KR102036056B1 - 중앙 제어기들에 의한 네트워크들에서의 지연-기반 트래픽 레이트 제어 - Google Patents

중앙 제어기들에 의한 네트워크들에서의 지연-기반 트래픽 레이트 제어 Download PDF

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Abstract

프로세스가 스플릿-아키텍처 네트워크에서의 제어기에 의해 수행된다. 제어기는 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸쳐 트래픽 그룹들의 혼잡을 모니터링하고, 트래픽 그룹들의 혼잡을 완화시키기 위해 지연 기반 데이터 레이트 제어를 제공하는 프로세스를 실행한다. 프로세스는 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들이 진입 스위치 및 진출 스위치에 도달할 때 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터를 수집하도록 각 트래픽 그룹에 대한 진입 스위치 및 진입 스위치를 구성하는 것을 포함한다. 지연 측정 데이터는 각 트래픽 그룹의 진입 스위치 및 진출 스위치로부터 수신된다. 임의의 트래픽 그룹에 대한 최소 데이터 패킷 지연이 정의된 임계값을 초과하는지의 체크가 이루어진다. 정의된 임계값이 초과되는 것에 응답하여, 스플릿-아키텍처 네트워크에서 각 트래픽 그룹에 대해 스로틀링 레이트(throttling rate)가 계산된다.

Description

중앙 제어기들에 의한 네트워크들에서의 지연-기반 트래픽 레이트 제어{DELAY-BASED TRAFFIC RATE CONTROL IN NETWORKS WITH CENTRAL CONTROLLERS}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2012년 7월 10일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/669,943호로부터의 우선권을 주장한다.
본 발명의 실시예들은 스플릿-아키텍처 네트워크들의 분야에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 부하 밸런싱에 관한 것이다.
동일한 박스(네트워크 엘리먼트)에 포워딩 (데이터) 평면 및 제어 평면 모두를 통합시키는 종래의 네트워크 아키텍처와 달리, 스플릿-아키텍처 네트워크는 이들 2개의 평면을 분리시키고 포워딩 엘리먼트들(스위치들)로부터 상이한 물리적 위치들에 있을 수 있는 서버들에 대한 제어 평면을 실행한다. 네트워크에서의 스플릿-아키텍처의 사용은 포워딩 평면을 구현하는 스위치들의 간소화를 가능하게 하고 네트워크의 지능을 스위치들을 감독하는 다수의 제어기로 시프트한다.
종래의 아키텍처에서의 포워딩 평면과 제어 평면의 타이트한 결합은 보통 과도하게 복잡한 제어 평면 및 복잡한 네트워크 관리를 발생시킨다. 이것은 새로운 프로토콜들 및 기술 개발에 대한 큰 부담과 높은 장벽을 생성하는 것으로 알려져 있다. 라인 속도들, 포트 밀도들, 및 성능의 빠른 향상에도 불구하고, 네트워크 제어 평면 메커니즘들은 포워딩 평면 메커니즘들보다 훨씬 느린 페이스로 발전되고 있다.
스플릿-아키텍처 네트워크에서, 제어기는 스위치들로부터 정보를 수집하고, 적절한 포워딩 판정들을 계산하여 스위치들에 분배한다. 제어기들 및 스위치들은 정보를 통신하고 교환하기 위해 프로토콜을 사용한다. 이러한 프로토콜의 예가 제어기와 통신하기 위해 스위치에 대한 개방 및 표준 방법을 제공하는 OpenFlow (www.openflow.org 참조)이고, 이는 학계와 산업계 모두로부터 상당한 관심을 얻었다.
프로세스가 스플릿-아키텍처 네트워크에서의 제어기에 의해 수행된다. 제어기는 스플릿-아키텍처 네트워크의 데이터 평면을 구현하는 복수의 스위치들에 결합되고, 여기서, 제어기는 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 트래픽 그룹들의 혼잡을 모니터링하고 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 트래픽 그룹들의 혼잡을 완화시키기 위해 지연 기반 데이터 레이트 제어를 제공하는 프로세스를 실행하고, 여기서, 각 트래픽 그룹은 동일한 방식으로 처리될 데이터 패킷들의 흐름이고, 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들은 스플릿-아키텍처 네트워크에 대한 복수의 스위치들로부터 공유된 진입(ingress) 스위치 및 진출(egress) 스위치를 갖는다. 프로세스는 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들이 진입 스위치 및 진출 스위치에 도달할 때 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터를 수집하도록 각 트래픽 그룹에 대한 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하는 것을 포함한다. 지연 측정 데이터는 각 트래픽 그룹의 진입 스위치 및 진출 스위치로부터 수신된다. 임의의 트래픽 그룹에 대한 최소 데이터 패킷 지연이 정의된 임계값을 초과하는지의 체크가 이루어진다. 정의된 임계값이 초과되는 것에 응답하여, 스플릿-아키텍처 네트워크에서 각 트래픽 그룹에 대해 스로틀링 레이트(throttling rate)가 계산된다.
네트워크 엘리먼트가 스플릿-아키텍처 네트워크에서 제어기를 실행한다. 제어기는 스플릿-아키텍처 네트워크의 데이터 평면을 구현하는 복수의 스위치들에 결합되고, 여기서, 제어기는 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 트래픽 그룹들의 혼잡을 모니터링하고 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 트래픽 그룹들의 혼잡을 완화시키기 위해 지연 기반 데이터 레이트 제어를 제공하는 방법을 실행하고, 여기서, 각 트래픽 그룹은 동일한 방식으로 처리될 데이터 패킷들의 흐름이고, 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들은 스플릿-아키텍처 네트워크에 대한 복수의 스위치들로부터 공유된 진입 스위치 및 진출 스위치를 갖는다. 네트워크 엘리먼트는 스플릿-아키텍처 네트워크를 통해 데이터 트래픽을 수신하도록 구성된 진입 포트를 포함한다. 네트워크 엘리먼트는 스플릿-아키텍처 네트워크를 통해 데이터 트래픽을 송신하도록 구성된 진출 포트를 또한 포함한다. 네트워크 엘리먼트에서의 네트워크 프로세서가 진입 포트 및 진출 포트에 통신가능하게 결합되고, 네트워크 프로세서는 트래픽 지연 모니터링 모듈, 스위치 구성 모듈, 및 스로틀링 레이트 계산 모듈을 실행하도록 구성된다. 스위치 구성 모듈은 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들이 진입 스위치 및 진출 스위치에 도달할 때 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터를 수집하도록 각 트래픽 그룹에 대한 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하도록 구성된다. 트래픽 지연 모니터링 모듈은 각 트래픽 그룹의 진입 스위치 및 진출 스위치로부터 지연 측정 데이터를 수신하도록 구성되고, 스로틀링 레이트 계산 모듈은 임의의 트래픽 그룹에 대한 최소 데이터 패킷 지연이 정의된 임계값을 초과하는지 체크하고, 정의된 임계값이 초과된다는 것에 응답하여 스플릿-아키텍처 네트워크에서의 각 트래픽 그룹에 대한 스로틀링 레이트를 계산하도록 구성된다.
본 발명은 본 발명의 실시예들을 예시하기 위해 사용된 아래의 설명 및 첨부한 도면들을 참조함으로써 최상으로 이해될 수 있다.
