭발적인 보급으로 인해서 많은 사용자들은 단순한 종단간의 연결이 아닌 서비스의 품질과 안정성이 보장되는 망 구조를 원하게 되었다. 이러한 품질 보장형 서비스의 구현은 기존의 인터넷구조에서 제공 할 수 없는 기능으로 이를 지원하기 위한 여러가지 방안들이 국내외 표준화 단체에서 활발히 진행중이다. 특히 국제표준화 단체인 ITU-T의 차세대 네트웍 포커스 그룹(FGNGN : Focus Group for Next Generation Network)은 인터넷 기반의 회선 지향의 패킷 교환(Circuit Oriented Packet Switching)방식의 차세대 망구조를 정의하고 있다. 새롭게 정의되는 망구조의 기본 전제는 망으로 들어오는 서비스에 대한 품질 등급 (QoS : Quality of Service)을 보장한다는 것이다. 이를 위하여 세션(session)이나 플로(flow) 단위의 수락제어(admission control) 기능이 필수적이다. 즉 하나의 세션이 시작되기 전에 그 세션이 요구하는 품질등급을 만족할 수 있는가는 판단하여 수락여부를 결정하여야 한다.
패킷 교환방식에서 서비스의 품질 등급은 패킷 트래픽의 기본적인 측정값인 패킷 손실(loss), 지연(delay), 지연 변화(delay variation) 값으로 평가된다. 따라서 품질등급의 보장이 성공적으로 이루어졌나를 확인하기 위해 이들 값들의 측정 및 감시 기능이 중요해지고 있다. 본 발명은 패킷의 지연값을 장비에서 효과적으로 측정 하기 위한 방법을 제시한다.
지연 측정 방법에 대한 연구는 활발히 진행 되고 있고 이의 표준화 작업 또한 주로 MEF 나 ITU-T 에서 진행되고 있다. 현재 사용되고 있는 지연측정 방식은 주로 망 장비가 SONET 이나 SDH 와 같이 동기화 되어 있어서 모든 망 장비가 같은 시각으로 동기 되어진 망에서 전송 패킷에 시각표 (time stamp) 값을 붙여서 전송하는 방식으로 패킷의 지연을 측정하거나 동기화 되지 않은 경우 두 장비간의 왕복 지연 (round-trip delay)을 계산하여 그 절반 값을 편도 지연으로 유추하는 방법등이 사용되고 있다.
하지만 상기 종래기술에 따른 지연 측정 방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 시각표(time stamp)를 이용하는 방법의 경우 망의 동기를 가정하기 때문에 이더넷과 같은 비동기 망의 경우 적용이 힘들다. IP 계층에서 망 장비간의 시각을 맞추기 위해 제안된 NTP(Network Timing Protocol)를 적용할 수는 있다. 그러나, NTP의 경우 LAN과 같이 작은 구간의 시각 동기의 경우 마이크로세컨드(usec) 단위의 정확도를 제공하지만 WAN 과 같은 넓은 구간의 망의 경우 밀리세컨드(msec) 단위의 정확도 밖에 제공 할 수 없기 때문에 이를 대규모의 전송망의 시각 동기로 확대할 수 없다. 또한 대규모의 망으로 확대 하였을 때 장비 간의 NTP 처리를 위한 시스템 부하가 증가함으로써 장비의 성능이 저하될 수 있다.
왕복 지연값을 이용하여 지연 값을 유추하는 경우 시작 노드에서 측정하고자 하는 목적지 노드로 측정패킷을 보내고 응답이 오기까지의 시간을 측정하여 시작노드에서 목적지 노드까지의 지연을 측정한다. 이 경우 트래픽의 분포가 양방향이 같다는 가정으로 왕복 지연값의 절반값을 취하여 지연값을 유추하기 때문에 양방향의 트래픽 분포가 같지않은 실제 망 상황에서 정확한 지연 값을 측정 할 수 없다.
한편, 전통적인 패킷 교환방식의 문제점인 QoS 문제를 해결하기 위해 회선지향의 패킷 교환 방식이 사용되고 있다. 회선지향의 패킷 교환방식을 사용함으로써 망 운용자들은 사용자 트래픽의 경로를 제어할수 있게 되었다. 기존의 패킷망이 모든 노드에서 패킷의 목적지 주소에 의해 패킷을 교환하던 것을 회선기반의 경우 목적지 노드뿐 아니라 시작 노드나 서비스 종류에 따라 다른 경로를 선택 할 수 있는 트래픽 엔지니어링 기능을 제공한다. 즉 회선지향의 경우 같은 목적지로 전달되는 패킷 이라도 시작 노드나 트래픽의 성격에 따라 다른 경로를 이용하도록 망을 운영하여 망의 효율을 극대화 시킬수 있는 것이다.
