KR101456140B1 - Vlan에서 패킷 경로를 결정하는 방법 및 에너지 절약 경로를 사용하는 vlan 시스템 - Google Patents

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Abstract

에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템(100)은 사용자가 데이터를 입출력하는 단말(110) 상기 단말을 네트워크에 연결하는 제1 스위치(120) 및 상기 제1 스위치와 연결되어 중계 링크를 형성하는 복수의 제2 스위치(130)를 포함한다. 중계 링크(300)가 형성하는 초기 경로를 사용하여 패킷을 전송하는 상황에서 상기 복수의 제2 스위치 중 적어도 하나가 자신의 트래픽 부하가 하한 임계치 미만인 경우, 상기 복수의 제2 스위치는 패킷이 상기 중계 링크 중 특정 경로에 집중하도록 집중 경로를 설정한다.

Description

VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법 및 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템{DETERMINING METHOD FOR PACKET FLOW IN VLAN AND VLAN SYSTEM USING ENERGY SAVING FLOW}
이하 설명하는 기술은 VLAN에서 에너지가 절약되는 패킷 경로를 결정하는 방법 및 이 방법을 사용하는 VLAN 시스템에 관한 것이다.
인터넷 등장 이후 인터넷을 이용한 IT 산업은 매우 빠르게 성장하고 있고, 최근에는 스마트폰과 같은 포터블 기기가 등장하면서 인터넷 서비스 시장은 더욱 커지고 있다.
인터넷을 구성하는 장비는 에너지를 소모하며, 인터넷 서비스 시장의 확대와 함께 인터넷 관련한 에너지 소비도 급격히 증가하고 있다. 인터넷 시장의 확장 및 네트워크 인프라 확장을 위해서 에너지 소모가 적은 인터넷 네트워크 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다.
한편 VLAN을 이용한 네트워크 시스템에서도 에너지 소모를 줄이기 위한 연구가 진행되고 있다.
1. Y. Wang, X. Wang, W. Meng, and B. Liu "GreenVLAN: An energy-efficient approach for VLAN design," in proceedings of the 2012 on international conference of computing, networking and communications. ICNC 2012, pp. 522-526. 2. P. Reviriego "Performance evaluation of energy efficient ethernet," in proceedings of the IEEE communications letters. 2009 pp. 697-699. 3. W. Si, J. Taheri and A. Zomaya "A distributed energy saving approach for Ethernet switches in data centers," in proceedings of IEEE 37th Conference on Local Computer Networks (LCN). 2012, pp. 505-512.
이하 설명하는 기술은 에너지 효율 이더넷(Energy Efficient Ethernet)을 사용하는 VLAN에서 패킷이 이동하는 경로를 집중하는 기술을 제공하고자 한다.
이하 설명하는 기술은 VLAN에서의 중계 링크를 구성하는 스위치에서 패킷이 흐르는 경로를 집중하는 기술을 제공하고자 한다.
이하 설명하는 기술의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법은 복수의 스위치가 각각 담당하는 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계, 복수의 스위치 중 VLAN ID의 개수가 가장 많은 스위치를 루트 VLAN 노드로 결정하는 단계, 루트 VLAN 노드로부터 VLAN을 구성하는 스위치에 이르는 최저 비용 경로를 결정하는 단계 및 최저 비용 경로가 설정되면서 전송되는 패킷이 줄어드는 스위치가 EEE의 슬립 모드에 들어가는 단계를 포함한다.
VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법은 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계 전에 VLAN에 대한 초기 경로가 구축된 상태에서 복수의 스위치 각각이 트래픽 부하와 하한 임계치와 비교하여 경로 재설정이 필요한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 경로 재설정이 필요하다고 판단된 경우에 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계로 진행한다.
VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법은 최저 비용 경로를 결정하는 단계 후에 최저 비용 경로를 구성하는 스위치가 자신의 트래픽 부하와 상한 임계치를 비교하여 트래픽 부하가 상한 임계치를 초과한다고 판단한 경우, 최저 비용 경로를 초기 경로로 복귀시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법은 루트 VLAN 노드가 복수인 경우 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 이용하여 복수의 루트 VLAN 노드 사이에 최저 비용 경로가 결정되는 단계를 더 포함한다.
집중 경로를 설정하는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템은 사용자가 데이터를 입출력하는 단말 및 단말을 네트워크에 연결하는 제1 스위치를 각각 포함하는 복수의 VLAN 및 복수의 VLAN을 연결하는 복수의 제2 스위치로 구성된 초기 경로를 갖는 중계 링크를 포함한다.
복수의 제2 스위치 중 적어도 하나가 자신의 트래픽 부하가 하한 임계치보다 낮다고 판단하는 경우, 복수의 제2 스위치는 패킷이 중계 링크 중 특정 경로에 집중하도록 집중 경로를 설정한다.
복수의 제2 스위치가 집중 경로를 설정한 후 복수의 제2 스위치 중 집중 경로를 구성하는 스위치의 트래픽 부하가 상한 임계치를 초과하는 경우, 제2 복수의 스위치는 중계 링크를 초기 경로로 복귀시킨다.
복수의 제2 스위치는 복수의 제2 스위치 중 담당하는 VLAN ID의 개수가 가장 많은 스위치를 루트 VLAN 노드로 결정하고, 루트 VLAN 노드로부터 중계 링크를 구성하는 다른 스위치에 이르는 최저 비용 경로를 결정하여 집중 경로를 설정한다.
복수의 제2 스위치는 루트 VLAN 노드가 복수인 경우 복수의 루트 VLAN 노드 각각에 대하여 서로 다른 스위치로 구성되는 최저 비용 경로 그룹을 결정한다.
