KR100895282B1 - 계층적 플로우 동적 관리 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
회선 트래픽과 패킷 트래픽을 패킷 교환망에서 통합하여 전달하는데 있어서, 기존 패킷 데이터 망과 호환성을 유지하면서 패킷 트래픽을 보다 효율적으로 처리하는 계층적 플로우 동적 관리 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 계층적 플로우 동적 관리 방법은, 데이터 패킷을 수신하고, 수신된 데이터 패킷의 속성에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 1단계 플로우를 생성하는 단계; 상기 분류된 각각의 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한 대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 2단계 플로우를 생성하는 단계; 및 상기 2단계 플로우에 대해 2단계 플로우 정책에 따라 제2단계 플로우 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 대역을 초과하는 플로우 또는 폭주를 발생시키는 플로우에 대해서만 플로우를 다시 계층적으로 세분화하여 관리하기 때문에 복잡한 연산없이 세밀하게 플로우를 관리할 수 있다.
플로우, 트래픽, 관리
Description
본 발명은 패킷 데이터 망에서의 트래픽 처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회선 트래픽과 패킷 트래픽을 패킷 교환망에서 통합하여 전달하는데 있어서, 기존 패킷 데이터 망과 호환성을 유지하면서 패킷 트래픽을 보다 효율적으로 처리하는 계층적 플로우 동적 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-012-01, 과제명: 멀티미디어 컨버전스 네트워크 온 칩 기술 개발].
현재 교환망은 회선 교환망과 패킷 교환망이 공존하고 있으며, 점차 패킷 교환망으로 통합되고 있으나, 각각의 장단점이 존재하기 때문에 통합은 느리게 진행되고 있다.
패킷 교환망은 주로 이더넷(Ethernet) 및 IP(Internet Protocol) 기반의 이더넷 스위치 및 라우터로 구성되어 있다. 패킷 교환망의 가장 큰 단점은 QoS(Quality of Service) 보장이 어렵다는 것이며, 최근에는 패킷 교환망을 멀티미 디어 망이나 기존 TDM(Time Division Multiplexing)/SDH(Synchronous Digital Hierachy) 망과 연동하는 경우가 있는데, 이 경우 네트워크 동기 문제가 발생한다는 점도 단점으로 제기되고 있다.
한편, 패킷 교환망에서 QoS 문제를 해결하기 위한 여러가지 기술이 개시되어 있다. QoS는 주로 트래픽 관리 또는 대역 관리 기술에 의해서 결정되며 망의 위치, 망의 규모 등에 따라 달리 적용되는 여러가지 방법들이 개시되고 시험되고 있다.
이중에서 액세스 망이나 메트로 망에서 사용할 수 있는 홉-바이-홉(hop by hop)으로 대역을 관리하는 방법은 계층적(hierarchical) 대역 관리 방법과 분류 기반 대역 관리 방법으로 나눌 수 있다.
계층적 대역 관리 방법에 대해서는 미국특허 제6,795,441 등에 개시되어 있다. 계층적 대역 관리 방법은 각 단마다 대역을 계층적으로 다르게 배정하고 각 단의 스위치에서 공평성이 보장되는 스케쥴러를 사용하여 각각의 단말에서 보내고 받는 트래픽이 공평하게 전달되도록 하는 방법이다. 이 방법은 각 단의 스위치에 대한 관리가 쉽고 best effort 트래픽에 대해서는 공평성도 보장된다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.
그러나 이 방법은 단말이 best effort 트래픽이 아닌 동영상 스트림 같은 일정한 대역을 가진 트래픽을 사용하면서 폭주가 발생할 경우, 적절한 대역을 사용하고 있음에도 불구하고 데이터 패킷에서 손실이 발생할 수 있다. 이러한 문제는 현재까지는 패킷 교환 망에서 실시간 가상 회선 트래픽이 차지하는 비율이 적어 문제 가 되지 않으나, 향후 패킷 교환망으로 회선 교환망이 통합되면 많은 문제를 발생시킬 것으로 예측된다.
