KR100832542B1 - ＵＰｎＰ ＱｏＳ 네트워크 시스템 및 이의 경로 및 자원예약 방법 - Google Patents

ＵＰｎＰ ＱｏＳ 네트워크 시스템 및 이의 경로 및 자원예약 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 UPnP QoS(Universal Plug and Play Quality of Service) 네트워크 시스템 및 이의 경로 및 자원 예약 방법에 관한 것으로, 소스 장치에서 목적지 장치에 이르는 경로의 설정과 이를 위한 네트워크 자원 예약을 명시적으로 제어하기 위하여, 네트워크 상태정보를 수집하여 제공하고, 경로 정보와 자원 예약 정보에 따라 네트워크 자원을 예약하여 요청된 서비스에 대한 QoS을 수행하는 하나 이상의 UPnP QoS 수행 장치와, 상기 요청된 서비스에 대한 QoS 등급과 상기 UPnP QoS 수행 장치가 제공하는 상기 네트워크 상태정보를 함께 고려하여 상기 경로 정보와 상기 자원 예약 정보를 획득한 후, 상기 UPnP QoS 수행 장치에 제공하는 하나 이상의 UPnP QoS 관리 장치들을 포함하여 구성되며, 이에 의하여 UPnP QoS 관리 장치가 계산한 경로와 UPnP QoS 수행 장치가 네트워크 자원을 예약한 경로가 일치되어, 올바른 네트워크 자원을 예약하고 보다 안정적인 QoS를 제공할 수 있다.
UPnP QoS, 경로 설정, 네트워크 자원 예약

Description

ＵＰｎＰ ＱｏＳ 네트워크 시스템 및 이의 경로 및 자원 예약 방법{UPnP QoS network system and method for booking path and resource}
도1은 일반적인 UPnP QoS 네트워크 시스템의 구성예를 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 UPnP QoS 네트워크 시스템의 구성도, 그리고
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 UPnP 네트워크 시스템의 경로 계산 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 UPnP(Universal Plug and Play) 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 UPnP QoS(Quality of Service)를 지원하는 홈네트워크에서 소스 장치에서 목적지 장치에 이르는 경로의 설정과 이를 위한 네트워크 자원 예약을 명시적으로 제어하기 위한 UPnP QoS 네트워크 시스템 및 이의 경로 및 자원 예약 방법이다.
UPnP 기술은 네트워크에 연결된 정보가전 기기 간에 복잡한 설정 절차 없이도 통신을 가능하게 해 주는 기술로서, 한 기기가 가진 서비스를 다른 기기가 자동으로 찾을 수 있도록 해 준다.
UPnP 기술을 사용하는 네트워크 시스템에서는 QoS을 지원하기 위해서, UPnP QoS 관리 장치와 하나 이상의 UPnP QoS 수행 장치들을 구비한다. 이때, UPnP QoS 관리 장치와 UPnP QoS 수행 장치 각각은 스위치 장치 또는 브리지 장치의 내부 시스템으로 구현되거나 독립된 장치로써 구현된다.
이에 UPnP QoS 관리 장치는 특정 통신 단말이 컨트롤 포인트(control point)를 통해 서비스를 요청하면, UPnP QoS 수행 장치들을 통해 각 장치와 연결된 이웃노드들에 대한 네트워크 상태정보를 획득한다.
그리고 획득된 네트워크 상태정보를 이용하여 특정 통신 단말에서 목적지 통신 단말에 이르는 최적의 경로를 계산한 후, 계산된 경로상에 있는 UPnP QoS 수행 장치들 모두에게 트래픽 특성 정보를 전달하여 해당 서비스와 해당 서비스에 대한 QoS를 요청한다.
그러면 계산된 경로상에 있는 UPnP QoS 수행 장치들은 브리지에서 관리하고 있는 맥 주소 테이블(MAC Address Table)을 참조하여, 네트워크 자원을 선택하고 예약한다.
그러나 종래의 네트워크 시스템에서는 상기에 설명된 바와 같이 UPnP QoS 수행 장치가 각각의 브리지가 관리하는 맥 주소 테이블에 따라 네트워크 자원을 예약하므로, UPnP QoS 관리 장치가 계산한 경로와 UPnP QoS 수행 장치가 자원을 예약한 경로가 상이해지는 경우가 발생할 수 있었다.
