KR100782920B1 - Method for packet loss prevention for optimization of wan - Google Patents

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KR100782920B1
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배기덕
전병욱
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(주)액텔라
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Abstract

A packet loss prevention method for WAN(Wide Area Network) optimization is provided to decide failure of a tunnel by checking the number of packets received through a tunnel when traffic is properly distributed by multiplexing the tunnel between two gateways, so that the number of lost packets during the failure is limited to a particular number of packets irrespective of a transmission amount of packets. The number of packets received through a tunnel is checked(ST11). Tunnel failure is sensed on the basis of the number of packets incoming to a virtual tunnel device connected to each tunnel(ST12). If a tunnel is sensed as a failed tunnel exists, packets routed to the corresponding failed tunnel are routed again to a normal tunnel, and copied packets are also transmitted to the failed tunnel(ST13). Queueing delay is prevented by a queue timer(ST14).

Description

왠 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법{Method for Packet Loss Prevention for optimization of WAN}Method for Packet Loss Prevention for optimization of WAN

도 1은 일반적인 WAN구간에서의 터널링 및 VPN의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of tunneling and VPN in a general WAN section.

도 2는 종래 WAN에서의 패킷분할 터널다중화 전송방법을 보인 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a packet division tunnel multiplexing transmission method in a conventional WAN.

도 3은 종래 WAN에서의 패킷분할 터널다중화 전송 방법을 보인 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a packet split tunnel multiplexing transmission method in a conventional WAN.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법을 보인 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a packet loss prevention method for WAN optimization according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에서 사용하는 TCP 터널의 구성예를 보인 개념도이다.5 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a TCP tunnel used in the present invention.

도 6은 도 4에서 터널 장애시 이를 감지하는 예를 보인 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating an example of detecting a tunnel failure in FIG. 4.

도 7은 도 4에서 터널 장애시 이를 방지하는 예를 보인 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating an example of preventing the tunnel failure in FIG. 4.

도 8은 도 4에서 터널 장애시 큐 타이머에 의해 패킷 손실로 인한 지연 현상을 방지하는 예를 보인 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating an example of preventing a delay due to packet loss by a queue timer when a tunnel fails in FIG. 4.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

A : 게이트웨이 AA: Gateway A

B : 게이트웨이 BB: Gateway B

본 발명은 왠 (WAN, Wide Area Network, 광대역 통신망, 이하 "WAN"이라 함)에 관한 것으로, 특히 WAN에서 두 게이트웨이 간의 터널을 다중화하여 트래픽을 적절히 분산시킬 때 터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하여 터널의 장애를 판별하여 터널 장애시 손실되는 패킷의 수가 패킷의 전송량과는 무관하게 특정한 개수의 패킷으로 제한되도록 하기에 적당하도록 한 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a WAN (WAN, Wide Area Network, hereinafter referred to as "WAN"), in particular when the number of packets received through the tunnel when the traffic is properly distributed by multiplexing the tunnel between the two gateways in the WAN The present invention relates to a packet loss prevention method for WAN optimization in which the number of packets lost during the tunnel failure is determined by checking the failure of the tunnel so that the number of packets lost during the tunnel failure is limited to a specific number of packets.

일반적으로 WAN(Wide Area Network, 광대역 통신망 또는 광역 통신망)은 LAN(Local Area Network, 근거리 통신망)에 대응되는 것으로, 지역적으로 넓은 영역에 걸쳐 구축하는 다양하고 포괄적인 컴퓨터 통신망을 말한다. 이러한 WAN은 도시와 같은 넓은 지역, 국가나 대륙 같은 광범위한 지역에 걸쳐 구성하는 컴퓨터 통신망을 의미하며, 종전의 정보통신망의 총칭이라 해도 틀린 말은 아니다. 금융기관이나 대기업 또는 공공기관 등에서 구축한 통신망은 모두 광역통신망이라 할 수 있다.In general, a wide area network (WAN) corresponds to a local area network (LAN), and refers to a variety of comprehensive computer networks that are constructed over a wide area. Such a WAN refers to a computer communication network that is formed in a wide area such as a city, a wide area such as a country or a continent, and is a general term for a conventional information communication network. All communication networks established by financial institutions, large corporations or public institutions can be called wide area networks.