도 1은 트래픽 레이트 제어를 위한 프로세스의 일 실시예의 플로우차트이다.
도 2는 트래픽 레이트 제어를 구현하는 네트워크 엘리먼트에서의 컴포넌트들의 일 실시예의 도면이다.
도 3은 트래픽 레이트 제어를 구현하는 스플릿-아키텍처 네트워크의 일 실시예의 도면이다.
도 4는 트래픽 레이트 제어를 구현하는 스플릿-아키텍처 네트워크의 다른 실시예의 도면이다.
아래의 설명은 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸쳐 트래픽 레이트들 또는 부하를 관리하는 방법들 및 장치를 설명한다. 아래의 설명에서, 로직 구현들, 연산코드들, 연산자들을 특정하기 위한 수단, 자원 파티셔닝/공유/복제 구현들, 시스템 컴포넌트들의 타입들 및 상호관계들, 및 로직 파티셔닝/집적 선택들과 같은 수많은 특정한 상세사항들이 본 발명의 더욱 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정한 상세사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 다른 경우들에서, 제어 구조들, 게이트 레벨 회로들 및 풀 소프트웨어 명령 시퀀스들은 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 나타내지 않았다. 통상의 기술자는 과도한 실험없이 본 명세서에 포함된 설명들에 의해 적절한 기능을 구현할 수 있을 것이다.
"일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 명세서에서의 참조들은, 설명한 실시예가 특정한 특성, 구조, 또는 특징을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 이 특정한 특성, 구조, 또는 특징을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있다는 것을 나타낸다. 더욱이, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특성, 구조, 또는 특징이 실시예와 관련하여 설명될 때, 이것이 명시적으로 설명되든 안되든 다른 실시예들과 관련하여 이러한 특성, 구조, 또는 특징을 달성하기 위해 통상의 기술자의 지식내에 있다는 것이 제안된다.
아래의 설명 및 청구범위들에서, 용어 "결합된" 및 "연결된"이 그들의 파생어들과 함께 사용될 수 있다. 이들 용어들이 서로에 대해 동의어로서 의도되지 않음을 이해해야 한다. "결합된"은 서로 직접적으로 물리적 또는 전기적 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있는 2개 이상의 엘리먼트가 서로 협력하거나 상호작용한다는 것을 나타내기 위해 사용된다. "연결된"은 서로 결합된 2개 이상의 엘리먼트 사이의 통신의 확립을 나타내기 위해 사용된다.
용이한 이해를 위해, 특정한 아이템들(예를 들어, 본 발명의 주어진 구현에 의해 지원되지 않는 특성들; 주어진 구현에 의해 지원되지만 일부 상황들에서 사용되고 다른 상황들에서는 사용되지 않는 특성들)의 옵션의 본질을 나타내기 위해 도면에서 파선들이 사용되었다.
도면들에 나타낸 기법들은 하나 이상의 전자 디바이스들상에 저장되고 실행되는 코드 및 데이터를 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 전자 디바이스들은 비일시적 유형의 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(예를 들어, 자기 디스크들, 광 디스크들, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리 디바이스들, 위상 변화 메모리) 및 일시적 컴퓨터 판독가능한 통신 매체(예를 들어, 전기, 광, 음향 또는 다른 형태의 전파된 신호들, 이를테면, 반송파들, 적외선 신호들, 디지털 신호들 등)를 사용하여 코드 및 데이터를 (내부적으로 및/또는 네트워크를 통해 다른 전자 디바이스와) 저장하고 통신한다. 또한, 이러한 전자 디바이스들은 저장 디바이스, 하나 이상의 입/출력 디바이스들(예를 들어, 키보드, 터치스크린, 및/또는 디스플레이), 및 네트워크 연결들과 같은 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 결합된 하나 이상의 프로세서들의 세트를 통상적으로 포함한다. 프로세서들의 세트와 다른 컴포넌트들의 결합은 통상적으로 하나 이상의 버스들 및 브리지들(버스 제어기들로 또한 칭함)을 통한다. 저장 디바이스 및 네트워크 트래픽을 반송하는 신호들은 하나 이상의 비일시적 유형의 컴퓨터 판독가능 매체 및 일시적 컴퓨터 판독가능 통신 매체를 각각 나타낸다. 따라서, 주어진 전자 디바이스의 저장 디바이스는 그 전자 디바이스의 하나 이상의 프로세서들의 세트상에서 실행을 위해 코드 및/또는 데이터를 통상적으로 저장한다. 물론, 본 발명의 실시예의 하나 이상의 부분들이 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 하드웨어의 상이한 조합들을 사용하여 구현될 수 있다.
개요
실시예들은 스플릿-아키텍처 네트워크들에서 혼합 제어를 위한 프로세스 및 시스템을 제공한다. 방법 및 시스템들은 일반화된 멀티-프로토콜 라벨 스위칭(generalized multi-protocol label switching; GMPLS) 네트워크들과 같은 임의의 네트워크에서 중앙화된 제어기에 의해 구현될 수 있다. 스플릿-아키텍처 네트워크 설계는 네트워크의 제어 컴포넌트와 포워딩 컴포넌트 사이의 분리를 도입한다. 이러한 아키텍처의 예시적인 사용 경우들에는, 모두가 네트워크 인프라구조의 메인 빌딩 블록들 중에 있는 캐리어-급(grade) 네트워크들, 모바일 백홀 네트워크들, 클라우드 컴퓨팅 시스템들, 및 다층(예를 들어, 인터넷 프로토콜(IP), 이더넷, 광 전송 네트워크(OTN), 및 파장 분할 멀티플렉싱(WDM)) 서포트의 액세스/집단 도메인이 있다. 따라서, 이들 네트워크들의 적절한 설계, 관리 및 성능 최적화가 매우 중요하다.
송신 제어 프로토콜(TCP)은 네트워크에서 패킷 드롭(drop)들에 따라 종단-호스트들의 송신 레이트들을 조정함으로써 혼잡 제어를 위해 인터넷에서 널리 사용되고 있다. TCP의 단 대 단 혼잡 제어 메커니즘은 네트워크에서의 현저한 미확인응답 데이터 세그먼트들의 수를 감소시킴으로써 패킷 손실들에 반응한다. 그러나, TCP 혼잡 제어 및 종래의 네트워크들에서 구현된 유사한 혼잡 제어 기법들은 성능 및 유효성에서 제한된다. 이들 성능 문제들은 주로, 혼잡 제어 메커니즘들의 구현들이 분산 프로세스들을 사용하여 수행되기 때문이다. 다시 말해, 네트워크 전반의 혼잡 상태에 기초하지 않고 혼잡 링크 단위로 판정들이 이루어진다. 분산 혼잡 제어 메커니즘으로는, 네트워크에서의 각 노드(즉, 네트워크 엘리먼트)는 패킷 드롭핑(dropping)(또는 마킹(marking))을 독립적으로 결정하고, 이는 경쟁 흐름들 중에서 비최적의 대역폭 공유를 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 트래픽 레이트 제어 프로세스 및 시스템은 중앙화된 방식으로 패킷 스로틀링을 구현한다. 이러한 프로세스는 중앙 제어기에 의해 스플릿-아키텍처 네트워크들에서 구현될 수 있고: 제어기는 경로 지연들에 대해 수신된 정보에 기초하여 요구된 스로틀링 레이트를 계산한다. 이러한 스로틀링 레이트 정보는 들어오는 트래픽에 적용되도록 진입 스위치들에 전송되어, 로컬 정보 및 조건들 보다는 단 대 단 혼잡 정보 및 조건들에 기초하는 중앙화된 혼잡 제어를 달성한다.
