KR101466509B1 - 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법 - Google Patents

네트워크 경로 에너지 간접 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 관한 것이다.
본 발명은 네트워크 장비가 선순위 네트워크 장비로부터 상기 선순위 네트워크 장비가 패킷을 전송 처리하는데 소모한 전력량 정보가 포함된 패킷을 수신하는 수신 단계, 상기 네트워크 장비가 단위 패킷을 처리하는데 소모하는 단위 패킷 처리 전력량이 트래픽 로드(traffic load)별로 미리 측정되어 저장되어 있는 전력 소모율 테이블을 참조하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷의 전송 처리에 필요한 전력량 정보를 연산하는 전력량 정보 연산 단계, 상기 네트워크 장비가 상기 전력량 정보와 상기 선순위 네트워크 장비로부터 전송받은 패킷의 헤더에 저장되어 있는 전력량 정보를 합산하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 전력량 정보 갱신단계 및 상기 네트워크 장비가 갱신된 전력량 정보가 저장되어 있는 패킷을 후순위 네트워크 장비로 송신하는 송신 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 패킷이 전송되는 네트워크 경로 상에서 네트워크 장비들에 의해 소비되는 에너지를 소프트웨어적인 방식을 이용하여 저비용으로 간접 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

네트워크 경로 에너지 간접 측정방법{A METHOD FOR INDIRECT MEASURING ENERGY CONSUMED IN NETWORK PATH}
본 발명은 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들의 에너지 소모량을 별도의 추가적인 전력 측정 장치를 사용하지 않고 간접적으로 측정하기 위한 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 관한 것이다.
최근 전 산업 분야에 걸쳐 에너지 절감 노력을 위한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 노력의 일환으로 선행기술 1(한국등록특허공보 제10-1221097호)의 웹기반 원격 전력정보 관리 시스템은 가정이나 빌딩의 CDMA 모뎀이 구비되고 장치ID가 할당된 인터넷 정보가전용 전기 기기의 전원 콘센트나 전원 케이블에 설치된 전류 센서에 의해 실시간으로 전류를 측정하여 정격전압 정보와 전기기기 장치ID와 함께 전류 측정 장치로 전송하고, 전류 측정 장치로부터 전기기기의 장치ID, 소비 전류, 정격 전압 정보, ON/OFF 상태 정보, 타이머에 의해 계측된 월별 기준 시점을 기준으로 누적된 사용시간 정보 및 측정시각 정보를 포함한 RF 신호를 무선으로 전력 수집 장치로 전송하고, 다수의 전력 수집 장치로부터 수집된 시각대별 전기 기기들의 전력량 데이터를 USB 인터페이스에 연결된 원격 전력정보 관리 및 제어 시스템으로 저장하며, 전기기기 장치ID/가정(세대주)/빌딩(층별/입주회사별) 분류된 카테고리별로 사용자에게 전력사용량 정보를 제공하고, 스마트폰의 유비쿼터스 원격 전력 제어 기능을 사용하여 가정이나 빌딩의 전기 기기의 전원을 ON/OFF를 제어하여 인터넷 정보가전 전기기기들의 전력 소비를 감소시키고 에너지 효율을 향상시키는 내용을 개시하고 있다.
선행기술 2(한국공개특허공보 제10-2012-0070662호)의 그린 홈 전력 관리 시스템에서 소비 전력량 데이터 관리 및 검증 장치는 그린 홈 전력 관리 시스템에서 소비 전력량 데이터 관리 및 검증 기술에 관한 것으로, 에너지 소비 데이터를 다양한 관점에서 분석할 수 있도록 댁내 기기별로 수집된 전력소비 정보를 다양한 데이터 구조를 통해서 효율적으로 저장 및 관리하고, 장기간의 데이터 축적이 어려운 환경에서 전력 관리의 기능상 검증을 용이하도록 지원하는 시뮬레이터 기반의 검증을 수행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 개별 기기의 소비 전력량 정보를 소비 전력량 데이터 관리 장치에서 분석하여 댁내의 콘센트 위치별 소비 전력 패턴 분석과, 다양한 시간대 별로 전체 소비량 및 개별 기기별 소비량 정보를 동시에 관리함으로써 사용자에게 댁내 전력 소비 패턴에 대한 다양한 분석 기능을 쉽게 제공할 수 있는 내용을 개시하고 있다.
