KR100747100B1

KR100747100B1 - Control device and method of home gateway

Info

Publication number: KR100747100B1
Application number: KR1020060006448A
Authority: KR
Inventors: 박홍성; 최동희; 김성훈
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-09
Also published as: KR20070076933A

Abstract

본 발명은 사용자의 QoS(Quality Of Service)요구에 대한 입력 트래픽(incoming traffic)을 보장할 수 있는 홈 게이트웨이 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로,The present invention relates to an apparatus and method for controlling a home gateway capable of guaranteeing incoming traffic for a quality of service (QoS) request of a user.

본 발명에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치는, 홈 네트워크 상황을 감시하며 현재 서비스 상태 요청에 따라 요청된 입력 트래픽의 정보를 출력하는 트래픽 모니터링부와; 사용자의 QoS 요구에 따라 트래픽 모니터링부로부터 출력되는 입력 트래픽의 정보에 포함된 실제 서비스 대역폭과 사용자로부터 요구되는 대역폭을 조합하여 요구 대역폭의 할당 가능 여부를 판단하며, 그 판단 결과에 따라 출력 트래픽의 대역폭을 제어하는 네트워크 관리부와; 네트워크 관리부로부터 제어된 출력 트래픽의 대역폭에 따라 출력 트래픽을 제어하는 트래픽 제어부;로 구성된다.An apparatus for controlling a home gateway according to the present invention includes: a traffic monitoring unit for monitoring a home network situation and outputting information on input traffic requested according to a current service status request; According to the QoS request of the user, it is determined whether the required bandwidth can be allocated by combining the actual service bandwidth included in the information of the input traffic output from the traffic monitoring unit with the bandwidth required by the user, and the bandwidth of the output traffic according to the determination result. A network management unit controlling the; And a traffic controller configured to control the output traffic according to the bandwidth of the output traffic controlled by the network manager.

트래픽, 홈 게이트웨이, QoS Traffic, home gateway, QoS

Description

Home gateway control device and method thereof {CONTROL DEVICE AND METHOD OF HOME GATEWAY}

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치의 개요도.1 is a schematic diagram of a home gateway control apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치의 개략적인 블록 구성도.2 is a schematic block diagram of a home gateway control apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 방법을 보인 개략적인 흐름도.3 is a schematic flowchart illustrating a home gateway control method according to an exemplary embodiment of the present invention.

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

100 : 홈 게이트웨이 제어 장치 110 : 트래픽 모니터링부100: home gateway control unit 110: traffic monitoring unit

120 : 네트워크 관리부 130 : 트래픽 제어부120: network management unit 130: traffic control unit

본 발명은 홈 게이트웨이(Home Gateway)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 QoS(Quality Of Service) 요구에 대한 입력 트래픽(incoming traffic)을 보장할 수 있는 홈 게이트웨이 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a home gateway, and more particularly, to an apparatus and method for controlling a home gateway capable of guaranteeing incoming traffic for a quality of service (QoS) request of a user.

홈 게이트웨이는 홈 네트워크와 인터넷 사이에 위치하여 ISP(Internet Service Provider)와 PC, 디지털 TV, PDA 등과 같은 가정 내 다양한 기기들을 연결하는 기능을 수행하는 장치를 말한다. 이러한 홈 게이트웨이는 초고속 인터넷 망의 빠른 보급으로 홈 네트워크가 발전함에 따라 그 중요성이 커지고 있다. 홈 게이트웨이는 인터넷 및 가정 내의 트래픽을 제어할 수 있어야 하며, 홈 게이트웨이를 통해 전달되는 트래픽은 홈 네트워크에 연결된 다양한 기기들 또는 인터넷으로부터 입력되는 입력 트래픽(incoming traffic)과, 홈 게이트웨이에서 홈 네트워크 또는 인터넷으로 출력되는 출력 트래픽(outgoing traffic)으로 분류할 수 있다.A home gateway is a device that is located between a home network and the Internet and connects various devices in a home such as an Internet Service Provider (ISP), a PC, a digital TV, and a PDA. These home gateways are increasing in importance as the home network develops due to the rapid dissemination of high-speed Internet networks. The home gateway must be able to control the Internet and traffic within the home, and the traffic that passes through the home gateway includes incoming traffic from various devices connected to the home network or the Internet, and from the home gateway to the home network or the Internet. It can be classified as outgoing traffic output.

