KR101643552B1 - Method and apparatus for estimating available bandwidth and capacity of network paths in communication systems - Google Patents

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Abstract

통신시스템에서 네트워 경로들의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 방법이, 패킷추레인 크기의 최소값과 최대값 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 최적의 패킷추레인 크기를 결정하는 파라미터 선택과정과, 결정된 복수개의 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도들을 비교하여 수신속도가 크면 프로빙 속도를 증가시키고 수신속도가 작으면 프로빙 속도 감소 및 그 포인트를 저장하는 동작을 반복하면서 가용 밴드위스 범위를 추정하는 과정과, 가용 밴드위스범위 추정 후, 전송속도가 가용밴드위스에 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하고, 앵커포인트와 나머지 포인트들 간의 기울기를 구하여 버틀렉 캐패시티를 추정하는 과정으로 이루어진다.A method for estimating available bandwidth and capacity of network paths in a communication system includes a parameter selection process for determining a size of an optimal packet chirp through repeated probing based on binary search between a minimum value and a maximum value of a packet chirp size, , The transmission speed and reception speeds of the determined plurality of packet colliders are compared, and if the reception speed is high, the probing speed is increased. If the reception speed is low, the probing speed is decreased and the point is stored. And estimating the bit rate capacity by determining a point at which the transmission speed is close to the available bandwidth as an anchor point and estimating an inclination between the anchor point and the remaining points after estimating the available bandwidth.

Description

통신시스템에서 네트워크 경로들의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING AVAILABLE BANDWIDTH AND CAPACITY OF NETWORK PATHS IN COMMUNICATION SYSTEMS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for estimating available bandwidth and capacity of network paths in a communication system,

본 발명은 통신시스템의 네트워크 경로 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 네트워크 경로의 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for estimating a network path of a communication system, and more particularly, to an apparatus and method for estimating the available bandwidth and capacity of a network link in a network path.

통신 시스템에서 네트워크 패스(path)의 밴드위스(bandwidth)는 많은 애플리케이션의 성능에 중요한 역할을 하는 요소이다. 특히 많은 종류의 트래픽(traffic)이 한정된 리소스(resource)를 공유하는 일반적인 통신환경에서 패스의 바틀넥(bottleneck) 링크(link)는 애플리케이션의 성능뿐만 아니라 트래픽의 QoS 및 흐름제어(flow control)에도 직접적인 영향을 준다. 바틀넥 링크는 네트워크 패스를 구성하는 여러 링크 중 가용 밴드위스가 가장 작은 링크로서, 이 링크의 가용 밴드위스와 물리적 캐패시티(capaicty)를 네트워크 리소스를 직접 액세스하지 않고 측정하는 것은 매우 복잡한 프로세스이다.In a communication system, the bandwidth of a network path is an important factor in the performance of many applications. Particularly, in a general communication environment in which many types of traffic share limited resources, a bottleneck link of a path is not directly related to application performance but also to QoS and flow control of traffic affect. A bottleneck link is a very complicated process in which the usable bandwidth among the links constituting the network path is the smallest link and the usable bandwidth and physical capacity of the link are measured without directly accessing the network resources.

바틀넥 링크의 가용 밴드위스와 캐패시티를 측정하는 기법들은 측정하고자 하는 네트워크 패스를 통해 프로브 패킷(probe packet)을 전송하여 수신되는 패킷들의 전송 지연을 분석하여 밴드위스를 추정한다. 이러한 기법들 중 싱글-홉(single-hop) 모델에 기반을 둔 기술은 네트워크 패스가 하나의 링크로 구성되어 있다고 가정한다. 또 다른 기술로는 다수의 링크로 이루어진 멀티-홉(multi-hop) 패스를 각 링크별로 개별 측정하는 것이 있다.Techniques for measuring bandwidth and capacity of a bottleneck link estimate a bandwidth by analyzing the transmission delay of packets received by sending a probe packet through a network path to be measured. Among these techniques, a technique based on a single-hop model assumes that a network path is composed of one link. Another technique is to measure a multi-hop path consisting of multiple links separately for each link.

최근에는 프로브 패킷을 네트워크로 주입하는 전송속도 rI와 이 패킷들이 수신단에 도착하는 수신속도 rO사이의 선형적 관계(linear relationship)를 활용하여 밴드위스를 추정하는 기술이 소개 되었다. 이 기술에서는 프로브 패킷의 전송속도 rI와 메트릭 rI/rO사이의 기능적 관계인 프로브 응답 커브 (probing response curve)을 사용하여 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At와 캐패시티 Ct를 추정한다.Recently, a technique for estimating a bandwidth by utilizing a linear relationship between a transmission rate r I for injecting a probe packet into a network and a reception rate r O for arriving at a receiving end of the packet has been introduced. The technique estimates the available bandwidth A t and the capacity C t of the bottleneck link using a probing response curve, which is a functional relationship between the transmission rate r I of the probe packet and the metric r I / r O.

종래 기술에서는 연속적인 다수의 패킷으로 구성되는 다수의 프로브 패킷추레인(probe-packet train)을 특정한 전송속도 rI로 전송한 다음에 수신되는 패킷추레인의 패킷수신속도 rO을 모니터링해서 rI와 rI/rO사이의 관계를 얻는다. 이 프로빙 과정은 전송속도를 변화시키면서 반복해야 한다. 통상적으로, 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 범위는 0 에서 그 링크의 캐패시티까지 될 수 있다 (즉, At∈ [0, Ct]). 그러므로, 전송속도 rI는 기 설정된 어떤 작은 값에서 시작하여 프로빙을 반복할 때 마다 rI값을 미리 정한 만큼 증가시키면서 진행해야 하고, 또한 이 과정은 상기 응답커브에 두 번째 선형 세그먼트가 나타날 수 있을 만큼 전송속도를 증가시키면서 진행해야 한다.In the prior art, a plurality of probe packet trains composed of a plurality of consecutive packets are transmitted at a specific transmission rate r I , and then a packet reception rate r O of the received packet traces is monitored to calculate r I And r I / r O. This probing process should be repeated with varying transmission rates. Typically, the available bandwidth of a bottleneck link can range from zero to the capacity of that link (i.e., A t ∈ [0, C t ]). Therefore, the transmission rate r I should start with a predetermined small value and proceed with increasing the r I value every time the probing is repeated, and this process may also result in a second linear segment appearing in the response curve To increase the transmission speed.

이러한 프로브 응답커브에 기초한 종래 기술은 응답커브만 정확하고 신속하게 구할 수 있으면 바틀넥 링크의 밴드위스 추정을 할 수 있지만, 응답커브는 네트워크 및 트래픽 조건의 변화에 따라 변동이 심하고, 또한 At및 Ct에 대한 정보가 없으므로, 종래기술의 추정 방법은 정확하고 효율적인 측정이 어렵다.The related art based on this probe response curve need only be accurately and rapidly determined response curve to the bandwidth estimation of the bottle neck link, but the response curve is a rise and fall in accordance with the change of the network and traffic conditions, and A t, and Since there is no information on Ct , the prior art estimation method is difficult to accurately and efficiently measure.

본 발명은 WiMAX, LTE (Long-Term Evolution) 와 같은 통신네트워크에서 애플리케이션의 성능 및 QoS (Quality of Service) 관리에 중요한 역할을 하는 네트워크 패스(path)의 바틀넥 링크(bottleneck link)의 가용 밴드위스(available bandwidth)와 물리적 캐패시티(capacity)를 추정하는 방법과 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for providing an available bandwidth of a bottleneck link in a network path that plays an important role in performance and quality of service (QoS) management of an application in a communication network such as WiMAX, Long-Term Evolution (LTE) and methods and apparatus for estimating available bandwidth and physical capacity.

본 발명은 WiMAX, LTE 와 같은 통신시스템에서 애플리케이션의 성능 및 QoS 관리에 중요한 역할을 하는 네트워크 패스의 바틀넥 링크의 가용 밴드위스와 캐패시티를 전수검사 대신 효과적인 반복적 프로빙을 사용하여 멀티-홉 네트워크 환경에서 임의의 트래픽 조건하에서도 정확하게 추정하는데 있다.The present invention relates to a multi-hop network environment using effective repetitive probing instead of full bandwidth inspection of the available bandwidth and capacity of a network path of a network path that plays an important role in application performance and QoS management in communication systems such as WiMAX and LTE To accurately estimate even under arbitrary traffic conditions.

상기한 목적에 따라, 본 발명은 하나의 패킷추레인을 사용한 간단한 프로빙을 통해 패스 특성에 맞는 전송속도의 시작값 rI을 먼저 결정한다. 이어서, 먼저 스텝에서 구한 프로빙 시작 전송속도를 사용하여 바이너리 검색(binary search)에 기반한 반복 프로빙을 통해 네트워크 조건 및 패스의 트래픽 조건에 따라 가변적인 프로브 패킷추레인 크기 N 값을 결정한다. 상기에서와 같이, 자동으로 선정된 패스 특성에 맞는 프로브 시작 전송속도와 패킷추레인 크기 N을 사용해서, 전수검사를 실시하지 않고도 바틀넥 링크의 가용 밴드위스와 캐패시티를 정확하게 추정하는 자동화된 알고리즘을 제공하는 것을 특징으로 한다.According to the above-mentioned object, the present invention first determines a start value r I of a transmission rate matching a path characteristic through simple probing using one packet reference. Next, the size N of the probe packet, which is variable according to the network conditions and the traffic conditions of the path, is determined through iterative probing based on the binary search using the probing start transmission rate obtained in the step. As described above, an automated algorithm that accurately estimates the available bandwidth and capacity of a bottleneck link without performing a full check by using the probe start transmission rate and packet size N, which match the path characteristics automatically selected, .

본 발명의 실시예에 따른 통신시스템에서 네트워크 경로들의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 방법은, 패킷추레인 크기의 최소값과 최대값 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 최적의 패킷추레인 크기를 결정하는 파라미터 선택과정과, 상기 결정된 복수개의 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도들을 비교하여 상기 수신속도가 크면 프로빙 속도를 증가시키고 수신속도가 작으면 프로빙 속도 감소 및 그 포인트를 저장하는 동작을 반복하면서 가용 밴드위스 범위를 추정하는 과정과, 상기 가용 밴드위스범위 추정 후, 전송속도가 상기 가용밴드위스에 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하고, 상기 앵커포인트와 나머지 포인트들 간의 기울기를 구하여 버틀넥 캐패시티를 추정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.A method for estimating the available bandwidth and capacity of network paths in a communication system according to an embodiment of the present invention is a method for estimating the available bandwidth and capacity of network paths, Comparing the transmission speeds and reception speeds of the determined plurality of packet colliders to increase the probing speed when the reception speed is high and decreasing the probing speed and storing the points when the reception speed is low Estimating a range of the available bandwidth while repeating the estimation of the available bandwidth, determining a point at which the transmission speed is close to the available bandwidth as an anchor point, calculating an inclination between the anchor point and the remaining points, And estimating the capacity.

또한 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템에서 네트워크 경로들의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 장치는, 패킷추레인 크기의 최소값과 최대값 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 최적의 패킷추레인 크기를 결정하는 파라미터 선택부와, 상기 결정된 복수개의 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도들을 비교하여 상기 수신속도가 크면 프로빙 속도를 증가시키고 수신속도가 작으면 프로빙 속도 감소 및 그 포인트를 저장하는 동작을 반복하면서 가용 밴드위스 범위를 추정하는 가용 밴드위스 추정부와, 상기 가용 밴드위스범위 추정 후, 전송속도가 상기 가용밴드위스에 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하고, 상기 앵커포인트와 나머지 포인트들 간의 기울기를 구하여 버틀넥 캐패시티를 추정하는 캐패시티 추정부로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, an apparatus for estimating available bandwidth and capacity of network paths in a communication system according to an embodiment of the present invention includes an apparatus for estimating available bandwidths and capacities of network paths, And a controller for comparing the transmission speeds and reception speeds of the determined plurality of packet colliders to increase the probing speed if the reception speed is high and decrease the probing speed if the reception speed is low, And determining, as an anchor point, a point at which the transmission rate is close to the available bandwidth after the estimation of the usable band-width range, and determining an anchor point between the anchor point and the remaining points And a capacity estimating unit for estimating a bucket neck capacity by obtaining a slope And that is characterized.

본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 네트워크 경로의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 방법은, 다수의 프로브 패킷들로 구성된 하나의 패킷추레인을 백투백(back-to-back)으로 전송한 후, 상기 패킷추레인내 패킷들의 평균 수신속도를 계산하여 그 값을 프로빙 시작 전송속도로 결정하므로써, 프로빙 시 이용할 패킷추레인의 적절한 시작 전송속도 rI의 결정을 용이하게 할 수 있다. 또한 패킷추레인 크기 선택(N selection) 블록은 기 설정한 패킷추레인 크기의 최소값(Nmin)과 최대값(Nmax) 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 최적의 패킷추레인 크기를 결정하므로써, 상기와 같이 결정된 전송속도 rI로 보내는 크기가 N 인 프로브 패킷추레인의 수신속도를 정확하게 측정할 수 있다. 그리고 자동으로 선정된 패스 특성에 맞는 프로브 시작 전송속도와 패킷추레인 크기 N을 사용하므로써, 전수검사를 실시하지 않고도 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At와 캐패시티 Ct를 정확하게 추정하는 자동화된 알고리즘을 제공할 수 있다.A method for estimating the available bandwidth and capacity of a network path in a communication system according to an embodiment of the present invention includes transmitting a packet packet consisting of a plurality of probe packets back-to-back , It is possible to easily determine an appropriate starting transmission rate r I of the packet chirp to be used in probing by calculating the average reception rate of the packets in the packet packet and determining the value as the probing start transmission rate. In addition, the N selection block determines the optimal packet chirp size through the iterative probing based on the binary search between the minimum value (N min) and the maximum value (N max) of the packet chirp size, It is possible to accurately measure the reception speed of the probe packet chirp with the size N being transmitted at the determined transmission rate r I. By using the probe start transmission rate and packet collision size N that match the path characteristics automatically selected, an automated algorithm that accurately estimates the available bandwidth A t and the capacity C t of the bottleneck link, Can be provided.

