KR102069501B1 - 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치 및 이의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치 및 이의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법에 관한 것으로, 트래픽을 모든 가능한 경로에 분산하여 전송하지 않고, 트래픽 수준에 따라 트래픽을 전송하는 경로 수를 적정히 조정하여 트래픽을 분배함으로써 멀티패스 통신에 있어서의 망 전체의 에너지 사용 효율을 향상할 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명은 멀티패스 통신 기술에 관련한 것으로, 특히 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치 및 이의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신망에서는 두 노드 간의 경로 비용(cost)이 낮은 최적의 경로를 선택해서 트래픽을 전송하는데, 동일 비용의 최적 패스가 다수 개 있을 경우 이중 하나의 패스만 선택하는 것이 아니라 다수의 최적패스를 모두 사용하여 트래픽을 전송하는 멀티패스 통신이 사용되고 있다.
대표적인 예로서, 두 노드 사이의 링크그룹을 정의한 IEEE 802.2ad 표준에 따른 LAG(Link Aggregation Group)를 확장하여 링크그룹이 2개 이상의 인접 노드와 연결할 수 있도록 한 Multi-chassis LAG가 있다. 미국등록특허 제7,463,579호(2008. 12. 09)에서 LAG를 2개 이상의 인접노드에 대해 설정하는 기술을 제안하고 있다.
그리고 OSPF(Open Shortest Path First)와 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System) 등의 L3 라우팅 프로토콜에서의 ECMP(Equal-Cost MultiPath) 기능이 있으며, 효율적인 대규모 L2 네트워크를 STP 없이 구축 가능하게 하는 프로토콜인 Trill(Spanning Tree Protocol)에서도 ECMP를 지원한다.
이러한 멀티패스 통신에서는 트래픽을 균등하게 다중 경로로 분산해서 보내는 것이 원칙이며, 이는 망 자원을 효율적으로 사용하기 위한 것이다. 그런데, 이러한 트래픽 로드밸런싱 원칙은 트래픽이 적더라도 모든 경로를 사용해서 보내야 하기에 때문에 망 전체의 에너지 효율도 중요시하는 현재의 상황에서 개선의 필요가 있다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 트래픽을 모든 가능한 경로에 분산하여 전송하지 않고, 트래픽 수준에 따라 트래픽을 전송하는 경로 수를 적정히 조정하여 트래픽을 분배함으로써 멀티패스 통신에 있어서의 망 전체의 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치 및 이의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치가 다수의 물리링크와; 상기 다수의 물리링크 중에서, 패킷의 목적지별로 동일 코스트 멀티패스(Equal-Cost Multipath) 경로에 포함되는 두개 이상의 물리링크들을 패스링크(path-link)들로 선택하고, 선택된 패스링크들을 그룹 구성원으로 하는 적어도 하나의 목적지별 멀티패스링크그룹을 생성하여 관리하고, 목적지별 멀티패스링크그룹의 트래픽(traffic) 수준에 따라 트래픽을 분산하여 전송할 패스링크들을 해당 목적지별 멀티패스링크그룹 내에서 선정하는 프로세서와; 상기 프로세서에 의해 관리되는 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 수준을 측정하는 트래픽 측정기와; 상기 프로세서에 의해 선정된 패스링크들로 해당 멀티패스링크그룹의 목적지로 향하는 트래픽을 분배하여 전송하는 트래픽 분배기를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 프로세서가 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 각 패스링크의 우선순위(priority)에 따라, 각 패스링크들을 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 관리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 각 패스링크의 우선순위(priority)가 해당 패스링크와 연결된 인접 노드의 노드 우선순위 및 해당 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 프로세서가 노드 우선순위에 따라 액티브 패스링크들을 선정하되, 동일 인접 노드에 두개 이상의 패스링크가 연결된 경우, 동일 인접 노드에 연결된 각 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위에 따라 액티브 패스링크를 선정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 노드 우선순위가 라우팅 프로토콜에 사용되는 라우터 ID에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 링크 우선순위가 해당 패스링크에 대응하는 물리링크의 포트번호 또는 링크계층 주소에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 프로세서가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 많다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 액티브 패스링크 중 일부를 아이들 패스링크로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 프로세서가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 