랜(LAN)은 불과 몇 대에서 몇 십대 단위의 컴퓨터들을 연결하지만, 광역통신망(WAN)에서는 수백, 수천 대의 컴퓨터와 각종 컴퓨터 장비들을 연결하기 때문에 초고속 처리가 가능한 주 컴퓨터를 사용할 필요가 있다. 요즈음의 광역통신망은 랜과 랜을 고속 전송이 가능한 통신망으로 연결하는 형태를 취하고 있으며, 곳곳에 주 컴퓨터의 부담을 줄이려는 장치를 설치하고 있다.LANs connect computers from just a few to a few teens, but in a wide area network (WAN) it connects hundreds and thousands of computers and various computer equipment, so it is necessary to use a host computer capable of high speed processing. Nowadays, wide area network has a form of connecting LAN and LAN to a network capable of high-speed transmission, and devices are installed in various places to reduce the burden on the main computer.

대부분의 광역통신망은 송출라인과 교환장치 2가지로 구성되어 있다. 회로, 채널 또는 중계선이라고도 불리는 송출라인은 여러 장치간에 정보를 전달한다. 교환장치는 2개 이상의 송출라인을 연결하는 데 사용하는 라우터(router)를 말한다. 광역통신망을 설계할 때 중요한 설계상의 문제는 라우터들의 상호 연결이 위상학적으로 어떤 모습이어야 하는가이다. 이것들의 유형에는 별형, 링형, 트리형, 완성형, 교차 링형, 불규칙형 등이 있다.Most of the wide area networks consist of a transmission line and two exchanges. Transmission lines, also called circuits, channels, or relay lines, carry information between devices. The exchange device is a router used to connect two or more transmission lines. When designing a wide area network, an important design issue is how topologies of routers should be interconnected. These types include star, ring, tree, finished, crossed ring and irregular shapes.

이러한 WAN에 대해 여러 회선의 품질과 성능을 향상시키기 위한 기술로는 터널다중화 기술이 있다. 터널다중화 기술은 하나 이상의 회선 상에 가상 터널을 형성하고, 이 터널들에 대해 로드밸런싱을 함으로써, 확장된 대역폭을 가진 하나의 회선처럼 사용할 수 있도록 하는 기술이다. 터널 다중화는 2개의 게이트웨이 간의 EN-TO-END 연결로서 터널의 시작이 되는 게이트웨이와 터널을 종단시키는 게이트웨이 구간에 적용되며, 이 구간을 통해 양단의 네트워크 간에는 VPN이 구성될 수 있다.Tunnel multiplexing is a technique for improving the quality and performance of multiple circuits for such a WAN. Tunnel multiplexing technology is a technology that forms virtual tunnels on one or more circuits and load balances these tunnels so that they can be used as a single circuit with extended bandwidth. Tunnel multiplexing is an EN-TO-END connection between two gateways. The tunnel multiplexing is applied to the gateway section at the beginning of the tunnel and the gateway section terminating the tunnel, and the VPN can be configured between the networks at both ends.

터널링을 구현하는 기술로는 현재 표준화가 이루어진 IPSec(IP Security Protocol), L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol) 등이 가장 많이 이용되어지며, 그 외에 GRE(Generic Routing Encapsulation), PPTP(Point to Point Tunneling Protocol), L2F(Layer 2 Forwarding Protocol), VTP(Virtual Tunneling Protocol) 등이 이용되고 있다. WAN 서비스를 제공할 때 일반적으로 적용되는 암호화 기술은 인증, 암호화, 부호화 등이 있으며, 암호화 방법에는 IPSec에 사용되는 데이터 암호화 표준(Data Encryption Standard, DES)과 3DES, AES 및 PPTP에 사용되는 RC4 등이 있다. The most common technologies for implementing tunneling include IP Security Protocol (IPSec), Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP), etc. In addition, Generic Routing Encapsulation (GRE) and Point to Point Tunneling Protocol (PPTP). , Layer 2 Forwarding Protocol (L2F), Virtual Tunneling Protocol (VTP), and the like are used. Common encryption technologies used to provide WAN services include authentication, encryption, and encryption.The encryption methods include the Data Encryption Standard (DES) used for IPSec and RC4 used for 3DES, AES, and PPTP. There is this.