중앙화된 트래픽 레이트 제어 프로세스 및 시스템은, 중앙화된 트래픽 레이트 제어 프로세스 및 시스템이 중앙 제어기의 존재를 이용하기 때문에 기존의 혼잡 제어 메커니즘들을 넘는 이점들을 제공한다. 제어기는 네트워크들에서 모든 (원하는) 경로들에 걸쳐 적어도 일-방향(one-way) 지연 정보를 수신한다. 이것은 네트워크에서 혼잡 상태에 대한 네트워크 전반의 관점을 제공하고, 이에 기초하여, 더욱 지능적이고, 효율적이며 공정한 혼잡 제어 및 트래픽 허가 판정들이 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 중앙화된 모니터링은 패킷 스로틀링 레이트들이 상이한 트래픽 그룹들의 우선순위들에 옵션으로 기초할 수 있게 하는데, 즉, 하위 우선순위들을 갖는 트래픽 그룹들의 패킷들은 네트워크의 진입에서 더욱 빈번하게 드롭될 것이다.
지연-기반 레이트 제어는 경계 스위치들로부터만 통계를 수집하는 것을 요구한다. 따라서, 이것은 네트워크에서의 스위치들 모두가 레이트 통계들을 수집하고 이들 통계들을 제어기에 전송할 수 있는 것은 아닐 수 있기 때문에 이용-기반 접근방식보다 특히 바람직하다. 본 명세서에서 아래에 설명하는 프로세스 및 시스템은 제어기들에 의해 지배되는 네트워크들의 에지에서(즉, 도메인들의 에지들에서) 경계 스위치들 및 유사한 네트워크 엘리먼트들의 지원만을 요구한다. 이에 의해, 실시예들은 (경계 스위치들 사이의) 네트워크에 걸친 지연 측정치들에 기초하는 스플릿-아키텍처 네트워크들에서 트래픽 레이트 제어 및 패킷 스로틀링을 제공하고, 중앙 제어기들을 갖는 임의의 네트워크에서 구현될 수 있다.
실시예들은 네트워크에 걸쳐 각 트래픽 그룹에 의해 경험되는 지연을 측정함으로써 각 트래픽 그룹의 레이트를 제어하는 것을 구현한다. 지연이 일부 임계치를 초과하면, 경로가 혼잡으로서 식별된다. 제어기가 적합한 스로틀링 레이트를 계산한 이후에, 이러한 정보를 진입 스위치들에 전송하고, 그 후, 진입 스위치들은 그에 따라 혼잡 트래픽 그룹의 패킷들의 스로틀링을 시작할 수 있다.
트래픽 레이트 제어 프로세스 및 시스템은 논리적으로 중앙화된 제어기에 의해 제어된 다수의 스위치로 이루어진 임의의 네트워크를 통해 동작한다. 제어기는 모든 스위치들로부터 트래픽 통계들을 모으고, 이러한 정보에 기초하여, 패킷 드롭핑 레이트들에 대한 판정을 한다. 이러한 판정은 적합한 진입 스위치들에 전송되고, 여기서, 패킷들이 혼잡시에 (확률적으로) 드롭핑된다.
일 실시예에서, 스플릿-아키텍처 네트워크에서의 트래픽은 할당된 가중치를 각각 갖는 상이한 트래픽 그룹들로 그룹화된다. 할당된 가중치들은 네트워크가 혼잡될 때만 이들이 실시되도록 이용될 수 있다. 예를 들어, 가중화는 특정한 경로가 혼잡될 때 적용될 수 있다. 그 후, 제어기는 트래픽 그룹의 가중치에 따라 그 경로를 공유하는 각 트래픽 그룹의 적합한 패킷 드롭핑 레이트들을 계산한다.
트래픽 그룹 우선순위화가 가중치 할당을 통해 관리될 수 있고 얼마나 많은 우선순위 레벨들이 존재하는지에 대한 제약은 없다. 다시 말해, 더 많은 우선순위 레벨들을 추가하는 것은 계산들, 시그널링, 또는 큐잉의 복잡성을 추가하지 않는다(즉, 네트워크 내에 상이한 트래픽 그룹들에 대한 개별 큐잉이 없을 것이기 때문이다).
트래픽 레이트 제어 프로세스 및 시스템은 트래픽 레이트 제어 프로세스 및 시스템에 의해 제공된 서비스 품질 구현으로부터 이익을 얻을 수 있는 중요한 사용 경우들인 모바일 백홀/코어 네트워크들을 위해 구현될 수 있다. 각 개별 사용자에 대해 보장된 서비스 품질을 강화하기보다는, 오퍼레이터들은 사용자들(또는 애플리케이션들)을 트래픽 그룹들로 그룹화하고, 트래픽 그룹들을 우선순위화할 수 있으며, 혼잡 시간 동안에는 할당된 우선순위 레벨에 따라 각 그룹의 트래픽을 취급할 수 있다.
위에서 논의하고 아래의 본 명세서에서 더 논의하는 바와 같은 트래픽 그룹은 혼잡 제어 메커니즘에 의해 동일하게 취급될 필요가 있는 패킷들의 세트이다. 예를 들어, 트래픽 그룹은 (포트 번호에 의해 식별된) 애플리케이션, (소스 IP 어드레스에 의해 식별된) 종단-호스트, (목적지 IP 어드레스에 의해 식별된) 웹 서버, (ISP에 속하는) 사용자들의 집합 세트, 특정 VLAN의 트래픽, 특정한 쌍의 진입-진출 노드들 사이의 트래픽, 및 유사한 타입의 데이터 트래픽으로서 정의될 수 있다. 트래픽 그룹에서의 모든 패킷들은 스플릿-아키텍처 네트워크로의 동일한 입구 포인트(진입 스위치) 및 스플릿-아키텍처 네트워크로부터의 동일한 출구 포인트(진출 스위치)를 가져야 한다. 더욱이, 트래픽 그룹의 패킷들은 모두 네트워크에 걸쳐 동일한 경로(스위치들 및 링크들의 동일한 세트)를 횡단할 필요가 있다.
