KR101705464B1 - 콘텐츠 중심 네트워크에서의 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 콘텐츠 중심 네트워크 기반의 패킷 관리방법에 있어서, (a) 라우터가 인터레스트 패킷을 드롭시켜 링크의 혼잡을 제어하는 단계; 및 (b) 라우터가 상기 패킷을 드롭할 때, NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명은, 콘텐츠 중심 네트워크에서 링크 혼잡으로 인한 데이터 패킷의 손실을 막아 데이터 패킷의 손실에 대한 복구의 지연을 예방하고, 링크 혼잡으로 인해 데이터 패킷의 손실이 발생했을 때 손실 복구의 지연으로 인한 콘텐츠 전송 완료 시간의 증가를 막기 위한 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공한다.

Description

콘텐츠 중심 네트워크에서의 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템{ACTIVE INTEREST PACKET MANAGEMENT METHOD AND THEREOF SYSTEM FOR IMPROVING FLOW COMPLETION TIME IN CONTENT-CENTRIC NETWORK}

본 발명은 네트워크 전송 패킷 관리방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘텐츠 중심 네트워크에서의 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

현재의 네트워크는 IP주소를 사용하여 호스트간의 연결이 수립되고 난 후 데이터가 전송된다. 이러한 통신방식은 대용량의 멀티미디어 콘텐츠의 전송량이 증가하고 인기 있는 콘텐츠의 경우 반복적으로 전송이 요청되는 근래의 트래픽 패턴에 있어서는 매우 비효율적으로 동작한다.

반면에 미래 인터넷 기술인 콘텐츠 중심 네트워크(Content-Centric Networking)는 데이터에 이름을 부여하고, 해당 이름을 가진 데이터 요청 패킷인 인터레스트(interest) 패킷을 콘텐츠 제공자에게 전달함으로써 동일한 이름을 가진 데이터 패킷을 요청하고 요청된 데이터 패킷은 자신과 이름이 동일한 인터레스트 패킷이 전송되어 온 경로를 따라 콘텐츠 요청자에게 전송되는 통신방식이다.

이러한 통신 방식과 함께 CCN에서는 캐시(Cache)가 장착된 라우터를 사용하여 과거에 해당 라우터를 지나간 데이터 패킷을 요청할 경우 캐싱(Caching)된 패킷을 바로 전송해 전송 시간은 물론 콘텐츠 제공자로부터의 반복된 데이터 전송을 줄여준다.

그리고 인터레스트 집약 기법을 사용하여 짧은 시간 내에 발생한 동일한 이름을 가진 반복적인 인터레스트 패킷들을 하나의 인터레스트 패킷으로 집약해 이후 동일한 데이터 전송이 반복되지 않게 해 네트워크 자원 낭비를 줄여준다. 데이터 패킷이 인터레스트 패킷이 전송되어 온 경로를 따라 전송되기 위해서 그리고 인터레스트 집약 기법을 사용하기 위해선 라우터가 자신에게 들어오는 인터레스트 패킷의 정보를 PIT(Pending Interest Table)에 특정 유효기간 동안 저장하거나 데이터 패킷이 해당 정보를 소비하고 다음 홉(Hop)으로 전송될 때까지 저장해야만 한다.

생성된 PIT 항목은 기본적으로 인터레스트 패킷의 이름, 인터페이스(Interface), 유효기간 등의 정보를 가지고 있다. 그리고 이후 동일한 이름을 가진 인터레스트 패킷이 반복해서 발생하여 해당 라우터에 도달하면 인터레스트 패킷이 들어온 인터페이스만을 동일한 이름을 가진 항목에 추가함으로써 집약되고 이후에 데이터 패킷이 전송될 때에는 해당 항목을 소비하면서 집약된 모든 인터레스트 패킷들이 들어온 인터페이스들로 데이터 패킷이 전송됨으로써 인터레스트 집약 기법이 동작한다.