이러한 문제점을 해결하려는 방법의 하나로 분류 기반 대역 관리를 들을 수 있으며, 일예로 미국특허 제6,574,195호에 잘 개시되어 있다. 분류 기반 대역 관리 방법은 마이크로 플로우(micro flow) 개념을 사용한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면 다음와 같다.
각 단말에서 보내는 트래픽을 각 단의 스위치에서 2계층부터 상위 계층까지 사용하여 각각의 트래픽 속성별로 세밀하게 분류하는데, 이를 마이크로 플로우라 한다. 이렇게 마이크로 플로우로 분류된 트래픽 단위로 대역을 관리한다. 이 방법은 각 단의 스위치에서 트래픽 속성별로 각각 세밀하게 나누어서 대역을 관리하기 때문에 트래픽 속성이 유지되면서 공평한 집선, 분배 및 스위칭이 보장되는 장점이 있다.
그러나 트래픽에 따라 세부적으로 플로우의 속성(QoS set)을 미리 정의하여야 하고, 다른 대역 관리방법을 사용하는 망과 연동 시에는 손상된 플로우의 속성이 보상되지 않는 문제점이 있다. 또한 새로운 서비스가 등장하는 경우, 플로우의 속성을 새롭게 정의해야 하기 때문에 관리가 어렵다는 문제점이 있다.
계층적 대역 관리의 다른 방법으로 플로우를 속성별로 계층적으로 나누고 각 계층별로 대역을 측청하여 측정된 결과에 연동하여 대역을 관리하는 방법이 있다. 이는 미국특허 제7,161,904에 개시되어 있다. 이 방법은 속성이 다른 트래픽을 각각 또는 연동해서 관리할 수 있는 장점이 있으나, 역시 플로우 수가 많아지면 관리 가 어려워지는 문제점이 있다.
이렇게 다양한 대역 관리 방법이 존재하나 각각 문제점을 가지고 있기 때문에 새로운 방법들이 연구되고 있다. 최근 비교적 간단하면서 실시간 트래픽의 속성을 유지시키면서 전달하는 방법이 있는데, LAN 스위치 영역에서는 Synchronous Ethernet에서 출발한 Residential Ethernet 및 AV Bridge가 있다.
이 방법은 망 내에서 프레임 동기를 맞추고 각 단의 스위치 및 브리지에서 패킷 지연을 일정하게 하여 QoS를 보장하고 네트워크 동기를 실현하는 방법이다. 이 방법은 간단하게 이더넷에서 QoS를 보장하고 고정밀 네트워크 동기까지 구현함으로써 기존 이더넷의 문제를 해결하는 하나의 방법이다. 그러나 이 방법은 기존 이더넷과 호환성이 없으며 망 내에 모든 스위치 및 브리지가 프레임 동기되어야 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 수신된 데이터 패킷의 속성에 따라 데이터 패킷을 분류하여 1단계 플로우를 생성하고, 대역초과된 플로우에 대해서만 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 2단계 플로우를 생성하여 플로우 처리를 수행하는 계층적 플로우 동적 관리 방법을 제공하는 것이다.
이에 따라, 대역을 세밀하게 관리하면서도 간단하게 구현할 수 있으며 속성 유지가 필요한 트래픽에 대해서, 폭주 또는 대역 제한 같은 필요한 상황에서만 플로우를 세분화하기 때문에 관리적인 측면에서 효율적이면서도 트래픽의 속성 유지 를 동시에 할 수 있다.
상기 기술적 과제는 본 발명에 따라 데이터 패킷을 수신하고, 수신된 데이터 패킷의 속성에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 1단계 플로우를 생성하는 단계; 상기 분류된 각각의 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한 대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 2단계 플로우를 생성하는 단계; 및 상기 2단계 플로우에 대해 2단계 플로우 정책에 따라 제2단계 플로우 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법에 의해 달성된다.
