KR100964102B1 - 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법 - Google Patents

멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망(이하, MPLS : Multiprotocol Label Switching)에서 라우터 또는 링크 장애 발생시 트래픽을 효율적으로 우회시킬 수 있는 경로를 설정하기 위한 기술에 관한 것이다.
이를 실현하기 위해 본 발명은, 장애 발생시 장애가 발생한 라벨 스위치 라우터 또는 링크를 기준으로 수신 라벨 에지 라우터로의 우회 경로를 설정하여, 상기 우회 경로를 통해 송신 라벨 에지 라우터로부터 송신된 트래픽을 상기 수신 라벨 에지 라우터로 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법{Method for establishing detour path in MultiProtocol Label Switching network}
도 1은 일반적인 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망의 구성도.
도 2와 도 3은 종래 멀티프로포톨 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 설정 방법을 설명하기 위한 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법을 설명하기 위한 구성도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법을 설명하기 위한 플로우차트.
본 발명은 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망(이하, MPLS : Multiprotocol Label Switching)에서 라벨 스위치 라우터 또는 링크 장애 발생시 트래픽을 효율적으로 우회시킬 수 있는 경로를 설정하는 기술에 관한 것이다.
MPLS는 네트워크 트래픽의 흐름 속도를 높이고 관리하기 쉽게 하기 위한 입증된 표준 기술로서, 주어진 패킷 열에 대하여 특정 경로를 설정하는 것에 관여하는 것이다. 각 패킷에는 라벨이 첨부되어 있고, 라벨 스위치 라우터(LSR: Label Switched Router)에는 라벨에 따라 라우팅 경로를 설정할 수 있는 라우팅 정보가 저장된 FIB(Fowarded Information Bsae)가 구비되어, 상기 패킷에 대한 라우팅을 행한다.
각 홉(HOP)에 해당하는 LSR은 해당 패킷에 대한 라우팅을 행할 때, 상기 패킷의 라벨을 변경시켜 전송하므로써 상기 패킷이 수신측으로 전송될 수 있도록 한다.
한편, 복수의 LSR들을 경유하여 형성되는 라벨 스위치 경로(LSP: Label Switched Path)는 특정 성능 수준을 보장하고, 네트워크 병목을 피하고, 네트워크 기반의 가상 사설망을 위한 IP 터널을 생성하기 위하여 네트워크 운용자에 의해 구성되는데, LSP는 특정한 레이어 2 기술에 의존하지 않는 경우를 제외하고는 ATM(asynchronous transfer mode)이나 프레임 릴레이 네트워크에서의 서킷 스위치 경로와 차이가 없다.
LSP는 ATM, 프레임 릴레이 또는 이더넷과 같이 다양한 레이어 2 전송에 대해 구성될 수 있기 때문에, MPLS는 네트워크 이중 설치나 레이어 2 전용 제어 메커니즘에 대한 필요성을 배제하면서 어떠한 전송 매체를 통해서도 특정 성능을 갖고 종단간(end-to-end) 서킷을 생성할 수 있다는 이점을 갖는다.
이러한 멀티프로토콜 라벨 스위칭 기술에 의하면, 데이터 서비스 제공에 기존의 인터넷 망에서 제공하지 못하였던 품질 보증형 인터넷 서비스를 제공할 수 있 게 되는데, 품질 보증형 인터넷 서비스 제공을 위한 MPLS 기술에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 송신 라벨 에지 라우터(LER: Label Edge Router)1(1)과 수신 LER2(2)간에 임의의 대역을 가지는 라벨 스위칭 경로(LSP: Label Switched Path)(9)를 미리 설정해 놓고 트래픽을 전송함으로써 품질 보장이 가능한 인터넷 서비스 제공이 가능해 진다.
망은 트래픽의 폭주 혹은 장애 발생 등으로 인해 안정된 데이터 전송 서비스를 제공할 수 없는 상황이 내제되어 있다. 따라서, MPLS 망에서는 임의의 두 LER간에 명시적인 경로인 LSP를 설정하고, 상기 LSP가 경유하는 임의의 구간에서 장애 발생시 트래픽을 우회시키기 위한 방법이 실시되고 있다.
이하, 도 2와 도 3을 참조하여 종래 MPLS망에서 장애 발생시 트래픽을 우회시키는 방법을 상세하게 설명한다.
