KR101538419B1 - 노드 간 거리 인자 설계 장치 및 방법 - Google Patents

노드 간 거리 인자 설계 장치 및 방법 Download PDF

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이원준
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Abstract

노드 장치 간 거리 인자 설계 장치를 통한 노드 장치 간 거리 인자 설계 시. 복수의 노드 장치 별로 적어도 하나의 다른 노드 장치와의 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나를 통한 경로를 산출하고, 산출한 경로로부터 복수의 노드 장치 중 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분하고, 링크 조건 별 경로의 거리 인자 값을 산출하고, 거리 인자 값에 기초하여 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간의 최소 거리 인자 값을 산출하고, 노드 장치 별로 최소 거리 인자 값에 기초하여 상대 노드 장치를 결정하되, 링크 조건은 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간에 유선 링크로만 경로가 설정되는 제 1 링크 조건, 유선 링크 및 무선 링크가 공존하여 경로가 설정되는 제 2 링크 조건 및 무선 링크로만 경로가 설정되는 제 3 링크 조건을 포함한다.

Description

노드 간 거리 인자 설계 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISTANCE METRIC DESIGN BETWEEN NODES}
본 발명은 유선 링크 및 무선 링크가 공존하는 네트워크에서 노드 장치 간의 거리 인자를 설계하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
데이터 센터 네트워크에서는 시스템의 효율적 구현을 위해 가상머신(Virtual Machine)을 생성하고 이를 물리적 장치(Physical Machine, PM)에 배치하는 기술이 필요하다. 특히, 적절한 물리적 장치(즉, 물리적 노드)의 선택은 시스템 성능에 영향을 미치기 때문에 다양한 연구가 진행되고 있다.
가상 머신의 배치 시 고려되는 자원으로서 CPU, 메모리, 네트워크, 디스크 등이 있으며, 그 중 네트워크 자원은 요구량의 증가율이 매우 높고 사용량의 동적 변화율이 높아 가장 중요하게 고려되고 있다. 기존에는 두 물리적 노드 사이의 정적인 단일 경로의 가정 하에 홉(hop) 카운트나 스위치의 수 등의 거리 인자를 통신비용(communication cost)로 사용하였다. 종래에는, 가상머신 배치 시, 네트워크 트래픽을 많이 발생시키는 가상 머신 페어(pair)일수록 더 짧은 거리 인자를 갖는 물리적 노드들에 배치시켜 네트워크 상의 트래픽 부하를 줄이는 방식을 사용하였다.
이와 관련하여, 대한민국등록특허 제 1148785 호(발명의 명칭: 라우팅설정장치 및 라우팅설정방법)에서는, 이웃 노드와 목적지 노드의 위치정보를 제공하는 이웃노드 검색모듈, 상기 이웃노드의 위치정보와 상기 목적지 노드의 위치정보를 이용하여 상기 이웃 노드와 상기 목적지 노드 사이의 경로 정보를 제공하는 지도정보모듈, 소스 노드의 위치 정보를 제공하는 위치정보모듈, 상기 이웃노드 검색모듈로부터 상기 이웃 노드 및 상기 목적지 노드의 위치정보를 입력받아 각 이웃 노드의 전파환경정보를 제공하는 전파환경 정보모듈, 상기 지도정보모듈로부터 상기 이웃 노드와 상기 목적지 노드 사이의 경로에 대한 정보를 제공받아 최단경로를 결정하는 최단경로 결정모듈, 상기 이웃 노드와 상기 목적지 노드의 위치정보를 입력받아 계산된 상기 이웃 노드와 상기 목적지 노드의 거리와, 상기 전파환경정보를 이용하여 상기 이웃 노드와 상기 목적지 노드 사이의 최단전파거리를 결정하는 전파거리 결정모듈, 및 상기 최단경로 결정모듈 및 상기 전파거리결정모듈로부터 상기 최단경로와 상기 최단전파거리를 각각 입력받아 상기 소스 노드와 상기 통신가능한 이웃노드들 중 무선신호를 입력받을 이웃 노드를 선택하는 노드선택모듈을 포함하는 라우팅 설정 장치의 구성을 개시하고 있다.