상기 제2단계 플로우 생성단계는, 상기 분류된 제1단계 플로우별로 각 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과되지 않은 경우에는 플로우별 수명주기내에 데이터 패킷이 수신되었는지의 여부를 더 판단하여 수신된 패킷이 있으면 제1단계 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계 플로우 처리단계는, 상기 생성된 제2단계 플로우별로 각 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 데이터 패킷을 전달하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 기술적 과제는 본 발명에 따라 데이터 패킷을 수신하는 패킷 수신부; 및 상기 수신된 데이터 패킷의 속성에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 1 단계 플로우를 생성하고, 상기 분류된 각각의 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 또는 상기 제한대역초과된 플로우에 대해 세부적으로 2단계 플로우를 생성하여, 상기 2단계 플로우에 대해 2단계 플로우 정책에 따라 플로우 처리를 수행하는 패킷 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 장치에 의해서도 달성된다.
본 발명에 따르면, 대역을 초과하는 플로우 또는 폭주를 발생시키는 플로우에 대해서만 플로우를 다시 계층적으로 세분화하여 관리하기 때문에 복잡한 연산없이 세밀하게 플로우를 관리할 수 있다.
그리고, 대역 초과 또는 폭주 문제가 발생하는 플로우에 대해서만 계층적으로 동적 관리함으로써, 멀티미디어 망, 회선 및 패킷 통합 교환, 무선 및 유선 통합 전달에서 발생하는 불공평한 집선, 분배, 스위칭 문제를 근본적이면서 저비용으로 해결할 수 있다.
즉, 트래픽 폭주 또는 트래픽 증가시에 트래픽 폭주를 유발시키는 플로우만 세밀하게 동적으로 관리함으로써 트래픽 폭주 또는 증가시에 발생하는 불공평성 문제를 해결하고, 네트워크 융합 및 복합 서비스로 인한 다양한 트래픽 속성을 손상시키지않으면서 패킷을 전달할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설 명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 계층적 플로우의 일예이다.
데이터 패킷을 수신하여 분류하고, 플로우를 단계적으로 생성할 때 정책에 의해서 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 제1단계에서는 일예로, 데이터 패킷에 대한 송신 가입자와 서비스 별로 플로우를 생성하기 위해서 2계층의 source MAC 주소와 IEEE802.1p의 priority를 나타내는 프레임 영역을 참조할 수도 있고, 3계층에서 source IP 주소와 ToS(Type of Service) 영역을 참조할 수도 있다.
그리고 제2단계에서는 일예로, 데이터 패킷에 대한 수신 가입자를 구분하기 위해서 2계층의 destination MAC 주소를 나타내는 프레임 영역을 참조할 수도 있고 3계층에서 destination IP 주소의 영역을 참조할 수도 있다. 이외에 더 상세하게 분류된 플로우를 생성하려면 4계층의 TCP/UDP와 포트 타입, 프로토콜을 참조하거나 또는 4계층 이상을 사용한 deep packet inspection을 참조할 수도 있다.
본 발명에서는 2단계 이상으로 플로우를 단계적으로 생성할 수 있으나, 본 실시예에서는 2단계까지, 2계층을 사용한 계층적 플로우 동적 관리에 대해서 설명한다.
가입자 A 트래픽(110), 가입자 B 트래픽(120), 가입자 C 트래픽(130), 가입자 D 트래픽(114), 가입자 E 트래픽(115), 가입자 F 트래픽(116), 가입자 G 트래픽(124), 가입자 H 트래픽(125)이 존재하고, IEEE802.1p priority에 대해서 우선 순위 1이 VoIP 트래픽, 우선 순위 2가 Video 트래픽, 우선 순위 3이 best effort 트래픽으로 정책이 정해졌다고 가정한다.
그리고, 모든 가입자에 대해 VoIP 송신 및 수신 대역은 128Kbps, Video 송신 및 수신 대역은 4Mbps, 인터넷 같은 best effort 트래픽 수신 대역은 5Mbps로 제한 대역(Bandwidth Limit, BL)이 설정되었다고 가정하고 이 대역을 BL로 표기한다. 또한 VoIP 트래픽과 Video 트래픽에 대해서는 대역 초과 시에 2단계 플로우 생성까지 수행하고, best effort 트래픽에 대해서는 대역 초과 시에 1단계 플로우까지만 생성하기로 정책을 정했다고 가정한다. 이러한 가정하에서 가입자 A, 가입자 B 및 가입자 C의 트래픽이 다음 표 1과 같은 경우의 예를 들어 설명한다.