첫번째 트래픽 우회 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 8개의 라우터로 구성된 망에서 송신 레벨 에지 라우터인 LER-A(10)와 수신 라벨 에지 라우터인 LER-H(11)의 사이에 주 라벨 스위칭 경로(PLSP)(18)와 백업 라벨 스위칭 경로(BLSP)(19)를 설정하여, 정상적인 환경하에서는 PLSP(18)를 통해 트래픽을 전달하고, PLSP(18)가 경유하는 임의의 구간에서 장애가 발생되면 BLSP(19)를 통해 트래픽을 전달한다.
상술한 트래픽 우회 방법의 경우에는 트래픽이 우선적으로 PLSP(18)로 전달되기 때문에, LSR-F(17)와 LER-H(11)간에 장애가 발생한 경우를 예로 들면, LER-A(10)로부터 송신된 트래픽(TF-1)이 LSR-B(15)와 LSR-D(16)를 경유하여 LSR-F(17) 까지 전달되었다가 다시 LSR-D(16), LSR-B(15), LER-A(10), LSR-C(12), LSR-E(13), 및 LSR(14)를 경유하여 LER-H(11)로 전달된다.
상술되어진 첫번째 트래픽 우회 방법은, 장애 발생시 트래픽을 장애 발생을 직접 인식한 LSR-F(17)에서 우회시키므로 장애 발생시 트래픽 전송 지연이 매우 크다는 단점이 있을 뿐 아니라, 데이터 전송을 위해 많은 경로를 경유함으로써 망자원 활용도가 매우 낮다는 문제점이 있다.
상술되어진 단점을 해결하기 위해 제안된 두번째 트래픽 우회 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 첫번째 트래픽 우회 방법과 동일하게 송신 라벨 에지 라우터인 LER-A(10)와 수신 라벨 에지 라우터인 LER-H(11)의 사이에 주 라벨 스위칭 경로(PLSP)(18)와 백업 라벨 스위칭 경로(BLSP)(19)를 동시에 설정하여, 정상적인 환경하에서는 PLSP(18)를 통해 트래픽을 전달하고, PLSP(18)가 경유하는 임의의 구간에서 장애가 발생되면 BLSP(19)를 통해 트래픽을 전달하지만, 임의의 구간에 장애가 발생하면 장애 발생을 직접 인식한 LSR-F(17)가 송신 라벨 에지 라우터인 LER-A(10)로 장애사실을 통보한다. 장애 발생에 따른 장애 발생 통보는, LSR-F(17)가 LSR-D(16)로 장애통보신호(NF-1)를 전송하고, LSR-D(16)가 LSR-B(15)로 장애통보신호(NF-2)를 전송하고, LSR-B(15)RK LER-A(10)로 장애통보신호(NF-3)를 전송하므로써 행해진다.
상기 두번째 트래픽 우회 방법의 경우에는, 장애발생시 송신 라벨 에지 라우터 LER-A(10)로부터의 트래픽이 PLSP(18)을 거치지 않고 바로 BLSP(19)를 통해 전달되기 때문에 전송 지연이 상대적으로 적어 효율적으로 데이터 전송 서비스를 제 공할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 상기 두번째 트래픽 우회 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이 LSR-F(17)와 LER-H(11) 사이의 링크 장애 발생시부터, 장애 발생 통보가 PLSP(18)의 역 방향인 LSR-D(16), LSR-B(15)를 통해 송신 라벨 에지 라우터인 LER-A(10)로 전송된 이후의 트래픽부터 정상적으로 BLSP(19)를 통해 전송되므로, 송신 라벨 에지 라우터인 LER-A(10)로 장애발생이 통보되기 이전의 트래픽은 모두 유실되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, MPLS 망에서 장애 발생시 유실되는 데이터를 최소화하고 망자원의 활용도를 극대화시킬 수 있도록 트래픽의 우회 경로를 설정하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법에 있어서, 주 