한편, 최근에는 데이터 센터 네트워크에서 트래픽의 지속적이고 빠른 증가로 인해 네트워크 수율을 증대시킬 수 있는 다양한 방안들이 논의되고 있다. 이중에서도 무선 링크를 통한 수율 증대는 다양한 장점들로 인해 많은 관심을 받고 있다. 데이터 센터 네트워크의 트래픽은 급격한 변화를 보이기 때문에 무선 링크의 추가 방식은 쉬운 설치에 실시간 토폴로지 변화까지 가능하다는 장점으로 적응적 대응이 가능하다.
이러한, 무선 링크는 높은 데이터 전송률 지원하는 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 지향성 안테나를 활용하여 실내 등의 제한된 환경에서도 안정적인 신호 전송이 가능하여 데이터 전송 지연에 민감하고 고속의 네트워크 성능을 요구하는 데이터 센터 네트워크에도 적합하다.
그런데, 네트워크 수율 증대를 위해 무선링크가 추가되는 경우 기존의 거리 인자의 직접적 활용이 어려워짐에 따라, 무선 링크를 효과적으로 반영할 수 있는 거리 인자 설계를 통한 효과적인 가상 머신 배치 방식이 필요하다. 즉, 데이터 센터 네트워크 등의 대용량 트래픽이 발생되는 네트워크에서 유선 및 무선 링크가 공존하는 환경에서 최적의 노드 장치 페어(pair)를 설정하기 위한 거리 인자 설계 방식이 요구된다.
본 발명의 실시예는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 네트워크 환경에서 노드 장치 간에 거리 인자를 설계하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 데이터 센터 네트워크 환경에서 노드 장치 간에 유선 및 무선 링크 중 적어도 하나를 고려하여 거리 인자를 설계하여 최적의 노드 장치 페어(pair)에 가상 머신 페어를 배치하는 거리 인자 설계 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 노드 장치 간 거리 인자를 설계하는 장치에 있어서, 복수의 노드 장치 별로 적어도 하나의 다른 노드 장치와의 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나를 통한 경로를 산출하는 경로 산출부, 상기 경로 산출부가 산출한 경로로부터 상기 복수의 노드 장치 중 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분하고, 상기 링크 조건 별 경로의 거리 인자 값을 산출하고, 상기 거리 인자 값에 기초하여 상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간의 최소 거리 인자 값을 산출하는 거리 인자 산출부, 및 상기 노드 장치 별로 상기 최소 거리 인자 값에 기초하여 상대 노드 장치를 결정하는 상대 노드 결정부를 포함하고, 상기 링크 조건은, 상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간에, 유선 링크로만 경로가 설정되는 제 1 링크 조건, 유선 링크 및 무선 링크가 공존하여 경로가 설정되는 제 2 링크 조건, 및 무선 링크로만 경로가 설정되는 제 3 링크 조건을 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 측면에 따른, 노드 장치 간 거리 인자 설계 장치를 통한 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법에 있어서, 복수의 노드 장치 별로 적어도 하나의 다른 노드 장치와의 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나를 통한 경로를 산출하는 단계; 상기 산출한 경로로부터 상기 복수의 노드 장치 중 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분하고, 상기 링크 조건 별 경로의 거리 인자 값을 산출하는 단계; 상기 거리 인자 값에 기초하여 상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간의 최소 거리 인자 값을 산출하는 단계; 및 상기 노드 장치 별로 상기 최소 거리 인자 값에 기초하여 상대 노드 장치를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 링크 조건은, 상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간에, 유선 링크로만 경로가 설정되는 제 1 링크 조건, 유선 링크 및 무선 링크가 공존하여 경로가 설정되는 제 2 링크 조건, 및 무선 링크로만 경로가 설정되는 제 3 링크 조건을 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 유선 및 무선 링크 중 적어도 하나의 링크로 구성된 데이터 센터 네트워크에서 네트워크 트래픽을 고려하여 물리적 노드 장치에 가상 머신을 배치할 때 사용되는 최적의 거리 인자를 설계할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 유선 및 무선 링크가 공존하여 구성된 네트워크 환경에서 무선 링크의 영향을 고려한 거리 인자를 활용하여 가상 머신을 배치함에 따라, 네트워크상의 트래픽 부하를 감소시켜 시스템 처리량을 높이고 트래픽 지연을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 데이터 센터 네크워크의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 상단에 무선 장치가 장착된 랙들이 배치된 평면도의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 인자 설계 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 거리 인자 설계를 위한 노드 장치 배치의 다양한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.