도 1은 일반적인 WAN구간을 가지는 2개의 SITE와 이를 게이트웨이를 통해 터널링한 VPN의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of two sites having a general WAN section and a VPN tunneled through the gateway.

여기서 A는 특정 지점의 게이트웨이 A이고, B는 게이트웨이 A와 터널링되어진 다른 특정 지점의 게이트웨이 B이다. A내부 네트워크와 B내부 네트워크는 VPN으로 연결되어진다. Where A is gateway A at a particular point and B is gateway B at another particular point tunneled with gateway A. Internal A network and internal B network are connected by VPN.

도 2는 종래 WAN에서의 패킷분할 터널다중화 전송 방법을 보인 개념도이고, 도 3은 종래 WAN에서의 패킷분할 터널다중화 전송 방법을 보인 흐름도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a packet split tunnel multiplexing transmission method in a conventional WAN, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a packet split tunnel multiplexing transmission method in a conventional WAN.

그래서 송신부(Gateway A)에서는 각각의 패킷을 회선에 의해 형성된 터널 수 만큼의 조각(fragment)으로 나누어 전송하는 단계(ST1)와; 수신부(Gateway B)에서는 전송받은 조각으로 나누어진 패킷을 재조합시키는 단계(ST2);를 수행한다.Thus, the transmitter A transmits each packet by dividing each packet into fragments corresponding to the number of tunnels formed by the line (ST1); Receiving unit (Gateway B) recombines the packet divided into the received fragment (ST2);

즉, 종래 패킷분할 터널다중화 전송기술에서는 멀티소켓(Multi-Socket) 방식을 사용하는데, 이는 멀티링크 PPP(Point to Point Protocol)에서 사용하는 대역폭 애그리게이션(Bandwidth Aggregation) 기술로서, 송신측에서 하나의 패킷을 터널수 만큼의 작은 조각으로 나누어 보내고, 수신측에서 이를 재조합하는 기술이다.That is, the conventional packet division tunnel multiplexing transmission technology uses a multi-socket method, which is a bandwidth aggregation technology used in a multilink point to point protocol (PPP), and a single transmission side is used. It is a technique of dividing a packet into pieces as small as the number of tunnels and recombining them at the receiving end.

그러나 종래기술에서는 터널 장애시 이를 탐지하지 못하여 패킷 재전송시 TCP(Transmission Control Protocol) 세션이 끊기는 등의 문제점이 있었다.However, the prior art has a problem that the TCP (Transmission Control Protocol) session is disconnected when the packet is retransmitted because it does not detect the tunnel failure.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 WAN을 최적화 하기 위하여 두 게이트웨이 간의 터널을 다중화하여 트래픽을 적절히 분산시킬 때 터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하 여 터널의 장애를 판별하여 터널 장애시 손실되는 패킷의 수가 패킷의 전송량과는 무관하게 특정한 개수의 패킷으로 제한되도록 할 수 있는 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to multiplex the tunnels between two gateways in order to optimize the WAN so that the number of packets received through the tunnels is properly distributed. The present invention provides a packet loss prevention method for WAN optimization, in which a failure of a tunnel is determined by checking the error, and the number of packets lost in the tunnel failure is limited to a specific number of packets irrespective of the amount of packet transmission.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법은,Packet loss prevention method for WAN optimization according to an embodiment of the present invention to achieve the above object,

터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 각 터널과 연결된 가상 터널 디바이스로 유입되는 패킷의 수를 기준으로 터널 장애를 감지하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서 장애 터널로 감지된 터널이 있으면, 해당 장애 터널로 라우팅된 패킷을 정상 터널 쪽으로 다시 라우팅하고, 장애 터널 쪽으로도 복사된 패킷을 전송하는 제 3 단계;를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.Checking a number of packets received through the tunnel; A second step of detecting a tunnel failure based on the number of packets flowing into the virtual tunnel device connected to each tunnel after the first step; If there is a tunnel detected as a failure tunnel in the second step, a third step of rerouting the packet routed to the failure tunnel toward the normal tunnel, and transmitting the copied packet toward the failure tunnel; It is characterized by the configuration.

