KR102386448B1 - 기능별 모듈화와 상호 연계 가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법 - Google Patents

기능별 모듈화와 상호 연계 가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치는 네트워크 구성 장치, 링크, 기본 프로토콜과, 이들의 연결을 통하여 네트워크를 구성하고, 네트워크 운용 절차들을 구현하는 네트워크구성 모듈; 상기 네트워크 구성모듈 내에 존재하는 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보를 관리하고, 상기 상태정보의 변경이 있는 경우 변경을 반영하는 상태정보관리 모듈; 상기 상태정보관리 모듈에서 관리하는 상태정보들로부터 네트워크 성능을 분석하는 성능모델적용 모듈; 상기 성능모델적용 모듈에서 예측한 성능결과가 목표성능에 부합되는지를 판단하여 상기 목표성능에 맞추기 위한 실행규칙을 적용하는 실행규칙관리 모듈; 및 상기 네트워크구성 모듈 내의 모든 네트워크 구성요소들이 동작하는데 필요한 정보를 관리하는 실행정보관리 모듈을 포함으로서, 기능별 세분화된 모듈간 상호작용을 연계하여 종합적인 성능분석과 모델 개발이 가능고, 성능모델이 상태정보만을 참고하므로 손쉽게 새로운 성능모델 교체가 가능하며, 실행정보 관리시 네트워크 구성요소들의 동작과 관련된 범용구조를 채용함으로써 모든 형태의 네트워크 구성 및 운용에 적용가능하고, 실행정보 관리시 네트워크 구성요소들의 동작과 관련된 범용구조를 채용하므로 세부 알고리즘의 개발과 네트워크 구성 시험을 단순화하고 재사용가능함으로써 효율성 제고 및 시간절약이 가능하다.

Description

기능별 모듈화와 상호 연계 가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법{Network Modeling and Simulation Device for being modularized functionally and associated mutually, and Method thereof}
본 발명은 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 새로운 성능모델이나 네트워크 구성시 간편하고 용이하게 성능분석과 모델 개발을 할 수 있는 기능별 모듈화와 상호 연계 가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.
네트워크 모델링 및 시뮬레이션 (Modeling and Simulation, M&S)은 소프트웨어를 이용하여 노드, 링크, 장비등 네트워크 요소들을 가상적으로 구현하여, 신규 서비스의 사전 실험, 네트워크 구성 관련 실험, 그리고 새롭게 개발되는 프로토콜의 성능 실험 등을 수행하여 줌으로서, 실제로 적용시의 발생가능한 문제 분석과 실제 적용 가능성을 분석할수 있도록 하여주는 기술이다.
대표적인 네트워크 M&S 소프트웨어로는 개방형 소프트웨어로서 자유롭게 사용할수 있는 UC Berkely대학에서 개발한 NS-2 또는 NS-3, 부다페스트 공대에서 개발한 OMNET등이 대표적이다. 상용 네트워크 M&S 소프트웨어로는 리버베드사의 모델러 (예전에는 OPNET으로 불림)과 Scalable Networks사의 QualNet등이 대표적이다.
이들 네트워크 M&S 소프트웨어들은 네트워크를 구성하는 PC, 서버, 그리고 휴대폰과 같은 단말 시스템, 리피터, 스위치, 유선 및 무선 링크, 그리고 라우터등과 같은 다양한 네트워크 장치들을 라이브러리로 구성하여 사용할수 있도록 하여 준다. 이들은 보편적으로 사용하는 프로토콜들과 트래픽 생성 방법도 제공한다. 여기에 이들을 연계하여 실제와 유사하게 운영되는 네트워크 환경과 노드의 이동성, 그리고 장애상황등 다양한 운영환경을 구성하고 반영할수 있도록 하여준다. 또한, 새로 구상하는 장치나 프로토콜, 운영환경들을 개발하여 적용할수 있도록 하여 준다.
