KR101338485B1 - Quality of each service management Method and system in total IP network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대형 아이피망에서의 서비스 종류별 품질관리 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 백본망의 프로브에서 각 서비스 서버와 엔드 유저간의 세션을 추출하고, 추출한 세션의 패킷을 서비스 이용율이 될때까지 랜덤 샘플링하며,상기 샘플링한 세션의 패킷을 IP 주소의 배분 정보를 기반으로 지역별로 분류하고 이를 접속 서비스망별로 분류하며 다시 서비스 종류별로 분류한 후, 상기 분류된 패킷의 IP 주소를 측정 지역별 관심대상 IP 리스트로 만들어 해당 지역으로 전송하며, 이에 따라 각 측정 지역의 액세스망에 위치한 프로브에서 해당하는 지역의 관심대상 IP 리스트를 수신하고, 수신한 관심대상 IP 리스트의 IP 주소를 가진 패킷을 대상으로 품질을 측정한다.
품질측정, 프로브, 세션, IP 주소
The present invention relates to a quality control method and system for each service type in a large IP network. The present invention extracts a session between each service server and an end user from a probe of a backbone network, randomly samples the extracted session packet until the service utilization rate is obtained, and extracts the packet of the sampled session by region based on distribution information of an IP address. And classify it by the access service network and classify it again by service type, and then make the IP address of the classified packet into the IP list of interest for each measurement area and transmit it to the corresponding area, and thus located in the access network of each measurement area. The probe receives a list of interested IPs of a corresponding region and measures the quality of a packet having an IP address of the received list of interested IPs.
QA, Probe, Session, IP Address
Description
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 품질관리 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a quality control system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 대형 IP망에서의 서비스 종류별 품질관리 방법을 보인 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a quality control method for each service type in a large IP network according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액세스망 프로브의 구조를 보인 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a structure of an access network probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 백본망 프로브의 구조를 보인 블록도이다.4 is a block diagram showing the structure of a backbone probe according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 관심대상 IP 리스트를 생성하는 백본망 프로브의 동작을 보인 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of a backbone network probe generating an IP list of interest according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 품질분석서버의 구조를 보인 블록도이다.6 is a block diagram showing the structure of a quality analysis server according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 품질분석서버의 IP 주소 관리부에서 관리하는 IP 주소 관리 구조를 보인 도면이다.7 is a diagram illustrating an IP address management structure managed by an IP address manager of a quality analysis server according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 일반적인 RTP 프로토콜 헤더 구조를 보인 도면이다.8 is a diagram illustrating a general RTP protocol header structure.
도 9는 일반적인 SR 타입의 RTCP 프로토콜 헤더 구조를 보인 도면이다.9 is a diagram illustrating a general SR type RTCP protocol header structure.
도 10은 일반적인 RR 타입의 RTCP 프로토콜 헤더 구조를 보인 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a general RR type RTCP protocol header structure. FIG.
본 발명은 IP(Internet Protocol) 망에서의 서비스 품질 관리에 관한 것으로, 특히, 대형 IP망이 수용하는 각종 서비스 종류별로 품질관리를 할 수 있게 하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to service quality management in an IP (Internet Protocol) network, and more particularly, to a method and system for enabling quality control for various types of services accommodated by a large IP network.
현재, 초고속 인터넷의 발달과 더불어 망사업자들은 안정적인 인터넷 서비스를 위하여 매년 대규모 망증설을 해왔으며, 최근에는 BCN(Broadband Convergence Network) 내에 수용되어야 하는 고품격 인터넷 서비스를 위하여 일반 인터넷망 외에 MPLS(Multi Protocol Label Switching) 기반의 품질 보장형 프리미엄 망을 구축하여 운용하고 있다.At present, with the development of high-speed Internet, network operators have been expanding large networks every year for stable Internet service, and recently MPLS (Multi Protocol Label) in addition to general Internet network for high-quality Internet service to be accommodated in Broadband Convergence Network (BCN). It is building and operating a quality based premium network based on switching.
또한 가입자의 안정적인 인터넷 서비스를 위하여 망사업자들은 서버팜(Server Farm) 내에 여러 종류의 DNS(Domain Name System), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol), AAA(Authentication Authorization Accounting) 서버 등의 운용 서버를 운용하고 있으며, IDC(Internet Data Center) 내에 서비스를 제공하고 있는 많은 사업자들의 서비스 서버가 동작하고 있다.In addition, network operators operate various types of operation servers such as Domain Name System (DNS), Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), and Authentication Authorization Accounting (AAA) server in the server farm for stable internet service for subscribers. In addition, service servers of many operators that provide services in IDC (Internet Data Center) are operating.
고객들에게 일정 수준 이상의 서비스를 제공하기 위하여 망사업자는 안정적인 망운용, 서버운용을 위하여 다수의 NMS(network management system), SMS(server management system) 등을 운용하여 항상 망의 상태를 모니터링하고 있다. 하지만, 잦은 새로운 서비스의 출현 등으로 수많은 망 자원 요소와 서버를 장애 없이 운용 관리하는 일은 어렵고도 힘든 업무이다. 이에 대한 망운용 차원에서 의 서비스의 품질을 관리하는 일은 중요하고도 힘든 일이다.In order to provide more than a certain level of service to customers, network operators always monitor network status by operating multiple NMS (network management system) and SMS (server management system) for stable network operation and server operation. However, it is difficult and difficult to manage and manage numerous network resource elements and servers without failure due to the frequent appearance of new services. Managing the quality of service in terms of network operation is an important and difficult task.
