KR101384400B1 - 라우팅 정보 베이스의 향상된 업데이트를 위한 방법 및 라우터 - Google Patents

라우팅 정보 베이스의 향상된 업데이트를 위한 방법 및 라우터 Download PDF

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Abstract

네트워크의 노드의 라우팅 정보 베이스를 업데이트하는데 이용되는 방법이 제공되며, 상기 라우팅 정보 베이스는 상기 네트워크 내의 다수의 목적지 노드 각각으로의 경로를 다수 포함하고 있으며, 상기 네트워크 내에서 라우팅 정보를 가진 업데이트 메시지가, 제 1 노드로부터 이 제 1 노드의 피어로 송신되고, 제 1 노드는 제 1 라우팅 정보 베이스를 갖고 있고, 업데이트 메시지는, 상기 다수의 목적지 노드 중 제 1 목적지 노드로의 선택 경로 및 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 포함하고, 선택 경로는 제 1 노드에 인접한 다음 홉 노드를 포함하며, 적어도 하나의 라우팅 토폴로지는 상기 제 1 목적지로의 이용가능한 저장된 경로의 수로부터 도출되며, 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는 선택 경로에서의 병목 현상의 위험을 나타내는 척도가다.

Description

라우팅 정보 베이스의 향상된 업데이트를 위한 방법 및 라우터{METHOD AND ROUTER FOR IMPROVED UPDATING OF A ROUTING INFORMATION BASE}
본 발명은 네트워크의 노드의 라우팅 정보 베이스를 업데이트하는데 이용되는 방법에 관한 것으로, 라우팅 정보를 가진 업데이트 메시지가 각각의 노드로부터 이들 노드의 피어(peer)로 송신된다. 본 발명은 또한 라우터, 전형적으로는 BGP(Border Gateway Protocol) 라우터에 관한 것이고, 이러한 라우터에서 이용되는 처리 수단에 관한 것이다.
라우팅 정보의 전파 속도를 증가시키는 방법으로, 혹은 주요(primary) AS(autonomous systems) 경로와 백업 AS 경로를 라벨링해서 라우팅 상태의 수를 증가시킴으로써, BGP 컨버전스를 향상시키는 방법은 여러가지가 있다. 앞의 방법은 최적의 광고 간격이 계속해서 변하는 토폴로지 변수에 따라 달라진다는 단점이 있다. 뒤의 방법은 라우터에 유지되어야 하는 라우팅 상태의 수가 2배가 된다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 라우팅 정보 베이스를 향상된 방식으로 업데이트할 수 있게 하는 방법, 라우터 및 처리 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 네트워크의 노드의 라우팅 정보 베이스를 업데이트하는데 이용되는 방법이 제공되며, 여기서 선택된 루트를 가진 업데이트 메시지가 각각의 노드로부터 이 노들의 피어로 송신되고, 업데이트 메시지는 선택된 루트에 대한 토폴로지 정보를 포함하고 있다. 이 토폴로지 정보를 통해서 라우팅 정보 베이스를 향상된 방식으로 업데이트할 수 있을 것이다.
특정 실시예에 따라서, 본 발명은 네트워크의 노드의 라우팅 정보 베이스를 업데이트하는데 이용되는 방법에 관한 것이며, 상기 라우팅 정보 베이스는 상기 네트워크 내의 다수의 목적지 노드 각각에 대한 경로를 다수 포함하고 있다. 상기 네트워크 내에서 라우팅 정보를 가진 업데이트 메시지가, 제 1 노드로부터 이 노드들의 피어로 송신되며, 제 1 노드는 제 1 라우팅 정보 베이스를 갖고 있고, 각각의 피어도 라우팅 정보 베이스를 갖고 있다. 업데이트 메시지는 상기 다수의 목적지 노드 중 제 1 목적지 노드에 대한 선택 경로 및 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 포함하되, 상기 선택 경로는 제 1 노드에 인접한 다음 홉(next-hop) 노드를 포함하며, 상기 라우팅 토폴로지 변수는 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장된 상기 제 1 목적지에 대한 경로의 수로부터 도출된다. 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는 바람직하게는 선택 경로에서의 병목 현상의 위험을 나타내는 척도가다. 이런식으로, 업데이트 메시지를 수신한 노드는 제 1 목적지에 대한 선택 경로를 결정할 때 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려할 수 있다.
바람직한 실시예에 따라서, 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는, 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장된 상기 제 1 목적지 노드에 대한 경로의 수와 관련된 다양성(diversity) 변수, 및/또는 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장되어 있는 제 1 목적지 노드에 대한 선택 경로와 동일한 다음 홉 노드를 가진 경로의 수와 관련된 집중성(concentration) 변수를 포함한다. 이들 변수는 예컨대, Rs 및 BC로서 표현될 수 있으며, 이에 대해서는 이하의 도면에 대한 설명에서 상세하게 설명될 것이다.