네트워크 M&S는 상용 네트워크 뿐만이 아니라, 국방 전술 네트워크등 다양한 네트워크 환경에 적용할 수 있다. 최근들어, 새로운 통신 및 네트워크 기술들과 이를 응용한 서비스들의 개발이 빨라지고 다양해 지면서, 네트워크 M&S의 필요성은 더욱 증대되어 가고 있다.
기존에는 M&S를 수행함에 있어서 모듈 구분의 고려없이 전체 네트워크 구성과 이를 구성하는 요소들에 모든 필요한 기능을 구현하여 분산적으로 동작하도록 하는 방법을 사용한다. 즉, 개발 또는 시험하고자 하는 네트워크를 구성하는 장치, 프로토콜, 링크 그리고 기타 필요한 요소들에 각각 필요한 기능들을 구현하거나 설정하여 네트워크 M&S를 수행한다.
이와 같은 방법들은 구성 요소, 운영 환경, 성능 모델등의 어느 하나의 변화가 발생되어도, 이에 맞추어 구성, 구현 및 설정을 반복적으로 함으로써 개발 및 시험 시간의 낭비가 발생하는 요인이 되고 있다.
뿐만 아니라, 개발 프로토콜 기술을 각 M&S 구성 요소에 구현하게 하여 수행하게 되면, 지엽적인 수준에서의 노드, 링크나 네트워크 장치에 대한 상황만을 기반으로 하여 성능을 예상할 수밖에 없다. 네트워크 성능은 한 요소에서 발생한 상황이 전체에 영향을 미칠수 있다.
종래 방법들에서 이러한 분석을 위하여는 매우 복잡하게 별도의 방법을 구상하여 적용하여야 하는데, 새로운 환경이 구성되면 구상한 방법을 재사용할수 있다는 보장을 할 수 없다.
본 발명은 네트워크 구성요소들은 단순화 시킬 수 있고, 네트워크 구성요소들의 상태정보를 공유 메모리상에 저장함으로써, 단순하게 구현함은 물론 재사용시에도 최소한의 수정만으로 재상용이 가능한 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 기능별 모듈구조로 인하여 세부 알고리즘 개발과 네트워크 구성 시험을 단순화하고 재사용가능함으로써 효율성을 높이고 시간절약을 동시에 구현할 수 있는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치는 네트워크 구성 장치, 링크, 기본 프로토콜과, 이들의 연결을 통하여 네트워크를 구성하고, 네트워크 운용 절차들을 구현하는 네트워크구성 모듈; 상기 네트워크 구성모듈 내에 존재하는 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보를 관리하고, 상기 상태정보의 변경이 있는 경우 변경을 반영하는 상태정보관리 모듈; 상기 상태정보관리 모듈에서 관리하는 상태정보들로부터 네트워크 성능을 분석하는 성능모델적용 모듈; 상기 성능모델적용 모듈에서 예측한 성능결과가 목표성능에 부합되는지를 판단하여 상기 목표성능에 맞추기 위한 실행규칙을 적용하는 실행규칙관리 모듈 및 상기 네트워크구성 모듈 내의 모든 네트워크 구성요소들이 동작하는데 필요한 정보를 관리하는 실행정보관리 모듈을 포함한다.
