KR102590563B1 - Method for searching transmission path and slot for end-to-end periodic low-delay traffic transmission based on offset and control device performing the same - Google Patents

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Abstract

종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치가 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 단계, (b) 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 단계 및 (c) 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.An offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission and a control device for performing the same are disclosed, and an offset-based transmission path and a slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission according to an embodiment of the present application. The slot search method includes (a) setting an offset for a starting point of a periodic transmission section of each of the plurality of links for a network including a plurality of switches and a plurality of links, (b) terminal transmission among the plurality of switches. Receiving an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through the network from a switch to an end-receiving switch among the plurality of switches, and (c) setting a transmission path corresponding to the end-to-end connection request based on the offset. and performing slot allocation for each link included in the transmission path.

Description

종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치{METHOD FOR SEARCHING TRANSMISSION PATH AND SLOT FOR END-TO-END PERIODIC LOW-DELAY TRAFFIC TRANSMISSION BASED ON OFFSET AND CONTROL DEVICE PERFORMING THE SAME}Offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission and control device performing the same {METHOD FOR SEARCHING TRANSMISSION PATH AND SLOT FOR END-TO-END PERIODIC LOW-DELAY TRAFFIC TRANSMISSION BASED ON OFFSET AND CONTROL DEVICE PERFORMING THE SAME}

본원은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치에 관한 것이다.This application relates to an offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission and a control device that performs the same.

통신 네트워크에서 종단간 데이터 전송을 위해서 전송 데이터의 대역폭이나 전송 지연, 지터 등의 QoS를 지원할 수 있다. 예를 들어서 IEEE 802.1Qbv Ethernet TSN(Time-Sensitive Networking) Time-Aware Shaper 프로토콜에서는 종단간 데이터 전송되는 경로상의 스위치들에서 전송 지연 요구조건을 만족하기 위하여 특정 수신 링크로부터 수신한 데이터를 미리 정해진 시간 게이트 스케줄에 따라서 송신 링크로 전송한다. 이를 위해서 이러한 QoS 트래픽을 위한 전송 구간이 링크에서 주기적으로 설정된다. 도 1은 링크의 QoS 트래픽을 위해 할당된 주기적인 전송 구간을 나타내는 그림이다. 주기적인 전송 구간의 길이를 L이라고 하면 이 전송 구간은 주기 Z마다 반복이 된다. 주기적인 전송 구간의 슬롯들은 주기적인 트래픽의 종단간 저지연 전송을 요구하는 종단간 연결에 할당된다. 하나의 주기적인 전송 구간이 끝나고 다음 주기적인 전송 구간이 시작하기 전의 시간동안 링크는 낮은 우선순위 트래픽을 전송할 수 있다. 스위치는 송신 링크의 각 전송 구간 내에서 어떤 수신 링크의 데이터를 언제 전송할지에 대해 슬롯을 스케줄링하고 이에 따라서 수신 데이터는 스케줄링된 슬롯에 송신링크에서 전송된다. 네트워크에는 다수의 종단간 데이터 전송 연결들이 존재하고, 각 연결은 여러 링크들을 통해서 데이터를 전송하기 때문에, 네트워크의 각 링크의 슬롯 스케줄링은 이 링크를 이용하는 종단간 연결들을 고려해서 결정된다.For end-to-end data transmission in a communication network, QoS such as bandwidth, transmission delay, and jitter of transmitted data can be supported. For example, in the IEEE 802.1Qbv Ethernet TSN (Time-Sensitive Networking) Time-Aware Shaper protocol, data received from a specific receiving link is gated at a predetermined time in order to satisfy transmission delay requirements at switches on the end-to-end data transmission path. It is transmitted through the transmission link according to the schedule. For this purpose, a transmission section for this QoS traffic is periodically set in the link. Figure 1 is a diagram showing the periodic transmission interval allocated for QoS traffic of a link. If the length of the periodic transmission section is L, this transmission section is repeated every period Z. Slots in the periodic transmission section are allocated to end-to-end connections that require low-delay end-to-end transmission of periodic traffic. During the time between the end of one periodic transmission period and the start of the next periodic transmission period, the link can transmit low priority traffic. The switch schedules slots for when to transmit data on which receiving link within each transmission section of the transmitting link, and the received data is transmitted on the transmitting link in the scheduled slot accordingly. Since there are multiple end-to-end data transmission connections in the network, and each connection transmits data through several links, slot scheduling for each link in the network is determined by considering the end-to-end connections using this link.