그러나 선행기술 1과 선행기술 2에 개시된 기술들은 스마트 그리드(smart grid)에 관한 기술로서, 부하의 역할을 하는 각각의 전력 소비 장치들에 별도의 전력 측정 장치를 하드웨어적으로 부가하는 방식이기 때문에, 대부분의 네트워크 장비에 별도의 전력 측정 모듈이 없는 현재의 네트워크 기술에 적용하기에는 비용적 측면에서 문제점이 있다.
특히, 네트워크 장비 제조사마다 서로 다른 규격의 제품들을 제공하기 때문에, 패킷이 전송되는 네트워크 경로에 많은 수의 네트워크 장비가 있는 상황에서 이들 각각의 네트워크 장비가 소모하는 전력을 별도의 전력 측정 장치를 이용하여 하드웨어적으로 측정하기에는 비용 측면, 유지 보수의 측면 등에서 문제점이 있다.
따라서 소프트웨어적인 방식을 사용하여 서로 다른 특성을 갖는 많은 수의 네트워크 장비가 존재하는 네트워크 경로에서 소모되는 에너지를 효율적이며 저비용으로 측정할 수 있는 기술이 시급히 요구된다.
한국등록특허공보 제10-1221097호 한국공개특허공보 제10-2012-0070662호
본 발명은 패킷이 전송되는 네트워크 경로 상에서 네트워크 장비들에 의해 소비되는 에너지를 소프트웨어적인 방식을 이용하여 저비용으로 간접 측정할 수 있는 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 물리적인 전력 측정 장치를 사용하지 않고, 각 네트워크 장비에 내장된 전력 소모율 테이블과 각 네트워크에서 측정된 트래픽 로드(traffic load)를 이용하여 패킷이 전송되는 네트워크 경로 상에서 네트워크 장비들에 의해 소비되는 에너지를 효율적으로 측정하여 사용자에게 실시간 제공할 수 있는 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법은 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들의 에너지 소모량을 간접적으로 측정하기 위한 것으로서, 네트워크 장비가 선순위 네트워크 장비로부터 상기 선순위 네트워크 장비가 패킷을 전송 처리하는데 소모한 전력량 정보가 포함된 패킷을 수신하는 수신 단계, 상기 네트워크 장비가 단위 패킷을 처리하는데 소모하는 단위 패킷 처리 전력량이 트래픽 로드(traffic load)별로 미리 측정되어 저장되어 있는 전력 소모율 테이블을 참조하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷의 전송 처리에 필요한 전력량 정보를 연산하는 전력량 정보 연산 단계, 상기 네트워크 장비가 상기 전력량 정보와 상기 선순위 네트워크 장비로부터 전송받은 패킷의 헤더에 저장되어 있는 전력량 정보를 합산하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 전력량 정보 갱신단계 및 상기 네트워크 장비가 갱신된 전력량 정보가 저장되어 있는 패킷을 후순위 네트워크 장비로 송신하는 송신 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 일 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서, 상기 전력량 정보 연산 단계에서, 상기 네트워크 장비는 상기 전력 소모율 테이블을 참조하여 현재 자신의 트래픽 로드에 대응하는 단위 패킷 처리 전력량에 현재 자신에게 처리 요청된 패킷의 크기를 곱하여 상기 전력량 정보를 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서, 상기 전력량 정보는 패킷을 구성하는 헤더의 옵션 영역에 저장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서, 상기 네트워크의 최종 수신단이 수신한 패킷의 헤더에는 상기 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들이 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법은 네트워크 장비가 선순위 네트워크 장비로부터 데이터가 포함된 패킷과 상기 선순위 네트워크 장비가 상기 패킷을 전송 처리하는데 소모한 전력량 정보가 포함된 전력 정보 패킷을 수신하는 수신 단계, 상기 네트워크 장비가 단위 패킷을 처리하는데 소모하는 단위 패킷 처리 전력량이 트래픽 로드(traffic load)별로 미리 측정되어 저장되어 있는 전력 소모율 테이블을 참조하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷의 전송 처리에 필요한 전력량 