회선 지향의 패킷 교환 방식의 가장 대표적인 방법은 MPLS이다. MPLS는 여러 종류의 패킷을 하나의 경로를 통해 전송하는 방식이다. MPLS 방식은 또한 여러 등급의 트래픽에 대해 차별화된 서비스를 제공 할 수 있다. MPLS를 이용한 대표적인 등급별 트래픽 엔지니어링 방식은 크게 L-LSP(Label Only Inferred PSC Label Switched Path)와 E-LSP(Exp inferred PSC Label Switched Path)의 두 가지 이다. 이 두 방식은 서로 다른 방식으로 트래픽의 우선순위나 등급을 제어한다. L-LSP의 경우 하나의 label을 통해 전달되는 모든 트래픽들이 같은 등급의 서비스를 받게 되고 E-LSP의 경우는 같은 label을 통해 전달되는 트래픽들이 서로 다른 서비스를 받게 되는 방식이다. 즉 L-LSP의 경우 트래픽의 등급이 label값에 표시되게 되고 E-LSP의 경우 트래픽 등급이 MPLS 헤더의 label값이 아닌 Exp 필드에 표시된다.
이렇게 미리 정의된 MPLS 경로를 통해 전달되는 패킷들은 주로 경로 단위로 제공되는 OAM(Operation and Management) 기능을 통해 전송 경로의 안정성을 감시하고 관리한다. OAM의 중요 기능 중 하나는 전송 경로의 성능을 측정하는 것이다. 전송경로의 성능 중 지연정보는 망의 상태를 알려주는 중요한 정보이다. 가상회선의 MPLS 망에서 패킷의 지연정보를 측정하기 위한 노력은 많이 있었으나 대부분 시각표에 의한 것이었다. 이러한 경우 망의 동기라는 문제점으로 인해 비동기 망에서 지원이 어렵다. 다른 방식으로 사용되는 것으로는 왕복 지연시간을 이용하는 것이다. 하지만 MPLS 가 단방향 전송을 위한 것 이고 양 방향의 지연이 같다고 볼 수 없으므로 이 또한 적절치 못하다. 따라서 점점 증가하고 있는 이더넷과 같은 비동기 망에서 사용 할 수 있으면서도 MPLS와 같은 가상회선의 단 방향 지연을 측정 하기 위한 효과적인 지연측정 방법이 절실히 요망되었다.
상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 비동기 패킷 전송망에서 간편하게 지연값을 측정하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비동기 패킷 전송망에서 시작점에서부터 목적지 노드 까지의 단방향 지연값을 비교적 정확하게 측정하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단대단 지연 측정 방법은, 등급 기반의 트래픽을 지원하는 비동기 패킷 전송망에서의 단대단 지연 측정 방법에 있어서, (a) 송신단에서 상순위 OAM 패킷과 하순위 OAM 패킷을 연속하여 전송하는 단계; (b) 수신단에서 상기 상순위 OAM 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계; (c) 수신단에서 상기 하순위 OAM 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계; 및 (d) 상기 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드 및 순번 필드 기록 값을 확인하여 정확한 상순위 OAM 패킷 - 하순위 OAM 패킷 쌍을 결정하고, 상기 쌍을 이루는 상순위 OAM 패킷 도착 시간 및 하순위 OAM 패킷 도착 시간의 차이로부터 상기 하순위 OAM 패킷의 지연 시간을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비동기 패킷 송신기는, 전송하려는 데이터를 포함하는 데이터 패킷을 생성하기 위한 데이터 패킷 제어부; 쌍으로 식별되는 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷으로 이루어진 OAM 패킷을 생성하기 위한 OAM 패킷 생성부; 및 상기 데이터 패킷을 출력하며, 상기 상순위 OAM 패킷의 출력 직후 상기 하순위 OAM 패킷을 출력하는 패킷 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비동기 패킷 수신기는, 전송 채널을 통해 입력되는 패킷들을 수신하기 위한 수신 터미널; 상기 수신된 패킷들 중 OAM 패킷을 이루는 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷을 구별하기 위한 OAM 탐지기; 및 상기 식별된 OAM 패킷으로부터 전송 경로의 단대단 지연을 산정하기 위한 OAM 처리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상순위 OAM 패킷 및 상기 하순위 OAM 패킷은, 결합 레이블 필드 및 반복 전송된 패킷들 중 하나를 식별하기 위한 순번 필드를 포함하며, 상기 상순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 하순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되며, 상기 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 상순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
가상 회선상 패킷의 단대단 지연 (end-to-end delay)의 구성요소를 분석하면 크게 패킷 처리에 의한 지연(packet processing delay), 전달 지연(propagation delay) 및 전송 노드의 버퍼링에 의한 대기 지연(queueing delay)의 3가지 지연으로 나뉜다.