특히, 일반 IP망(예; ADSL, VDSL, FTTH, 메트로 게임, 메트로 오피스, 무선 랜 등), 프리미엄 IP 망, VPN(가상사설망)망, 와이브로(Wibro) 망, BCN 망 등의 다양한 종류의 망과 지역적으로 전국을 커버하는 망을 유지하는 대형 IP망 사업자는 수많은 라우터와 스위치 그리고 이들의 연결을 담당하고 있는 포트, 회선 등을 운용하고, 이를 지원하기 위한 관리 서버들(DNS, DHCP, AAA 서버 등)과 이들 서비스의 컨텐츠를 저장하고 전달하는 역할을 하는 응용 서버를 운용하기 때문에, 이들 장비와 서버를 장애없이 운용하여 고객에게 안정적인 서비스를 제공하는 것을 매우 중요한 과제로 삼고 있다.In particular, various types of networks such as general IP network (eg ADSL, VDSL, FTTH, metro game, metro office, wireless LAN, etc.), premium IP network, virtual private network (VPN) network, Wibro network, BCN network, etc. Large IP network operators, which maintain networks across the country and region, operate numerous routers and switches and the ports, lines, etc. that are responsible for connecting them, and management servers (DNS, DHCP, AAA servers) to support them. Etc.) and the application server that stores and delivers the contents of these services, it is very important to provide stable services to customers by operating these devices and servers without any obstacles.
그런데 이를 위해서는 각각의 서비스 망 종류별, 지역별로 품질 모니터링하여 품질저하를 감지하여 운용자의 업무를 지원하는 시스템이 필요한데, 각 망이 지역적으로 널리 분포되어 있고 방대한 정보(즉, 망별, 지역별로 정보)에 대한 품질을 측정해야 하기 때문에 비용적인 면에서나 데이터 처리면에서 많은 어려움이 있으며, 이로 인해 아직까지 효율적인 대형 IP망에 대한 망관리 시스템 또는 방법이 제안되고 있지 않다.However, this requires a system that supports the operator's work by detecting the quality degradation by monitoring the quality of each service network type and region, and each network is widely distributed in the region and the vast information (ie, information by network and region). Because the quality of the data must be measured, there are many difficulties in terms of cost and data processing. As a result, no efficient network management system or method for large IP networks has been proposed.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대형 IP망에서 지역별, 망별, 서비스 종류별로 품질 측정을 할 수 있게 하는 대형 아이피망에서의 서비스 종류별 품질관리 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a quality control method and system for each service type in a large IP network that enables quality measurement by region, network, and service type in a large IP network.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명은 측정 지역과 서비스 이용율을 설정하는 제1 단계; 백본망의 프로브에서 각 서비스 서버와 엔드 유저간의 세션을 추출하는 제2 단계; 추출한 세션의 패킷을 서비스 이용율이 될때까지 랜덤 샘플링하는 제3 단계; 상기 샘플링한 세션의 패킷을 IP 주소의 배분 정보를 기반으로 지역별로 분류하고 이를 접속 서비스망별로 분류하며 다시 서비스 종류별로 분류하는 제4 단계; 상기 분류된 패킷의 IP 주소를 측정 지역별 관심대상 IP 리스트로 만들어 해당 지역으로 전송하는 제5 단계; 및 각 측정 지역의 액세스망에 위치한 프로브에서 해당하는 지역의 관심대상 IP 리스트를 수신하고, 수신한 관심대상 IP 리스트의 IP 주소를 가진 패킷을 대상으로 품질을 측정하는 제6 단계를 포함하는 대형 IP 망에서의 서비스 종류별 품질관리 방법을 제공한다. According to a feature for achieving the above technical problem, the present invention comprises a first step of setting the measurement area and the service utilization rate; Extracting a session between each service server and an end user in a probe of a backbone network; Randomly sampling the extracted session packets until a service utilization rate is reached; A fourth step of classifying packets of the sampled sessions by region based on distribution information of IP addresses, classifying them by access service network, and classifying them again by service type; A fifth step of making an IP address of the classified packet into a target IP list for each measurement area and transmitting the same to a corresponding area; And a sixth step of receiving a list of interested IPs of a corresponding region from a probe located in an access network of each measuring region, and measuring a quality of a packet having an IP address of the received interested IP list. It provides quality control method by service type in network.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 특징에 따르면, 본 발명은 백본망에 설치되어 각 서비스 서버와 엔드 유저간의 세션을 추출하고, 추출한 세션의 패킷에 대하여 서비스 이용율이 될 때까지 랜덤 샘플링하고,샘플링된 세션의 패킷을 IP 주소의 배분 정보를 이용하여 지역별, 접속 서비스망별, 서비스별로 구분한 후, 설정된 측정 대상 지역별 관심대상 IP 리스트를 생성하는 적어도 하나의 백본망 프로브; 접속망에 설치되어 엔드 유저와 백본망 사이의 패킷을 추출하며, 추출한 패킷 중 상기 백본망 프로브에서 제공한 관심대상 IP 리스트에 해당하는 패킷에 대하여 품질 측정을 수행하는 하나 이상의 액세스망 프로브; 및 상기 백본망 프로브와 상기 액세스망 프로브에 연결되고, 상기 액세스망 프로브에서 측정한 품질 측정 결과에 대한 지역별, 접속 서비스망별, 서비스별 통계 데이터를 생성하는 품질분석서 버를 포함하는 대형 IP 망에서의 서비스 종류별 품질관리 시스템을 제공한다.According to another feature for achieving the above technical problem, the present invention is installed in the backbone network to extract the session between each service server and the end user, and randomly sampled until the service utilization