바람직한 실시예에 따라서, 본 방법은, 제 1 노드의 피어에서, 제 1 노드로부터 수신한 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려해서, 이 피어의 라우팅 정보 베이스의 업데이트를 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 다수의 노드 각각은 BGP 라우터로 나타내어진다. BGP를 이용하면, IP 네트워크의 테이블 혹은 '어드레스 프리픽스(prefixes)(혹은 줄여서 '프리픽스'라고 함)'가 BGP 라우터에 유지되며, 이 프리픽스는 AS 사이에서의 네트워크 도달 가능성을 나타내고 있다. BGP의 경우, RIB(Routing Information Base)는 전형적으로, 인바운드 업데이트 메시지로부터의 라우팅 정보를 저장하는 제 1 파트(Adj-RIBs-In), 선택된 로컬 라우팅 정보를 저장하는 제 2 파트(Loc-RIB) 및 자신의 BGP 피어로 송신될 업데이트 메시지에 포함되는 라우팅 정보를 저장하는 제 3 파트(Adj-RIBs-Out)를 포함하고 있다. 제 1 노드가 자신의 피어로 송신하는 업데이트 메시지에 포함되어 있는, 제 1 목적지에 대한 선택 경로는, 상기 피어의 제 1 파트에 저장되고, 상기 피어의 제 2 파트 및 제 3 파트는 제 1 노드로부터 수신한 업데이트 메시지에 포함된 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려해서 업데이트된다.
바람직한 실시예에 따라서, 다양성 변수는 제 1 라우팅 정보 베이스의 제 1 파트에 저장된 상기 제 1 목적지 노드에 대한 경로의 수와 관련되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 집중성 변수는, 제 1 라우팅 정보 베이스의 제 2 파트에 저장된, 목적지 노드에 대한 선택 경로와 동일한 다음 홉 노드를 가진 경로의 수와 관련되어 있다. 다른 해법으로서는, 집중성 변수를 포함하는데 제 1 파트가 이용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 업데이트 메시지는, 선택 경로에 대한 AS_경로 속성 및 AS_경로 속성과 매칭되는 벡터로서 인코딩된 다양성 변수와 집중성 변수를 포함하고 있는 BGP 업데이트 메시지이다.
본 발명의 방법의 전형적인 실시예에서, 네트워크의 각각의 노드는 상기 방법의 실시예 중 하나에 따라서, 자신의 피어로 업데이트 메시지를 송신할 것이다. 바람직하게는, 각각의 노드가 송신하는 업데이트 메시지는 선택 경로에 있는 노드로부터 수신한 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수도 포함할 것이다. 즉, 제 1 노드가 송신하는 업데이트 메시지는, 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장된 상기 제 1 목적지에 대한 경로의 수로부터 도출한 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수뿐만 아니라, 선택 경로의 다른 노드에 도출되었으며 제 1 노드가 자신의 피어를 통해서 수신한 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수도 포함한다.
본 발명은 또한 라우터에 관한 것이다. 일 실시예에 따라서, 이 라우터는, 네트워크의 다수의 목적지 노드 각각에 대한 다수의 경로를 포함하고 있는 라우팅 정보 베이스와, 라우팅 정보를 가진 업데이트 메시지를 구성하는 구성 수단을 포함하고, 이 업데이트 메시지는, 다수의 목적지 노드 중 제 1 목적지 노드에 대한 선택 경로와, 제 1 목적지에 대한 경로의 수로부터 도출한 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 포함하고 있으며, 이 선택 경로는 라우터에 인접한 다음 홉을 포함하고 있고, 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는 바람직하게는 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장되어 있다.
바람직한 실시예에 따라서, 라우터는, 라우터 정보 베이스 내의 정보를 처리하는 처리 수단을 더 포함하고, 이 처리 수단은 수신한 업데이트 메시지에 포함된 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려해서 라우팅 정보의 업데이팅을 결정하는 판정 수단을 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 처리 수단에 관한 것이다.
바람직한 실시예에 따라서, 이 라우터는 BGP 라우터이고, 라우팅 정보 베이스는 Loc-RIB 파트, Adj-RIB-In 파트 및 Adj-RIB-Out 파트를 포함한다.
본 발명의 더 바람직한 실시예 및 본 발명의 라우터가 첨부된 청구항에 개시된다.
본 발명의 비한정예인 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 이용해서 설명한다. 본 발명의 상술한 혹은 다른 이점 혹은 특성 및 목적이 분명해질 것이며, 본 발명은 상세한 설명을 첨부된 도면과 함께 읽음으로써 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 BGP 라우팅 정보 처리를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 해결될 수 있는 제 1 문제점을 나타내는 토폴로지 그래프,
도 3은 본 발명의 실시예에 의해 해결될 수 있는 제 2 문제점을 나타내는 토폴로지 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 이용되는 다수의 정의(definitions)를 나타내는 토폴로지 그래프,
도 5는 본 발명의 방법의 실시예를 나타내는 흐름도,
도 6은 본 발명의 라우터의 실시예의 개략도,
도 7은 본 발명의 방법의 예시적인 실시예를 나타내는 토폴로지 그래프이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, BGP(Border Gateway Protocol)를 이용해서 라우터 내의 라우팅 정보를 업데이트한다. 그러나, 당업자라면 본 발명은 BGP로 한정되지 않고, 이는 다른 경로 벡터 라우팅 프로토콜과 조합해서 이용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. BGP는 RFC(Request for Comments) 4271(http://www.ietf.org/rfc/rfc4271)에 설명되어 있으며, 이는 여기에 참조로서 포함된다. BGP는 인터넷의 라우팅 프로토콜로, IP 네트워크의 테이블 혹은 프리픽스를 유지하고 있으며, 이 프리픽스는 AS 사이에서의 네트워크 도달 가능성을 나타내고 있다. BGP는 인터넷 인터-도메인/인터-AS 라우팅 프로토콜로, BGP 업데이트 메시지에 포함된 AS_경로 정보를 이용해서, 검출에 의해서 루프 회피(loop avoidance)를 제공하는 폴리시-기반의 최단 AS 경로 벡터 라우팅 프로토콜이다. BGP에서 루트는, 목적지의 세트(도달 가능성 정보)와 이들 목적지에 대한 경로의 속성이 쌍을 이루는 정보의 단위로서 정의된다. 루트는 BGP 라우터 사이에서 업데이트 메시지로 광고된다(advertised). 이 목적지의 세트에 대한 실제 경로는 AS_경로 속성으로 보고되는 정보로, AS_경로 속성은 BGP 업데이트 메시지를 통해서 도달 가능성 정보가 트래버스(traverse)한 AS 넘버의 시퀀스를 열거하고 있다. 이 정보는 AS 접속성(AS 라우팅 토폴로지)의 그래프를 구성하기에 충분하고, 이로부터 라우팅 루프는 검출될 수 있고, 회피될 수 있으며, AS 레벨에서, 일부 폴리시 판정이 실시될 수 있다.