패킷 처리에 의한 지연은 각 노드에서 패킷을 받은 후 헤더의 정보를 해석하고 처리하기 위한 시간이고, 전달지연은 송신단과 수신단 간의 거리가 증가함에 따라 일정하게 증가하는 지연이다. 상기 두 가지 지연 - 패킷처리 지연 및 전달지연 - 은 단대단 지연의 일정한 부분을 차지하며 그 값은 어느 경우에나 일정하게 유지 된다. 전달 지연의 경우 망 장비간의 거리에 비례하여 변하기 때문에 전송되는 모든 패킷에 대해 같은 값을 가진다. 패킷 처리 지연의 경우도 많은 패킷 처리 기능이 하드웨어로 구성되기 때문에 모든 패킷이 거의 같은 양의 패킷 처리 지연을 겪 게 된다.
상대적으로 버퍼링에 의한 대기 지연(queueing delay)은 망의 상태에 따라 역동적으로 변하게 된다. 망의 상태가 좋을 경우 망 장비의 대기 지연이 거의 없는데 비해 망이 체증 상태일 경우 대기 지연 값은 크게 증가하게 된다. 따라서 이 대기 지연값을 측정하게 되면 상대적으로 일정한 값을 가지는 패킷 처리 지연값과 전달 지연값을 더하여 단대단 지연 값을 알아 낼수 있다.
각 노드의 대기 지연값은 각 노드의 동작(Per Hop Behavior)과 노드의 트래픽 량에 의해 결정된다. 하나의 출력 포트로 향하는 트래픽 량이 적을 경우 해당 포트로 향하는 모든 패킷의 대기 지연시간은 작다. 트래픽 량이 증가함에 따라 패킷의 대기 지연 시간은 증가한다. 버퍼링에 의한 대기 지연이 증가함에 따라 노드의 등급 기반 스케쥴링이 작용하게 되고 낮은 등급의 패킷은 상대적으로 많은 대기 지연을 갖게 된다.
등급 기반의 트래픽을 지원하는 망의 경우 노드에서 우선 순위에 의한 스케줄링을 하게된다. 대부분의 망 운영자의 경우 높은 등급의 트래픽을 철저히 통제함으로 대기 지연이 거의 없이 전송된다. 따라서 높은 등급의 패킷의 경우 단대단 지연값의 대부분이 패킷 처리 지연이나 전달 지연으로 이루어 진다. 본 발명이 제공하는 지연측정은 이렇게 높은 등급의 패킷들이 일정한 지연값을 갖는다는 특성을 이용하여 낮은 등급의 지연정보를 높은 등급의 지연값과 비교함에 의해 수행된다.
