KR101380277B1 - 네트워크 라우팅 장비 및 그의 트래픽 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장비의 트래픽 전송 방법은 복수의 플로우를 큐에 저장하는 제1 단계, 상기 큐에 저장된 플로우 중 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지를 판단하는 제2 단계, 상기 제1 플로우가 상기 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지에 따라, 상기 제1 플로우를 트래픽 그루밍하는 제1 절차 또는 상기 제1 플로우를 직접 연결하는 제2 절차를 선택하는 제3 단계, 그리고 선택한 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 제4 단계를 포함한다.

Description

네트워크 라우팅 장비 및 그의 트래픽 전송 방법{NETWORK ROUTING APPARATUS AND TRAFFIC TRANSMISSION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 네트워크 라우팅 장비 및 그의 트래픽 전송 방법에 관한 것이다.
파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM) 기술은 파장 별로 광 신호를 전송하고, 하나의 광 섬유 내 여러 파장을 포함하는 광 섬유 기술을 통해 광 네트워크의 대역폭 증대를 꾀하는 기술이다. 따라서, WDM 기술은 폭증하는 인터넷의 대역폭 요구를 해결하기 위한 광 네트워크의 필수 기술로 이해되고 있다. 그러나, 광 파장의 용량에 비해 실제 광 파장을 사용하는 트래픽의 양이 적을 때는 광 파장의 사용률이 비효율적으로 되는 문제가 있다. 특히, 광 파장 및 광 섬유와 같은 광 자원은 고가의 자원이므로, 효율적으로 사용될 필요가 있다.
광 네트워크의 트래픽 그루밍(Traffic Grooming) 기술은 서로 다른 플로우(flow)들을 묶어서 광 파장을 공유하여 전송하는 것으로, 높은 광 파장 사용률을 얻을 수 있고, 네트워크에서 사용되는 광 파장의 개수를 줄일 수 있다. 반면, 트래픽 그루밍을 위한 프로세스가 별도로 요구되며, 이로 인하여 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 계층과 같은 전기 계층에서의 추가적인 에너지 소모가 발생한다.
또한, 파장을 효율적으로 공유하기 위해 플로우들은 최단 물리 경로 대신 우회 경로를 통해 전송된다는 단점이 있으며, 이로 인하여 트래픽의 전송 시간이 지연될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 에너지 소모 및 전송 지연 시간을 최소화하는 네트워크 라우팅 장비 및 그의 트래픽 그루밍 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 장비의 트래픽 전송 방법은 복수의 플로우를 큐에 저장하는 제1 단계, 상기 큐에 저장된 플로우 중 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지를 판단하는 제2 단계, 상기 제1 플로우가 상기 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지에 따라, 상기 제1 플로우를 트래픽 그루밍하는 제1 절차 또는 상기 제1 플로우를 직접 연결하는 제2 절차를 선택하는 제3 단계, 그리고 선택한 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 제4 단계를 포함한다.
상기 트래픽 전송 방법은 상기 제1 절차 및 상기 제2 절차 중 에너지 소모가 적은 절차를 상기 소정 절차로 결정하는 제5 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진될 때까지 상기 제2 단계 내지 상기 제5 단계를 반복할 수 있다.
상기 트래픽 전송 방법은 상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진된 후, 소모된 총 에너지를 계산하는 제6 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 플로우가 상기 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지는, 상기 소정 절차에 상기 제1 플로우를 전송할 수 있는 경로가 있는지와 상기 경로 상에 상기 제1 플로우를 전송할만한 용량이 있는지에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 장비의 트래픽 전송 방법은 복수의 플로우를 큐에 저장하는 제1 단계, 상기 큐에 저장된 플로우 중 라우팅 최단 거리 대비 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지를 판단하는 제2 단계, 상기 제1 플로우가 상기 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지에 따라, 상기 제1 플로우를 트래픽 그루밍하는 제1 절차 또는 상기 제1 플로우를 직접 연결하는 제2 절차를 선택하는 제3 단계, 그리고 선택한 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 제4 단계를 포함한다.