상이한 트래픽 그룹들은 가중치들을 이들에 할당함으로써 우선순위화될 수 있고, 예를 들어, 더 적은 패킷이 혼잡시에 드롭한다는 것을 나타내기 위해 더 큰 가중치들이 사용될 수 있다. 가중치는 트래픽 그룹에 할당되는 임의의 양수(any arbitrary positive number)일 수 있다. 일 실시예에서, 상이한 트래픽 그룹들은 상이한 가중치들을 갖는 반면에, 다른 실시예들에서는, 하나 보다 많은 트래픽 그룹이 특정한 가중치를 공유할 수 있다. 스플릿-아키텍처 네트워크에서 할당된 가중치들 또는 가능한 상이한 가중치들의 수에 대한 임의의 단위(granularity)가 트래픽 레이트 제어 프로세스 및 시스템에 의해 지원될 수 있다. 일 실시예에서, 할당된 가중치들은 네트워크가 혼잡될 때 실시된다. 스플릿-아키텍처 네트워크가 혼잡될 때, 각 트래픽 그룹에 대한 요구된 패킷 드롭핑 레이트는 본 명세서의 아래에서 더 설명하는 바와 같이, 그룹의 가중치에 기초하여 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 트래픽 그룹이 스플릿-아키텍처 네트워크에서 동일한 혼잡 링크들을 횡단하는 경우에 2개의 트래픽 그룹의 상대적 가중치가 유일한 문제이다. 그렇지 않으면, 2개의 트래픽 그룹은 동일한 자원들, 예를 들어, 특정한 링크상의 대역폭을 위해 결코 경쟁하지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 각 트래픽 그룹에 대한 가중치 할당은 다른 트래픽 그룹과 독립적일 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, 지연 측정 메커니즘이 중앙 제어기들에 의해 스플릿-아키텍처 네트워크들에 걸친 일-방향 지연(one-way delay)을 측정한다. 지연 측정 메커니즘은, 일부 데이터 패킷들을 네트워크에 도입하여 이들 패킷들에 의해 경험되는 지연을 측정하기보다는, 특정한 트래픽 그룹의 '실제' 데이터 패킷들에 의해 경험되는 지연을 측정하기 위한 것이다. 지연 측정 프로세스는 각각의 트래픽 그룹에 의해 횡단된 경로의 진입 및 진출 스위치들 양자에서의 트래픽 그룹의 다수의 패킷의 도달 시간들을 기록함으로써 기능한다. 진입 및 진출 스위치들 양자의 타이머들이 동기화되는 경우에, 특정한 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 진입 스위치 및 진출 스위치 사이의 지연 또는 횡단 시간은 진출 스위치와 진입 스위치에서의 도달 시간 사이의 시간차로서 계산될 수 있다.
그러나, 진입 및 진출 스위치들 양자에서의 패킷들의 '동일한' 세트의 도달 시간들을 기록하는데 있어서 문제가 있다. 이러한 문제를 다루기 위해, 일 예시적인 실시예에서, 아래의 단계들이 취해지고, 먼저, 스플릿-아키텍처 네트워크를 통하는 경로의 진입 및 진출 스위치들 양자에서 원하는 트래픽 그룹(즉, 데이터 흐름)에 속하는 패킷들(예를 들어, 200개 데이터 패킷)의 시퀀스의 도달 시간들이 각각의 진입 및 진출 스위치들에서 기록된다. 다음으로, 전체 패킷을 (진입 스위치 및 진출 스위치 양자에서의) 고정된 수의 비트들로 인코딩하기 위해 해시 함수가 이들 선택된 데이터 패킷들에 적용된다. 해시 값은 타임 스탬프 테이블(TST) 또는 유사한 데이터 구조에서 타임 스탬프와 함께 저장된다. 그 후, 기록된 시간 정보는 중앙 제어기에 전송된다. 제어기에서, 동일한 해시 값을 갖는 데이터 패킷들의 타임스탬프들이 비교된다. 경로 지연은 2개의 타임스탬프 사이의 차이로서 계산된다. 타임 스탬프 데이터가 수신되면, 제어기는 새롭게 도달된 데이터 패킷들에 대한 타임 스탬프들의 다른 세트가 수집될 수 있도록 타임 스탬프 테이블들이 리셋될 수 있다는 것을 진입 및 진출 스위치들에 시그널링할 수 있다. 제어기에 의해 구현된 바와 같은 이러한 프로세스가 도 1과 관련하여 본 명세서의 아래에서 더 설명된다. 그러나, 통상의 기술자는 다른 지연 측정 메커니즘들이 이용될 수 있고 이러한 예가 제한이 아닌 예시로서 제공된다는 것을 이해할 것이다. 임의의 지연 측정 메커니즘은 진입 스위치들에서 데이터 트래픽을 스로틀링할 때를 결정하기 위해 검사되는 지연 측정치들을 수집하고 상관시키기 위해 이용될 수 있다.
도 1은 스플릿 아키텍처 네트워크에서 제어기에 의해 실행된 트래픽 레이트 제어를 위한 프로세스의 일 실시예의 플로우차트이다. 일 실시예에서, 프로세스는 제어기 스타트업(start up)시에 개시된다. 그러나, 프로세스는 제어기의 동작 동안 임의의 시간에 또한 개시될 수 있다. 프로세스는 관리자의 지시시에 또는 유사한 환경들하에서, 스타트-업 프로세스의 일부로서 개시될 수 있다. 프로세스는 제한이 아닌 예로서 제공되고, 통상의 기술자는 본 명세서에 설명한 원리들 및 단계들이 스플릿-아키텍처 네트워크에서 트래픽 레이트 제어를 달성하기 위해 상이하게 배열되거나 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 유사하게, 프로세스는 트래픽 그룹들의 세트 및 이들 트래픽 그룹들에 연관된 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 경로들의 세트에 대해, 단일 제어기에 의해 구현되는 것으로서 설명된다. 이러한 표현은 명확성을 위해 이용되고, 통상의 기술자는 제어기 기능이 분산될 수 있고 임의의 수의 트래픽 그룹들(또는 유사한 데이터 흐름 그룹들), 스위치들, 경로들 등이 프로세스에 의해 또한 지원될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일 실시예에서, 제어기는 트래픽 그룹의 데이터 패킷들이 진입 스위치 및 진출 스위치에 도달할 때 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터를 수집하도록 각 트래픽 그룹에 대한 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성한다(블록 101). 지연 측정 데이터는 대응하는 데이터 패킷들을 식별하는데 사용하기 위한 아이덴티티 값에 따라 수집될 수 있다. 위에서 논의한 바와 같이, 각 트래픽 그룹은 진입 스위치와 진출 스위치 사이에서 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸쳐 단일 진입 스위치, 단일 진출 스위치, 및 단일 경로를 갖는다. 스플릿-아키텍처 네트워크를 횡단하는 데이터 패킷들은 단지 하나의 트래픽 그룹과 연관될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 각 지연 측정치에 대한 아이덴티티 값은 수신된 각 데이터 패킷에 대한 해시 값을 생성하기 위해 진입 스위치 및 진출 스위치에 의해 이용될 수 있는 임의의 타입의 해시 함수에 의해 생성될 수 있어서, 주어진 트래픽 그룹에 대한 해시 값들을 생성하기 위해 진입 스위치 및 진출 스위치 양자에서 동일한 해시 함수가 이용된다. 아이덴티티 값은 제어기를 도와, 특정한 패킷의 횡단 시간 또는 패킷 지연을 식별하기 위한 비교할만한 지연 측정 데이터가 제어기에서 수신되는 것을 보장한다. 진입 스위치 및 진출 스위치는 임의의 수의 데이터 패킷 지연 측정치들(예를 들어, 타임 스탬프들)을 제어기에 기록하고 보고하도록 구성될 수 있다. 각 데이터 패킷 지연 측정치는 기록되고 보고될 수 있거나 샘플링이 기록될 수 있다. 임의의 샘플링 주파수 또는 패턴이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 샘플링 패턴은 각각의 진입 및 진출 스위치들에서 매칭하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 샘플링 패턴 및 주파수는 정확하게 매칭하지 않거나 명확하게 정렬되지 않는다. 이러한 경우에서, 제어기에 임의의 수의 매칭되지 않은 지연 측정치들이 있을 수 있는데, 이들은 폐기될 수 있는 반면 매칭하는 지연 측정치들은 이용된다.