도 1은 이상적인 프로브 응답 커브의 예를 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 및 캐패시티 추정 과정을 도시하는 도면
도 3은 도 2에서 본 발명의 실시예에 따라 프로빙 파라미터인 시작 전송속도 및 프로브 패킷 추레인의 크기를 결정하는 절차를 도시하는 흐름도
도 4는 도 2에서 본 발명의 실시예에 따라 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 추정 절차를 도시하는 흐름도
도 5는 도 2에서 본 발명의 다른 실시예에 따라 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 추정 절차를 도시하는 흐름도
도 6은 도 2에서 본 발명의 실시예에 따라 바틀넥 링크의 캐패시티 추정 절차를 도시하는 흐름도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 및 캐패시티 추정을 수행하는 구조(evaluation topology)의 예를 도시하는 도면
1 shows an example of an ideal probe response curve
2 is a diagram illustrating a process for estimating the available bandwidth and capacity of a bottleneck link according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flow chart illustrating a procedure for determining a starting transmission rate and a size of a probe packet probe, which are probing parameters, in accordance with an embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 4 is a flow chart illustrating the available bandwidth estimation procedure of a bottleneck link in accordance with an embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 5 is a flow chart illustrating the available bandwidth estimation procedure of a bottleneck link in accordance with another embodiment of the present invention in FIG.
FIG. 6 is a flow chart illustrating the procedure for estimating the capacity of a bottleneck link in accordance with an embodiment of the present invention in FIG.
7 is a diagram illustrating an example of an architecture for performing an available bandwidth and capacity estimation of a bottleneck link according to an embodiment of the present invention

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as much as possible.

또한, 하기 설명에서는 각 파라미터들(Nmin, Nmax, σ, k, η 등)의 구체적인 특정 사항들이 나타내고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략한다.In the following description, specific details of each parameter (Nmin, Nmax, σ, k, η, etc.) are shown, which is provided only for better understanding of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other forms without departing from the spirit and scope of the invention. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명은 WiMAX, LTE (Long-Term Evolution)와 같은 통신네트워크에서 애플리케이션의 성능 및 QoS (Quality of Service) 관리에 중요한 역할을 하는 네트워크 패스(path)의 바틀넥 링크(bottleneck link)의 가용 밴드위스(available bandwidth)와 물리적 캐패시티(capacity)를 추정하는 방법과 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for providing an available bandwidth of a bottleneck link in a network path that plays an important role in performance and quality of service (QoS) management of an application in a communication network such as WiMAX, Long-Term Evolution (LTE) and methods and apparatus for estimating available bandwidth and physical capacity.

이를 위하여, 본 발명은 하나의 패킷추레인을 사용한 간단한 프로빙을 통해 패스 특성에 맞는 전송속도의 시작값 rI을 먼저 결정한다. 이어서, 먼저 스텝에서 구한 프로빙 시작 전송속도를 사용하여 바이너리 검색(binary search)에 기반한 반복 프로빙을 통해 네트워크 조건 및 패스의 트래픽 조건에 따라 가변적인 프로브 패킷추레인 크기 N 값을 결정한다. 그리고 상기와 같이 자동으로 선정된 패스 특성에 맞는 프로브 시작 전송속도 rI와 패킷추레인 크기 N을 사용해서, 전수검사를 실시하지 않고도 바틀넥 링크의 가용 밴드위스와 캐패시티를 정확하게 추정하는 자동화된 알고리즘을 제공한다.To this end, the present invention first determines the start value r I of the transmission rate according to the path characteristics through simple probing using one packet chirp. Next, the size N of the probe packet, which is variable according to the network conditions and the traffic conditions of the path, is determined through iterative probing based on the binary search using the probing start transmission rate obtained in the step. And, by using the probe start transmission rate r I and the packet collision size N that match the path characteristics automatically selected as described above, an automated banding and capacity estimation of the bottleneck link can be accurately performed Algorithm.

도 1은 이상적인 경우의 프로브 응답 커브(F)를 예로서 도시하는 도면이다.Fig. 1 is a diagram showing, by way of example, the probe response curve F in the ideal case.

상기 도 1을 참조하면, 응답 커브 F 는 여러 개의 분할 선형 세그먼트(piece-wise linear segment)로 구성되며, 멀티-홉 패스의 경우 최소한 2개 이상의 선형 세그먼트를 포함한다. 응답커브 F의 첫 번째 선형 세그먼트는 프로브 전송속도 rI가 바틀넥 링크의 가용 밴드위스인 At와 같아지는 지점에서 브레이크오프(breakoff)하여 두 번째 세그먼트가 시작된다. 두 번째 세그먼트가 브레이크오프되는 포인트 B 는 프로브 전송속도 rI가 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At보다 크며, 패스를 지나가는 모든 트래픽의 라우팅 매트릭스(routing matrix)에 의해 결정된다.Referring to FIG. 1, the response curve F is composed of several piece-wise linear segments, and in the case of a multi-hop path, at least two linear segments are included. The first linear segment of the response curve F breaks off at the point where the probe transmission rate r I equals the available bandwidth of the bottleneck link, A t , to start the second segment. Point B at which the second segment is broken off is determined by the routing matrix of all traffic passing through the path, where probe transmission rate r I is greater than the available bandwidth A t of the bottleneck link.

이러한 응답커브를 얻을 수 있으면, 바틀넥 링크의 밴드위스 특성을 추정하는 것은 어렵지 않다. 즉, 가용 밴드위스 At는 응답커브 F의 첫 번째 브레이크 포인트가 발생되게 하는 프로브 전송속도가 된다. 그리고, 바틀넥 링크의 캐패시티 Ct 추정은 두 번째 선형 세그먼트의 기울기를 구하여 그 역수를 취하면 된다.If such a response curve can be obtained, it is not difficult to estimate the band-wise characteristic of the bottleneck link. That is, the available bandwidth A t is the probe transmission rate at which the first breakpoint of the response curve F is generated. Then, the capacity C t estimation of the bottleneck link is obtained by obtaining the slope of the second linear segment and taking the reciprocal thereof.

이때 상기 도 1과 같은 응답 커브 F를 네트워크 및 패스의 트래픽 조건을 알 수 없는 실제 네트워크 환경에서 프로빙(probing)을 통해 어떻게 얻을 수 있느냐 하는 것이 관건이다. 즉, 상기 도 1과 같은 응답커브 F를 얻기 위해서는 다음과 같은 3가지 조건을 고려하여야 한다.In this case, it is important to determine how to obtain the response curve F as shown in FIG. 1 through probing in a real network environment where the traffic conditions of the network and the path are unknown. That is, in order to obtain the response curve F as shown in FIG. 1, the following three conditions must be considered.

첫째, 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At는 네트워크 트래픽의 링크 사용 정도에 따라 아주 넓은 범위를 가질 수 있으므로, 프로빙 시 이용할 패킷추레인의 적절한 시작 전송속도 rI를 결정하기가 쉽지 않다. 여기서 상기 시작 전송속도 rI를 너무 작은 값을 사용하면 프로빙 시간이 오래 걸릴 수 있고, 또 불필요하게 많은 횟수의 프로빙을 반복해야 하므로, 네트워크로 주입되는 프로브 트랙픽의 양이 많아지게 된다. 반면에, 너무 큰 시작 전송속도(예를 들어, At보다 큰 값)를 사용하게 되면 응답 커브에서 첫 번째 브레이크 포인트를 찾을 수 없게 되어 밴드위스 추정 에러가 커질 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 다수의 프로브 패킷들로 구성된 하나의 패킷추레인을 백투백(back-to-back)으로 전송한 후, 상기 패킷추레인내 패킷들의 평균 수신속도를 계산하여 그 값을 프로빙 시작 전송속도로 결정한다. First, it is difficult to determine an appropriate starting transmission rate r I of the packet chirp to be used for probing, because the available bandwidth of a bottleneck link, A t , can be very wide depending on the degree of link utilization of the network traffic. If the start transmission rate r I is set to a too small value, the probing time may be long, and unnecessarily large number of probing operations may be repeated, thereby increasing the amount of probe traffic injected into the network. On the other hand, using too large a starting transmission rate (for example, a value larger than A t ) may result in failure to find the first breakpoint in the response curve and thus the bandwidth estimation error may become large. In the embodiment of the present invention, after transmitting one packet of the probe packet composed of a plurality of probe packets back-to-back, the average reception rate of the packets in the packet packet is calculated, Speed.

둘째, 정확한 응답 커브를 얻기 위해서는 각기 다른 전송속도 rI로 보내는 크기가 N 인 프로브 패킷추레인의 수신속도가 정확하게 측정되어야 한다. 하지만, 수신되는 속도의 측정값 rO은 패스의 트래픽 조건 및 네트워크 상황에 따라 크게 좌우된다. 이상적으로 프로브 패킷의 크기가 무한히 크거나 프로브 패킷트레인의 크기 N 이 무한하면 각 패킷추레인의 전송속도 rI에 대해 안정적인 수신속도의 측정값 rO을 얻을 것이다. 하지만, 실제 네트워크에서 패킷 크기는 네트워크 엘러먼트 (network element)의 최대 전송 유닛(Maximum Transfer Unit (MTU))에 의해 제한되고, 또 패킷추레인의 크기는 라우터의 버퍼 크기가 유한하므로 무작정 늘릴 수 없다. 따라서, 네트워크 패스의 트래픽 환경에 적응적이며, 전송속도에 관계없이 안정적인 수신속도의 측정값을 얻을 수 있는 적절한 N 값을 결정하는 것은 쉬운 일이 아니다. 예를 들어, 패스의 네트워크 환경에 적절치 않게 패킷추레인 크기 N 이 너무 작으면, 측정값 rO에 에러가 많아져 신뢰할 수 있는 프로브 응답커브를 얻을 수 없고, 바틀넥 링크의 밴드위스 및 캐패시티 추정값이 부정확하게 된다. 반면에, N 이 지나치게 크면, 네트워크로 주입되는 프로브 패킷양이 늘어나 버퍼 오버플로우(overflow)에 의한 패킷로스(packet loss) 가능성이 높아지고, 이로 인해 밴드위스 추정 자체가 안될 가능성이 높아진다. Second, in order to obtain an accurate response curve, the reception speed of the probe packet chirp with the size N to be transmitted at a different transmission rate r I must be accurately measured. However, the measured value r O of the received speed greatly depends on the traffic conditions of the path and the network conditions. Ideally, if the size of the probe packet is infinitely large or the size N of the probe packet train is infinite, a stable measurement value r O for the transmission rate r I of each packet chirp will be obtained. However, in a real network, the packet size is limited by the maximum transfer unit (MTU) of the network element, and the size of the packet chirp can not be increased without limitation because the buffer size of the router is finite . Therefore, it is not easy to determine an appropriate N value that is adaptive to the traffic environment of the network path and that can obtain a stable reception rate measurement value regardless of the transmission rate. For example, if the packet size N is too small to fit the network environment of the path too much, errors in the measured value r O are increased and a reliable probe response curve can not be obtained. The bandwidth and capacity of the bottleneck link The estimate becomes inaccurate. On the other hand, if N is excessively large, the amount of probe packets injected into the network increases, and the possibility of packet loss due to buffer overflow increases, thereby increasing the possibility that band-width estimation itself will not be performed.

본 발명의 실시예에서는 패킷추레인 크기 선택블록은 기 설정한 패킷추레인 크기의 최소값(Nmin)과 최대값(Nmax) 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 최적의 패킷추레인 크기를 결정한다.In the exemplary embodiment of the present invention, the size selection block determining the size of the packet chirp using the binary search based on the minimum value (Nmin) and the maximum value (Nmax) of the size of a predetermined packet chirp .

셋째, 프로브 응답커브를 빌드(build)하기 위해 시작 전송속도에서 시작하여 넓은 범위의 전송속도 rI에 대해 전수 검사(exhaustive probing)를 수행하는 경우, 측정 하고자 하는 네트워크 패스의 물리적 캐패시티가 크고, 네트워크 패스의 이용율이 낮을 경우 아주 많은 양의 프로브 트래픽이 네트워크에 주입되어야 하고 프로빙 시간이 길어진다. 본 발명의 실시예에서는 자동으로 선정된 패스 특성에 맞는 프로브 시작 전송속도와 패킷추레인 크기 N을 사용해서, 전수검사를 실시하지 않고도 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At와 캐패시티 Ct를 정확하게 추정하는 자동화된 알고리즘을 제공한다.Thirdly, when exhaustive probing is performed for a wide range of transmission rates r I starting at the starting transmission rate to build the probe response curve, the physical capacity of the network path to be measured is large, If the utilization of the network path is low, a very large amount of probe traffic must be injected into the network and the probing time becomes long. In the embodiment of the present invention, by using the probe start transmission rate and the packet chord size N corresponding to the automatically selected path characteristics, it is possible to precisely measure the available bandwidth A t and the capacity C t of the bottleneck link It provides an automated algorithm to estimate.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템에서 네트워크 패스의 트래픽 특성에 맞추어서 동작하는 자동화된 밴드위스 추정 방법을 도시하는 도면이다. 2 is a diagram illustrating an automatic band-width estimation method operating in accordance with a traffic characteristic of a network path in a communication system according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 상기 자동화된 밴드위스 추정방법은 패스의 트래픽 특성에 적응적으로 프로빙 시작 전송속도 rI와 프로브 패킷추레인의 크기 N을 결정하는 프로빙 파라미터 선택과정(parameter selection) 212와, 상기 선택된 프로빙 파라미터를 이용하여 전수 검사없이 프로브 응답커브의 첫번째 브레이크 포인트를 찾아 가용 밴드위스 At를 추정하는 가용 밴드위스 추정과정(available bandwidth probing) 214와, 상기 가용 밴드위스 추정과정 214에서 얻어진 두번째 선형 세그먼트상에 있는 포인트들을 이용하여 캐패시티 Ct를 검출하는 과정(capacity extraction) 216을 포함한다.Referring to FIG. 2, the automatic band-width estimation method of the communication system according to an embodiment of the present invention determines a probing start transmission rate r I and a size N of a probe packet checker adaptively to a traffic characteristic of a path A probing parameter selection process 212, an available bandwidth probing process 214 for estimating the available bandwidth A t by finding the first breakpoint of the probe response curve without performing a full inspection using the selected probing parameters, And a capacity extraction 216 for detecting a capacity C t using points on the second linear segment obtained in the usable bandwidth estimation process 214.