이하, 상기와 같은 본 발명, WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention as described above, the technical spirit of the packet loss prevention method for WAN optimization with reference to the drawings as follows.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법을 보인 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a packet loss prevention method for WAN optimization according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하는 제 1 단계(ST11)와; 상기 제 1 단계 후 각 터널과 연결된 가상 터널 디바이스로 유입되는 패킷의 수를 기준으로 터널 장애를 감지하는 제 2 단계(ST12)와; 상기 제 2 단계에서 장애 터널로 감지된 터널이 있으면, 해당 장애 터널로 라우팅된 패킷을 정 상 터널 쪽으로 다시 라우팅하고, 장애 터널 쪽으로도 복사된 패킷을 전송하는 제 3 단계(ST13);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.As shown therein, a first step ST11 of checking the number of packets received through the tunnel; A second step (ST12) of detecting a tunnel failure based on the number of packets flowing into the virtual tunnel device connected to each tunnel after the first step; If there is a tunnel detected as a failure tunnel in the second step, a third step (ST13) of rerouting the packet routed to the failure tunnel to the normal tunnel and transmitting the copied packet to the failure tunnel; It is characterized by performing.

상기 제 2 단계는, 다중화 그룹을 구성하는 터널 중에서 한 터널에 장애가 발생하는지 판단하는 기준은 정상적인 터널로 패킷 유입량이 증가하는 동안 장애 터널 쪽으로는 패킷 유입이 이루어지지 않게 되는 상태인 것으로 설정하는 것을 특징으로 한다.In the second step, the criterion for determining whether a failure occurs in one tunnel among the tunnels constituting the multiplexing group is set such that the packet inflow does not occur toward the failed tunnel while the packet inflow increases to a normal tunnel. It is done.

상기 제 3 단계는, 상기 복사된 패킷은 헤더 부분의 특정 비트를 이용하여 복사된 패킷임을 표시하는 것을 특징으로 한다.In the third step, the copied packet is characterized by indicating that the copied packet using a specific bit of the header portion.

상기 제 3 단계는, 수신부에서 상기 복사된 패킷을 자동 폐기시키는 것을 특징으로 한다.The third step may be characterized in that the receiver automatically discards the copied packet.

상기 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법은, 상기 제 3 단계 후 큐 타이머로 큐잉 지연을 방지하는 제 4 단계(ST14);를 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.The packet loss prevention method for WAN optimization may further include a fourth step (ST14) of preventing a queuing delay with a queue timer after the third step.

상기 제 4 단계는, 상기 큐 타이머를 이용하여 큐잉(Quueuing) 시점으로부터 지정된 시간 내에 디큐잉(Dequeueing)되지 않은 패킷을 강제로 방출하도록 하는 것을 특징으로 한다.In the fourth step, the dequeue packet is forcibly released within a predetermined time from a queuing time point using the queuing timer.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.A preferred embodiment of the packet loss prevention method for WAN optimization according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or precedent of a user or an operator, and thus, the meaning of each term should be interpreted based on the contents throughout the present specification. will be.

먼저, 본 발명은 WAN의 최적화를 위한 것으로, VPN 뿐만 아니라 멀티 링크(multi link) PPP(Point-to-Point Protocol)등 관련된 기술에 모두 적용 가능하다. 이하에서는 GRE 터널링을 기초로 본 발명을 설명하도록 한다.First, the present invention is for optimization of the WAN, and can be applied to all related technologies such as multi-link (PP) as well as VPN. Hereinafter, the present invention will be described based on GRE tunneling.