이하의 단락에서는, 본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록 BGP에 관한 세부 사항을 제공하지만, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. BGP 라우터(혹은 BGP 스피커)는, 자신의 이웃에, 목적지 어드레스 프리픽스 발표(실현 가능한 루트) 혹은 보류(실현 불가능한 루트)의 세트를 이들 목적지에 대한 경로에 관한 속성과 함께 포함하고 있는 UPDATE 메시지를 송신함으로써, 목적지에 관한 네트워크 도달 가능성 정보를 광고한다. 발표는 이웃하는 BGP 라우터에게 주어진 목적지에 대한 경로를 통지한다. 보류는 이전에 광고한 목적지는 더 이상 도달할 수 없다는 것을 나타내는 업데이트이다. 로컬 BGP 라우터는, 자신의 피어인 BGP 라우터 중 하나가 송신한 UPDATE 메시지로부터 학습된 루트를 전파하면, 그 루트를 포함하는 UPDATE 메시지가 송신되는 BGP 라우터의 위치에 기초해서 이 루트의 AS_경로 속성을 수정한다. 반대로, 루트 보류는 목적지만을 포함하고 있으며, 송신부가 이전에 발표한 루트는 무효화한다는 것을(혹은 제거한다는 것을) 수신부에게 암시적으로 통지한다.
BGP 라우팅 정보의 처리가 도 1을 참조로 설명될 것이다. 루트는 RIB에 저장된다. 각각의 BGP 스피커에서, RIB는 다음의 3개의 서로 다른 부분으로 이루어진다.
- 다른 BGP 스피커로부터 수신한 인바운드 UPDATE 메시지(100)로부터 학습한 라우팅 정보를 저장하고 있는 Adj-RIBs-In 파트(102). 이들 루트는 전형적으로 임포트 폴리시 규칙(101)을 적용한 이후에 판정 처리로의 입력부로서 이용 가능하다.
- 자신의 로컬 폴리시(103)를 Adj-RIBs-In 파트(102)에 포함된 라우팅 정보에 적용함으로써 BGP 스피커가 선택한 로컬 라우팅 정보를 포함하고 있는 Loc-RIB(104). 이들은 전형적으로는 포워딩 테이블(105) 내에 있는 로컬 BGP 스피커에 의해 이용될 루트이다.
- 자신의 피어로 광고하기 위해서 로컬 BGP 스피커가 선택한 라우팅 정보를 저장하고 있는 Adj-RIBs-Out 파트(107). 이 라우팅 정보는, 전형적으로는 익스포트 폴리시 룰(106)을 적용한 이후에, BGP 스피커의 UPDATE 메시지로 전달되어서 로컬 스피커의 UPDATE 메시지(108)를 통해서 자신의 피어로 광고될 것이다.
환언하면, Adj-RIBs-In(102)는 자신의 피어에 의해서 로컬 BGP 스피커로 광고된 미처리 라우팅 정보를 포함하고, Loc-RIB(104)는 BGP 스피커의 판정 처리부(103)에 의해 선택된 루트를 포함하며, Adj-RIBs-Out(107)은 특정 피어에 광고하기 위한 루트를 조직한다(로컬 스피커의 UPDATE 메시지를 통해서).