여기서 상기 프로빙 파라미터 선택과정(parameter selection) 212는 도 3에서 설명될 것이며, 가용 밴드위스 추정과정(available bandwidth probing) 214는 도 4 및 도 5에서 설명될 것이고, 캐패시티 검출과정(capacity extraction) 216은 도 6에서 설명될 것이다. The probing parameter selection process 212 will be described with reference to FIG. 3, and the available bandwidth probing process 214 will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and a capacity extraction process 216 Will be described in Fig.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 상기 프로빙 시작 전송속도 rI와 프로브 패킷추레인의 크기 N을 결정하는 프로빙 파라미터 선택과정의 동작을 보여주는 흐름도이다. FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a probing parameter selection process for determining the probing start transmission rate r I and the size N of the probe packet checker in accordance with an embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 시스템은 312단계에서 프로빙 전송 시작속도(probing start rate) rI를 결정한다. 상기 프로빙 시작 전송속도를 결정하는 블록은 다수의 프로브 패킷들로 구성된 하나의 패킷추레인을 백투백(back-to-back)으로 전송한다. 그런 다음에, 상기 패킷추레인을 수신하는 측으로부터 전송되는 패킷들의 수신속도를 수신한다. 이후 상기 시스템은 패킷추레인내 패킷들의 평균 수신속도를 계산하여 그 값을 프로빙 시작 전송속도로 결정한다. 예를들면, 상기 시스템은 수신측으로부터 첫 번째 및 마지막 패킷의 도착시간을 수신한 후, (패킷 수 * packet size)/(마지막 패킷 도착시간 - 첫 번째 패킷 도착시간)의 계산을 통해 상기 전송 시작속도 rI를 결정할 수 있다. Referring to FIG. 3, the system determines a probing start rate r I in step 312. The block for determining the probing start transmission rate transmits one packet pilot composed of a plurality of probe packets back-to-back. And then receives the reception rate of the packets transmitted from the side receiving the packet challenge. Then, the system calculates an average reception rate of the packets in the packet retransmission packet and determines the value as the probing start transmission rate. For example, after receiving the arrival time of the first and last packets from the receiving side, the system calculates the number of packets (packet number * packet size) / (last packet arrival time - first packet arrival time) The speed r I can be determined.

일반적으로 다수의 패킷들을 백투백으로 전송해서 얻어지는 수신속도는 정확하지는 않지만 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 주변값이므로 프로빙 시작 전송 속도로 사용하기에 용이하다. 더욱이, 종래 기술의 방법과는 달리 본 발명의 자동화된 알고리즘은 프로빙 응답커브를 빌드하는 대신에 바이너리 검색에 기반을 둔 반복 프로빙을 통해 가용 밴드위스를 추정하므로 시작 전송 속도가 정확하지 않아도 밴드위스 추정에 별 영향이 없다. In general, the reception rate obtained by transmitting a large number of packets in back-to-back is not accurate, but it is easy to use as the probing start transmission rate since it is the value around the usable bandwidth of the bottleneck link. Moreover, unlike the prior art methods, the automated algorithm of the present invention estimates the available bandwidth through iterative probing based on binary search instead of building the probing response curve, so that the bandwidth estimation There is no significant impact on.

상기 312단계에서 시작 전송속도 rI를 결정한 후, 상기 시스템은 314단계 - 330단계를 수행하면서 패킷추레인 크기 N을 네트워크 패스의 상태에 맞추어 설정한다. 본 발명의 실시예에 따른 패킷추레인 크기 선택블록은 기 설정한 패킷추레인 크기의 최소값(Nmin)과 최대값(Nmax) 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 최적의 패킷추레인 크기를 결정한다. 이를 위하여, 상기 시스템은 314단계에서 ρold를 0으로 초기화하고, low 값을 Nmin으로 초기화하며, high 값을 Nmax로 초기화한다. 여기서 상기 ρ는 전송속도/수신속도(rI/ rO)이며, 상기 ρold는 이전 프로빙 스텝에서 계산한 ρ 값이 될 수 있다. 또한 상기 Nmin은 미리 설정된 최소 패킷 추레인의 크기가 될 수 있으며, Nmax는 미리 설정된 최대 패킷 추레인의 크기가 될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 Nmin은 60으로 가정하고, Nmax는 3000으로 가정한다. After determining the start transmission rate r I in step 312, the system sets the size N of packet collisions according to the state of the network path while performing steps 314 to 330. The packet chaining size selection block according to the embodiment of the present invention determines the size of the optimal packet chord size through the iterative probing based on the binary search between the minimum value Nmin and the maximum value Nmax of the predetermined packet chirp rate do. In step 314, the system initializes ρ old to 0, initializes a low value to Nmin, and initializes a high value to Nmax. Wherein ρ is the transmission rate / transmission speed (r I / O r), wherein ρ old may be a ρ value calculated in the previous probing step. Also, the Nmin may be a predetermined minimum packet chirality, and Nmax may be a predetermined maximum packet chirp. In the embodiment of the present invention, Nmin is assumed to be 60, and Nmax is assumed to be 3000.

이후 상기 시스템은 318단계에서 m=(low+high)/2 개의 패킷으로 구성하며, 320단계에서 상기 구성된 패킷추레인을 전송 속도 rI로 전송(send a packet train of m probe packets with rate rI)한다. 그리고 상기 시스템은 320단계에서 수신측에서 수신되는 속도 rO를 수신하며, 이들 수신속도 rO를 평균하여 평균 수신속도 rO를 구한 후, 전송속도/수신속도를 나타내는 ρ(compute ρ=rI/rO)를 계산한다. 이후 상기 시스템은 322단계에서 메트릭 ε를 계산하는데, 상기 메트릭 ε는 상기 322단계에서 계산된 ρ에서 ρold를 감산한 후, 이를 상기 ρ로 나누어 구할 수 있다. 이후 상기 시스템은 324단계에서 상기 매트릭 ε를 미리 설정된 기준값 σ와 비교한다. 이때 상기 메트릭 ε가 상기 기준값 σ 보다 크다는 것은 패킷 추레인의 크기가 적정 크기보다 작음을 의미하며, 상기 메트릭 ε가 상기 기준값 σ 보다 크지 않다는 것은 패킷 추레인의 크기가 적정 크기보다 크다는 것을 의미한다. 여기서 상기 기준값 σ는 패킷 추레인의 크기를 조정하기 위한 값으로, 0.05 이하로 설정할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 기준값 σ는 0.02로 가정한다.Then, the system in step 318 m = (low + high) / 2 , and consists of packets, transmitting the configured packet chure is in step 320 the transmission rate r I (send a packet train of m probe packets with rate r I )do. And wherein the system receives a rate r O is received at the receiving side in step 320, they then receive the average speed r O calculated average reception rate r O, compute ρ = ρ (representing the transmission rate / transmission speed r I / r O ). Then, the system calculates a metric epsilon in step 322. The metric epsilon may be obtained by subtracting p old from p calculated in step 322 and dividing the metric by p. In step 324, the system compares the metric < RTI ID = 0.0 > e < / RTI > Here, when the metric epsilon is greater than the reference value sigma, it means that the size of the packet collusion is smaller than the proper size, and the fact that the metric epsilon is not larger than the reference value sigma means that the size of the packet collider is larger than the proper size. Here, the reference value? Is a value for adjusting the size of the packet collision, and may be set to 0.05 or less. In the embodiment of the present invention, the reference value? Is assumed to be 0.02.

따라서 상기 324단계에서 상기 메트릭 ε가 상기 기준값 σ 보다 크면, 상기 시스템은 324단계에서 이를 감지하고, 326단계에서 low 값을 middle 포인트 위치 값으로 증가시킨다. 또한 상기 324단계에서 상기 메트릭 ε가 상기 기준값 σ 보다 크지 않으면, 상기 시스템은 328단계에서 high 값을 middle 포인트 위치 값으로 감소시킨다. 상기 326단계 또는 328단계를 수행한 후, 상기 시스템은 316단계에서 상기 high 값에서 low 값을 감산한 값이 2보다 작은가(high-low <2 )를 검사한다. 여기서 2 이상의 차이 값을 가지면 318단계로 진행하여 상기와 같은 동작을 반복 수행한다. 그리고 상기와 같은 동작을 반복하여 high 값과 low 값의 차이가 1 이하로 감지되면, 상기 시스템은 316단계에서 이를 감지하고 330단계에서 high 또는 low 값들 중에서 하나를 선택하여 이를 패킷추레인 크기 N으로 설정한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 도 3의 330단계에서와 같이 high 값을 선택하여 이를 패킷추레인 크기 N으로 설정한다.Therefore, if the metric epsilon is greater than the reference value? In step 324, the system senses the metric in step 324 and increases the low value to the middle point position value in step 326. If the metric epsilon is not greater than the reference value? In step 324, the system reduces the high value to the middle point position value in step 328. After performing steps 326 and 328, the system determines in step 316 whether the value obtained by subtracting the low value from the high value is less than 2 (high-low <2). If the difference is equal to or greater than 2, the process proceeds to step 318 and the above operation is repeated. If the difference between the high value and the low value is less than 1, the system detects this in step 316 and selects one of the high or low values in step 330, Setting. In the embodiment of the present invention, a high value is selected as in step 330 of FIG.

상기 동작을 예를들어 살펴보면, Nmin이 60이고 Nmax가 3000으로 가정하는 경우, 최초 318단계에서 m은 1530((3000+60)/2)가 된다. 이런 경우, 상기 시스템은 패킷 추레인을 1530 패킷으로 구성하고, 이를 상기 312단계에서 선택한 시작전송속도 rI로 전송한다. 이후 상기 시스템은 322단계에서 메트릭 ε를 계산하고, 324단계에서 상기 매트릭 ε를 미리 설정된 기준값 σ와 비교한다. 이때 상기 324단계에서 상기 메트릭 ε가 상기 기준값 σ 보다 크면, 상기 시스템은 326단계에서 low 값을 middle 포인트 위치 값인 1530으로 증가시킨다. 이런 경우 low 값은 1530이 되고 high 값은 3000이 된다. 이후 상기 시스템은 318단계에서 다시 m 값을 조정((3000+1530)/2)한 후 위와 같은 과정을 반복 수행한다. 또한 상기 324단계에서 상기 메트릭 ε가 상기 기준값 σ 보다 크지 않으면, 상기 시스템은 328단계에서 high 값을 middle 포인트 위치 값인 1530으로 감소시킨다. 이런 경우 low 값은 0이 되고 high 값은 1530이 된다. 이후 상기 시스템은 318단계에서 다시 m 값을 조정((1830+0)/2)한 후 위와 같은 과정을 반복 수행한다. 상기와 같은 과정은 high-low <2가 될 때가 반복 수행된다.For example, supposing that Nmin is 60 and Nmax is 3000, m is 1530 ((3000 + 60) / 2) in the first 318st step. In this case, the system configures the packet challenge in 1530 packets, and transmits it to the start transmission rate r I selected in step 312. In step 322, the system calculates a metric epsilon. In step 324, the system compares the metric e with a predetermined reference value sigma. If the metric? Is greater than the reference value? In step 324, the system increases the low value to 1530, which is the middle point position value. In this case, the low value is 1530 and the high value is 3000. Then, the system adjusts the value of m again in step 318 ((3000 + 1530) / 2), and repeats the above process. If the metric? Is not greater than the reference value? In step 324, the system reduces the high value to 1530, which is the middle point position value, in step 328. In this case, the low value is 0 and the high value is 1530. Then, the system adjusts the value of m again in step 318 ((1830 + 0) / 2), and repeats the above process. The above process is repeated when high-low <2.

상기한 바와 같이 본 발명의 패킷 추레인 크기를 설정하는 방법은 바이너리 검색 프로빙의 매 iteration 마다 구하는 패킷추레인 크기가 적절한지의 여부는 ρ= rI/ rO가 어떤 특정값에 수렴하는지를 체크해서 결정한다. 다시 말하면, m=(low+high)/2 개의 패킷으로 구성된 패킷추레인을 전송 속도 rI로 전송하여 평균 수신속도 rO를 구하며, 메트릭

Figure 112010039070644-pat00001
을 계산한다 (여기서, ρold는 이전 프로빙 스텝에서 계산한 ρ 값). 만약 매트릭 ε이 기 설정된 값 σ (예를 들어, 0.02) 보다 크면 low 값을 증가시키고, 아니면 high 값을 감소시켜 m 을 업데이트한 다음에 프로빙을 계속한다. 이 과정을 high-low <2 가 될 때까지 계속하여 패킷추레인 크기 N을 결정한다.As described above, the method of setting the size of the packet chirp of the present invention determines whether the size of the packet chirp obtained for each iteration of the binary search probing is proper by checking whether or not ρ = r I / r O converges to a specific value do. In other words, an average reception rate r O is obtained by transmitting a packet chord comprising m = (low + high) / 2 packets at a transmission rate r I ,
Figure 112010039070644-pat00001
(Where ρ old is the ρ value calculated in the previous probing step). If the metric ε is greater than a predetermined value σ (eg, 0.02), increase the low value, or decrease the high value to update m and then continue probing. This process continues until high-low <2 to determine the size N of the packet chirp.

상기한 바와 같이 네트워크 패스 특성에 맞는 프로빙 시작 전송속도 rI와 패킷추레인 크기 N을 결정한 후, 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 추정과정을 시작한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At의 추정 절차를 도시하는 흐름도이다. 본 발명은 효과적으로 가용 밴드위스 At를 찾기 위해 전체적인 프로브 응답커브를 빌드하지 않고, 대신에 반복적인 프로브 기반 검색(iterative probing-based search)을 사용한다. After determining the probing start transmission rate r I and the packet chaining size N that match the network path characteristics as described above, the process of estimating the available bandwidth of the bottleneck link is started. 4 is a flow chart illustrating an estimation procedure of the available bandwis A t of a Bartlett link according to an embodiment of the present invention. The present invention uses an iterative probing-based search instead of building the overall probe response curve to effectively find the available bandwis A t .