진입 및 진출 스위치들의 구성 이후에, 제어기는 각 트래픽 그룹의 진입 스위치 및 진출 스위치로부터 지연 측정 데이터(및 옵션으로는 연관된 아이덴티티 값들)의 수신을 시작할 수 있다(블록 103). 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터는 임의의 포맷으로 그리고 임의의 메타 데이터와 함께 제공될 수 있어서, 제어기는 진입 및 진출 스위치들로부터의 아이덴티티 값들을 서로 그리고 특정한 트래픽 그룹과 매칭시킬 수 있다. 이들 아이덴티티 값들 및 지연 측정치들은 임의의 데이터 레이트로 보고될 수 있고, 임의의 수 또는 포맷의 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터가 이들 보고들에서 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 아이덴티티 값들 및 타임 스탬프들을 제공하는 메시지들 또는 보고들이 정규 또는 스케줄링된 간격들로 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터는, 진입 스위치 또는 진출 스위치의 버퍼, 테이블 또는 유사한 데이터 구조가 풀(full)이거나 용량에 접근할 때 제공된다. 다른 실시예들에서, 제어기는 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터를 폴링(poll)하거나 유사하게는 요청할 수 있다.
일부 옵션의 실시예들에서, 매칭하는 아이덴티티 값들에 대응하는 각 데이터 패킷에 대한 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 패킷 지연의 결정을 가능하게 하는 매칭하는 아이덴티티 값들을 식별하기 위해, 수신된 지연 측정 데이터와 아이덴티티 값들의 비교가 정의된 시간 간격들에서 이루어진다(블록 105). 패킷 지연은 매칭하는 아이덴티티 값(예를 들어, 해시 값)이 존재하는 지연 측정치들(예를 들어, 타임스탬프들) 사이의 차이로서 계산될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 특정한 트래픽 그룹에 대한 특정한 데이터 패킷에 대한 패킷 지연을 결정하기 위해, 진출 스위치로부터의 지연 측정치가 진입 스위치의 지연 측정치로부터 감산되거나 유사하게는 진입 스위치의 지연 측정치와 비교될 수 있다. 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터의 보고와 유사한, 정의된 시간 간격들은 스케줄, 자원 이용, 데이터 수신 또는 유사한 팩터들에 기초하여 변할 수 있다.
그 후, 임의의 트래픽 그룹에 대한 최소 데이터 패킷 지연이 정의된 임계치를 초과하는지(또는 이하가 되는지)의 체크가 이루어질 수 있다(블록 107). 예를 들어, 경로(P)가 혼잡인지 아닌지를 결정하기 위해, 아래의 메트릭이 이용될 수 있다: 제어기는 측정을 주기적으로(주기 T로) 한다. 각 시간 간격(T)의 시작에서, 제어기는 경로의 지연에 대한 측정치들을 반올림한다. 이것은 경로의 종점들 모두에서 N개의 패킷을 샘플링하고 그들의 지연 측정치들(예를 들어, 타임스탬프들)의 차이를 찾음으로써 행해진다. 하나의 간격에 걸쳐 측정된 최소 지연이 임계치(D)를 초과하는 경우에, 경로는 혼잡으로서 선언된다.
Min(경로 P에 걸쳐 측정된 지연) > D
파라미터들(T, N, 및 D)은 네트워크 관리자 또는 오퍼레이터에 의해 적합하게 설정될 수 있는 모든 구성가능한 파라미터들이다. 이들 파라미터들은 네트워크들에서 상이한 경로들에 대해 상이하게 각각 정의될 수 있다. 이들 파라미터들 각각을 설정하는 것은 혼잡 검출 방식의 정확성에 영향을 미친다. 통상의 기술자는 이들 파라미터들이 파라미터들을 선택하는 임의의 시스템 또는 프로세스를 사용하여 특정한 스플릿-아키텍처 네트워크의 효율적인 동작을 위해 네트워크 관리자에 의해 특정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 명확성을 위해, 네트워크 관리자에 의해 적시 간격들, 데이터 패킷 샘플들의 수, 및 지연 임계치들이 선택되거나, 네트워크에서 각 원하는 경로 및 트래픽 그룹을 위한 제어기에서 이들 파라미터들을 자동으로 선택하기 위해 특정한 프로세스가 구현된다는 것을 가정한다.
따라서, 임의의 최소 패킷 지연의 검출은 스로틀링 레이트들의 재계산을 트리거할 수 있다. 그러나, 임계치 차이를 초과하는 최소 패킷 지연이 없으면, 프로세스는 계속되고, 프로세스가 네트워크 관리자 또는 유사한 스케줄링된 완료에 의해 종료될 때까지 초과된 임계치를 지속적으로 다시 체크하기 위해 지연 측정 데이터의 다음의 세트의 수신(블록 103)을 대기한다.
임계치가 초과되는 경우에, 프로세스는 스플릿-아키텍처 네트워크에서 각 트래픽 그룹에 대한 스로틀링 레이트를 계산한다(블록 109). 일 실시예에서, 가중치(Wi)를 갖는 트래픽 그룹 i의 패킷 드롭 레이트(Pi)는 함수(Pi=f(Wi))로서 계산될 것이다. 임의의 분산 또는 스로틀링 함수가 함수(f)에 대해 이용될 수 있다. 통상의 기술자는 임의의 공지된 분산 또는 스로틀링 함수가 스로틀링 레이트들의 세트를 생성하기 위해 각 트래픽 그룹에 대해 정의된 가중치들의 세트와 함께 이용되도록 구성될 수 있고, 각 트래픽 그룹에 대해 하나의 스로틀링 레이트이고, 각 스로틀링 레이트 값은 상대적 또는 절대적 레이트를 나타내고, 여기서, 데이터 패킷들이 책임이 있는 진입 스위치에 의해 확률적으로 드롭될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 프로세스가 가중치들에 관계없이 모든 트래픽 그룹들에 대해 동일한 드롭 레이트를 선택할 수 있는 것이 가능하다. 그러나, 더 큰 가중치들을 갖는 트래픽 그룹들에 더 높은 우선순위를 제공하기 위해, 드롭 레이트는 Wi에 반비례할 필요가 있고, 즉, 더 작은 Wi가 동일하거나 더 큰 패킷 드롭 레이트를 발생시켜야 한다.
스로틀링 레이트 판정이 제어기에 의해 이루어진 이후에, 계산된 레이트는 대응하는 진입 스위치들에 전송된다. 각 트래픽 그룹에 대한 스로틀링 레이트는 진입 스위치에서 각 트래픽 그룹에 대한 데이터 패킷들의 확률적 드롭을 지배하기 위해 대응하는 트래픽 그룹의 진입 스위치에 분산된다(블록 111). 진입 스위치가 이러한 정보를 수신할 때, 그룹의 스로틀링 레이트에 따라 각 트래픽 그룹의 패킷들을 (확률적으로) 드롭시키는 것을 시작한다. 진입 스위치는 새로운 스로틀링 레이트가 제어기로부터 수신될 때까지 스로틀링 레이트를 계속 이용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 스로틀링 레이트는 혼잡이 감소되거나 유사한 구성들이 이용될 수 있으면 제거되는 임시 세팅일 수 있다.