상기 제1 절차는 상기 제1 플로우를 최단 홉 경로를 통해 트래픽 그루밍할 수 있다.
상기 제2 절차는 상기 제1 플로우를 단대단 최소 경로로 직접 연결할 수 있다.
상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진될 때까지 상기 제2 단계 내지 상기 제4 단계를 반복할 수 있다.
상기 트래픽 전송 방법은 상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진된 후, 소모된 총 에너지와 플로우 각각의 지연 시간을 계산하는 제5 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 라우팅 최단 거리는 링크의 거리 또는 홉 개수일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 라우팅 장치는 제1 계층에 위치하고, 복수의 플로우를 큐에 저장하고, 상기 큐에 저장된 플로우 중 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지를 판단하며, 상기 제1 플로우가 상기 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지에 따라, 상기 제1 플로우를 트래픽 그루밍하는 제1 절차 또는 상기 제1 플로우를 직접 연결하는 제2 절차를 선택하고, 선택한 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 트래픽 그루밍부, 그리고 상기 제1 계층의 하위 계층인 제2 계층과의 연결을 위한 적어도 하나의 라우터 포트를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 라우팅 장치는 제1 계층에 위치하고, 복수의 플로우를 큐에 저장하고, 상기 큐에 저장된 플로우 중 홉 거리에 대한 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지를 판단하며, 상기 제1 플로우가 상기 소정 절차를 통하여 연결될 수 있는지에 따라, 상기 제1 플로우를 트래픽 그루밍하는 제1 절차 또는 상기 제1 플로우를 직접 연결하는 제2 절차를 선택하고, 선택한 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 트래픽 그루밍부, 그리고 상기 제1 계층의 하위 계층인 제2 계층과의 연결을 위한 적어도 하나의 라우터 포트를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 단대단 직접 연결(END TO END BYPASS) 또는 트래픽 그루밍을 적절하게 조합하여 트래픽을 전송할 수 있다. 이에 따라, 에너지 소모량과 트래픽 양 간의 다양한 비율에 범용적으로 적용할 수 있는 네트워크 장비를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 트래픽의 전송 거리와 트래픽의 양을 동시에 고려하여 트래픽 그루밍을 할 수 있다. 이에 따라, 최소의 추가 에너지로 지연 시간을 줄일 수 있는 네트워크 장비를 얻을 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 트래픽 그루밍을 예시하는 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 네트워크 장비의 트래픽 로드에 따른 에너지 소모 추세를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 트래픽 전송 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트래픽 그루밍 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 장비의 에너지 소모 성능을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 장비의 지연시간 성능을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 장비의 에너지 소모 성능을 나타내는 그래프이다.
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.
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.
본 명세서에서, 트래픽 그루밍(Traffic Grooming) 기술은 고가의 제한된 광 파장 자원을 효율적으로 사용하기 위한 방법으로, 다양한 트래픽 플로우를 모아서 파장을 공유하도록 전송하는 기술이다.
본 명세서에서, 플로우(Flow)는 시작 노드로부터 목적지 노드까지의 연결 요청을 의미한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 에너지 소모량과 트래픽 양 간의 다양한 비율을 고려한 트래픽 전송 방법을 제안한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 지연 시간과 에너지 절감의 균형을 고려한 트래픽 전송 방법을 제안한다.
도 1 내지 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 트래픽 그루밍을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 3개의 노드(노드 1, 노드 2, 노드 3)와 노드 간의 링크 네트워크 모델을 고려한다. 이때, 노드 간에 발생할 수 있는 플로우는 플로우 1(노드 1에서 노드 2), 플로우 2(노드 2에서 노드 3), 플로우 3(노드 1에서 노드 3)일 수 있다. 그리고, 하나의 광 파장이 동시에 처리할 수 있는 데이터 용량을 40 G라고 가정한다.