상기 도 4를 참조하면, 시스템은 312단계에서 프로빙을 위해 먼저 가용 밴드위스의 범위를 나타내기 위한 변수 WL및 WH을 0으로 초기화하고, 입력 및 출력 전송속도 쌍(input and output rate pair)의 수를 나타내기 위한 변수 j를 0으로 초기화한다. 이렇게 필요한 변수들을 초기화한 다음, 상기 시스템은 414단계에서 초기 전송속도 rI을 이용하여 N 개의 패킷으로 구성된 K개의 패킷추레인을 전송하며, 수신측으로부터 수신속도 rO를 수신한 후 이를 이용하여 각 패킷추레인의 평균 수신속도 rO을 측정한다(send K probe packet trains of N packets with rate rI, and compute average output rate rO of probe packets in each train). 이후 상기 시스템은 416단계에서 프로빙 결과 평가 블록은 K개 패킷추레인의 각 출력속도 rO(즉, 수신속도)를 입력속도 rI(즉, 전송속도)와 직접적으로 비교하여 현재 프로브 패킷 입력속도 rI가 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At보다 큰지의 여부를 결정한다(ηK probe trains are asserted to rI<rO ?). 즉, 상기 시스템의 프로빙결과 평가블록(416단계를 수행하는 블록)은 ηK 개 패킷추레인의 출력속도 r0가 전송속도 rI보다 크면, 현재 프로브패킷 전송속도가 At보다 작다고 판단하여 프로빙속도 증가블록(418단계 - 420단계를 수행하는 블록)으로 프로세스를 진행시킨다. 반대로, ηK 개 패킷추레인의 출력속도가 rI보다 작으면, 상기 시스템의 프로빙결과 평가블록은 현재 프로브패킷 전송속도가 At보다 크다고 판단하여 프로세스는 프로빙속도 감소블록(430단계 - 436단계를 수행하는 블록)으로 들어간다.Referring to FIG. 4, in step 312, the system initializes variables W L and W H for indicating the range of available bandwidth to 0 and initializes input and output rate pairs, Is initialized to zero. After initializing the necessary parameters, the system transmits K packet fragments consisting of N packets using the initial transmission rate r I in step 414, receives the reception rate r O from the receiver, It measures the average reception rate r O of each packet chure (K send probe packet trains of N packets with rate r I, and compute average output rate r O of probe packets in each train). Then, in step 416, the probing result evaluation block directly compares each output rate r O (i.e., reception rate) of K packet fragments with the input rate r I (i.e., transmission rate) Determine if r I is greater than the available bandwidth A t of the bottleneck link (ηK probe trains are asserted to r I <r O ?). That is, the probing result evaluation block (block 416) of the system determines that the current probe packet transmission rate is smaller than A t if the output rate r 0 of the eta K packet combiner is larger than the transmission rate r I , And advances the process to the increment block (block 418 to block 420). Conversely, if the output rate of the eta K packet combiner is less than r I , the probing result evaluation block of the system determines that the current probe packet transmission rate is greater than A t , and the process proceeds to steps 430 through 436 Block to be executed).

이때 상기 416단계에서 ηK 개 패킷추레인의 출력속도가 rI보다 크면, 상기 시스템은 418단계에서 가용 밴드위스 범위의 하한인 WL을 방금 프로빙에 사용한 프로빙속도로 업데이트하고(WL=rI), 420단계에서, rI= (WH+ WL) / 2 로 rI을 증가시킨 후, 422단계의 다음 프로빙 결정블록(next probing decision)으로 이동한다. 그러나 상기 416단계에서 ηK 개 패킷추레인의 출력속도가 rI보다 작으면(ηK probe trains are asserted to rI>rO), 상기 시스템은 430단계에서 가용 밴드위스 범위의 상한인 WH가 0보다 큰가 검사한다. 이때 가용 밴드위스 범위의 상한인 WH > 0이면, 상기 시스템은 432단계에서 입력 및 출력속도 쌍을 이용하여 (xj, yj) = (rI, rI/rO)을 저장하고(record input and output rate pair (xj, yj) = (rI, rI/rO)), 434단계에서 WH을 rI로 업데이트하고, j 변수를 하나 증가시킨다(WH = rI, j=j+1). 하지만, WH가 영보다 크지 않으면, 상기 시스템은 입력 및 출력속도 쌍을 저장하지 않고 434단계로 진행하여 WH만 rI로 업데이트한다(WH = rI, j=j+1). 이후 상기 시스템은 436단계에서 rI= (WH+ WL) / 2 로 rI을 감소시킨 후, 422단계의 다음 프로빙 결정블록(next probing decision)으로 이동한다.In step 416, if the output rate of the eta K packets is greater than r I , the system updates the lower limit W L of the available bandwidth to the probing speed just used in step 418 (W L = r I In step 420, r I is increased by r I = (W H + W L ) / 2, and then the process moves to the next probing decision block in step 422. However, if in the 416 step is ηK packets chure the output speed of less than r I (ηK probe trains are asserted to r I> r O), the system comprising: an upper limit of W H of the available bandwidth range in step 430. 0 Greater than that. If W H > 0, which is the upper limit of the available bandwidth, the system stores (x j , y j ) = (r I , r I / r O ) using the input and output speed pairs in step 432 record input and output rate pair (x j, y j) = (r I, r I / r O)), thereby updating the W H in 434 steps to r I, and increase one or j variable (W H = r I , j = j + 1). However, if W H is not greater than zero, the system proceeds to step 434 to update only W H with r I (W H = r I , j = j + 1) without storing the input and output speed pairs. Thereafter, the system moves as I = r (W H W + L) / 2, then reducing r I a, and then probing the decision block of step 422 (next probing decision) in step 436.

상기 시스템의 프로빙 결정블록은 밴드위스 범위의 크기 WH - WL을 미리 결정된 임계값 ω와 비교한다. 즉, 상기 시스템은 422단계에서 상한 밴드위스 값 WH에서 하한 밴드위스 값 WL을 감산한 값을 설정된 기준값 ω과 비교한다(WH - WL ≤ ω). 이때 상기 밴드위스 범위의 크기(WH - WL)가 ω 보다 작으면, 상기 시스템은 422단계에서 이를 감지하고, 440단계에서 프로빙을 중지하고 At= (WL+ WH)/2를 바틀넥 패스의 가용 밴드위스로 출력한다. 그러나 상기 밴드위스 범위의 크기(WH - WL)가 ω 보다 크거나 같으면, 상기 시스템은 상기 414단계로 되돌아가 새로운 입력속도 rI을 가지고 상기와 같은 동작을 반복한다.The probing decision block of the system compares the size of the band-wise range W H - W L with a predetermined threshold value ω. That is, in step 422, the system compares the value obtained by subtracting the lower-limit band-wise value W L from the upper-limit band-wise value W H with the set reference value ω (W H - W L ≤ ω). At this time, if the size (W H -W L ) of the band-wise range is smaller than?, The system detects this in step 422 and stops probing in step 440 and obtains A t = (W L + W H ) / 2 Output to the available bandwith of the bottle neck path. However, if the size (W H - W L ) of the band-wise range is equal to or greater than?, The system returns to step 414 and repeats the above operation with a new input speed r I.

상기 도 4에서 K가 12개이고, η가 0.6이라고 가정한다. 이런 경우, 상기 ηK는 7.2가 된다. 이때 상기 414단계에서 초기 전송속도 rI을 이용하여 N 개의 패킷으로 구성된 K(=12)개의 패킷추레인을 전송하며, 각 패킷추레인의 평균 수신속도 rO을 측정한다. 그리고 K(=12)개 패킷추레인의 각 출력속도 rO(즉, 수신속도)를 입력속도 rI(즉, 전송속도)와 직접적으로 비교하여 현재 프로브 패킷 입력속도 rI가 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At보다 큰지의 여부를 결정(probing result evaluation)한다. In FIG. 4, it is assumed that K is 12 and eta is 0.6. In this case,? K is 7.2. At this time, in step 414, K (= 12) packet chirps comprising N packets are transmitted using the initial transmission rate r I , and an average reception speed r O of each packet chirp is measured. And directly compares each output rate r O (ie, reception rate) of the K (= 12) packet combiner with the input rate r I (ie, transmission rate) to determine the current probe packet input rate r I Gt; A &lt; / RTI &gt; is greater than the available bandwidth A t .

이때 프로빙결과 평가가 ηK(=7.2, 여기서는 8개의 패킷 추레인이 될 수 있음)개 이상의 패킷추레인들의 출력속도 r0가 전송속도 rI보다 크면, 현재 프로브패킷 전송속도가 At보다 작다고 판단한다. 그리고 상기 시스템은 418단계에서 가용 밴드위스 범위의 하한인 WL을 방금 프로빙에 사용한 프로빙속도로 업데이트하고(WL=rI), 420단계에서, rI= (WH+ WL) / 2 로 rI을 증가시킨다. 이후 상기 시스템은 밴드위스 범위의 크기를 미리 결정된 임계값 ω와 비교(WH - WL ≤ ω)한다. 이때 상기 밴드위스 범위의 크기(WH - WL)가 ω 보다 작으면, 상기 시스템은 440단계에서 프로빙을 중지하고 At= (WL+ WH)/2를 바틀넥 패스의 가용 밴드위스로 출력한다. 그러나 상기 밴드위스 범위의 크기(WH - WL)가 ω 보다 크거나 같으면, 상기 시스템은 상기 414단계로 되돌아가 새로운 입력속도 rI을 가지고 상기와 같은 동작을 반복한다. 상기와 같은 동작을 반복하면, 상기 전송속도 rI가 증가되며, 이로인해 상기 밴드위스의 하한 범위 WL이 상기 가용 밴드위스 범위 At에 근접하게 된다. At this time, if the probing result evaluation is that the output rate r 0 of ηK (= 7.2, here may be 8 packet chirps) or more packet colliders is larger than the transmission rate r I , it is determined that the current probe packet transmission rate is smaller than A t do. Then, the system updates the lower limit W L of the available bandwidth in step 418 to the probing speed just used for probing (W L = r I ), and in step 420, r I = (W H + W L ) / 2 To increase r I. Then, the system compares the size of the band-wise range with a predetermined threshold value (W H - W L ??). At this time, if the size (W H - W L ) of the band-wise range is smaller than?, The system stops probing in step 440 and adds A t = (W L + W H ) / 2 to the available band . However, if the size (W H - W L ) of the band-wise range is equal to or greater than?, The system returns to step 414 and repeats the above operation with a new input speed r I. By repeating the above operation, the transmission speed r I is increased, so that the lower limit range W L of the band wing is close to the available band width range A t .

또한 상기 프로빙 결과 평가가 ηK(=7.2, 여기서는 8개의 패킷 추레인이 될 수 있음) 개 패킷추레인들의 출력속도가 rI보다 작으면, 상기 시스템은 현재 프로브패킷 전송속도가 At보다 크다고 판단하고, 430단계에서 가용 밴드위스 범위의 상한인 WH가 0보다 큰가 검사한다. 이때 가용 밴드위스 범위의 상한인 WH > 0이면, 상기 시스템은 432단계에서 입력 및 출력속도 쌍을 이용하여 (xj, yj) = (rI, rI/rO)을 저장하고, 434단계에서 WH을 rI로 업데이트한다. 그러나 상기 WH가 0보다 크지 않으면, 상기 시스템은 입력 및 출력속도 쌍을 저장하지 않고 434단계로 진행하여 WH만 rI로 업데이트한다. 이후 상기 시스템은 436단계에서 rI= (WH+ WL) / 2 로 rI을 감소시킨 후, 프로빙 결정 동작을 수행한다. 상기 프로빙 결정 동작은 상기한 바와 같다. 상기와 같은 동작을 반복하면, 상기 전송속도 rI가 감소되며, 이로인해 상기 밴드위스의 상한 범위 WH가 상기 가용 밴드위스 범위 At에 근접하게 된다. Also, if the probing result evaluation is less than r I , the output rate of the ηK (= 7.2, here may be eight packet chirp) packet resolvers is less than r I , then the system determines that the current probe packet transmission rate is greater than A t In step 430, it is determined whether W H , the upper limit of the available bandwidth, is greater than zero. If W H > 0, which is the upper limit of the available bandwidth, the system stores (x j , y j ) = (r I , r I / r O ) using the input and output rate pairs in step 432, In step 434, W H is updated to r I. However, if W H is not greater than 0, the system proceeds to step 434 to update only W H with r I without storing the input and output speed pair. Then, the system performs After reduction, the probing operation determined by the r I = r I (H W L + W) / 2 at step 436. The probing decision operation is as described above. By repeating the above operation, the transmission rate r I is reduced, and the upper limit range W H of the band wise becomes close to the usable band width range A t .

그러므로 상기 416단계의 프로빙 결과 평가(probing result evaluation)에 따라 위와 같은 동작을 반복 수행하면서 밴드위스 범위의 하한 WL 및 상한 WH가 가용 밴드위스 At에 근접하게 되며, 이로인해 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At를 추정할 수 있게 된다. 이해 상기 가용 밴드위스 범위의 상한 WH를 프로빙하는 과정에서 갱신되는 WH들(갱신되는 전송속도 rI들) 각각에 대해 위치((xj, yj) = (rI, rI/rO))을 저장하며, 이는 뒷단에서 캐패시티 Ct를 추정하는데 사용된다. 즉, 상기 가용 밴드위스 범위의 상한 WH의 변화((xj, yj) = (rI, rI/rO))는 상기 도 1의 응답커브 F에서 At와 B 사이의 정보가 된다.Therefore, according to the probing result evaluation in step 416, the lower and upper limits W L and W H of the band-wise range are approximated to the available band-wise A t , It becomes possible to estimate the usable band-wise A t . (X j , y j ) = (r I , r I / r) for each of the W Hs (updated transmission rates r I ) updated in the process of probing the upper limit W H of the usable band- O ), which is used to estimate the capacity C t at the back end. That is, the change ((x j , y j ) = (r I , r I / r O ) of the upper limit W H of the usable band width range corresponds to the information between A t and B in the response curve F of FIG. do.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At의 추정 절차를 도시하는 흐름도이다.5 is a flow chart illustrating an estimation procedure of the available bandwis A t of a bottleneck link according to another embodiment of the present invention.

상기 도 5를 참조하면, 상기 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At를 추정하는 과정에서 전송속도가 가용 밴드위스 At의 주변에 위치되거나 또는 이를 판단하기 어려운 영역이 존재할 수 있다. 이런 영역은 중립영역(gray region)이라 한다. 여기서 상기한 바와 같이, K가 12개이고, η가 0.6인 경우, 상기 ηK는 7.2가 된다. 이때 프로빙결과 평가가 ηK(=7.2, 여기서는 8개의 패킷 추레인이 될 수 있음)개 보다 작은 패킷추레인들의 출력속도 r0가 전송속도 rI보다 크고, 또한 ηK개 보다 작은 패킷추레인들의 출력속도 r0가 전송속도 rI보다 작게 평가되는 경우, 전송속도 rI가 원하는 가용 밴드위스 At 보다 늦거나 빠르다고 평가하기 어렵다. 예를 들어 6개의 패킷 추레인들의 출력속도 r0가 전송속도 rI보다 크고, 또한 4개의 패킷 추레인들의 출력속도 r0가 전송속도 rI보다 작은 경우가 될 수 있다. 이런 경우 상기 도 5에서는 중립 지역을 두어 프로빙 속도를 조절한다. 즉, 상기 도 5는 상기 중립 영역에 위치되는 전송 속도를 고려하여 가용 밴드위스 At를 추정한다. Referring to FIG. 5, in the process of estimating the available bandwidth A t of the bottleneck link, the transmission rate may be located around the available bandwidth A t or there may be an area where it is difficult to determine the transmission band. This region is called a gray region. As described above, when K is 12 and eta is 0.6, the eta K is 7.2. At this time, if the probing result evaluation is such that the output rate r 0 of packet colliders smaller than ηK (= 7.2, here, 8 packet collisions may be) is larger than the transmission rate r I and the output of packet colliders smaller than ηK speed r 0 when the transmission rate smaller than the rating I r, r I transmission rate, it is difficult to late or faster than the evaluation desired available bandwidth a t. For example, the six packets chure the output of the speed r 0 greater than the transmission rate r I, may also be four packet chure output speed r is 0 is less than the transmission speed of I r. In this case, the probing speed is adjusted by setting the neutral region in FIG. That is, FIG. 5 estimates the available bandwidth A t in consideration of the transmission rate located in the neutral region.