일실시예로서, 상기 성능모델적용 모듈은 상기 상태정보들 가운데 성능모델적용에 필요로 하는 상태정보를 가공하고, 상기 가공된 상태정보를 기반으로 성능분석과 예측을 수행하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 네트워크 구성요소들은 상기 실행정보관리 모듈에 기록된 정보를 기반으로 동작하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 실행정보관리 모듈은 상기 네트워크 구성요소들의 실행에 필요한 실행정보를 관리하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 상태정보 및 상기 실행정보는 공유 메모리 형태로 구성되어, 상기 네트워크 구성요소와 상기 각 모듈들이 공통으로 접근하여 참조할 수 있고, 필요한 수정이 가능한 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 네트워크구성 모듈은 내부에 상기 상태정보관리 모듈과 연동되는 부분이 추가하여 자신의 상태정보를 상기 상태정보관리 모듈에 정의된 자료구조에 맞추어 정리 기록하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 상태정보관리 모듈은 상기 상태정보의 변화 발생시 상기 성능모델적용 모듈 내 상기 변화가 발생한 상태정보에 대응하는 성능모델을 호출하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 대응하는 성능모델은 성능분석에 필요한 상기 상태정보를 상기 성능분석에 필요한 형태로 가공 및 분석하여, 예측 학습모델에 반영하여 성능을 예측하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 성능모델적용 모듈이 상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 기설정 값 이상으로 예측하면 성능유지를 위하여 상기 실행규칙관리 모듈을 호출하는 것이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법은 네트워크 모델링-시뮬레이션(Modeling and Simulation, M&S) 방법으로서, 상태정보관리 모듈 내에 네트워크구성 모듈에 있는 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보를 준비하는 단계; 실행정보관리 모듈에서 상기 네트워크 구성요소들의 실행에 필요한 실행정보를 관리하는 단계; 상기 네트워크구성 모듈 내 상기 상태정보관리 모듈과 연동되는 부분을 추가하는 단계; 상기 상태정보관리 모듈이 상기 상태정보의 변화 발생시 성능모델적용 모듈을 호출하는 단계; 상기 성능모델적용 모듈에서 상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 기설정값 이상으로 예측되면 실행규칙관리 모듈을 호출하는 단계; 상기 실행규칙관리 모듈의 동작에 의하여 수정된 실행정보가 실행정보관리 모듈에 반영되는 단계; 및 상기 네트워크 구성요소들은 패킷 도착시 또는 동작 요구 이벤트 발생시 상기 실행정보관리 모듈에서 관리되는 정보을 참고하여 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
일실시예로서, 상기 성능적용모델 호출 단계에서는, 상기 상태정보 및 상기 실행정보는 공유 메모리 형태로 구성되어, 상기 네트워크 구성요소들과 상기 각 모듈들이 공통으로 접근하여 참조 및 수정하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 연동 부분의 추가 단계에서는, 상기 연동되는 부분을 사용하여 상기 네트워크 구성요소의 상태정보를 상기 상태정보관리 모듈에 정의된 자료구조에 맞추어 정리하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 성능모델적용 모듈의 호출단계에서는, 상기 상태정보와 연계된 여러 성능모델들 중 특정 상태정보의 변화는 해당하는 성능모델을 호출하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 성능모델적용 모듈의 호출단계는, 상기 호출된 성능모델은 성능분석에 필요한 상태정보만 성능분석에 필요한 형태로 가공하는 단계; 및 상기 가공된 상태정보를 분석하여, 학습모델의 예측에 반영하여 성능을 예측하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 실행규칙관리 모듈의 호출단계는, 상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 영향을 끼치는 성능목표 마다 존재하는 성능유지 정책을 참고하는 단계; 및 해당 성능유지 정책을 달성하기 위하여 존재하는 실행규칙을 호출하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법은 기능별로 모듈을 상세 구분하고, 이 모듈간 상호작용을 연계하여 종합적인 성능분석과 모델 개발이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법은 성능모델이 모든 네트워크 구성요소를 고려하지 않고, 단순히 상태정보만을 참고함으로써 새로운 성능모델 교체가 손쉽게 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법은 실행정보 관리시 네트워크 구성요소들의 동작과 관련된 범용구조를 채용함으로써 모든 형태의 네트워크 구성 및 운용에 적용가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법은 실행정보 관리시 네트워크 구성요소들의 동작과 관련된 범용구조를 채용함으로써 세부 알고리즘의 개발과 네트워크 구성 시험을 단순화하고 재사용가능함으로써 효율성을 높이고 시간절약을 동시에 구할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치의 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법의 순서도이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성 요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성 요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성 요소 또는 특징은 다른 구성 요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성 요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs, DSPs, DSPDs, PLDs, FPGAs, 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
본 발명자들은 네트워크 성능 모델 개발과 분석을 효과적으로 수행하기 위한 모델링과 시뮬레이션의 장치(구조)가 필요함을 인지하여 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법을 발명하였다. 제안된 발명은 새로운 통신 및 네트워크 기술들과 이를 응용한 서비스들의 개발에 따른 네트워크 모델링-시뮬레이션(Modeling and Simulation, M&S) 수행 시 적용 가능하고, 상용, 국방 전술 네트워크 등 다양한 네트워크 환경에서의 M&S에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치의 기능 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치의 상세도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법의 순서도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치(100)는 네트워크 구성와 운용 절차를 제공하는 네트워크구성 모듈(110), 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보를 관리하는 상태정보관리 모듈(120), 상기 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보로부터 네트워크 성능을 분석하는 성능모델적용 모듈(130), 예측한 성능결과가 목표성능에 부합하도록 실행규칙 을 적용하는 실행규칙관리 모듈(140) 및 상기 모든 네트워크 구성요소들의 동작에 필요한 정보를 관리하는 실행정보관리 모듈(150)을 포함한다.