본 발명은 WAN을 최적화시키기 위하여 두 게이트웨이 간의 터널을 다중화하여 트래픽을 적절히 분산시킬 때 터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하여 터널의 장애를 판별하여 터널 장애시 손실되는 패킷의 수가 패킷의 전송량과는 무관하게 특정한 개수의 패킷으로 제한되도록 하고자 한 것이다.According to the present invention, when the traffic is properly distributed by multiplexing the tunnel between two gateways to determine the WAN, the number of packets received through the tunnel is determined by checking the number of packets received through the tunnel. Is intended to be limited to a certain number of packets regardless.

터널 다중화 그룹을 구성하고 있는 터널들 중 일부 터널에 장애가 발생하였을 경우, 다중화 그룹의 장애 터널을 제거하고, 장애 터널 쪽으로 패킷이 라우팅되지 않도록 한다. 이때 수행하는 터널의 장애 감지는 특정한 시간을 주기로 하여 검사되기 때문에, 검사 주기 내에 장애를 감지하지 못하는 구간이 발생하게 되어, 패킷의 손실이 발생하게 된다. 또한 손실되는 패킷량은 패킷 전송률에 따라 적거나 혹은 많을 수도 있다. 이러한 패킷의 손실은 다른 프로토콜들보다도 특히, TCP 어플리케이션에 대해서 좋지 않은 성능을 초래하게 된다. 일부 터널에서의 패킷 손실 은 패킷의 재전송을 초래할 뿐만 아니라, TCP 세션 유지를 어렵게 하는 요인이 될 수 있다.If some tunnels among the tunnels forming the tunnel multiplexing group fail, the faulty tunnel of the multiplexing group is removed and packets are not routed to the failed tunnel. In this case, since the failure detection of the tunnel to be performed is inspected at a specific time period, a section in which the failure is not detected in the inspection period occurs, resulting in packet loss. In addition, the amount of lost packets may be small or large depending on the packet transmission rate. This loss of packets results in poorer performance than other protocols, especially for TCP applications. Packet loss in some tunnels not only results in retransmission of packets, but can also be a difficult factor in maintaining TCP sessions.

도 5는 본 발명에서 사용하는 TCP 터널의 구성예를 보인 개념도이다.5 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a TCP tunnel used in the present invention.

이에는 클라이언트와 서버가 있고, TCP 프록시에서 아이섹 게이트웨이(ISEC G/W)는 커널(Kernel)과 TCP 프록시(Proxy) 데몬으로 구성되며, 커널은 리다이렉션 모듈(Redirection Module)로 구성된다. 그래서 클라이언트에서 게이트웨이의 커널로 연결요청을 하면, 이 연결요청은 TCP 프록시 데몬을 통해 서버로 전달된다. 이렇게 구성된 TCP 터널에서 터널 장애가 발생하게 되면 패킷 손실에 의해 TCP 세션 유지가 어렵게 될 수 있다.It has a client and a server. In the TCP proxy, the ISEC G / W consists of a kernel and a TCP proxy daemon, and the kernel consists of a redirection module. So when a client makes a connection request to the gateway's kernel, the connection request is passed to the server through the TCP proxy daemon. If a tunnel failure occurs in such a configured TCP tunnel, packet loss may make it difficult to maintain a TCP session.

그래서 본 발명에서 제안하는 패킷 손실 방지 기술은 터널 장애를 조기에 탐지할 수 있는 기술로서, 특정 시간을 주기로 장애를 탐지하는 것이 아니라, 터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하여 장애를 판별한다. 따라서 터널 장애시 손실되는 패킷의 수는 패킷의 전송량과 무관하게 특정한 개수의 패킷으로 제한된다. 이렇게 함으로써, 터널 장애시에도 패킷의 재전송을 최소화하는 동시에, TCP 세션 끊김을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the packet loss prevention technique proposed by the present invention is a technique for early detection of a tunnel failure, and does not detect the failure at a specific time, but determines the failure by checking the number of packets received through the tunnel. Therefore, the number of packets lost in a tunnel failure is limited to a certain number of packets regardless of the amount of packets transmitted. By doing so, it is possible to minimize the retransmission of packets even in the event of a tunnel failure and to suppress TCP session disconnection.