라우터가 UPDATE 메시지를 수신하면, 전형적으로는 먼저 일부 임포트 폴리시를 이용해서 필터링 프로세스를 적용한다(101). 모든 이웃(외부 및 내부)으로부터 수신한 루트의 집합은 (그 목적지에 대한) 후보 루트의 세트이다. 이어서, BGP 라우터는 루트 판정 프로세스 - 로컬하게 정의된 폴리시에 의해 가이드됨 - 를 호출하고, 이 세트로부터 하나의 최상의 루트를 선택한다(103). 허용된다면, 선택된 루트는 Loc-RIB(104)에 저장된다. 그 후, 선택된 최상 루트는 몇가지 외부 폴리시를 거쳐서(106), 라우터의 모든 이웃에게 발표된다. 외부 이웃에 발표되기 전에, 그러나 동일 AS 내의 내부 이웃에는 발표되지 않았을 때, 이 발표로 전달되는 AS 경로에는 로컬 AS의 AS 넘버가 부가된다. BGP 스피커가 동일한 목적지 프리픽스에 대한 하나 이상의 실현 가능한 루트를 수신하면, BGP 루트 선택 룰(103)을 이용해서 어느 루트를 Loc-RIB에 인스톨할지 선택한다. 통상, 현재 선택된 정보가 보류 혹은 대체되고 있는 경우에는, 미선택/미처리 라우팅 정보는 유지된다. 전형적으로, BGP 판정 처리에서는, 최상의 로컬 선호도(로컬하게 구성되었으며, 내부 피어로 광고되는 각각의 외부 루트에 대해서 계산된 값), 최단 AS 경로 길이, 최저 MED(Lowest Multi-Exit Discriminator) 값, BGP 피난(egress)에 대한 최저 IGP 비용, 및 마지막으로 최저 BGP 라우터_ID의 순서로, 이들 기준 중 하나 이상을 적용함으로써 루트를 선택한다. 따라서, 추론된 인터-AS 관계(폴리시 구동형의)에 기초해서 루트 선호도를 트랜스레이트하는 로컬 선호도는, 최단 경로가 반드시 가장 바람직한 경로는 아니라는 것을 암시하며, 선택은 AS 경로 길이에 따른 선호로만 제한될 수는 없다.
라우팅 테이블 엔트리 수의 급증을 방지하기 위해서, BGP(혹은 더 일반적으로는 임의의 경로 벡터 라우팅)는 전형적으로 자신의(다운스트림) BGP 스피커에, 자신의 루트 판정 처리에 의해 선택된 목적지당 하나의 루트만을 광고한다. 종래의 기술에서는, 오류가 발생해서 선택된 루트가 병목 현상을 일으킬 수 있다면, 원격 라우터가 처리한 라우팅 정보는 어떤 표시도 전달하지 않는다.
본 발명의 실시예에 따라서, 토폴로지 정보는 발표된 루트와 연관되어서, 원격 BGP 라우터가 대안의 루트보다 더 이용 가능성이 없는 루트를 선택하는 것을 방지한다(대안의 루트는 이용 가능하다).
당연히, 본 발명이 해결하고자 하는 문제는, BGP 스피커가 추가 정보를 이용해서 루트 판정을 수행할 수 있게 해야 한다는 것이다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 병목 현상이 통지된 라우팅 선택 처리를 제안한다.
본 발명에 의해 해결되는 문제를 더 이해하기 위해서, 도 2 및 3을 참조한다. 도 2는 토폴로지 그래프로, BGP의 경우, AS는 추상(abstract) 노드로 표현되어 있다. 이 예에서, 라우터 S는 예컨대 목적지 D에 대한 AS_경로 [1, 4], [2, 6] 및 [3, 8] 중에서 선택할 수 있다. 이들 3 경로는 AS_경로 길이는 동일하지만, 이들 각각을 따르는 개개의 AS가 갖고 있는 볼륨 d가 서로 다르기 때문에 동일하지는 않으며, 볼륨 d는 주어진 AS에 따른 링크의 가중치의 합으로 정의되는 것이다. 각각의 링크가 가중치 w=1를 갖고 있다고 가정하면, AS 6 및 AS 2의 링크 접속성, 즉 볼륨은 2(d=2)이고, AS 4의 링크 접속성은 2이며(d=2), AS 1는 4(d=4)인 반면, AS 3의 볼륨은 4(d=4)이고, AS 8는 3(d=3)이다. 따라서 S는 우선적으로 AS_경로 [1,4]를 통한 목적지 D에 대한 AS_경로 [3, 8]를 선택하고, 마지막으로 선택 선호도가 낮을 AS_경로 [2, 6]를 선택한다.
그러나, 선택을 더 개선하기 위해서는, 추가 정보를 획득하는 것이 바람직하며, 도 3으로부터 상정될 수 있다. AS 링크 접속성 볼륨은 양(quantity)으로, AS의 상대적인 '중요도'에 관해서는 통지하지 않는다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 AS 2는 링크 접속성이 작으므로, 이것을 제거했을 때의 영향은 그 볼륨에 의해 결정되는 것이 아니라, (AS 2와 AS 6 사이의 근접도를 정의하는 링크를 가로지르는 경로는 물론) 이 AS를 거치는 경로의 수가 많다는 사실에 의해 결정되며, 이는 도 3에서 굵은 선을 참조한다. 따라서, 노드의 '중요도'(종종 집중도(centrality)라고도 함)의 양호한 값은, 네트워크 내의 노드의 임의의 쌍 사이에(S2,..., Sm과 D1,..., Dn 사이) m×n개의 경로가 존재하는 상황에서 수행되는 역할과 같은, 글로벌 정보를 포함해야 한다. 대응하는 정보는 얼마나 많은 루트가 다음 홉 AS로의 동일한 아웃고잉 링크를 공유할지를 판정하는데 이용될 수 있다. 이들 루트가 반드시 동일 목적지를 공유하고 있는 것은 아니라는 점에 주의한다(이들은 적어도 동일한 다음 홉 AS를 공유하고 있다). 이러한 정보는, 경로-벡터 라우팅 판정 처리에서, 동일한 접속성 레벨을 나타내고 있는 2개의(혹은 그 이상의) 실현 가능한 경로 사이에서 판정을 수행해야 하는 경우에, 유용하다.