정보를 연산하는 전력량 정보 연산 단계, 상기 네트워크 장비가 상기 전력량 정보와 상기 선순위 네트워크 장비로부터 전송받은 전력 정보 패킷에 저장되어 있는 전력량 정보를 합산하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 전력 정보 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 전력량 정보 갱신 단계 및 상기 네트워크 장비가 상기 패킷과 갱신된 전력량 정보가 저장되어 있는 전력 정보 패킷을 후순위 네트워크 장비로 송신하는 송신 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서, 상기 전력량 정보 연산 단계에서, 상기 네트워크 장비는 상기 전력 소모율 테이블을 참조하여 현재 자신의 트래픽 로드에 대응하는 단위 패킷 처리 전력량에 현재 자신에게 처리 요청된 패킷의 크기들을 곱하여 상기 전력량 정보를 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서, 상기 전력량 정보는 상기 전력 정보 패킷의 헤더 영역 또는 데이터 영역에 저장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서, 상기 네트워크의 최종 수신단이 수신한 전력 정보 패킷에는 상기 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들이 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 패킷이 전송되는 네트워크 경로 상에서 네트워크 장비들에 의해 소비되는 에너지를 소프트웨어적인 방식을 이용하여 저비용으로 간접 측정할 수 있는 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 별도의 물리적인 전력 측정 장치를 사용하지 않고, 각 네트워크 장비에 내장된 전력 소모율 테이블과 각 네트워크에서 측정된 트래픽 로드(traffic load)를 이용하여 패킷이 전송되는 네트워크 경로 상에서 네트워크 장비들에 의해 소비되는 에너지를 효율적으로 측정하여 사용자에게 실시간 제공할 수 있는 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법이 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 있어서, 패이 전송되는 네트워크 경로에 3개의 네트워크 장비가 위치한 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 있어서, 패킷이 전송되는 네트워크 경로에 3개의 네트워크 장비가 위치한 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예들이 적용되는 네트워크 시스템 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 적용되는 IP 패킷의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들의 에너지 소모량을 물리적인 전력 측정 장치를 사용하지 않고 간접적으로 추정하기 위한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 네트워크 경로에 위치한 모든 네트워크 장비에 전력 소모율 테이블 및 이 전력 소모율 테이블을 참조하여 자신이 특정 트래픽 로드(traffic load) 즉, 장비 가동률에 대하여 소모하는 전력량을 연산하는 기능 모듈이 탑재되어 있는 것을 전제로 한다. 이 전력 소모율 테이블은 실제 측정값이며, 네트워크 장비에 특정 트래픽 로드가 가해지는 상황에서 단위 패킷의 전송 처리를 위해 해당 네트워크 장비가 실제 소비하는 전력량이다. 이러한 전력 소모율 테이블에 대해서는 이후 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 제1 실시 예가 적용되는 네트워크 시스템 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법은 수신 단계(S10), 전력량 정보 연산 단계(S12), 전력량 정보 갱신단계(S14) 및 송신 단계(S16)를 포함하여 구성된다.
수신 단계(S10)에서는, 네트워크 장비가 패킷이 전달되는 네트워크 경로 상에서 자신보다 선순위에 위치한 선순위 네트워크 장비로부터 패킷을 수신하는 과정이 수행된다. 네트워크 장비가 수신한 패킷에는 선순위 네트워크 장비가 패킷을 전송 처리하는데 소모한 전력량 정보가 포함되어 있다.