도 1은 본 발명의 개요를 설명하는 그림이다. MPLS로 이루어진 망에서 하나의 MPLS 경로를 나타낸다. 도시한 MPLS 경로는 DiffServ-Aware MPLS 즉 E-LSP 로서 동일한 경로상에 여러 등급의 패킷을 지원하는 등급 기반의 전송 경로의 일례이다. 하나의 MPLS 경로상의 노드는 IN(Ingress Node), TN(Transit Node), EN(Egress Node)으로 구분된다. 송신단(IN)은 동일경로상에 지연 높은 등급의 지연 측정 패킷과 낮은 등급의 패킷을 동시에 전송한다. 도시한 바와 같이 처리의 우선순위가 낮은 등급의 패킷(하순위 패킷)을 처리의 우선순위가 높은 등급의 패킷(상순위 패킷)에 연속하여 전송한다. 이렇게 동시에 쌍(pair)을 이루어 전송된 두개의 패킷은 전송노드(TN)들을 거치면서 점점 그 격차가 벌어진다. 이렇게 차이가 벌어지게 되는 이유는 각 노드에서 높은 등급의 패킷과 낮은 등급의 패킷을 다르게 처리하기 때문이다. 결과적으로 두 패킷은 수신단(EN)에 서로 다른 시간에 수신된다. 수신단(EN)은 두 패킷의 수신시간의 차이를 이용하여 낮은등급의 지연을 계산한다. 많은 망 운용자의 경우 높은 등급의 트래픽(상순위 패킷)의 경우 망의 제어를 위한 정보교환이나 차별화된 서비스를 요구하는 고급 서비스를 제공하는데 사용하고 있고 이 경우 트래픽의 양을 철저히 관리를 하여서 망에서 대기 지연이 생기지 않도록 해주고 있다. 따라서 높은 등급의 단대단 지연은 대부분 패킷 처리 지연과 전달 지연이라고 볼 수 있다. 따라서 수신단에서의 두 개의 지연측정 패킷의 수신 시각의 차이는 낮은 등급이 경로상에서 겪는 대기 지연 값이라고 볼 수 있다. 따라서 이 낮은 등급의 대기 지연값과 일정한 양의 전달지연 및 패킷 처리 지연을 합하여 낮은 등급 패킷의 단대단 지연 값을 계산할 수 있다.
도 2는 본 발명을 구현 하기 위한 송신단(IN)과 수신단(EN)의 구조를 나타낸다. 상기 송신단(IN) 장치인 비동기 패킷 송신기(200)는, 전송하려는 데이터를 포 함하는 데이터 패킷을 생성하기 위한 데이터 패킷 제어부(220); 쌍으로 식별되는 상순위 패킷 및 하순위 패킷으로 이루어진 OAM 패킷을 생성하기 위한 OAM 패킷 생성부(240); 및 상기 데이터 패킷을 출력하며, 상기 상순위 패킷의 출력 직후 상기 하순위 패킷을 출력하는 패킷 출력부(260)를 포함한다. 상기 수신단(EN) 장비인 비동기 패킷 수신기(400)는, 전송 채널(300)을 통해 입력되는 패킷들을 수신하기 위한 수신 터미널(420); 상기 수신된 패킷들 중 OAM 패킷을 이루는 상순위 패킷 및 하순위 패킷을 구별하기 위한 OAM 탐지기(440); 및 상기 식별된 OAM 패킷으로부터 전송 경로의 단대단 지연을 산정하기 위한 OAM 처리 모듈(460)을 포함한다.
송신단의 OPG(OAM Packet Generator)(240)는 지연측정을 위해 주기적으로 상순위와 하순위의 OAM(Operation and Management) 패킷을 만들어 연속적으로 전송한다. 어느 쪽을 먼저 전송해도 무방하나 먼저 도착하는 상순위 패킷을 먼저 전송하는 것이 도달 순서가 바뀌지 않아 수신단에서의 처리가 보다 용이하다. 연속적으로 전송된 두 패킷은 전송 노드들을 거치면서 스케줄링에 따라서 하순위의 패킷은 점점 늦게 전달된다. 마지막 노드에서는 이들의 지연차이가 많이 생기게 된다. MPLS 경로가 종단되는 수신단에서는 패킷이 지연측정을 위한 OAM 패킷임을 확인하면 OAM 처리 모듈로 전송하여 지연을 측정한다.
도 4는 지연 측정 OAM 패킷의 포맷을 나타낸다. 기본적인 프래임 구조는 ITU-T 에서 정의한 OAM 포맷을 사용한다. 여기에서 결합 레이블(Coupled Label)과 순번(Sequence Number)을 제외한 대부분의 필드값은 기존 OAM 패킷에 정의된 구조와 같다. 기존 OAM 패킷과 마찬가지로 상순위 패킷 및 하순위 패킷은 모두 전송되 는 패킷들 중 자신을 표시하기 위한 식별기호인 레이블 값을 가지며, 본 실시예에 추가된 결합 레이블 필드에는 해당 패킷이 전송되는 레이블과 비교의 대상이 되는 레이블 값이 기록된다. 즉 상순위 패킷의 결합 레이블 필드에는 송신단에서 동시에 전송된 하순위 패킷의 레이블값이 기록되고, 하순위 패킷의 결합 레이블 필드에는 동시에 전송된 상순위 패킷의 레이블 값을 가진다. 다시 말해, 상기 결합 레이블 필드에는 상순위 패킷 - 하순위 패킷 쌍(pair)을 이루는 상대 패킷에 대한 레이블 값이 기록된다.