시스템은 512단계에서 프로빙을 위해 먼저 가용 밴드위스의 범위를 나타내기 위한 변수 WL및 WH을 0 으로 초기화하고, 중립영역의 범위를 표현하기 위한 변수 GL및 GH을 0으로 초기화한다. 이렇게 필요한 변수들을 초기화한 다음, 상기 시스템은 514단계에서 초기 전송속도 rI을 이용하여 N 개의 패킷으로 구성된 K개의 패킷추레인을 전송하여 각 패킷추레인의 수신속도 rO을 측정한다. 이어서, 프로빙 결과 평가 블록은 K개 패킷추레인의 각 출력속도 rO(즉, 수신속도)를 입력속도 rI(즉, 전송속도)와 직접적으로 비교하여 현재 프로브 패킷 입력속도 rI가 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 At보다 큰지의 여부를 결정한다. 이를 위하여 516 단계 및 520단계에서 본 발명의 프로빙결과 평가 블록은 ηK 개 패킷추레인의 출력속도가 rI보다 크면, 현재 프로브패킷 전송속도가 At보다 작다고 판단하여 518단계 - 524단계의 프로빙속도 증가블록으로 프로세스를 진행시킨다. 반대로, ηK 개 패킷추레인의 출력속도가 rI보다 작으면, 현재 프로브패킷 전송속도가 At보다 크다고 판단하여 프로세스는 532단계 - 542단계의 프로빙속도 감소블록으로 들어간다. 하지만, 양쪽 어디에도 속하지 않으면 550단계 - 560단계의 그레이 영역(grey region) 처리블록으로 프로세스가 진행된다.The system first initializes the variables W L and W H for indicating the range of the usable bandwith to 0 and initializes the variables G L and G H for expressing the range of the neutral region to 0 for probing in step 512. In step 514, the system initializes the necessary parameters, and then, in step 514, the system measures the reception rate r O of each packet chirp by transmitting K packet fragments consisting of N packets using the initial transmission rate r I. The probing result evaluation block then directly compares each output rate r O (i.e., reception rate) of the K packet fragments with the input rate r I (i.e., transmission rate) to determine whether the current probe packet input rate r I is greater than the bottleneck Is greater than the available bandwidth A t of the link. In step 516 and step 520, the probing result evaluation block of the present invention determines that the current probe packet transmission rate is less than A t if the output rate of the eta K packet checker is greater than r I , Advances the process to an incremental block. Conversely, if the output rate of the eta K packet replica is less than r I , the process proceeds to steps 532 through 542 for determining the current probe packet transmission rate to be greater than A t . However, if both are not included, the process proceeds to the gray region processing block in steps 550 to 560.

상기 518단계 - 524단계의 프로빙속도 증가블록의 동작을 살펴보면, 시스템은 518단계에서 가용 밴드위스 범위의 하한인 WL 을 방금 프로빙에 사용한 프로빙속도로 업데이트하고, 520단계에서 변수 GL을 검사한다. 변수 GL > 0 이면 상기 시스템은 522단계에서 rI= (WH + WL) / 2 로 rI을 증가시키고, 그렇지 않으면 상기 시스템은 524단계에서 rI= (GL+ WL) / 2 로 rI을 증가시킨다. 반면에, 상기 532단계 - 5542단계의 프로빙속도 감소블록의 동작을 살펴보면, 상기 시스템은 532단계에서 가용 밴드위스 범위의 하한인 WH 을 검사하며, 가용 밴드위스 범위의 상한인 WH > 0이면 상기 시스템은 534단계에서 입력 및 출력속도 쌍을 이용하여 (xj, yj) = (rI, rI/rO)을 저장하고, 이어서 536단계에서 WH을 rI로 업데이트한다. 그러나 WH가 영보다 크지 않으면, 상기 시스템은 입력 및 출력속도 쌍을 저장하지 않고 536단계에서 WH만 rI로 업데이트한다. 이후 상기 시스템은 538단계에서 변수 GH를 검사하며, 변수 GH > 0이면 540단계에서 rI= (WH + WL) / 2 로 rI을 감소시키고, 그렇지 않으면 542단계에서 rI= (GH + WH) / 2 로 rI을 감소시킨다. 프로빙 속도 증가 또는 감소 블록에서 전송속도 값 rI을 업데이트한 후 시스템은 570단계의 다음 프로빙 결정블록으로 이동한다.In operation 518, the system updates the lower limit W L of the available bandwidth in step 518 with the probing speed used for probing, and checks the variable G L in step 520 . Variable G L> 0 if the system is r I = (W H + W L) / 2 to increase the r I and a, otherwise the system is r I = (G L + W L) in step 524. In step 522 / 2 increases r I. On the other hand, the 532 steps - Looking at the operation of the 5542 phase probing rate decrease block, the system checks the W H is the lower limit of available bandwidth range in step 532, and if the available bandwidth upper limit of W H in the range of> 0 The system stores (x j , y j ) = (r I , r I / r O ) using the input and output speed pairs in step 534, and then updates W H to r I in step 536. However, if W H is not greater than zero, the system updates W H only to r I in step 536 without storing the input and output speed pair. Then, the system examines the variable G H in step 538, a variable G H> 0 is and r I = (W H + W L) / 2 decreases the r I a at 540 steps, otherwise r I = in 542 steps in (G H + W H) / 2 decreases the r I. After updating the transmission rate value r I in the probing rate increasing or decreasing block, the system moves to the next probing decision block in step 570.

또한 상기 516단계에서 ηK 개 패킷추레인의 출력속도가 rI보다 크지 않으며 520단계에서 ηK 개 패킷추레인의 출력속도가 rI보다 작지 않은 경우로 판정된 경우, 상기 시스템은 양쪽 어디에도 속하지 않으므로, 550단계 - 560단계의 그레이 영역(grey region) 처리블록으로 진행한다. 이런 경우, 상기 550단계에서 그레이 영역 범위의 하한 GL과 상한 GH가 0( G L= GH= 0)인지 검사한다. 이때 G L= GH= 0이면 그레이 영역 범위의 하한 GL과 상한 GH이 한번도 업데이트된 적이 없는 경우이므로, 상기 시스템은 552단계에서 GL과 GH를 rI로 먼저 업데이트한 다음에 554단계의 GH <= rI인지를 판단하는 블록으로 이동한다. 반면에, GL과 GH둘다 영이 아니면 (즉, 한번이라도 업데이트 되었으면), 상기 시스템은 바로 554단계의 GH <= rI인지 판단하는 블록으로 이동한다. 이때 상기 554단계의 판단블록이 참이면, 상기 시스템은 556단계에서 GH을 rI로 업데이트하고 rI을 (WH + GH)/2 로 업데이트한다. 그렇지 않고 이 판단 블록의 결과가 거짓이면, 상기 시스템은 GL>rI인지를 판단하는 558단계의 블록으로 이동한다. 여기서 GL>rI이면 상기 시스템은 560단계에서 GL을 rI로 업데이트하고 rI을 (WL+ GL)/2 로 업데이트한다. 그렇지 않고 GL <= rI 이면, 상기 시스템은 새로운 rI로 다음 프로빙을 진행할지의 여부를 결정하는 다음 프로빙 결정블록으로 이동한다. In addition, if it is determined in the case in the step 516 is ηK packets chure the output rate of no greater than r I is ηK packets chure the output rate in step 520 is not less than r I, the system is not part of neither in both, The process proceeds to steps 550 through 560 of a gray region processing block. In this case, it is checked in step 550 whether the lower limit G L and the upper limit G H of the gray area range are 0 (G L = G H = 0). At this time, if G L = G H = 0, the lower limit G L and the upper limit G H of the gray area range have never been updated. Therefore, the system first updates G L and G H to r I in step 552, To the block for judging whether G H < = r I. On the other hand, if both G L and G H are not zero (i.e., if they have been updated at least once), the system immediately goes to a block that determines whether G H < = r I in step 554. If the decision block in step 554 is true, the system updates G H to r I and updates r I to (W H + G H ) / 2 in step 556. Otherwise, if the result of this decision block is false, the system moves to block 558 to determine if G L > r I. Where G L > r I, the system updates G L to r I and updates r I to (W L + G L ) / 2 in step 560. Otherwise, if G L < = r I, then the system moves to the next probing decision block, which determines whether to proceed with the next probing with the new r I.

상기 시스템은 570단계의 다음 브로빙 결정블록에서 우선 밴드위스 범위의 크기(WH - WL)을 미리 결정된 임계값 ω 와 비교한다. 만약 밴드위스 범위의 크기가 ω 보다 작으면, 상기 시스템은 572단계에서 프로빙을 중지하고 At= (WL+ WH)/2 을 바틀넥 패스의 가용 밴드위스로 출력한다. 또한, GL - WL과 WH - GH가 φ 보다 크지 않아도, 상기 시스템은 572단계에서 프로빙을 종료하고 At을 리턴한다. 하지만, 만약 이 조건들이 만족되지 않으면, 상기 시스템은 570단계의 다음 브로빙 결정블록에서 다시 514단계의 프로빙 블록으로 진행하여 새로운 입력속도 rI을 이용하여 위와 같은 동작을 반복하도록 제어한다.The system compares the size (W H - W L ) of the first banding range with a predetermined threshold value? In the next brozing decision block in step 570. If the size of the band-wise range is less than omega, the system stops probing in step 572 and outputs A t = (W L + W H ) / 2 to the available bandwith of the bottleneck path. Also, even though G L - W L and W H - G H are not greater than?, The system ends probing in step 572 and returns A t . However, if these conditions are not satisfied, the system proceeds from step 517 to the probing block in step 514 to repeat the above operation using the new input rate r I.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 바틀넥 링크의 캐패시티 추정 절차를 도시하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a procedure for estimating a capacity of a bottleneck link according to an embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참조하면, 상기 가용 밴드위스 At를 결정한 후, 시스템은 바틀넥 패스의 캐패시티를 검출하는 과정을 수행한다. 상기 캐패시티 추정 절차가 시작되면, 시스템은 상기 도 6의 610단계에서 상기 가용 밴드위스 추정 과정에서 얻어진 가용 밴드위스 At, 밴드위스 범위의 상한값 WH, 그리고 프로빙 응답커브의 두 번째 선형 세그먼트에 있을것으로 추정되는 다수의 포인트(xj, yj)가 입력한다. 그리고 상기 시스템은 612단계에서 상기 입력된 포인트 (xj, yj) 중에서 먼저 전송속도가 WH보다 크면서 동시에 At에 가장 가까운 포인트를 앵커포인트(anchor point)로 선택한 후, 614단계에서 이 앵커포인트와 xj>= WH을 만족하는 나머지 모든 포인트들 간의 기울기 aj을 계산한다. Referring to FIG. 6, after determining the available bandwidth A t , the system performs a process of detecting the capacity of the bottleneck path. When the capacity estimation procedure is started, the system calculates an available bandwidth A t , an upper limit value W H of the band-wise range, and a second linear segment of the probing response curve in step 610 of FIG. A number of points (x j , y j ) that are supposed to be input are input. And that the system is to select as the point (x j, y j) As is in the first transmission rate is larger than W H at the same time, the anchor point (anchor point) to the nearest point on the A t the input in step 612, in step 614 And calculates the slope a j between the anchor point and all other points satisfying x j > = W H.

이후 상기 시스템은 616단계에서 이렇게 구한 기울기의 역수가 바틀넥 캐패시티 Ct가 될 수 있으므로, 먼저 구해진 두 점의 기울기 aj값이 적절한지를 판단한다. 즉, 상기 시스템은 상기 계산된 기울기 aj값이 0보다 작거나(aj≤0) 또는 기울기 aj값이 가용 밴드위스 At가 기울기보다 큰가(aj<1/At) 검사한다. 이때 상기 조건을 만족하면, 상기 시스템은 616단계에서 이를 확인하고, 618단계로 진행하여 해당하는 기울기 aj값을 버린다. 즉, 링크의 물리적 캐패시트는 음수가 될 수 없으므로 aj<= 0 값은 버리고, 또한 가용 밴드위스 At는 물리적 캐패시티 Ct보다 클 수 없으므로 aj<1/At인 값도 버린다. 이후 상기 시스템은 620단계에서 상기 기울기 aj들을 이용하여 캐패시티 추정 값을 계산하며(compute capacity estimate Ct using remaining aj), 622단계에서 상기 계산 결과를 바틀넥 캐패시티 Ct로 출력한다. 즉, 상기 시스템은 캐패시티 추정값의 정확도를 높이기 위해 616단계 -618단계를 수행하면서 측정에러의 산물인 이러한 적절치 못한 값들을 배제하고, 620단계에서 남아있는 값들의 평균값의 역수를 바틀넥 캐패시티 Ct로 출력한다.Then, in step 616, the inverse of the slope obtained in step 616 may be the bottleneck capacity C t. Therefore, it is determined whether the slope a j values of the two points obtained are appropriate. That is, the system checks whether the calculated slope a j value is less than 0 (a j? 0), or whether the slope a j value is greater than the available band weight A t (a j <1 / A t ). At this time, if the above condition is satisfied, the system confirms this in step 616, and proceeds to step 618 to discard the corresponding slope a j value. That is, the physical capacitance sheet of the link can not be a negative number a j <= 0 values are discarded, and discards FIG soluble bandwidth A t are not be larger than the physical capacitance City C t a j <1 / A t value. Then, the system outputs in step 620 by the inclination calculating the capacitance City estimation value using a j and (compute capacity estimate C t using remaining a j), neck bottle on the calculated result from the 622 phase capacitance City C t. That is, in order to increase the accuracy of the capacity estimation value, the system performs steps 616 through 618 while excluding the inappropriate values, which are the products of the measurement errors, and stores the reciprocal of the average value of the remaining values in step 620 as Bottle- .