그러나 데이터 패킷에 의해 소비되지 않는다면 특정 유효기간 동안 저장되어야 하는 PIT 항목은 전송 중인 데이터 패킷이 링크 혼잡으로 인해 손실되었을 때 손실 복구의 지연을 유발한다. 전송중인 데이터 패킷이 링크 혼잡으로 인해 손실 되면 콘텐츠 요청자는 데이터 패킷의 손실을 신속하게 알아차리고 혼잡 제어를 위해 인터레스트 패킷 발생률을 줄이고, 손실 복구를 위해 인터레스트 패킷을 재전송한다. 하지만 재전송 인터레스트 패킷은 이전에 보낸 인터레스트 패킷과 동일한 이름을 가지고 있기 때문에 라우터에서 이전에 보낸 인터레스트 패킷에 의해 생성되었던 PIT 항목에 집약된다.

이로 인해 재전송 인터레스트 패킷은 콘텐츠 제공자에게 전달되지 못해 즉각적인 손실 복구가 불가능하게 되고 이후 PIT 항목의 유효기간이 끝나 해당 항목이 삭제되어야만 정상적인 데이터 패킷의 손실 복구 단계가 수행된다. 손실 복구에 있어서 PIT 항목의 유효기간만큼의 지연은 콘텐츠의 전송 완료 시간에 영향을 미친다. 특히 전송 완료 시간이 짧은 저용량 콘텐츠의 경우 고용량 콘텐츠에 비해 매우 큰 영향을 받으며 저용량 콘텐츠의 전송 완료시간을 정상적인 경우의 수 배 증가시킬 수 있는 문제이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 CCNx에서는 라우터의 동일한 인터페이스로 동일한 이름을 가진 인터레스트 패킷이 반복해서 들어온다면 이를 재전송 인터레스트 패킷으로 간주하고 다음 홉으로 전송해준다. 이는 재전송 인터레스트 패킷이 즉각적으로 콘텐츠 제공자에게 도달하여 손실 복구를 가능하게 해준다.

하지만 이러한 시스템은 인기 있는 콘텐츠의 인터레스트 패킷인 경우 재전송 인터레스트 패킷이 반복적으로 발생하게 되고 이때 생산된 재전송 인터레스트 패킷들이 PIT항목에 집약되지 못하고 모두 콘텐츠 제공자에게 전송되어 불필요한 데이터 재전송을 반복하게 하여 네트워크 자원이 낭비된다는 문제점이 있다.

일본 공개특허공보 특개2010-178343호(공개일자: 2010년08월12일) 대한민국 등록특허공보 제10-1481311호(등록일자: 2015년01월05일)

본 발명에 따른 콘텐츠 중심 네트워크에서의 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템은 다음과 같은 해결과제를 가진다.

첫째, 본 발명은 콘텐츠 중심 네트워크(CCN)에서 효율적으로 링크의 혼잡을 제어하고 즉각적인 데이터 패킷의 손실복구가 가능한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공하고자 함이다.

둘째, 본 발명은 링크 혼잡으로 인한 데이터 패킷의 손실을 막아 데이터 패킷의 손실에 대한 복구의 지연을 예방하는 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공하고자 함이다.

셋째, 본 발명은 CCN에서 링크 혼잡으로 인해 데이터 패킷의 손실이 발생했을 때 손실 복구의 지연으로 인한 콘텐츠 전송 완료 시간의 증가를 막기 위한 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공하고자 함이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하고자 하는 본 발명의 제1 특징은, 콘텐츠 중심 네트워크 기반의 패킷 관리방법에 있어서, (a) 라우터가 인터레스트 패킷을 드롭시켜 링크의 혼잡을 제어하는 단계; 및 (b) 라우터가 상기 패킷을 드롭할 때, NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 (a) 단계는, 라우터에서 PIT(Pending Interest Table)에 존재하는 항목의 수에 따라 상기 인터레스트 패킷을 드롭시키는 단계인 것이 바람직하고, 상기 (a) 단계는, 라우터에서 링크 혼잡으로 데이터 패킷이 손실되기 전에 상기 인터레스트 패킷을 드롭시키는 단계인 것이 바람직하다.