라벨 스위칭 경로 상에 장애가 발생함에 따라 장애 발생 지점을 기준으로 임시 송신 라벨 에지 라우터를 설정하는 임시 송신 라벨 에지 라우터 설정단계; 상기 설정한 임시 송신 라벨 에지 라우터와 수신 라벨 에지 라우터 사이를 장애 복구 구간으로 지정하는 단계; 및 상기 지정된 장애 복구 구간에 대한 우회 경로를 설정하되, 망 토폴로지 정보를 이용하여 기 설정된 대역폭 기준을 만족하는 경로 중 최단 경로를 우회 경로로 설정하는 우회 경로 설정단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법에 있어서, 주 라벨 스위칭 경로 상의 장애 발생 지점이 라벨 스위치 라우터 간 링크이면, 상기 주 라벨 스위칭 경로를 구성하는 라벨 스위치 라우터 중에서 링크 장애를 감지한 라벨 스위치 라우터를 임시 송신 라벨 에지 라우터로 설정하는 단계; 상기 주 라벨 스위칭 경로 상의 장애 발생 지점이 특정 라벨 스위치 라우터이면, 상기 주 라벨 스위칭 경로를 구성하는 라벨 스위치 라우터 중에서 장애가 발생한 라벨 스위치 라우터의 전단의 라벨 스위치 라우터를 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터로 설정하는 단계; 상기 설정한 임시 송신 라벨 에지 라우터와 수신 라벨 에지 라우터 사이를 장애 복구 구간으로 지정하는 단계; 및 상기 지정된 장애 복구 구간에 대한 최적 경로를 우회 경로로 설정하는 우회 경로 설정단계를 포함한다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법을 설명하기 위한 망구성도이다.
동 도면에서, 송신 라벨 에지 라우터는 LER-A(40)이고, 수신 라벨 에지 라우터는 LER-H(41)일 경우, 이들 간에 임의의 지정된 대역폭을 만족하는 PLSP(50)를 설정한다. PLSP(50)는 정상적인 환경하에서 데이터를 전송할 주 라벨 스위치 경로이다.
MLSP 망을 구성하는 LSR-B(42), LSR-D(43), LSR-F(44), LSR-C(45), LSR-C(45), LSR-E(46)는 라벨 스위치 라우터 장애 또는 라벨 스위치 라우터 간 링크 장애 감지시, 목적 라벨 스위치 라우터로의 최적 경로를 탐색하여 탐색된 최적 경로를 상기 트래픽에 대한 우회 경로로 설정하는 기능을 수행한다.
LSR-B(42), LSR-D(43), LSR-F(44), LSR-C(45), LSR-C(45), LSR-E(46)에는 최적 경로를 탐색하기 위해 Dijstra 알고리즘을 이용하는데, 상기 Dijstra 알고리즘은 송신 라벨 에지 라우터와 수신 라벨 에지 라우터를 지정하고 파라메터로서 대역 폭 등을 설정하면 망을 구성하는 라벨 스위치 라우터들의 토폴로지를 이용하여 최단 경로 예컨대, 홉(HOP)수가 최소인 경로를 탐색하여 상기 경로탐색결과를 제공하는 알고리즘으로서, 상기 Dijstra 알고리즘는 당업계에서 보편적으로 사용되는 경로탐색 알고리즘이다.
이어, 도 4에 도시된 망구성도와 도 5에 도시된 플로우차트를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법을 상세하게 설명한다.
송신 라벨 에지 라우터인 LER-A(40)에서 수신 라벨 에지 라우터를 LER-H(41)로 하는 트래픽이 송신되면(S2), LSR-B(42), LSR-D(43), 및 LSR-F(44)를 경유하는 PLSP(50)가 설정되어, 상기 트래픽이 PLSP(50)를 경유하여 LER-H(41)로의 전송을 시도한다(S4). 이때, PLSP(50)를 구성하는 모든 라벨 스위치 라우터 LSR-B(42), LSR-D(43), 및 LSR-F(44)에서 장애가 감지되지 않으면(S6에서 No) PLSP(50)가 정상상태이므로, 상기 트래픽은 PLSP(50)를 통해 수신 라벨 에지 라우터 LER-H(41)로 전송된다(S8).