전력량 정보 연산 단계(S12)에서는, 네트워크 장비가 자체 내장되어 있는 전력 소모율 테이블을 참조하여 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷의 전송 처리에 필요한 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다. 이 전력 소모율 테이블에는 네트워크 장비가 단위 패킷을 처리하는데 소모하는 단위 패킷 처리 전력량이 트래픽 로드(traffic load)별로 미리 측정되어 저장되어 있다.
예를 들어, 전력 소모율 테이블을 구간화된 트래픽 로드들과 이들 구간들에 각각 대응하는 소모 전력 측정치들로 구성하고, 네트워크 장비가 이 전력 소모율 테이블을 참조하여 현재 자신에게 가해지는 트래픽 로드에 대응하는 단위 패킷 처리 전력량에 현재 자신에게 처리 요청된 패킷의 크기를 곱하여 전력량 정보를 연산하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 전력 소모율 테이블은 다음 표 1과 같이 구성될 수 있다.
구간명 트래픽 로드(traffic load, %) 단위 패킷 처리 전력량(W/Gbps)
1 1 - 10 a
2 11 - 20 b
3 21 - 30 c
4 31 - 40 d
5 41 - 50 e
6 51 - 60 f
7 61 - 70 g
8 71 - 80 h
9 81 - 90 i
10 91 - 100 j
이 전력 소모율 테이블은 실험을 통해 실제 측정한 값이며, 네트워크 장비에 특정 트래픽 로드가 가해지는 상황에서 단위 패킷의 전송 처리를 위해 해당 네트워크 장비가 실제 소비하는 전력량이다.
예를 들면, 현 네트워크 장비의 트래픽 로드가 65%이고 이때 네트워크 에너지 소모율이 표1에 의하면 g에 해당하고 이 값이 예를 들어 20W/Gbps이고 이때 지나가는 패킷의 크기가 1,000 bytes라고 가정 한다면 이때 이 장비에서 소모한 전력은 1.0737e-5 W/Gbps 의 값이 나오게 된다.
전력량 정보 갱신 단계(S14)에서는, 네트워크 장비가 자신이 전력 소모율 테이블을 참조하여 연산한 전력량 정보와 선순위 네트워크 장비로부터 전송받은 패킷의 헤더에 저장되어 있는 전력량 정보를 합산하여 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 과정이 수행된다.
예를 들어, IP 패킷의 헤더의 옵션 영역이 비어있는 경우가 많은 점을 고려하여, 전력량 정보는 패킷을 구성하는 헤더의 옵션 영역에 저장되도록 구성될 수 있다.
송신 단계(S16)에서는, 네트워크 장비가 갱신된 전력량 정보가 저장되어 있는 패킷을 패킷이 전달되는 네트워크 경로상에서 자신보다 후순위에 위치한 후순위 네트워크 장비로 송신하는 과정이 수행된다.
이러한 패킷 전송 과정을 통하여 네트워크의 최종 수신단이 수신한 패킷의 헤더에는 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들이 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장된다.