rate for the packet of the extracted session, At least one backbone network probe for classifying packets of sessions by region, access service network, and service by using distribution information of IP addresses, and then generating an IP list of interest for each measurement target region; One or more access network probes installed in an access network and extracting packets between the end user and the backbone network and performing quality measurements on packets corresponding to the IP list of interest provided by the backbone network probe among the extracted packets; And a quality analysis server connected to the backbone network probe and the access network probe and generating quality data for each region, access service network, and service for the quality measurement result measured by the access network probe. Provides a quality management system for each service type.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. Also, the terms " part, "" module," " module, "and " block" refer to units that process at least one function or operation, Lt; / RTI >
이제 본 발명의 실시예에 따른 대형 아이피망에서의 서비스 종류별 품질관리 방법 및 시스템에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now with reference to the drawings will be described in detail with respect to the quality management method and system for each service type in a large IP network according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 품질관리 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 품질관리 시스템은 백본망에 설치된 적어도 하나의 백본망 프로브(200)와, 액세스망에 설치된 복수개의 액세스망 프로브(100)와, 액세스망 프로브(100)와 백본망 프로브(200)에 연결된 품질분석서버(300)를 포함한다.1 is a block diagram of a quality control system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the quality management system according to the present invention includes at least one
액세스망 프로브(100)는 각 지역의 접속 서비스망에 각각 연결된 라우터 중에서 품질측정하고자 하는 측정지역에 위치한 임의의 라우터의 출력(또는 입력)에 설치된다. 도 1에서는 측정지역 A와 측정지역 B에 액세스망 프로브(100a, 100b)가 설치된 것으로 도시하였다. 그리고 백본망 프로브(200)는 각종 서비스 서버(20)가 모여있는 IDC에 연결된 라우터의 출력(또는 입력)에 설치된다.The access network probe 100 is installed at an output (or input) of an arbitrary router located in a measurement area to be measured for quality among routers respectively connected to the access service network of each region. In FIG. 1,
액세스망 프로브(100)는 엔드 유저(10)와 서비스 서버(20) 간에 오가는 패킷을 수집하고, 수집한 패킷에 대하여 품질 측정을 수행하는 기능을 가진다. The access network probe 100 has a function of collecting packets coming and going between the
여기서, 액세스망 프로브(100)가 연결된 접속 서비스망은 일반 IP망, 프리미엄 IP망, VPN 망, 와이브로 망, BcN 망 등 중에 하나이다. 따라서 액세스망 프로브(100)에 의해 수집되는 패킷은 접속 서비스망의 종류에 따른 품질 특성을 가진다. 그리고 엔드 유저(10)가 접속 서비스망을 통해 접속한 백본망 내(즉, IDC)의 서비스 서버(20)는 엔드 유저(10)가 요청한 서비스 종류에 달라진다. The access service network to which the access network probe 100 is connected is one of a general IP network, a premium IP network, a VPN network, a WiBro network, a BcN network, and the like. Therefore, packets collected by the access network probe 100 have quality characteristics according to the type of the access service network. The
따라서 액세스망 프로브(100)에 의해 수집되는 패킷은 응용 서비스(웹, 메일 등 가입자가 서버에 접속하여 트래픽을 받아 이용하는 서비스)에 대한 패킷이거나, 관리 서비스(DNS, DHCP 등 가입자가 응용 서비스를 원활하게 이용하기 위하여 망 사업자가 백엔드(backend)로 준비하여 운용하는 서비스)에 대한 패킷일 수 있으며, 서비스 등급(예: 정책적으로 구분된 Gold, Silver, Bronze, Best effort 등)별로 차별화된 패킷 등일 수 있다. 결국, 특정 지역에 설치된 액세스망 프로브(100)는 기본적으로 지역별, 접속 서비스망 종류별, 서비스 종류별로 구분되는 패킷을 수집할 수 있다.Therefore, the packet collected by the access network probe 100 may be a packet for an application service (a service such as a web or an e-mail that a subscriber accesses a server to receive traffic) or a management service (DNS, DHCP, etc.) to facilitate an application service. It may be a packet for a network operator prepared and operated as a backend for use, and may be a packet differentiated by service class (eg, gold, silver, bronze, best effort, etc.). have. As a result, the access network probe 100 installed in a specific region may basically collect packets classified by region, access service network type, and service type.
이렇게 각 측정지역에 설치된 액세스망 프로브(100)에서 수집되는 패킷은 무차별적이다. 그러므로 액세스망 프로브(100)에서 수집되는 모든 패킷에 대한 품질 측정을 수행하면 종래의 문제와 같이 방대한 양의 데이터를 처리해야 한다.The packets collected by the access network probe 100 installed in each measurement area are indiscriminate. Therefore, if the quality measurement for all packets collected by the access network probe 100, it is necessary to process a large amount of data as in the conventional problem.