기존의 네트워크 플로우 제어 방법은 출력 트래픽만을 제어하는 방법만이 제안되었다. 이는 홈 게이트웨이가 상술한 바와 같이 홈 네트워크와 인터넷 사이의 중계 역할을 주기능으로 하기 때문에, 입력 트래픽은 고려되지 않고 홈 네트워크 또는 인터넷으로 나가는 트래픽만이 제어의 대상이었다. 또한, 통신 사업자의 통신장치에서 사용자의 홈 게이트웨이로 가는 트래픽을 제어하는 방법은 통신 사업자의 통신장치에서 출력되는 트래픽을 제어하는 것이 일반적이었다. 그러나 예컨대 향후 이웃가정끼리 데이터를 주고 받을 경우, 홈 게이트웨이로 데이터가 폭주하는 경우가 발생할 수 있을 수 있기 때문에 상술한 방법은 문제가 된다. 따라서 홈 게이트웨이로 입력되는 트래픽의 제어 방식이 필요하다.In the conventional network flow control method, only a method of controlling output traffic is proposed. Since the home gateway mainly functions as a relay between the home network and the Internet as described above, input traffic is not considered and only traffic to the home network or the Internet was controlled. In addition, the method of controlling the traffic from the communication device of the service provider to the home gateway of the user has generally been to control the traffic output from the communication device of the service provider. However, the above-described method is problematic because, for example, neighboring families may exchange data with each other in the future, data congestion may occur at the home gateway. Therefore, a control method for traffic entering the home gateway is required.

홈 게이트웨이는 네트워크 인터페이스 보드의 지원 용량에 따라 상술한 바와 같은 입력 및 출력 트래픽에 대한 제어 기능을 수행한다. 그러나 예컨대 자체적으로 VOD(Video On Demand)서비스를 제공하는 홈 게이트웨이에서 인터넷과 홈 네트워크 각각에 연결되는 두 개의 네트워크 인터페이스 카드가 각각 10Mbps를 지원하고, 인터넷으로부터 홈 네트워크로의 출력 트래픽이 6Mbps이고, 홈 게이트웨이에서 VOD 서비스를 위한 입력 트래픽으로 5Mbps의 입력이 요구되는 상황을 고려해 보자. 즉 인터넷으로부터 들어오는 트래픽 양은 11Mbps가 된다.The home gateway performs control on the input and output traffic as described above according to the supported capacity of the network interface board. However, in a home gateway that provides its own Video On Demand (VOD) service, for example, two network interface cards connected to the Internet and the home network each support 10 Mbps, and the output traffic from the Internet to the home network is 6 Mbps. Consider a situation where a 5Mbps input is required as the input traffic for the VOD service at the gateway. In other words, the amount of traffic coming from the Internet is 11Mbps.

이 경우 대역폭이 보장되어야 하는 VOD서비스를 위한 5Mbps의 트래픽은 기존의 출력 트래픽 6Mbps의 영향으로 패킷 손실이 발생하게 된다. 물리적 한계를 넘어서는 1Mbps에 대하여 발생한 패킷 손실은 무작위로 버려지기 때문에 입력 및 출력 트래픽 모두가 영향을 받게 된다. 즉, 선별적인 패킷 손실이 불가능하게 된다. 따라서, 인터넷으로부터 홈 네트워크로 가는 출력 트래픽 중 중요하지 않은 데이터의 대역폭을 제어하고 제어 대상이 되는 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 보장할 수 있는 방법이 모색되어져야 한다.In this case, 5Mbps traffic for the VOD service, which should guarantee bandwidth, will cause packet loss due to the existing output traffic of 6Mbps. Packet loss for 1 Mbps beyond the physical limit is discarded randomly, so both input and output traffic are affected. In other words, selective packet loss becomes impossible. Therefore, a method for controlling the bandwidth of non-critical data among the output traffic from the Internet to the home network and ensuring the user's QoS requirement for the input traffic to be controlled should be sought.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 출력 트래픽을 제한하고 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 보장할 수 있는 홈 게이트웨이 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a home gateway control apparatus and method for limiting output traffic and ensuring user's QoS requirements for input traffic. To provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치는,Home gateway control apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object,

홈 네트워크 상황을 감시하며 현재 서비스 상태 요청에 따라 요청된 입력 트래픽의 정보를 출력하는 트래픽 모니터링부와;A traffic monitoring unit for monitoring a home network situation and outputting information on input traffic requested according to a current service status request;

사용자의 QoS 요구에 따라 상기 트래픽 모니터링부로 현재 서비스 상태를 요 청하고, 상기 트래픽 모니터링부로부터 출력되는 입력 트래픽의 정보에 포함된 실제 서비스 대역폭과 사용자로부터 요구되는 대역폭을 조합하여 상기 요구 대역폭의 할당 가능 여부를 판단하며, 그 판단 결과에 따라 출력 트래픽의 대역폭을 제어하는 네트워크 관리부와;Requests the current service state to the traffic monitoring unit according to the QoS request of the user, and can allocate the requested bandwidth by combining the actual service bandwidth included in the information of the input traffic output from the traffic monitoring unit with the bandwidth required by the user. A network manager to control the bandwidth of the output traffic according to the determination result;

상기 네트워크 관리부로부터 제어된 출력 트래픽의 대역폭에 따라 출력 트래픽을 제어하는 트래픽 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a traffic controller for controlling the output traffic according to the bandwidth of the output traffic controlled by the network manager.

