KR101977527B1 - Multicasting method and apparatus using multicast group sharing tree in software definition network - Google Patents

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김원태
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a multicasting method and apparatus using a multicast group sharing tree of a software-defined network (SDN). The present invention provides the multicasting method using a multicast group sharing tree of the SDN, which includes multiple switches, comprising the following steps: obtaining a distance of each receiver within a multicast group by each rendezvous point (RP) candidate switch and obtaining the sum of the distances of all the receivers by each RP candidate switch; comparing the distance of each obtained RP candidate to select a switch with the shortest distance as an RP; setting a path to make the distance between the selected RP and a sender shortest; and generating a tree structure for the path between the RP and the receiver, wherein the selection of the RP, the setting of the path between the sender and the RP and the generation of the tree structure between the receiver and the RP occur when the sender or the receiver participates in or leaves the multicast group. The present invention, when the multicast is applied in an environment of the internet of things where the senders and the receivers become more, can reduce resources of network equipment, can reduce the number of flow objects applied to the switch and can reduce the overload of the RP.

Description

소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법 및 장치{Multicasting method and apparatus using multicast group sharing tree in software definition network}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multicast group sharing tree and a multicast group sharing tree,

본 발명은 멀티캐스팅 네트워크 통신에 관한 것으로서, 특히 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법 및 장치The present invention relates to multicasting network communication, and more particularly, to a multicasting method and apparatus using a multicast group shared tree of a software defined network (SDN)

멀티캐스트는 네트워크 통신 방식 중에서 한 개의 송신자에서 전체가 아닌 다수 인원에게 똑같은 트래픽을 한 번에 전송하는 통신 방식이다. 똑같은 트래픽을 여러 수신자에게 반복해서 보내게 되면, 네트워크에 많은 부하가 발생하게 된다. 이 부하를 줄이기 위해 멀티캐스트 방식이 등장하였다. 멀티캐스트는 2가지 전송 방식이 존재하는데 소스기반 트리와 그룹공유 트리이다. Multicast is a communication method that transmits the same traffic to a large number of people at a time from a single sender among network communication methods at once. If the same traffic is repeatedly sent to multiple recipients, the network is overloaded. To reduce this load, a multicast approach has emerged. Multicast has two transmission schemes, source-based tree and group-shared tree.

소스기반 트리는 송신자가 중심이 되어, 그룹에 참여한 수신자로 네트워크 흐름을 만드는 구조이다. 이 트리는 트래픽을 빨리 전달할 수 있는 네트워크에 유용하다. 반면, 그룹공유 트리는 멀티캐스트 통신 시, 랑데부 포인트를 반드시 지나가야 하는 트리 구조이다. 여기서 랑데부 포인트는 그룹공유 트리의 최상위 층을 담당한다. 이 네트워크 통신은 많은 송신자와 멀티캐스트 그룹이 많은 네트워크에서 유용하다.The source-based tree is a structure in which the sender is centralized and network flows are made to the recipients participating in the group. This tree is useful for networks that can quickly deliver traffic. On the other hand, a group share tree is a tree structure in which multicend communication must pass a rendezvous point. Here, the rendezvous point is responsible for the top layer of the group share tree. This network communication is useful in many senders and networks with many multicast groups.

멀티캐스트의 그룹공유 트리의 단점은 랑데부 포인트의 과부하와 멀티캐스트의 트리 구조와 그룹 관리의 어려움을 가진다. 랑데부 포인트의 과부하는 송신자가 많아지는 네트워크의 경우, 그룹 공유 트리의 특성 때문에 반드시 패킷들은 랑데부 포인트를 지나가야 한다. 이 구간은 전체 트래픽이 집중되며, 이는 네트워크의 과부하로 정보 손실이 발생할 수 있는 문제점이 생긴다. 네트워크의 과부화를 해결하기 위해서는 랑데부 포인트를 수정하는 과정에서 전체 네트워크를 볼 수 있도록 하는 기능이 필요하다. 기존 네트워크는 전체적인 네트워크의 구조를 보기 위해 전체 네트워크의 패킷을 발생시켜 확인해야 한다. 이는 네트워크의 많은 부하가 발생한다. 이 방법 없이 멀티캐스트 통신을 한다면, 그룹 공유 트리의 랑데부 포인트의 적절한 변경이 어려우며, 멀티캐스트의 트리와 송신자와 수신자의 그룹 관리 제어가 어려운 점이 있다.The disadvantage of the multicast group share tree is the overhead of rendezvous points and the difficulty of multicast tree structure and group management. Overload of rendezvous points is due to the nature of the group share tree in the case of a network with many senders, packets must pass through rendezvous points. In this section, the entire traffic is concentrated, which causes a problem of information loss due to overload of the network. In order to solve the network overload, it is necessary to have a function to view the entire network in the course of modifying the rendezvous point. The existing network should generate packets of the whole network to check the structure of the whole network. This results in a heavy load on the network. If multicast communication is performed without this method, it is difficult to appropriately change the rendezvous point of the group share tree, and it is difficult to control the multicast tree and the group management of the sender and the receiver.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존 멀티캐스트 그룹공유 트리의 단점을 해결하기 위해 랑데부 포인트(RP) 부하를 분산시킬 수 있는 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택 알고리즘에 기반한, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법 및 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method and apparatus for multicast routing in a software defined network (SDN) based on a proximity receive rendezvous point dynamic selection algorithm capable of distributing rendezvous point (RP) And a multicasting method and apparatus using the group shared tree.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법은 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법에 있어서, 랑데부 포인트(RP) 후보 스위치 별로 멀티캐스트 그룹 내의 수신자 각각의 거리를 구하고 상기 랑데부 후보 스위치 별로 수신자 전체의 거리 합을 구하는 단계; 상기 구해진 랑데부 포인트 후보 별 거리를 비교하여 가장 거리가 짧은 스위치를 랑데부 포인트로 선택하는 단계; 상기 선택된 랑데부 포인트와 송신자 간 가장 짧은 거리가 되도록 경로를 설정하는 단계; 및 상기 랑데부 포인트와 수신자 간의 경로는 트리 구조로 생성하는 단계를 포함하고, 상기 랑데부 포인트 선택, 상기 송신자와 랑데부 포인트 간의 경로 설정, 상기 수신자와 랑데부 포인트 간의 트리 구조 생성은 상기 송신자 또는 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 탈퇴할 때 발생하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multicast method using a multicast group shared tree of a software definition network (SDN), including multicasting using a multicast group shared tree of a software definition network (SDN) The method includes: obtaining a distance of each receiver in a multicast group for each Rendezvous Point (RP) candidate switch and obtaining a sum of distances of all receivers for each Rendezvous candidate switch; Selecting a switch having a shortest distance as a rendezvous point by comparing the obtained rendezvous point candidate distances; Setting a path to be the shortest distance between the selected rendezvous point and the sender; And generating a tree structure between the rendezvous point and the recipient, wherein the rendezvous point selection, the routing between the sender and the rendezvous point, and the tree structure creation between the recipient and the rendezvous point are performed by the sender or the receiver, When a person joins or leaves the group.