이하에서는 본 발명이 적용되는 네트워크를 데이터 센터 네트워크로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 적용되는 네트워크는 데이터 센서 네트워크에 한정되는 것이 아니라, 복수의 노드 장치 간에 유선 및 무선 링크 중 적어도 하나의 링크가 연결되어 데이터 트래픽이 발생되는 다양한 네트워크에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 데이터 센터 네크워크의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 데이터 센터 네트워크(100)는, 복수의 물리적 노드 장치(이하, '노드 장치'라고 지칭함)(10), 각각 적어도 하나의 노드 장치(10)를 구비(수납)하는 복수의 랙(rack)(20), 복수의 노드 장치(10)들 간에 유선 링크를 설정하는 스위치(30, 40, 50) 및 복수의 노드 장치(10)들 간에 무선 링크를 설정하는 무선 장치(60)를 포함한다.
특히, 도 1에서는 하기 도 3에서 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 인자 설계 장치(200)가 임의의 노드 장치(10) 내에 포함되는 것을 일례로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 인자 설계 장치(200)는 노드 장치(10) 내에 포함되는 것으로 한정되는 것이 아니라, 데이터 센터 네트워크(10) 상에 독립적으로 구성되어 각 노드 장치(10), 스위치(30, 40, 50) 및 무선 장치(60) 중 적어도 하나와 연결될 수 있다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 스위치(30, 40, 50)는 복수의 계층으로 구현될 수 있다. 이때, 스위치(30, 40,50)는 하나의 랙(20)에 구비된 복수의 노드 장치(10)들 간에 유선 링크를 연결하거나, 복수의 랙(20) 간에 유선 링크를 연결한다.
도 1에서는, 복수의 랙(20) 간에 세 개의 계층으로 구성된 스위치, 구체적으로 최상위 계층에 코어(core) 스위치(50), 중간 계층에 어그리게이션(aggregation) 스위치(40), 및 최하위 계층에 에지(edge) 스위치(30)들이 위치한 것을 나타내었다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서 거리 인자는 스위치의 종류와 계층의 수에 제한되지 않으며, 하나의 랙(20) 안에 복수 개(예를 들어, 수십 개)의 노드 장치(10)들이 포함될 수 있다. 이러한 노드 장치(10)들은 각각 에지 스위치(30)에 연결되고, 에지 스위치(30)들은 상위 계층인 어그리게이션 스위치(40)에 연결되며, 어그리게이션 스위치(40)들은 최상위 계층의 코어 스위치(50)에 연결된다.
또한, 도 1에서는 무선 장치(60)가 다른 장애물이 없이 가시거리(LoS, line-of-sight)를 보장할 수 있도록, 랙(20)의 상단에 위치된 것을 예로서 나타내었다. 그러나, 무선 장치(60)는 계층이나 종류에 상관없이 임의의 스위치에 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 2는 본 발명의 일 실시예에서 상단에 무선 장치가 장착된 랙들이 배치된 평면도의 예를 나타낸 도면이다.
도 2에서와 같이 랙(20) 상단에 각 1개씩의 무선 장치(60)가 서로 마주보도록 배치되어, 기설정된 주파수 대역으로 무선 링크를 통해 통신한다. 참고로, 랙(20) 상단에 임의의 수의 무선 장치(60)를 임의의 위치나 방향에 배치할 수도 있다.
참고로, 무선 장치(60)가 60GHz 대역에서 통신할 경우 무지향성(omni-directional) 안테나보다는 지향성(directional) 안테나를 사용할 수 있다. 이때, 지향성 안테나를 사용할 경우, 한 번에 통신 가능한 범위 내의 수신 장치의 수는 제한적일 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 장치 간 거리 인자 설계 방식에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 인자 설계 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 인자 설계 장치(200)는, 경로 산출부(210), 거리 인자 산출부(220), 상대 노드 결정부(230) 및 가상 머신 배치부(240)를 포함한다.
경로 산출부(210)는 복수의 노드 장치(10) 별로 적어도 하나의 다른 노드 장치와의 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나를 통한 경로를 산출한다.
거리 인자 산출부(220)는 경로 산출부(210)가 산출한 경로로부터 복수의 노드 장치(10) 중 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분한다. 그리고, 거리 인자 산출부(220)는 링크 조건 별 경로의 거리 인자 값을 산출하고, 거리 인자 값에 기초하여 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간의 최소 거리 인자 값을 산출한다. 참고로, 거리 인자 산출부(220)는 상기 링크 조건으로서, 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간에, 유선 링크로만 경로가 설정되는 제 1 링크 조건, 유선 링크 및 무선 링크가 공존하여 경로가 설정되는 제 2 링크 조건, 및 무선 링크로만 경로가 설정되는 제 3 링크 조건 중 적어도 하나의 조건을 설정한다.