상술한 바와 같은 본 발명의 특징에 따르면, 네트워크 관리부가 예컨대 멀티미디어 데이터, 음성 데이터와 같은 실시간성을 요구하는 입력 트래픽에 대하여 사용자의 QoS 요구가 존재하면, 입력 트래픽의 대역폭을 보장하기 위하여 출력 트래픽의 대역폭을 제어함으로써 사용자로부터 요구되는 입력 트래픽에 대한 QoS 요구를 보장할 수 있게 된다.According to a feature of the present invention as described above, if there is a QoS request of the user for the input traffic requiring real-time, such as multimedia data, voice data, for example, the network management section of the output traffic to ensure the bandwidth of the input traffic; By controlling the bandwidth, it is possible to guarantee the QoS requirements for the input traffic required from the user.

아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 방법은,In addition, the home gateway control method according to an embodiment of the present invention,

사용자의 QoS 요구시 상기 QoS가 요구되는 입력 트래픽의 정보를 요청 및 수신하는 제1 단계와;Requesting and receiving information on input traffic for which the QoS is required when the user requests a QoS;

상기 수신된 입력 트래픽의 정보와 사용자로부터 요구되는 대역폭을 조합하여 상기 요구 대역폭에 대한 할당 가능 여부를 판단하며, 그 판단 결과에 따라 출력 트래픽의 대역폭을 제어하는 제2 단계와;A second step of combining the received information of the input traffic with the bandwidth required by the user to determine whether the required bandwidth can be allocated and controlling the bandwidth of the output traffic according to the determination result;

상기 제2 단계에서 제어된 출력 트래픽의 대역폭에 따라 입력 및 출력 트래픽에 대한 트래픽 제어를 수행하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a third step of performing traffic control on the input and output traffic according to the bandwidth of the output traffic controlled in the second step.

이러한 본 발명 역시 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구시, 입력 트래픽 의 대역폭을 고려하여 출력 트래픽의 대역폭을 제어함으로써 사용자로부터 요구되는 입력 트래픽에 대한 QoS 요구를 보장할 수 있게 된다.In the present invention, when the user's QoS request for input traffic, the bandwidth of the output traffic is controlled in consideration of the bandwidth of the input traffic, thereby ensuring the QoS request for the input traffic required from the user.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 아울러, 본 발명에 따른 홈 게이트웨이는 VOD 디스플레이 기능을 갖는 홈 게이트웨이로 가정하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it will be described on the assumption that the home gateway according to the present invention is a home gateway having a VOD display function.

도 1은 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치의 개요도를 도시한 것이다.1 is a schematic diagram of a home gateway control apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치(100)는 인터넷(10)과 홈 네트워크(20) 간에 흐르는 출력(outgoing) 트래픽의 게이트웨이(gateway) 기능과 홈 게이트웨이 장치(100) 자체적으로 VOD 서비스를 수행하고 예컨대 PC, 노트북 등과 같은 가정 내 기기들로부터 입력되는 입력(incoming) 트래픽의 제어 기능을 수행한다. As shown, the home gateway control apparatus 100 according to the present invention has a gateway function of outgoing traffic flowing between the Internet 10 and the home network 20, and the VOD service itself of the home gateway apparatus 100. And control the incoming traffic input from devices in the home such as a PC, a notebook, and the like.