| VoIP (BL=128Kbps) | Video (BL=4Mbps) | Best effort traffic (BL=5Mbps) | |
| 가입자 A | 192Kbps | 3Mbps | 8Mbps |
| 가입자 B | 64Kbps | 5Mpbs | 8Mbps |
| 가입자 C | 64Kbps | 3Mbps | 4Mbps |
가입자 A 트래픽(110), 가입자 B 트래픽(120) 및 가입자 C 트래픽(130)은 주어진 정책에 의해, 각각 VoIP 플로우(111, 121, 131), Video 플로우(112, 122, 132), Best effort 트래픽 플로우(113, 123, 133)와 같이 1단계 플로우가 생성된다.
이때 가입자 A 트래픽(110)의 VoIP 플로우(111)는 정해진 제한 대역(BL)을 초과하므로 정책에 의해 2단계 플로우(114, 115, 116)를 생성한다. 그리고, 가입자 A 트래픽(110)의 Video 플로우(112)는 정해진 제한 대역을 초과하지 않았으므로 1단계 플로우만 생성된다. 또한 가입자 A 트래픽(110)의 Best effort 플로우(113)는 정해진 제한 대역을 초과하였으나 정책에 의해서 2단계 플로우를 생성하지 않는다.
한편, 가입자 B 트래픽(120)의 VoIP 플로우(121)는 정해진 제한 대역을 초과하지 않았으므로 1단계 플로우만 생성된다. 그리고 가입자 B 트래픽(120)의 Video 플로우(122)는 정해진 제한 대역을 초과하므로 정책에 의해 2단계 플로우(124, 125)를 생성한다. 또한, 가입자 B 트래픽(120)의 Best effort 트래픽(123)는 정해진 제한 대역을 초과하였으나 정책에 의해서 2단계 플로우를 생성하지 않는다.
그리고, 가입자 C 트래픽(130)의 VoIP 플로우(131)는 정해진 제한 대역을 초과하지 않았으므로 1단계 플로우 생성만 생성된다. 또한 가입자 C 트래픽(130)의 Video 플로우(132)는 정해진 제한 대역을 초과하지 않았으므로 1단계 플로우만 생성된다. 가입자 C 트래픽(130)의 Best effort 트래픽 플로우(133)는 정해진 제한 대역을 초과하지 않았으므로 1단계 플로우만 생성된다.
이때 2단계 플로우 생성은 정책에 의해서 목적지 가입자 주소인 2계층 desination MAC 주소를 참조하여 수행하기로 하였기 때문에, 목적지 별로 플로우(114, 115, 116, 124, 125)가 생성된다. 2단계 플로우 생성은 1단계 플로우에서 제한 대역을 초과하였기 때문에, 트래픽에 대한 대역폭 보장 방법 중의 하나인 policing/shaping, rate limit 또는 폭주 제어 과정의 일부를 수행하는 것이다.
제한 대역을 초과한 플로우의 패킷을 여러 가지 정책에 따라 처리하거나 폐기할 수 있지만, VoIP의 경우 VoIP 전체(111)에 대해서 rate limit을 가하는 것보다 목적지 별로 플로우(114, 115, 116)를 나누어서 한 개의 플로우에만 rate limit을 가하고 그래도 대역을 초과할 경우 다른 또 하나의 플로우에만 rate limit을 가해서 다른 목적지를 갖은 VoIP 플로우를 보존하면 회선 교환에서 볼 수 있는 preemption 기능을 구현할 수 있다. 여기서 어떤 플로우에 rate limit을 수행할 것인가는 정책에 의해서 정해지며 정책은 나중에 생성된 플로우 우선, class가 낮은 순서 우선, 목적지 속성 우선, 단말 속성 우선 등이 될 수 있다.
마찬가지로 가입자 B 트래픽(120)의 Video 플로우(122)도 1단계 Video 플로우에서의 제한 대역을 초과하였기 때문에 2단계 목적지별 Video 플로우(124, 125)가 생성되었으며 두 개의 플로우(124, 125)에 대해 각각 rate limit을 수행하는 것 보다 하나의 플로우에만 rate limit을 수행하는 것이 바람직할 경우가 있다.