적다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 아이들 패스링크 중 일부를 액티브 패스링크로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 프로세서가 다수의 멀티패스링크그룹에 대해, 하나의 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹의 패스링크로 선정하였을 경우, 해당 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹별로 독립적으로 액티브 패스링크 또는 아이들 패스링크로 지정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 트래픽 측정기가 상기 프로세서에 의해 관리되는 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 양을 모니터링하고, 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 액티브 패스링크들의 평균 트래픽 부하(load)를 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 트래픽 측정기가 상기 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준을 각각 상위 임계치와 및 하위 임계치와 비교하여, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크의 수가 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 많은지 또는 적은지 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 트래픽 측정기가 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 상위 임계치 보다 큰 경우, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크의 수가 트래픽 수준에 비해 적다 판단된다고 상기 프로세서로 통지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 트래픽 측정기가 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 하위 임계치 보다 작은 경우, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크의 수가 트래픽 수준에 비해 많다 판단된다고 상기 프로세서로 통지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 트래픽 분배기가 상기 트래픽 패킷들의 헤더 정보 해싱 결과에 따라, 새로운 패킷 플로우라 판단되는 경우, 새로운 패킷 플로우에 속하는 패킷들을 트래픽 양이 더 적은 패스링크부터 할당하여 분배하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치가 멀티패스통신 시스템에 포함되는 유선 또는 무선 호스트(host) 또는 스위치(switch) 또는 라우터(router)의 일부 또는 전체를 구성하는 하드웨어 형태로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 멀티패스 통신장치의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법이 목적지별로 동일 코스트 멀티패스(Equal-cost Multipath) 경로에 포함되는 두개 이상의 물리링크들을 패스링크들로 선택하고, 선택된 패스링크들을 그룹 구성원으로 하는 적어도 하나의 목적지별 멀티패스링크그룹을 생성하는 멀티패스링크그룹 생성단계와; 상기 멀티패스링크그룹 생성단계에 의해 생성된 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 각 패스링크의 우선순위(priority)에 따라, 각 패스링크들을 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 설정하여 초기화하는 멀티패스링크그룹 초기화단계와; 상기 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 수준을 측정하는 트래픽 측정단계와; 상기 트래픽 측정단계에 의해 측정된 목적지별 멀티패스링크그룹의 트래픽(traffic) 수준에 따라, 트래픽을 분산하여 전송할 액티브 패스링크들을 해당 목적지별 멀티패스링크그룹 내의 패스링크들 중에서 선정하는 액티브 패스링크 선정단계와; 상기 액티브 패스링크 선정단계에 의해 선정된 액티브 패스링크들로 해당 목적지로 전송될 트래픽을 분배하여 전송하는 트래픽 분배단계를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 트래픽을 모든 가능한 경로에 분산하여 전송하지 않고, 트래픽 수준에 따라 트래픽을 전송하는 경로 수를 적정히 조정하여 트래픽을 분배함으로써 트래픽 양이 적은 경우에는 모든 가능한 경로를 사용하지 않고 일부의 경로를 사용해 트래픽을 전송하고, 트래픽 양이 많은 경우에는 사용하지 않는 경로를 추가하여 트래픽을 전송할 수 있어 망 전체의 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 유용한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치를 대칭형 구조의 통신망에 적용한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치를 대칭형 구조의 통신망에 적용한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명에서 사용되는 멀티패스 통신의 의미는, 특정 노드에 있어서, 특정 목적지까지의 경로 중에 출력링크가 다른 최적의 경로(예컨대, 동일 비용(cost)의 경로)가 두개 이상일 경우, 모든 최적 경로 출력링크에 트래픽을 분산 전송해서 망을 효율적으로 사용하는 통신방식을 뜻한다.