실제의 망 운용 환경에서는 본 실시예에 따른 OAM 패킷 자체가 전송도중 손실될 위험에 대비하기 위해, 하나의 상순위 패킷 - 하순위 패킷으로 이루어진 패킷 쌍(pair)을 소정 간격으로 수회에 걸쳐 반복 전송하게 된다. 이때 전송전로의 지연이 매우 커서, 동일한 레이블 값의 상순위 패킷 다수개가 먼저 수신된 후, 하순위 패킷이 수신되었을 경우에 정확한 패킷 쌍을 식별하기 위해, 순번(Sequence Number) 필드를 구비한다. 즉, 반복 전송되는 상순위 패킷 - 하순위 패킷 쌍(pair)의 순번 필드에는 반복된 회수에 대응하는 값 - 일반적으로 반복 전송 회수 - 이 기록된다.
등급 기반의 트래픽을 지원하는 비동기 패킷 전송망에서의, 본 실시예에 따른 단대단 지연 측정 방법은, 송신단에서 상순위의 패킷과 하순위의 패킷을 연속하여 전송하는 단계(S120); 수신단에서 상기 상순위의 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계(S140); 수신단에서 상기 하순위의 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계(S160); 및 상기 최우선 순위 패킷 도착 시간 및 상기 최하순위의 패킷 도착 시간으로부터 지연 시간을 산출하는 단계(S180)를 포함한다.
상기 단대단 지연 측정 방법은 상술한 바와 같은 도 1에 나타낸 아이디어에 따라 수행되는데, 도 5는 본 실시예에 따른 OAM 패킷을 사용한 단대단 지연 측정 방법 중 수신단에서 수행되는 과정들을 나타낸다. 수신단은 지연측정 OAM 패킷을 수신하면 수신한 시간을 측정한다(S140, S160). 상기 지연 시간 산출 단계(S180)는, 수신 시간이 측정된 수신 OAM 패킷으로부터 결합 레이블값과 순번을 읽은 후 기존의 결합 레이블과 순번의 기록이 있는가를 확인하는 과정(S182), 결합 레이블의 기록이 없을 경우 현재 OAM 패킷의 기록이 저장한 후 다음 OAM 패킷을 기다리는 과정(S184), 및 결합 레이블의 기록이 있을 경우 현재 OAM 패킷을 수신한 시각과 기존의 결합 레이블을 수신한 시각을 이용하여 지연 차이를 계산하는 과정(S186)과 계산 후 사용된 레이블 기록과 그 이전 순번을 가진 기록을 지우는 과정(S188)을 포함할 수 있다.
현재 망에서 단대단의 지연측정을 위한 망의 동기를 할 필요 없이 수신단에서 지역 시각을 이용하여 패킷의 지연을 측정함으로서 망의 성능을 보다 정확하고 신속하게 파악할수 있고 MPLS 를 위주로 구현되고 있는 가상 회선을 이용한 망의 성능측정을 대규모 망까지 확대 할수 있다.
또한 본 발명은 비동기망에서 시작점에서부터 목적지 노드까지의 단방향 지연값을 측정함에 있어서, 망장비의 동기화가 필요하지 않고 또한 왕복지연으로부터 단방향 지연값을 계산하는 필요도 없어 보다 측정이 간이해지는 효과도 있다.

Claims (9)

  1. (a) 송신단에서 상순위 OAM 패킷과 하순위 OAM 패킷을 연속하여 전송하는 단계;
    (b) 수신단에서 상기 상순위 OAM 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계;
    (c) 수신단에서 상기 하순위 OAM 패킷이 도착한 시간을 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드 및 순번 필드 기록 값을 확인하여 정확한 상순위 OAM 패킷 - 하순위 OAM 패킷 쌍을 결정하고, 상기 쌍을 이루는 상순위 OAM 패킷 도착 시간 및 하순위 OAM 패킷 도착 시간의 차이로부터 상기 하순위 OAM 패킷의 지연 시간을 산출하는 단계
    를 포함하는 등급 기반의 트래픽을 지원하는 비동기 패킷 전송망에서의 단대단 지연 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상순위 OAM 패킷 및 상기 하순위 OAM 패킷은,
    결합 레이블 필드 및 반복 전송된 패킷들 중 하나를 식별하기 위한 순번 필드를 포함하며,
    상기 상순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 하순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되며,
    상기 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 상순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되는 것을 특징으로 하는 단대단 지연 측정 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상순위 OAM 패킷 및 상기 하순위 OAM 패킷은,
    표준 MPLS 패킷 포맷에 상기 결합 레이블 필드 및 상기 순번 필드가 추가된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 단대단 지연 측정 방법.