도 2를 참조하면, 모든 플로우에 대하여 단대단(end-to-end) 연결을 수행하는 경우, 각 플로우마다 파장이 할당되며 파장의 용량 대비 낮은 파장 사용률을 보일 수 있다.
그러나, 플로우 1과 플로우 2에 파장을 할당하여 물리적 연결을 수행한 후, 플로우 3이 플로우 1과 플로우 2에 각각 그루밍되어 파장을 공유하도록 설정하면, 도 3과 같은 구조의 네트워크를 구성할 수 있다.
이에 따라, 사용되는 파장을 줄일 수 있고, 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.
그러나, 플로우 3이 플로우 1 또는 플로우 2와 그루밍되기 위하여, 노드 2에서 플로우 3을 전기적으로 변환 시켜주는 과정이 요구된다. 이에 따라, 노드 2의 트래픽 처리 오버헤드가 발생할 수 있다.
또한, 트래픽 그루밍 전송에서는 특정 플로우들이 최단 경로로 전송되지 않고, 파장 사용을 최소화하기 위한 우회 경로로 전송될 수 있다. 이에 따라, 전송 지연이 발생할 수 있다.
도 4 및 5는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 4는 트래픽 그루밍(traffic grooming) 기능을 가지는 전기 계층의 IP 라우터이고, 도 5는 광 전송 기능을 가지는 광 WDM 계층의 광 스위칭 노드이다. 여기서, 광 WDM 계층은 IP over WDM 계층에 적용될 수 있다. 본 명세서에서, 네트워크 장치는 네트워크 라우팅 장치와 혼용될 수 있다.
도 4를 참조하면, IP 라우터(400)는 네트워크 기능을 수행한다. 구체적으로, IP 라우터(400)는 트래픽 그루밍 기능을 수행한다. 이를 위하여, IP 라우터(400)는 트래픽 그루밍부(410), 복수의 라우터 포트(420), 단거리 광/전기(SR/E) 변환기(430) 및 전기/단거리 광(E/SR) 변환기(440)를 포함한다. 라우터 포트(420)는 하위 계층인 광 WDM 계층과의 연결을 위해 사용된다.
도 5를 참조하면, 광 계층 장치(500)는 에르븀 도프 광섬유 증폭기(Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA, 510), 멀티플렉서(Multiplexer, 520), 디멀티플렉서(Demultiplexer, 530), 고밀도 파장분할 다중화접속방식(Dense Wavelength Distribution Multiplexing) 포트(540) 및 광 교환 장치(Optical Cross Connect, OXC, 550)를 포함한다. 광 계층 장치(500)는 광 스위칭 노드와 혼용될 수 있다. EDFA(510)는 광 신호를 증폭시킨다. 멀티플렉서(520)와 디멀티플렉서(530)는 WDM을 위한 기능을 구현한다. DWDM 포트(540)는 상위 계층인 IP 계층과의 연결을 위해 사용된다. 광 교환 장치(550)는 광 파장 스위칭을 위하여 사용된다.
일반적으로, 광 계층 장치(500)에 비해 IP 라우터(400)의 전력 소모가 훨씬 크다. 그리고, IP 라우터(400)의 전력 소비는 사용하는 라우터 포트(420)의 개수에 영향을 받는다. IP 라우터(400)의 라우터 포트(420)는 해당 IP 라우터(400)를 통해 시작되거나 종료되는 파장 개수에 비례하여 증가한다. 따라서, 트래픽 그루밍을 통하여 파장 개수를 줄일 경우, 사용되는 라우터 포트 개수를 줄일 수 있다. 그러나, IP 라우터(400)가 트래픽 그루밍을 위한 트래픽 처리를 수행하여야 하므로, 이를 위한 추가 전력이 소모될 수 있다.