이하에서는 구체적인 예를 들어 본 발명의 제1 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 있어서, 패킷이 전송되는 네트워크 경로에 3개의 네트워크 장비가 위치한 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 통해 제시된 예에서, 각각의 네트워크 장비에는 각 장비의 특성을 반영하는 전력 소모율 테이블이 내장되어 있다. 이 전력 소모 테이블은 각 장비에 대한 실험을 통해 미리 측정되어 입력되어 있는 값들로 구성된다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 먼저 단계 S111에서는, 송신단(10)이 데이터가 포함된 패킷을 경로 A를 통하여 제1 네트워크 장비(101)로 전송하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S112에서는, 제1 네트워크 장비(101)가 자체 내장된 제1 전력 소모율 테이블을 참조하여 송신단(10)으로부터 전송받은 패킷의 전송 처리에 필요한 제1 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S113에서는, 제1 네트워크 장비(101)가 자신이 연산한 제1 전력량 정보를 송신단(10)으로부터 전송받은 패킷의 헤더에 저장하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S114에서는, 제1 네트워크 장비(101)가 제1 전력량 정보가 저장되어 있는 패킷을 제2 네트워크 장비(102)로 전송하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S115에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 자체 내장된 제2 전력 소모율 테이블을 참조하여 제1 네트워크 장비(101)로부터 전송받은 패킷의 전송 처리에 필요한 제2 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S116에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 제1 전력량 정보와 제2 전력량 정보를 합산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S117에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 합산된 전력량 정보를 제1 네트워크 장비(101)로부터 전송받은 패킷의 헤더에 저장하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S118에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 합산된 전력량 정보가 저장된 패킷을 제3 네트워크 장비(103)로 전송하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S119에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 자체 내장된 제3 전력 소모율 테이블을 참조하여 제2 네트워크 장비(102)로부터 전송받은 패킷의 전송 처리에 필요한 제3 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S120에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 자신이 연산한 제3 전력량 정보와 제2 네트워크 장비(102)로부터 전송받은 패킷에 저장된 전력량 정보를 합산하여 누적 전력량 정보를 생성하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S121에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 누적 전력량 정보를 제2 네트워크 장비(102)로부터 전송받은 패킷의 헤더에 저장하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S122에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 누적 전력량 정보가 저장된 패킷을 수신단(20)으로 전송하는 과정이 수행된다.
이러한 패킷 전송 과정을 통하여 네트워크의 최종 수신단(20)이 수신한 패킷의 헤더에는 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 제1 네트워크 장비(101), 제2 네트워크 장비(102) 및 제3 네트워크 장비(103)가 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장되며, 이 누적 전력량 정보는 네트워크 경로상의 에너지 효율성 분석 등과 같은 다양한 용도로 활용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 적용되는 IP 패킷의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, Version은 IP의 버전을 나타낸 필드이다.
IHL(Internet Header Length)은 헤더의 길이를 나타내는 필드이다.
TOS(Type of Service)는 QoS(Quality of Service)가 요구하는 추상적인 파라미터들을 제공하는 필드이다.
Total Length는 이더넷 프레임에서 MAC 헤더를 제외한즉, IP 헤더부터 시작하는 데이터그램(datagram)의 길이를 나타내는 필드이다.
Identification은 단편화(fragmentation)된 데이터그램의 단편(fragment)들을 재조립(reassembly)하는데 사용되는 identifying value를 나타내는 필드이다.
Fragment Offset은 데이터그램의 단편(fragment)이 어디에 있는지를 나타내는 필드이다.
TTL(Time to Live)은 Time to Live 값을 저장한 필드이다.
Protocol은 다음 레벨의 프로토콜을 명시한 필드이다.
Header Checksum은 출발지(Source)와 목적지(Destination)의 패킷 통신에 있어 유효성을 체크하는 역할을 한다. 즉, 출발지가 목적지에 보낼 패킷의 체크썸을 구한 후, 목적지에 패킷을 보내고, 목적지는 받은 패킷의 체크썸을 구하여 두 체크썸의 값이 일치하면 유효한 패킷이라 간주하고 받는다. 만약, 두 체크썸의 값이 일치하지 않으면 유효하지 않은 패킷이라 간주하고, 목적지는 받은 패킷을 버린 후 출발지로부터 다음 패킷이 오기를 기다린다.
Source Address는 출발지(Source)의 IP 주소이다.
Destination Address는 목적지(Destination)의 IP 주소이다.
Options은 옵션 필드이다. 이 옵션 필드는 데이터그램에 포함이 되어있을 수도 있고 되어있지 않을 수도 있기 때문에 그 길이가 가변적이다. 앞서 설명한 바 있지만 본 실시 예에서는, IP 패킷의 헤더의 옵션 영역이 비어있는 경우가 많은 점을 고려하여, 전력량 정보는 패킷을 구성하는 헤더의 옵션 영역에 저장한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 대다수의 인터넷 트래픽은 IP 계층을 포함하는 패킷이므로, 별도의 프로토콜 설계 없이 IP 헤더의 OPTION 필드에 신규로 소비전력 정보를 위한 플래그(flag) 값을 정의하여 상호호환성을 보장할 수 있다. 즉 IP Options 필드에서 추후 사용을 위해 남겨 놓은 영역에 에너지 측정을 위한 코드 값을 정의하여 네트워크 장비에서 IP 헤더의 IP Options 값을 체크하여 해당하는 코드 값이면 앞서 설명한 일련의 처리 과정을 수행하는 것이다.