이때, 거리 인자 산출부(220)는 복수의 종류로 설정된 거리 인자 산출 함수를 연산하여 상기 거리 인자 값을 산출한다.
먼저, 첫 번째 거리 인자 산출 방식에서, 거리 인자 산출부(220)는 유선 링크만으로 이루어진 경로(즉, 제 1 링크 조건)와 무선 링크를 포함한 경로(즉, 제 2 링크 조건)를 대등하게 처리하여, 두 링크 조건에서의 경로 값 중 더 작은 값을 갖는 경로를 활용 가능성이 높다고 판단한다. 이에 따라, 거리 인자 산출부(220)는 기설정된 제 1 거리 인자 산출 함수를 연산하여 거리 인자 값을 산출한다. 구체적으로, 제 1 거리 인자 산출 함수는, 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉(hop) 카운트 값을 분자로 갖되 상기 유선 링크의 전송률 대비 상기 무선 링크의 전송률에 기초한 제 1 계수를 분모로 갖는 제 1 거리 인자 값과, 상기 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값 중 최소 값을 산출한다.
이러한, 제 1 거리 인자 산출 함수는 다음 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014038654780-pat00001
HE i ,j는 노드 장치 i와 j 사이의 유선 링크만으로 구성된 경로 중 가장 짧은 경로의 홉 카운트를 나타낸다. 그리고, HW i ,j는 노드 장치 i와 j 사이의 무선 링크가 포함된 경로 중 가장 짧은 경로의 홉 카운트를 나타낸다. 만약, 무선 링크를 포함한 경로가 없을 때는 HW i ,j를 무한대로 본다. 즉, 거리 인자 값은 HE i ,j이 된다.
스케일링 팩터(Scaling factor)인 s는 1보다 작은 값으로 E와 A 사이의 유선 링크의 전송률 대비 무선 링크의 전송률을 나타낸다. 하나의 경로 안에 무선 링크가 둘 이상 있을 경우 s는 평균 값 또는 최저 값을 활용할 수 있다.
또한, k 값은 상수 1을 쓰거나, 하나의 경로 안에 무선 링크가 하나 이상 있는 경우 k 값에 무선 링크의 수를 대입하여 사용할 수 있다.
다음으로, 두 번째 거리 인자 산출 방식에서, 거리 인자 산출부(220)는 무선 링크가 보조적인 역할이라는 점을 고려하여 거리 인자를 설계한다. 즉, 무선 링크는 채널 할당이 필요하고 간섭에 의한 전송률 감소 등이 발생할 수 있는 점 등을 고려하면, 유선 링크만으로 구성(즉, 제 1 링크 조건)된 경로에 비하여 무선 링크가 포함된 경로(즉, 제 2 링크 조건)를 대등하게 사용하는 것은 현실성이 떨어질 수 있다.
이에 따라, 거리 인자 산출부(220)는 기설정된 제 2 거리 인자 산출 함수를 연산하여 거리 인자 값을 산출한다. 구체적으로, 제 2 거리 인자 산출 함수는, 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값을 분모로 갖되, 제 2 링크 조건의 최소 경로에 포함된 무선 링크의 수가 많을수록 작은 값을 갖는 제 2 계수를 분자로 갖는 제 2 거리 인자 값을, 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값으로부터 감산한 값을 산출한다.
이러한, 제 2 거리 인자 산출 함수는 다음 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014038654780-pat00002
HE i ,j는 노드 장치 i와 j 사이의 유선 링크만으로 구성된 경로 중 가장 짧은 경로의 홉 카운트를 나타낸다. HW i ,j는 노드 장치 i와 j 사이의 무선 링크가 포함된 경로 중 가장 짧은 경로의 홉 카운트를 나타낸다. 무선 링크를 포함한 경로가 없을 때는 HW i ,j를 무한대로 본다. 즉,
Figure 112014038654780-pat00003
는 0이 된다.
k의 값은 무선 링크가 포함된 경로 HW i ,j에 있는 무선 링크의 수를 나타낸다.
웨이팅 팩터(Weighting factor)인 ω는, 1보다 작고 0보다 큰 값으로서 k 값이 커질수록 거리 인자 값의 감소 폭은 작아진다.