또한, 상기 (a) 단계는, 라우터가 인터페이스를 통해 인터레스트 패킷이 수신되면, PIT(Pending Interest Table)에 존재하는 항목의 수를 바탕으로 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률을 산출하는 단계; 및 상기 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률에 따라 상기 인터레스트 패킷을 드롭시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

더하여, 상기 (b) 단계는, 상기 패킷을 드롭할 때, 상기 인터레스트 패킷에 의해 생성된 PIT(Pending Interest Table) 데이터 항목을 삭제하고, 상기 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 단계인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명이 제2 특징은, 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리 시스템으로서, 콘텐츠 중심 네트워크에서 데이터 패킷의 통신경로를 지정하고 링크 혼잡을 제어하는 라우터를 통해 인터레스트 패킷을 관리한 패킷 관리하는 시스템에 있어서, 상기 라우터가 인터페이스를 통해 수신된 인터레스트 패킷을 드롭시켜 링크의 혼잡을 제어하고, 패킷 드롭시 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패킷을 드롭할 때, 상기 인터레스트 패킷에 의해 생성된 PIT(Pending Interest Table) 데이터 항목을 삭제하는 것이 바람직하고, 상기 라우터는 PIT(Pending Interest Table)에 존재하는 항목의 수를 바탕으로 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률을 산출하고, 산출된 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률에 따라 상기 인터레스트 패킷을 드롭시키는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 제3 특징은, 하드웨어와 결합되어 상술한 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 콘텐츠 중심 네트워크에서의 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 라우터 자체에서 PIT에 존재하는 항목의 수에 따라 능동적으로 인터레스트 패킷을 드롭(Drop)시켜 링크의 혼잡을 제어하고, NACK(Negative -ACKnowldegment)을 사용해 명시적으로 콘텐츠 요청자에게 인터레스트 패킷 손실을 알려 즉각적인 손실복구가 가능한 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공한다.

둘째, 본 발명은 콘텐츠 중심 네트워크에서 링크 혼잡으로 인한 데이터 패킷의 손실을 막아 데이터 패킷의 손실에 대한 복구의 지연을 예방하는 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공한다.

셋째, 본 발명은 콘텐츠 중심 네트워크(CCN)에서 링크 혼잡으로 인해 데이터 패킷의 손실이 발생했을 때 손실 복구의 지연으로 인한 콘텐츠 전송 완료 시간의 증가를 막기 위한 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공한다.

넷째, 본 발명은 인터레스트 패킷 드롭과 NACK를 사용함으로써, 기존 콘텐츠 중심 네트워크(CCN)가 가지는 인터레스트 집약 기법으로부터의 장점이 그대로 유지 될수 있는 패킷 관리방법 및 그 시스템을 제공한다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법에 적용되는 NACK 발생확률 모델을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명이 실시예와 그 밖의 종래의 방법을 적용하여 모의실험하여 나타난 전송완료시간의 비교 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리 시스템을 나타내는 모식도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법은, 콘텐츠 중심 네트워크 기반의 패킷 관리방법에 있어서, (a) 라우터가 인터레스트 패킷을 드롭시켜 링크의 혼잡을 제어하는 단계(S100); 및 (b) 라우터가 상기 패킷을 드롭할 때, NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 단계(S200)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예는 첫째, 인터레스트 패킷을 사전에 드롭시킴으로써 데이터 패킷 손실을 예방하는 링크 혼잡 제어하는 방법 및 시스템과, 둘째, 인터레스트 패킷 드롭 시, NACK(Negative-ACKnowldegment)을 발생시키는 방법 및 시스템과, 셋째, PIT에 존재하는 항목 수를 바탕으로 NACK 발생 확률을 계산하는 구조 설계와 링크 혼잡의 정도를 PIT에 존재하는 항목 수로 판단하는 방법 및 시스템을 그 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 콘텐츠 중심 네트워크(CCN: Contents Centric Network)에서 링크 혼잡으로 인해 데이터 패킷의 손실이 발생했을 때, 손실 복구의 지연으로 인한 콘텐츠 전송 완료 시간의 증가를 막기 위한 데이터 패킷 관리방법에 관한 것으로, CCN의 인터레스트(interest) 집약 기법의 장점을 그대로 보존하면서 손실 복구 지연을 발생시키는 링크 혼잡으로 인한 데이터 패킷의 손실을 인터레스트(interest) 패킷을 드롭시킴으로써 예방하는 방법과 NACK(Negative-ACKnowldegment)을 사용하여 즉각적으로 인터레스트(interest) 패킷 손실을 복구하는 방법 및 그 시스템을 제공한다.