가입자 A 트래픽(110), 가입자 B 트래픽(120) 및 가입자 C 트래픽(130)의 VoIP 플로우(111, 121, 131), Video 플로우(112, 122, 132), Best effort 트래픽 플로우(113, 123, 133) 중에 정해진 일정 기간 동안 패킷이 수신되지 않으면 해당 플로우는 소멸하고 해당 2단계 플로우도 소멸한다. 트래픽이 균일하게 대역을 유지 하지 않기 때문에 대역 초과가 간헐적 또는 빈번하게 일어날 수 있으나 해당 플로우가 소멸되지 않을 때까지는 한번 생성된 플로우는 계속해서 유지한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 계층적 플로우 동적 관리 방법의 플로우차트이다.
우선 데이터 패킷을 수신한다(S210). 그리고 수신된 데이터 패킷을 분류하여 1단계의 플로우를 생성한다(S215). 패킷 분류와 1단계 플로우의 생성에 대해서는 전술한 바와 같이 정책에 의해서 여러 가지 방법이 있을 수 있으나 본 실시예에서는 데이터 패킷에 대한 송신 가입자와 서비스 별로 플로우를 생성하기 위해서 2계층의 source MAC 주소와 IEEE802.1p의 priority를 나타내는 프레임 영역을 참조하는 경우에 대해 설명한다.
다음으로 이렇게 분류된 1단계 플로우별로 트래픽이 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단한다(S220). 만일 제한 대역을 초과하지 않았으면 1단계의 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하고(S225), 제한 대역을 초과한 경우에는 1단계 플로우 정책을 확인하여 대역초과 플로우에 대해 폐기 절차를 수행할 것인지의 여부를 더 판단한다(S230).
단계 S230의 판단결과 패킷 폐기 절차를 수행하는 것으로 판단되면, 플로우 폐기 절차를 수행하고(S235), 폐기절차를 수행하지 않는 것으로 판단되면 제한대역이 초과된 플로우에 대해 2단계 플로우를 생성한다(S240). 2단계 플로우는 일예로, 데이터 패킷에 대한 수신 가입자를 구분하기 위해서 2계층의 destination MAC 주소를 나타내는 프레임 영역을 참조할 수 있다. 또한, 플로우 폐기 절차(S235)시에, 패킷을 무조건적으로 폐기하는 것이 아니라 패킷에 표시(marking)를 하여 두었다가 표시(marking)된 패킷은 rate limit 또는 폭주 제어 시에 우선적으로 버려지는 대상으로 할 수도 있다.
다음으로 2단계 플로우별 대역이 제한대역을 초과하는지의 여부를 더 판단하여(S245), 제한 대역을 초과하지 않았으면 2단계의 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하고(S255), 제한 대역을 초과한 경우에는 2단계 플로우 정책을 확인하여 대역초과 플로우에 대해 폐기 절차를 수행하거나 다음 단계의 플로우 처리를 수행한다(S250).
도 3은 도 2의 1단계 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷 전달 단계(S225)의 상세 플로우차트이다.
플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하는 단계(S225)를 보다 상세하게 설명하면, 먼저 플로우 수명 주기내에 데이터 패킷이 수신되는지의 여부를 판단하여(S221), 데이터 패킷이 수신되면 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하고(S223), 그렇지 않으면 플로우 수명이 소멸된다(S222).
한편, 2단계의 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하는 단계(S255)에서도 도 3에서 도시한 바와 같은 플로우 수명 주기 판단절차가 수행될 수 있다.
이하에서는 각 가입자별 트래픽에 대한 플로우 관리를 예를 들어 설명한다. 우선 가입자 A 트래픽(110)에 대한 플로우 관리를 설명하면 다음과 같다.
1단계 플로우 생성 및 분류 단계(S215)에 의해 생성 분류된 가입자 A의 VoIP 플로우(111)는 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 초과가 판정되고, 패킷 폐기 또는 플로우 세분화 결정 단계(S230)에 의해 플로우 세분화가 결정된다. 또한, 2단계 플로우 생성 및 분류 단계(S240)와 정책에 의해 목적지 별로 2단계 플로우(114, 115, 116)가 생성되고, 2단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S245)에 의해 각각의 플로우의 대역이 검사된다.