다음으로, 세 번째 거리 인자 산출 방식에서, 거리 인자 산출부(220)는 유선 링크 없이 무선 링크만 존재하는 상황(즉, 제 3 링크 조건)에서의 거리 인자를 산출한다.
이때, 거리 인자 산출부(220)는 기설정된 제 3 거리 인자 산출 함수를 연산하여 거리 인자 값을 산출한다. 구체적으로, 제 3 거리 인자 산출 함수는, 제 3 링크 조건의 경로에 포함된 무선 링크 별로 간섭 영향을 미치는 적어도 하나의 다른 무선 링크의 합에 기초한 제 3 계수를 분자로 갖되, 각 무선 링크의 데이터 전송률을 분모로 갖는 제 3 거리 인자 값 중 최소 값을 산출하는 제3 거리 인자 산출 함수 중 적어도 하나를 연산한다.
이러한, 제 3 거리 인자 산출 함수는 다음 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112014038654780-pat00004
Pi ,j는 노드 장치 i와 j 사이의 경로를 나타낸다.
Lx ,y는 주어진 경로 Pi ,j에 있는 무선 링크를 나타낸다.
Ix ,y는 링크 Lx ,y에 간섭 영향을 미칠 수 있는 링크들의 합에 1을 더한 값이다. 즉 간섭 영향을 미칠 수 있는 링크가 없는 경우에 1이 된다.
Dx ,y는 링크 Lx ,y의 데이터 전송률이다. 거리 인자 값이 가장 작게 나타나는 Pi,j를 계산하고, 해당 거리 인자 값이 노드 장치 i와 j사이의 거리 인자 값이 된다.
한편, 상대 노드 결정부(230)는 노드 장치(10) 별로 거리 인자 산출부(220)가 산출한 최소 거리 인자 값에 기초하여 상대 노드 장치를 결정한다.
즉, 상대 노드 결정부(230)는 노드 장치(10) 별로 거리 인자 산출부(220)가 제 1 내지 제 3 거리 인자 산출 함수 중 적어도 하나를 통해 연산한 거리 인자 값이 가장 최소 값을 갖는 다른 노드 장치를 해당 노드 장치(10)의 상대 노드로 결정한다.
가상 머신 배치부(240)는 노드 장치(10)에 기설정된 가상 머신을 배치한다.
이때, 가상 머신 배치부(240)는 어느 하나의 노드 장치(10) 및 해당 노드 장치에 대해 상대 노드 결정부(230)가 결정한 상대 노드 장치를 포함하는 노드 장치 페어(pair)를 설정한다. 그리고, 가상 머신 배치부(240)는 기설정된 가상 머신 페어(pair)를 노드 장치 페어에 분배하여 배치한다.
또한, 가상 머신 배치부(240)는 산출한 경로의 변경 발생에 의해 노드 장치 페어를 구성하는 노드 장치 중 적어도 하나가 변경되면, 가상 머신 페어 중 적어도 하나의 가상 머신을 변경된 노드 장치로 마이그레이션한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 거리 인자 설계를 위한 노드 장치 배치의 다양한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 센터 네트워크의 임의의 배치 예를 나타낸 도면이다.
무선 링크의 고려 없이 유선 링크로 구성된 경로만 고려하는 경우 노드 장치(10-1)과 나머지 노드 장치(10-2, 10-3, 10-4) 사이의 거리 인자 값(δ)은 각각 다음과 같다.
노드 장치(10-1) 및 노드 장치(10-2), 노드 장치(10-1) 및 노드 장치(10-3), 노드 장치(10-1) 및 노드 장치(10-4) 간의 각 거리 인자 값은 다음 수학식과 같다.
δ1,2 = HE 1 ,2 = 4
δ1,3 = HE 1 ,3 = 4
δ1,4 = HE 1 ,4= 4
따라서 δ1,2 = δ1,3 = δ1,4가 된다.
이에 따라, 앞서 설명한 제 1 거리 인자 산출 함수의 연산에 따른 거리 인자 값은 다음과 같이 산출된다.
δ1,2 = min{4, 5/s} = 4
δ1,3 = min{4, 7/s} = 4
δ1,4 = min{4, 7/s} = 4
따라서 δ1,2 = δ1,3 = δ1,4가 된다.
다음으로, 앞서 설명한 제 2 거리 인자 산출 함수의 연산에 따른 거리 인자 값은 다음과 같이 산출된다.