본 발명의 실시예를 더 수학적인 방식으로 정의하기 위해서, 첫번째 몇가지 정의가 도 4를 참조해서 제공될 것이다. G=(V, E, ω)가 양의 엣지 코스트(edge cost) ω를 가진 가중된 무방향 그래프라고 하며, 여기서 V는 꼭지점의 세트이고(|V|=m), E는 엣지(|E|=n)의 세트이다. 꼭지점 i의 볼륨 di는
Figure 112013002675637-pct00001
로 정의된다.
꼭지점의 세트(혹은 클러스터) S의 볼륨 vol(S)는
Figure 112013002675637-pct00002
로 정의된다.
그래프 G=(V, E, ω)의 꼭지점의 세트 V의 파티션 (S,S')의 경우,
Figure 112013002675637-pct00003
라고 정의하고, 그 볼륨은 :
Figure 112013002675637-pct00004
이며, 컷δ(S)의 컨덕턴스 φ(S)
Figure 112013002675637-pct00005
이다.
컨덕턴스는 컨버전스 속도의 척도가며, IEEE Computer Society Press의, FOCS(Foundations of Computer Science)의 31번째 연례 심포지엄의 회의록인, L. Lovasz 및 M. Simonovits의 "The mixing rate of Markov chains, an isoperimetric inequality, and computing the volume", 1990, vol.1, 346~354페이지(1990년 10월)를 참조한다. 컨덕턴스는 그래프에서 병목 현상이 있는지를 나타낸다. 높은 컨덕턴스의 '영역'을 선택함으로써, 더 빠른 수렴을 얻을 수 있다.
링크/노드의 BC(betweenness centrality)도 도입했다. BC는 노드 혹은 링크를 지나는 최단 경로의 수를 나타내며, 따라서 최단 경로를 따라서 균일하게 분산된다는 가정하에서 그 노드/링크에 대한 잠재적인 부하를 예측한다. dij가 노드 i와 j 사이의 최단 경로의 수라고 하고, l은 노드 혹은 링크라고 한다. dij(l)는 노드 혹은 링크 l을 지나는 i와 j 사이의 최단 경로의 수라고 한다. 그 비트위니스(betweenness)는
Figure 112013002675637-pct00006
이다. BC 값이 높다는 것은 컨버전스 시간을 증가시킬 수 있는 계산 부하가 (상대적으로) 더 크다는 것도 의미한다는 점에 주의한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 각각의 BGP 라우팅 UPDATE 메시지는 구성된 라우팅 메트릭 혹은 변수가, 상기 정의된 노드 접속도 볼륨 vol(d(S))과 컷 d(s)의 컨덕턴스 φ(S)의 변환(transposition)라는 것을 전달한다. 또한, 이들 토폴로지 메트릭은 BGP 라우팅 시스템의 메트릭으로 변환된다.
더 상세하게, 이 메트릭은, 예컨대 동일한 목적지 프리픽스(속성은 상이함)를 수신해서 BGP의 경우 Adj-RIB-In 엔트리에 인스톨할 때 거치게 되는 BGP 피어링 세션과 같은, 경로-벡터 라우팅 인접부(adjacencies)의 수를 계수하기 위해서 선택된다. 이 메트릭은, 고유하게 선택된 루트와 동일한 목적지 프리픽스에 대해 수신한 루트의 수 사이의 비율 Rs의 척도로(이들 모든 링크 인접부를 커팅하는 경우에는 목적지로부터 AS를 선택하는 것은 분리된다), 즉, BGP의 경우 Rs는, 동일한 목적지 프리픽스(가능하다면 속성은 서로 다름)가 수신될 때 거치는 BGP 피어링 세션의 수를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 각각의 BGP 라우팅 UPDATE 메시지는 BC 토폴로지 메트릭의 변환인 변수를 (경로-벡터) 라우팅 메트릭으로서 전달한다. 상세하게, 이들 변수는 주어진 AS, BC_AS(1)로 들어가는 링크 l의 상대적인 BC로서 선택될 수 있다. BC_AS(l)는, 선택된 AS_경로 중에서 주어진 다음 홉 AS을 통해서 목적지 D로 갈 때 트래버스하는 링크 l의 수의, 이 동일한 들어가는 링크 l을 거치는(동일한 다음 홉 AS를 통해서) 모든 다른 선택된 루트, 즉 BGP의 경우에는 전형적으로 동일한 다음 홉 AS를 가진 Loc-RIB의 모든 루트(D로 가는 AS_경로로서)에 대한 비율로서 정의된다.
또 다른 실시예에 따라서, 추가 메트릭 혹은 대안의 메트릭이 이용된다. 이 메트릭은 목적지 D에 대한 고유하게 선택된 루트(Loc-RIB에 인스톨된 루트)와 이 목적지를 향한 루트가 수신될 때 거칠 수 있는 전체 BGP 피어링 세션의 수 사이의 비율 Rb이 될 수 있으며, 따라서, 그 목적지에 대한 루트가 수신될 때 거친 모든 BGP 세션(Adj-RIB-In의 일부) 및 그 목적지 프리픽스에 대한 루트가 수신될 때 거치지 않은 세션까지도 포함하지만, 고정 루트는 고려하지 않는다.