상기 랑데부 포인트 후보 별 거리는 상기 랑데부 포인트 후보 스위치를 지나간 횟수이며, 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 수신자들까지의 거리의 합으로 결정되는 것을 특징으로 한다. The rendezvous point candidate distance is the number of times that the rendezvous point candidate switch has passed, and is determined as a sum of distances to the receivers for each rendezvous point candidate switch.

상기 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 하고, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 상기 SDN 멀티캐스트 콘트롤러는 랑데부 포인트(RP)가 선택된 후, 송신자 기기와 랑데부 포인트(RP)와는 경유하는 스위치 수가 가장 작고, 가장 짧은 거리의 경로를 만들도록 Flow-Mod 메시지를 스위치로 보내는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 SDN 멀티캐스트 콘트롤러로 하고, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 랑데부 포인트(RP)가 선택된 후, 랑데부 포인트(RP)에서 수신자들의 경로는 가장 짧은 트리 형태의 경로로 지나도록 Flow-Mod 메시지를 스위치로 보내는 것을 특징으로 한다. Wherein the control plane in a software defined network (SDN) including the plurality of switches is an SDN multicast controller and a switch connected to the SDN multicast controller is a data plane, the SDN multicast controller includes a rendezvous point ) Is selected, the Flow-Mod message is sent to the switch so that the number of switches passing through the rendezvous point (RP) is the smallest and the route with the shortest distance is formed. In addition, when a control plane in a software defined network (SDN) including the plurality of switches is an SDN multicast controller and a switch connected to the SDN multicast controller is a data plane, the SDN multicast controller is a rendezvous point (RP) is selected, the flow of the recipients at the rendezvous point (RP) is sent to the switch so that the flow-mode message is passed through the path of the shortest tree type.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법은, 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 하고, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 멀티캐스트 트래픽은 송신자에서 발생하여 랑데부 포인트로 전송되는 단계; 및 상기 랑데부 포인트는 멀티캐스트 그룹에 맞는 VLAN(Virtual LAN) 헤더를 붙이고 수신자와 마지막으로 인접되어 있는 스위치에서 VLAN 헤더를 떼어내고 멀티캐스트 트래픽을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 랑데부 포인트 선택은 상기 송신자 또는 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 탈퇴할 때 발생하고, 상기 랑데부 포인트를 선택하는 랑데부 포인트 선택 알고리즘은 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 멀티캐스트 그룹 내의 수신자 각각의 거리를 구하고 상기 랑데부 후보 스위치 별로 수신자 전체의 거리 합을 구하여 상기 구해진 랑데부 포인트 후보 별 거리를 비교하여 가장 거리가 짧은 스위치를 랑데부 포인트로 선택되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multicast method using a multicast group shared tree of a software defined network (SDN), comprising: transmitting a control plane in a software defined network (SDN) including a plurality of switches to an SDN multicast controller And a switch connected to the SDN multicast controller is a data plane, the multicast traffic is generated at a sender and transmitted to a rendezvous point; And the rendezvous point includes attaching a VLAN (Virtual LAN) header matching a multicast group, and separating the VLAN header from the last switch adjacent to the receiver and transmitting the multicast traffic, Or when a recipient joins or leaves a multicast group, and the rendezvous point selection algorithm for selecting the rendezvous point determines the distance of each recipient in the multicast group for each rendezvous point candidate switch, and calculates the distance The sum of the calculated rendezvous point candidates is compared with the calculated distance of the rendezvous point candidates, and the switch having the shortest distance is selected as a rendezvous point.

또한 본 발명에 의한 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법은 상기 수신자가 그룹 참가 메시지인 IGMPv3 Report 메시지를 상기 스위치로 보내는 단계; 상기 스위치는 상기 수신자로부터 받은 IGMPv3 Report 메시지를 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 보내는 단계; 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 스위치로부터 받은 메시지를 기반으로 그룹 관리 및 근접 수신자 동적 랑데부 포인트 선택 알고리즘을 이용하여 랑데부 포인트를 선택하고, 멀티캐스트 Flow를 계산하는 단계; 및 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 상기 스위치로 멀티캐스트 Flow 개체를 설치하는 Flow-mod 메시지를 보내는 단계를 포함할 수 있다. The multicast method using a multicast group sharing tree of a software definition network (SDN) according to the present invention includes: sending, by the receiver, an IGMPv3 Report message, which is a group join message, to the switch; The switch sending an IGMPv3 Report message received from the receiver to the SDN multicast controller; Wherein the SDN multicast controller selects a rendezvous point using a group management and a proximity receiver dynamic rendezvous point selection algorithm based on a message received from the switch and calculates a multicast flow; And the SDN multicast controller may include sending a Flow-mod message to install the multicast flow entity to the switch.