그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 PLSP(50)를 구성하는 라벨 스위치 라우터 중 특정 라벨 스위치 라우터 예컨대, LSR-F(44)에서 장애가 감지되면(S6에서 Yes), 해당 라벨 스위치 라우터 LSR-F(44)는 상기 장애가 수신 라벨 에지 라우터 LER-H(41)간의 링크 장애이면, 자신을 임시 송신 라벨 에지 라우터로 설정하여, 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터 LSR-F(44)와 수신 라벨 에지 라우터 LER-H(41)간을 1차 장애 복구 구간으로 지정하고(S12), 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터가 송신 라벨 에지 라우터 LER-A(40)와 일치하는가를 판단한다(S16).
만약 단계 S16에서의 판단결과, 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터와 상기 송신 라벨 에지 라우터 LER-A(40)가 서로 일치하면(S16에서 Yes) 우회할 경로가 없기 때문에 라벨 스위치 라우터 LSR-F(44)는 PLSP(50)를 통해 송신 라벨 에지 라우터 LER-A(40)로 장애복구불가를 통보하고 일련의 과정을 종료한다(S18).
이와 달리, 단계 S16에서의 판단결과, 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터가 상기 송신 라벨 에지 라우터 LER-A(40)와 일치하지 않으면(S16에서 No) Dijstra 알고리즘을 이용하여 상기 1차 장애 복구 구간에 대한 최적 경로를 탐색한다(S20).
상기 경로 탐색 결과가 성공이면(S22에서 Yes), 탐색된 최적 경로 예컨대, LSR-F(44), LSR-E(46), LSR-G(47), 및 LER-H(41)를 경유하는 경로를 기준으로 상기 최적 경로에 속하는 모든 라벨 스위치 라우터로 우회경로정보를 전송하여, 상기 우회경로정보가 각 라벨 스위치 라우터의 FIB에 저장되도록 한다(S24). 상기 과정에서 탐색되는 최적 경로는 PLSP(50)에 대한 우회경로(BLSR-1)가 된다.
이어, LSR-F(44)는 상기 우회경로(BLSR-1)를 통해 상기 트래픽을 전송하여 상기 트래픽이 수신 라벨 에지 라우터 LER-H(41)로 전송되게 한다(S26).
한편, 단계 S20에서의 경로 탐색 결과가 성공이 아니면(S22에서 No), 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터 LSR-F(44)를 장애발생 라벨 스위치 라우터로 설정한 후, 단계 S10으로 진행한다.
단계 S10에서의 판단결과. 특정 라벨 스위치 라우터에서 감지된 장애가 링크 장애가 아니고 내부 장애로 판단되면(S10에서 No), 상기 라벨 스위치 라우터는 PLSP(50)의 전단의 라벨 스위치 라우터 예컨대, LSR-D(43)로 장애통보신호를 전송하고(S14), 장애통보신호를 전송받은 라벨 스위치 라우터 LSR-D(43)는 상술되어진 단계 S12 내지 S28을 수행하여 우회경로를 지정한다.
이때, 1차 장애 복구 구간에서 우회 경로에 대한 탐색이 성공하지 못하여, 임시 송신 노드가 1차 재설정되면, 도 4에 도시된 바와 같이 2차 장애 복구 구간이 지정되어 상기 2차 장애 복구 구간에 대해 단계 S16 내지 S28의 동작이 행해진다. 상기한 과정에 의해 상기 2차 장애 복구 구간에 대한 최적 경로가 LSR-D(43), LSR-C(45), LSR-E(46), LSR-G(47), 및 LER-H(41)로 설정되면, 송신 라벨 에지 라우터 LER-A(40)로부터 송신된 트래픽이 제 2 우회경로(BLSR-2)를 경유하여 수신 라벨 에지 라우터 LER-H(41)로 전송된다.
상기한 과정을 통해서도, 제 2 우회경로(BLSR-2)가 설정되지 않으면, 단계 S28에 의해 임시 송신 노드가 2차 재설정되고, 도 4에 도시된 바와 같이 3차 장애 복구 구간이 지정되어 상기 3차 장애 복구 구간에 대해 단계 S16 내지 S28의 동작이 행해진다. 상기한 과정에 의해 상기 3차 장애 복구 구간에 대한 최적 경로가 LSR-A(40), LSR-C(45), LSR-E(46), LSR-G(47), LER-H(41)로 설정되면, 송신 라벨 에지 라우터 LER-A(40)로부터 송신된 트래픽이 제 3 우회경로(BLSR-3)를 경유하여 수신 라벨 에지 라우터 LER-H(41)로 전송된다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 장애가 발생하기 이전에는 우회 경로인 백업 라벨 스위치 경로(BLSP)를 설정하지 않기 때문에 망 자원을 효율적으 로 관리 할 수 있고, 장애 발생 당시의 망 토폴로지(형상) 정보를 기반으로 장애 복구를 위한 우회 경로를 선택함으로써 망 자원 효율성을 극대화 할 수 있게 된다.