대표적인 예로, IEEE802.3ad LAG(Link Aggregation Grop) 표준을 확장하여, 하나의 링크 그룹이 2개 이상의 인접노드와 연결할 수 있도록 하는 MC-LAG (Multichassis-LAG), OSPF(Open Shortest Path First)와 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System) 등의 L3 라우팅 프로토콜에서 지원하는 ECMP(Equal-Cost MultiPath), 데이터센터 등에서 대규모 L2 망을 STP(Spanning Tree Protocol) 없이 구현하기 위한 Trill에서의 ECMP 기술 등을 들 수 있으며, 이 외에 상기의 멀티패스 통신의 정의에 부합하는 모든 패킷 포워딩 기술을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치는 멀티패스통신 시스템에 포함되는 유선 또는 무선 호스트(host) 또는 스위치(switch) 또는 라우터(router)를 포함하는 네트워크 노드의 일부 또는 전체를 구성하는 하드웨어 형태로 구현될 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치(100)는 다수의 물리링크(110)와, 프로세서(120)와, 트래픽 측정기(130)와, 트래픽 분배기(140)를 포함하여 이루어진다.
상기 물리링크(110)는 멀티패스 통신시스템의 이웃노드와 물리적으로 통신 연결을 위한 하드웨어 구성으로, 예컨대 물리링크(110)가 임의의 유선 및 무선 통신 링크가 될 수 있으며, 예컨대 이더넷(ethernet) 또는 PON(Passive Optical Network) 또는 POS(Packet Over Sonet) 또는 무선 랜(Wireless LAN) 또는 CDMA(Code Division Multiple Access) 또는 GSM(Global System for Mobile communications) 인터페이스 중 하나일 수 있다.
상기 프로세서(120)는 상기 다수의 물리링크(110) 중에서, 패킷의 목적지별로 동일 코스트 멀티패스(Equal-Cost Multipath) 경로에 포함되는 두개 이상의 물리링크들을 패스링크(path-link)들로 선택하고, 선택된 패스링크들을 그룹 구성원으로 하는 적어도 하나의 목적지별 멀티패스링크그룹을 생성하여 관리하고, 목적지별 멀티패스링크그룹의 트래픽(traffic) 수준에 따라 트래픽을 분산하여 전송할 패스링크들을 해당 목적지별 멀티패스링크그룹 내에서 선정한다.
예컨대, 상기 프로세서(120)가 경로 비용(cost)이 최소인 두개 이상의 물리링크들을 패스링크들로 선택하도록 구현될 수 있다. 한편, 상기 프로세서(120)가 다수의 멀티패스링크그룹에 대해, 하나의 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹의 패스링크로 선정하였을 경우, 해당 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹별로 독립적으로 액티브 패스링크 또는 아이들 패스링크로 지정하도록 구현될 수도 있다.
한편, 상기 프로세서(120)가 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 각 패스링크의 우선순위(priority)에 따라, 각 패스링크들을 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 관리하도록 구현될 수 있다. 이 때, 상기 액티브(active) 패스링크는 해당 멀티패스링크그룹의 목적지로 향하는 트래픽을 전달하도록 설정된 물리링크를 의미하고, 아이들(idle) 패스링크는 해당 멀티패스링크그룹의 목적지로 향하는 트래픽을 전달하지 않도록 설정된 물리링크를 의미한다.
예컨대, 상기 각 패스링크의 우선순위(priority)가 해당 패스링크와 연결된 인접 노드의 노드 우선순위 및 해당 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 프로세서(120)가 노드 우선순위에 따라 액티브 패스링크들을 선정하되, 동일 인접 노드에 두개 이상의 패스링크가 연결된 경우, 동일 인접 노드에 연결된 각 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위에 따라 액티브 패스링크를 선정하도록 구현될 수 있다.
도 1 을 참조해 보면, 특정 멀티패스링크그룹이 물리링크 P1, P2, P3, P4를 패스링크로 하며, 패스링크의 우선순위에 따라 P1, P2, P3에 연동된 패스링크가 액티브 패스링크로 선정되고, P4에 연동된 패스링크를 아이들 패스링크로 선정되었음을 볼 수 있다.