또한 본 발명에 의한 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법은 송신자는 멀티캐스트 메시지를 스위치로 보내는 단계; 상기 스위치는 상기 송신자로부터 받은 멀티캐스트 메시지를 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 보내는 단계; 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 상기 스위치로부터 받은 멀티캐스트 메시지를 기반으로 그룹 관리 및 근접 수신자 동적 랑데부 포인트 선택 알고리즘을 이용하여 랑데부 포인트(RP)를 선택하고 멀티캐스트 Flow를 계산하는 단계; 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 상기 스위치로 멀티캐스트 Flow 개체를 설치하는 Flow-mod 메시지를 보내는 단계; 상기 Flow-mod 메시지를 통해 Flow 개체가 설치되면, 송신자는 스위치로 에서 멀티캐스트 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 스위치는 상기 설치된 Flow에 따라 수신자에게 멀티캐스트 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a multicasting method using a multicast group sharing tree of a software defined network (SDN), comprising: sending a multicast message to a switch by a sender; The switch sending a multicast message received from the sender to an SDN multicast controller; The SDN multicast controller 100 selects a rendezvous point (RP) using a group management and a proximity receiver dynamic rendezvous point selection algorithm based on a multicast message received from the switch, and calculates a multicast flow; The SDN multicast controller sending a Flow-mod message for installing a multicast flow entity to the switch; When the Flow object is installed through the Flow-mode message, the sender transmits a multicast message to the switch; And the switch may include transmitting the multicast message to the recipient according to the installed Flow.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 장치는, 적어도 하나의 송신자와 복수의 수신자 사이에 존재하며, 송신자로부터 복수의 수신자로의 트래픽을 스위칭하여 멀티캐스트 트래픽을 이루며, 랑데부 포인트를 포함하는 복수의 스위치; 및 상기 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 담당하며, 상기 송신자 또는 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 탈퇴할 때 상기 복수의 스위치 중에서 랑데부 포인트를 선택하는 SDN 멀티캐스트 컨트롤러를 포함하고, 상기 랑데부 포인트는 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 송신자에서 발생된 멀티캐스트 트래픽을 수신하여 멀티캐스트 그룹에 맞는 VLAN(Virtual LAN) 헤더를 상기 멀티캐스트 패킷에 붙이고 수신자와 마지막으로 인접되어 있는 스위치에서 VLAN 헤더를 상기 멀티캐스트 패킷으로부터 떼어내고 멀티캐스트 트래픽을 전송하고, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 멀티캐스트 그룹 내의 수신자 각각의 거리를 구하고 상기 랑데부 후보 스위치 별로 수신자 전체의 거리 합을 구하여 상기 구해진 랑데부 포인트 후보 별 거리를 비교하여 가장 거리가 짧은 스위치를 랑데부 포인트로 선택하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multicasting apparatus using a multicast group sharing tree of a Software Defined Network (SDN) network, the multicasting apparatus including at least one sender and a plurality of receivers, A plurality of switches comprising multicast traffic and including rendezvous points; And an SDN multicast controller for managing control planes in a software defined network (SDN) comprising the plurality of switches, the SDN multicast controller being responsible for selecting a rendezvous point from the plurality of switches when the sender or the receiver joins or leaves a multicast group Wherein the rendezvous point comprises a switch connected to the SDN multicast controller as a data plane, receives a multicast traffic generated by a sender, and transmits a virtual LAN (VLAN) header corresponding to the multicast group to the multicast packet The SDN multicast controller obtains the distance of each of the recipients in the multicast group for each rendezvous point candidate switch, and transmits the multicast traffic to the Rendezvous point candidate switch, after For each switch, obtain the distance sum of the entire receiver compares the determined rendezvous point candidate by the distance to the short distance that the switch is characterized in that selected as rendezvous points.

본 발명에 따른 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법 및 장치에 의하면, 송신자와 수신자가 많아지는 사물 인터넷 환경에서 멀티캐스트를 적용할 때, 네트워크 장비의 자원을 효과적으로 관리할 수 있으며, 스위치에 적용되는 흐름(Flow) 개체의 수를 줄일 수 있다. 또한 소프트웨어 정의 네트워크로 인해서 손쉽게 랑데부 포인트의 부하를 감소하여 패킷의 분배 균형 효과에 의한 패킷 손실의 감소 효과를 얻을 수 있다.According to the multicasting method and apparatus using the multicast group sharing tree of the Software Defined Network (SDN) according to the present invention, when multicast is applied in the object Internet environment where there are many senders and receivers, , And the number of flow objects applied to the switch can be reduced. In addition, due to the software defined network, it is possible to easily reduce the load of the rendezvous point, thereby reducing the packet loss due to the distribution balancing effect of the packet.

도 1은 본 발명에 따른 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법이 적용되는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 에서의 멀티캐스트(Multicast) 장치의 구성에 대한 일실시예를 블록도로 나타낸 것이다.
도 2는 수신자 멀티캐스트 그룹의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 송신자 멀티캐스트 그룹의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 의한 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법에 대한 일실시예를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택(Near-Receiver Dynamic RP) 알고리즘에 대한 슈도 코드(Pseudo code)의 일 예를 나타낸 것이다.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a multicast device in a software defined network (SDN) to which a multicasting method using a multicast group shared tree of a software definition network (SDN) according to the present invention is applied. Road.
2 is a flow chart illustrating the operation of the recipient multicast group.
3 is a flow chart illustrating the operation of the sender multicast group.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of a multicasting method using a multicast group shared tree of a software definition network (SDN) according to the present invention.
FIG. 5 illustrates an example of a pseudo code for a near-receiver dynamic RP algorithm according to the present invention.

본 명세서에 개시된 기술은 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스팅에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 전자 장치 및 방법에도 적용될 수 있다.The techniques disclosed herein can be applied to multicasting of software defined networks (SDN). However, the technology disclosed in this specification is not limited thereto, and can be applied to all electronic devices and methods to which the technical idea of the above-described technology can be applied.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥 상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the scope of the technology disclosed herein. Also, the technical terms used herein should be interpreted as being generally understood by those skilled in the art to which the presently disclosed subject matter belongs, unless the context clearly dictates otherwise in this specification, Should not be construed in a broader sense, or interpreted in an oversimplified sense. It is also to be understood that the technical terms used herein are erroneous technical terms that do not accurately represent the spirit of the technology disclosed herein, it is to be understood that the technical terms used herein may be understood by those of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs And it should be understood. Also, the general terms used in the present specification should be interpreted in accordance with the predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced in meaning.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.As used herein, terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals denote like or similar elements, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Further, in the description of the technology disclosed in this specification, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the technology disclosed in this specification may be obscured. It is to be noted that the attached drawings are only for the purpose of easily understanding the concept of the technology disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the spirit of the technology by the attached drawings.

본 발명은 전체적인 네트워크를 데이터 평면과 제어 평면을 분리하는 소프트웨어 정의 네트워크 구조로 인하여, 전체 네트워크를 볼 수 있는 기능을 제공한다. 전체 네트워크를 볼 수 있는 기능으로 인해 멀티캐스트 트리와 그룹 관리가 용이하고, 랑데부 포인트 위치를 간단하게 수정할 수 있으며, 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택 알고리즘을 통해 랑데부 포인트 위치를 용이하게 선택할 수 있다. The present invention provides the ability to view the entire network because of the software defined network structure that separates the entire network from the data plane and control plane. The ability to view the entire network makes it easy to manage multicast trees and groups, can easily modify the rendezvous point location, and can easily select the rendezvous point location through the proximity receive rendezvous point dynamic selection algorithm.