즉, 종래의 UPnP QoS 관리 장치는 계산된 경로상에 위치하는 UPnP QoS 수행 장치들에게 자원 예약을 위한 정보를 제공해 줄 수는 있었지만, 둘 이상의 네트워 크와 연결된 장치에 대해서는 어떠한 네트워크 자원을 예약할 것인지에 대한 정보를 제공해주지는 못했다.
예를 들어, UPnP 네트워크 시스템이 도 1에 도시된 바와 같이 제2 및 제3 UPnP QoS 수행 장치(22,23)에 연결되는 제3 통신 단말(33)을 구비하고, 제1 UPnP QoS 수행 장치(21)는 제3 통신 단말(33)을 위한 브리징 정보로서 제2 UPnP QoS 수행 장치(22)의 주소가 저장된 맥 주소 테이블을 가진다고 가정하자.
그러면 제1 통신 단말(31)과 제3 통신 단말(33)간의 경로는 두개가 된다. 즉, 제1 및 제2 UPnP QoS 수행 장치(21,22)를 거치는 경로와, 제1 및 제3 UPnP QoS 수행 장치(21,23)를 거치는 경로가 존재한다.
이러한 상태에서 QoS 관리 장치(10)는 제1 통신 단말(31)과 제3 통신 단말(33)간의 경로로 제1 및 제2 UPnP QoS 수행 장치(21,22)를 거치는 경로를 획득하고 제1 및 제3 UPnP QoS 수행 장치(21,23)에 QoS를 요청하더라도, 제1 UPnP QoS 수행 장치(21)는 무조건적으로 제2 UPnP QoS 수행 장치(22)에 연결된 네트워크 자원을 예약하게 된다.
이에 제1 통신 단말(31)의 데이터는 제1 UPnP QoS 수행 장치(21)를 거쳐 제2 UPnP QoS 수행 장치(23)로 전달되나, 제2 UPnP QoS 수행 장치(22)는 이에 대한 네트워크 예약을 수행하지 않았으므로 요청된 서비스에 대한 QoS을 만족시킬 수 없게 된다.
이와 같이 UPnP QoS 수행 장치가 지역적 정보 즉, 브리지가 관리하는 맥 주소 테이블에 따라 네트워크 자원을 예약하는 방식은, 네트워크 자원이 예약되는 경 로가 계산한 경로와 상이해져 QoS을 안정적으로 제공할 수 없게 되는 문제가 발생할 수 있었다.
따라서 각각의 서비스에 대한 QoS를 안정적으로 제공하고 보장하기 위해서는, UPnP QoS 수행 장치 또한 QoS 관리 장치가 계산한 경로를 따라 네트워크 자원을 예약해야 할 필요성이 대두되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 계산된 경로와 네트워크 자원이 예약된 경로가 항상 일치되도록 하여 요청된 서비스에 대한 QoS을 보다 안정적으로 제공할 수 있도록 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템 및 이의 경로 및 자원 예약 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 UPnP QoS 네트워크 시스템은 네트워크 상태정보를 수집하여 제공하고, 경로 정보와 자원 예약 정보에 따라 네트워크 자원을 예약하여 요청된 서비스에 대한 QoS을 수행하는 하나 이상의 UPnP QoS(Universal Plug and Play Quality of Service) 수행 장치와, 상기 요청된 서비스에 대한 QoS 등급과 상기 UPnP QoS 수행 장치가 제공하는 상기 네트워크 상태정보를 함께 고려하여 상기 경로 정보와 상기 자원 예약 정보를 획득한 후, 상기 UPnP QoS 수행 장치에 제공하는 하나 이상의 UPnP QoS 관리 장치들을 구비한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 UPnP QoS 네트워 크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법에 있어서, 서비스가 요청되면 상기 UPnP QoS 관리 장치는 상기 UPnP QoS 수행 장치들 각각의 네트워크 상태정보를 수집하는 수집 단계와, 상기 UPnP QoS 관리 장치는 상기 네트워크 상태정보와 상기 서비스의 QoS 등급을 함께 고려하여 경로 정보와 자원 예약 정보를 획득하는 획득 단계와, 상기 UPnP QoS 수행 장치들 각각은 상기 경로 정보에 따라 인터페이스를 선택하고, 상기 자원 예약 정보에 따라 상기 선택된 인터페이스의 네트워크 자원을 예약하는 예약 단계를 구비한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 UPnP QoS 네트워크 시스템의 구성도를 도시한 도면이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 UPnP QoS 네트워크 시스템은 UPnP QoS 관리 장치(100), 복수개의 UPnP QoS 수행 장치들(210~230), 및 복수개의 통신 단말들(31~33)로 구성된다. UPnP QoS 관리 장치(100)는 네트워크 상태정보 수집부(110), 경로 계산부(120), 및 경로 및 자원 예약 제어부(130)를 구비하고, 각 UPnP QoS 수행 장치(210,220,230)는 네트워크 상태정보 제공부(211,221,231), 자원 예약부(212,222,232), 및 인터페이스부(213,223,233)를 구비한다. 그리고 복수개의 UPnP QoS 수행 장치들(210,220,230) 각각은 도1에서와 같이 상이한 UPnP QoS 수행 장치(220,230) 또는 통신단말(31,32,33)과 연결된다.