네트워크구성 모듈(110)에서는 네트워크를 구성하는 장치, 링크, 기본 프로토콜과 이들의 연결을 통한 네트워크 구성, 그리고 네트워크 운용 절차들이 네트워크 M&S 장치(100)에서 제공하는 기능을 통하여 구현된다.
상태정보관리 모듈(120)은 네트워크구성 모듈(110) 내에 존재하는 모든 요소들의 상태정보가 관리된다. 이들 상태정보는 네트워크 모델링 및 시뮬레이션(M&S)가 진행됨에 따라 변경될 수 있고, 이 변경되는 정보들이 반영되어 관리된다.
성능모델적용 모듈(130)은 상태정보관리 모듈(120)에서 관리하는 상태정보들로부터 네트워크 성능을 분석한다. 이를 위하여 상태정보들 가운데 성능모델적용에 필요로 하는 상태정보 데이터를 가공하고, 이를 기반으로 성능분석과 예측을 수행하게 된다.
실행규칙관리 모듈(140)은 성능모델적용 모듈(130)에서 예측한 성능결과가 목표성능에 부합되는지를 판단하여, 목표성능에 맞추기 위한 실행규칙(또는 알고리즘)을 적용한다.
실행정보관리 모듈(150)은 네트워크구성 모듈(110) 내의 모든 네트워크 구성 요소들이 동작하는데 필요한 정보를 관리한다. 예를 들어, 라우터장치들의 경우, 라우팅테이블이 될수도 있다. 이와 같이 네트워크를 구성하는 요소들은 실행정보관리 모듈(150)에 기록된 정보를 기반으로 동작하게 된다.
도 1에 도시된 각각의 모듈들이 연계한 동작의 일실시예를 도 2에 도시하였으며, 도 1 및 2와 도 3을 참조하여, 본 발명의 일실예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 일실예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법은 상태정보관리 모듈 내에 네트워크구성 모듈(110)에 있는 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보를 준비하는 단계(S310), 실행정보관리 모듈(120)에서 상기 네트워크 구성요소들의 실행에 필요한 실행정보를 관리하는 단계(S320), 네트워크구성 모듈(110) 내 상태정보관리 모듈(120)과 연동되는 부분을 추가하는 단계(S330), 상태정보관리 모듈(120)이 상기 상태정보의 변화 발생시 성능모델적용 모듈(130)을 호출하는 단계(S350), 성능모델적용 모듈(130)에서 상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 기설정값 이상으로 예측되면 실행규칙관리 모듈(140)을 호출하는 단계(S360), 실행규칙관리 모듈(140)의 동작에 의하여 수정된 실행정보가 실행정보관리 모듈(150)에 반영되는 단계(S370), 및 상기 네트워크 구성요소들은 패킷 도착시 또는 동작 요구 이벤트 발생시 실행정보관리 모듈(150)에서 관리되는 정보을 참고하여 동작을 수행하는 단계(S380)를 포함한다.