상기 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택 알고리즘은 동일한 멀티캐스트 그룹의 수신자들과 각 랑데부 후보 스위치 간의 거리를 구한 결과들 중 가장 짧은 거리에 위치한 랑데부 후보 스위치를 랑데부 스위치로 선택한다. 상기 알고리즘은 멀티캐스트 그룹의 멤버가 참가하거나 탈퇴할 때마다 호출되어 실행된다.The proximity receiving rendezvous point dynamic selection algorithm selects a rendezvous candidate switch located at the shortest distance among the results of the distance between the receivers of the same multicast group and each rendezvous candidate switch as a rendezvous switch. The algorithm is called and executed whenever a member of a multicast group joins or leaves.

도 1은 본 발명에 따른 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법이 적용되는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 에서의 멀티캐스트(Multicast) 장치의 구성에 대한 일실시예를 블록도로 나타낸 것이다. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a multicast device in a software defined network (SDN) to which a multicasting method using a multicast group shared tree of a software definition network (SDN) according to the present invention is applied. Road.

본 발명에 따른 소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 에서의 멀티캐스트(Multicast) 장치는 복수의 스위치(151, 152, 153, 154, 155, 156) 및 SDN 멀티캐스트 컨트롤러 (100)를 포함하여 이루어진다. A multicast device in a software defined network (SDN) according to the present invention comprises a plurality of switches 151, 152, 153, 154, 155, 156 and an SDN multicast controller 100.

복수의 스위치(151, 152, 153, 154, 155, 156)는 적어도 하나의 송신자와 복수의 수신자 사이에 존재하며, 송신자로부터 복수의 수신자로의 멀티캐스트 트래픽을 이루며, 랑데부 포인트(153)를 포함한다.The plurality of switches 151, 152, 153, 154, 155, 156 are present between at least one sender and a plurality of receivers, and comprise multicast traffic from a sender to a plurality of receivers, including rendezvous points 153 do.

SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 상기 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 담당하며, 상기 송신자 또는 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 탈퇴할 때, 상기 복수의 스위치 중에서 랑데부 포인트를 선택한다. 또한 SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 상기 복수의 스위치 중에서 랑데부 포인트를 선택할 때, 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 멀티캐스트 그룹 내의 수신자 각각의 거리를 구하고, 상기 랑데부 후보 스위치 별로 수신자 전체의 거리 합을 구하여 상기 구해진 랑데부 포인트 후보 별 거리를 비교하여 가장 거리가 짧은 스위치를 랑데부 포인트로 선택한다.SDN multicast controller 100 is responsible for a control plane in a software defined network (SDN) comprising the plurality of switches, and when the sender or the receiver joins or leaves a multicast group, Select a point. When selecting the rendezvous point among the plurality of switches, the SDN multicast controller 100 obtains the distance of each of the receivers in the multicast group for each rendezvous point candidate switch, obtains the sum of distances of all the receivers for each rendezvous candidate switch, Select the rendezvous point as the shortest distance switch by comparing the rendezvous point candidate distances.

랑데부 포인트(153)는 SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)와 연결된 스위치들(151, 152, 153, 154, 155, 156)을 데이터 평면으로 할 때, 송신자에서 발생된 멀티캐스트 트래픽을 수신하여 멀티캐스트 그룹에 맞는 VLAN(Virtual LAN) 헤더를 상기 멀티캐스트 패킷에 붙이고 수신자와 마지막으로 인접되어 있는 스위치에서 VLAN 헤더를 상기 멀티캐스트 패킷으로부터 떼어내고 멀티캐스트 트래픽을 전송한다.The rendezvous point 153 receives the multicast traffic generated by the sender and transmits the multicast group to the multicast group when the switches 151, 152, 153, 154, 155, and 156 connected to the SDN multicast controller 100 are data planes. To the multicast packet and removes the VLAN header from the multicast packet from the last switch adjacent to the receiver and transmits the multicast traffic.

도 1을 보다 상세히 설명하면, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면은 SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)이며, SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)와 연결된 스위치(151, 152, 153, 154, 155, 156)가 데이터 평면이다. 멀티캐스트 트래픽은 송신자(160, 170)에서 발생하여 랑데부 포인트(RP, 153)로 전송되며, 랑데부 포인트(153)는 멀티캐스트 그룹에 맞는 VLAN(Virtual LAN) 헤더를 붙이고, 수신자(180, 190)와 마지막으로 인접되어 있는 스위치(155, 156)에서 VLAN 헤더를 떼어내고 멀티캐스트 트래픽을 전송한다.1, the control plane in a software defined network (SDN) is an SDN multicast controller 100, and the switches 151, 152, 153, 154, 155, 156 connected to the SDN multicast controller 100 ) Is the data plane. The multicast traffic is generated at the senders 160 and 170 and is transmitted to the rendezvous point 153. The rendezvous point 153 attaches a virtual LAN (VLAN) header suited to the multicast group, And the switch 155 and 156, which are adjacent to each other, remove the VLAN header and transmit the multicast traffic.

SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 6개의 모듈을 가질 수 있다. 토폴로지 발견 모듈(Topology Discovery, 110), 흐름 설치 모듈(Flow Installation, 115), 트래픽 모니터(Traffic Monitor, 120)는 기본으로 제공하는 모듈이며, 트리관리모듈(Tree Management, 135), 그룹관리자(Group Manager, 140), RP 선택모듈(RP Selection, 145)는 확장 모듈(130)이다.The SDN multicast controller 100 may have six modules. A topology discovery module 110, a flow installation module 115 and a traffic monitor module 120 are basically provided as a module. The modules include a tree management module 135, a group manager Manager 140, and the RP selection module 145 is an extension module 130.

먼저 기본 모듈을 설명하면, 토폴로지 발견 모듈(Topology Discovery, 110)은 현재의 네트워크 구조를 발견하는 모듈로서, LLDP(Link Layer Discovery Protocol) 메시지를 통하여, 스위치가 어디에 위치되어 있는지를 파악하여 네트워크의 토폴로지 정보를 확인한다.First, a topology discovery module (Topology Discovery) 110 is a module for discovering a current network structure. Through a LLDP (Link Layer Discovery Protocol) message, the topology discovery module 110 determines where a switch is located, Check the information.