일 실시예에서, 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터가 수신된 이후에 또는 임계치 체크가 이루어진 이후에, 제어기는 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터를 저장하기 위해 사용된 데이터 구조들을 리셋하거나 클리어하기 위해 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터가 제공되었다는 것을 진입 및 진출 스위치들에 시그널링한다. 이것은 경계 스위치들 각각에 계속 도달하는 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터 및 아이덴티티 값들의 지속 수집을 위해 자원들을 자유화(free up)한다.
도 2는 트래픽 레이트 제어를 구현하는 네트워크 엘리먼트에서의 컴포넌트들의 일 실시예의 도면이다. 일 실시예에서, 제어기(201)는 라우터 또는 유사한 네트워크 엘리먼트에 의해 구현된다. 다른 실시예들에서, 제어기(201)를 구현하는 네트워크 엘리먼트는 서버 또는 유사한 컴퓨팅 디바이스이다. 제어기(201)는 범용 프로세서 또는 네트워크 프로세서(207)와 같은 특수 프로세서에 의해 실행된 네트워크 엘리먼트 상에서 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 제어기(201)는 네트워크 엘리먼트에서 작업 메모리(215) 또는 유사한 저장 공간에 저장될 수 있거나 이를 이용할 수 있다. 제어기(201)는 예시되지 않은 스플릿-아키텍처에서 스위치들의 감독 및 관리에 관한 다수의 컴포넌트 및 기능을 포함할 수 있다. 명확성을 위해, 제어기(201)의 트래픽 레이트 제어 기능들을 구현하는 컴포넌트들이 예시된다.
일 실시예에서, 제어기(201)는 진입 포트(203) 및 진출 포트(205)의 세트를 포함하거나 그와 통신한다. 이들 포트들은 스플릿-아키텍처 네트워크에서 제어기(201)의 제어하에서 제어기(201)와 스위치들 사이의 통신을 가능하게 한다. 포트들(203, 205)은 스플릿-아키텍처 네트워크의 다른 스위치들과의 통신의 L1/L2 및 하위 계층들에서 들어오고 나가는 통신을 프로세싱할 수 있다. 그 후, 상위 레벨 프로세스는 네트워크 프로세서(207)에 의해 수행될 수 있다. 진입 포트들(203) 및 진출 포트들(205)은 아이덴티티 값들 및 지연 측정 데이터를 보고하는 스위치들로부터의 메시지를 수신할 수 있을 뿐만 아니라 트래픽 레이트 제어 프로세스를 구현하는 구성 메시지들 및 유사한 통신을 전송할 수 있다.
네트워크 프로세서(207)는 트래픽 지연 모니터링 모듈(209), 스위치 구성 모듈(211), 스로틀링 레이트 계산 모듈(213) 및 유사한 컴포넌트들을 포함하는 컴포넌트들의 세트를 통해 본 명세서에서 상술한 기능을 구현할 수 있다. 통상의 기술자는 모듈이 예로서 제공되며, 기능들은 제어기(201) 내의 기능의 임의의 분산 및 그룹화를 사용하여 구현될 수 있거나 다중의 제어기들에 걸쳐 분산될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일 실시예에서, 트래픽 지연 모니터링 모듈(209)은 연결된 스위치들로부터 아이덴티티 값들 및/또는 지연 측정 데이터를 수신하고, 이들은 메모리(215)에서의 지연 측정 테이블(217)에 저장한다. 지연 측정 테이블들의 임의의 수, 사이즈 또는 구성은, 지연 측정 데이터(219) 및 아이덴티티 값(221) 데이터가 유지되고 이들 값들 사이의 연관성이 특정한 트래픽 그룹 또는 유사한 데이터 흐름 그룹과의 연관성에 따라 유지되도록 사용될 수 있다. 트래픽 지연 모니터링 모듈(209)은 또한 매칭하는 아이덴티티 값들을 갖는 것들을 찾기 위해 정의된 시간 간격에서 수신된 지연 측정 데이터를 비교할 수 있다. 트래픽 지연 모니터링 모듈(209)은 각각의 지연 측정 데이터를 사용하여 매칭하는 아이덴티티 값들에 대응하는 각 데이터 패킷에 대한 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 데이터 패킷 지연을 더 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 스위치 구성 모듈(211)은 각 트래픽 그룹에 대한 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하기 위해 네트워크 프로세서에 의해 실행된다. 구성은 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들이 대응하는 데이터 패킷들에 대한 아이덴티티 값들에 따라 진입 스위치 및 진출 스위치에 도달할 때 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터를 수집하도록 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하는 것을 포함한다. 스위치 구성 모듈(211)은 진입 및 진출 스위치들에서 구현될 때 트래픽 그룹 정의들, 지연 측정 보고에 대한 간격들, 및 트래픽 레이트 제어 프로세스의 유사한 특징들을 이용하기 위해 지연 측정 메커니즘을 특정하는 구성 메시지들을 생성할 수 있다. 스위치 구성 모듈(211)은 스로틀링 레이트 계산 모듈(213)로부터 수신될 때 시작하는 스로틀링 레이트들 및 재계산된 스로틀링 레이트들을 포함하는, 각 트래픽 그룹에 대해 이용될 스로틀링 레이트들을 진입 스위치들에 통지하기 위해 메시지들을 또한 생성할 수 있다.
스로틀링 레이트 계산 모듈(213)은 임의의 트래픽 그룹에 대한 최소 데이터 패킷 지연이 정의된 임계값을 초과하는지 체크하고, 정의된 임계값이 초과된다는 것에 응답하여 스플릿-아키텍처 네트워크에서 각 트래픽 그룹에 대한 스로틀링 레이트를 계산하기 위해 네트워크 프로세서(207)에 의해 실행된다. 스로틀링 레이트 계산 모듈(213)은 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 부하를 분산시키기 위해 임의의 스로틀링 기능을 구현할 수 있다. 스로틀링 레이트 계산 모듈(213)은 네트워크 관리자에 의해 구성되거나 유사하게는 각 트래픽 그룹에 대해 사전에 정의될 때, 가중치들의 세트를 함수에 적용할 수 있다. 그 후, 각각의 진입 스위치들에 분산될 스로틀링 레이트들의 결과적인 세트가 스위치 구성 모듈(211)에 제공될 수 있다.
메모리(215)는 동적 랜덤 액세스 메모리, 정적 메모리, 자기 디스크, 또는 유사한 저장 디바이스를 포함하는, 임의의 종류, 수 또는 다양한 저장 디바이스(들)일 수 있다. 메모리(215)는 네트워크 프로세서(207)에 의해 실행된 모듈들에 대한 코드 뿐만 아니라 스로틀링 레이트 제어 프로세스를 구현하는데 필요한 지연 측정 테이블(217)과 같은 데이터 구조들을 저장할 수 있다. 메모리에 저장된 다른 정보 및 데이터 구조들은 해시 함수들, 트래픽 그룹들에 대한 가중 데이터, 트래픽 그룹 데이터, 및 유사한 정보를 포함할 수 있다.