한편, 상기 노드 우선순위는 망 관리자에 의해 적절히 설정된 값을 사용할 수도 있고, 이미 노드에 설정된 다른 시스템 파라메터, 즉 OSPF나 IS-IS 등의 라우팅프로토콜에서 사용되는 라우터 ID, 또는 관리인터페이스의 IP 주소 등의 다양한 시스템 파라메타를 차용하여 구현될 수도 있다.
상기 노드 우선순위는 망 내에서 통신노드별로 유니크한 값을 갖거나 또는 유니크하지 않은 값을 가지는 것을 모두 포함할 수 있는데, 유니크하게 설정하는 경우에는 특정 트랜짓(transit) 노드로의 트래픽 집중이 수월하여, 물리링크뿐만 아니라 나머지 트랜짓(transit) 통신노드를 아이들(idle) 상태로 만들 수 있는 확률이 높아진다.
한편, 상기 링크 우선순위도 운영자가 설정한 값을 사용할 수도 있고, 해당 링크에 할당되어 있는 다른 파라메타, 즉 포트번호나 링크계층 주소 등의 다양한 시스템 파라메타를 사용하여 구현될 수 있다.
트래픽을 모든 가능한 경로에 분산하여 전송하지 않고, 트래픽 수준에 따라 트래픽을 전송하는 경로 수를 적정히 조정하여 트래픽을 분배하기 위해, 상기 프로세서(120)가 특정 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 많다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 액티브 패스링크 중 일부를 아이들 패스링크로 전환시키도록 구현될 수 있다.
이와는 반대로, 상기 프로세서(120)가 특정 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크의 수가 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 적다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 아이들 패스링크 중 일부를 액티브 패스링크로 전환시키도록 구현될 수 있다.
이에 따라, 트래픽 양이 적은 경우에는 모든 가능한 경로를 사용하지 않고 일부의 경로를 사용해 트래픽을 전송하고, 트래픽 양이 많은 경우에는 사용하지 않는 경로를 추가하여 트래픽을 전송하도록 프로세서(120)가 능동적으로 멀티패스링크그룹의 패스링크 상태를 조정하고, 이것이 패스링크의 우선순위 할당 정책과 연계되어, 트래픽 양에 따라 일부의 물리링크에만 트래픽이 흐르도록 함에 따라 망 전체의 에너지 사용 효율을 향상할 수 있게 된다.
상기 트래픽 측정기(130)는 상기 프로세서(120)에 의해 관리되는 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 수준을 측정한다. 예컨대, 상기 트래픽 측정기(130)가 상기 프로세서(120)에 의해 관리되는 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 양을 모니터링하고, 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 액티브 패스링크들의 평균 트래픽 부하(load)를 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준으로 결정하도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 트래픽 측정기(130)가 상기 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준을 각각 상위 임계치와 및 하위 임계치와 비교하여, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 많은지 또는 적은지 판단하도록 구현될 수 있다.
이 때, 상기 트래픽 측정기(130)가 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 상위 임계치 보다 큰 경우, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 적다 판단된다고 상기 프로세서(120)로 통지하도록 구현될 수 있다.
이와 반대로, 상기 트래픽 측정기(130)가 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 하위 임계치 보다 작은 경우, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 많다 판단된다고 상기 프로세서(130)로 통지하도록 구현될 수 있다.
그러면, 트래픽 측정기(130)로부터의 통지에 따라 상기 프로세서(120)가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 적은지 또는 많은지 알 수 있고, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 적은지 또는 많은지에 따라 액티브 패스링크 수와 아이들 패스링크 수를 조정함으로써 망 전체의 에너지 사용 효율을 향상할 수 있게 된다.