스위치의 수신 링크에서 수신된 데이터들이 수신 후 큐에 저장되었다가 송신 링크에서 전송되는 경우에 스위치에서 지연이 발생한다. 따라서 도 2와 같이 스위치의 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간의 시작과 끝나는 시간이 동일한 경우에는 어떤 전송 구간에서 수신 링크에서 수신한 데이터를 송신 링크의 동일한 전송 구간에서 동일한 슬롯에서 전송하려면 문제가 발생한다. 즉 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간에서 동일 트래픽에 할당된 슬롯은 서로 일치할 수 없다. 따라서 종단간 전송되는 데이터를 위하여 종단간 경로상의 모든 링크들에서 슬롯 스케줄링을 서로 다르게 수행해야 하며, 이에 따라서 각 링크의 전송 구간들의 슬롯 스케줄링의 복잡도가 굉장히 커진다. Delay occurs in the switch when data received from the switch's receiving link is received, stored in a queue, and then transmitted on the transmitting link. Therefore, as shown in Figure 2, when the start and end times of the periodic transmission section of the switch's receiving link and the transmitting link are the same, there is a problem in transmitting data received from the receiving link in a certain transmission section in the same slot in the same transmission section of the transmitting link. Occurs. That is, slots allocated to the same traffic cannot match each other in the periodic transmission section of the reception link and the transmission link. Therefore, for data to be transmitted end-to-end, slot scheduling must be performed differently on all links on the end-to-end path, and as a result, the complexity of slot scheduling for the transmission sections of each link greatly increases.

이러한 스케줄링 복잡도 문제에 대처하기 위한 다른 방법은 도 3에서와 같이 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간을 동기화 시킨 상황에서 수신 링크의 어떤 전송 구간에서 수신된 데이터는 송신 링크에서는 동일한 전송 구간이 아닌 다음 전송 구간에서 전송을 하는 방법이다. 하지만 이로 인해서 각 스위치를 거쳐갈 때마다 수신 후 송신까지 평균적으로 전송 구간의 주기 Z 가량의 전송 지연이 발생하게 된다. 따라서 이러한 전송 구간에서의 슬롯 스케줄링이 복잡하거나 또는 스위치에서의 긴 전송 지연이 발생하는 문제가 존재한다.Another way to deal with this scheduling complexity problem is to synchronize the periodic transmission intervals of the reception link and the transmission link as shown in FIG. 3, and the data received in any transmission interval of the reception link is not the same transmission interval in the transmission link. This is a method of transmitting in the transmission section. However, because of this, a transmission delay of about Z of the transmission section period occurs on average from reception to transmission each time it passes through each switch. Therefore, there is a problem that slot scheduling in this transmission section is complicated or a long transmission delay occurs in the switch.

또한, 일반적으로 주기적인 종단간 저지연 트래픽 전송을 위해서는 종단간 전송 경로를 찾고 이 전송 경로를 구성하는 링크들의 각 전송구간에서의 슬롯들을 종단간 지연의 요구치를 만족하도록 해당 종단간 트래픽에 할당해야 한다. 한편 네트워크의 규모가 커지고 많은 수의 종단간 저지연 연결이 존재하는 상황에서는 종단간 저지연 트래픽들에 슬롯과 경로를 할당할 수 있는 경우의 수가 너무 커져서 실제 구현이 어려워진다.In addition, in general, in order to transmit periodic end-to-end low-delay traffic, an end-to-end transmission path must be found and slots in each transmission section of the links that make up this transmission path must be allocated to the corresponding end-to-end traffic to satisfy the end-to-end delay requirements. do. Meanwhile, as the network size grows and a large number of end-to-end low-latency connections exist, the number of cases in which slots and paths can be assigned to end-to-end low-latency traffic becomes too large, making actual implementation difficult.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1694329호에 개시되어 있다.The technology behind this application is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1694329.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스패닝 트리에 기반하여 링크별 전송 구간의 시작 시점의 오프셋을 설정하고 각 스위치의 송신 링크의 전송구간의 시작 시점을 오프셋에 기반하여 지연시켜 운용하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치를 제공하려는 것을 목적으로 한다.The purpose of this application is to solve the problems of the prior art described above. Based on the spanning tree, the offset of the start time of the transmission section for each link is set and the start time of the transmission section of the transmission link of each switch is delayed based on the offset. The purpose is to provide an offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission and a control device for performing the same.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주기적 트래픽의 종단간 저지연 전송을 위하여 주기적인 전송 구간을 사용하여 저지연 트래픽을 전송하는 상황에서, 스패닝 트리를 이용하여 각 링크의 고유한 시간 오프셋을 정하고 이 시간 오프셋을 이용하여 각 링크의 주기적 저지연 트래픽을 위한 주기적인 전송 구간의 시작점을 차별적으로 결정하여, 어떤 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작시점이 오프셋 값에 기반하여 더 늦어지도록 종단간 전송 경로를 설정하여, 각 링크 전송 구간의 슬롯 스케줄링 복잡도를 줄이고, 스위치에서의 전송 지연을 줄여 최종적으로 주기적 트래픽의 종단간 전송 저지연을 고정적으로 달성하는 방안을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The purpose of this application is to solve the problems of the prior art described above. In a situation where low-latency traffic is transmitted using a periodic transmission section for end-to-end low-delay transmission of periodic traffic, a spanning tree is used to transmit the unique Determine the time offset and use this time offset to differentially determine the starting point of the periodic transmission section for periodic low-latency traffic on each link, so that the transmission section of the transmission link begins more than the start of the transmission section of the receiving link of any switch. By setting the end-to-end transmission path so that the timing is later based on the offset value, the complexity of slot scheduling in each link transmission section is reduced, and the transmission delay at the switch is reduced, ultimately achieving consistently low end-to-end transmission delay for periodic traffic. The purpose is to provide a way to do this.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical challenges sought to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 단계, (b) 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 단계 및 (c) 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, an offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission according to an embodiment of the present application includes (a) a plurality of switches and a plurality of links setting an offset for a starting point of a periodic transmission section of each of the plurality of links for a network including the plurality of links, (b) setting a predetermined offset through the network from a terminal transmitting switch among the plurality of switches to a terminal receiving switch among the plurality of switches; receiving an end-to-end connection request for transmitting traffic, and (c) setting a transmission path corresponding to the end-to-end connection request based on the offset and performing slot allocation for each link included in the transmission path. May include steps.