또한, 망 장애 복구 범위 구간 확장 방법을 도입함으로써 장애 발생시 효율적으로 트래픽의 우회 경로를 설정할 수 있게 함으로써 MLSP 망에서 특정 라벨 스위치 라우터 또는 링크에서 장애가 발생한 경우에도 안정으로 데이터 전송 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법에 있어서,
    주 라벨 스위칭 경로 상에 장애가 발생함에 따라 장애 발생 지점을 기준으로 임시 송신 라벨 에지 라우터를 설정하는 임시 송신 라벨 에지 라우터 설정단계;
    상기 설정한 임시 송신 라벨 에지 라우터와 수신 라벨 에지 라우터 사이를 장애 복구 구간으로 지정하는 단계; 및
    상기 지정된 장애 복구 구간에 대한 우회 경로를 설정하되, 망 토폴로지 정보를 이용하여 기 설정된 대역폭 기준을 만족하는 경로 중 최단 경로를 우회 경로로 설정하는 우회 경로 설정단계
    를 포함하는 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임시 송신 라벨 에지 라우터 설정단계는,
    상기 장애 발생 지점이 라벨 스위치 라우터 간 링크이면, 상기 주 라벨 스위칭 경로를 구성하는 라벨 스위치 라우터 중에서 링크 장애를 감지한 라벨 스위치 라우터를 임시 송신 라벨 에지 라우터로 설정하는 단계; 및
    상기 장애 발생 지점이 특정 라벨 스위치 라우터이면, 상기 주 라벨 스위칭 경로를 구성하는 라벨 스위치 라우터 중에서 장애가 발생한 라벨 스위치 라우터의 전단의 라벨 스위치 라우터를 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터로 설정하는 단계
    를 포함하는 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법.
  3. 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법에 있어서,
    주 라벨 스위칭 경로 상의 장애 발생 지점이 라벨 스위치 라우터 간 링크이면, 상기 주 라벨 스위칭 경로를 구성하는 라벨 스위치 라우터 중에서 링크 장애를 감지한 라벨 스위치 라우터를 임시 송신 라벨 에지 라우터로 설정하는 단계;
    상기 주 라벨 스위칭 경로 상의 장애 발생 지점이 특정 라벨 스위치 라우터이면, 상기 주 라벨 스위칭 경로를 구성하는 라벨 스위치 라우터 중에서 장애가 발생한 라벨 스위치 라우터의 전단의 라벨 스위치 라우터를 상기 임시 송신 라벨 에지 라우터로 설정하는 단계;
    상기 설정한 임시 송신 라벨 에지 라우터와 수신 라벨 에지 라우터 사이를 장애 복구 구간으로 지정하는 단계; 및
    망 토폴로지 정보를 이용하여 상기 지정된 장애 복구 구간에 대한 우회 경로를 설정하는 우회 경로 설정단계
    를 포함하는 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 우회 경로 설정단계는,
    상기 망 토폴로지 정보를 이용하여 기 설정된 대역폭 기준을 만족하는 경로 중 최단 경로를 우회 경로로 설정하는 것을 특징으로 하는 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 우회 경로 설정단계는,
    기 설정된 대역폭 기준을 만족하는 경로가 존재하지 않는 경우, 상기 장애 복구 구간을 확장한 후 확장된 장애 복구 구간을 대상으로 우회 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 장애 복구 구간의 확장은,
    상기 임시 송신 라벨 에지 라우터를 장애 발생 라벨 스위치 라우터로 설정하고, 상기 장애 발생 라벨 스위치 라우터에 대한 임시 송신 라벨 에지 라우터를 재설정하여 재설정된 임시 송신 라벨 에지 라우터와 상기 수신 라벨 에지 라우터 사이를 새로운 장애 복구 구간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 멀티프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 우회 경로 설정 방법.
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