도 6은 네트워크 장비의 트래픽 로드에 따른 에너지 소모 추세를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 네트워크 장비가 처리 가능한 최대 트래픽 로드를 Lmax라고 정의한다. 또한, 네트워크 장비가 트래픽을 처리하지 않을 때의 전력 소모를 Eidle이라고 하고, 트래픽 로드가 Lmax일 때의 전력 소모를 Emax라고 정의한다. 전력 소모가 이상적인 네트워크 장비는 Eidle = 0을 갖지만 일반적인 네트워크 장비는 상당히 높은 Eidle 값을 보인다. 네트워크 장비의 에너지 소모 특성을 나타내기 위하여 EPI 척도를 사용할 수 있다. EPI 척도는 수학식 1과 같이 표현될 수 있으며, 에너지와 트래픽 간의 비례 정도를 의미한다.
Figure 112012072952709-pat00001
이와 같이, EPI가 높을수록 네트워크 장비는 에너지를 효율적으로 소모하는 것으로 볼 수 있다. 이상적인 네트워크 장비에서 100%의 EPI를 갖게 된다. 따라서, 낮은 EPI를 가지는 네트워크 장비에서 높은 EPI를 가지는 네트워크 장비까지 다양하게 적용할 수 있는 트래픽 그루밍 방법이 필요하다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 트래픽 전송 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, IP 라우터(400)는 주어진 시간 슬롯 동안 입력된 복수의 플로우를 트래픽 양에 따라 내림차순으로 정리하여 큐에 저장한다(S700).
그리고, IP 라우터(400)는 주어진 네트워크에 해당하는 가상 네트워크를 생성하여 이를 G라고 명명한다(S710).
이후, IP 라우터(400)는 큐에 저장된 복수의 플로우 중 트래픽 양이 큰 순서대로 하나를 빼내고(S720), 해당 플로우가 가상 네트워크 G를 통하여 연결될 수 있는지를 판단한다(S730). 즉, 해당 플로우가 트래픽 그루밍될 수 있는지를 판단한다. 이를 위하여, 가상 네트워크 G에 해당 플로우를 전송할 수 있는 경로가 있는지와 경로 상에 해당 플로우를 전송할만한 용량이 있는지를 확인할 수 있다.
그리고, IP 라우터(400)는 가상 네트워크 G를 통하여 해당 플로우가 연결될 수 있는 경우, 해당 플로우를 가상 네트워크 G를 통하여 연결하고 가상 네트워크 G의 정보를 업데이트 하여 G1이라고 명명한다(S740). 그리고, 에너지 소모 비교를 위하여, 해당 플로우를 단대단 직접 연결하고 G2라고 명명한다.
만약, 가상 네트워크 G에 해당 플로우를 전송할 수 있는 경로가 존재하지 않거나, 경로가 존재하더라도 용량이 충분하지 않으면, IP 라우터(400)는 해당 플로우를 단대단 직접 연결하고 가상 네트워크 G를 업데이트하여 G2라고 명명한다(S750). 이 경우 G1의 에너지 소모는 무한대 값을 갖는다. 가상 네트워크 G에 해당 플로우를 전송할 수 있는 경로가 존재하고 용량이 충분하더라도 향후 에너지 소모 비교를 위해 IP 라우터(400)는 해당 플로우를 단대단 직접 연결하고 가상 네트워크 G를 업데이트하여 G2라고 명명할 수도 있다.
이후, IP 라우터(400)는 가상 네트워크 G1과 가상 네트워크 G2의 에너지 소모를 비교한다(S760). 가상 네트워크 G1의 에너지 소모가 가상 네트워크 G2의 에너지 소모보다 적은 경우, IP 라우터(400)는 가상 네트워크 G1을 가상 네트워크 G로 결정한다(S770).
가상 네트워크 G2의 에너지 소모가 가상 네트워크 G1의 에너지 소모보다 적은 경우, IP 라우터(400)는 가상 네트워크 G2를 가상 네트워크 G로 결정한다(S780).