δ1,2= 4 - ω/5
δ1,3 = 4 - ω/7
δ1,4 = 4 - ω/7
따라서 δ1,2< δ1,3 = δ1,4 가 된다.
마지막으로, 앞서 설명한 제 3 거리 인자 산출 함수는 도 4에서는 해당 사항이 없다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 센터 네트워크의 임의의 배치 예를 나타낸 도면이다.
상기 도 4에서와는 달리, 도 5에서는 데이터 센터 네트워크에 코어 스위치(50)가 추가되어 유선 링크로 구성된 경로의 홉 카운트가 변경되었다.
이때, 무선 링크의 고려 없이 유선 링크로 구성된 경로만 고려하는 경우 노드 장치(10-5)와 나머지 노드 장치(10-6 내지 10-8) 사이의 거리 인자 값은 각각 다음과 같다.
δ5,6 = HE 5 ,6 = 6
δ5,7 = HE 5 ,7 = 6
δ5,8 = HE 5 ,8 = 6
따라서 δ5,6 = δ5,7 = δ5,8 이 된다.
이에 따라, 제 1 거리 인자 산출 함수의 연산에 따른 거리 인자의 값은 다음과 같이 산출된다.
δ5,7 = min{6, 9/s} = 6
δ5,8 = min{6, 7/s} = 6
반면에 δ5,6의 값은 s의 값에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, s가 0.9인 경우 δ5,6 = min{6, 5/s} = 5/s이고, s가 0.8인 경우 δ5,6 = min{6, 5/s} = 6이다. 따라서 δ5,6≤ δ5,7 = δ5,8 가 된다.
다음으로, 앞서 설명한 제 2 거리 인자 산출 함수의 연산에 따른 거리 인자 값은 다음과 같이 산출된다.
δ5,6 = 6 - ω/5
δ5,8 = 6 - ω/7
δ5,7 = 6 - ω/9
따라서 δ5,6 < δ5,8 < δ5,7가 된다.
마지막으로, 앞서 설명한 제 3 거리 인자 산출 함수는 도 5에서는 해당 사항이 없다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 센터 네트워크의 임의의 배치 예를 나타낸 도면이다.
도 6에서는 무선 링크 P61과 P62만 서로 간섭을 일으킬 수 있다고 가정하고, 모든 무선 링크의 전송률을 1이라고 가정하였다. 이때, 각 노드 장치(10-9 내지 10-12) 사이의 거리 인자 값은 각각 다음과 같다.
δ9,11 = 2/1 = 2
δ10,11 = 2/1 = 2
δ11,12 = 1/1 = 1
δ9,12 = 2 + 1 = 3
이때, 하나의 노드 장치에 하나의 가상 머신만 배치할 수 있다고 가정했을 때, 도 6에서 노드 장치(10-11)의 위치에 배치한 가상 머신과 가장 높은 트래픽을 발생시키는 임의의 가상 머신을 나머지 노드 장치 중 어느 하나에 배치시키고자 하는 경우, 노드 장치(10-12)에 배치하는 것이 가장 효과적이다. 참고로, 하나의 노드 장치에 자원 요구량에 따라 하나 이상의 가상 머신을 배치하는 것도 가능하다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 다른 노드 장치 간 거리 인자 설계 장치(200)를 통한 거리 인자 설계 방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
먼저, 노드 장치 별 유선 및 무선 링크 경로를 산출한다(S710).
이때, 복수의 노드 장치 별로 적어도 하나의 다른 노드 장치와의 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나를 통한 경로를 산출한다.
그런 다음, 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분하고, 링크 조건 별 경로의 거리 인자 값을 산출한다(S720).
즉, 상기 단계(S710)에서 산출한 경로로부터, 복수의 노드 장치 중 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분한다.
이때, 기설정된 링크 조건은, 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간에, 유선 링크로만 경로가 설정되는 제 1 링크 조건, 유선 링크 및 무선 링크가 공존하여 경로가 설정되는 제 2 링크 조건, 및 무선 링크로만 경로가 설정되는 제 3 링크 조건을 포함한다.