흐름 설치 모듈(Flow Installation, 115)은 패킷이 전달되도록 하는 흐름을 설치하는 모듈로서, 멀티캐스트 패킷을 보내기 위해 스위치에 멀티캐스트 Flow 개체를 설치하도록 메시지를 보낸다.A flow installation module 115 is a module for installing a flow for forwarding a packet, and sends a message to the switch to install a multicast flow object to send a multicast packet.

트래픽 모니터(Traffic Monitor, 120)는 전체 네트워크를 통해 전송되고 있는 패킷의 양을 확인할 수 있는 모듈로서, 전체 네트워크의 트래픽 양을 관찰하기 위해서 스위치에 설치되어 있는 Flow개체의 정보를 보고 패킷의 양을 측정한다.A traffic monitor (120) is a module that can check the amount of packets transmitted through the entire network. To monitor the amount of traffic of the entire network, the traffic monitor (120) .

다음으로 확장모듈(130)을 설명하면, 트리관리모듈(Tree Management, 135)은 멀티캐스트의 트리를 관리하는 모듈로서, 그룹 관리와 패킷의 모니터링을 참조하여 트리 구성을 어떻게 할 지를 결정한다. Next, the extension module 130 will be described. The tree management module 135 is a module for managing a tree of multicast, and determines how to construct a tree by referring to group management and packet monitoring.

그룹관리모듈(Group Management, 140)은 멀티캐스트의 그룹을 관리하는 모듈로서, 수신자의IGMPv3 Report 패킷과 송신자의 멀티캐스트 패킷들을 이용하여 멀티캐스트 그룹의 송신자 및 수신자를 관리한다. The group management module 140 manages the multicast group, and manages the sender and the receiver of the multicast group using the IGMPv3 Report packet of the receiver and the multicast packets of the sender.

RP 선택모듈(RP Selection, 145)은 그룹공유 트리의 랑데부 포인트(RP)의 위치를 선택하는 모듈로서, 근접 수신자 동적 랑데부 포인트의 알고리즘을 이용하여 랑데부 포인트 위치를 선택한다.The RP selection module (RP Selection 145) is a module for selecting the location of the rendezvous point (RP) of the group share tree, and selects the rendezvous point location using the algorithm of the proximity receiver dynamic rendezvous point.

도 2는 수신자 멀티캐스트 그룹의 동작을 설명하는 흐름도이다. 먼저, 수신자가 그룹 참가 메시지인 IGMPv3 Report 메시지를 스위치로 보낸다.(210) 스위치는 수신자로부터 받은 IGMPv3 Report 메시지를 SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)로 보낸다.(220) SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 스위치로부터 받은 메시지를 기반으로 그룹 관리 및 근접 수신자 동적 랑데부 포인트 선택 알고리즘을 이용하여 랑데부 포인트를 선택하고(230), 멀티캐스트 Flow를 계산한다.(240) 멀티캐스트 Flow가 계산되면, SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 스위치로 멀티캐스트 Flow 개체를 설치하는 Flow-mod 메시지를 보낸다.(250)2 is a flow chart illustrating the operation of the recipient multicast group. First, the receiver sends an IGMPv3 Report message, which is a group join message, to the switch. (210) The switch sends an IGMPv3 Report message received from the receiver to the SDN multicast controller 100. (220) A rendezvous point is selected 230 and a multicast flow is calculated using the group management and proximity receiver dynamic rendezvous point selection algorithm based on the message received from the SDN multicast controller 100) sends a Flow-mod message to install the multicast flow object to the switch (250)

도 3은 송신자 멀티캐스트 그룹의 동작을 설명하는 흐름도이다. 먼저, 송신자는 멀티캐스트 메시지를 스위치로 보낸다.(310) 스위치는 상기 송신자로부터 받은 멀티캐스트 메시지를 SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)로 보낸다. (320) SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 상기 스위치로부터 받은 멀티캐스트 메시지를 기반으로 그룹 관리 및 근접 수신자 동적 랑데부 포인트 선택 알고리즘을 이용하여 랑데부 포인트(RP)를 선택하고(330), 멀티캐스트 Flow를 계산한다.(340) SDN 멀티캐스트 컨트롤러(100)는 스위치로 멀티캐스트 Flow 개체를 설치하는 Flow-mod 메시지를 보낸다.(350) 이렇게 Flow-mod 메시지를 통해 Flow 개체가 설치되면, 송신자는 스위치로 에서 멀티캐스트 메시지를 전송하면(350), 스위치는 상기 설치된 Flow에 따라 수신자에게 멀티캐스트 메시지를 전송한다.(360)3 is a flow chart illustrating the operation of the sender multicast group. First, the sender sends a multicast message to the switch. (310) The switch sends the multicast message received from the sender to the SDN multicast controller 100. (320) The SDN multicast controller 100 selects (330) the rendezvous point (RP) using the group management and proximity receiver dynamic rendezvous point selection algorithm based on the multicast message received from the switch (330) (340) The SDN multicast controller 100 sends a Flow-mod message for installing the multicast flow object to the switch 350. When the Flow object is installed through the Flow-mod message, The switch transmits a multicast message to the receiver according to the installed flow at step 350. At step 360,

도 4는 본 발명에 의한 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법에 대한 일 실시예를 흐름도로 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법에 있어서 랑데부 포인트(RP) 후보 스위치 별로 멀티캐스트 그룹 내의 수신자 각각의 거리를 구하고(S410단계), 상기 랑데부 후보 스위치 별로 수신자 전체의 거리 합을 구한다.(S420단계) 상기 랑데부 포인트 후보 별 거리는 상기 랑데부 포인트 후보 스위치를 지나간 횟수이며, 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 수신자들까지의 거리의 합으로 결정될 수 있다. FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of a multicasting method using a multicast group shared tree of a software definition network (SDN) according to the present invention. Referring to FIG. 4, in a multicasting method using a multicast group shared tree of a software defined network (SDN) including a plurality of switches, a distance of each receiver in a multicast group is calculated for each Rendezvous Point (RP) candidate switch In step S420, the sum of the total Rendezvous point candidates is calculated as the sum of the distances to the receivers by the Rendezvous point candidate switches. . ≪ / RTI >