이하에서 보다 구체적으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법의 단계적인 프로세스를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예는 콘테트 중심 네트워크(CCN)에서 링크 혼잡으로 인해 손실된 데이터 패킷을 복구하기 위해 인터레스트 패킷을 재전송함에 있어, PIT 항목들의 유효기간으로 인해 재전송 인터레스트 패킷이 콘텐츠 제공자에게 전송되지 않아 즉각적으로 손실된 데이터 패킷을 복구하지 못하는 문제점을 해결하는 패킷 관리방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

여기서, 콘텐츠 중심 네트워크(Content Centric Network:CCN)는 정보 자체에 이름(Name)을 부여하여 이 이름을 통해 위치가 아닌 정보 장체를 획득하는 구조의 네트워크로서, 호스트 중심 네트워크에서 콘텐츠 중심 네트워킹으로 설계된 네트워크 구조를 말한다.

그리고, CCN은 콘텐츠의 집중을 막기 위해 각 노트가 그 경로를 통해 지나간 콘텐츠의 내용을 일정 시간 동안 보관해 그 사이 다른 단말이 동일한 콘텐츠를 요구하는 경우 공급자에게로 요청 메시지를 보내는 것이 아니라 콘텐츠를 보관하고 있는 노드에서 응답을 보내는 구조이다.

이를 위해 CCN에서는 라우터(Router)는 세개의 캐시(Cache)를 가진다. 첫째, 콘텐츠 스토어(CS:Contents Store)로 해당 경로를 통해 지나간 콘테츠를 보관하고 있는 캐시이고, 둘째, PIT(Pending Interest Table)로 캐시 요청 메시지를 나타내는 인터레스트의 In/Out의 경로를 기록하는 캐시이고, 셋째, FIB(Forwarding Information Base)로 인터레스트의 효율적인 포워딩(Forwarding)을 위한 캐시이다.

상술한 바와 같이, 데이터 패킷이 인터레스트 패킷이 전송되어 온 경로를 따라 전송되기 위해서 라우터가 자신에게 들어오는 인터레스트 패킷의 정보를 PIT(Pending Interest Table)라는 캐시에 특정 유효기간 동안 저장하거나 데이터 패킷이 해당 정보를 소비하고 다음 홉(Hop)으로 전송될 때까지 저장해야만 하는데, 생성된 PIT 항목은 기본적으로 인터레스트 패킷의 이름, 인터페이스(Interface), 유효기간 등의 정보를 가지고 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, (a) 단계(S100)는 라우터가 인터레스트 패킷을 드롭시켜 링크의 혼잡을 제어하는 단계로서(S100), CCN의 인터레스트 집약 기법을 고려하여 데이터 패킷을 요청하기 위해 전송하는 인터레스트 패킷의 정보를 저장하는 PIT를 활용하여 링크 혼잡을 제어하고 링크 혼잡으로 데이터 패킷이 손실되기 전에 인터레스트 패킷들을 사전에 드롭하여, 추후에 돌아올 데이터 패킷의 양을 조절하는 과정이다.