도 3은 트래픽 레이트 제어를 구현하는 스플릿-아키텍처 네트워크의 일 실시예의 도면이다. 일 실시예에서, 스플릿-아키텍처 네트워크(313)는 네트워크(313)에 걸쳐 데이터 트래픽의 흐름을 관리하는 임의의 수의 스위치들 및 제어기들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예는 특정한 트래픽 그룹과 연관되는 단일 경로를 도시하기 위해 예시된다. 이것은 예로서 제공되고, 스플릿-아키텍처 네트워크는 네트워크에 걸쳐 임의의 수의 스위치들 및 경로들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 트래픽 그룹은 스플릿-아키텍처 네트워크(313)에서 진출 스위치(303)에 도달하기 이전에 스위치들(305, 307)을 횡단하는 진입 스위치(301)를 갖는다. 혼잡은 예를 들어, 스위치들(305, 307) 사이에서 발생할 수 있지만, 스로틀링 레이트 제어 프로세스는 이들 중간 스위치들 중 어느 것이 프로세스에 참여하는 것을 요구하지 않는다. 대신에, 진입 스위치(301) 및 진출 스위치(303)를 포함하는 경계 스위치들은, 제어기(201)가, 혼잡 링크에 걸쳐 데이터 트래픽의 레이트를 조정하는 진입 라우터(301)에 스로틀링 레이트들을 전송할 수 있게 하는 지연 측정 데이터를 보고한다. 혼잡 링크를 횡단하지 않을 수 있는 스플릿-아키텍처(313)에서 전체 트래픽을 감소시키면서 혼잡 링크에 걸쳐 혼잡을 감소시키고 트래픽을 우선순위화하기 위해, 혼잡 링크를 횡단할 수 있는 다른 트래픽 그룹들에 대해 유사한 스로틀링 레이트들이 계산될 수 있다.
도 4는 트래픽 레이트 제어를 구현하는 스플릿-아키텍처 네트워크의 다른 실시예의 도면이다. 이러한 예시적인 실시예는 진입 스위치(301) 및 진출 스위치(303)에서 해시 값들의 형태의 아이덴티티 값들 및 타임 스탬프들의 형태의 지연 측정 데이터의 수집 및 보고를 예시한다. 통상의 기술자는 이것이 제한이 아닌 예로서 제공된다는 것을 이해할 것이다. 임의의 타입의 지연 측정 메커니즘은 스로틀링 레이트 프로세스와 함께 이용될 수 있다. 이러한 예에서, 각 스위치(301, 303)는 타임 스탬프 테이블(TST)을 유지한다. 각 스위치(301, 303)는 구성된 샘플링 패턴 또는 주파수에 따라 각각의 TST의 데이터를 수집한다.
이러한 예에서, 각 스위치(301, 303)는 샘플링될 4개의 패킷의 세트를 수신한다(이러한 예에서, 이들은 동일하지만, 이는 요구되지 않는다). 각 스위치(301, 303)에서 수신될 때, 각 패킷은 각 해시 값이 본질적으로 고유하도록, 헤더 또는 대응하는 패킷의 임의의 부분을 통해 계산된 해시 값(H1-H4)과 함께 TST에 추가되는 타임 스탬프(T1-T4)를 갖는다. 따라서, 각 해시 값 및 타입 스탬프 투플이 로컬 TST에 기록된다.
각 스위치(301, 303)는 제어기(201)로부터의 요청에 응답하여 그리고/또는 유사한 환경들하에서, TST들이 풀(full)이 될 때, 정의된 간격들에서 그들 자신의 TST를 제어기(201)에 공급할 수 있다. 수신된 TST의 제어기(201)에 의한 수신 또는 사용시에, 제어기는 'TST 리셋' 커맨드를 각 스위치(301, 303)에 전송한다. TST 리셋 커맨드는 지속할 진행중인 트래픽 모니터링 프로세스에서 추가의 엔트리들에 대한 공간을 만들기 위해 제어기(201)에 의해 프로세싱된 TST의 엔트리들을 클리어 아웃하도록 스위치들(301, 303)에 지시한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 명령들은 비일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 내장된 메모리에 저장된 미리 결정된 기능 또는 소프트웨어 명령들을 갖거나 특정한 동작들을 수행하도록 구성된 응용 주문형 집적 회로(ASIC)들과 같은 하드웨어의 특정한 구성들을 지칭할 수 있다. 따라서, 도면들에 나타낸 기법들은 하나 이상의 전자 디바이스들(예를 들어, 종단 스테이션, 네트워크 엘리먼트)상에서 저장되고 실행되는 코드 및 데이터를 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 전자 디바이스들은 비일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(예를 들어, 자기 디스크들, 광 디스크들, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리 디바이스들, 위상 변화 메모리) 및 일시적 컴퓨터 판독가능한 통신 매체(예를 들어, 전기, 광, 음향 또는 다른 형태의 전파된 신호들 - 이를테면, 반송파들, 적외선 신호들, 디지털 신호들 등)와 같은, 컴퓨터 판독가능한 매체를 사용하여 코드 및 데이터를 (내부적으로 및/또는 네트워크를 통해 다른 전자 디바이스와) 저장하고 통신한다. 또한, 이러한 전자 디바이스들은 하나 이상의 저장 디바이스들(비일시적 머신 판독가능한 저장 매체), 사용자 입/출력 디바이스들(예를 들어, 키보드, 터치스크린, 및/또는 디스플레이), 및 네트워크 연결들과 같은 하나 이상의 다른 컴포넌트들에 결합된 하나 이상의 프로세서들의 세트를 통상적으로 포함한다. 프로세서들의 세트와 다른 컴포넌트들의 결합은 통상적으로, 하나 이상의 버스들 및 브리지들(버스 제어기들로 또한 칭함)을 통한다. 따라서, 주어진 전자 디바이스의 저장 디바이스는 그 전자 디바이스의 하나 이상의 프로세서들의 세트상에서 실행을 위해 코드 및/또는 데이터를 통상적으로 저장한다. 물론, 본 발명의 실시예의 하나 이상의 부분들이 소프트웨어, 펌웨어, 및/또는 하드웨어의 상이한 조합들을 사용하여 구현될 수 있다.
도면들에서의 흐름도들이 본 발명의 특정한 실시예들에 의해 수행된 동작들의 특정한 순서를 나타내지만, 이러한 순서는 예시적인 것이라는 것을 이해해야 한다(예를 들어, 대안의 실시예들은 상이한 순서로 동작들을 수행할 수 있고, 특정한 동작들을 조합할 수 있고, 특정한 동작들을 오버랩할 수 있다).