성능모델적용 모듈의 호출단계(S350)는, 상기 호출된 성능모델은 성능분석에 필요한 상태정보만 성능분석에 필요한 형태로 가공하는 단계 및 상기 가공된 상태정보를 분석하여 예측하기 위한 학습모델에 반영하여 성능을 예측하는 단계를 더 포함한다.
실행규칙관리 모듈의 호출단계(S360)는, 상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 영향을 끼치는 성능목표 마다 존재하는 성능유지 정책을 참고하는 단계 및 해당 성능유지 정책을 달성하기 위하여 존재하는 실행규칙이 호출하는 단계를 더 포함한다.
더욱 상세하게는, 초기에 상태정보관리 모듈(120)에는 네트워크구성 모듈(110) 내의 모든 구성요소들의 상태정보를 표현하는 자료구조가 준비되어 있다.(S310) 여기서, 상기 상태정보의 예로서, 링크연결상태, 무선의 경우 one-hop 이내 이웃들, 버퍼크기 및 변화량, 경험하는 트래픽양, 지연 및 손실 통계 등이 가능하다.
또한, 실행정보관리 모듈(150)에는 이들 네트워크 구성요소들의 실행에 필요한 실행정보를 관리하고 있다.(S320) 여기서, 상기 실행정보의 예로서 라우팅정보, 우선순위처리정보 등이 될 수 있다. 상기 상태정보와 상기 실행정보는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 M&S 장치(100) 내에서 공유 메모리 형태로 구성되어, 네트워크 구성요소들과 각각의 모듈들이 공통으로 접근하여 참조할 수 있는 경우 필요한 수정이 가능하도록 한다.
도 2의 ① 상태에서, 네트워크구성 모듈(110) 내의 모든 네트워크 구성 요소들은 네트워크 M&S 장치(100)에서 제공되는 형식으로 구현되어 있다. 여기에 상태정보관리 모듈(120)과 연동되는 부분이 추가 구현된다.(S330) 이 추가 구현된 부분을 사용하여 자신의 상태정보를 상태정보관리 모듈(120)에 정의된 자료구조에 맞추어 정리하여 기록한다.(S340) 상기 상태정보의 예시로서, 링크연결상태, 무선의 경우 one-hop 이내 이웃들, 버퍼크기 및 변화량, 경험하는 트래픽양, 지연 및 손실 통계 등이 될 수 있다.
도 2의 ② 상태에서, 상기 네트워크 구성요소들의 상태정보에 변화가 발생하는 경우 마다 성능모델적용 모듈(130)이 호출된다.(S350) 내부적으로는 상태정보와 연계된 여러 성능모델들이 존재할수 있다. 특정 상태정보의 변화는 해당하는 성능모델이 호출된다. 도 2의 ②-1 상태에서 이 성능모델은 성능분석에 필요한 데이터만 성능분석에 필요한 형태로 가공하고, 도 2의 ②-1 상태에서는 이를 분석하여 예측하기 위한 학습모델에 반영하여 성능을 예측한다.
도 2의 ③ 상태에서, 성능모델적용 모듈(130)에서 네트워크 구성요소의 상태변화가 성능 유지를 위하여 지정된 값 이상으로 변화가 예측되면 실행규칙관리 모듈(150)이 호출된다.(S360) 여기서, 상기 네트워크 구성요소의 상태변화를 판단할 수 있는 변수의 예로서, 링크의 단절, 버퍼크기의 증가, 손실 및 지연값의 증가 등이 될 수 있다.
여러 성능목표가 존재할 수 있으며, 네트워크구성요소의 상태변화는 여러 성능목표에 영향을 줄수 있다. 도 2의 ③-1 상태에서, 관련된 성능목표마다 성능을 유지하기 위한 정책이 존재하여 이를 참고하게 되고, 이 성능정책을 달성하기 위한 실행규칙 (또는 알고리즘) 들이 존재하여 해당하는 실행규칙이 호출되어 동작한다. 이때, 도 2의 ③-2 상태에서상태정보관리 모듈(120)에서 관리하는 정보를 참조할 수도 있다.