상기 구해진 랑데부 포인트 후보 별 거리를 비교하여 가장 거리가 짧은 스위치를 랑데부 포인트로 선택한다.(S430단계) 상기 선택된 랑데부 포인트와 송신자 간 가장 짧은 거리가 되도록 경로를 설정한다.(S440단계) 상기 랑데부 포인트와 수신자 간의 경로는 트리 구조로 생성한다.(S450단계)In step S430, the route is set to a shortest distance between the selected rendezvous point and the sender in step S440. In step S440, the rendezvous points And the recipient is created in a tree structure (step S450)

상기 랑데부 포인트 선택, 상기 송신자와 랑데부 포인트 간의 경로 설정, 상기 수신자와 랑데부 포인트 간의 트리 구조 생성은 상기 송신자 또는 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 탈퇴할 때 발생한다. The selection of the rendezvous point, the routing between the sender and the rendezvous point, and the creation of a tree structure between the recipient and the rendezvous point occur when the sender or the recipient joins or leaves the multicast group.

SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 랑데부 포인트(RP)가 선택된 후, 송신자 기기와 랑데부 포인트(RP)와는 경유하는 스위치 수가 가장 적은 경로를 만들도록 Flow-Mod 메시지를 스위치로 보낸다. After the rendezvous point (RP) is selected, the SDN multicast controller sends a Flow-Mod message to the switch to create a route with the least number of switches via the sender's device and the rendezvous point (RP).

또한 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 랑데부 포인트(RP)가 선택된 후, 랑데부 포인트(RP)에서 수신자들의 경로는 가장 짧은 트리 형태의 경로로 지나도록 Flow-Mod 메시지를 스위치로 보낸다.In addition, the SDN multicast controller sends a Flow-Mod message to the switch at the rendezvous point (RP) after the rendezvous point (RP) is selected, so that the path of the recipient passes through the path of the shortest tree.

도 5는 본 발명에 따른 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택(Near-Receiver Dynamic RP) 알고리즘에 대한 슈도 코드(Pseudo code)의 일 예를 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택(Near-Receiver Dynamic RP) 알고리즘은 그룹공유 트리를 만들거나 변경해야 할 때, 랑데부 포인트를 설정하기 위해 이용하는 알고리즘으로서, 동일한 멀티캐스트 그룹들의 수신자와 랑데부 포인트 후보가 되는 스위치와의 전체적인 거리 계산을 한 뒤, 그 중에서 가장 거리가 짧은 스위치를 랑데부 포인트로 선택한다. 상기 선택한 스위치를 중심으로 하여 멀티캐스트 트리를 구성한다.FIG. 5 illustrates an example of a pseudo code for a near-receiver dynamic RP algorithm according to the present invention. The Nearest Receive Dynamic RP algorithm according to the present invention is an algorithm used for setting a rendezvous point when a group shared tree needs to be created or changed. The algorithm includes a receiver of the same multicast group and a rendezvous point candidate And then selects the rendezvous point as the switch having the shortest distance among the switches. And constructs a multicast tree around the selected switch.

보다 자세하게 설명하면, 상기 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택 알고리즘의 입력 파라미터는 S, N, C 이다. N은 현재 그룹이 가지고 있는 네트워크의 토폴로지이며, S는 멀티캐스트 그룹의 네트워크 토폴로지에 포함되어 있는 모든 스위치의 정보를 가지고 있는 배열이다. 그리고 C는 IGMP Report 메시지를 통해 등록된 수신자(Receiver)들의 위치 정보를 가진 배열이다. 상기 입력을 활용해서 근접 수신 랑데부 포인트 동적 선택 알고리즘에서 선택된 스위치의 위치 정보를 반환한다. More specifically, the input parameters of the proximity receiving rendezvous point dynamic selection algorithm are S, N, C. N is the topology of the network that the current group has, and S is an array containing information about all the switches in the network topology of the multicast group. And C is an array having location information of receivers registered through the IGMP Report message. And utilizes the input to return the location information of the selected switch in the proximity receive rendezvous point dynamic selection algorithm.

상기 알고리즘의 동작 방식은 RP 후보 스위치 하나에 대하여 동일한 멀티캐스트 그룹의 수신자들과의 거리를 구한다. 여기서 구하는 거리는 스위치를 지나간 횟수로 정의한다. 각 스위치 별로 수신자들까지의 거리의 합을 구한다. 그 다음 RP의 후보들 간 거리를 비교하여, 가장 거리가 짧은 스위치를 선택하고, 위치 정보를 반환한다. RP가 선택된 후, 컨트롤러는 송신자와 랑데부 포인트(RP)와는 가장 짧은 거리 즉, 스위치를 적게 지나치는 경로로 만들도록 Flow Mod 메시지를 보내고, RP에서 수신자들의 경로는 가장 짧은 트리 형태의 경로로 지나도록 Flow Mod 메시지를 보낸다. 이 동작은 송신자나 수신자의 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 탈퇴할 때 발생한다. The algorithm operates on the RP candidate switch to determine the distance to the receivers of the same multicast group. The distance obtained here is defined as the number of times the switch has passed. The sum of the distances to the receivers for each switch is obtained. Next, the distance between the candidates of the RP is compared, the switch having the shortest distance is selected, and the position information is returned. After the RP is selected, the controller sends a Flow Mod message to make the router the shortest distance between the sender and the rendezvous point (RP), that is, the switch oversuced, and the path of the recipients on the RP to the shortest path Sends a Flow Mod message. This action occurs when joining or leaving a multicast group of a sender or a receiver.

이상에서 본 명세서의 기술에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명되었다. 여기서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In the foregoing, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings. Here, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and should be construed in a sense and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and the present invention can be modified, changed, or improved in various forms within the scope of the present invention and the claims.