2단계 패킷 폐기 단계(S250)와 정책에 의해 3개의 플로우 중에 하나의 플로우의 패킷을 폐기하고 나머지는 2단계 플로우 전달 단계(S255)에 의해 패킷을 전달한다. 또한, 가입자 A 트래픽(110)의 VoIP 플로우(111)에서 일정 기간 트래픽이 없을 경우 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221) 및 2단계 플로우 수명 검사 단계에 의해 플로우 수명 주기를 측정한 후에 플로우 소멸로 판단되면, 1단계 플로우 소멸 단계(S222) 및 2단계 플로우 소멸 단계에 의해 해당 플로우가 소멸된다.
그리고, 가입자 A의 Video 플로우(112)는 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 비초과가 판정되어 2단계 플로우를 생성하지 않고 1단계 플로우 상태로 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)로 진입하며 1단계 플로우 전달 단계(S223)에 의해 패킷을 전달한다. 또한, 가입자 A의 Video 플로우(112)에서 일정 기간 트래픽이 없을 경우 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)에 의해 플로우 수명 주기를 측정한 후에 플로우 소멸이 해당되면 1단계 플로우 소멸 단계(S122)에 의해 해당 플로우가 소멸된다.
한편, 가입자 A의 Best effort 플로우(113)는 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 초과가 판정되나 정책에 의해 2단계 플로우를 생성하지 않고 패킷 폐기하거나, 1단계 플로우 상태로 1단계 플로우의 패킷을 임의로 폐기한다. 일정 패킷을 폐기하여 가입자 A의 Best effort 플로우(113)의 대역이 비초과되면 다시 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 비초과가 판정되어 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)로 진입하며 1단계 플로우 전달 단계(S223)에 의해 패킷을 전달한다. 또한, 가입자 A의 Best effort 플로우(113)에서 일정 기간 트래픽이 없을 경우 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)에 의해 플로우 수명 주기를 측정한 후에 플로우 소멸이 해당되면 1단계 플로우 소멸 단계(S222)에 의해 해당 플로우가 소멸된다.
다음으로 가입자 B 트래픽(120)에 대한 플로우 관리를 설명하면 다음과 같다.
1단계 플로우 생성 및 분류 단계(S215)에 의해 생성 분류된 가입자 B의 VoIP 플로우(121)는 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 비초과가 판정되어 2단계 플로우를 생성하지 않고 1단계 플로우로 상태로 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)로 진입하며 1단계 플로우 전달 단계(S223)에 의해 패킷을 전달한다. 또한, 가입자 B의 VoIP 플로우(121)에서 일정 기간 트래픽이 없을 경우 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)에 의해 플로우 수명 주기를 측정한 후에 플로우 소멸이 해당되면 1단계 플로우 소멸 단계(S222)에 의해 해당 플로우가 소멸된다.
가입자 B의 Video 플로우(122)는 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 초과가 판정되고 패킷 폐기 또는 플로우 세분화 결정 단계(S230)에 의해 플로우 세분화가 결정되고 2단계 플로우 생성 및 분류 단계(S240)와 일실시예에 따른 정책에 의해 목적지 별로 2단계 플로우(124, 125)가 생성되고 2단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S245)에 의해 각각의 플로우의 대역을 검사한다.
2단계 패킷 폐기 단계(S250)와 일실시예에 따른 정책에 의해 2개의 플로우 중에 하나의 플로우의 패킷을 폐기하고 나머지는 2단계 플로우 전달 단계(S255)에 의해 패킷을 전달한다. 또한, 가입자 B의 Video 플로우(122)에서 일정 기간 트래픽이 없을 경우 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221) 및 2단계 플로우 수명 검사 단계에 의해 플로우 수명 주기를 측정한 후에 플로우 소멸이 해당되면 1단계 플로우 소멸 단계(S222) 및 2단계 플로우 소멸 단계에 의해 해당 플로우가 소멸된다.