도 2의 ④ 상태에서, 실행규칙관리 모듈(140)의 동작에 의하여 성능목표달성을 위한 수정된 실행정보가 실행정보관리 모듈에 반영한다.(S370) 여기서, 상기 수정된 실행정보의 예로서, 라우팅 정보가 될 수 있다.
도 2의 ⑤ 상태에서, 네트워크 구성요소들은 패킷이 도착시 마다 또는 동작을 요구하는 이벤트 발생시 마다, 실행정보관리 모듈(150)에서 관리되는 정보를 참고하여 동작을 수행한다.(S380) 이러한 과정에서 상태의 변화가 발생시 도 2의 ① 상태를 수행한다.
기존 방법들은 네트워크 M&S를 수행함에 있어서 모듈 구분의 고려없이 전체 네트워크 구성과 이를 구성하는 요소들에 모든 필요한 기능을 구현하여 분산적으로 동작하도록 하는 방법을 사용한다. 이는 한 구성 요소의 변화가 전체에 미치는 영향을 분석하고 효과적으로 대처하는 방법을 만들어 내는 데에 한계를 갖는다. 또한, 새로운 성능모델이나 네트워크를 구성해야 할 때마다 이들을 다시 반영함으로써 개발과 시험의 시간이 많이 소모되는 한계를 갖는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법에 따르면, 네트워크 M&S에 동작하는 모듈을 상세 구분하고, 이 모듈간 상호작용을 연계하여 종합적인 성능분석과 모델 개발이 가능하도록 한다. 즉, 네트워크 구성 모듈 내의 네트워크 구성요소들은 실행정보관리 모듈(150)을 참고하여 패킷을 전송하도록 단순화 시킬수 있고, 상태정보를 자신이 아닌 별도의 공유메모리상에 저장하도록 함으로써, 매우 단순하게 구현함은 물론 재사용시에도 최소한의 수정만으로 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법에 따르면, 성능모델적용 모듈(130) 내의 성능모델도 모든 네트워크 구성요소를 고려하지 않고, 단순히 상태정보관리 모듈(120)만 참고하도록 함으로써, 새로운 성능모델 교체가 손쉽게 가능하다. 또한 실행규칙 (알고리즘)도 최소한의 수정을 통하여 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치 및 방법에 따르면, 실행정보관리 모듈(150)은 네트워크 구성요소들의 동작과 관련된 범용구조를 채용하게 함으로써 모든 형태의 네트워크 구성 및 운용에 적용가능하다. 이러한 구조는 세부 알고리즘의 개발과 네트워크 구성 시험이 매우 단순해지고, 재사용가능함으로써, 효율성을 높이고 시간절약을 동시에 구할수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 네트워크 구성 모듈
120 : 상태정보 관리 모듈
130 : 성능모델 적용 모듈
140 : 실행규칙 관리 모듈
150 : 실행정보 관리 모듈

Claims (15)

  1. 네트워크 모델링-시뮬레이션(Modeling and Simulation, M&S) 장치로서,
    네트워크 구성 장치, 링크, 기본 프로토콜과, 이들의 연결을 통하여 네트워크를 구성하고, 네트워크 운용 절차들을 구현하는 네트워크구성 모듈;
    상기 네트워크구성 모듈 내에 존재하는 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보를 관리하고, 상기 상태정보의 변경이 있는 경우 변경을 반영하는 상태정보관리 모듈;
    상기 상태정보관리 모듈에서 관리하는 상태정보들로부터 네트워크 성능을 분석하는 성능모델적용 모듈;
    상기 성능모델적용 모듈에서 예측한 성능결과가 목표성능에 부합되는지를 판단하여 상기 목표성능에 맞추기 위한 실행규칙을 적용하는 실행규칙관리 모듈 및
    상기 네트워크구성 모듈 내의 모든 네트워크 구성요소들이 동작하는데 필요한 정보를 관리하는 실행정보관리 모듈을 포함하되,
    상기 실행정보관리 모듈은, 상기 네트워크 구성요소들의 실행에 필요한 실행정보를 관리하며,