이상의 과정은 큐에 저장된 모든 플로우를 연결할 때까지 반복한다. 그리고 모든 플로우가 연결되었을 경우, 가상 네트워크 G에 물리 자원을 할당한 후 소모된 총 에너지를 계산한다(S790).
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 네트워크 장비가 플로우의 단대단 직접 연결을 수행함으로써 소모되는 에너지를 최소화하거나, 트래픽 그루밍을 수행함으로써 사용되는 라우터 포트의 개수를 최소화할 수 있다.
즉, 플로우마다 EPI가 높을 경우 트래픽 그루밍을 최소화하는 G2를 선택하게 되고, 네트워크 장비의 EPI가 낮을 경우 트래픽 그루밍을 최대화하는 방법인 G1을 선택하게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트래픽 그루밍 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, IP 라우터(400)는 주어진 시간 슬롯 동안 입력된 복수의 플로우를 (트래픽 양) ÷ (플로우의 최단 홉거리)를 기준으로 내림차순으로 정리하여 큐에 저장한다(S800).
그리고 IP 라우터(400)는 주어진 네트워크에 해당하는 가상 네트워크를 생성하여 G라고 명명한다(S810).
이후, IP 라우터(400)는 큐에 저장된 복수의 플로우 중 (트래픽 양)÷(플로우의 최단 홉거리)가 큰 순서대로 하나를 빼내고(S820), 해당 플로우가 가상 네트워크 G를 통하여 연결될 수 있는지를 판단한다(S830). 즉, 해당 플로우가 트래픽 그루밍될 수 있는지를 판단한다. 이를 위하여, 가상 네트워크 G에 해당 플로우를 전송할 수 있는 경로가 있는지와 경로 상에 해당 플로우를 전송할만한 용량이 있는지를 확인할 수 있다.
그리고, 가상 네트워크 G를 통하여 해당 플로우가 연결될 수 있는 경우, IP 라우터(400)는 해당 플로우를 가상 네트워크 G 상의 최단 홉 경로를 통해 연결한다(S840).
만약, 가상 네트워크 G에 해당 플로우를 전송할 수 있는 경로가 존재하지 않거나, 경로가 존재하더라도 용량이 충분하지 않으면, IP 라우터(400)는 해당 플로우를 단대단 최소 경로로 직접 연결한다(S850).
이후, IP 라우터는 가상 네트워크 G를 업데이트하며(S860), 이러한 과정은 모든 플로우가 연결되어 큐가 빌 때까지 반복된다.
큐에 저장된 모든 플로우가 연결되면, IP 라우터(400)는 가상 네트워크 G에 물리 자원을 할당하고, 사용된 총 에너지와 플로우 각각의 지연시간을 계산한다(S870).
이와 같이, 플로우를 나열하는 순서에 있어서 트래픽의 양 뿐만 아니라 물리적 최단 거리를 고려함으로써, 트래픽 그루밍을 통한 에너지 절감 이득과 이에 따라 생길 수 있는 지연 시간의 손실을 균형적으로 제어할 수 있다.
그리고, 사용 파장의 최적화를 위해 플로우들이 우회 경로를 통해 연결될 수 있다. 긴 우회 경로를 지나는 광 신호는 높은 전송 지연 시간의 단점을 갖는다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 시작 노드와 목적지 노드의 물리적 경로가 짧은 플로우에 전송 우선순위를 두어 이들을 단대단 최소거리의 직접연결을 수행하고 이후 물리적 경로가 긴 플로우들이 기존의 네트워크 상에서 그루밍이 되도록 유도한다. 또한 플로우 전송 우선순위 결정에 있어서 트래픽 인자를 고려함으로써 여전히 에너지 절감 효과를 꾀한다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 장비의 에너지 소모 성능을 나타내는 그래프이다.
도 9를 참조하면, EPI가 8%인 경우, 제안 방법도 파장을 절약하는 방향으로 동작하므로, 기존의 파장 절약 방법과 제안 방법의 에너지 소모량이 거의 유사한 성능을 보인다.