그리고, (b) 단계(S200)는 라우터가 패킷을 드롭(drop)할 때, NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 단계로서, 인터레스트 패킷 발생률을 줄임으로써 링크 혼잡을 제어하는 단계이다. 여기서 NACK(Negative-ACKnowldegment)는 전송제어부호로서, 수신 측에서 송신측에 부정적인 내용의 대답을 전달하기 위하여 사용하는 부호이다.

이때 발생한 NACK는 데이터 패킷과 동일하게 인터레스트 패킷에 의해 생성된 PIT 항목을 삭제하면서(S210) 콘텐츠 요청자에게 전송되기 때문에(S230), 이후에 콘텐츠 요청자에 의해 최초로 재전송되는 인터레스트 패킷이 PIT에 새로운 항목을 만들면서 패킷 손실을 즉각적으로 복구할 수 있다. 또한 최초로 재전송한 인터레스트 패킷에 의해 생성된 새로운 PIT 항목은 이후에 오는 또 다른 재전송 인터레스트 패킷들이 정상적으로 집약될 수 있도록 하여, CCN의 인터레스트 패킷 집약의 장점을 유지할 수 있도록 한다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템은 라우터의 인터페이스로 인터레스트 패킷이 들어오면(S110) 해당 라우터는 PIT에 존재하는 항목의 수를 바탕으로 계산한 확률에(S130) 따라 인터레스트 패킷을 드롭 시키면서(S150) NACK을 발생시켜 혼잡을 제어하거나 Interest 메시지를 다음 링크로 전송한다.(S200) (도 1 및 도 2 참조)

여기서, NACK 발생 확률은 PIT에 존재하는 항목의 수를 바탕으로 계산되는데, PIT 항목의 수가 많을수록 전송된 인터레스트 패킷의 수가 많다는 것을 의미하고, 이는 이후에 인터레스트 패킷에 의해 발생되는 데이터 패킷의 수가 많아져 링크 혼잡을 초래 할 가능성이 커진다고 예측할 수 있기에, NACK 발생 확률은 도 3에 나타낸 바와 같이, PIT 에 존재하는 항목의 수가 증가함에 따라 증가한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법에 적용되는 NACK 발생확률 모델을 나타내는 그래프이다.

모의실험(simulation)

본 발명의 실시예에서는 능동적인 인터레스트 패킷 관리 시스템의 링크 혼잡 제어 능력을 측정하기 위해 ns-3 기반 ndnSIM 모듈을 사용하여 모의실험을 진행 하였다. 시뮬레이션에서 사용한 토폴로지(Topology)는 왕복 지연 시간이 50ms이고 대역폭은 10Mbps이고 지연시간은 1ms인 병목 링크 구간을 가지는 아령 모양의 토폴로지를 사용하였다.

PIT 항목의 유효기간은 1초로 하였으며, 링크 내 큐의 (Queue) 크기는 대역폭 지연 곱의 (Bandwidth Delay Product: BDP) 1.5배 만큼 설정하였고, 캐시의 크기는 모의실험동안 40%의 적중률을 가질 수 있도록 설정하였다.

모의실험에서 사용한 콘텐츠의 경우에는 크기가 작은 콘텐츠들을 20KB를 평균으로 하는 지수 분포에 따라 총 10,000개를 생성하였으며 크기가 큰 콘텐츠들을 1MB 를 평균으로 하는 파레토 분포를 (Pareto Distribution) 따라 총 500개를 생성하였다. 콘텐츠 요청자는 크기가 작은 콘텐츠를 초당 15개, 크기가 큰 콘텐츠를 초당 1개씩 요청하도록 설정하였다.

생성된 콘텐츠 중 요청할 콘텐츠를 뽑는 인기도는 집 분포(Zipf Distribution)를 따르도록 하였으며 집 분포의 상수 알파 값은 크기가 작은 콘텐츠의 경우 0.8, 크기가 큰 콘텐츠의 경우 1.0으로 설정하였다. 모의실험은 다음의 세 종류의 링크 혼잡제어 전략들과 비교하여 진행하였다.