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 및 캐패시티 추정을 수행하는 구조(evaluation topology)의 예를 도시하는 도면이다.Figure 7 is an illustration of an example of an architecture for performing the available bandwidth and capacity estimation of a bottleneck link in accordance with an embodiment of the present invention.

상기 도 7을 참조하면, PS는 프로브 패킷을 전송하는 송신 측 시스템을 의미하며, PR은 상기 시스템 PS에서 전송되는 프로브 패킷을 수신하여 응답하는 수신측 시스템이 된다. 그리고 상기 시스템 PS와 PR 사이에는 다수의 중계기들이 연결될 수 있으며, 상기 도 7에서는 5개의 중계기 R1-R5들이 연결되는 예를 도시하고 있다. 따라서 상기 도 7의 경우, 멀티-홀 모델(five-hop model)이 될 수 있다. 또한 S1-S4 및 D1-D4는 네트워크 상에서 한정된 리소스를 공유하는 요소들로써, 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 및 캐패시티에 직접적인 영향을 미치는 요소들이 될 수 있다. 또한 상기 PS 시스템에서 전송되는 패킷은 중계기 R1-R5를 경유하면서 전송 지연이 발생될 수 있다.Referring to FIG. 7, the PS indicates a transmitting side system for transmitting a probe packet, and the PR is a receiving side system for receiving and responding to a probe packet transmitted from the system PS. A plurality of repeaters may be connected between the system PS and the PR. In FIG. 7, five repeaters R1 to R5 are connected. Therefore, in the case of FIG. 7, it may be a five-hop model. In addition, S1-S4 and D1-D4 are elements that share limited resources on the network and can be factors that directly affect the available bandwidth and capacity of the bottleneck link. Also, a transmission delay may occur in the packets transmitted from the PS system through the repeaters R1-R5.

이때 상기 PS 시스템은 전송속도 rI로 프로브 패킷 추레인을 전송하며, 상기 PR 시스템은 상기 PS 시스템에서 전송되는 패킷 추레인의 수신속도를 측정하여 상기 PS 시스템에 피드백시킬 수 있다. 이런 경우, 상기 도 2 - 도 6과 같은 바틀넥 링크의 가용 밴드위스 및 캐패시티 추정 절차를 수행하는 시스템은 PS 시스템이 될 수 있다.At this time, the PS system transmits a probe packet pilot with a transmission rate r I , and the PR system measures a reception rate of a packet pilot transmitted from the PS system and feeds back the result to the PS system. In this case, the system for performing the available bandwidth and capacity estimation procedure of the bottleneck link as shown in FIGS. 2 to 6 may be a PS system.

도 7에서 PS는 멀티 홉 경로(arbitrary multi-hop paths) 상에서 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정할 수 있는 PRC-MT(PRC Mesurement Tool)를 구비할 수 있다. 여기서 상기 도 2 - 도 6에 도시된 바와 같은 절차를 수행하면서 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 절차를 다시 살펴본다. In FIG. 7, the PS may include a PRC-MT (PRC Meshment Tool) capable of estimating available bandwidth and capacity on an arbitrary multi-hop path. Hereinafter, a procedure for estimating the available bandwidth and the capacity will be described with reference to FIGS. 2 to 6.

먼저 상기 파라미터(rI 및 N) 선택과정을 살펴본다. First, the process of selecting the parameters r I and N will be described.

충분히 큰 N 값에 있어서, 두 번째 선형 세그먼트(도 1의 At와 B 사이의 세그먼트)의 기울기는 입력속도범위

Figure 112010039070644-pat00002
내에 있는 응답 커브(fluid curve) F의 값과 평행하게 되는 값으로 수렴한다(converges). 이는 프로브 패킷 추레인의 길이 N이 커질 때, rI/rO의 비율이 특정 값에서 포화되는 것으로 해석될 수 있다. 이를 확인하기 위해, 다른 N 값을 위한 rI/rO의 양(quantity)을 검사한다. 이를 위하여 가변적인 N을 가진 패킷들을 가용 밴드위스의 속도(예를들면, At=61Mb/s) 보다 높은 속도(예를들면 68Mb/s(rI=68Mb/s)로 전송한다. rI/rO은 N이 증가함에 따라 응답 범위(fluid-bound)보다 조금 큰 값(예를들면 (λt +rI)/Ct = 1.07)으로 빠르게 줄어든다. 이에 주어진 입력 속도(rI)에 있어서, rI/rO의 비율이 포화되도록 하는 N을 반복적으로 프로빙하는 실증적 방법(empirical method)이 검토된다.For sufficiently large N values, the slope of the second linear segment (the segment between A t and B in Fig. 1)
Figure 112010039070644-pat00002
Converges to a value that is in parallel with the value of the fluid curve F in the fluid. This can be interpreted as the ratio of r I / r O saturates to a certain value when the length N of the probe packet probe is increased. To confirm this, we check the quantity of r I / r O for another N value. Variable N packets the speed of the available bandwidth with For this purpose (e.g., A t = 61Mb / s) rate higher than (e.g., sent to 68Mb / s (r I = 68Mb / s). R I / r O is a little larger than the response range (fluid-bound) (for example, (λ t + r I) / C t = 1.07) to decrease quickly. in any given input speed (r I), as N increases , An empirical method of repeatedly probing N such that the ratio of r I / r O saturates is examined.

본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같이, 상기 전송속도 rI에 있어서 rI/rO의 변화(variation)에 근거한 N을 조절하는 간단한 N 값 선택 절차를 제안한다. 여기에서 이러한 루틴(routine)의 입력 전송 속도가 특정하게 제한되지는 않지만, At보다 작은 입력속도에 있어서 rI/rO 비율의 변화가 프로브 추레인 길이 N의 작은 증가에도 빨리 줄어들기 때문에, 패스의 가용 밴드위스 At 보다 너무 작지 않은 속도를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해서는 At 보다 작지 않은 속도를 찾는 것으로 충분하고, 패스의 점근적 산포율(Asymptotic Dispersion Rate)(ADR))이 At 보다 큰 것으로 입증되었기에 ADR을 rI의 초기값으로 사용하기에 적합하다. 이에 PRC-MT는 단일의 패킷 추레인을 전송하여 ADR을 프로브하고, 수신단(receiver)에서 ADR=q/E[y]를 산출한다(E[y]는 프로브 추레인 안에서 패킷들의 평균 패킷 사이 분포도(inter-packet dispersion), q는 probe packet size, N은 probe-train length이다). 입력 전송 속도 rI이 정해지고 나서, 추레인 길이를 프로빙하는 나머지 절차들은 아래와 같다. As described above, the embodiment of the present invention proposes a simple N value selection procedure for adjusting N based on variation of r I / r O at the transmission rate r I. Although the input transmission rate of such a routine is not specifically limited here, since the change in the r I / r O ratio at an input rate smaller than A t is rapidly reduced even with a small increase in the length N of the probe chain, It is preferable to use a speed that is not too smaller than the available bandwidth A t of the path. For this purpose, it is sufficient to find a velocity not less than A t , and the asymptotic dispersion rate (ADR) of the path is proved to be greater than A t , so ADR is used as the initial value of r I Suitable. Then, the PRC-MT transmits a single packet header to probe the ADR and calculates ADR = q / E [y] at the receiver (E [y] (inter-packet dispersion), q is the probe packet size, and N is the probe-train length. After the input transmission rate r I is determined, the remaining procedures for probing the chirp length are as follows.

ρ는 현재 입력 및 출력 속도들의 비율로 정의되고(ρ=rI/rO) ρold는 ρ의 이전 값으로 정의된다. 나아가, Nmin 및 Nmax는 사용자가 조절할 수 있는 추레인 길이의 최소값 및 최고값으로 각각 정의되고, σ는 0과 1 사이에서 가변 할 수 있는 특정 임계값(threshold)으로 정의된다. 선택 루틴은 ρ를 포화시키는 값을 찾기 위해, Nmin과 Nmax 사이에서 바이너리 검색(binary search)을 실행한다. 이러한 절차에서 ADR과 같은 속도의 rI 속도(rI= ADR)를 가진 N 길이의 패킷 추레인을 수신단에 송신하여, ρ가 주어진 N 길이에 있어서 특정 값에 수렴하는지가 테스트된다. ρ가 포화되는 값을 가늠하기위해, 선택 절차에서 하기에 서술된 상대적 에러 메트릭(relative error metric) ε(ε=|ρ-ρold|/ρ)가 산출된다. 이에, 상기 루틴은 ε가 σ보다 같거나 작은 경우, N 값을 줄이고, 그렇지 않으면, N 값을 늘린다.ρ is defined as the ratio of the current input and output speeds (ρ = r I / r O ), and ρ old is defined as the previous value of ρ. Further, Nmin and Nmax are respectively defined as a minimum value and a maximum value of a chirp length which can be adjusted by the user, and [sigma] is defined as a specific threshold variable which can vary between 0 and 1. The selection routine selects Nmin and Nmax And performs a binary search between them. In this procedure it is tested whether the ρ is converging to a specific value for a given N length by sending an N length packet chirp with the same r I rate (r I = ADR) as the ADR to the receiving end. To determine the value at which ρ is saturated, the relative error metric ε (ε = | ρ-ρ old | / ρ) described below is calculated in the selection procedure. Thus, the routine reduces the N value if? Is less than or equal to?, Otherwise increases the N value.

사용자들은 qmin≤q≤qmax(qmin=200bytes; qmax=1500bytes가 사용됨)의 범위 내에서라면, 어떠한 패킷 사이즈도 사용할 수 있다. 이러한 경우, Nmin과 Nmax가 qmax/q에 의해 정률 증가(scaled-up) 또는 정률 감소(scaled-down)된다. 이러한 루틴은 사용자가 좀 더 작은 패킷 q를 선택할 때, 더 큰 N값이 선택되도록 보장하여, 응답커브 F의 선형 세그먼트들의 변동(fluctuation)을 안정시키는 조건을 만족시킨다. 본 발명의 실시예에서 Nmin=60,Nmax=3000, σ=0.02, 및 q=200 bytes로 가정한다.Users can use any packet size if qmin≤q≤qmax (qmin = 200bytes; qmax = 1500bytes is used). In this case, Nmin and Nmax are scaled-up or scaled-down by qmax / q. This routine ensures that when a user selects a smaller packet q, a larger N value is selected to satisfy the condition to stabilize the fluctuation of the linear segments of the response curve F. In the embodiment of the present invention, it is assumed that Nmin = 60, Nmax = 3000,? = 0.02, and q = 200 bytes.

두 번째로 밴드위스 프로빙과정(At 및 Ct를 추정하는 과정)을 살펴본다.Second, we examine the bandwis probing process (the process of estimating A t and C t ).

프로브 추레인 길이 N을 가지고, 입력된 전송속도 rI이 도착속도 rO보다 커지는 지점인 응답 커브 F의 첫 번째 브레이크 포인트를 어떻게 확인하는지 살펴본다.. 이 포인트를 효율적으로 검색하기 위해, PRC-MT는 패스로드(Pathload)와 유사한 프로빙을 기반으로 한 반복적 검색을 활용한다. 한 편, 이 두 가지 도구들은 입력 속도 rI이 At에 대응하는지 평가하는 방법에서 다르다. 예를 들어, PRC-MT는 rI과 rO를 직접적으로 비교하므로 현재 속도 rI이 At보다 큰지를 결정하는 반면, 패스로드는 프로브 패킷들의 일방통행(one way) 지연을 검토하여, 현재 속도 rI이 At보다 큰지를 추정한다.Let's look at how to identify the first breakpoint of the response curve F, which is the point at which the input transmission rate r I is greater than the arrival rate r O with a probe chirp length N. To efficiently retrieve this point, the PRC- MT utilizes a repetitive search based on probing similar to Pathload. On the one hand, these two tools differ in how the input speed r I corresponds to A t . For example, PRC-MT directly compares r I and r O to determine whether the current rate r I is greater than A t while the pass load examines one-way delays of probe packets, It is estimated whether the speed r I is greater than A t .

프로빙을 하는데 있어서, PRC-MT는 주어진 속도 rI으로 한 그룹의 K 패킷 추레인들을 전송한다. 그 다음, 이러한 패킷 추레인들의 일부분 η이 얼마나 rI>rO 또는 rI<rO의 범위에 속하는 가에 따라 다음 K 프로브 추레인들의 전송속도 rI이 조절된다. 구체적으로, PRC-MT가 ηK 프로브 추레인들의 속도 rI rO보다 큰 것으로(rI>rO) 판단되면, rI를 작게 하고, 만약 그들의 속도 rI이 rO보다 작은 것으로(rI<rO) 판단되면, rI을 크게 한다. 두 경우 모두에 해당하지 않을 경우(즉, rI>rO 또는 rI<rO에 속한 프로브 추레인들 수가 ηK보다 작을 경우)가 발생할 수 있는데, 패스로드에서는 이러한 경우를 그레이 영역(grey region)으로 취급한다.In probing, the PRC-MT sends a group of K packet routers at a given rate r I. Then, the transmission rate r I of the next K probe probes is adjusted depending on how much of the packet chirality η falls within the range of r I > r O or r I <r O. More specifically, if PRC-MT indicates that the velocity r I of the? If it is determined to be greater than r O (r I> O r), a smaller r I, and, if their speed is determined to be smaller than r I r O (r I <O r), and increasing the r I. If neither of these cases is true (ie, the number of probe probes belonging to r I > r O or r I <r O is less than ηK), pass-loading may result in a gray region ).

[WL, WH]는 각각의 K 프로브 추레인 측정 라운드 후 업데이트된 가용 밴드위스 범위이다. WL은 특정 라운드에서 At보다 낮은 속도인 것으로 확인된 속도들 중 가장 높은 속도를 나타내고, WH는 상기 라운드까지 있어서 At보다 높은 속도로 확인된 속도들 중 가장 낮은 속도를 나타낸다. 각각의 프로빙 라운드 후, PRC-MT는 밴드위스 범위를 업데이트하고 다음 라운드를 위해 새로운 프로빙 속도 rI를 패스로드가 하는 방식을 사용하여 선택한다. 이러한 검색 과정은 At 주변의 밴드위스 범위 [WL, WH]가 측정된 ADR 또는 사용자에 의해 주어진 값에 근거하여 자동적으로 선택될 수 있는 특정 임계값 ω(즉, ω=0.02ADR)보다 작아질 때 까지 지속된다. PRC-MT는 그의 내부 알고리즘(internal algorithm)이 종료할 때,

Figure 112010039070644-pat00003
를 타이트 링크(tight link)의 가용 밴드위스 추정 값으로 리턴 한다. PRC-MT에서는 디폴트 값(default value)으로 η=60% 또한 K=12로 가정한다.[W L, W H ] is the available band-width range updated after each K probe chirp measurement round. W L represents the highest speed among the speeds identified as lower than A t in a particular round and W H represents the lowest one of the speeds identified above the A t by the round. After each probing round, the PRC-MT updates the band-wise range and selects a new probing speed r I for the next round using a pass-through approach. This search process is based on the fact that the band-wise range [W L, W H ] around A t is less than the measured ADR or a specific threshold value ω (ie, ω = 0.02 ADR) that can be automatically selected based on the value given by the user It continues until it becomes small. The PRC-MT, when its internal algorithm terminates,
Figure 112010039070644-pat00003
As an estimated usable bandwidth value of the tight link. In the PRC-MT, the default value is assumed to be η = 60% and K = 12.