UPnP QoS 관리 장치(100)는 네트워크 상태정보 수집부(110)는 특정 통신 단말로부터 서비스가 요청되면, UPnP QoS 수행 장치들(210~230)에게 네트워크 상태정보를 요청하고 이에 따라 전송되는 네트워크 상태정보들을 수집한다. 이때, 네트워크 상태정보는 해당 UPnP QoS 수행 장치(220)와 인접 장치들(210,32,33)간의 인터페이스 연결 상태 및 각 인터페이스의 트래픽량을 통보하기 위한 정보 등을 포함한다.
경로 계산부(120)는 현재 요청된 서비스의 QoS 등급을 확인하여 경로 계산 정책 및 트래픽 정책을 획득한다. 그리고 획득된 경로 계산 정책 및 트래픽 정책과 네트워크 상태정보 수집부(110)를 통해 수집된 네트워크 상태정보를 함께 고려하여, 특정 통신 단말에서 목적지 통신 단말에 이르는 최적의 경로를 계산한다.
경로 및 자원 예약 제어부(130)는 경로 계산부(120)를 통해 트래픽 정책을 파악하여 현재 요청된 서비스에 대한 자원 예약 정보를 생성한다. 그리고 계산된 경로상에 있는 UPnP QoS 수행 장치들(210,220) 모두에게 경로 정보와 자원 예약 정보를 함께 제공하여, 해당 UPnP QoS 수행 장치들(210,220)이 계산된 경로와 동일하게 네트워크 자원을 예약하도록 한다.
이때, 경로 정보는 계산된 경로상에 있는 모든 UPnP QoS 수행 장치의 주소 정보, UPnP QoS 수행 장치의 인접 장치의 주소 정보, 및 UPnP QoS 수행 장치의 인터페이스 장치의 식별 정보 중 하나이고, 자원 예약 정보는 서비스의 연결 정보과 트래픽 특성 정보를 포함한다.
각 UPnP QoS 수행 장치(210)의 네트워크 상태정보 제공부(211)는 네트워크 상태정보 수집부(110)의 요청에 따라 자신의 네트워크 상태정보를 획득하여 네트워크 상태정보 수집부(110)에 제공한다.
자원 예약부(212)는 UPnP QoS 관리 장치(100)의 경로 및 자원 예약 제어부(130)로부터 전송되는 경로 정보와 자원 예약 정보를 수신한다. 그리고 경로 정보에 따라 인터페이스부(213)의 인터페이스들 중 하나를 선택하고, 자원 예약 정보에 따라 선택된 인터페이스의 네트워크 자원을 예약한다.
인터페이스부(213)는 자원 예약부(212)의 제어하에 인터페이스의 네트워크 자원을 예약하고, 이들을 통해 요청된 서비스에 따른 데이터를 송수신한다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, UPnP QoS 관리 장치(100)는 특정 통신 단말로부터 서비스 요청을 받으면(S1), 요청된 서비스의 QoS 등급을 확인하고 이에 상응하는 트래픽 정책과 경로 계산 정책을 획득한다(S2).