Basic: ndnSIM에서 제공하는 링크 혼잡제어.

No_Agg_RetInt: 재전송 Interest 메시지가 노드에 도착하면 동일한 PIT 항목 존재 유무에 상관없이 무조건 포워딩함.

RIO: TCP/IP 네트워크에서 제안된 링크 혼잡제어 기술로써, 링크 혼잡으로 인해 대량의 데이터 패킷 손실이 일어나기 전에 링크의 큐가 커짐에 따라 확률적으로 데이터 패킷을 사전에 드롭시켜 심각한 링크 혼잡을 예방함.

모의 실험을 통한 본 발명의 실시예에 따른 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템 성능은 콘텐츠들의 전송 완료 시간 측면에서 본래의 전송 시간이 매우 짧아서 손실 복구 지연에 영향을 상대적으로 많이 받는 크기가 작은 콘텐츠들과 반대로 전송 시간이 매우 길어서 손실 복구 지연에 영향을 상대적으로 적게 받는 크기가 큰 콘텐츠들로 분류하여 측정하였다.(도 4 참조)

도 4는 본 발명이 실시예와 그 밖의 종래의 방법을 적용하여 모의실험하여 나타난 전송완료시간의 비교 그래프이다. 도 4의 (a)는 크기가 작은 콘텐츠)의 경우(On small content를 나타내고, 도 4의 (b)는 크기가 큰 콘텐츠의 경우(On large content)를 나타낸다.

도 4에 나타낸 바와 같이, No_Agg_RetInt는 동일한 데이터 패킷의 재전송을 요청하는 인터레스트 메시지들이 모두 집약 없이 포워딩되어 중복된 데이터 패킷 발생을 증가시켰기에, 더 심한 링크 혼잡을 유도하여 매우 나쁜 성능을 보이고 있음을 알 수 있고, 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법 및 그 시스템은 콘텐츠의 크기에 상관없이 모든 비교 기술에 비해 좋은 성능을 보이고 있음을 알 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 콘텐츠 중심 네트워크 기반의 패킷 관리방법에 있어서,
   (a) 라우터가 인터페이스를 통해 인터레스트 패킷이 수신되면, PIT(Pending Interest Table)에 존재하는 항목의 수를 바탕으로 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률을 산출하고, 상기 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률에 따라 상기 인터레스트 패킷을 드롭시켜 링크의 혼잡을 제어하는 단계; 및
   (b) 라우터가 상기 패킷을 드롭할 때, NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 (a) 단계는,
   라우터에서 링크 혼잡으로 데이터 패킷이 손실되기 전에 상기 인터레스트 패킷을 드롭시키는 단계인 것을 특징으로 하는 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 (b) 단계는,
   상기 패킷을 드롭할 때, 상기 인터레스트 패킷에 의해 생성된 PIT(Pending Interest Table) 데이터 항목을 삭제하고, 상기 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법.
6. 콘텐츠 중심 네트워크에서 데이터 패킷의 통신경로를 지정하고 링크 혼잡을 제어하는 라우터를 통해 인터레스트 패킷을 관리하는 시스템에 있어서
   상기 라우터는 PIT(Pending Interest Table)에 존재하는 항목의 수를 바탕으로 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률을 산출하고, 산출된 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호 발생 확률에 따라 상기 인터레스트 패킷을 드롭시켜 링크의 혼잡을 제어하고,
   패킷 드롭시 NACK(Negative-ACKnowldegment) 부호를 콘텐츠 요청자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 패킷을 드롭할 때, 상기 인터레스트 패킷에 의해 생성된 PIT(Pending Interest Table) 데이터 항목을 삭제하는 것을 특징으로 하는 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리 시스템.
8. 삭제
9. 하드웨어와 결합되어 청구항 1의 전송 완료 시간 향상을 위한 능동적인 인터레스트 패킷 관리방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
   
   

Images