  5. 전송하려는 데이터를 포함하는 데이터 패킷을 생성하기 위한 데이터 패킷 제어부;
    쌍으로 식별되는 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷으로 이루어진 OAM 패킷을 생성하기 위한 OAM 패킷 생성부; 및
    상기 데이터 패킷을 출력하며, 상기 상순위 OAM 패킷의 출력 직후 상기 하순위 OAM 패킷을 출력하는 패킷 출력부
    를 포함하는 비동기 패킷 송신기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상순위 OAM 패킷 및 상기 하순위 OAM 패킷은,
    결합 레이블 필드 및 반복 전송된 패킷들 중 하나를 식별하기 위한 순번 필드를 포함하며,
    상기 상순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 하순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되며,
    상기 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 상순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되는 것을 특징으로 하는 비동기 패킷 송신기.
  7. 전송 채널을 통해 입력되는 패킷들을 수신하기 위한 수신 터미널;
    상기 수신된 패킷들 중 OAM 패킷을 이루는 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷을 구별하기 위한 OAM 탐지기; 및
    상기 식별된 OAM 패킷으로부터 전송 경로의 단대단 지연을 산정하기 위한 OAM 처리 모듈
    을 포함하는 비동기 패킷 수신기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상순위 OAM 패킷 및 상기 하순위 OAM 패킷은,
    결합 레이블 필드 및 반복 전송된 패킷들 중 하나를 식별하기 위한 순번 필드를 포함하며,
    상기 상순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 하순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되며,
    상기 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드에는 상기 상순위 OAM 패킷의 레이블 값이 기록되는 것을 특징으로 하는 비동기 패킷 수신기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 OAM 처리 모듈은,
    상기 상순위 OAM 패킷 및 상기 하순위 OAM 패킷이 도착한 시간을 측정하고,
    상기 상순위 OAM 패킷 및 하순위 OAM 패킷의 결합 레이블 필드 및 순번 필드 기록 값을 확인하여 정확한 상순위 OAM 패킷 - 하순위 OAM 패킷 쌍을 결정하며,
    상기 쌍을 이루는 상순위 OAM 패킷 도착 시간 및 하순위 OAM 패킷 도착 시간의 차이로부터 상기 하순위 OAM 패킷의 지연 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 비동기 패킷 수신기.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8706819B2 (en) * 2007-08-21 2014-04-22 Microsoft Corporation Electronic mail delay adaptation
US20090055491A1 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Microsoft Corporation Electronic mail delay adaption
US8606862B2 (en) * 2007-08-21 2013-12-10 Microsoft Corporation Electronic mail delay adaptation
US8909714B2 (en) * 2007-08-21 2014-12-09 Microsoft Corporation Electronic mail delay adaptation
US7710976B2 (en) * 2008-07-08 2010-05-04 International Business Machines Corporation Methods, systems and computer program products for packet prioritization based on delivery time expectation
US20110019685A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 Wael William Diab Method and system for packet preemption for low latency
JP5257313B2 (ja) * 2009-09-25 2013-08-07 富士通株式会社 遅延時間測定装置、遅延時間測定プログラム及び方法
US8774232B2 (en) * 2010-01-08 2014-07-08 Ciena Corporation Systems and methods of measuring latency and routing thereon in optical networks
JP5691388B2 (ja) * 2010-10-25 2015-04-01 富士通株式会社 受信装置、通信装置および受信方法
JP5538652B2 (ja) * 2010-12-20 2014-07-02 三菱電機株式会社 ネットワークの状態監視方式
US9608755B2 (en) * 2011-02-23 2017-03-28 Ciena Corporation Network element clock synchronization systems and methods using optical transport network delay measurement
JP2013074338A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Nec Saitama Ltd タイムサーバ、端末、時刻同期システム、時刻同期方法、及びプログラム
EP2605453B1 (en) * 2011-12-16 2014-11-12 Alcatel Lucent Method and apparatus for monitoring transmission characteristics in a network
US9338678B2 (en) 2012-10-11 2016-05-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Performance monitoring of control and provisioning of wireless access points (CAPWAP) control channels