그리고 UPnP QoS 관리 장치(100)는 홈네트워크 상에 존재하는 모든 UPnP QoS 수행 장치들(210~230)에게 이웃 노드들에 대한 네트워크 상태정보를 요청한다(S3).
모든 UPnP QoS 수행 장치들(210~230)은 인접 장치들 각각과의 인터페이스 연 결 상태 및 각 인터페이스의 트래픽량 등을 파악하여 네트워크 상태정보를 생성한 후, UPnP QoS 관리 장치(100)로 전달한다(S4-1,S4-2,S4-3).
UPnP QoS 관리 장치(100)는 네트워크 상태정보를 활용하여 전제 홈네트워크 토폴로지 정보와 각 링크의 상태정보를 획득하고, 획득된 토폴로지 정보와 각 링크의 상태정보, 그리고 경로 계산 정책을 함께 고려하여 특정 통신 단말에서 목적지 통신 단말에 이르는 최적의 경로를 계산한다(S5).
그리고 계산된 경로상에 있는 UPnP QoS 수행 장치들(210,220) 모두에게 계산된 경로 정보와 자원 예약 정보를 제공한다(S6).
이에 경로 정보와 자원 예약 정보를 수신한 UPnP QoS 수행 장치들(210,220) 각각은 브리지에서 관리하고 있는 맥 주소 테이블 대신에 UPnP QoS 관리 장치(100)로부터 제공되는 경로 정보를 참조하여 인터페이스를 선택하고, 자원 예약 정보를 참조하여 선택된 인터페이스의 네트워크 자원을 예약한다(S7-1,S7-2).
그리고 자원 예약 결과를 통보하여, UPnP QoS 관리 장치(100)가 이를 확인하여 자원 예약이 성공한 경우에는 요청된 서비스가 개시되도록 하고, 실패한 경우에는 새로운 경로를 계산하거나 네트워크 자원의 예약을 재요청하는 등의 조치를 취하도록 한다.
본 발명의 UPnP QoS 관리 장치와 UPnP QoS 수행 장치는 UPnP QoS 네트워크 시스템을 구현하는 스위치 장치 또는 브릿지 장치의 내부 시스템으로 구현되거나 독립된 장치로써 구현될 수 있다. 또한 필요에 따라서는 UPnP QoS 관리 장치와 UPnP QoS 수행 장치가 하나의 장치내에서 구현되거나, 하나의 독립된 장치로써 구 현될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 폐쇄형 UPnP QoS 네트워크 시스템 및 방법은 UPnP QoS 수행 장치가 UPnP QoS 관리 장치가 제공하는 경로 정보와 자원 예약 정보에 따라 네트워크 자원을 예약한다. 이에 UPnP QoS 관리 장치가 계산한 경로와 UPnP QoS 수행 장치가 네트워크 자원을 예약한 경로가 일치되어, 항상 올바른 네트워크 자원을 예약하고 보다 안정적인 QoS를 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 네트워크 상태정보를 수집하여 제공하고, 경로 정보와 자원 예약 정보에 따라 네트워크 자원을 예약하여 요청된 서비스에 대한 QoS(Quality of Service)을 수행하는 하나 이상의 UPnP(Universal Plug and Play) QoS 수행 장치; 및
    상기 요청된 서비스에 대한 QoS 등급과 상기 UPnP QoS 수행 장치가 제공하는 상기 네트워크 상태정보를 함께 고려하여 상기 경로 정보와 상기 자원 예약 정보를 획득한 후, 상기 UPnP QoS 수행 장치에 제공하는 하나 이상의 UPnP QoS 관리 장치들을 구비하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 UPnP QoS 관리 장치는
    상기 UPnP QoS 수행 장치들을 통해 상기 네트워크 상태정보들을 수집하는 네트워크 상태정보 수집부;
    상기 요청된 서비스에 대한 QoS 등급과 상기 네트워크 상태정보 수집부를 통해 수집된 상기 네트워크 상태정보들을 함께 고려하여, 상기 요청된 서비스에 대한 경로를 계산하고 상기 경로 정보를 생성하는 경로 계산부; 및
    상기 QoS 등급에 따라 상기 요청된 서비스에 대한 상기 자원 예약 정보를 생성한 후, 상기 경로 정보와 함께 상기 UPnP QoS 수행 장치로 전송하는 경로 및 자원 예약 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 경로 및 자원 예약 제어부는
    상기 계산된 경로상에 있는 상기 UPnP QoS 수행 장치에만 상기 경로 정보와 상기 자원 예약 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 UPnP QoS 수행 장치는
    상기 UPnP QoS 관리 장치의 요청에 상기 네트워크 상태정보를 수집하여 상기 UPnP QoS 관리 장치에 제공하는 네트워크 상태정보 제공부; 및