백본망 프로브(200)는 액세스망 프로브(100)에서 방대한 양의 데이터를 처리하는 문제를 해결한다.The
즉, 백본망 프로브(200)는 백본망에 설치된 각 서비스 서버와 가입자간의 패킷을수집하여 세션 정보를 생성하고, 세션 정보를 IP 주소의 배분 정보(즉, IP 주소 관리 체계)를 기반으로 가공하여 품질 측정할 서비스 대상 즉, 관심대상 IP 리스트를 선별하고, 선별한 관심대상 IP 리스트를 액세스망 프로브(100)에 제공한다. 이에 액세스망 프로브(100)는 백본망 프로브(200)에서 제공한 관심대상 IP 리스트에 해당하는 패킷들에 대해서만 품질측정(예; RTT(패킷왕복시간: Round Trip Time), 지연, 지터, 손실 등)을 수행하고, 품질측정 결과를 품질분석서버(300)에 제공한다.That is, the
일반적으로 IP 주소는 각각의 망 사업자가 KRNIC(Korea Network Information Center)에 의뢰하여 특정 주소 대역을 할당받고 등록하여 사용하며, 사업자의 망 설계 정책 및 가입자에 대한 배분 정책에 따라 할당 및 관리한다. 이때 사업자는 조직 정보, 시설 정보, 서비스 정책에 따라 IP 대역을 일관성 있게 구분하여 효율적으로 운용 관리될 수 있게 하고 있다. 결국, 현재의 IP 주소는 지역별, 서비스별로 일관성있게 대역을 배분하였기 땜문에, 도 7에 도시된 바와 같이 지역, 서비스 종류, 접속 서비스망 등을 알 수 있게 한다. In general, IP addresses are allocated to a specific address band by KRNIC (Korea Network Information Center), registered and used, and assigned and managed according to the network design policy of the operator and the distribution policy for subscribers. In this case, the operator can efficiently manage and classify IP bands consistently according to organization information, facility information, and service policy. As a result, the current IP address has been allocated to the region and service consistently, so as to show the region, service type, access service network, etc. as shown in FIG.
한편 상기 관심대상 IP 리스트는 지역별 및 서비스별로 그 종류가 구분되어있으며, 특정 지역에 대한 특정 서비스를 이용하는 대표 패킷들에 대한 IP 주소와, 각 IP 주소에 대응된 접속 서비스망과 서비스 종류를 알 수 있게 하는 정보(예; 소스 IP, 목적지 IP 소스 포트, 목적지 포트, 목적지 필드와 시간 정보 등)를 포함한다. 관심대상 IP 리스트는 도 4 및 도 5를 참조로 하여 보다 상세히 설명할 것이다.On the other hand, the IP list of interest is classified by region and service, and the IP address of representative packets using a specific service for a specific region and the access service network and service type corresponding to each IP address can be known. Information such as source IP, destination IP source port, destination port, destination field and time information, and the like. The IP list of interest will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.
품질분석서버(300)는 품질측정 결과를 IP 주소를 기반으로 지역별, 서비스별, 접속 서비스망 종류별로 구분하고, 지역별, 서비스별, 접속 서비스망 종류별 통계 데이터를 일별, 주별, 월별로 생성한다. 그리고 품질분석서버(300)는 생성한 통계 데이터를 망 관리자가 확인할 수 있는 UI(User Interface)를 제공한다.The
이하에서는 도 2를 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 대형 IP망에서의 서비스 종류별 품질관리 방법을 개략적으로 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 대형 IP망에서의 서비스 종류별 품질관리 방법을 보인 순서도로서, 본 발명의 이해를 돕기 위한 개념적인 설명에 따른 순서도이다.Hereinafter, a quality management method for each service type in a large IP network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. 2 is a flowchart illustrating a quality control method for each service type in a large IP network according to an embodiment of the present invention, and is a flowchart according to a conceptual description to help understanding of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 백본망 프로브(200)는 각 서비스 서버에 접속하는 세션 정보를 수집하고(S110), IP 주소를 기반으로 세션 정보를 지역별, 접속 서비스망별, 서비스 종류별로 분류하며 랜덤 샘플러를 이용하여 각 서비스별 세션의 패킷을 랜덤 샘플러를 이용하여 샘플링한 패킷들에 의해 측정되는 이용율이 설정 이용율 K%가 되도록 한다. 여기서 랜덤 샘플러를 이용하여 각 서비스별 패킷을 설정 이용율이 되도록 하는 것은 전체 회선에 대하여 측정할 수 없어 전체 회선 중 측정 할 회선을 샘플링하는 것과 같은 이치이다. As shown in FIG. 2, the
백본망 프로브(200)는 S120에 의해 분류되고 샘플링된 각 서비스별 세션 정보를 IP 주소 정보를 기반으로 지역별로 구분하여 관심대상 IP 리스트를 만들고(S130), 이렇게 만든 관심대상 IP 리스트를 해당 지역에 위치한 액세스망 프로브(100)에 제공한다(S140).The
특정 지역의 액세스망 프로브(100)는 해당 관심대상 IP 리스트를 수신하면, 수집되는 패킷에서 IP 주소를 파악하여 관심대상 IP 리스트에 포함된 패킷을 추출한다(S150, S160).When the access network probe 100 of a specific region receives the corresponding IP list of interest, the IP network is detected from the collected packets, and the packets included in the IP list of interest are extracted (S150 and S160).
그런 다음 액세스망 프로브(100)는 추출한 패킷에 대하여 품질 측정을 수행하고(S170), 품질 측정한 결과를 품질분석서버(300)에 제공한다(S180).Then, the access network probe 100 performs quality measurement on the extracted packet (S170) and provides the quality measurement result to the quality analysis server 300 (S180).
이하에서는 도 3 내지 도 10을 참조로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 10.