도 6은 도 4에서 터널 장애시 이를 감지하는 예를 보인 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating an example of detecting a tunnel failure in FIG. 4.

그래서 패킷 손실 방지 기술에서 사용하고 있는 터널 장애 감지 기법은 각 터널과 연결된 가상 터널 디바이스로 유입되는 패킷의 수를 기준으로 한다. 즉, 다중화 그룹을 구성하는 터널 중 한 터널에 장애가 발생하게 되면, 정상적인 터널로의 패킷 유입량이 증가하는 동안, 장애 터널 쪽으로는 패킷 유입이 이루어 지지 않 게 되는 상태를 판단 기준으로 삼는다. 따라서 감지 대상 터널로 유입되는 패킷량이 0인 동안, 나머지 터널들로 유입되는 패킷량의 총합이 특정한 임계치에 다다르게 되면, 그 터널에 장애가 발생한 것으로 간주한다.Therefore, the tunnel failure detection technique used in the packet loss prevention technique is based on the number of packets flowing into the virtual tunnel device connected to each tunnel. In other words, when one of the tunnels in the multiplexing group fails, the packet inflow to the normal tunnel is increased while the packet inflow into the normal tunnel increases. Therefore, if the total amount of packets flowing into the remaining tunnels reaches a certain threshold while the amount of packets flowing into the tunnel to be detected reaches zero, the tunnel is considered to have failed.

즉, 도 6에서와 같이, 지정된 임계치(Threshold) 이상의 패킷이 수신되는 동안, 패킷이 전혀 수신되지 않는 터널을 장애로 간주하는 것이다. 이에 따라 다중화 터널의 장애 발생시, 이를 커널 레벨에서 조기에 탐지함으로써 패킷 손실을 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 터널 장애시에도 TCP 세션을 유지할 수 있게 된다.That is, as shown in FIG. 6, while a packet having a specified threshold or more is received, a tunnel in which no packet is received is considered as a failure. As a result, when a multiplexed tunnel fails, it can be detected early at the kernel level, thereby minimizing packet loss, thereby maintaining a TCP session even in the event of a tunnel failure.

도 7은 도 4에서 터널 장애시 이를 방지하는 예를 보인 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating an example of preventing the tunnel failure in FIG. 4.

그래서 장애 터널로 감지되면 해당 터널로 라우팅된 패킷을 정상 터널 쪽으로 다시 라우팅시킨다. 이 때, 장애 터널 쪽으로도 복사된 패킷을 보내게 되는데, 이는 장애 터널이 복구되었을 때 정상 터널로 판별할 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 장애 터널로 계속 패킷을 전송하지 않을 경우, 터널 상태가 정상으로 복구되더라도, 수신부 입장에서는 유입되는 패킷이 없으므로, 계속 장애 터널로 간주하게 되기 때문이다. 여기에서 복사된 패킷은 헤더 부분의 특정 비트를 켜서, 복사된 패킷임을 표시하고, 수신부에서 이를 자동 폐기하여 터널 복구를 위한 검사 용도로만 사용하게 된다.Therefore, if it detects a fault tunnel, it routes the packet routed back to the normal tunnel. At this time, the copied packet is also sent to the failed tunnel, so that it can be determined as a normal tunnel when the failed tunnel is restored. That is, if the packet is not continuously transmitted to the fault tunnel, even if the tunnel state is restored to normal, no packet is introduced from the receiver side, and thus the packet is considered as the fault tunnel. Here, the copied packet indicates that the packet is copied by turning on a specific bit in the header part, and the receiver automatically discards it to use it only for inspection for tunnel recovery.

도 8은 도 4에서 터널 장애시 큐 타이머에 의해 패킷 손실로 인한 지연 현상을 방지하는 예를 보인 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating an example of preventing a delay due to packet loss by a queue timer when a tunnel fails in FIG. 4.