홈 게이트웨이 제어 장치(100)는 인터넷망(10) 또는 홈 네트워크망(20)을 통해 입력되는 멀티미디어 데이터, 음성 데이터와 같은 실시간성이 요구되는 입력 트래픽에 대하여 사용자로부터 QoS 요구가 존재하면, 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭을 조합하여 요구 대역폭에 대한 할당 가능 여부를 판단한다. 이후, 판단 결과에 따라 출력 트래픽과 입력 트래픽의 대역폭을 결정하고 결정된 출력 트래픽과 입력 트래픽의 대역폭에 따라 입력 및 출력 트래픽에 대한 트래픽 제어를 수행함으로써, 멀티미디어 데이터, 음성 데이터와 같은 실시간성을 요구하는 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 보장할 수 있게 되는 것이다.If the home gateway control apparatus 100 has a QoS request from the user for input traffic requiring real time, such as multimedia data and voice data input through the Internet network 10 or the home network network 20, the input traffic It is determined whether the allocation of the requested bandwidth is possible by combining the actual service bandwidth of the user and the user's required bandwidth. After that, the bandwidth of the output traffic and the input traffic is determined according to the determination result, and the traffic control for the input and output traffic is performed according to the determined output traffic and the bandwidth of the input traffic, thereby requesting real-time characteristics such as multimedia data and voice data. The QoS requirement of the user for the input traffic can be guaranteed.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치(100)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the home gateway control apparatus 100 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치의 개략적인 블록 구성도를 도시한 것이다.2 is a schematic block diagram of a home gateway control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치(100)는, 네트워크 상황을 감시하고 요청된 입력 트래픽의 정보를 출력하는 트래픽 모니터링부(110)와, 사용자의 QoS 요구를 수신하고 트래픽 모니터링부(110)로부터 출력되는 입력 트래픽의 정보에 포함된 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭을 조합하여 요구 대역폭의 할당 가능 여부를 판단하며, 그 판단 결과에 따라 출력 트래픽의 대역폭을 제어하는 네트워크 관리부(120)와, 네트워크 관리부(120)로부터 전송되는 데이터(제어된 출력 트래픽의 대역폭)에 따라 입력 및 출력 트래픽에 대한 트래픽 분류를 수행하는 트래픽 제어부(130)로 구성된다.As shown, the home gateway control apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the traffic monitoring unit 110 for monitoring the network status and outputs the information of the requested input traffic, and receives the user's QoS request and traffic A network manager that determines whether the required bandwidth can be allocated by combining the actual service bandwidth included in the information of the input traffic output from the monitoring unit 110 and the user's required bandwidth, and controls the bandwidth of the output traffic according to the determination result. And a traffic controller 130 for classifying traffic for input and output traffic according to data (bandwidth of controlled output traffic) transmitted from the network manager 120.

트래픽 모니터링부(110)는 홈 네트워크상에서 입/출력되는 패킷을 캡쳐하여 네트워크 상황을 감시하며, 후술하는 네트워크 관리부(120)의 요청에 따라 요청된 입력 트래픽의 정보를 출력한다.
트래픽 모니터링부(110)는 홈 네트워크상에서 입/출력되는 패킷을 캡쳐하여 네트워크 상황을 감시하는데, 사용자의 QoS 요구에 관계없이 네트워크 상황을 지속적으로 모니터링하거나 사용자의 QoS 요구에 의해서 네트워크 상황을 모니터링할 수 있다. 보다 구체적으로, 트래픽 모니터링부(110)는 예컨대 홈 게이트웨이의 작동 상태와 패킷 분석, 네트워크 링크 상의 트래픽 부하 감시 등의 기능을 수행하는 소정의 모니터링 툴(Monitoring Tool)을 통해 각 트래픽 플로우의 통과율, 지연시간, 신뢰성, 실제 서비스 대역폭 등과 같은 정보를 산출한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 트래픽 모니터링부(110)는 사용자의 QoS 요구에 관계없이 네트워크 상황을 지속적으로 모니터링하며, 각 트래픽 플로우에 대한 실제 서비스 대역폭 등과 같은 정보를 주기적으로 데이터 베이스에 저장한다. 이후 사용자의 QoS 요청에 따라 후술하는 네트워크 관리부(120)로부터 현재 서비스 상태 요청을 받으면 데이터 베이스를 검색하여 요청된 해당 트래픽의 정보를 출력한다.The traffic monitoring unit 110 monitors the network situation by capturing packets input / output on the home network, and outputs information of the requested input traffic at the request of the network manager 120 to be described later.
The traffic monitoring unit 110 monitors the network status by capturing input / output packets on the home network. The traffic monitoring unit 110 continuously monitors the network status regardless of the QoS request of the user or monitors the network status by the QoS request of the user. have. More specifically, the traffic monitoring unit 110, for example, the passing rate, delay of each traffic flow through a predetermined monitoring tool that performs functions such as the operation status of the home gateway, packet analysis, traffic load monitoring on the network link, and the like. Information such as time, reliability and actual service bandwidth is calculated.
The traffic monitoring unit 110 according to an embodiment of the present invention continuously monitors the network status regardless of the QoS request of the user, and periodically stores information such as actual service bandwidth for each traffic flow in a database. After receiving the current service status request from the network manager 120 to be described later according to the QoS request of the user, the database is searched and outputs the requested information of the corresponding traffic.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 트래픽 모니터링부(110)는 네트워크 관리부(120)로 사용자의 QoS 요구가 존재하면 네트워크 상황 모니터링을 시작하고, 상술한 바와 같은 정보를 데이터 베이스에 저장한 후 네트워크 관리부(120)로 출력한다. 이후 트래픽 모니터링부(110)는 네트워크 관리부(120)로부터 QoS 만족 신호를 수신하면 모니터링을 중지함으로써, 지속적으로 네트워크 상황을 모니터링하는 것이 아니라 사용자의 QoS 요구에 의해서만 네트워크 상황을 모니터링할 수도 있다.On the other hand, the traffic monitoring unit 110 according to another embodiment of the present invention to the network management unit 120, if there is a QoS request of the user starts the network status monitoring, and after storing the information as described above in the database Output to the network management unit 120. Afterwards, when the traffic monitoring unit 110 receives the QoS satisfaction signal from the network manager 120, the traffic monitoring unit 110 stops the monitoring, thereby monitoring the network state only by the QoS request of the user instead of continuously monitoring the network state.