우선 도 3을 참조로 하여 액세스망 프로브를 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액세스망 프로브의 구조를 보인 블록도이다.First, the access network probe will be described with reference to FIG. 3. 3 is a block diagram illustrating a structure of an access network probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 액세스망 프로브(100)는 수신 버퍼(110), 세션 관리부(120), 품질연산 처리부(130), 연동관리부(140), 1차 통계처리부(150), IP 주소테이블(160)과, config 관리부(170)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the access network probe 100 includes a
수신 버퍼(100)는 물리적인 회선(즉, 기가급 회선)에서 NIC(Network Information Center)에서 수집된 패킷을 임시 저장하고, 세션 관리부(120)는 수집된 패킷의 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트, 프로토콜 ID 등을 기준으 로 세션 정보를 생성한다. 이때 세션 관리부(120)는 수집한 패킷 중 자국의 가입자 또는 서버의 IP 주소가 아닌 패킷은 버린다. The reception buffer 100 temporarily stores packets collected from a network information center (NIC) on a physical line (that is, a gigabit line), and the
품질연산 처리부(130)는 세션 관리부(120)에 의해 생성된 세션에 대한 패킷을 백본망 프로브(200)로부터 수신된 관심대상 IP 리스트를 기준으로 필터링하여, 관심대상 IP 리스트에 해당하는 패킷만을 추출하고, 이렇게 추출한 패킷들에 대해지연(delay), 지터(jitter), 손실(loss), RTT 등의 품질 측정을 수행한다.The
여기서, 관심대상 IP 리스트를 기준으로 한 필터링은 세션 관리부(120)에 의해 생성된 세션에 대한 패킷의 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트, 목적지 필드 및 시간 정보를 관심대상 IP 리스트의 정보에 일치하는 패킷만을 추출한다.Here, the filtering based on the IP list of interest is based on the source IP, destination IP, source port, destination port, destination field, and time information of the packet for the session generated by the
품질연산 처리부(130)는 수집된 패킷 중에서 관심대상 IP 리스트에 해당하는 패킷만을 추출하면, 추출된 패킷에 대하여 품질 측정을 수행하는데, 일반 서비스(예; 웹, 메일, 웹 하드, 메신저 등)에 대한 품질 측정과 스트리밍 서비스(VoD, AoD, Voip, IPTV 등)에 대한 품질 측정으로 구분하여 수행한다.The quality
일반 서비스에 대한 품질 측정은 통상의 방법으로 수집된 패킷을 이용하여 가용성과 액세스망과 백본망 사이에서 발생하는 RTT, 지연(delay), 지터(jitter), 손실(loss)을 측정한다. 이때 품질연산 처리부(130)는 상향의 패킷에 대해 소스 IP를 기준으로 지연 변동(delay variation) 즉 지터(jitter)를 측정한다. Quality measurements for general services use the packets collected in the usual way to measure the availability and RTT, delay, jitter, and loss that occur between the access network and the backbone network. In this case, the
일반 서비스에 대한 품질 측정의 예를 보면, 품질연산 처리부(130)는 송신자 정보, 시스템 시간, 패킷 번호를 기록하여 일정 주기로 측정 패킷을 만들어 멀티캐 스트로 서비스 서버로 전송한다. 그러면 이에 대한 응답으로 서비스 서버는 측정 패킷을 받아 이전 패킷의 번호와 현재 패킷의 번호를 비교하여 손실을 구하고 품질연산 처리부(130)로 재전송하며, 품질연산 처리부(130)는 재전송 패킷을 받아 현재 시간과 타임 스탬프(time stamp)값을 비교하여 RTT, 지터, 지연과 손실을 구한다.As an example of quality measurement for a general service, the
품질연산 처리부(130)에서의 스트리밍 서비스에 대한 품질 측정은 통상의 방법으로 수집된 패킷 중에서 가입자에서 발생되는 RTP(Real Time Transport Protocol), RTCP(RTP control Protocol) 패킷을 이용하여 엔드단에 전달되는 지연, 지터, 손실, 및 voip의 경우 통화 완료율을 측정한다.Quality measurement for the streaming service in the quality
여기서, 도 8 내지 도 9를 참조로 하여 RTP와 RTCP를 이용하여 품질을 측정하는 방법을 간략히 설명한다.Here, a method of measuring quality using RTP and RTCP will be briefly described with reference to FIGS. 8 to 9.
도 8은 일반적인 RTP 프로토콜 헤더 구조를 보인 도면이고, 도 9는 일반적인 SR 타입의 RTCP 프로토콜 헤더 구조를 보인 도면이며, 도 10은 일반적인 RR 타입의 RTCP 프로토콜 헤더 구조를 보인 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a general RTP protocol header structure, FIG. 9 is a diagram illustrating a general SR type RTCP protocol header structure, and FIG. 10 is a diagram of a general RR type RTCP protocol header structure.
도 8에 도시된 바와 같이, 일반적인 RTP 프로토콜에 따른 패킷의 헤더는 타임 스탬프와 페이로드(payload), SSRC, CSRC 정보가 포함되어 있으며, 타임 스탬프를 이용하여 지연을 파악하고, 페이로드를 통해 손실을 파악할 수 있다. 그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, SR 타입의 RTCP 프로토콜에 따른 패킷의 헤더는 수신보고 블록과 리포트 블록을 가지는데, 수신 보고 블록을 분석하여 손실과 지터값을 파악할 수 있고, LSR(last SR)과 DSLR(delay since last SR)를 이용하여 지연과 RTT를 파악할 수 있다.As shown in FIG. 8, a header of a packet according to a general RTP protocol includes a time stamp, payload, SSRC, and CSRC information. The delay is identified using a time stamp, and lost through a payload. Can be identified. And, as shown in Figure 9, the header of the packet according to the SR type RTCP protocol has a reception report block and a report block, by analyzing the reception report block can determine the loss and jitter value, LSR (last SR ) And delay since last SR (DSLR) to determine delay and RTT.