가용 밴드위스의 프로빙을 마친 후, PRC-MT는 타이트 링크 캐패시티 Ct를 추정하기 시작한다. 이러한 루틴의 주된 포커스는 두 번째 선형 세그먼트에서 Ct를 추론하기 위해 활용될 두 개의 포인트들을 선택하기 위한 것이다. Ct를 추정하는 과정을 수월하게 하기위해, PRC-MT는 가용 밴드위스를 프로빙 하는 동안 rI이 rO보다 커서 현재 rI이 상한 값인 WH를 줄일 때마다 상기 전송 속도 rI과 그에 대응하는 수신 속도 rO을 기록한다. 이렇게 기록된 포인트들은 캐패시티 추정 값

Figure 112010039070644-pat00004
을 산출하기 위해 사용될 수 있다.After probing of the available bandwith, the PRC-MT begins to estimate the tight link capacity Ct . The main focus of this routine is to select two points to be utilized to infer C t in the second linear segment. In order to facilitate the process of estimating C t , the PRC-MT determines the transmission rate r I and its counterpart each time r I is greater than r O, while r I decreases the upper limit W H , while probing the available bandwidth. Lt; / RTI &gt; The points thus recorded are the estimated values of the capacities
Figure 112010039070644-pat00004
. &Lt; / RTI &gt;

이상의 경우(즉, 두 번째 세그먼트가 완벽한 일직선이고 측정 노이즈가 없을 경우)에 있어서, Ct를 추론하기 위해 기록된 포인트들 중에 어느 두 포인트들이나 선택 될 수 있다. 그러나 특정한 측정 노이즈와 불완전한 일직선을 가진 최적의 두 포인트들을 선택해 줄 간단한 방법은 없다. 이에 아래와 같은 실증적 방법이 요구된다.In the above cases (i.e., when the second segment is perfectly straight and there is no measurement noise), any two points among the recorded points to infer C t may be selected. However, there is no simple way to select the optimal two points with a specific measurement noise and an incomplete straight line. The following empirical method is required.

m 개의 두 개 이상의 기록된 포인트들(x1, y1),..., (xm, ym)이 있고 xi와 yi (i=1, ..., m)는 가용 밴드위스를 프로빙하는 동안에 사용된 각각의 송신 및 수신 속도인 것으로 가정한다. PRC-MT는 먼저 (xi, yi)를 선택하는데, 여기서 xi는 xi≥WH의 조건을 만족시키는 m 개의 포인트들 중 가장 작은 값이다. 한편,

Figure 112010039070644-pat00005
의 조건을 만족시키는 포인트를 첫 번째 포인트로 사용하지 않는 두 가지 이유가 있다. 첫 번째 이유는 응답커브 F에서 두 번째 선형 세그먼트가 At 주변에서 시작하는 지점이 매우 명확하지 않기 때문이다(도 2(a) 참조). 다른 이유는 추정된 값
Figure 112010039070644-pat00006
의 측정 에러(예를 들어,
Figure 112010039070644-pat00007
)에 의해 상기 포인트가 첫 번째 선형 세그먼트 상에 있을 수 있기 때문이다. 이러한 경우, 캐패시티를 측정하는데 있어서 많은 에러를 초래 할 수 있다. x i and y i (i = 1, ..., m) have two or more recorded points (x 1 , y 1 ), ..., (x m , y m ) Lt; RTI ID = 0.0 &gt; transmission / reception &lt; / RTI &gt; PRC-MT is first to select a (x i, y i), where x i is the smallest value among the m number of points satisfying the conditions of x i ≥W H. Meanwhile,
Figure 112010039070644-pat00005
There are two reasons for not using a point that satisfies the condition of the first point. The first reason is that the point at which the second linear segment starts around A t in response curve F is not very clear (see Fig. 2 (a)). Another reason is that the estimated value
Figure 112010039070644-pat00006
0.0 &gt; (e. G., &Lt; / RTI &
Figure 112010039070644-pat00007
), The point may be on the first linear segment. In such a case, it may cause a lot of errors in measuring the capacity.

정확한 캐패시티 추정값

Figure 112010039070644-pat00008
를 만들기 위해서는 두 번째 포인트가 두 번째 선형 세그먼트 상에 있어야 한다. PRC-MT가 기록된 포인트들 중 전송 속도 xi가 WH에 가장 가까운 첫 번째 포인트(xi, yi)를 고르기 때문에, 두 번째 선형 세그먼트 상에 있을 확률이 높은 첫 번째 포인트에서 가까운 포인트를 두 번째 포인트로 고려할 수 있다. 그러나 만약 두 개의 포인트들이 서로 가까이 위치한다면, 이 두 포인트들의 선형 기울기를 산출하는 것은 측정 노이즈에 더 많이 노출 될 수 있다. 이에, 두 번째 포인트는 두 번째 선형 세그먼트 상에 있기만 한다면, 첫 번째 포인트로부터 될 수 있는 한 멀리 떨어진 포인트 인 것이 바람직하다. 이에, Ct를 추정하기 위해 기록된 포인트들 중 가정 멀리 떨어진 두 포인트들이 선택된다. 상기 서술한 바에 근거하여, PRC-MT는 (xj, yj)를 두 번째 포인트로 사용한다. 여기서 xj는 기록된 포인트들 중 가장 큰 값이다. Accurate Capacity Estimation
Figure 112010039070644-pat00008
The second point must be on the second linear segment. Because the PRC-MT selects the first point (x i , y i ) closest to W H , the transmission point rate x i is the point closest to the first point that is likely to be on the second linear segment It can be considered as a second point. However, if two points are located close to each other, calculating the linear slope of these two points may be more exposed to the measurement noise. Thus, the second point is preferably a point as far as possible from the first point, as long as it is on the second linear segment. Thus, two far-lying points of the recorded points are selected to estimate C t . Based on the above description, the PRC-MT uses (x j , y j ) as the second point. Where x j is the largest of the recorded points.

두 포인트들 (xi, yi)와 (xj, yj)를 선택한 후, PRC-MT는 (xi,xi/yi)와 (xj, xj/yj) 사이 선형 세그먼트의 기울기의 역수 인 타이트 링크 캐패시티의 추정 값

Figure 112010039070644-pat00009
를 산출한다.Between the two points (x i, y i) and (x j, y j) to select and then, PRC-MT is (x i, x i / y i) and (x j, x j / y j) linear segment The estimated value of the tight link capacity, which is the reciprocal of the slope of
Figure 112010039070644-pat00009
.

만약 기록된 포인트들의 수 m이 두 개 미만일 경우, PRC-MT는 (rI, rO) 쌍들을 얻기 위해 At보다 큰 속도들 rI를 가진 추가적 패킷들을 전송하도록 한다. 상기와 같은 경우는 알고리즘을 종료시키기 위해 아주 큰 임계값 ω이 사용될 때만 드물게 발생한다.If the number of recorded points m is less than two, the PRC-MT sends additional packets with velocities r I greater than A t to obtain (r I , r O ) pairs. Such a case rarely occurs only when a very large threshold value ω is used to terminate the algorithm.

또한 도면으로 도시하지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템에서 네트워 경로들의 가용 밴드위스 At 및 캐패시티 Ct를 추정하는 장치는, 패킷추레인 크기 N의 최소값 Nmin과 최대값 Nmax사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 최적의 패킷추레인 크기 N을 결정하는 파라미터 선택부와, 상기 결정된 복수의 K개 패킷추레인들의 전송속도 rI 및 수신속도 rO들을 비교하여 상기 수신속도가 크면 프로빙 속도를 증가시키고 수신속도가 작으면 프로빙 속도 감소 및 그 포인트를 저장하는 동작을 반복하면서 가용 밴드위스 범위를 추정하는 가용 밴드위스 추정부와, 상기 가용 밴드위스범위 추정 후, 전송속도가 상기 가용밴드위스에 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하고, 상기 앵커포인트와 나머지 포인트들 간의 기울기를 구하여 바틀렉 캐패시티를 추정하는 캐패시티 추정부로 구성될 수 있다. Although not shown in the drawings, in an apparatus for estimating the available bandwidth A t and capacity C t of network paths in a communication system according to an embodiment of the present invention, an apparatus for estimating available bandwidth A t and capacity C t is provided between a minimum value Nmin and a maximum value Nmax A parameter selection unit for determining an optimal packet chore size N through iterative probing based on a binary search and a transmission rate r I and a reception rate r O of the determined plurality of K packet colliders, An available bandwidth estimating unit that estimates an available bandwidth while repeating an operation of increasing the probing speed and decreasing the probing speed and storing the point when the receiving rate is low; A point close to the band wise is determined as an anchor point, and an inclination between the anchor point and the remaining points is obtained, And a capacity estimating unit for estimating the null capacity.

여기서 상기 파라미터 선택부는 시작 전송속도 선택부 및 패킷 추레인 크기 결정부로 구성될 수 있으며, 상기 시작 전송속도 선택부는 다수의 프로브 패킷들로 구성된 하나의 패킷추레인을 백투백(back-to-back)으로 전송한 후, 상기 패킷추레인내 패킷들의 평균 수신속도를 계산하여 그 값을 프로빙 시작 전송속도로 결정하는 기능을 수행할 수 있다. Here, the parameter selection unit may include a start transmission rate selection unit and a packet crosstalk size determination unit, and the start transmission rate selection unit may select one of the plurality of probe packets as a back-to-back And calculating the average reception rate of the packets in the packet retransmission packet and determining the value as the probing start transmission rate.

그리고 상기 패킷 추레인 크기 결정부는 패킷 추레인을 상기 전송속도로 전송하며, 평균 수신속도를 구한 후 현재의 전송속도/평균 출력속도를 계산하고, 상기 현재의 전송속도/평균속도와 이전 전송속도/평균속도를 이용하여 에러 매트릭스를 구하며, 상기 에러 매트릭스가 설정값 보다 크면 패킷추레인 크기의 상한 및 하한 값의 중간 값을 하한값으로 설정하고, 그렇지 않으면 패킷 추레인 크기의 상한 및 하한 값의 중간값을 상한값으로 설정하며, 상기와 같은 동작을 반복하며, 반복 과정에서 상기 패킷 추레인 크기의 상한 및 하한 값 차이가 1 이하가 되는 패킷 추레인 크기를 최적 패킷 추레인 크기로 설정할 수 있다.The packet chunk size determining unit calculates a current transmission rate / average output rate after determining the average reception rate, and transmits the current transmission rate / average rate and the previous transmission rate / If the error matrix is larger than the set value, the intermediate value of the upper and lower limit values of the packet size is set as the lower limit value. Otherwise, the intermediate value of the upper and lower limit values of the packet size And repeats the above operation. In the iterative process, the size of the packet chirp with the difference of the upper and lower limit values of the packet chirality of 1 or less can be set to an optimal packet chirpy size.

또한 상기 가용 밴드위스 추정부는, 복수의 K개 패킷 추레인들을 시작 전송속도rI로 전송하는 전송부와, 상기 패킷추레인들의 평균 수신속도 rO를 계산하는 수신부와, 상기 복수 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도들을 비교하여(ηK probe-trains are asserted to rI < rO or rI > rO), 상기 복수의 패킷추레인의 수신속도가 전송속도보다 크면 상기 전송속도가 가용 밴드위스보다 작다고 판단하며, 상기 복수의 패킷추레인의 수신속도가 상기 전송속도 보다 작으면 상기 전송속도가 가용 밴드위스보다 크다고 판단하는 프로빙 결과 평가부와, 상기 프로빙 결과 평가부에서 상기 복수의 패킷추레인의 수신속도가 전송속도보다 크면 밴드위스의 하한 값 WL을 상기 전송속도로 설정하고, 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간 값(rI = (WH+WL)/2)을 전송속도로 하는 프로빙속도 증가부와, 상기 프로빙 결과 평가부에서 상기 복수의 패킷추레인의 수신속도가 전송속도보다 작으면, 현재 포인트 위치를 저장하고 밴드위스의 상한 값 WH을 상기 전송속도로 설정하고, 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간 값(rI = (WH+WL)/2)을 전송속도로 하는 프로빙속도 감소부와, 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값 차이가 기준값 이내(WH-WL≤ω)이면 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간을 가용 밴드위스로 결정(At = (WH+WL)/2))하고, 그렇지 않으면 상기 과정들을 반복 수행하는 다음 프로빙 결정부로 구성될 수 있다. The available band-width estimator may further include: a transmitter for transmitting a plurality of K packet colliders at an initial transmission rate r I ; a receiver for calculating an average reception rate r O of the packet colliders; comparing the transmission rate and the receiving rate (ηK probe-trains are asserted to r I <r O or r I> r O), the available band reception rate is higher transmission rate than the transmission rate of the plurality of packets chure Switzerland A probing result evaluating unit that determines that the transmission rate is greater than the available bandwidth if the reception rate of the plurality of packet colliders is smaller than the transmission rate; set of the reception rate lower limit value W L of the greater bandwidth than the transmission rate to the transmission rate, and transmitting the upper and middle value of the lower limit value (r I = (W H + W L) / 2) of the bandwidth At speed A probing speed increasing unit for increasing a probing speed of the plurality of packet collisions by the probing result evaluating unit and storing the current point position and setting the upper limit value W H of the bandwidth to the transmission rate, A probing speed decreasing unit that sets the intermediate value (r I = (W H + W L ) / 2) of the upper and lower limit values of the band wise as a transmission rate, and a difference between an upper limit and a lower limit value of the band- H W L ??), The middle of the upper and lower limit values of the band wise is determined as an available band width (A t = (W H + W L ) / 2) And a probing decision unit.