100 : SDN 멀티캐스트 컨트롤러 110 : 토폴로지 발견 모듈
115 : 흐름(Flow) 설치 모듈 120 : 트래픽 모니터
130 : 확장모듈 135 : 트리관리 모듈
140 : 그룹관리자 145 : 랑데부 포인트 선택모듈
151, 152, 153, 154, 155, 156 : 스위치 153 : 랑데부 포인트
160, 170 : 송신자(Source) 180, 190 : 수신자(Receiver)
100: SDN multicast controller 110: Topology discovery module
115: Flow Install module 120: Traffic monitor
130: Expansion module 135: Tree management module
140: Group Manager 145: Rendezvous point selection module
151, 152, 153, 154, 155, 156: switch 153: rendezvous point
160, 170: Source 180, 190: Receiver,

Claims (8)

복수의 수신자 및 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법에 있어서,
랑데부 포인트(RP) 후보 스위치 별로 상기 랑데부 포인트 후보 스위치와 멀티캐스트 그룹 내의 상기 복수의 수신자 사이의 각각의 거리를 구하고 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합을 구하는 단계;
구해진 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합을 비교하여 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합이 가장 짧은 스위치를 랑데부 포인트로 선택하는 단계;
랑데부 포인트와 송신자 사이의 경로는 상기 선택된 랑데부 포인트와 송신자 간 가장 짧은 거리가 되도록 경로를 설정하는 단계; 및
상기 랑데부 포인트와 수신자 간의 경로는 트리 구조로 생성하는 단계를 포함하고,
상기 랑데부 포인트 선택, 상기 수신자와 랑데부 포인트 간의 트리 구조 생성은 새로운 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 기존의 수신자가 멀티캐스트 그룹을 탈퇴할 때마다 발생하는 것을 특징으로 하고,
상기 랑데부 포인트는 멀티캐스트 통신에서 전송되는 모든 패킷이 거쳐가는 스위치인 것을 특징으로 하는, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법.
A multicast method using a multicast group share tree of a software defined network (SDN) comprising a plurality of receivers and a plurality of switches,
Obtaining respective distances between the rendezvous point candidate switch and the plurality of receivers in the multicast group for each rendezvous point (RP) candidate switch, and obtaining a sum of distances of all the plurality of receivers for each rendezvous point candidate switch;
Selecting a switch having a shortest total sum of the plurality of receivers as a rendezvous point by comparing the total sum of the plurality of receivers for each of the rendezvous point candidate switches obtained;
Setting a path between the rendezvous point and the sender to be the shortest distance between the selected rendezvous point and the sender; And
Generating a path between the rendezvous point and the recipient in a tree structure,
The tree structure creation between the rendezvous point selection and the rendezvous point occurs whenever a new recipient joins a multicast group or an existing recipient leaves a multicast group.
Wherein the rendezvous point is a switch through which all packets transmitted in the multicast communication are routed. The method of multicasting using a multicast group shared tree of a software defined network (SDN).
제1항에 있어서, 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합은
상기 랑데부 포인트 후보 스위치를 지나간 횟수이며, 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 상기 복수의 수신자들까지의 거리의 합으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법.
2. The method of claim 1, wherein the sum of the total of the plurality of receivers for each rendezvous point candidate switch is
Wherein the rendezvous point candidate switch is determined as a sum of the distances to the plurality of receivers by the rendezvous point candidate switch and the sum of the distances to the plurality of receivers by the rendezvous point candidate switch. Way.
제1항에 있어서, 상기 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 하고, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는
랑데부 포인트(RP)가 선택된 후, 송신자 기기와 랑데부 포인트(RP)와는 경유하는 스위치 수가 가장 작고, 가장 짧은 거리의 경로를 만들도록 Flow-Mod 메시지를 스위치로 보내는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법.
The method as claimed in claim 1, wherein when a control plane in a software defined network (SDN) including the plurality of switches is an SDN multicast controller and a switch connected to the SDN multicast controller is a data plane, The controller
Defined network (SDN), characterized in that after the rendezvous point (RP) is selected, a Flow-Mod message is sent to the switch so as to create the path with the smallest number of switches via the rendezvous point (RP) A multicasting method using a multicast group shared tree.
제1항에 있어서, 상기 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 하고, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는
랑데부 포인트(RP)가 선택된 후, 랑데부 포인트(RP)에서 수신자들의 경로는 가장 짧은 트리 형태의 경로로 지나도록 Flow-Mod 메시지를 스위치로 보내는 것을 특징으로 하는, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법.
The method as claimed in claim 1, wherein when a control plane in a software defined network (SDN) including the plurality of switches is an SDN multicast controller and a switch connected to the SDN multicast controller is a data plane, The controller
Characterized in that after the rendezvous point (RP) is selected, the flow of the recipients at the rendezvous point (RP) is sent to the switch so that the flow- Multicasting method using group shared tree.
복수의 수신자 및 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 하고, 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 멀티캐스트 트래픽은 송신자에서 발생하여 랑데부 포인트로 전송되는 단계; 및
상기 랑데부 포인트는 멀티캐스트 그룹에 맞는 VLAN(Virtual LAN) 헤더를 붙이고 수신자와 마지막으로 인접되어 있는 스위치에서 VLAN 헤더를 떼어내고 멀티캐스트 트래픽을 전송하는 단계를 포함하고,
상기 랑데부 포인트의 선택은 새로운 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 기존의 수신자가 멀티캐스트 그룹을 탈퇴할 때마다 발생하고, 상기 랑데부 포인트를 선택하는 랑데부 포인트 선택 알고리즘은 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 멀티캐스트 그룹 내의 랑데부 포인트 후보 스위치와 상기 복수의 수신자 사이의 각각의 거리를 구하고 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합을 구하여 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합을 비교하여 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합이 가장 짧은 랑데부 포인트 후보 스위치를 랑데부 포인트로 선택하는 것을 특징으로 하고, 상기 랑데부 포인트는 멀티캐스트 통신에서 전송되는 모든 패킷이 거쳐가는 스위치인 것을 특징으로 하는, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법.
When a control plane in a software defined network (SDN) including a plurality of receivers and a plurality of switches is an SDN multicast controller and a switch connected to the SDN multicast controller is a data plane, the multicast traffic is generated at a sender To a rendezvous point; And
The rendezvous point includes attaching a VLAN (Virtual LAN) header suitable for a multicast group, and separating the VLAN header from the last switch adjacent to the receiver and transmitting the multicast traffic,