상기 트래픽 분배기(140)는 상기 프로세서(120)에 의해 선정된 트래픽을 분산하여 전송할 패스링크들로 트래픽을 분배하여 전송한다. 이 때, 상기 트래픽 분배기(140)가 트래픽 패킷(packet)들의 헤더(header) 정보를 해싱(hashing)하고, 해싱 결과에 따라 상기 프로세서(120)에 의해 선정된 패스링크들로 트래픽을 분배하도록 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 트래픽 분배기(140)가 상기 트래픽 패킷들의 헤더 정보 해싱 결과에 따라, 동일한 플로우(flow)에 속한다 판단되는 패킷들을 특정의 패스링크로 분배하여 동일한 플로우에 속한 패킷들의 순서가 바뀌지 않도록 트래픽을 분배하도록 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 트래픽 분배기(140)가 상기 트래픽 패킷들의 헤더 정보 해싱 결과에 따라, 새로운 패킷 플로우라 판단되는 경우, 새로운 패킷 플로우에 속하는 패킷들을 트래픽 양이 더 적은 패스링크부터 할당하여 분배하도록 구현될 수도 있다.
이와 같이 구현함에 의해, 본 발명은 트래픽을 모든 가능한 경로에 분산하여 전송하지 않고, 트래픽 수준에 따라 트래픽을 전송하는 경로 수를 적정히 조정하여 트래픽을 분배함으로써 트래픽 양이 적은 경우에는 모든 가능한 경로를 사용하지 않고 일부의 경로를 사용해 트래픽을 전송하고, 트래픽 양이 많은 경우에는 사용하지 않는 경로를 추가하여 트래픽을 전송할 수 있어 망 전체의 에너지 사용 효율을 향상할 수 있게 된다.
도 2 는 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치를 대칭형 구조의 통신망에 적용한 일 예를 도시한 도면이다. 데이터 센터나 엔터프라이즈 망에서는 도 2에 도시한 바와 같이, TOR(Top Of Rack) 스위치 또는 액세스 스위치에 서버들이 연결되고, TOR 스위치 또는 액세스 스위치(Access Switch)간의 연결을 위해 1단 내지 2단의 코어 스위치(Core Switch)를 대칭적으로 연결하는 것이 일반적이다.
도 2 에서 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치가 적용된 TOR 스위치 또는 액세스 스위치 A는 목적지 B, C, D까지의 최적경로가 각각 2개(코어 스위치 X, 코어 스위치 Y)로서 각각 목적지 B, C, D별 멀티패스링크그룹들이 형성되며, 코어 스위치 X의 노드 우선순위(NP=5)가 코어 스위치 Y의 노드 우선순위(NP=6) 보다 높기 때문에 TOR 스위치 또는 액세스 스위치 A에서의 모든 멀티패스 링크그룹은 코어 스위치 X와 연결된 패스링크를 먼저 액티브 패스링크로 설정되고, 코어 스위치 Y와 연결된 패스링크는 아이들 패스링크로 설정된다.
이에 따라, TOR 스위치 또는 액세스 스위치 A에서의 목적지 B, C, D별 멀티패스링크그룹들의 트래픽 수준이 낮을 경우에는 코어스위치 X로만 트래픽이 집중되고, 코어스위치 Y로는 트래픽이 전송되지 않게 된다.
한편, 액세스 스위치 B, C 또는 D가 나머지 액세스 스위치들을 목적지로 하는 트래픽을 보낼 때도 동일한 원칙에 의해, 트래픽 수준이 낮을 경우 코어스위치 X로만 트래픽이 집중되고, 코어스위치 Y로는 트래픽이 보내지지 않는다. 결과적으로, 코어 망의 절반을 아이들(idle) 상태로 만들어 망의 에너지 절감을 극대화할 수 있다.
한편, TOR 스위치 또는 액세스 스위치 A에서의 목적지 B, C, D별 멀티패스링크그룹들의 트래픽 수준이 높은 경우에는 코어 스위치 Y와 연결된 패스링크를 액티브 패스링크로 전환하여 코어스위치 X와 코어스위치 Y 모두로 트래픽을 분산시킴으로써 코어 망의 전체를 액티브(active) 상태로 만들어 능동적으로 망의 에너지를 사용 효율을 향상할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배 절차를 도 3을 통해 알아본다. 도 3 은 본 발명에 따른 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
먼저, 멀티패스링크그룹 생성단계(310)에서 멀티패스 통신장치가 목적지별로 동일 코스트 멀티패스(Equal-cost Multipath) 경로에 포함되는 두개 이상의 물리링크들을 패스링크들로 선택하고, 선택된 패스링크들을 그룹 구성원으로 하는 적어도 하나의 목적지별 멀티패스링크그룹을 생성한다. 이 때, 상기 멀티패스링크그룹 생성단계(310)에서 멀티패스 통신장치가 경로 비용(cost)이 최소인 두개 이상의 물리링크들을 패스링크들로 선택하도록 구현될 수 있다.