네트워크 관리부(120)는 멀티미디어 데이터, 음성 데이터와 같은 입력 트래픽에 대하여 사용자의 QoS 요구가 존재하면 입력 트래픽에 대한 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한지를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 출력 트래픽의 대역폭을 제어한다. 네트워크 관리부(120)는 외부 인터페이스(30)를 통해 사용자로부터 입력 트래픽에 대한 QoS 요구가 존재하면 트래픽 모니터링부(110)로 입력 트래픽에 대한 정보를 요청하고, 수신되는 입력 트래픽의 정보에 포함된 실제 서비스 대역폭과 사용자가 요구하는 대역폭을 조합하여 입력 트래픽에 대한 사용자의 요구 대역폭 할당 가능 여부를 판단한다. The network manager 120 determines whether the user's requested bandwidth for the input traffic can be allocated when there is a QoS request of the user for input traffic such as multimedia data and voice data, and controls the bandwidth of the output traffic according to the determination result. do. If there is a QoS request for input traffic from the user through the external interface 30, the network manager 120 requests the information on the input traffic to the traffic monitoring unit 110, and includes the actual information included in the received input traffic information. The service bandwidth and the bandwidth required by the user are combined to determine whether the user can allocate the required bandwidth to the input traffic.

보다 구체적으로 네트워크 관리부(120)는 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭의 합이 홈 게이트웨이 장치(100)가 수행할 수 있는 총 대역폭보다 클 경우에는 사용자가 요구하는 대역폭을 할당할 수 없기 때문에 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 거절하며, 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭의 합이 총 대역폭보다 작을 경우에만 입력 트래픽에 대한 사용자의 요구 대역폭을 할당한다.More specifically, the network manager 120 cannot allocate the bandwidth required by the user when the sum of the actual service bandwidth of the input traffic and the user's required bandwidth is greater than the total bandwidth that the home gateway device 100 can perform. Therefore, it rejects the user's QoS request for input traffic and allocates the user's required bandwidth for input traffic only when the sum of the actual service bandwidth of the input traffic and the user's required bandwidth is less than the total bandwidth.

네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 것으로 판단되면 즉, 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭의 합이 총 대역폭보다 작은 것으로 판단되면, 사용자의 요구 대역폭에 대하여 할당 가능한 대역폭 을 산출하고 산출된 할당 가능한 대역폭과 사용자의 요구 대역폭을 비교하여 그 결과에 따라 출력 트래픽의 대역폭을 제어한다. 이때 네트워크 관리부(120)는 총 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차를 통해 할당 가능한 대역폭을 산출하며, 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 대역폭보다 작은 것으로 판단되면 요구 대역폭을 출력 트래픽의 대역폭으로 제어함으로써 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 만족시키도록 한다.If it is determined that the user's required bandwidth is allocable, that is, the network manager 120 determines that the sum of the actual service bandwidth of the input traffic and the user's required bandwidth is smaller than the total bandwidth, the network manager 120 allocates the bandwidth that can be allocated to the user's required bandwidth. Compute and compare the calculated bandwidth with the user's required bandwidth and control the bandwidth of the output traffic accordingly. In this case, the network manager 120 calculates an allocable bandwidth through the difference between the total bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic. If it is determined that the user's required bandwidth is smaller than the allocable bandwidth, the network manager 120 controls the required bandwidth as the output traffic bandwidth. It satisfies the user's QoS requirements for input traffic.

한편, 네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 대역폭보다 큰 것으로 판단될 경우에는 사용자의 요구 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차이를 산출하고, 산출된 차이만큼을 보상한 후 출력 트래픽의 대역폭을 제어한다. 보다 구체적으로 네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 대역폭보다 클 경우에는 사용자의 요구 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차를 산출하여 산출된 차이만큼을 PID(Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative)알고리즘을 통해 보상한다. On the other hand, if it is determined that the user's required bandwidth is larger than the bandwidth that can be allocated, the network manager 120 calculates a difference between the user's required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic, compensates for the calculated difference, and then outputs the output traffic. To control the bandwidth. More specifically, the network manager 120 calculates the difference between the user's required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic when the user's required bandwidth is larger than the bandwidth that can be allocated, and the PID may be equal to the PID (Proportional-plus-Integrate-). plus-derivative algorithm to compensate.