복수의 제2 스위치는 루트 VLAN 노드가 복수인 경우, 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 이용하여 복수의 루트 VLAN 노드 사이에 최저 비용 경로를 설정한다.
최저 비용 경로에서 비용에 해당하는 변수는 트래픽 부하, 링크 속도 및 VLAN의 개수 중 적어도 어느 하나이다.
복수의 제2 스위치는 각각 스패닝 트리 알고리즘을 사용하여 최저 비용 경로를 연산하는 eBPDU를 포함하고, 집중 경로에 포함되는지 여부가 결정되지 않은 스위치는 eBPDU를 통해 루트 VLAN 노드 또는 집중 경로에 포함되는 것으로 결정된 스위치부터 결정되지 않은 스위치까지 어떤 포트가 최저 비용을 갖는지 연산하고, 연산된 결과를 모든 스위치에 전달한다.
이하 설명하는 기술은 EEE를 사용하는 VLAN에서 중계 링크를 구성하는 경로를 집중하고, 집중된 경로로 인하여 수신하는 패킷이 줄어드는 스위치는 EEE의 슬립 모드를 작동시켜 네트워크의 에너지 소비를 줄인다.
이하 설명하는 기술의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 VLAN의 구조를 개략적으로 도시한 예이다.
도 2는 공통된 중계 링크를 사용하는 두 개의 VLAN의 구조를 도시한 예이다.
도 3은 VLAN에서 사용되는 VLAN ID 영역을 도시한 예이다.
도 4는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법에 대한 순서도의 예이다.
도 5는 중계링크에서 집중 경로가 설정되는 예를 도시한다.
도 6은 pVLAN에서 sVLAN으로 경로가 집중된 중계 링크의 예를 도시한다.
도 7은 VLAN 시스템의 구성을 도시한 예이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 본 발명의 VLAN 시스템(100)에 따른 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 도 7과는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하면서 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법 및 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템(100)에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
본 발명은 VLAN(Virtual Local Area Network)을 이용하여 네트워크에서 소비되는 에너지를 절약하고자 한다. 이하 발명자는 본 발명에 대한 명세서에서 VLAN 네트워크가 동작하는 일반적인 상태를 정상 모드라고 명명하고, 본 발명에서 제안하는 에너지 절약 상태를 에너지 절약 모드라고 명명한다.
본 발명은 VLAN 시스템에서 트래픽이 낮은 상황에서 패킷이 전달되는 경로를 집중하여 일부 스위치에 들어가는 패킷의 양을 줄인다. 전달되는 패킷이 줄어드는 스위치는 EEE에서 사용하는 슬립 모드(sleep mode 또는 idle mode)로 전환된다. 이를 통해 네트워크의 에너지 소비가 줄어든다.
에너지 절약 모드에서는 데이터/패킷 전송이 가능한 다양한 경로가 몇 개의 경로로 집중된다. 이하 발명자는 경로가 줄어들면서 패킷이 집중하는 경로를 집중 경로라고 명명한다. 이 경우 스위치는 정상 모드와 에너지 절약 모드를 구분하여 동작한다.
먼저 VLAN에 대해 간략하게 설명한다. VLAN은 물리적으로는 연결된 네트워크 장치를 사용하여 논리적으로 서로 다른 네트워크를 제공한다. VLAN은 논리적으로(logically) 구분된 네트워크를 생성하는 스위치 장치를 통해 구현된다. 논리적으로 구분된 각 VLAN에는 서로 다른 브로드캐스트 도메인이 존재한다.
도 1은 VLAN의 구조를 개략적으로 도시한 예이다. 도 1을 살펴보면, 네트워크가 VLAN 1 및 VLAN 2로 구분되어 있고, 스위치는 각 VLAN에 속한 컴퓨터(단말기) 사이에서만 데이터가 송수신되도록 제어한다.
VLAN 1에 속한 컴퓨터가 데이터/패킷을 스위치에 전송하면 스위치는 동일한 VALN ID를 갖는 컴퓨터에만 전송받은 데이터/패킷을 전달한다. VLAN 1에 속한 컴퓨터가 전달한 데이터/패킷은 VLAN 1에 속한 컴퓨터에 전달되지 않는다.
VLAN은 정적(static) VLAN 및 동적(dynamic) VLAN으로 구분된다. 정적 VLAN은 VLAN에 대한 각 포트를 수동으로 설정해야하고, 동적 VLAN은 각 종단 단말의 VTMM(VLAN to MAC mapping)을 이용하여 VLAN에 연결된 특정 호스트를 알 수 있다. VTMM은 논리적으로 호스트를 특정 VLAN에 속하도록 지정한다.
발명자는 본 발명에 따라 정상 모드에서 설정된 기본 VLAN 경로를 pVLAN(primary VLAN)이라고 명명하고, 에너지 절약 모드에서 설정되는 VLAN 경로를 sVLAN(saving VLAN)이라고 명명한다.
스위치는 VLAN 인터페이스를 통해 연결된다. VLAN 인터페이스는 엑세스 링크(access link) 및/또는 중계 링크(trunk link)를 포함한다.
중계 링크는 다수의 VLAN이 서로 연결되는 링크를 의미한다. 중계 링크는 네트워크 노드(스위치)에서 호스트/터미널/서버 등에 연결되는 엑세스 링크와 대비된다.
VLAN은 VTP(VLAN trunking protocol)을 사용하는 스위치 또는 복수의 스위치들이 포함된 스위치 그룹마다 하나의 논리적 네트워크를 구성한다.