패킷 손실 방지 기술에 포함된 또 하나의 기술로 큐 타이머(Queue Timer)가 있다. 이는 패킷 손실에 따른 큐잉 지연을 방지하는 데 목적이 있다. 예를 들어, 터널의 불안정한 상태로 인하여 일부 패킷이 손실될 경우, 패킷 순서 재정렬을 위해 큐에 들어가 있는 선행 패킷들은 손실된 패킷을 기다리면서, 큐를 빠져나가지 못하고 대기하게 된다. 이 때문에 터널의 전송률이 나빠지게 되고, TCP 세션 유지도 어렵게 된다. 따라서 큐에 들어간 패킷을 일정 시간 후에 강제로 방출하도록 함으로써, 큐잉 지연을 해결하는 것이 큐 타이머의 역할이다.Another technology included in packet loss prevention technology is the Queue Timer. This is to prevent queuing delay due to packet loss. For example, if some packets are lost due to the instability of the tunnel, the preceding packets queued for reordering the packets will not be able to exit the queue, waiting for the lost packets. As a result, the transmission rate of the tunnel becomes poor and TCP session maintenance is difficult. Therefore, it is the role of the queue timer to solve the queuing delay by forcibly releasing packets enqueued after a certain time.

그래서 도 8에서와 같이, 예를 들어, 세 개의 터널 디바이스 중에서 맨 위쪽의 터널에 장애가 발생한 상태이고, 가운데의 터널과 아래쪽의 터널은 정상적으로 동작한다고 가정하자. 이때 장애가 발생한 위쪽의 터널을 통해서는 시퀀스 번호 3, 6의 패킷을 전송하고 있고, 정상적인 가운데의 터널을 통해서는 시퀀스 번호 2, 5의 패킷을 전송하고 있으며, 정상적인 아래쪽의 터널을 통해서는 시퀀스 번호 1, 4의 패킷을 전송하고 있다고 하자. 그리고 위쪽 터널에 장애가 발생하게 되면, 시퀀스 번호 3과 6의 패킷을 손실하게 되고, 수신부의 큐에서는 손실된 패킷은 시퀀스 번호 3과 6의 패킷을 수신하도록 기다리기 때문에 패킷을 방출하지 못하여 디큐잉(Dequeueing) 지연 현상이 발생하게 된다. 따라서 큐잉 시점으로부터 미리 지정된 시간 내에 디큐잉되지 않은 패킷인 시퀀스 번호 1, 2, 4, 5의 패킷을 강제로 방출함으로써 디큐잉 지연 문제를 해결하도록 한다.So, as shown in Figure 8, for example, assume that the uppermost of the three tunnel device is a failure state, the tunnel in the middle and the lower tunnel operates normally. At this time, the sequence number 3 and 6 packets are transmitted through the tunnel above the fault, the sequence number 2 and 5 packets are transmitted through the tunnel in the normal center, and the sequence number 1 through the normal tunnel below. Let's say you are sending a packet of 4. If a failure occurs in the upper tunnel, the packets of sequence numbers 3 and 6 are lost, and in the receiver queue, the lost packets wait to receive the packets of sequence numbers 3 and 6, so they cannot dequeue. The delay phenomenon occurs. Therefore, the dequeuing delay problem is solved by forcibly releasing packets of sequence numbers 1, 2, 4, and 5 which are packets not dequeued within a predetermined time from the queuing time point.