즉 예컨대 입력 트래픽에 대한 사용자의 요구 대역폭이 100Mbps이고, 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭이 90Mbps라고 가정하면, 네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차를 산출하여 10Mbps 만큼을 PID 알고리즘을 통해 시간 변화에 따라 점차적으로 보상하게 된다.For example, assuming that a user's required bandwidth for input traffic is 100 Mbps and the actual service bandwidth of the input traffic is 90 Mbps, the network manager 120 calculates a difference between the user's required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic by 10 Mbps. The PID algorithm is gradually compensated as time changes.

이후, 네트워크 관리부(120)는 PID 알고리즘을 통해 사용자의 요구 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차를 점차적으로 보상하고, 이때 시간 변화에 따라 산출되는 오차율을 적용하여 출력 트래픽의 대역폭(출력 트래픽의 대역폭 = 총 대역폭 - 사용자의 요구 대역폭 - 오차율)을 제어한다. Thereafter, the network manager 120 gradually compensates the difference between the user's required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic through a PID algorithm, and applies the error rate calculated according to the time change to output the bandwidth of the output traffic (the output traffic). Bandwidth = Total Bandwidth-User's Required Bandwidth-Error Rate).

즉 네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 대역폭보다 큰 것으로 판단될 경우에는, 사용자의 요구 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차이를 산출하고 산출된 차이만큼을 보상한 후 이때 산출되는 오차율을 적용, 출력 트래픽의 대역폭을 제어함으로써 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 만족시키도록 한다.That is, when the network manager 120 determines that the user's required bandwidth is larger than the bandwidth that can be allocated, the network manager 120 calculates a difference between the user's required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic, compensates for the calculated difference, and then calculates the calculated bandwidth. The error rate is applied to control the bandwidth of the output traffic to satisfy the user's QoS requirements for input traffic.

트래픽 제어부(130)는 네트워크 관리부(120)로부터 전송되는 데이터(제어된 출력 트래픽의 대역폭)에 따라 입력 및 출력 트래픽에 대한 트래픽 제어를 수행하는데, 트래픽 분류시 CBQ(Class Based Queuing)방식을 통해 입력 및 출력 트래픽 분류를 수행한다. CBQ 방식은 낮은 지연 서비스 관점에서 가장 효율적인 스케줄링 방식으로서 서로 다른 우선순위를 가지는 서비스들을 제공하는 PQ(Priority Queuing) 방식 등을 포함한 여러 스케줄링 방식들의 장점을 병합하여, 다양한 QoS를 요구하는 트래픽들에 대하여 낮은 지연시간과 높은 대역폭을 보장할 수 장점을 갖는다.The traffic controller 130 performs traffic control on the input and output traffic according to the data (bandwidth of the controlled output traffic) transmitted from the network manager 120. The traffic controller 130 classifies the traffic through the CBQ (Class Based Queuing) method. And output traffic classification. The CBQ scheme is the most efficient scheduling scheme in terms of low latency services. The CBQ scheme combines the advantages of various scheduling schemes, including PQ (Priority Queuing) scheme, which provides services with different priorities. It has the advantage of ensuring low latency and high bandwidth.

따라서, 상술한 바와 같은 구성들을 포함하는 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치(100)는 네트워크 관리부(120)가 멀티미디어 데이터, 음성 데이터와 같은 실시간성을 요구하는 입력 트래픽에 대하여 사용자의 QoS 요구가 존재하면, 입력 트래픽의 대역폭을 고려하여 출력 트래픽의 대역폭을 결정함으로써 사용자로부터 요구되는 입력 트래픽의 QoS를 보장할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, in the home gateway control apparatus 100 according to the present invention including the above-described configurations, the network management unit 120 has a QoS request of a user for input traffic requiring real time such as multimedia data and voice data. In this case, by determining the bandwidth of the output traffic in consideration of the bandwidth of the input traffic, it is possible to ensure the QoS of the input traffic required from the user.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 홈 게이트웨이 제어 방법에 대해 설 명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 방법을 보인 개략적인 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a home gateway control method according to the present invention will be described with reference to FIG. 3. 3 is a schematic flowchart illustrating a home gateway control method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 네트워크 관리부(120)는 예컨대 멀티미디어 데이터, 음성 데이터와 같은 입력 트래픽에 대하여 외부 인터페이스(30)를 통해 사용자의 QoS 요구가 존재하는지를 판단하여(S10 단계), 사용자의 QoS 요구가 존재하면 트래픽 모니터링부(110)로 입력 트래픽에 대한 정보를 요청하고, 소정의 모니터링 툴을 통해 트래픽 모니터링(110)로부터 출력되는 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭 등과 같은 정보를 수신한다(S15 단계).As shown, the network manager 120 determines whether there is a QoS request of the user through the external interface 30 for input traffic such as multimedia data and voice data (step S10), and thus the QoS request of the user exists. When the information about the input traffic is requested to the traffic monitoring unit 110, and receives information such as the actual service bandwidth of the input traffic output from the traffic monitoring 110 through a predetermined monitoring tool (step S15).