상기 설명한 경로-벡터 라우팅 메트릭 각각은 독립적으로 이용될 수도 있다는 것은 당업자에게는 자명할 것이며, 즉, 본 발명은 반드시 조합해서 이용하는 것만을 지시하는 것은 아니고, 물론 이들을 조합한다면 루트 선택 처리시에 더 많은 정보를 로컬 라우터에 제공할 것이다(Adj_RIB_In에 저장된 루트 세트로부터 the Loc_RIB로).
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라서, 각각의 BGP 라우팅 UPDATE 메시지는, AS_경로 속성에 맞는 벡터로서 인코딩된 값 Rs와 BC_AS(l)를 전달한다.
메트릭 BC_AS(l) 및 Rs에 대해서는 토폴로지 변경 및 사이트/프리픽스 추가/보류가 수행된다. 따라서, 최소 임계값과 최대 임계값이 도입되어서 가능한 최종 업데이트를 제한하는 것이 바람직하며, 최대 임계값을 초과했을 때(더 낮은 값으로부터 오는 경우) 혹은 최소 속성을 초과했을 때, 대응하는 속성은 재광고되지 않는다. 중간에 대응하는 속성이 수정되고 라우터는 재광고된다. 또한, 이들 임계값 주위의 오실레이션 효과는 지수 백오프를 통해서 억제될 수 있다. 일반적인 임계값 ARIMA(AutoRegressive Integrated Moving Average)에 기초해서 더 복잡한 임계값 기술이 이용될 수도 있다. 전형적으로는 라우팅 UPDATE 메시지가 송신되는 속도가 MRAI(Minimum Route Advertisement Interval) 기간을 이용해서 제한될 수 있으며, 이에 대해서는 RFC4271를 참조한다. 바람직한 실시예에서, 제한된 해법은 BGP UPDATE 메시지의 수를 증가시키지 않는다. 오히려, RFC4271에 정의된 현재의 판정 처리에 기초해서 선택된 루트에 조합된 메트릭을 추가한다.
본 발명의 실시예가 수학적인 측면에서 정의될 것이다. 그래프 G=(V, E)에서 경로 P를 노드의 시퀀스 (vk, vk-1,..., v1), k>θ로서 정의하고 그 결과, i, k≥i>1, {vi, vi-1}∈E이 된다. 각각의 비어 있지 않은 경로 P=(vk, vk-1,..., v1;D)는 목적지 D에 대한, 자신의 첫번째 노드 vk로부터 마지막 노드 v1로의 방향을 갖고 있다. BGP 라우터는 투플 <목적지;{속성}>을 수신하며, 여기서 {속성}은 P=(vk, vk-1,..., v1;D)와 같은 현재의 속성에 더해서 제안된 메트릭 벡터 [<Rs, BC(l)>k, ..., <Rs, BC(l)>1]를 포함한다. 각각의 투플 <Rs, BC(l)>i은 합성 Rs 및 BC(l) 메트릭에 대한 서로 다른 값을 전달하며, 이는 노드 vi의 로컬 토폴로지에 따라 달라진다는 점에 주목하고, 실제로 노드 vi와 관련된 투플은 <Rsi, BCi(l)>이고, 여기서 각각의 노드 vi에서 링크 l은 노드 vi로 들어가지만, 표기를 간략하게 하기 위해서, <Rs, BC(l)>i을 이용하기로 한다. 선택 처리는 바람직하게는 vl부터 vk까지 반복되며, 그 결과 vl부터 vk까지의 경로를 따라서 각각의 BGP 라우터 vi는 투플 <Rs, BC(l)>i-1,..., <Rs, BC(l)>i에 대한 판정 기준을 이용해서 루트 선택(자신의 Adj-RIB-in 엔트리에 대한)을 수행해서, 병목 현상 혹은 인접 오류를 방지할 수 있다. 더 상세하게, v1는 업데이트 메시지를 <Rs, BC(l)>l을 포함하는 V2에 송신할 것이고, v2는 업데이트 메시지를 <Rs, BC(l)>2 및 v1으로부터 수신하는 것과 같은 <Rs, BC(l)>l를 포함하는 V3에 송신할 것이다.
그 예가 도 7에 도시된다. 이 예는 합성 메트릭의 통합 이용을 나타낸다. 이는 노드 1이 선택한 D1로의 AS_경로가 [1, 4]이고, 노드 2가 선택한 경로가 [2, 6]이며, 노드 3이 선택한 경로가 [3, 8]이라고 가정한다. S1은 목적지 D1에 대한 2개의 다른 AS_경로 [1, 4] 및 AS_경로 [2, 6] 이외에 이 목적지 D1에 대한 AS_경로 [3, 8]를 선택할 수 있다. 또한 AS_경로 [2, 6]의 경우의 하나인 것에 반해서, AS_3 및 AS_1는 모두 3개의 서로 다른 BGP 이웃으로부터 목적지 D1에 대한 루트를 수신한다. 즉, Rs3=1/3 및 Rs1=1/3은 Rs2=1/1보다 작다. 이는 S1에 대해서 선택 가능한 AS_경로 [3, 8] 및 AS_경로 [1,4]를 남긴다. 그러나, AS_3(AS_8에 대해서 AS_3로 들어가는 링크와 동일한 링크를 공유함)가 선택한 루트의 수가 AS_1(AS 4에 대해서 AS_1로 들어가는 링크와 동일한 링크를 공유함)가 선택한 루트의 수보다 작기 때문에, S1는 AS_경로 [3, 8]를 선택한다. 환언하면, D2,...,Dn에 대한 경로 S2,...,Sn 가 링크 [1, 4]를 통과하기 때문에 BC1([1, 4])는 BC3([3, 8])보다 크다.