Padding은 아무 내용이 없는 필드이다. 단지, 옵션 필드를 포함하여 길이를 32비트로 맞추기 위하여 옵션 필드가 끝난 후 남은 비트들을 단순히 0으로 채우는 필드이다.
Data는 실제 단편화(fragmentation)된 메시지가 저장되는 필드이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 제2 실시 예가 적용되는 네트워크 시스템 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법은 수신 단계(S20), 전력량 정보 연산 단계(S22), 전력량 정보 갱신 단계(S24) 및 송신 단계(S26)를 포함하여 구성된다. 제2 실시 예에서는 제1 실시 예와 달리, 전력량 정보가 별도로 생성한 전력 정보 패킷에 저장된다.
수신 단계(S20)에서는 네트워크 장비가 선순위 네트워크 장비로부터 데이터가 포함된 패킷과 전력 정보 패킷을 수신하는 과정이 수행된다. 전력 정보 패킷에는 선순위 네트워크 장비가 자신보다 선순위에 위치한 네트워크 장비 또는 송신단으로부터 수신한 패킷을 전송 처리하는데 소모한 전력량 정보가 포함되어 있다.
전력량 정보 연산 단계(S22)에서는, 네트워크 장비가 자체 내장되어 있는 전력 소모율 테이블을 참조하여 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷의 전송 처리에 필요한 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다. 이 전력 소모율 테이블에는 네트워크 장비가 단위 패킷을 처리하는데 소모하는 단위 패킷 처리 전력량이 트래픽 로드(traffic load)별로 미리 측정되어 저장되어 있다.
예를 들어, 전력 소모율 테이블을 구간화된 트래픽 로드들과 이들 구간들에 각각 대응하는 소모 전력 측정치들로 구성하고, 네트워크 장비가 이 전력 소모율 테이블을 참조하여 현재 자신에게 가해지는 트래픽 로드에 대응하는 단위 패킷 처리 전력량에 현재 자신에게 처리 요청된 패킷의 크기를 곱하여 전력량 정보를 연산하도록 구성될 수 있다.
전력량 정보 갱신 단계(S24)에서는, 네트워크 장비가 전력 소모율 테이블을 참조하여 연산한 전력량 정보와 선순위 네트워크 장비로부터 전송받은 전력 정보 패킷에 저장되어 있는 전력량 정보를 합산하여 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 전력 정보 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 과정이 수행된다.
예를 들어, 이 전력량 정보는 전력 정보 패킷의 헤더 영역 또는 데이터 영역에 저장될 수 있다.
송신 단계(S26)에서는, 네트워크 장비가 데이터가 포함되어 있는 패킷과 갱신된 전력량 정보가 저장되어 있는 전력 정보 패킷을 네트워크 경로상에서 자신보다 후순위에 위치한 후순위 네트워크 장비로 송신하는 과정이 수행된다.
이러한 패킷 전송 과정을 통하여 네트워크의 최종 수신단이 수신한 전력 정보 패킷에는 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 모든 네트워크 장비들이 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장된다.