네트워크 관리부(120)는 수신되는 입력 트래픽의 정보에 포함된 실제 서비스 대역폭과 사용자가 요구하는 대역폭을 조합하여 입력 트래픽에 대한 사용자의 요구 대역폭 할당 가능 여부를 판단한다(S20 단계). 즉 네트워크 관리부(120)는 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭의 합이 홈 게이트웨이 장치(100)가 수행할 수 있는 총 대역폭보다 클 경우에는 사용자가 요구하는 대역폭을 할당할 수 없기 때문에 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 거절하며(S25 단계), 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭의 합이 총 대역폭보다 작을 경우에만 입력 트래픽에 대한 사용자의 요구 대역폭을 할당한다.The network manager 120 determines whether the user can allocate the required bandwidth to the input traffic by combining the actual service bandwidth included in the received input traffic information with the bandwidth required by the user (step S20). That is, the network manager 120 cannot input the bandwidth required by the user when the sum of the actual service bandwidth of the input traffic and the user's required bandwidth is larger than the total bandwidth that the home gateway device 100 can perform. Reject the user's QoS request for the traffic (step S25), and allocates the user's required bandwidth for the input traffic only when the sum of the actual service bandwidth of the input traffic and the user's required bandwidth is smaller than the total bandwidth.

네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 것으로 판단되면 즉, 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭과 사용자의 요구 대역폭의 합이 총 대역폭보다 작은 것으로 판단되면, 총 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차를 통해 할당 가능한 대역폭을 산출한다(S30 단계).If it is determined that the user's required bandwidth is allocable, that is, if the sum of the actual service bandwidth of the input traffic and the user's required bandwidth is smaller than the total bandwidth, the network manager 120 determines the total bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic. The bandwidth that can be allocated is calculated through the difference (step S30).

네트워크 관리부(120)는 산출된 할당 가능한 대역폭과 사용자의 요구 대역폭을 비교하여 그 결과에 따라 출력 트래픽의 대역폭을 제어한다(S35 단계). 즉, 네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 대역폭보다 작은 것으로 판단되면 요구 대역폭을 출력 트래픽의 대역폭으로 제어함으로써(S40 단계), 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 만족시키도록 한다.The network manager 120 compares the calculated allocated bandwidth with the user's required bandwidth and controls the bandwidth of the output traffic according to the result (step S35). That is, if it is determined that the user's required bandwidth is smaller than the bandwidth that can be allocated, the network manager 120 controls the required bandwidth as the bandwidth of the output traffic (step S40), thereby satisfying the user's QoS requirement for the input traffic.

한편, 네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 대역폭보다 큰 것으로 판단될 경우에는 사용자의 요구 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차를 산출한다(S45 단계). 이후 네트워크 관리부(120)는 산출된 차이만큼을 PID(Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative)알고리즘을 통해 보상하고 보상 결과에 따른 오차율을 산출하여(S50 단계), 출력 트래픽의 대역폭을 제어한다(S55 단계). On the other hand, if it is determined that the user's requested bandwidth is larger than the bandwidth that can be allocated, the network manager 120 calculates a difference between the user's required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic (step S45). Thereafter, the network manager 120 compensates the calculated difference by using a Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative (PID) algorithm and calculates an error rate according to the compensation result (step S50) to control the bandwidth of the output traffic ( Step S55).

즉, 네트워크 관리부(120)는 사용자의 요구 대역폭이 할당 가능한 대역폭보다 큰 것으로 판단될 경우에는, 사용자의 요구 대역폭과 입력 트래픽의 실제 서비스 대역폭의 차이를 산출하고 산출된 차이만큼을 상술한 바와 같이 시간 변화에 따라 점차적으로 보상하고 이때 산출되는 오차율을 적용, 출력 트래픽의 대역폭을 제어함으로써(출력 트래픽의 대역폭 = 총 대역폭 - 사용자의 요구 대역폭 - 오차율) 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 만족시키도록 한다.That is, when the network manager 120 determines that the user's required bandwidth is larger than the bandwidth that can be allocated, the network manager 120 calculates a difference between the user's required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic, and calculates the time difference as described above. Compensate gradually according to the change and apply the error rate calculated at this time to control the bandwidth of the output traffic (bandwidth of output traffic = total bandwidth-user's required bandwidth-error rate) to satisfy the user's QoS requirements for input traffic. .