노드 AS_3가 목적지 D1으로의 자신의 피어(S1와 같은)에 업데이트 메시지를 송신할 때, 이 업데이트 메시지는 <Rs, BC(l)>3 및 <Rs, BC(l)>8와 함께 목적지 D1에 대한 선택 AS_경로 [3, 8]를 포함할 것이다. 유사하게, 노드 AS_1이 목적지 D1으에 대한 자신의 피어에 업데이트 메시지를 송신할 때, 이 업데이트 메시지는 <Rs, BC(l)>1 및 <Rs, BC(l)>4와 함께 목적지 D1에 대한 선택된 AS_경로 [1, 4]를 포함할 것이다. 이 정보 소스에 기초해서 S1는 AS_경로 [3, 8]를 선택할 것이다.
도 5는 본 발명의 방법의 실시예를 나타낼 것이다. 도 5의 부분 A에서, 제 1 단계 500에서, 목적지 D1에 대한 경로 Pk 및 대응하는 토폴로지 정보 [<Rs, BC(l)>]k를 포함하는 인바운드 메시지가 수신된다. 제 2 단계 501에서, D1에 대한 경로 Pk가 Adj-RIB-In(510)에 놓인다. 대응하는 토폴로지 정보는 판정 수단이 이용하도록 저장될 것이다. 이들 단계는 전형적으로 경로 Pk(1<k<n)와 함께 목적지 D1에 대한 업데이트 메시지의 수만큼 반복되며, 그 결과 Adj-RIB-In(510)가 된다.
라우팅 정보 처리가 도 5의 부분 B에 도시되어 있다. 제 1 단계 502에서, [<Rs, BC(l)>]k를 이용해서 목적지 D1에 대한 경로가 선택되며, 여기서 1<k<n이다. 제 2 단계 503에서, 선택 경로를 이용해서 Loc-RIB가 업데이트되며, 제 3 단계 504에서, Adj-RIB-Out(도 1을 참조로 설명된 것과 같은)이 업데이트된다. 다음으로, Adj-RIB-Out(520) 내의 서로 다른 목적지 D1, D2 등에 대해 새로운 혹은 업데이트된 경로 Pa, Pb 등에 대해서 다음 토폴로지 정보 [<Rs, BC(l)>]a,b가 계산되거나 업데이트되며, 단계 505를 참조한다. 마지막 단계 506에서, 각각의 경로 및 토폴로지 정보로 아웃바운드 메시지를 구성해서 피어로 송신한다.
마지막으로, 도 6은 본 발명에 따른 라우터 시스템의 실시예를 나타내며, 여기서는 본 발명과 관련된 일부만이 도시되어 있다. 라우터 시스템은 RIB(200)을 이용하며, 이는 처리 수단(210)에 의해 업데이트된다. RIB(200)은 Adj-RIB-In(202), Loc-RIB(204) 및 Adj-RIB-Out(207)을 포함하고 있다. 처리 수단(210)은 판정 수단(211)을 포함하고, 전형적으로 임포트 폴리시 애플리케이션 수단 및 익스포트 폴리시 애플리케이션 수단(도 6에는 도시되어 있지 않지만 도 1에 도시되어 있음)도 포함한다. 판정 수단(211)은, 각각의 목적지에 대해서, Adj-RIB-In(202) 내의 그 목적지에 대한 다수의 경로 중에서 하나의 경로를 선택하도록 되어 있다. 이러한 판정을 행하기 위해서, 판정 수단은 특히, 예컨대, 전형적으로 폴리시 정보 베이스(도시 생략)에 저장되어 있는 상술한 <Rs, BC(l)> 투플 및 로컬 폴리시 정보(213)와 같은, 수신하는 업데이트 메시지로부터 도출한 정보(212)를 이용한다. 도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 선택 경로(214)는 처리 수단(210)이 Loc-RIB(204) 및 Adj-RIB-Out(207)를 업데이트하는데 이용할 것이며, 전형적으로는 라우터의 포워딩 부분의 포워딩 테이블과 같은 다른 엔티티를 업데이트하는데도 이용할 것이다.