또한 도 10에 도시된 바와 같이 RR 타입의 RTCP 프로토콜에 따른 패킷 헤더는 리포트 블록을 가지는데, 이 리포트 블록의 LSR(last SR)과 DSLR(delay since last SR)를 이용하여 지연과 RTT를 파악할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 10, the packet header according to the RR type RTCP protocol has a report block, and the delay and the RTT can be determined using the last SR (LSR) and delay since last SR (DSLR) of the report block. have.
여기서, 품질연산 처리부(130)는 시스템의 부하를 줄이기 위해, RTP 패킷을 캡쳐하지 않고 RTCP 패킷만을 캡쳐하여 품질 측정할 수 있다.Here, the
연동관리부(140)는 백본망 프로브(200)로부터 수신된 관심대상 IP 리스트와 IP 리스트의 각 항목별 타임 정보를 서비스별로 저장하며, 백본망 프로브(200)와의 데이터 송수신 통신을 수행하고, 품질연산 처리부(130)에 의해 측정된 품질 측정 결과를 저장하고 품질 측정 결과를 품질분석서버(300)에 전달하며, 품질분석서버(300)로부터 액세스망 프로브에 해당하는 IP 테이블을 수신한다.The
1차 통계처리부(150)는 매번의 품질 측정 결과를 그대로 품질분석서버(300)에 전달하지 않고, config 관리부(170)에 저장된 통계 처리 주기에 동기하여 일차적인 통계를 만들어 품질분석서버(300)에 전달한다. IP 주소테이블(160)은 연동관리부(140)로부터 해당하는 노드에서 관리하는 전체 IP 주소 대역에 관한 정보가 기록된 IP 테이블을 저장한다. 여기서 IP 테이블은 수신 버퍼(110)에서 수행하는 자국의 가입자 또는 서비스 서버의 IP 주소인지 아닌지를 알 수 있는 자료로 활용된다.The primary
config 관리부(170)는 톱 엔(Top N), 측정 주기 관리 정보, 통계 처리 주기 정보 등을 품질분석서버(300)의 연동관리부로부터 전달받아 관리한다. 여기서, 측정 주기는 연동관리부(140)에서의 품질 측정 동작의 주기이다.The
이하에서는 도 4를 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 백본망 프로브에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 백본망 프로브의 구조를 보인 블록도이다.Hereinafter, a backbone network probe according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a block diagram showing the structure of a backbone probe according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 백본망 프로브(200)는 수신 버퍼(210), 세션 관리부(220), response 관리부(230), 연동 관리부(240), 분석대상 처리부(250), IP 주소 테이블(260)과, config 관리부(270)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the
수신 버퍼(210)는 물리적인 회선(즉, 기가급 회선)에서 NIC(Network Information Center)에서 수집된 패킷을 임시 저장하고, 각 패킷의 페이로드(payload)의 일부를 임시 저장한다.The
세션 관리부(220)는 수집한 패킷의 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트, 프로토콜 ID 등을 기준으로 세션 정보를 생성한다.The
response 관리부(230)는 세션 관리부(200)에서 생성한 서비스 세션 정보에서 수신 버퍼(210)의 페이로드를 분석하여 세션 실패 리스트를 가공한다.The
분석대상 처리부(250)는 세션 관리부(220)에서 생성한 세션 정보 중 세션 실패한 세션을 제외한 나머지 세션 정보를 이용하여 관심대상 IP 리스트를 생성한다. 이때 분석대상 처리부(250)는 세션 관리부(220)의 처리 결과로 저장된 세션의 패킷 정보를 랜덤 샘플러를 이용하여 샘플링하고, 샘플링한 패킷을 대상으로 관심대상 IP 리스트를 생성한다.The
분석대상 처리부(250)는 관심대상 IP 리스트를 생성하기 위해, 품질분석서버(300)의 IP 주소 관리부(도 6 참조)에서 관리하는 IP 주소 정보를 이용하여, 각 세션의 IP 주소를 통해 소속 기관 정보(즉, 지역)와 소속 기관 정보에 위치한 액세스망 프로브(100)를 확인한다. 이 확인을 통해 파악한 액세스망 프로브가 정책에 따라 설정된 품질 측정 지역의 액세스망 프로브이면, 품질 측정 지역의 액세스망 프로브로 제공될 관심대상 IP 리스트를 모은다. 분석대상 처리부(250)는 모아진 관심대상 IP 리스트를 품질분석서버(300)의 IP 주소 관리부(도 9 참조)에서 제공한 모든 IP 주소에 관한 IP 주소 테이블을 이용하여 접속 서비스망 종류, 응용 서비스 종류, 관리 서비스 종류별로 분류하고, 논리 포트(소스 포트와 목적지 포트)와 패킷 크기를 이용하여 관심대상 IP 리스트를 가공한다. 여기서, 분석대상 처리부(250)에 의해 가공된 관심대상 IP 리스트는 분류된 지역정보에 따라 해당 지역에 위치한 액세스망 프로브(100)에게 제공된다.The analysis