이처럼 본 발명은 터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하여 터널의 장애를 판별하여 터널 장애시 손실되는 패킷의 수가 패킷의 전송량과는 무관하게 특정한 개수의 패킷으로 제한되도록 하게 되는 것이다.As described above, the present invention is to determine the failure of the tunnel by checking the number of packets received through the tunnel so that the number of packets lost during the tunnel failure is limited to a specific number of packets regardless of the amount of packets transmitted.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법은 두 게이트웨이 간의 터널을 다중화하여 트래픽을 적절히 분산시킬 때 터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하여 터널의 장애를 판별하여 터널 장애시 손실되는 패킷의 수가 패킷의 전송량과는 무관하게 특정한 개수의 패킷으로 제한되도록 할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, in the packet loss prevention method for WAN optimization according to the present invention, when the traffic is properly distributed by multiplexing the tunnel between two gateways, the failure of the tunnel is determined by examining the number of packets received through the tunnel. There is an effect that the number of packets lost in case of failure can be limited to a certain number of packets irrespective of the amount of packets transmitted.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.Although the above has been described as being limited to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto and various changes, modifications, and equivalents may be used. Therefore, the present invention can be applied by appropriately modifying the above embodiments, it will be obvious that such application also belongs to the scope of the present invention based on the technical idea described in the claims below.

Claims (6)

터널을 통해 수신되는 패킷의 수를 검사하는 제 1 단계와;Checking a number of packets received through the tunnel; 상기 제 1 단계 후 각 터널과 연결된 가상 터널 디바이스로 유입되는 패킷의 수를 기준으로 터널 장애를 감지하는 제 2 단계와;A second step of detecting a tunnel failure based on the number of packets flowing into the virtual tunnel device connected to each tunnel after the first step; 상기 제 2 단계에서 장애 터널로 감지된 터널이 있으면, 해당 장애 터널로 라우팅된 패킷을 정상 터널 쪽으로 다시 라우팅하고, 장애 터널 쪽으로도 복사된 패킷을 전송하는 제 3 단계;A third step of, if there is a tunnel detected as a failure tunnel in the second step, rerouting the packet routed to the failure tunnel toward the normal tunnel and transmitting the copied packet to the failure tunnel; 를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법.Packet loss prevention method for WAN optimization, characterized in that performing including. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 다중화 그룹을 구성하는 터널 중에서 한 터널에 장애가 발생하는지 판단하는 기준은 정상적인 터널로 패킷 유입량이 증가하는 동안 장애 터널 쪽으로는 패킷 유입이 이루어지지 않게 되는 상태인 것으로 설정하는 것을 특징으로 하는 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법.The criterion for determining whether one tunnel fails among the tunnels constituting the multiplexing group is set such that the packet inflow does not occur toward the failed tunnel while the packet inflow increases to a normal tunnel. How to avoid packet loss. 청구항 1에 있어서, 상기 제 3 단계는,The method of claim 1, wherein the third step, 상기 복사된 패킷은 헤더 부분의 특정 비트를 이용하여 복사된 패킷임을 표시하는 것을 특징으로 하는 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법.The copied packet is a packet loss prevention method for WAN optimization, characterized in that the packet is copied using a specific bit of the header portion. 청구항 3에 있어서, 상기 제 3 단계는,The method of claim 3, wherein the third step, 수신부에서 상기 복사된 패킷을 자동 폐기시키는 것을 특징으로 하는 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법.The packet loss prevention method for WAN optimization, characterized in that the receiver automatically discards the copied packet. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법은,The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the packet loss prevention method for WAN optimization, 상기 제 3 단계 후 큐 타이머로 큐잉 지연을 방지하는 제 4 단계;A fourth step of preventing a queuing delay with a queue timer after the third step; 를 더욱 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법.Packet loss prevention method for WAN optimization, characterized in that further comprising. 청구항 5에 있어서, 상기 제 4 단계는,The method of claim 5, wherein the fourth step, 상기 큐 타이머를 이용하여 큐잉 시점으로부터 지정된 시간 내에 디큐잉되지 않은 패킷을 강제로 방출하도록 하는 것을 특징으로 하는 WAN 최적화를 위한 패킷 손실 방지 방법.And dequeuing a packet that is not dequeued within a predetermined time from a queuing time point by using the queue timer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050093475A (en) * 2004-03-19 2005-09-23 주식회사 케이티 Method for detecting a network failure
KR20050101693A (en) * 2004-04-19 2005-10-25 삼성전자주식회사 Method for recovery routing path with damage in a mobile network

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