본 발명의 원리가 특정 실시예와 관련해서 상기 설명되었지만, 이러한 설명은 단지 예를 든 것으로 첨부된 청구항에 의해 결정되는 보호 범주를 한정하는 것은 아니라는 것을 분명히 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 네트워크의 노드의 라우팅 정보 베이스를 업데이트하는데 이용되는 방법에 있어서,
    상기 라우팅 정보 베이스는 상기 네트워크 내의 다수의 목적지 노드 각각에대한 다수의 경로를 포함하고 있고,
    상기 네트워크 내에서 라우팅 정보를 가진 업데이트 메시지가, 제 1 라우팅 정보 베이스를 갖고 있는 제 1 노드로부터 상기 제 1 노드의 피어로 송신되며,
    상기 업데이트 메시지는,
    상기 다수의 목적지 노드 중 제 1 목적지 노드에 대한 선택 경로 - 상기 선택 경로는 상기 제 1 노드에 인접한 다음 홉 노드를 포함하고 있음 - 와,
    상기 제 1 목적지 노드에 대한 이용 가능한 경로의 수로부터 도출되는 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수 - 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는 상기 선택 경로에서의 병목 현상의 위험에 대한 척도임 - 를 포함하고 있는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는 상기 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장되어 있는, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 이용가능한 경로의 수로부터 도출되는
    방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는
    상기 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장된, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 경로의 수와 관련된 다양성(diversity) 변수, 및/또는
    상기 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장된, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 상기 선택 경로와 동일한 다음 홉(next-hop) 노드를 가진 경로의 수와 관련된 집중성(concentration) 변수를 포함하는
    방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 노드의 피어는 라우팅 정보 베이스를 갖고 있고,
    상기 방법은,
    상기 제 1 노드의 피어에서, 상기 제 1 노드로부터 수신한 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려해서, 상기 피어의 상기 라우팅 정보 베이스의 업데이트를 결정하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 노드 및 상기 제 1 노드의 피어는 BGP 라우터이고,
    상기 제 1 노드 및 상기 제 1 노드의 피어의 상기 라우팅 정보 베이스는 각각
    인바운드 업데이트 메시지로부터의 라우팅 정보를 저장하는 제 1 파트(Adj-RIBs-In)와,
    선택된 로컬 라우팅 정보를 저장하는 제 2 파트(Loc-RIB)와,
    아웃바운드 업데이트 메시지에 포함되는 상기 라우팅 정보를 저장하는 제 3 파트(Adj-RIBs-Out)를 포함하고 있으며,
    상기 제 1 노드가 송신하는 상기 업데이트 메시지에 포함되어 있는 상기 선택 경로는 상기 제 1 파트에 저장되고,
    상기 제 2 파트 및 상기 제 3 파트는, 상기 업데이트 메시지에 포함된 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려해서 업데이트되는
    방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 다양성 변수는, 상기 제 1 라우팅 정보 베이스의 상기 제 1 파트에 저장된, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 경로의 수와 관련되어 있는
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 집중성 변수는, 상기 제 1 라우팅 정보 베이스의 상기 제 2 파트에 저장된, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 선택 경로와 동일한 다음 홉 노드를 가진 경로의 수와 관련되어 있는
    방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 업데이트 메시지는, 상기 선택 경로에 대한 AS_경로 속성, 및 상기 AS_경로 속성과 매칭되는 벡터로서 인코딩된 다양성 변수와 집중성 변수를 포함하고 있는 BGP 업데이트 메시지인
    방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크의 각각의 노드는 제 1 항에 정의된 업데이트 메시지를 송신하고,
    상기 각각의 노드가 송신하는 업데이트 메시지는, 상기 각각의 노드의 피어가 상기 제 1 목적지 노드에 대한 상기 선택 경로에 있는 경우, 상기 피어로부터 수신한 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 또한 포함하는
    방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 각각의 노드가 송신하는 업데이트 메시지는, 상기 선택 경로에 있는 상기 각각의 노드의 피어를 통해서 수신한, 상기 선택 경로에 있는 각각의 노드로부터의 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 또한 포함하는
    방법.
  11. 라우터에 있어서,
    네트워크의 다수의 목적지 노드 각각에 대한 다수의 경로를 포함하고 있는 라우팅 정보 베이스와,
    라우팅 정보를 가진 업데이트 메시지를 구성하는 구성 수단을 포함하되,
    상기 업데이트 메시지는
    상기 다수의 목적지 노드 중 제 1 목적지 노드에 대한 선택 경로―상기 선택 경로는 상기 라우터에 인접한 다음 홉 노드를 포함하고 있음―와,
    상기 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장되어 있는, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 경로의 수로부터 도출되는 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 포함하는
    라우터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수는
    상기 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장된, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 경로의 수와 관련된 다양성 변수, 및/또는
    상기 제 1 라우팅 정보 베이스에 저장된, 상기 제 1 목적지 노드에 대한 상기 선택 경로와 동일한 다음 홉 노드를 가진 경로의 수와 관련된 집중성 변수를 포함하는
    라우터.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 라우터 정보 베이스 내의 정보를 처리하는 처리 수단을 더 포함하고,
    상기 처리 수단은, 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려해서, 상기 라우팅 정보 베이스의 업데이트를 결정하도록 구성된 결정 수단을 포함하는
    라우터.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 라우터는 BGP 라우터이고,
    상기 라우팅 정보 베이스는 Loc-RIB 파트, Adj-RIB-In 파트 및 Adj-RIB-Out 파트를 포함하는
    라우터.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 개시된 라우터에 이용되며, 상기 라우터 정보 베이스 내의 정보를 처리하는 처리 수단으로서,
    상기 처리 수단은, 상기 적어도 하나의 라우팅 토폴로지 변수를 고려해서, 상기 라우팅 정보 베이스의 업데이트를 결정하도록 구성된 결정 수단을 포함하는
    처리 수단.
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