연동 관리부(240)는 분석대상 처리부(250)에 의해 가공된 관심대상 IP 리스트를 각 액세스망 프로브별로 전달하고, 과부하 유발 가능성이 있는 IP 리스트와 세션 실패 IP 리스트 등을 품질분석서버(300)로 전달한다.The
IP 주소 테이블(260)은 품질분석서버(300)로부터 해당하는 노드에서 관리하는 전체 IP 주소 대역에 관한 정보가 기록된 IP 테이블을 수신하여 저장한다.The IP address table 260 receives and stores the IP table in which information about the entire IP address band managed by the corresponding node is recorded from the
config 관리부(270)는 톱 엔(TOP N)과, 분석 대상 처리부(250)에서 설정되어야 하는 각종 임계값(threshold), 측정 주기 관리 정보 등을 품질분석서버(300)로부터 수신하여 관리한다.The
여기서, 도 5를 참조로 하여 백본망 프로브에서 관심대상 IP 리스트를 생성하는 과정을 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 관심대상 IP 리스트를 생 성하는 백본망 프로브의 동작을 보인 순서도이다.Herein, a process of generating an IP list of interest in the backbone network probe will be described with reference to FIG. 5. 5 is a flowchart illustrating an operation of a backbone network probe generating an IP list of interest according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 백본망 프로브(200)에는 품질 측정할 측정지역과 품질 측정 대상이 되는 패킷의 선정 기준인 서비스 이용율이 설정되어 있다(S210).As shown in FIG. 5, the
백본망 프로브(200)의 세션 관리부(220)는 수집되는 패킷을 이용하여 세션 정보를 생성하고(S220), 분석대상 처리부(250)는 세션의 서비스별 패킷을 랜덤 샘플러를 이용하여 이용율이 K%가 되도록 패킷을 추출한다(S230).The
분석대상 처리부(250)는 추출한 패킷의 소스 IP 주소를 관심대상 IP 리스트가 될 수 있는 대상 IP로 선정하고, 대상 IP의 패킷에서 목적지 IP를 파악하여 엔드 유저가 세션 연결한 서비스 서버를 식별하고 그에 따라 대상 IP 패킷을 서비스 종류별로 구분한다.The
그런데, 각 대상 IP의 패킷(이하 "대상 패킷"이라 함)을 서비스 서버의 IP 정보 (상향회선의 경우 목적지 IP)를 가지고 같은 서비스로 분류하였지만, 실제로 다른 특성을 가지는 트래픽이 존재한다. 예를 들면, 웹으로 80 포트를 사용하면서, 웹서핑과 영화화일을 다운받아 플레이하는 것은 특성이 다르다.By the way, although the packet of each target IP (henceforth "target packet") was classified into the same service with the IP information of the service server (the destination IP in the case of an uplink), the traffic which has a different characteristic actually exists. For example, using port 80 on the web, downloading and playing web surfing and movie files is different.
이러한 특성들을 반영하기 위하여 분석대상 처리부(250)는 같은 서비스로 분류된 패킷을 논리 포트별로 분류하고 다시 서비스별 및 논리 포트별로 분류된 패킷을 패킷 크기별로 분류를 한다(S240).In order to reflect these characteristics, the
예컨데, 같은 논리 포트를 사용하는 패킷 중에서도 이용하는 형태가 다른 패킷들이 상존하는데, 이러한 패킷을 걸러내기 위하여, S240 과정에서는 패킷 사이즈 분포에 따른 분류를 한다. 예컨데 IP 패킷의 크기를 1 ~ 100 바이트, 100 ~ 300 바 이트, 300 ~ 500 바이트, 500 ~ 1000 바이트, 1000 바이트 이상으로 구분하여 분류한다.For example, among the packets using the same logical port, there are packets having different types of use. To filter out the packets, the packets are classified according to the packet size distribution. For example, IP packet size is classified into 1 ~ 100 bytes, 100 ~ 300 bytes, 300 ~ 500 bytes, 500 ~ 1000 bytes, 1000 bytes or more.