The selection of the rendezvous point occurs every time a new recipient joins a multicast group or an existing recipient leaves a multicast group, and a rendezvous point selection algorithm for selecting the rendezvous point is performed for each rendezvous point candidate switch A distance sum between the rendezvous point candidate switch and the plurality of receivers is obtained and a sum of distances of all of the plurality of receivers is obtained for each rendezvous point candidate switch to compare the sum of distances of all the plurality of receivers for each rendezvous point candidate switch, Wherein a rendezvous point candidate switch having a shortest total sum of a plurality of receivers is selected as a rendezvous point, characterized in that the rendezvous point is a switch through which all packets transmitted in the multicast communication go through A multicasting method using a multicast group shared tree of a software definition network (SDN).
제5항에 있어서,
상기 수신자가 그룹 참가 메시지인 IGMPv3 Report 메시지를 상기 스위치로 보내는 단계;
상기 스위치는 상기 수신자로부터 받은 IGMPv3 Report 메시지를 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 보내는 단계;
상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 스위치로부터 받은 메시지를 기반으로 그룹 관리 및 근접 수신자 동적 랑데부 포인트 선택 알고리즘을 이용하여 랑데부 포인트를 선택하고, 멀티캐스트 Flow를 계산하는 단계; 및
SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 상기 스위치로 멀티캐스트 Flow 개체를 설치하는 Flow-mod 메시지를 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법.
6. The method of claim 5,
Sending the IGMPv3 Report message, which is the group join message, to the switch by the receiver;
The switch sending an IGMPv3 Report message received from the receiver to the SDN multicast controller;
Wherein the SDN multicast controller selects a rendezvous point using a group management and a proximity receiver dynamic rendezvous point selection algorithm based on a message received from the switch and calculates a multicast flow; And
Wherein the SDN multicast controller includes a step of sending a Flow-mod message for installing a multicast flow entity to the switch. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
제5항에 있어서,
상기 송신자는 멀티캐스트 메시지를 스위치로 보내는 단계;
상기 스위치는 상기 송신자로부터 받은 멀티캐스트 메시지를 SDN 멀티캐스트 컨트롤러로 보내는 단계;
상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 상기 스위치로부터 받은 멀티캐스트 메시지를 기반으로 그룹 관리 및 근접 수신자 동적 랑데부 포인트 선택 알고리즘을 이용하여 랑데부 포인트(RP)를 선택하고 멀티캐스트 Flow를 계산하는 단계;
상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 상기 스위치로 멀티캐스트 Flow 개체를 설치하는 Flow-mod 메시지를 보내는 단계;
상기 Flow-mod 메시지를 통해 Flow 개체가 설치되면, 송신자는 상기 스위치로 멀티캐스트 메시지를 전송하는 단계; 및
상기 스위치는 상기 설치된 Flow에 따라 수신자에게 멀티캐스트 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 방법.
6. The method of claim 5,
The sender sending a multicast message to a switch;
The switch sending a multicast message received from the sender to an SDN multicast controller;
The SDN multicast controller selects a rendezvous point (RP) using a group management and a nearest neighbor dynamic rendezvous point selection algorithm based on a multicast message received from the switch, and calculates a multicast flow;
The SDN multicast controller sending a Flow-mod message for installing a multicast flow entity to the switch;
When the Flow object is installed through the Flow-mode message, the sender transmits a multicast message to the switch; And
Wherein the switch comprises sending a multicast message to a recipient according to the installed flow. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
적어도 하나의 송신자와 복수의 수신자 사이에 존재하며, 송신자로부터 복수의 수신자로의 멀티캐스트 트래픽을 이루며, 랑데부 포인트를 포함하는 복수의 스위치; 및
상기 복수의 스위치를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에서의 제어 평면을 담당하며, 새로운 수신자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 기존의 수신자가 멀티캐스트 그룹을 탈퇴할 때마다 상기 복수의 스위치 중에서 랑데부 포인트를 선택하는 SDN 멀티캐스트 컨트롤러를 포함하고,
상기 랑데부 포인트는 상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러와 연결된 스위치를 데이터 평면으로 할 때, 송신자에서 발생된 멀티캐스트 트래픽을 수신하여 멀티캐스트 그룹에 맞는 VLAN(Virtual LAN) 헤더를 멀티캐스트 패킷에 붙이고 수신자와 마지막으로 인접되어 있는 스위치에서 VLAN 헤더를 상기 멀티캐스트 패킷으로부터 떼어내고 멀티캐스트 트래픽을 전송하고,
상기 SDN 멀티캐스트 컨트롤러는 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 랑데부 포인트 후보 스위치와 멀티캐스트 그룹 내의 상기 복수의 수신자 사이의 각각의 거리를 구하고 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별로 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합을 구하여 구해진 상기 랑데부 포인트 후보 스위치 별 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합을 비교하여 가장 상기 복수의 수신자 전체의 거리 합이 짧은 랑데부 포인트 후보 스위치를 랑데부 포인트로 선택하는 것을 특징으로 하고, 상기 랑데부 포인트는 멀티캐스트 통신에서 전송되는 모든 패킷이 거쳐가는 스위치인 것을 특징으로 하는, 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 멀티캐스트 그룹 공유 트리를 이용한 멀티캐스팅 장치.
A plurality of switches residing between at least one sender and a plurality of receivers, the plurality of switches comprising multicast traffic from a sender to a plurality of receivers and including rendezvous points; And
(SDN), comprising a plurality of switches, wherein each time a new recipient joins a multicast group or an existing recipient leaves a multicast group, a rendezvous point Select < / RTI > SDN multicast controller,
When the switch connected to the SDN multicast controller is a data plane, the rendezvous point receives the multicast traffic generated by the sender, attaches a VLAN (Virtual LAN) header matching the multicast group to the multicast packet, Removes the VLAN header from the multicast packet from an adjacent switch, transmits multicast traffic,
Wherein the SDN multicast controller obtains a distance between the rendezvous point candidate switch and the plurality of receivers in the multicast group for each rendezvous point candidate switch and obtains a sum of distances of the plurality of receivers for each rendezvous point candidate switch, Point candidates, and selects a rendezvous point candidate switch having a shortest total sum of the plurality of receivers as a whole, by comparing the total sum of all of the plurality of receivers for each of the point candidate switches, wherein the rendez- (SDN) multicast group shared tree, characterized in that the multicast group shared tree is a switch through which all packets going through the multicast group are transmitted.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100921216B1 (en) * 2007-11-01 2009-10-09 숭실대학교산학협력단 On the construction of multicast tree for multi-source service in wireless mesh networks
US20150117451A1 (en) * 2013-10-30 2015-04-30 International Business Machines Corporation Communication between hetrogenous networks

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Title
Ying-Dar Lin et al., "Scalable multicasting with multiple shared trees in software defined networking", Journal of Network and Computer Applications, Volume 78, (2017.01.15.)* *

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