이하에서는 구체적인 예를 들어 본 발명의 제2 실시 예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 있어서, 패킷이 전송되는 네트워크 경로에 3개의 네트워크 장비가 위치한 경우를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 통해 제시된 예에서, 각각의 네트워크 장비에는 각 장비의 특성을 반영하는 전력 소모율 테이블이 내장되어 있다. 이 전력 소모 테이블은 각 장비에 대한 실험을 통해 미리 측정되어 입력되어 있는 값들로 구성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저 단계 S211에서는, 송신단(10)이 데이터가 포함된 패킷을 경로 A를 통하여 제1 네트워크 장비(101)로 전송하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S212에서는, 제1 네트워크 장비(101)가 자체 내장된 제1 전력 소모율 테이블을 참조하여 송신단(10)으로부터 전송받은 패킷의 전송 처리에 필요한 제1 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S213에서는, 제1 네트워크 장비(101)가 제1 전력량 정보가 저장되는 별도의 전력 정보 패킷을 생성하고, 이 전력 정보 패킷에 제1 전력량 정보를 저장하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S214에서는, 제1 네트워크 장비(101)가 송신단(10)으로부터 전송받은 패킷과 제1 전력량 정보가 저장된 전력 정보 패킷을 제2 네트워크 장비(102)로 전송하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S215에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 제2 전력 소모율 테이블을 참조하여 제1 네트워크 장비(101)로부터 전송받은 패킷의 전송 처리에 필요한 제2 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S216에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 전력 정보 패킷에 저장되어 있는 제1 전력량 정보와 제2 전력 소모율 테이블을 참조하여 연산한 제2 전력량 정보를 합산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S217에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 합산된 전력량 정보를 전력 정보 패킷에 저장함으로써, 전력 정보 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S218에서는, 제2 네트워크 장비(102)가 제1 네트워크 장비(101)로부터 전송받은 패킷과 합산된 전력량 정보가 저장된 전력 정보 패킷을 제3 네트워크 장비(103)로 전송하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S219에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 제3 전력 소모율 테이블을 참조하여 제2 네트워크 장비(102)로부터 전송받은 패킷의 전송 처리에 필요한 제3 전력량 정보를 연산하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S220에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 자신이 연산한 제3 전력량 정보와 제2 네트워크 장비(102)로부터 전송받은 전력 정보 패킷에 저장된 전력량 정보를 합산함으로써, 누적 전력량 정보를 생성하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S221에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 누적 전력량 정보를 전력 정보 패킷에 저장함으로써, 전력량 정보를 최종 갱신하는 과정이 수행된다.
다음으로 단계 S222에서는, 제3 네트워크 장비(103)가 제2 네트워크 장비(102)로부터 전송받은 패킷과 누적 전력량 정보가 저장된 전력 정보 패킷을 수신단(20)으로 전송하는 과정이 수행된다.
이러한 패킷 전송 과정을 통하여 네트워크의 최종적인 수신단(20)이 수신한 전력 정보 패킷의 헤더에는 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 제1 네트워크 장비(101), 제2 네트워크 장비(102) 및 제3 네트워크 장비(103)가 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장되며, 이 누적 전력량 정보는 네트워크 경로상의 에너지 효율성 분석 등과 같은 다양한 용도로 활용될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 패킷이 전송되는 네트워크 경로 상에서 네트워크 장비들에 의해 소비되는 에너지를 소프트웨어적인 방식을 이용하여 저비용으로 간접 측정할 수 있는 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, 별도의 물리적인 전력 측정 장치를 사용하지 않고, 각 네트워크 장비에 내장된 전력 소모율 테이블과 각 네트워크에서 측정된 트래픽 로드(traffic load)를 이용하여 패킷이 전송되는 네트워크 경로 상에서 네트워크 장비들에 의해 소비되는 에너지를 효율적으로 측정하여 사용자에게 실시간 제공할 수 있는 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법이 제공되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10: 송신단