가입자 B의 Best effort 트래픽 플로우(123)는 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 초과로 판정되나 일실시예에 따른 정책에 의해 2단계 플로우를 생성하지 않고 패킷 폐기 또는 1단계 플로우 상태로 1단계 플로우의 패킷을 임의로 폐기한다. 패킷이 폐기됨에 따라 가입자 B의 Best effort 플로우(123)의 대역이 비초과되면 다시 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 비초과가 판정되어 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)로 진입하며 1단계 플로우 전달 단계(S223)에 의해 패킷을 전달한다.
또한, 가입자 B의 Best effort 플로우(123)에서 일정 기간 트래픽이 없을 경우 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)에 의해 플로우 수명 주기를 측정한 후에 플로우 소멸이 해당되면 1단계 플로우 소멸 단계(S222)에 의해 해당 플로우가 소멸된다.
마지막으로 가입자 C 트래픽(130)에 대한 플로우 관리를 설명하면 다음과 같다.
1단계 플로우 생성 및 분류 단계(S215)에 의해 생성 분류된 가입자 C의 VoIP 플로우(131), Video 플로우(132) 및 Best effort 플로우(133)는 각각 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220)에 의해서 대역 비초과가 판정되어 2단계 플로우를 생성하지 않고 1단계 플로우 상태로 각각 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)로 진입하며 1단계 플로우 전달 단계(S223)에 의해 패킷을 각각 전달한다. 또한, 가입자 C의 VoIP 플로우(131), Video 플로우(132) 및 Best effort 트래픽 플로우(133)에서 각각 일정 기간 트래픽이 없을 경우 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221)에 의해 플로우 수명 주기를 측정한 후에 플로우 소멸이 해당되면 1단계 플로우 소멸 단계(S222)에 의해 해당 플로우가 소멸된다.
전술한 바와 같이 플로우 소멸 및 플로우의 패킷 폐기는, 정책에 의해서 많은 경우가 발생할 수 있다. 즉, 폐기 단계인 1단계 패킷 폐기 단계(S235)와 2단계 패킷 폐기 단계(S250), 플로우 수명 결정 및 소멸 단계인 1단계 플로우 수명 검사 단계(S221) 및 1단계 플로우 소멸 단계(S222)는 정책에 의해서 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들면 폐기 대신 표시(marking)로 대신할 수 있으며 플로우 소멸은 해당 플로우의 트래픽 대역 측정, 패킷 주기 측정 등을 통해서 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에서 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220) 및 2단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S245)에서 정해진 대역 즉 제한 대역은 출력 포트, 패킷 버퍼 등의 트래픽과 연동하여 설정될 수 있다. 동적으로 대역을 관리하기 위해 1단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S220) 및 2단계 플로우 대역 초과 검사 단계(S245)에서 사용하는 정해진 제한 대역을 출력 포트 또는 패킷 버퍼의 큐에 연계하여 자동으로 설정하게 할 경우 동적으로 대역을 측정하게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 계층적 플로우 동적 관리 장치의 블록도이다.
본 발명의 계층적 플로우 동적 관리 장치는 패킷 수신부(410) 및 패킷 처리부(420)를 포함한다. 패킷 수신부(410)는 망을 통해서 전달되는 데이터 패킷을 수신한다. 패킷 처리부(420)는 수신된 데이터 패킷의 속성에 따라 데이터 패킷을 분류하여 1단계 플로우를 생성하고, 분류된 각각의 플로우의 트래픽이 미리 설정된 대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 또는 대역초과된 플로우에 대해 세부적으로 2단계 플로우를 생성하여, 2단계 플로우에 대해 2단계 플로우 정책에 따라 플로우 처리를 수행한다. 패킷 폐기, 전달의 구체적인 방법은 도 2 및 3을 참조하여 전술한 바와 같다.
예를 들어, 패킷 처리부(420)는, 분류된 제1단계 플로우별로 각 플로우의 트래픽이 미리 설정된 대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 대역초과되지 않은 경우에는 플로우별 수명주기 내에 데이터 패킷이 수신되었는지의 여부를 더 판단하여 수신된 패킷이 있으면 제1단계 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달한다.