    상기 상태정보 및 상기 실행정보는, 공유 메모리 형태로 구성되어, 상기 네트워크 구성요소와 상기 각 모듈들이 공통으로 접근하여 참조할 수 있고, 필요한 수정이 가능한 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성능모델적용 모듈은 상기 상태정보들 가운데 성능모델적용에 필요로 하는 상태정보를 가공하고, 상기 가공된 상태정보를 기반으로 성능분석과 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 구성요소들은 상기 실행정보관리 모듈에 기록된 정보를 기반으로 동작하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크구성 모듈은 내부에 상기 상태정보관리 모듈과 연동되는 부분이 추가하여 자신의 상태정보를 상기 상태정보관리 모듈에 정의된 자료구조에 맞추어 정리 기록하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상태정보관리 모듈은 상기 상태정보의 변화 발생시 상기 성능모델적용 모듈 내 상기 변화가 발생한 상태정보에 대응하는 성능모델을 호출하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 대응하는 성능모델은 성능분석에 필요한 상기 상태정보를 상기 성능분석에 필요한 형태로 가공 및 분석하여, 예측 학습모델에 반영하여 성능을 예측하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 성능모델적용 모듈이 상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 기설정 값 이상으로 예측하면 성능유지를 위하여 상기 실행규칙관리 모듈을 호출하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 장치.
  10. 네트워크 모델링-시뮬레이션(Modeling and Simulation, M&S) 방법으로서,
    상태정보관리 모듈 내에 네트워크구성 모듈에 있는 모든 네트워크 구성요소들의 상태정보를 준비하는 단계;
    실행정보관리 모듈에서 상기 네트워크 구성요소들의 실행에 필요한 실행정보를 관리하는 단계;
    상기 네트워크구성 모듈 내 상기 상태정보관리 모듈과 연동되는 부분을 추가하는 단계;
    상기 상태정보관리 모듈이 상기 상태정보의 변화 발생시 성능모델적용 모듈을 호출하는 단계;
    상기 성능모델적용 모듈에서 상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 기설정값 이상으로 예측되면 실행규칙관리 모듈을 호출하는 단계;
    상기 실행규칙관리 모듈의 동작에 의하여 수정된 실행정보가 실행정보관리 모듈에 반영되는 단계; 및
    상기 네트워크 구성요소들은 패킷 도착시 또는 동작 요구 이벤트 발생시 상기 실행정보관리 모듈에서 관리되는 정보를 참고하여 동작을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 성능모델적용 모듈을 호출하는 단계에서는, 상기 상태정보 및 상기 실행정보는 공유 메모리 형태로 구성되어, 상기 네트워크 구성요소들과 상기 각 모듈들이 공통으로 접근하여 참조 및 수정 가능한 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 연동 부분의 추가 단계에서는, 상기 연동되는 부분을 사용하여 상기 네트워크 구성요소의 상태정보를 상기 상태정보관리 모듈에 정의된 자료구조에 맞추어 정리하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 성능모델적용 모듈의 호출단계에서는, 상기 상태정보와 연계된 여러 성능모델들 중 특정 상태정보의 변화는 해당하는 성능모델을 호출하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 성능모델적용 모듈의 호출단계는,
    상기 호출된 성능모델은 성능분석에 필요한 상태정보만 성능분석에 필요한 형태로 가공하는 단계; 및
    상기 가공된 상태정보를 분석하여 예측하기 위한 학습모델에 반영하여 성능을 예측하는 단계를 더 포함하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 실행규칙관리 모듈의 호출단계는,
    상기 네트워크 구성요소의 상태변화가 영향을 끼치는 성능목표 마다 존재하는 성능유지 정책을 참고하는 단계; 및
    해당 성능유지 정책을 달성하기 위하여 존재하는 실행규칙이 호출하는 단계를 더 포함하는 기능별 모듈화와 상호 연계가능한 네트워크 모델링-시뮬레이션 방법.
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