    상기 경로 정보에 따라 인터페이스를 선택하고, 상기 자원 예약 정보에 따라 상기 선택된 인터페이스의 네트워크 자원을 예약하는 자원 예약부를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 UPnP QoS 수행 장치는
    상기 자원 예약부에 의해 예약된 네트워크 자원을 통해 상기 요청된 서비스를 제공하기 위한 데이터를 송수신하는 인터페이스부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 상태정보는
    상기 UPnP QoS 수행 장치와 인접 장치들간의 인터페이스 연결 상태와 각 인터페이스의 트래픽량을 통보하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 경로 정보는
    상기 요청된 서비스를 요청한 장치와 목적지 장치까지의 경로상에 있는 모든 UPnP QoS 수행 장치의 주소 정보, 상기 UPnP QoS 수행 장치의 인접 장치의 주소 정보, 및 상기 UPnP QoS 수행 장치의 인터페이스 장치의 식별 정보 중 하나 인 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자원 예약 정보는
    상기 요청된 서비스의 연결 정보 및 트래픽 특성 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템.
  9. UPnP QoS(Universal Plug and Play Quality of Service) 관리 장치와 하나이상의 UPnP QoS 수행 장치들로 이루어지는 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법에 있어서,
    서비스가 요청되면 상기 UPnP QoS 관리 장치는 상기 UPnP QoS 수행 장치들 각각의 네트워크 상태정보를 수집하는 수집 단계;
    상기 UPnP QoS 관리 장치는 상기 네트워크 상태정보와 상기 서비스의 QoS 등급을 함께 고려하여 경로 정보와 자원 예약 정보를 획득하는 획득 단계; 및
    상기 UPnP QoS 수행 장치들 각각은 상기 경로 정보에 따라 인터페이스를 선택하고, 상기 자원 예약 정보에 따라 상기 선택된 인터페이스의 네트워크 자원을 예약하는 예약 단계를 구비하는 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수집 단계는
    상기 서비스가 요청되면 상기 UPnP QoS 관리 장치는 상기 UPnP QoS 수행 장치로 상기 네트워크 상태정보를 요청하는 단계; 및
    상기 UPnP QoS 수행 장치들 각각은 상기 네트워크 상태정보를 수집하여 상기 UPnP QoS 관리 장치로 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 네트워크 상태정보는
    상기 UPnP QoS 수행 장치와 인접 장치들간의 인터페이스 연결 상태와 각 인터페이스의 트래픽량을 통보하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 획득 단계는
    상기 서비스의 QoS 등급과 상기 네트워크 상태정보를 고려하여 상기 서비스에 대한 경로를 계산하여 상기 경로 정보를 생성하는 단계;
    상기 서비스의 QoS 등급에 따라 상기 요청된 서비스에 대한 상기 자원 예약 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 계산된 경로상에 있는 상기 UPnP QoS 수행 장치 모두에게 상기 경로 정보와 상기 자원 예약 정보를 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 경로 정보는
    상기 요청된 서비스를 요청한 장치와 목적지 장치까지의 경로상에 있는 모든 UPnP QoS 수행 장치의 주소 정보, 상기 UPnP QoS 수행 장치의 인접 장치의 주소 정보, 및 상기 UPnP QoS 수행 장치의 인터페이스 장치의 식별 정보 중 하나 인 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 자원 예약 정보는
    상기 요청된 서비스의 연결 정보 및 트래픽 특성 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 UPnP QoS 네트워크 시스템의 경로 및 자원 예약 방법.
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