그리고 S240 과정에서, 대부분 서비스 분류와 논리 포트는 1 : N 으로 구분이 되는데, 분석대상 처리부(250)는 이에 해당되지 않는 패킷을 찾아 대상 패킷에서 제외한다(S250).In the process of S240, most of the service classification and the logical port is divided into 1: N, the analysis
다음으로, 분석대상 처리부(250)는 서비스별, 논리 포트별 및 패킷 크기별로 분류된 대상 패킷을 지역 정보에 따라 분류하고, 분류한 지역에 대응하는 서비스별, 논리별 및 패킷 크기별로 구분된 패킷의 IP들로 관심대상 IP 리스트를 만들고, 연동 관리부(240)는 각 지역에 대응하는 액세스망 프로브(100)를 파악한다(S260).Next, the
그런 다음 연동 관리부(240)는 분석대상 처리부(250)에서 생성한 각 지역별 관심대상 IP 리스트를 해당 지역의 액세스망 프로브(100)에게 제공한다(S270).Then, the interlocking
한편, 백본망 프로브(100)는 특정 source IP 몇 개가 문턱값 이상을 차지할 때 이는 비정상적인 이용의 형태이거나 웜/바이러스의 영향을 가능성이 존재하므로 품질분석서버(300)에 알려 알람이 발생되게 한다. 이러한 패킷에 대한 분석은 서비스 서버의 관리상 유용한 정보이므로 로그로 남기로 추후 모니터링 할 수 있도록 한다.On the other hand, when the backbone network probe 100 occupies more than a certain threshold value of the source IP, which is a form of abnormal use or the possibility of the impact of worms / viruses exist, the backbone probe 100 is notified to the
이하, 도 6을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 품질분석서버(300)를 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 품질분석서버의 구조를 보인 블록도이다.Hereinafter, a
도 6에 도시된 바와 같이, 품질분석서버(300)는 IP 주소 관리부(310), Raw 데이터 수집부(320), 백업 관리부(330), 연동 관리부(340), 알람 처리부(350), 통계 처리부(360)와, config 관리부(370)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the
IP 주소 관리부(310)는 IP 주소를 관리하는데, 각 NMS와 망사업자 전체 할당되어 이용하고 있는 IP 주소 정보를 재가공하여 DB(380))에 저장한다. 여기서 IP 주소 관리부(310)에서 재가공한 IP 주소의 구조가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, IP 주소 관리부(310)가 관리하는 IP 주소 정보는 실질적인 IP 주소, IP 주소가 이용하는 접속 서비스망, 서비스 등급, 응용 서비스 종류, 소속 기관(IP를 제공하는 기관), 소속 부서, 그룹 번호, 접속 서비스명, 가입자 수용 라우터명, 가입자 수용 라우터의 IP 등이다. 따라서, 도 7에 도시된 IP 주소 구조를 통해서 보면, IP 주소를 통해서 지역, 접속 서비스망, 응용 서비스 종류, 서비스 등급 등을 알 수 있다. The IP
Raw 데이터 수집부(320)는 주기적으로 각 액세스망 프로브와 통신을 하여, 품질 측정의 결과를 수신하고, 수신한 데이터를 DB(380)에 저장한다. 백업 관리부(330)는 Raw 데이터의 보관주기 관리, 통계 데이터, 보고서, 로그 등의 백업을 담당한다The raw
연동 관리부(340)는 품질측정을 수행하는 다수의 액세스망 프로브(100)와 백본망 프로브(200)와의 연동을 담당한다.The
알람 처리부(350)는 운용자가 등록한 조건을 등록 관리하고, 이들 조건에 해당되는 이벤트가 발생하였을때, 운용자에게 알람을 발생하여 알려준다. 알람 조건의 예를 보면, "If source ip is not 211.*, 220.*, 61.*"이라는 조건이 있는데, 이 조건은 할당되어 가입자에게 부여되지 않은 IP를 포함하는 패킷의 발생시에는 알람으로 운용자에게 통보하는 알람 조건이다.The
또한, 서비스 서버로 등록되어 있는 포트에 대한 세션이 비정상적으로 많은 패킷이 발생되었을 때의 알람 조건은 "The packet num of port num (100, 200, 300 ) > 10000 in a AA min"이다. 그리고 source IP를 기준으로 알려진 웜/바이러스가 사용하는 포트로 비정상적으로 많은 패킷이 유입되는 경우에 대한 조건은 "If service code (a) & service grade (a) & network delay (over aaa ms) & 품질저하 유지시간 ( AA 이상 )"이다.In addition, an alarm condition when an abnormally large number of packets are generated for a session registered to a service server is “The packet num of port num (100, 200, 300)> 10000 in a AA min”. In addition, the condition for abnormally large packet inflow to the port used by the known worm / virus based on the source IP is "If service code (a) & service grade (a) & network delay (over aaa ms) & quality. Lowering holding time (AA or more) ".
통계 처리부(360)는 DB(380)에 저장되어 있는 Raw 데이터를 각 분류별 통계 데이터를 생성하며, 이때 통계 데이터는 접속 서비스 망별, 서비스별, 지역별로 구분되고, 일별, 주별, 월별로 생성된다.The
config 관리부(370)는 전체 시스템의 품질 측정 주기, 문턱값 등을 저장,배포 관리한다.The
DB(280)은 관리정보, 통계정보, 로그 등을 저장하고, 웹 서버(390)는 운용자에게 브라우저로 접속하여 결과를 조회할 수 있게 하고, 시스템 관리자와 사용자 모드로 접속 권한을 관리하며, 그래프와 표로 된 보고서를 생성하고 이 보고서를 엑셀 등으로 다운로드할 수 있게 한다.The DB 280 stores management information, statistical information, logs, and the like, and the
본 발명의 실시예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명은 각 회선에 유통되는 트래픽의 성격에 따라 상세히 품질을 분석하고, IP 주소 관리 모듈을 이용하여 지역별로 나타나는 품질을 구분하여 파악할 수 있게 하며, 관리 서비스와 응용 서비스를 접속 서비스망별로 주기적으로 모니터링할 수 있게 하여, 대형 IP망 전체의 망 품질과 서비스 품질을 관리할 수 있게 한다.According to an embodiment of the present invention, the present invention analyzes the quality in detail according to the nature of the traffic circulated on each line, and can identify and identify the quality appearing by region using the IP address management module, management services and applications The service can be monitored periodically for each access service network to manage network quality and service quality of the entire large IP network.
또한 본 발명은 품질 저하가 발생되는 것을 이벤트화하고 도시화함으로써 한꺼번에 전국망에 대한 서비스 망별 서비스별 일목요연하게 모니터링할 수 있게 한다.In addition, the present invention can be monitored at a glance by the service network by service network for the national network at the same time by event and urbanization that the quality degradation occurs.
Claims (12)
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