도 10 및 도 11을 참조하면, EPI가 65%인 경우, 그리고 EPI가 100%인 경우, EPI가 높아질수록 기존의 파장 절약 방법에 비하여 제안 방법의 에너지 소모량이 낮아진다. 제안 방법에 따르면, 트래픽 그루밍을 통해 파장을 절약하는 대신 플로우의 단대단 연결을 통한 네트워크 장비에서의 추가 프로세스를 최소화 하는 방향으로 동작하기 때문이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크의 지연시간 특성을 나타내는 그래프이다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 장비의 에너지 소모 성능을 나타내는 그래프이다. 제안 방법과 기존의 파장 절약 방법 간의 에너지 소모 특성과 지연 시간 특성을 나타낸다.
도 12을 참조하면, 제안 방법과 기존의 파장 절약 방법에서, 연결된 플로우들 중 기준 지연 시간을 만족시키는 플로우 개수의 누적 분포를 나타낸다. 이로부터, 기존의 파장 절약 방법에 비하여 제안 방법에서, 더욱 낮은 지연 시간을 보임을 알 수 있다.
도 13을 참조하면, 제안 방법과 기존의 파장 절약 방법에서, 제안 방법과 기존의 파장 절약 방법의 에너지 소모량은 거의 유사함을 알 수 있다. 이에 따라, 제안 발명은 매우 적은 추가 에너지를 소모하면서 지연 시간을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
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.

Claims (13)

  1. 네트워크 장비의 트래픽 전송 방법에 있어서,
    복수의 플로우를 큐에 저장하는 제1 단계,
    상기 큐에 저장된 복수의 플로우를 트래픽 양에 따라 내림차순 정리하고, 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는지를 판단하는 제2 단계,
    상기 제1 플로우가 상기 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는 경우, 상기 제1 플로우를 상기 트래픽 그루밍으로 전송하는 제1 절차를 선택하고, 상기 제1 플로우가 상기 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 없는 경우, 상기 제1 플로우를 시작 노드부터 목적지 노드까지 단대단(end-to-end) 연결하는 제2 절차를 선택하는 제3 단계, 그리고
    상기 제3 단계에서 상기 제1 절차가 선택된 경우, 상기 제1 절차 및 상기 제2 절차 중에서 상기 제1 플로우를 전송하기 위한 네트워크 장비의 에너지 소모가 적은 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하고, 상기 제3 단계에서 상기 제2 절차가 선택된 경우, 상기 제2 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 제4 단계
    를 포함하는 트래픽 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진될 때까지 상기 제2 단계 내지 상기 제4 단계를 반복하는 트래픽 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진된 후, 상기 큐에 저장된 모든 플로우들을 전송하는데 이용된 네트워크 장비들에서 소모된 총 에너지를 계산하는 제5 단계
    를 더 포함하는 트래픽 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플로우가 상기 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는지는, 상기 제1 플로우를 전송할 수 있는 상기 트래픽 그루밍의 경로가 있는지와 상기 경로 상에 상기 제1 플로우를 전송할만한 용량이 있는지에 따라 결정되는 트래픽 전송 방법.