일반적으로 스위치의 중계 링크에서 포트마다 VLAN ID가 할당된다. VLAN ID는 물리적으로 구분된 장치인 가상 LAN을 논리적으로 연결된 LAN으로 인식하게 한다.
도 2는 공통된 중계 링크를 사용하는 두 개의 VLAN의 구조를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, VLAN 시스템은 전체 네트워크 장비를 전부 또는 부분적으로 공유하면서 논리적으로 서로 다른 네트워크를 형성한다. 도 2에서도 VLAN 1 및 VLAN 2가 공통된 스위치 및 중계 링크를 사용하면서도 서로 분리된 상태이다.
VLAN은 VLAN 태그를 이용하여 이더넷과 함께 레이어 2 네트워크에 구현된다. VLAN 태그는 프로토콜 ID, 사용자 우선순위, CFI(canonical format indicator) 및 VLAN ID를 포함한다. VLAN 태그는 이더넷 헤더에 위치한다.
VLAN 태그는 중계 링크에 있는 이더넷 프레임에 추가되고, VLAN 태그는 중계 링크를 경유하는 패킷을 식별하는데 도움을 준다. 패킷이 중계 인터페이스의 종단에 도달하면 VLAN 태그는 제거되고, 이후 패킷은 적절한 엑세스 링크에 전달된다.
본 발명에서 네트워크는 아래와 같은 조건을 갖는다고 가정한다.
첫째, 네트워크는 확률적인(stochastic) 시스템이다. 이는 네트워크에서 발생하는 트래픽 부하가 서로 다른 시간에 다른 양상으로 발생할 수 있다는 의미이다. 둘째, 각 호스트는 특정 VLAN에 사전에 소속되었다. 셋째, 네트워크 장치는 레이어 2에 구현되고, 네트워크는 에너지 효율 이더넷(EEE) 또는 그린 이더넷(Green Ethernet)과 같이 낮은 트래픽 상황에서는 슬립 모드에 들어간다. 즉, 네트워크는 IEEE 803.3az에 정의된 시스템이라고 가정한다.
다만 그린 이더넷은 엑세스 링크를 사용하지만 본 발명은 중계 링크를 사용하여 네트워크의 에너지를 절약한다.
네트워크 장치에 의해 소비되는 에너지는 활동적인 레이어 2 스위치들의 개수 및 각 장치의 링크의 개수에 따라 결정될 수 있다. 네트워크의 에너지 소비(
Figure 112013051227454-pat00001
)는 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112013051227454-pat00002
Figure 112013051227454-pat00003
는 VLAN에 속한 i 번째 스위치이다. 스위치가 소비하는 에너지는 프로세서(processor)의 소비 에너지 및 인터페이스의 소비 에너지를 포함한다. 따라서 네트워크의 에너지 소비(
Figure 112013051227454-pat00004
)는 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112013051227454-pat00005
여기서, p는 프로세서의 소비 에너지,
Figure 112013051227454-pat00006
는 스위치의 k 번째 인터페이스의 소비 에너지, a는 네트워크 전체 에너지 소비 중 프로세서가 소비하는 에너지 비율을 나타내는 계수이고, b는 네트워크 전체 에너지 소비 중 인터페이스가 소비하는 에너지의 비율을 나타내는 계수이다.
네트워크에서 에너지 절약 정도는 아래의 수학식 3으로 표현될 수 있다.
Figure 112013051227454-pat00007
Figure 112013051227454-pat00008
는 특정 스위치가 슬립 상태에 들어간 네트워크의 에너지를 의미한다.
Figure 112013051227454-pat00009
는 특정 스위치가 오프된 상태를 고려한 네트워크의 전체 에너지 소비를 의미한다. 전술한 바와 같이, EEE에서는 전송되는 패킷이 일정한 기준 이하로 줄어들면 스위치가 슬립 모드에 들어간다.
본 발명은 네트워크에서의 에너지 소비를 줄이기 위해서
Figure 112013051227454-pat00010
를 최대화하고자 한다.
본 발명은 개략적으로 다음과 같은 단계를 포함한다. (1) 네트워크가 정상 모드 또는 에너지 절약 모드로 동작하도록 결정한다. 이 과정은 VLAN 태그를 수정한 이더넷 프레임을 이용한다. (2) 루트 VLAN 노드를 결정한다. 루트 VLAN 노드는 트래픽 흐름에서 가장 활발할 역할을 하는 노드가 된다. 루트 VLAN 노드는 데이터/패킷이 흐르는 경로에서 트리의 루트에 해당하는 노드이다. (3) 루트 VLAN 노드에 대하여 최저 비용 경로 그룹을 결정한다. 최저 비용 경로 그룹은 에너지 절약 모드에서 루트 VLAN 노드와 연결되는 주된 경로를 의미한다. 루트 VLAN 노드가 복수 개일 수 있기 때문에, 최저 비용 경로 그룹도 복수 개일 수 있다.
네트워크에서 특정한 스위치의 전원을 오프하면 데이터/패킷이 전송되는 경로가 달라질 수 있다. 전원이 오프된 스위치를 이용하지 않고, 데이터/패킷이 전달될 수 있는 경로를 찾는 과정이 중요하다. 최적의 경로는 트래픽 부하, 장치(스위치)의 특성 및 네트워크 커버리지에 대한 제약 등을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다. 특정 스위치의 전원을 차단하고, 새로운 데이터/패킷 경로를 찾는 과정은 특히 트래픽이 낮은 상황에서 수행되는 것이 바람직하다.
네트워크에서 노드는 브리지(bridge) 또는 스위치(switch)를 의미하나, 이하 스위치로 통일하여 설명한다. 따라서 본 발명에서 스위치라는 네트워크 장치는 브리지를 포함하는 의미로 이해해야 한다.