네트워크 관리부(120)는 제어된 출력 트래픽의 대역폭 데이터를 트래픽 제어부(130)로 전송하고(S60 단계), 트래픽 제어부(130)는 네트워크 관리부(120)로부터 전송되는 데이터(제어된 출력 트래픽의 대역폭)에 따라 CBQ 방식을 통해 입력 및 출력 트래픽에 대한 트래픽 제어를 수행한다.The network manager 120 transmits the bandwidth data of the controlled output traffic to the traffic controller 130 (step S60), and the traffic controller 130 transmits data from the network manager 120 (bandwidth of the controlled output traffic). According to the CBQ method, traffic control for input and output traffic is performed.

이후, 네트워크 관리부(120)는 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구가 완료되었는지를 판단하여(S65 단계), 사용자의 QoS 요구가 모두 완료되지 않았다면 상술한 바와 같은 과정을 반복 수행한다.Thereafter, the network manager 120 determines whether the user's QoS request for input traffic is completed (step S65), and if the user's QoS request is not completed, the network manager 120 repeats the above-described process.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 홈 게이트웨이 제어 장치 및 그 방법은, 예컨대 멀티미디어 데이터, 음성 데이터와 같은 실시간성을 요구하는 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구가 존재하면, 입력 트래픽의 대역폭을 고려하여 출력 트래픽의 대역폭을 제어함으로써 입력 트래픽에 대한 사용자의 QoS 요구를 보장할 수 있는 장점을 갖는다.Home gateway control apparatus and method according to an embodiment of the present invention as described above, if there is a QoS request of the user for input traffic requiring real-time, such as multimedia data, voice data, for example, the bandwidth of the input traffic In consideration of controlling the bandwidth of the output traffic has the advantage that can guarantee the user's QoS requirements for the input traffic.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

A traffic monitoring unit for monitoring a home network situation and outputting information on input traffic requested according to a current service status request;

Request the current service state to the traffic monitoring unit according to the quality of service (QoS) request of the user, and combine the actual service bandwidth included in the information of the input traffic output from the traffic monitoring unit with the bandwidth required by the user. A network manager which determines whether bandwidth can be allocated and controls bandwidth of output traffic according to the determination result;

A traffic controller configured to control the output traffic according to the bandwidth of the output traffic controlled by the network manager;

Home gateway control device comprising a.

The method of claim 1, wherein the network management unit:

The request bandwidth is allocated only when the sum of the actual service bandwidth included in the information of the requested bandwidth and the input traffic is smaller than the total bandwidth. When the request bandwidth is determined to be assignable, the request bandwidth and the assignable bandwidth are compared. And controlling the bandwidth of the output traffic in order to guarantee the input traffic according to the comparison result.

The method of claim 2, wherein the network management unit:

If the required bandwidth is less than the allocable bandwidth, the required bandwidth is determined as the bandwidth of the output traffic. If the required bandwidth is larger than the allocable bandwidth, the PID is equal to the difference between the required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic. (Proportional-plus-Integrate-plus-Derivative) Home gateway control device characterized in that after the compensation through the algorithm, to control the bandwidth of the output traffic to ensure the input traffic.

Requesting and receiving information of input traffic for which the QoS is required when a user requests a quality of service (QoS);

A second step of combining the received information of the input traffic with the bandwidth required by the user to determine whether the required bandwidth can be allocated and controlling the bandwidth of the output traffic according to the determination result;

A third step of controlling traffic for input and output traffic according to the bandwidth of the output traffic controlled in the second step;

Home gateway control method comprising a.

The method of claim 4, wherein the second step is:

Only when the sum of the required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic is smaller than the total bandwidth, the required bandwidth is allocated, and when it is determined that the bandwidth can be allocated to the requested bandwidth, the required bandwidth and the assignable bandwidth are compared. And controlling the bandwidth of the output traffic according to the comparison result to ensure the input traffic.

The method of claim 5, wherein the second step is:

If the required bandwidth is less than the allocable bandwidth, the required bandwidth is determined as the bandwidth of the output traffic, and if the required bandwidth is larger than the allocable bandwidth, compensation is performed by a difference between the required bandwidth and the actual service bandwidth of the input traffic. And controlling the bandwidth of the output traffic to ensure the input traffic.