그 다음, 멀티패스링크그룹 초기화단계(320)에서 멀티패스 통신장치가 상기 멀티패스링크그룹 생성단계(310)에 의해 생성된 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 각 패스링크의 우선순위(priority)에 따라, 각 패스링크들을 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 설정하여 초기화한다.
이 때, 상기 멀티패스링크그룹 초기화단계(320)에서 멀티패스 통신장치가 다수의 멀티패스링크그룹에 대해, 하나의 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹의 패스링크로 선정하였을 경우, 해당 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹별로 독립적으로 액티브 패스링크 또는 아이들 패스링크로 지정하도록 구현될 수도 있다.
한편, 상기 각 패스링크의 우선순위(priority)가 해당 패스링크와 연결된 인접 노드의 노드 우선순위 및 해당 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 멀티패스링크그룹 초기화단계(320)에서 멀티패스 통신장치가 노드 우선순위에 따라 액티브 패스링크들을 설정하되, 동일 인접 노드에 두개 이상의 패스링크가 연결된 경우, 동일 인접 노드에 연결된 각 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위에 따라 액티브 패스링크를 설정하도록 구현될 수 있다.
이 때, 상기 노드 우선순위는 라우팅 프로토콜에 사용되는 라우터 ID에 따라 결정되도록 구현될 수 있고, 상기 링크 우선순위는 해당 패스링크에 대응하는 물리링크의 포트번호 또는 링크계층 주소에 따라 결정되도록 구현될 수 있다.
그 다음, 트래픽 측정단계(330)에서 멀티패스 통신장치가 상기 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 수준을 측정한다. 이 때, 상기 트래픽 측정단계(330)에서 멀티패스 통신장치가 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 양을 모니터링하고, 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 액티브 패스링크들의 평균 트래픽 부하(load)를 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준으로 결정하도록 구현될 수 있다.
한편, 트래픽 측정단계(330)에서 멀티패스 통신장치가 상기 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준을 각각 상위 임계치와 및 하위 임계치와 비교하여, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 많은지 또는 적은지 판단하도록 구현될 수 있다.
만약, 상기 트래픽 측정단계(330)에서 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 상위 임계치 보다 큰 경우, 멀티패스 통신장치가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 적다 판단하도록 구현될 수 있다.
이와 반대로, 상기 트래픽 측정단계(330)에서 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 하위 임계치 보다 작은 경우, 멀티패스 통신장치가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 많다 판단하도록 구현될 수 있다.
그 다음, 액티브 패스링크 선정단계(340)에서 멀티패스 통신장치가 상기 트래픽 측정단계(330)에 의해 측정된 목적지별 멀티패스링크그룹의 트래픽(traffic) 수준에 따라, 트래픽을 분산하여 전송할 액티브 패스링크들을 해당 목적지별 멀티패스링크그룹 내의 패스링크들 중에서 선정한다.
이 때, 상기 액티브 패스링크 선정단계(340)에서 멀티패스 통신장치가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 적은지 또는 많은지 판단하여 액티브 패스링크와 아이들 패스링크 수를 조정하도록 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 액티브 패스링크 선정단계(340)에서 멀티패스 통신장치가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 많다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 액티브 패스링크 중 일부를 아이들 패스링크로 전환시키도록 구현될 수 있다.
이와는 달리, 상기 액티브 패스링크 선정단계(340)에서 멀티패스 통신장치가 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 트래픽 수준에 비해 적다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 아이들 패스링크 중 일부를 액티브 패스링크로 전환시키도록 구현될 수 있다.
그 다음, 트래픽 분배단계(350)에서 멀티패스 통신장치가 상기 액티브 패스링크 선정단계(340)에 의해 선정된 액티브 패스링크들로 해당 목적지로 전송될 트래픽을 분배하여 전송한다.