또한, 생성된 제2단계 플로우별로 각 트래픽이 미리 설정된 대역보다 초과하는지의 여부를 판단하고, 대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 데이터 패킷을 전달한다.
그리고, 경우에 따라 폐기절차에서 패킷을 바로 폐기하지 않고, 표시를 해 두었다가 rate limit 또는 폭주 제어시에 활용할 수 있다. 또한 플로우별로 설정된 제한 대역은, 전송할 패킷을 저장하는 출력버퍼 또는 출력포트의 상태에 따라 연동되어 변경될 수 있다.
한편, 전술한 클라이언트 계층적 플로우 동적 관리 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 계층적 플로우 동적 관리 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 회선 트래픽과 패킷 트래픽을 패킷 교환망에서 통합하여 전달하는데 있어서 기존 패킷 데이터 망과 호환성을 유지하면서 패킷 트래픽을 보다 효율적으로 처리하고자 하는 분야에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 계층적 플로우의 일예,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 계층적 플로우 동적 관리 방법의 플로우차트,
도 3은 도 2의 1단계 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷 전달 단계(S225)의 상세 플로우차트,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 계층적 플로우 동적 관리 장치의 블록도이다.
Claims (12)
- 데이터 패킷을 수신하고, 수신된 데이터 패킷의 속성에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 1단계 플로우를 생성하는 단계;상기 분류된 각각의 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한 대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해서만 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 2단계 플로우를 생성하는 단계; 및상기 2단계 플로우에 대해 2단계 플로우 정책에 따라 제2단계 플로우 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2단계 플로우 생성단계는상기 분류된 제1단계 플로우별로 각 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과되지 않은 경우에는 플로우별 수명주기내에 데이터 패킷이 수신되었는지의 여부를 더 판단하여 수신된 패킷이 있으면 제1단계 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2단계 플로우 처리단계는상기 생성된 제2단계 플로우별로 각 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따 라 패킷 폐기절차를 수행하거나 데이터 패킷을 전달하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1단계 플로우 생성단계는상기 데이터 패킷을 송신한 가입자와 서비스 별로 플로우를 생성하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2단계 플로우 생성단계는상기 데이터 패킷의 목적지에 따라 플로우를 생성하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패킷 폐기절차는패킷을 바로 폐기하지 않고, 표시를 해 두는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 플로우별로 설정된 제한대역은 상기 전송할 패킷을 저장하는 출력버퍼 또는 출력포트의 상태에 따라 연동되어 변경되는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 방법.
- 데이터 패킷을 수신하는 패킷 수신부; 및상기 수신된 데이터 패킷의 속성에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 1단계 플로우를 생성하고, 상기 분류된 각각의 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해서만 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 또는 상기 제한대역초과된 플로우에 대해 세부적으로 2단계 플로우를 생성하여, 상기 2단계 플로우에 대해 2단계 플로우 정책에 따라 플로우 처리를 수행하는 패킷 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 패킷 처리부는상기 분류된 제1단계 플로우별로 각 플로우의 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과되지 않은 경우에는 플로우별 수명주기내에 데이터 패킷이 수신되었는지의 여부를 더 판단하여 수신된 패킷이 있으면 제1단계 플로우 관리 정책에 따라 데이터 패킷을 전달하는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 패킷 처리부는상기 생성된 제2단계 플로우별로 각 트래픽이 미리 설정된 제한대역을 초과하는지의 여부를 판단하고, 제한대역초과된 플로우에 대해 각 플로우별 정책에 따라 패킷 폐기절차를 수행하거나 데이터 패킷을 전달하는 것을 특징으로 하는 계층 적 플로우 동적 관리 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 패킷 처리부는상기 패킷 폐기절차에서 패킷을 바로 폐기하지 않고, 표시를 해 두는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서,상기 플로우별로 설정된 제한대역은 상기 전송할 패킷을 저장하는 출력버퍼 또는 출력포트의 상태에 따라 연동되어 변경되는 것을 특징으로 하는 계층적 플로우 동적 관리 장치.
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