네트워크가 정상 모드 또는 에너지 절약 모드로 동작하도록 결정하는 정보는 VLAN 태그를 이용한다. VLAN 태그는 다양한 방법으로 구현될 수 있겠지만, VLAN ID에 있는 비트 영역(bit field)의 일부를 재사용하는 기법이 바람직하다. 따라서 이하 VLAN 태그는 VLAN ID의 비트 영역에 표시되는 것으로 설명한다.
도 3은 VLAN에서 사용되는 VLAN ID 영역을 도시한 예이다. 도 3(a)는 기본적인 VLAN ID 영역이고, 도 3(b)는 pVLAN에 대한 VLAN ID 영역이고, 도 3(c)는 sVLAN에 대한 VLAN ID 영역을 도시한다. 도 3에서 "D"로 표시한 영역은 패킷 전송과 직접적으로 관련 없는 비트(don't care bits)를 의미한다. 스위치는 상기 비트를 통해 현재 네트워크가 pVLAN인지 또는 sVLAN인지를 구분한다. 따라서 이 비트를 식별 비트라고 명명한다. 도 3의 예에 따르면, pVLAN은 MSB 2비트를 D로 설정하고, sVLAN은 LSB 10 비트를 D로 설정한다.
본 발명은 정상 모드 경로인 pVLAN에서는 LSB를 사용하고, 에너지 절약 모드 경로인 sVLAN에서는 MSB를 사용한다.
실제 네트워크에 대한 정보를 제공하는 영역은 pVLAN 경우 LSB 영역이고, sVLAN 경우는 MSB 영역이다. 도 3의 예에 따르면, pVLAN은 LSB 12 비트가 경로 설정과 관련되고, sVLAN은 MSB 2 비트가 경로 설정에 관련된다. 도 3에서 sVLAN이 MSB 2비트를 이용한다고 도시하였으나, 이는 하나의 예이며 변경될 수 있다. sVLAN은 pVLAN에서 경로를 표현하고 남은 비트를 활용할 수도 있다.
VLAN 태그는 2k 비트이다. k = 12이면 VLAN 태그는 4096개의 ID를 식별하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 j 개의 MSB(most significant bits)비트를 사용하여 2j sVLAN을 설계한다. 이와 같은 sVLAN 구조는 네트워크 시스템에서 종래의 pVLAN과도 같이 취급될 수 있다. 이 경우 sVLAN은 2k-j pVLAN에 해당한다.
따라서 본 발명에서 VLAN은 두 개의 동작 모드에 따라 pVLAN 및 sVLAN으로 동작할 수 있다. 일반적인 정상 모드에서는 VLAN 태그의 LSB가 이용되고, 에너지 절약 모드에서는 VLAN 태그의 MSB가 이용된다.
pVLAN은 일반적인 VLAN과 같이 네트워크 관리자(network administrator) 또는 VTP-가상 중계 프로토콜(VTP-virtual trunking protocol)을 통해 경로를 결정하고, 이에 반하여 sVLAN은 다양한 파라미터를 포함하는 에너지 절약 조건에 따라 패킷 경로를 동적으로 결정한다.
sVLAN에서 사용되는 파라미터는 트래픽 부하, 링크 속도, 스위치 아이디 및 VLAN의 개수 등을 포함한다.
pVLAN은 높은 트래픽 부하에서 동작하고, sVLAN은 낮은 트래픽 부하 상황에서 동작한다. sVLAN은 트래픽은 낮은 상황에서 네트워크의 에너지를 절약하기 위한 것이다. 즉, 트래픽 부하가 일정한 기준 이하로 낮아지면, 네트워크는 적어도 하나의 VLAN이 pVLAN에서 sVLAN으로 변환된다. 네트워크의 트래픽 부하 및 임계값에 따라 sVLAN의 개수는 증가될 수도 있다.
집중 경로 설정
sVLAN은 VLAN 태그의 MSB에 위치한 파라미터 정보에 기반하여 집중 경로를 설정한다. 네트워크에서 에너지를 절약하는 집중 경로를 설정하는 알고리즘은 다음과 같다.
1. 네트워크에 있는 노드(스위치)들은 각 노드에 할당된 VLAN ID의 개수를 탐색한다. 각 노드는 각 노드의 포트들에서 특유의 VLAN ID가 몇 개인지 개수하고, VLAN ID에 대한 리스트를 작성한다. 이를 통해 현재 어떤 노드에 VLAN ID가 집중되어 있는지를 알 수 있다.
2. 네트워크 시스템에서 가장 많은 VLAN ID가 할당된 노드를 결정한다. VLAN ID가 가장 많이 할당된 노드는 트래픽이 높아지는 경우 주된 노드(스위치 및 스위치의 포트)로 동작하게 된다. VLAN ID가 가장 많이 할당된 노드는 네트워크 시스템에서 전원이 오프되지 않을 가능성이 높다. VLAN ID의 개수가 가장 많은 노드는 루트 VLAN 노드라고 명명한다. 루트 VLAN 노드는 새로운 집중 경로에서 트리의 루트에 해당한다. 보유한 VLAN ID의 개수가 동일한 경우 루트 VLAN 노드는 복수 개일 수도 있다.