US9602383B2 (en) * 2012-10-11 2017-03-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) General packet radio service tunnel performance monitoring
US9455905B2 (en) 2013-02-22 2016-09-27 Broadcom Corporation Encapsulation for link layer preemption
WO2015072898A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-21 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Methods and devices for media processing in distributed cloud
US9164792B2 (en) * 2014-01-06 2015-10-20 International Business Machines Corporation Executing a gather operation on a parallel computer that includes a plurality of compute nodes
US9729448B2 (en) * 2015-01-22 2017-08-08 International Business Machines Corporation Congestion detection using a differentiated packet pair
CN106936657B (zh) * 2015-12-30 2020-01-03 华为技术有限公司 一种实现时延检测的方法、装置和系统
TWI612831B (zh) * 2016-03-01 2018-01-21 財團法人工業技術研究院 時脈同步方法、行動網路系統、網路控制器與網路交換器
US10511513B2 (en) * 2016-09-29 2019-12-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Ping pair technique for detecting wireless congestion
US10616088B2 (en) 2017-07-13 2020-04-07 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Apparatus and method for measurements at intermediate nodes in end-to-end performance test
JP2021182651A (ja) * 2018-07-26 2021-11-25 ソニーグループ株式会社 通信経路制御装置、通信経路制御方法及び通信経路制御システム
KR20210134900A (ko) * 2019-01-29 2021-11-11 텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니 패킷-교환 통신 네트워크에서 왕복 패킷 손실 측정 허용
US12003396B2 (en) * 2019-12-31 2024-06-04 Cisco Technology, Inc. Asymmetry compensation for private line emulation

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5337307A (en) * 1991-11-13 1994-08-09 Nec Corporation Method of tracing virtual path operation information and apparatus applied thereto
US5450394A (en) * 1994-03-10 1995-09-12 Northern Telecom Limited Delay monitoring of telecommunication networks
JP3171773B2 (ja) * 1995-08-31 2001-06-04 富士通株式会社 交換機におけるコネクション制御方法及び装置
US5926459A (en) * 1996-06-27 1999-07-20 Xerox Corporation Rate shaping in per-flow queued routing mechanisms for available bit rate service
US5852723A (en) * 1996-08-06 1998-12-22 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for prioritizing traffic in half-duplex networks
KR100245329B1 (ko) * 1997-04-30 2000-02-15 전주범 패킷망에서 지터를 조절하기 위한 큐관리장치
US6381214B1 (en) * 1998-10-09 2002-04-30 Texas Instruments Incorporated Memory-efficient leaky bucket policer for traffic management of asynchronous transfer mode data communications
KR100317707B1 (ko) 1998-12-30 2002-08-21 한국전기통신공사 공통선신호망에서의단대단성능분석방법
AU7078500A (en) * 1999-09-14 2001-04-17 Megaxess, Inc. Method and apparatus for prevention of congestion in atm networks through atm protection switching
US6912216B1 (en) 1999-09-30 2005-06-28 Verizon Laboratories Inc. Method and system for estimating performance metrics in a packet-switched communication network
KR100317125B1 (ko) 1999-12-27 2001-12-24 오길록 경로 설정에서의 통신지연 사전 확인에 따른 경로 결정 방법
JP2001292164A (ja) * 2000-04-06 2001-10-19 Nec Corp パケット・スイッチおよびその切替方法
KR100337143B1 (ko) 2000-06-21 2002-05-18 신해준 엠피엘에스 기술의 효과적인 적용을 위한 오에이엠 시스템
KR100342434B1 (ko) 2000-09-27 2002-07-03 윤덕용 단-대-단 지연 예측을 위한 고속 콘볼루션 근사화 시스템및 그 방법
JP3992967B2 (ja) * 2001-12-05 2007-10-17 三菱電機株式会社 パケット通信システム及びパケット通信方法
KR100597588B1 (ko) 2003-10-02 2006-07-06 한국전자통신연구원 우선순위기반 능동 시험패킷을 이용한 노드간 경로특성측정방법

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Publication number Publication date
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