본 발명을 여러 실시예들에 관련하여 설명하였지만, 통상의 기술자는 본 발명이 설명한 실시예들에 제한되지 않고 첨부한 청구항들의 사상과 범위내에서 변형과 변경으로 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 설명은 제한하는 것 대신에 예시하는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (14)

  1. 스플릿-아키텍처 네트워크에서 제어기에 의해 수행되는 방법 - 상기 제어기는 상기 스플릿-아키텍처 네트워크의 데이터 평면을 구현하는 복수의 스위치들에 결합되고, 상기 제어기는 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 트래픽 그룹들의 혼잡을 모니터링하고 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 상기 트래픽 그룹들의 혼잡을 완화시키기 위해 지연 기반 데이터 레이트 제어를 제공하는 상기 방법을 실행하고, 각 트래픽 그룹은 동일한 방식으로 처리될 데이터 패킷들의 흐름이고, 각 트래픽 그룹의 상기 데이터 패킷들은 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 대한 상기 복수의 스위치들로부터 공유된 진입(ingress) 스위치 및 진출(egress) 스위치를 가짐 - 으로서,
    각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들이 상기 진입 스위치 및 상기 진출 스위치에 도달할 때 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터를 수집하도록 상기 각 트래픽 그룹에 대한 진입 스위치 및 진입 스위치를 구성하는 단계(101);
    각 트래픽 그룹의 상기 진입 스위치 및 진출 스위치로부터 상기 지연 측정 데이터를 수신하는 단계(103);
    임의의 트래픽 그룹에 대한 최소 데이터 패킷 지연이 정의된 임계값을 초과하는지 체크하는 단계(107); 및
    상기 정의된 임계값이 초과되는 것에 응답하여, 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에서 각 트래픽 그룹에 대한 스로틀링 레이트(throttling rate)를 계산하는 단계(109)
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진입 스위치에서 각 트래픽 그룹에 대한 데이터 패킷들의 확률적 드롭을 지배하기 위해, 각 트래픽 그룹에 대한 상기 스로틀링 레이트를 대응하는 트래픽 그룹의 상기 진입 스위치에 분산시키는 단계(111)를 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하는 단계는,
    데이터 패킷에 대해 대응하는 지연 측정 데이터를 링크하는 아이덴티티 값을 생성하기 위해, 상기 데이터 패킷들의 임의의 부분을 사용하는 아이덴티티 값을 생성하도록 상기 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하는 단계(101)를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하는 단계는,
    지연 측정 데이터 및 아이덴티티 값들을 상기 제어기에 테이블의 형태로 주기적으로 제공하도록 상기 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하는 단계(101)를 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최소 데이터 패킷 지연은 연관된 트래픽 그룹에 대한 데이터 패킷 지연들의 세트로부터 최소 데이터 패킷 지연을 취함으로써 계산되고, 상기 데이터 패킷 지연들의 세트는 이전의 최소 데이터 패킷 지연 계산 이후에 수신된 지연 측정 데이터에 대한 데이터 패킷 지연들을 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 지연 측정 데이터의 프로세싱에 응답하여 추가의 지연 측정 데이터를 전송하도록 상기 진입 스위치 또는 상기 진출 스위치에 시그널링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    매칭하는 아이덴티티 값들에 대응하는 각 데이터 패킷에 대한 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 데이터 패킷 지연을 결정하기 위해, 매칭하는 아이덴티티 값들을 갖는 수신된 지연 측정 데이터를 정의된 시간 간격에서 비교하는 단계(105)를 더 포함하는, 방법.
  8. 스플릿-아키텍처 네트워크에서 제어기를 실행하는 네트워크 엘리먼트 - 상기 제어기는 상기 스플릿-아키텍처 네트워크의 데이터 평면을 구현하는 복수의 스위치들에 결합되고, 상기 제어기는 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 트래픽 그룹들의 혼잡을 모니터링하고 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 상기 트래픽 그룹들의 혼잡을 완화시키기 위해 지연 기반 데이터 레이트 제어를 제공하는 방법을 실행하고, 각 트래픽 그룹은 동일한 방식으로 처리될 데이터 패킷들의 흐름이고, 각 트래픽 그룹의 상기 데이터 패킷들은 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 대한 상기 복수의 스위치들로부터 공유된 진입(ingress) 스위치 및 진출(egress) 스위치를 가짐 - 로서,
    상기 스플릿-아키텍처 네트워크를 통해 데이터 트래픽을 수신하도록 구성된 진입 포트(203);
    상기 스플릿-아키텍처 네트워크를 통해 데이터 트래픽을 송신하도록 구성된 진출 포트(205); 및
    상기 진입 포트 및 상기 진출 포트에 통신가능하게 결합되는 네트워크 프로세서(207) - 상기 네트워크 프로세서는 트래픽 지연 모니터링 모듈, 스위치 구성 모듈, 및 스로틀링 레이트 계산 모듈을 실행하도록 구성됨 -;
    를 포함하고,
    상기 스위치 구성 모듈은 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들이 진입 스위치 및 진출 스위치에 도달할 때 각 트래픽 그룹의 데이터 패킷들에 대한 지연 측정 데이터를 수집하도록 각 트래픽 그룹에 대한 상기 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하도록 구성되고;
    상기 트래픽 지연 모니터링 모듈(209)은 각 트래픽 그룹의 상기 진입 스위치 및 진출 스위치로부터 지연 측정 데이터를 수신하도록 구성되며;
    상기 스로틀링 레이트 계산 모듈(213)은 임의의 트래픽 그룹에 대한 최소 데이터 패킷 지연이 정의된 임계값을 초과하는지 체크하고, 상기 정의된 임계값이 초과된다는 것에 응답하여 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에서 각 트래픽 그룹에 대한 스로틀링 레이트를 계산하도록 구성되는, 네트워크 엘리먼트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스로틀링 레이트 계산 모듈은 상기 진입 스위치에서 각 트래픽 그룹에 대한 데이터 패킷들의 확률적 드롭을 지배하기 위해, 각 트래픽 그룹에 대한 상기 스로틀링 레이트를 대응하는 트래픽 그룹의 상기 진입 스위치에 분산시키도록 더 구성되는, 네트워크 엘리먼트.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스위치 구성 모듈은 상기 데이터 패킷들의 임의의 부분들을 통해 아이덴티티 값을 생성하기 위해 상기 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하도록 더 구성되는, 네트워크 엘리먼트.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 스위치 구성 모듈은 상기 지연 측정 데이터를 테이블의 형태로 제어기에 주기적으로 제공하기 위해 상기 진입 스위치 및 진출 스위치를 구성하도록 더 구성되는, 네트워크 엘리먼트.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 스로틀링 레이트 계산 모듈은 연관된 트래픽 그룹에 대한 데이터 패킷 지연들의 세트로부터 최소 데이터 패킷 지연을 취함으로써 상기 최소 데이터 패킷 지연을 계산하도록 더 구성되고, 상기 데이터 패킷 지연들의 세트는 이전의 최소 데이터 패킷 지연 계산 이후에 수신된 지연 측정 데이터로부터의 데이터 패킷 지연들을 포함하는, 네트워크 엘리먼트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 트래픽 지연 모니터링 모듈은 상기 수신된 지연 측정 데이터의 프로세싱에 응답하여 추가의 지연 측정 데이터를 전송하기 위해 상기 진입 스위치 또는 상기 진출 스위치에 시그널링하도록 더 구성되는, 네트워크 엘리먼트.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 트래픽 지연 모니터링 모듈은 매칭하는 아이덴티티 값들에 대응하는 각 데이터 패킷에 대한 상기 스플릿-아키텍처 네트워크에 걸친 데이터 패킷 지연을 결정하기 위해, 상기 매칭하는 아이덴티티 값들을 갖는 수신된 지연 측정 데이터를 정의된 시간 간격에서 비교하도록 구성되는, 네트워크 엘리먼트.
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