3. 각 노드는 eBPDU(bridge protocol data unit)를 포함한다. eBPDU는 각 노드에서 어떤 포트가 경로가 결정된 노드까지 가장 낮은 경로 비용을 갖는지 여부를 연산한다. VLAN에서 모든 스위치에 초기 디폴트 ID가 VLAN 1이라고 가정하면, eBPDU가 연산한 결과 메시지(eBPDU 메시지)는 VLAN 1에 브로드캐스트된다.
eBPDU는 트래픽 부하, 링크 속도, 스위치 아이디 및 VLAN의 개수 등의 정보를 포함한 스패닝 트리 알고리즘으로 경로를 결정한다. eBPDU가 경로를 설정하는 알고리즘 자체는 BPDU와 동일하다.
4. 루트 VLAN 노드는 직접 연결된 제1 이웃 노드에 피어 링크(peer link) 메시지를 전송한다. 피어 링크 메시지를 수신한 이웃 노드는 루트 VLAN 노드에 이르는 최단 경로를 알고 있다는 eBPDU 패킷을 다른 모든 노드에 전송한다. 이후 제1 이웃 노드가 제1 이웃 노드에 직접 연결된 제2 이웃 노드에 피어 링크 메시지를 전송하고, 제2 이웃 노드는 루트 VLAN 노드에 이르는 최단 경로를 알고 있다는 eBPDU 패킷을 다른 노드에 전송한다. 이 과정은 루트 VLAN 노드로부터 시작하여 다른 노드가 모두 경로를 가질 때까지 반복된다.
5. 어떤 노드가 하나의 포트를 통해 서로 다른 노드들로부터 전송된 eBPDU 메시지를 수신한 경우, 가장 근접한 루트 VLAN 노드에 이르는 가장 낮은 비용 경로는 비선형적인 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 사용하여 결정할 수 있다. 표준에 정의된 알고리즘은 주어진 링크 속도에 대한 비용을 의미한다. 따라서 가장 낮은 비용은 가장 빠른 링크 속도를 의미한다. 나아가 에너지 절약을 위한 경로 선택은 일반적인 STP(spanning tree protocol)이 이용될 수 있다.
6. 피어 링크 메시지 및 최단 경로 비용 알고리즘에 기반하여 가장 근접한 루트 VLAN 노드에 대한 VLAN ID를 갖는 노드를 서로 연결한다.
7. 루트 VLAN 노드가 복수인 경우, 최저 비용 경로를 이용하여 시스템의 모든 루트 VLAN 노드를 서로 연결한다. 여기서 최저 비용 경로는 IEEE 802.1.D에 제시된 알고리즘에 기반한다.
집중 경로 설정은 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 이용한다. 모든 노드는 sVLAN에 대한 정보가 업데이트된다. 각 노드는 이를 통해 루트 VLAN 노드에 할당된 VLAN ID에 따라 어떤 VLAN에 속하는지 알게 된다.
네트워크에서 집중 경로 설정은 트래픽의 부하 정도에 따라 결정될 수 있다. 집중 경로 설정 여부 판단은 노드에 있는 두 가지 정보에 따라 두 가지 방식으로 수행가능하다. 첫째는 각 스위치에 있는 버퍼의 점유율을 이용하고, 둘째는 어떤 시간에 특정 장치에서 검출되는 브로드캐스트 트래픽을 이용한다. 이를 장치의 트래픽 부하(traffic load, TL)라고 명명한다.
네트워크 장치는 실제 트래픽 부하(
Figure 112013051227454-pat00011
)가 아래의 수학식 4와 같이 특정한 하한 임계값(
Figure 112013051227454-pat00012
)보다 큰 경우 정상 모드(pVLAN) 동작을 수행한다.
Figure 112013051227454-pat00013
그러나 네트워크의 노드(스위치)는 주어진 시간
Figure 112013051227454-pat00014
동안 실제 트랙픽 부하
Figure 112013051227454-pat00015
가 임계값
Figure 112013051227454-pat00016
보다 작은 경우, 각 노드의 포트에 할당된 sVLAN을 사용한다. 즉 네트워크 장치는 에너지 절약 모드를 시작한다.
pVLAN에서 sVLAN7으로 전환은 천천히 되고, sVLAN에서 pVLAN으로 전환은 빠르게 되는 것이 바람직하다.
만약 해당 경로의 어떤 노드(스위치)가 아래의 병목 조건(수학식 5)을 만족한다면 sVLAN을 사용할지 여부는 sVLAN 경로를 따라 위치하는 장치에서의 sVLAN 파라미터에 따라 결정된다.
Figure 112013051227454-pat00017
여기서,
Figure 112013051227454-pat00018
은 상한 임계값이고,
Figure 112013051227454-pat00019
는 sVLAN을 선택할지 여부를 결정하는데 있어서 변동가능한 범위를 설정하기 위한 값이다.
Figure 112013051227454-pat00020
는 사용될 수 있고, 시스템에 따라서는 사용되지 않을 수도 있다.
수학식 5를 만족하는 경우 네트워크는 가장 높은 트래픽 부하를 갖는 sVLAN부터 시작하여 pVLAN으로 전환한다. 전환된 pVLAN은 일반적인 VLAN과 같이 자신의 트래픽 부하를 처리한다.
전술한 하한 임계값 및 상한 임계값은 네트워크에 따라 다르게 설정될 수 있고, 하한 임계값 및 상한 임계값으로 나누지 않고 하나의 동일한 임계값을 사용할 수도 있다.
이하 본 발명에서 제안한 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법 및 VLAN 시스템(100)에 대해 정리하고자 한다.