또한, 기설정된 거리 인자 산출 함수를 연산하여 거리 인자 값을 산출하되, 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉(hop) 카운트 값을 분자로 갖되 상기 유선 링크의 전송률 대비 상기 무선 링크의 전송률에 기초한 제 1 계수를 분모로 갖는 제 1 거리 인자 값과 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값 중 최소 값을 산출하는 제 1 거리 인자 산출 함수, 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값을 분모로 갖되 상기 제 2 링크 조건의 최소 경로에 포함된 무선 링크의 수가 많을수록 작은 값을 갖는 제 2 계수를 분자로 갖는 제 2 거리 인자 값을 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값으로부터 감산한 값을 산출하는 제 2 거리 인자 산출 함수, 및 제 3 링크 조건의 경로에 포함된 무선 링크 별로 간섭 영향을 미치는 적어도 하나의 다른 무선 링크의 합에 기초한 제 3 계수를 분자로 갖되 각 무선 링크의 데이터 전송률을 분모로 갖는 제 3 거리 인자 값 중 최소 값을 산출하는 제3 거리 인자 산출 함수 중 적어도 하나의 함수를 연산하여 거리 인자 값을 산출한다.
다음으로, 거리 인자 값에 따른 노드 장치 간 최소 거리 인자 값을 산출한다(S730).
그런 다음, 산출된 최소 거리 인자 값에 기초하여 각 노드 장치 별로 상대 노드 장치를 결정한다(S740).
한편, 본 발명의 일 실시예에 다른 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법에서는, 상기 단계 (S740)에서 노드 장치 별로 상대 노드 장치를 결정한 후, 어느 하나의 노드 장치 및 어느 하나의 노드 장치에 대해 결정된 상기 상대 노드 장치를 포함하는 노드 장치 페어(pair)를 설정하는 단계, 및 기설정된 가상 머신 페어(pair)를 상기 노드 장치 페어에 분배하여 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 산출한 경로의 변경 발생에 의해 상기 노드 장치 페어를 구성하는 노드 장치 중 적어도 하나가 변경되면, 상기 가상 머신 페어 중 적어도 하나의 가상 머신을 상기 변경된 노드 장치로 마이그레이션하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 데이터 센터 네트워크
10: 노드 장치
20: 랙
30: 에지 스위치
40: 어그리게이션 스위치
50: 코어 스위치
60: 무선 장치
200: 거리 인자 설계 장치

Claims (10)

  1. 복수의 노드 장치 간 거리 인자를 설계하는 장치에 있어서,
    복수의 노드 장치 별로 적어도 하나의 다른 노드 장치와의 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나를 통한 경로를 산출하는 경로 산출부;
    상기 경로 산출부가 산출한 경로로부터 상기 복수의 노드 장치 중 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분하고, 상기 링크 조건 별 경로의 거리 인자 값을 산출하고, 상기 거리 인자 값에 기초하여 상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간의 최소 거리 인자 값을 산출하는 거리 인자 산출부;
    상기 노드 장치 별로 상기 최소 거리 인자 값에 기초하여 상대 노드 장치를 결정하는 상대 노드 결정부; 및
    상기 노드 장치에 가상 머신을 배치하되, 어느 하나의 노드 장치 및 상기 어느 하나의 노드 장치에 대해 상기 상대 노드 결정부가 결정한 상대 노드 장치를 포함하는 노드 장치 페어(pair)를 설정하고, 기설정된 가상 머신 페어(pair)를 상기 노드 장치 페어에 분배하여 배치하는 가상 머신 배치부를 포함하고,
    상기 링크 조건은,
    상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간에, 유선 링크로만 경로가 설정되는 제 1 링크 조건, 유선 링크 및 무선 링크가 공존하여 경로가 설정되는 제 2 링크 조건, 및 무선 링크로만 경로가 설정되는 제 3 링크 조건을 포함하는 노드 장치 간 거리 인자 설계 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리 인자 산출부는,
    기설정된 거리 인자 산출 함수를 연산하여 상기 거리 인자 값을 산출하되,
    상기 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉(hop) 카운트 값을 분자로 갖되 상기 유선 링크의 전송률 대비 상기 무선 링크의 전송률에 기초한 제 1 계수를 분모로 갖는 제 1 거리 인자 값과, 상기 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값 중 최소 값을 산출하는 제 1 거리 인자 산출 함수,
    상기 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값을 분모로 갖되 상기 제 2 링크 조건의 최소 경로에 포함된 무선 링크의 수가 많을수록 작은 값을 갖는 제 2 계수를 분자로 갖는 제 2 거리 인자 값을, 상기 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값으로부터 감산한 값을 산출하는 제 2 거리 인자 산출 함수, 및
    상기 제 3 링크 조건의 경로에 포함된 무선 링크 별로 간섭 영향을 미치는 적어도 하나의 다른 무선 링크의 합에 기초한 제 3 계수를 분자로 갖되 각 무선 링크의 데이터 전송률을 분모로 갖는 제 3 거리 인자 값 중 최소 값을 산출하는 제3 거리 인자 산출 함수 중 적어도 하나를 연산하는 노드 장치 간 거리 인자 설계 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상 머신 배치부는,
    상기 산출한 경로의 변경 발생에 의해 상기 노드 장치 페어를 구성하는 노드 장치 중 적어도 하나가 변경되면, 상기 가상 머신 페어 중 적어도 하나의 가상 머신을 상기 변경된 노드 장치로 마이그레이션하는 노드 장치 간 거리 인자 설계 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 노드 장치는 데이터 센터 네트워크에서 상기 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나의 링크를 연결하는 것인 노드 장치 간 거리 인자 설계 장치.