  6. 네트워크 장비의 트래픽 전송 방법에 있어서,
    복수의 플로우를 큐에 저장하는 제1 단계,
    상기 큐에 저장된 플로우 중 라우팅 최단 거리 대비 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는지를 판단하는 제2 단계,
    상기 제1 플로우가 상기 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는 경우, 상기 제1 플로우를 상기 트래픽 그루밍으로 전송하는 제1 절차를 선택하고, 상기 제1 플로우가 상기 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 없는 경우, 상기 제1 플로우를 시작 노드부터 목적지 노드까지 단대단(end-to-end) 연결하는 제2 절차를 선택하는 제3 단계, 그리고
    상기 제3 단계에서 상기 제1 절차가 선택된 경우, 상기 제1 절차 및 상기 제2 절차 중에서 상기 제1 플로우를 전송하기 위한 네트워크 장비의 에너지 소모가 적은 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하고, 상기 제3 단계에서 상기 제2 절차가 선택된 경우, 상기 제2 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 제4 단계
    를 포함하는 트래픽 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절차는 상기 제1 플로우를 최단 홉 경로를 통해 트래픽 그루밍하는 트래픽 전송 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 절차는 상기 제1 플로우를 단대단 최소 경로로 직접 연결하는 트래픽 전송 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진될 때까지 상기 제2 단계 내지 상기 제4 단계를 반복하는 트래픽 전송 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 큐에 저장된 플로우가 모두 소진된 후, 상기 큐에 저장된 모든 플로우들을 전송하는데 이용된 네트워크 장비들에서 소모된 총 에너지와 플로우 각각의 지연 시간을 계산하는 제5 단계
    를 더 포함하는 트래픽 전송 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 라우팅 최단 거리는 링크의 거리 또는 홉 개수인 트래픽 전송 방법.
  12. 제1 계층에 위치하고, 복수의 플로우를 큐에 저장하고, 상기 큐에 저장된 복수의 플로우를 트래픽 양에 따라 내림차순 정리하고, 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는지를 판단하며, 상기 제1 플로우가 상기 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는지에 따라, 상기 제1 플로우를 트래픽 그루밍하는 제1 절차 또는 상기 제1 플로우를 단대단(end-to-end) 연결하는 제2 절차를 선택하고, 선택한 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 트래픽 그루밍부, 그리고
    상기 제1 계층의 하위 계층인 제2 계층과의 연결을 위한 적어도 하나의 라우터 포트를 포함하고,
    상기 트래픽 그루밍부는
    선택한 절차가 상기 제1 절차인 경우, 상기 제1 절차 및 상기 제2 절차 중에서 상기 제1 플로우를 전송하기 위한 네트워크 장비의 에너지 소모가 적은 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하고,
    선택한 절차가 상기 제2 절차인 경우, 상기 제2 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 네트워크 라우팅 장치.
  13. 제1 계층에 위치하고, 복수의 플로우를 큐에 저장하고, 상기 큐에 저장된 플로우 중 홉 거리에 대한 트래픽 양이 가장 큰 제1 플로우가 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는지를 판단하며, 상기 제1 플로우가 상기 트래픽 그루밍을 통하여 연결될 수 있는지에 따라, 상기 제1 플로우를 트래픽 그루밍하는 제1 절차 또는 상기 제1 플로우를 단대단(end-to-end) 연결하는 제2 절차를 선택하고, 선택한 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 트래픽 그루밍부, 그리고
    상기 제1 계층의 하위 계층인 제2 계층과의 연결을 위한 적어도 하나의 라우터 포트를 포함하고,
    상기 트래픽 그루밍부는
    선택한 절차가 상기 제1 절차인 경우, 상기 제1 절차 및 상기 제2 절차 중에서 상기 제1 플로우를 전송하기 위한 네트워크 장비의 에너지 소모가 적은 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하고,
    선택한 절차가 상기 제2 절차인 경우, 상기 제2 절차에 따라 상기 제1 플로우를 연결하는 네트워크 라우팅 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100062867A (ko) * 2008-12-01 2010-06-10 한국전자통신연구원 이더넷 기반 차세대 광 전달망 장치 및 그 장치에서의 트래픽 그루밍 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100984458B1 (ko) * 2005-10-24 2010-09-29 콸콤 인코포레이티드 멀티-홉 무선 네트워크들에서 플로우 기반 공정한 스케줄링방법 및 장치
KR20100062867A (ko) * 2008-12-01 2010-06-10 한국전자통신연구원 이더넷 기반 차세대 광 전달망 장치 및 그 장치에서의 트래픽 그루밍 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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윤여란 외, 광WDM메쉬네트워크에서 자원이용률기반 트래픽 그루밍, 한국인터넷정보학회 2004.11. *

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