도 4는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법에 대한 순서도의 예이다. VLAN은 초기 경로로 패킷을 전송하는 상태이다(901). 이후 에너지 절약 모드가 사용되면, 복수의 스위치가 각각 담당하는 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계(903), 복수의 스위치 중 VLAN ID의 개수가 가장 많은 스위치를 루트 VLAN 노드로 결정하는 단계(904), 루트 VLAN 노드로부터 VLAN을 구성하는 스위치에 이르는 최저 비용 경로를 결정하는 단계(905) 및 최저 비용 경로가 설정되면서 전송되는 패킷이 줄어드는 스위치가 EEE의 슬립 모드에 들어가는 단계(906)를 포함한다.
VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법은 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계 전에 VLAN에 대한 초기 경로가 구축된 상태에서 복수의 스위치 각각이 트래픽 부하와 하한 임계치와 비교하여 경로 재설정이 필요한지 여부를 판단하는 단계(902)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 스위치가 자신의 트래픽 부하가 하한 임계치 미만이라고 판단한 경우 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계로 진행하게 된다.
VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법은 최저 비용 경로를 결정하는 단계 후에 최저 비용 경로를 구성하는 스위치가 자신의 트래픽 부하와 상한 임계치를 비교하여 트래픽 부하가 상한 임계치 이상이라고 판단한 경우,최저 비용 경로를 초기 경로로 복귀시키는 단계(907)를 더 포함할 수 있다. 도 4에서는 상한 임계치에서 상기 수식 5에서 고려한
Figure 112013051227454-pat00021
를 고려하지 않았다.
복수의 스위치 중 적어도 하나의 스위치가 자신의 트래픽 부하가 하한 임계치보다 낮다고 판단한 경우, 적어도 하나의 스위치가 담당하는 VLAN ID로 식별되는 적어도 하나의 VLAN에 대하여 경로 재설정이 필요하다고 판단할 수 있다. 하나의 스위치가 자신의 트래픽 부하가 하한 임계치보다 낮다고 판단하면, 그 스위치를 경로로 갖고 있는 VLAN에 대하여 경로 재설정을 수행할 수 있다.
또는 VLAN 시스템(100)은 VLAN의 경로를 구성하는 전체의 스위치가 각각의 트래픽 부하가 하한 임계치보다 낮다고 판단해야 에너지 절약 경로를 결정할 수도 있다. 또는 VLAN 시스템(100)은 VLAN 경로를 구성하는 스위치 중 사전에 결정한 개수 이상의 스위치에서 트래픽 부하가 하한 임계치보다 낮다고 판단해야 에너지 절약 경로를 사용할 수도 있다.
에너지 절약 경로 설정은 전술한 알고리즘을 사용하여 결정된다. 루트 VLAN 노드가 복수인 경우 최저 비용 경로를 결정하는 단계는 복수의 스위치가 복수의 루트 VLAN 노드별로 각각 최저 비용 경로가 결정된다. 최종적으로 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 이용하여 복수의 루트 VLAN 노드 사이에 최저 비용 경로를 결정한다. 최저 비용 경로에서 비용에 해당하는 변수는 트래픽 부하, 링크 속도 및 VLAN의 개수 중 적어도 어느 하나이다.
도 5는 중계링크에서 집중 경로가 설정되는 예를 도시한다.
도 5(a)는 중계 링크를 구성하는 스위치에서 초기 VLAN ID의 개수를 확인한 메시지를 서로 주고 받는 과정을 도시한다. 도 5(b)는 VLAN ID 개수가 가장 많은 2 개의 루트 VLAN 노드가 결정된 예를 도시한다. 루트 VLAN 노드 1 및 루트 VLAN 노드 2가 다른 노드보다 굵은 실선으로 도시되었다.
도 5(c)는 결정된 루트 VLAN 노드가 피어 링크 메시지를 전송하는 과정을 도시한다. 루트 VLAN 노드와 직접 연결된 제1 이웃 스위치가 피어 링크 메시지를 수신하면, eBPDU가 연산한 최저 비용 경로에 따라 루트 VLAN 노드와 연결가능한 경로를 선택한다.
도 5(d)는 제1 이웃 스위치가 다른 노드에 피어 링크 메시지를 전송하는 과정을 도시한다. 도 5(d)에서 피어 링크 메시지를 전송하는 제1 이웃 스위치는 점선으로 도시하였다. 제1 이웃 스위치는 피어 링크 메시지를 이미 경로가 확정된 노드에는 전송할 필요가 없다.
제1 이웃 스위치가 전송한 피어 링크 메시지를 수신한 다른 이웃 스위치는 제1 이웃 스위치에 이르는 최저 비용에 따라 가장 비용이 낮은 스위치(제2 스위치)와 제1 이웃 스위치 사이에 경로를 설정한다. 이후 제2 스위치는 피어 링크 메시지를 경로가 설정되지 않은 다른 스위치에 전송한다.
이와 같은 과정을 반복하면 모든 스위치가 루트 VLAN 노드에 이르는 경로를 갖게된다. 도 5(e)는 모든 노드가 루트 VLAN 노드에 이르는 경로를 갖게된 상태를 도시한다. 하나의 루트 VLAN 노드가 형성하는 경로가 하나의 최저 비용 경로 그룹이다. 두 개의 루트 VLAN 노드가 있기 때문에 두 개의 최저 비용 경로 그룹이 형성된다.
두 개의 루트 VLAN 노드는 루트 VLAN 노드 간 최저 비용 경로 탐색에 따라서 경로를 설정한다. 두 개의 루트 VLAN 노드를 연결하는 경로를 추가하면, 최종적으로 전체 노드가 연결된 경로가 결정된다. 도 5(f)는 두 개의 루트 VLAN 노드 간에 경로가 결정된 상태를 도시한다. 도 5(f)에서 두 개의 최저 비용 경로 그룹을 연결하는 경로는 점선으로 도시하였다.