  6. 노드 장치 간 거리 인자 설계 장치를 통한 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법에 있어서,
    복수의 노드 장치 별로 적어도 하나의 다른 노드 장치와의 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나를 통한 경로를 산출하는 단계;
    상기 산출한 경로로부터 상기 복수의 노드 장치 중 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간 기설정된 링크 조건 별 경로를 구분하고, 상기 링크 조건 별 경로의 거리 인자 값을 산출하는 단계;
    상기 거리 인자 값에 기초하여 상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간의 최소 거리 인자 값을 산출하는 단계;
    상기 노드 장치 별로 상기 최소 거리 인자 값에 기초하여 상대 노드 장치를 결정하는 단계; 및
    어느 하나의 노드 장치 및 상기 어느 하나의 노드 장치에 대해 결정된 상기 상대 노드 장치를 포함하는 노드 장치 페어(pair)를 설정하는 단계; 및
    기설정된 가상 머신 페어(pair)를 상기 노드 장치 페어에 분배하여 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 링크 조건은,
    상기 제 1 노드 장치 및 제 2 노드 장치 간에, 유선 링크로만 경로가 설정되는 제 1 링크 조건, 유선 링크 및 무선 링크가 공존하여 경로가 설정되는 제 2 링크 조건, 및 무선 링크로만 경로가 설정되는 제 3 링크 조건을 포함하는 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 거리 인자 값을 산출하는 단계는,
    기설정된 거리 인자 산출 함수를 연산하여 상기 거리 인자 값을 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 거리 인자 산출 함수는,
    상기 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉(hop) 카운트 값을 분자로 갖되 상기 유선 링크의 전송률 대비 상기 무선 링크의 전송률에 기초한 제 1 계수를 분모로 갖는 제 1 거리 인자 값과, 상기 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값 중 최소 값을 산출하는 제 1 거리 인자 산출 함수,
    상기 제 2 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값을 분모로 갖되 상기 제 2 링크 조건의 최소 경로에 포함된 무선 링크의 수가 많을수록 작은 값을 갖는 제 2 계수를 분자로 갖는 제 2 거리 인자 값을, 상기 제 1 링크 조건에서의 최소 경로의 홉 카운트 값으로부터 감산한 값을 산출하는 제 2 거리 인자 산출 함수, 및
    상기 제 3 링크 조건의 경로에 포함된 무선 링크 별로 간섭 영향을 미치는 적어도 하나의 다른 무선 링크의 합에 기초한 제 3 계수를 분자로 갖되 각 무선 링크의 데이터 전송률을 분모로 갖는 제 3 거리 인자 값 중 최소 값을 산출하는 제3 거리 인자 산출 함수 중 적어도 하나를 포함하는 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 가상 머신 페어(pair)를 상기 노드 장치 페어에 분배하여 배치하는 단계 이후에,
    상기 산출한 경로의 변경 발생에 의해 상기 노드 장치 페어를 구성하는 노드 장치 중 적어도 하나가 변경되면, 상기 가상 머신 페어 중 적어도 하나의 가상 머신을 상기 변경된 노드 장치로 마이그레이션하는 단계를 더 포함하는 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 경로를 산출하는 단계는,
    데이터 센터 네트워크에서 상기 유선 링크 및 무선 링크 중 적어도 하나의 링크가 설정되는 상기 노드 장치 간 경로를 산출하는 노드 장치 간 거리 인자 설계 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030033709A (ko) * 2001-10-24 2003-05-01 에스케이 텔레콤주식회사 멀티-프로토콜 라벨 스위칭 망에서의 멀티캐스팅을 위한트래픽 경로결정 방법

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