이 때, 상기 트래픽 분배단계(350)에서 멀티패스 통신장치가 트래픽 패킷(packet)들의 헤더(header) 정보를 해싱(hashing)하고, 해싱 결과에 따라 상기 프로세서에 의해 선정된 패스링크들로 트래픽을 분배하도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 트래픽 분배단계(350)에서 상기 트래픽 패킷들의 헤더 정보 해싱 결과 동일한 플로우(flow)에 속한다 판단되는 경우, 멀티패스 통신장치가 동일한 플로우(flow)에 속한다 판단되는 패킷들을 특정의 패스링크로 분배하여 동일한 플로우에 속한 패킷들의 순서가 바뀌지 않도록 트래픽을 분배하도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 트래픽 분배단계(350)에서 상기 트래픽 패킷들의 헤더 정보 해싱 결과에 따라 새로운 패킷 플로우라 판단되는 경우, 멀티패스 통신장치가 새로운 패킷 플로우에 속하는 패킷들을 트래픽 양이 더 적은 패스링크부터 할당하여 분배하도록 구현될 수 있다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 트래픽을 모든 가능한 경로에 분산하여 전송하지 않고, 트래픽 수준에 따라 트래픽을 전송하는 경로 수를 적정히 조정하여 트래픽을 분배함으로써 트래픽 양이 적은 경우에는 모든 가능한 경로를 사용하지 않고 일부의 경로를 사용해 트래픽을 전송하고, 트래픽 양이 많은 경우에는 사용하지 않는 경로를 추가하여 트래픽을 전송할 수 있어 망 전체의 에너지 사용 효율을 향상할 수 있으므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 멀티패스 통신 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 멀티패스 통신장치
110 : 물리링크
120 : 프로세서
130 : 트래픽 측정기
140 : 트래픽 분배기
110 : 물리링크
120 : 프로세서
130 : 트래픽 측정기
140 : 트래픽 분배기
Claims (16)
- 다수의 물리 링크와;
상기 다수의 물리 링크 중에서, 패킷의 목적지별로 동일 코스트 멀티패스(Equal-Cost Multipath) 경로에 포함되는 복수의 물리 링크들을 복수의 노드들에 대한 패스링크(path-link)들로 선택하고,
선택된 패스링크들을 목적지별 멀티 패스 링크 그룹의 그룹 구성원들로 포함시키며,
목적지별 멀티 패스 링크 그룹의 트래픽(traffic) 수준에 따라 트래픽을 분산하여 전송할 패스링크들을 해당 목적지별 멀티 패스 링크 그룹 내에서 선정하는 프로세서와;
상기 프로세서에 의해 관리되는 목적지별 멀티 패스 링크 그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 수준을 측정하는 트래픽 측정기와;
상기 프로세서에 의해 선정된 패스링크들로 해당 멀티 패스 링크 그룹의 목적지로 향하는 트래픽을 분배하여 전송하는 트래픽 분배기를;
포함하고,
상기 프로세서는,
상기 목적지별 멀티 패스 링크 그룹에 포함된 각 패스링크들을 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 관리하며,
상기 트래픽 수준에 따라 동일한 단일 노드, 또는 서로 다른 노드들에 대한 경로 링크를 포함하는 복수의 액티브 패스링크들을 능동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서가:
목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 각 패스링크의 우선순위(priority)에 따라, 각 패스링크들을 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 관리하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 각 패스링크의 우선순위(priority)가:
해당 패스링크와 연결된 인접 노드의 노드 우선순위 및 해당 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 프로세서가:
노드 우선순위에 따라 액티브 패스링크들을 선정하되, 동일 인접 노드에 두개 이상의 패스링크가 연결된 경우, 동일 인접 노드에 연결된 각 패스링크에 대응하는 물리링크의 링크 우선순위에 따라 액티브 패스링크를 선정하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 노드 우선순위가:
라우팅 프로토콜에 사용되는 라우터 ID에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 링크 우선순위가:
해당 패스링크에 대응하는 물리링크의 포트번호 또는 링크계층 주소에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 프로세서가:
멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 많다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 액티브 패스링크 중 일부를 아이들 패스링크로 전환시키는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 프로세서가:
멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크 수가 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 적다고 판단된 경우, 해당 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 우선순위에 따라 아이들 패스링크 중 일부를 액티브 패스링크로 전환시키는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 프로세서가:
다수의 멀티패스링크그룹에 대해, 하나의 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹의 패스링크로 선정하였을 경우, 해당 물리링크를 각각의 멀티패스링크그룹별로 독립적으로 액티브 패스링크 또는 아이들 패스링크로 지정하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 트래픽 측정기가:
상기 프로세서에 의해 관리되는 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 양을 모니터링하고, 목적지별 멀티패스링크그룹에 속한 액티브 패스링크들의 평균 트래픽 부하(laod)를 해당 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준으로 결정하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 트래픽 측정기가:
상기 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준을 각각 상위 임계치와 및 하위 임계치와 비교하여, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크의 수가 멀티패스링크그룹의 트래픽 수준에 비해 많은지 또는 적은지 판단하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 트래픽 측정기가:
멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 상위 임계치 보다 큰 경우, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크의 수가 트래픽 수준에 비해 적다 판단된다고 상기 프로세서로 통지하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 트래픽 측정기가:
멀티패스링크그룹의 트래픽 수준이 하위 임계치 보다 작은 경우, 멀티패스링크그룹의 액티브 패스링크의 수가 트래픽 수준에 비해 많다 판단된다고 상기 프로세서로 통지하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 트래픽 분배기가:
트래픽 패킷들의 헤더 정보 해싱 결과에 따라, 새로운 패킷 플로우라 판단되는 경우, 새로운 패킷 플로우에 속하는 패킷들을 트래픽 양이 더 적은 패스링크부터 할당하여 분배하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치가:
멀티패스통신 시스템에 포함되는 유선 또는 무선 호스트(host) 또는 스위치(switch) 또는 라우터(router)의 일부 또는 전체를 구성하는 하드웨어 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 에너지 사용 효율을 향상할 수 있는 멀티패스 통신장치. - 목적지별로 동일 코스트 멀티패스(Equal-cost Multipath) 경로에 포함되는 복수의 물리 링크들을 패스링크들로 선택하고, 선택된 패스링크들을 그룹 구성원으로 하는 적어도 하나의 목적지별 멀티 패스 링크 그룹을 생성하는 멀티 패스 링크 그룹 생성단계와;
상기 멀티 패스 링크 그룹 생성단계에 의해 생성된 목적지별 멀티 패스 링크 그룹에 속한 각 패스링크의 우선순위(priority)에 따라, 각 패스링크들을 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 설정하여 초기화하는 멀티 패스 링크 그룹 초기화단계와;
상기 목적지별 멀티 패스 링크 그룹에 속한 패스링크들의 트래픽 수준을 측정하는 트래픽 측정단계와;
상기 트래픽 측정단계에 의해 측정된 목적지별 멀티 패스 링크 그룹의 트래픽(traffic) 수준에 따라, 트래픽을 분산하여 전송할 액티브 패스링크들을 해당 목적지별 멀티 패스 링크 그룹 내의 패스링크들 중에서 선정하는 액티브 패스링크 선정단계와;
상기 액티브 패스링크 선정단계에 의해 선정된 액티브 패스링크들로 해당 목적지로 전송될 트래픽을 분배하여 전송하는 트래픽 분배단계를;
포함하고,
상기 목적지별 멀티 패스 링크 그룹에 포함된 각 패스링크들은 액티브(active) 패스링크 또는 아이들(idle) 패스링크로 관리되며,
상기 액티브 패스링크 선정 단계는,
상기 트래픽 수준에 따라 동일한 단일 노드, 또는 서로 다른 노드들에 대한 경로 링크를 포함하는 복수의 액티브 패스링크들을 능동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티패스 통신장치의 에너지 사용 효율 향상을 위한 트래픽 분배방법.
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