도 6은 pVLAN에서 sVLAN으로 경로가 집중된 중계 링크의 예를 도시한다. 도 6(a)는 현재 3 개의 VLAN에 대한 중계 링크를 도시한다. VLAN 1에 대한 중계 링크는 굵은 실선으로 도시하였고, VLAN 2에 대한 중계 링크는 굵은 점선으로 도시하였고, VLAN 3에 대한 중계 링크는 두 개의 실선으로 도시하였다.
도 6(b)는 에너지 절약 모드에 따라 sVLAN의 집중 경로가 설정된 예를 도시한다. 도 6(b)의 집중 경로는 도 5의 집중 경로와 동일하다. 집중 경로가 설정되면 각 VLAN은 초기 경로와는 다른 경로를 갖게 된다. 도 6(b)에서 굵은 점선으로 도시한 노드에 경로가 집중된 상태이다. 따라서 경로가 집중된 노드는 이전보다 오히려 전송되는 패킷이 늘어날 수 있지만, 특정 노드에 패킷이 집중되면서 상대적으로 패킷이 줄어드는 노드가 발생한다. 이와 같이 패킷이 줄어든 노드(스위치)는 EEE의 슬립 모드로 동작한다. 결과적으로 네트워크 전체 노드 중 일부 노드가 슬립 모드로 동작하게 되므로, 네트워크 전체의 에너지 소비는 줄어들게 된다.
도 7은 VLAN 시스템(100)의 구성을 도시한 예이다. 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템(100)은 사용자가 데이터를 입출력하는 단말(110) 상기 단말을 네트워크에 연결하는 제1 스위치(120) 및 상기 제1 스위치와 연결되어 중계 링크를 형성하는 복수의 제2 스위치(130)를 포함한다. 제 1 스위치(120)는 엑세스 스위치(Access SW)라고 표시하였고, 제2 스위치(130)는 중계 스위치(Trunk SW)라고 표시하였다.
제1 스위치(120)은 단말과 엑세스 링크(200)를 형성하고, 제2 스위치(130)는 제1 스위치(120) 또는 제2 스위치(130)와 중계 링크(300)를 형성한다.
중계 링크(300)는 VLAN 1과 VLAN 2에 정보를 제공하는 서버 1(140)과 서버 2(140)에 연결된다. 도 7에서 중계 링크를 제외하고 실선으로 도시한 부분은 VLAN 1의 경로이고, 점선으로 도시한 부분은 VLAN 2의 경로이다.
중계 링크(300)가 형성하는 초기 경로를 사용하여 패킷을 전송하는 상황에서 상기 복수의 제2 스위치 중 적어도 하나가 자신의 트래픽 부하가 하한 임계치 미만인 경우, 상기 복수의 제2 스위치는 패킷이 상기 중계 링크 중 특정 경로에 집중하도록 집중 경로를 설정한다.
도 7에서 중계 링크(300)는 두 개의 실선으로 표시한 것과 굵은 실선으로 표시한 것이 있다. 굵은 실선으로 표시한 경로가 집중 경로의 예를 도시한 것이다.
복수의 제2 스위치(130) 중 적어도 하나가 자신의 트래픽 부하가 하한 임계치보다 낮다고 판단하는 경우, 복수의 제2 스위치(130)는 패킷이 중계 링크(300) 중 특정 경로에 집중하도록 집중 경로를 설정한다.
복수의 제2 스위치(130)가 집중 경로를 설정한 후 복수의 제2 스위치(130) 중 집중 경로를 구성하는 스위치(130)의 트래픽 부하가 상한 임계치 이상인 경우, 제2 복수의 스위치(130)는 중계 링크(300)를 초기 경로로 복귀시킬 수 있다.
트래픽 부하는 스위치의 버퍼 점유율 및 스위치의 트래픽 상태 중 적어도 어느 하나이다.
복수의 제2 스위치(130)는 복수의 제2 스위치(130) 중 담당하는 VLAN ID의 개수가 가장 많은 스위치를 루트 VLAN 노드로 결정하고, 루트 VLAN 노드로부터 중계 링크를 구성하는 다른 스위치에 이르는 최저 비용 경로를 결정하여 집중 경로를 설정한다.
복수의 제2 스위치(130)는 루트 VLAN 노드가 복수인 경우 복수의 루트 VLAN 노드 각각에 대하여 서로 다른 스위치로 구성되는 최저 비용 경로 그룹을 결정할 수 있다.
복수의 제2 스위치(130)는 루트 VLAN 노드가 복수인 경우, 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 이용하여 복수의 루트 VLAN 노드 사이에 최저 비용 경로를 설정한다.
복수의 제2 스위치(130)는 최저 비용 경로를 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 사용하여 결정한다.
최저 비용 경로에서 비용에 해당하는 변수는 트래픽 부하, 링크 속도 및 VLAN의 개수 중 적어도 어느 하나이다.
구체적인 집중 경로 설정은 전술한 바와 같다.