그리고 상기 캐패시티 추정부는 상기 가용밴드위스추정부로부터 가용 밴드위스, 밴드위스 상한 값 및 포인터들의 정보들을 입력하며, 상기 가용 밴드위스에서 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하는 앵커포인트 결정부와, 상기 앵커포인트와 나머지 모든 포인트들 간의 기울기를 계산하는 기울기 계산부와, 상기 기울기들의 평균값을 구하며, 상기 평균값의 역수를 바틀넥 캐패시티로 추정하는 추정부로 구성될 수 있다.The capacity estimator may include an anchor point determination unit for inputting the available bandwidth, the upper limit value of the band wise and the information of the pointers from the available bandwidth estimation unit and determining a point close to the available bandwidth as an anchor point, A slope calculating unit for calculating a slope between a point and all remaining points, and an estimating unit for obtaining an average value of the slopes and estimating an inverse number of the average value with a Barthelem capacity.

본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely illustrative of specific embodiments of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention in order to facilitate understanding of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (10)

통신시스템에서 네트워크 경로들의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 방법에 있어서,
각각이 미리 설정된 패킷추레인 크기의 최소값과 최대값 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 패킷추레인 크기를 결정하는 파라미터 선택과정과,
상기 패킷추레인 크기가 결정된 복수개의 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도를 비교하여 상기 수신속도가 상기 전송속도보다 크면 프로빙 속도를 증가시키고 상기 수신속도가 상기 전송속도보다 작으면 상기 프로빙 속도 감소 및 그 포인트를 저장하는 동작을 반복하면서 가용 밴드위스 범위를 추정하는 과정과,
상기 가용 밴드위스범위 추정 후, 전송속도가 상기 가용밴드위스에 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하고, 상기 앵커포인트와 나머지 포인트들 간의 기울기를 구하여 버틀렉 캐패시티를 추정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
A method for estimating available bandwidth and capacity of network paths in a communication system,
A parameter selecting step of determining a size of a packet chirp through repeated probing based on a binary search between a minimum value and a maximum value of a size of a packet chirp,
If the reception rate is higher than the transmission rate, and if the reception rate is lower than the transmission rate, comparing the transmission rate and the reception rate of a plurality of packet colliders having the determined packet chirality, Estimating an available bandwidth while repeating the operation of storing the point;
Determining a point at which the transmission speed is close to the available bandwidth as an anchor point after estimating the available bandwidth and estimating bit rate capacity by obtaining a slope between the anchor point and the remaining points; Gt;
제1항에 있어서, 상기 파라미터 선택과정은 다수의 프로브 패킷들로 구성된 하나의 패킷추레인을 백투백(back-to-back)으로 전송한 후, 상기 패킷추레인내 패킷들의 평균 수신속도를 계산하여 그 값을 프로빙 시작 전송속도로 결정하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.2. The method of claim 1, wherein the parameter selection process is performed by back-to-back transmission of a packet packet comprising a plurality of probe packets, and then calculates an average reception rate of the packets in the packet packet, Value as a probing start transmission rate. 제2항에 있어서, 상기 패킷 추레인 크기를 결정하는 과정이,
패킷 추레인을 상기 전송속도로 전송하며, 평균 수신속도를 구한 후 현재의 전송속도/평균 출력속도를 계산하는 과정과,
상기 현재의 전송속도/평균 출력속도와 이전 전송속도/평균 출력속도를 이용하여 에러 매트릭스를 구하는 과정과,
상기 에러 매트릭스가 설정값 보다 크면 패킷추레인의 상한 및 하한 값의 중간크기를 하한값으로 설정하고, 그렇지 않으면 패킷추레인의 상한 및 하한 값의 중간크기를 상한값으로 설정한 후, 상기 과정을 반복하는 과정과,
상기 반복 과정에서 상기 패킷 추레인의 상한 및 하한 값 차이가 1 이하가 되는 패킷 추레인을 최적 패킷 추레인으로 설정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
3. The method of claim 2, wherein the step of determining the size of the packet chirps comprises:
Calculating a current transmission rate / average output rate after determining an average reception rate, transmitting the packet transmission rate at the transmission rate,
Calculating an error matrix using the current transmission rate / average output rate and the previous transmission rate / average output rate;
If the error matrix is larger than the set value, the medium size of the upper and lower limit values of the packet header is set as the lower limit value, otherwise, the medium size of the upper and lower packet values of the packet header is set as the upper limit value, Process,
And setting a packet chirp at which the difference between the upper and lower limit values of the packet chirp is less than or equal to 1 in the iterative process as an optimal packet chirp.
제3항에 있어서, 상기 가용 밴드위스를 추정하는 과정이,
상기 복수의 패킷 추레인들을 시작 전송속도로 전송하고, 상기 복수의 패킷추레인들의 평균 수신속도를 계산하는 과정과,
상기 복수의 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도를 비교하여 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 전송속도보다 크면 상기 전송속도가 가용 밴드위스보다 작다고 판단하며, 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 상기 전송속도 보다 작으면 상기 전송속도가 가용 밴드위스보다 크다고 판단하는 프로빙 결과 평가과정과,
상기 프로빙 결과 평가 과정에서 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 전송속도보다 크면 밴드위스의 하한 값을 상기 전송속도로 설정하고, 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간 값을 전송속도로 하는 프로빙속도 증가 과정과,
상기 프로빙 결과 평가 과정에서 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 전송속도보다 작으면, 현재 포인트 위치를 저장하고 밴드위스의 상한 값을 상기 전송속도로 설정하고, 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간 값을 전송속도로 하는 프로빙속도 감소과정과,
상기 밴드위스의 상한 및 하한 값 차이가 기준값 이내이면 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간을 가용 밴드위스로 결정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
4. The method of claim 3, wherein the step of estimating the available band-
Transmitting the plurality of packet colliders at an initial transmission rate and calculating an average reception rate of the plurality of packet colliders,
And determines that the transmission speed is smaller than the available bandwidth if the reception speed of the plurality of packet colliders is greater than the transmission speed, and determines a reception speed of the plurality of packet colliders If the transmission rate is smaller than the transmission rate, it is determined that the transmission rate is greater than the available bandwidth;
And setting a lower limit value of the bandwidth to the transmission rate if the reception speed of the plurality of packet colliders is greater than a transmission rate in the evaluation of the probing result and probing that the intermediate value of the upper and lower limit values of the band- The speed increase process,
If the reception rate of the plurality of packet colliders is less than the transmission rate in the evaluation of the probing result, sets the upper limit value of the band wise to the transmission rate, stores the current point position, A probing speed reduction process of setting the intermediate value as a transmission rate,
If the difference between the upper and lower limit values of the band wise is within a reference value, determining an intermediate band width between the upper and lower limit values of the band wise as an available band wise.
제4항에 있어서, 상기 캐패시티를 추정하는 과정이,
상기 가용밴드위스에서 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하는 과정과,
상기 앵커포인트와 나머지 모든 포인트들 간의 기울기를 계산하는 과정과,
상기 기울기들의 평균값을 구하며, 상기 평균값의 역수를 바틀넥 캐패시티로 추정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
5. The method of claim 4, wherein the step of estimating the capacity comprises:
Determining an anchor point as a point nearest to the usable bandwith;
Calculating an inclination between the anchor point and all remaining points;
Calculating an average value of the slopes, and estimating an inverse number of the average value using a Barthelem capacity.
통신시스템에서 네트워크 경로들의 가용 밴드위스 및 캐패시티를 추정하는 장치에 있어서,
각각이 미리 설정된 패킷추레인 크기의 최소값과 최대값 사이에서 바이너리 검색 기반의 반복 프로빙을 통해 패킷추레인 크기를 결정하는 파라미터 선택부와,
상기 패킷추레인 크기가 결정된 복수개의 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도를 비교하여 상기 수신속도가 상기 전송속도보다 크면 프로빙 속도를 증가시키고 상기 수신속도가 상기 전송속도보다 작으면 상기 프로빙 속도 감소 및 그 포인트를 저장하는 동작을 반복하면서 가용 밴드위스 범위를 추정하는 가용 밴드위스 추정부와,
상기 가용 밴드위스범위 추정 후, 전송속도가 상기 가용밴드위스에 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하고, 상기 앵커포인트와 나머지 포인트들 간의 기울기를 구하여 버틀렉 캐패시티를 추정하는 캐패시티 추정부로 구성된 것을 특징으로 하는 상기 장치.
1. An apparatus for estimating available bandwidth and capacity of network paths in a communication system,
A parameter selector for determining a size of a packet chirp through repeated probing based on a binary search between a minimum value and a maximum value of a size of each of the predetermined packet chirps,
If the reception rate is higher than the transmission rate, and if the reception rate is lower than the transmission rate, comparing the transmission rate and the reception rate of a plurality of packet colliders having the determined packet chirality, An available bandwidth estimating section for estimating an available bandwidth while repeating the operation of storing the point,
And a capacity estimator for estimating the bit rate capacity by determining a point at which the transmission speed is close to the available bandwidth after the estimation of the usable bandwidth range as an anchor point and a slope between the anchor point and the remaining points, .
제6항에 있어서, 상기 파라미터 선택부가,
다수의 프로브 패킷들로 구성된 하나의 패킷추레인을 백투백(back-to-back)으로 전송한 후, 상기 패킷추레인내 패킷들의 평균 수신속도를 계산하여 그 값을 프로빙 시작 전송속도로 결정하는 프로빙 시작전송속도 선택부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
7. The apparatus of claim 6,
After one packet of the plurality of probe packets is transmitted back-to-back, the average reception rate of the packets in the packet is calculated, and the probe start rate is determined as the probe start transmission rate Further comprising a transmission rate selection unit.
제7항에 있어서, 상기 패킷 추레인 크기를 결정하는 파라미터선택부가,
패킷 추레인을 상기 전송속도로 전송하며, 평균 수신속도를 구한 후 현재의 전송속도/평균 출력속도를 계산하고,
상기 현재의 전송속도/평균 출력속도와 이전 전송속도/평균 출력속도를 이용하여 에러 매트릭스를 구하며,
상기 에러 매트릭스가 설정값 보다 크면 패킷추레인의 상한 및 하한 값의 중간크기를 하한값으로 설정하고, 그렇지 않으면 패킷추레인의 상한 및 하한 값의 중간크기를 상한값으로 설정하며,
상기와 같은 동작을 반복하며, 반복 과정에서 상기 패킷 추레인의 상한 및 하한 값 차이가 1 이하가 되는 패킷 추레인을 최적 패킷 추레인으로 설정하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
The apparatus of claim 7, further comprising: a parameter selector for determining the size of the packet chirp;
Transmits a packet header at the transmission rate, calculates an average reception rate, calculates a current transmission rate / average output rate,
An error matrix is obtained using the current transmission rate / average output rate and the previous transmission rate / average output rate,
If the error matrix is larger than the set value, sets the intermediate size of the upper and lower limit values of the packet summation as the lower limit value, otherwise sets the middle size of the upper and lower limit values of the packet summation as the upper limit value,
And repeating the above-described operations, wherein in the iterative process, a packet collision factor in which the difference between the upper and lower values of the packet collision factor is equal to or less than 1 is set as an optimal packet collision factor.
제8항에 있어서, 상기 가용 밴드위스 추정부가,
상기 복수의 패킷 추레인들을 시작 전송속도로 전송하는 전송부와,
상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도를 수신한 후 평균 수신속도를 계산하는 수신부와,
상기 복수의 패킷추레인들의 전송속도 및 수신속도를 비교하여 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 전송속도보다 크면 상기 전송속도가 가용 밴드위스보다 작다고 판단하며, 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 상기 전송속도 보다 작으면 상기 전송속도가 가용 밴드위스보다 크다고 판단하는 프로빙 결과 평가부와,
상기 프로빙 결과 평가부에서 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 전송속도보다 크면 밴드위스의 하한 값을 상기 전송속도로 설정하고, 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간 값을 전송속도로 하는 프로빙속도 증가부와,
상기 프로빙 결과 평가부에서 상기 복수의 패킷추레인들의 수신속도가 전송속도보다 작으면, 현재 포인트 위치를 저장하고 밴드위스의 상한 값을 상기 전송속도로 설정하고, 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간 값을 전송 속도로 하는 프로빙속도 감소부와,
상기 밴드위스의 상한 및 하한 값 차이가 기준값 이내이면 상기 밴드위스의 상한 및 하한 값의 중간을 가용 밴드위스로 결정하는 프로빙 결정부로 구성된 것을 특징으로 하는 상기 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the available band-
A transmitter for transmitting the plurality of packet colliders at an initial transmission rate;
A receiving unit for receiving an average rate of reception of the plurality of packet colliders,
And determines that the transmission speed is smaller than the available bandwidth if the reception speed of the plurality of packet colliders is greater than the transmission speed, and determines a reception speed of the plurality of packet colliders A probing result evaluating unit that determines that the transmission rate is larger than the available bandwidth if the transmission rate is smaller than the transmission rate,
Wherein the probing result evaluating unit sets the lower limit value of the bandwidth to the transmission rate if the reception speed of the plurality of packet colliders is larger than the transmission rate and sets the intermediate value of the upper and lower limit values of the band- A speed increasing portion,
Wherein the probing result evaluating unit stores the current point position and sets the upper limit value of the band wise to the transmission rate if the reception rate of the plurality of packet colliders is smaller than the transmission rate, A probing speed decreasing unit that sets the intermediate value as a transmission rate,
And a probing decision unit for determining an intermediate band width between the upper and lower limit values of the band wise as an available band width when the difference between the upper and lower limit values of the band wise is within a reference value.
제9항에 있어서, 상기 캐패시티 추정부가,
상기 가용밴드위스추정부로부터 가용 밴드위스, 밴드위스 상한 값 및 포인터들의 정보들을 입력하며, 상기 가용 밴드위스에서 가까운 포인트를 앵커포인트로 결정하는 앵커포인트 결정부와,
상기 앵커포인트와 나머지 모든 포인트들 간의 기울기를 계산하는 기울기 계산부와,
상기 기울기들의 평균값을 구하며, 상기 평균값의 역수를 바틀넥 캐패시티로 추정하는 추정부로 구성된 것을 특징으로 하는 상기 장치.

10. The apparatus of claim 9,
An anchor point decision unit for inputting information on the available bandwidth, the upper limit of the band-wise value and the pointers from the available bandwidth estimation unit and determining a point nearest to the available bandwidth as an anchor point;
A slope calculating unit for calculating a slope between the anchor point and all remaining points;
And an estimator estimating an average value of the slopes and estimating an inverse number of the average value by a Barthelem capacity.

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