20: 수신단
101: 제1 네트워크 장비
102: 제2 네트워크 장비
103: 제3 네트워크 장비
104: 제4 네트워크 장비
105: 제5 네트워크 장비
S10, S20: 수신 단계
S12, S22: 전력량 정보 연산 단계
S14, S24: 전력량 정보 갱신 단계
S16, S26: 송신 단계

Claims (8)

  1. 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들의 에너지 소모량을 간접적으로 측정하기 위한 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서,
    네트워크 장비가 선순위 네트워크 장비로부터 상기 선순위 네트워크 장비가 패킷을 전송 처리하는데 소모한 전력량 정보가 포함된 패킷을 수신하는 수신 단계;
    상기 네트워크 장비가 단위 패킷을 처리하는데 소모하는 단위 패킷 처리 전력량이 트래픽 로드(traffic load)별로 미리 측정되어 저장되어 있는 전력 소모율 테이블을 참조하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷의 전송 처리에 필요한 전력량 정보를 연산하는 전력량 정보 연산 단계;
    상기 네트워크 장비가 상기 전력량 정보와 상기 선순위 네트워크 장비로부터 전송받은 패킷의 헤더에 저장되어 있는 전력량 정보를 합산하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 전력량 정보 갱신 단계; 및
    상기 네트워크 장비가 갱신된 전력량 정보가 저장되어 있는 패킷을 후순위 네트워크 장비로 송신하는 송신 단계를 포함하되,
    상기 전력량 정보 연산 단계는, 상기 네트워크 장비가 상기 전력 소모율 테이블을 참조하여 현재 자신의 트래픽 로드에 대응하는 단위 패킷 처리 전력량에 현재 자신에게 처리 요청된 패킷의 크기를 곱하여 상기 전력량 정보를 연산하는 것을 포함하는, 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력량 정보는 패킷을 구성하는 헤더의 옵션 영역에 저장되는 것을 특징으로 하는, 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크의 최종 수신단이 수신한 패킷의 헤더에는 상기 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들이 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장되는 것을 특징으로 하는, 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법.
  5. 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들의 에너지 소모량을 간접적으로 측정하기 위한 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법에 있어서,
    네트워크 장비가 선순위 네트워크 장비로부터 데이터가 포함된 패킷과 상기 선순위 네트워크 장비가 상기 패킷을 전송 처리하는데 소모한 전력량 정보가 포함된 전력 정보 패킷을 수신하는 수신 단계;
    상기 네트워크 장비가 단위 패킷을 처리하는데 소모하는 단위 패킷 처리 전력량이 트래픽 로드(traffic load)별로 미리 측정되어 저장되어 있는 전력 소모율 테이블을 참조하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 패킷의 전송 처리에 필요한 전력량 정보를 연산하는 전력량 정보 연산 단계;
    상기 네트워크 장비가 상기 전력량 정보와 상기 선순위 네트워크 장비로부터 전송받은 전력 정보 패킷에 저장되어 있는 전력량 정보를 합산하여 상기 선순위 네트워크 장비로부터 수신한 전력 정보 패킷에 저장된 전력량 정보를 갱신하는 전력량 정보 갱신 단계; 및
    상기 네트워크 장비가 상기 패킷과 갱신된 전력량 정보가 저장되어 있는 전력 정보 패킷을 후순위 네트워크 장비로 송신하는 송신 단계를 포함하되, 상기 전력량 정보 연산 단계는, 상기 네트워크 장비가 상기 전력 소모율 테이블을 참조하여 현재 자신의 트래픽 로드에 대응하는 단위 패킷 처리 전력량에 현재 자신에게 처리 요청된 패킷의 크기를 곱하여 상기 전력량 정보를 연산하는 것을 포함하는, 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전력량 정보는 상기 전력 정보 패킷의 헤더 영역 또는 데이터 영역에 저장되는 것을 특징으로 하는, 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 네트워크의 최종 수신단이 수신한 전력 정보 패킷에는 상기 네트워크를 구성하는 경로에 위치한 네트워크 장비들이 소모한 전체 전력량인 누적 전력량 정보가 저장되는 것을 특징으로 하는, 네트워크 경로 에너지 간접 측정방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100651515B1 (ko) * 2003-05-06 2006-11-29 삼성전자주식회사 이동 에드 혹 네트워크에서의 경로 검색 장치 및 방법
JP2013207435A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Nec Corp パケット転送システム、パケット転送機器及びそれらに用いる経路確認方法

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