복수의 제2 스위치(130)는 각각 스패닝 트리 알고리즘을 사용하여 최저 비용 경로를 연산하는 eBPDU를 포함한다. 집중 경로에 포함되는지 여부가 결정되지 않은 스위치는 eBPDU를 통해 루트 VLAN 노드 또는 집중 경로에 포함되는 것으로 결정된 스위치부터 결정되지 않은 스위치까지 어떤 포트가 최저 비용을 갖는지 연산한다. 집중 경로에 포함되는지 여부가 결정되지 않은 스위치는 연산된 최저 비용을 기준으로 집중 경로에 포함되는 것으로 결정된 스위치 중 어느 하나의 스위치까지의 최저 비용 경로를 결정한다. 구체적인 과정은 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : VLAN 시스템 110 : 터미널
120 : 엑세스 스위치(제1 스위치) 130 : 중계 스위치(제2 스위치)
140 : 서버 200 : 엑세스 링크
300 : 중계 링크

Claims (18)

  1. 에너지 효율 이더넷(EEE)을 사용하는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법에 있어서,
    복수의 스위치가 각각 담당하는 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계;
    상기 복수의 스위치 중 상기 VLAN ID의 개수가 가장 많은 스위치를 루트 VLAN 노드로 결정하는 단계;
    상기 루트 VLAN 노드로부터 상기 VLAN을 구성하는 스위치에 이르는 최저 비용 경로를 결정하는 단계; 및
    상기 최저 비용 경로가 설정되면서 전송되는 패킷이 줄어드는 스위치가 EEE의 슬립 모드에 들어가는 단계를 포함하는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계 전에
    상기 VLAN에 대한 초기 경로가 구축된 상태에서 상기 복수의 스위치 각각이 자신의 트래픽 부하와 하한 임계치와 비교하여 경로 재설정이 필요한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 트래픽 부하가 임계치 미만인 경우 상기 VLAN ID의 개수를 결정하는 단계로 진행하는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 최저 비용 경로를 결정하는 단계 후에
    상기 최저 비용 경로를 구성하는 스위치가 자신의 트래픽 부하와 상기 임계치를 비교하여 상기 트래픽 부하가 상기 임계치 이상인 경우,
    상기 최저 비용 경로를 상기 초기 경로로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 트래픽 부하는 버퍼 점유율 및 트래픽 상태 중 적어도 어느 하나인 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 스위치 중 적어도 하나의 스위치가 자신의 트래픽 부하가 상기 하한 임계치보다 낮다고 판단한 경우, 상기 적어도 하나의 스위치가 담당하는 VLAN ID로 식별되는 적어도 하나의 VLAN에 대하여 경로 재설정이 필요하다고 판단하는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 루트 VLAN 노드가 복수인 경우
    상기 최저 비용 경로를 결정하는 단계는 상기 복수의 스위치가 상기 복수의 루트 VLAN 노드별로 경로 그룹으로 구분되는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 루트 VLAN 노드가 복수인 경우
    스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 이용하여 상기 복수의 루트 VLAN 노드 사이에 최저 비용 경로가 결정되는 단계를 더 포함하는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 최저 비용 경로를 결정하는 단계는
    스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 사용하여 상기 루트 VLAN 노드를 시작으로 상기 VLAN을 구성하는 스위치로의 최저 비용 경로를 결정하는 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 최저 비용 경로에서 비용에 해당하는 변수는
    트래픽 부하, 링크 속도 및 VLAN의 개수 중 적어도 어느 하나인 VLAN에서 패킷 경로를 결정하는 방법.
  10. VLAN 시스템에 있어서,
    사용자가 데이터를 입출력하는 단말;
    상기 단말을 네트워크에 연결하는 제1 스위치; 및
    상기 제1 스위치와 연결되어 중계 링크를 형성하는 복수의 제2 스위치를 포함하되,
    상기 중계 링크가 형성하는 초기 경로를 사용하여 패킷을 전송하는 상황에서 상기 복수의 제2 스위치 중 적어도 하나가 자신의 트래픽 부하가 임계치 미만인 경우, 상기 복수의 제2 스위치는 패킷이 상기 중계 링크 중 특정 경로에 집중하도록 집중 경로를 설정하는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 제2 스위치가 상기 집중 경로를 설정한 후
    상기 복수의 제2 스위치 중 상기 집중 경로를 구성하는 스위치의 트래픽 부하가 임계치 이상인 경우, 상기 제2 복수의 스위치는 상기 중계 링크를 상기 초기 경로로 복귀시키는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 트래픽 부하는 버퍼 점유율 및 트래픽 상태 중 적어도 어느 하나인 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 제2 스위치는
    상기 복수의 제2 스위치 중 담당하는 VLAN ID의 개수가 가장 많은 스위치를 루트 VLAN 노드로 결정하고, 상기 루트 VLAN 노드로부터 상기 중계 링크를 구성하는 다른 스위치에 이르는 최저 비용 경로를 결정하여 상기 집중 경로를 설정하는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 스위치는
    상기 루트 VLAN 노드가 복수인 경우
    상기 복수의 루트 VLAN 노드 각각에 대하여 서로 다른 스위치로 구성되는 최저 비용 경로 그룹을 결정하는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 스위치는
    상기 루트 VLAN 노드가 복수인 경우, 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 이용하여 상기 복수의 루트 VLAN 노드 사이에 최저 비용 경로를 설정하는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 스위치는
    상기 최저 비용 경로를 스패닝 트리 알고리즘 또는 IEEE 802.1.D의 STP(spanning tree protocol)을 사용하여 결정하는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 최저 비용 경로에서 비용에 해당하는 변수는 트래픽 부하, 링크 속도 및 VLAN의 개수 중 적어도 어느 하나인 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 스위치는 각각 스패닝 트리 알고리즘을 사용하여 최저 비용 경로를 연산하는 eBPDU를 포함하고,
    상기 집중 경로에 포함되는지 여부가 결정되지 않은 스위치는 상기 eBPDU를 통해 상기 루트 VLAN 노드 또는 상기 집중 경로에 포함되는 것으로 결정된 스위치부터 상기 결정되지 않은 스위치까지 어떤 포트가 최저 비용을 갖는지 연산하고, 연산된 결과를 이용하여 경로를 설정하는 에너지 절약 경로를 사용하는 VLAN 시스템.
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