또한, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하는 단계 및 (a2) 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, step (a) includes (a1) generating a spanning tree for the network and (a2) based on level information on the spanning tree of each pair of switches corresponding to each of the plurality of links. It may include determining a first offset of the uplink corresponding to each of the plurality of links and a second offset of the downlink corresponding to each of the plurality of links.

또한, 상기 (a2) 단계는, 상기 복수의 링크 각각에 대한 상기 제2오프셋을 해당 링크에 대한 상기 제1오프셋 대비 큰 값으로 결정할 수 있다.Additionally, in step (a2), the second offset for each of the plurality of links may be determined to be a larger value than the first offset for the corresponding link.

또한, 상기 복수의 링크는, 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 상기 스패닝 트리를 이루는 링크인 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1이되 상기 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크 및 상기 레벨 차이가 0인 형제 링크를 포함할 수 있다.In addition, the plurality of links include a spanning link in which the level difference between the transmitting switch and the receiving switch is 1, which is a link forming the spanning tree, the level difference is 1, but an auxiliary spanning link that does not belong to the spanning tree, and the level difference is 1. It may include a skipping link, which is a link greater than 1, and a sibling link whose level difference is 0.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정할 수 있다.Additionally, in step (c), the transmission path may be set to include the spanning link, the auxiliary spanning link, the skipping link, and the sibling link.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당할 수 있다.Additionally, in step (c), the slots may be allocated to each link included in the transmission path so that the relative positions of the slots within the transmission section are equal.

또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계, (c2) 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하는 단계 및 (c3) 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, step (c) includes (c1) detecting an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink from the terminal transmitting switch, and (c2) using the detected ancestor switch as an inflection switch to perform the inflection. determining a candidate path to reach the end-receiving switch while searching along a downlink from a switch; and (c3) determining a candidate path corresponding to the end-to-end connection request based on the offset of a link included in the candidate path. It may include selecting the candidate path as the transmission path based on whether it satisfies traffic transmission requirements.

또한, 상기 (c1) 단계는, 상기 상향 링크로 연결된 스위치 및 해당 스위치에 대하여 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 0인 형제 링크로 연결된 스위치 중에서 상기 조상 스위치를 탐지할 수 있다.Additionally, in step (c1), the ancestor switch can be detected among switches connected through the uplink and switches connected through sibling links whose level difference on the spanning tree is 0 for the corresponding switch.

또한, 상기 (c) 단계는, (c1') 상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하는 단계, (c2') 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계, (c3') 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하는 단계 및 (c4') 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step (c) includes (c1') collecting slot information including information on empty slots that can be allocated in the transmission section of each link for each of the plurality of links, (c2') transmitting the terminal. Detecting an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink considering the slot information from the switch, (c3') using the detected ancestor switch as an inflection switch from the inflection switch to the terminal receiving switch. determining whether an allocable empty slot exists on the path based on the slot information; and (c4') if the allocable empty slot exists, searching along the downlink from the inflection switch based on the slot information. This may include performing route setting and slot allocation.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (d) 상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission according to an embodiment of the present application is (d) transmitting result information including the result of the set transmission path and the slot allocation. It may include transmitting to a switch included in the path.

또한, 상기 결과 정보를 수신한 스위치는 상기 전송 경로 상의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송할 수 있다.Additionally, the switch that received the result information may transmit a slot reservation message to a neighboring switch on the transmission path.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (e) 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하고, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission according to an embodiment of the present application includes: (e) receiving a connection termination request for terminating transmission of the traffic from the end-transmission switch; , It may include transmitting a slot cancellation message to a switch on the transmission path in response to the connection cancellation request.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치는, 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 오프셋 설정부, 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 수신부 및 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 분석부를 포함할 수 있다.Meanwhile, a control device that performs offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-latency traffic transmission according to an embodiment of the present application is, for a network including a plurality of switches and a plurality of links, the plurality of links An offset setting unit for setting an offset for the starting point of each periodic transmission section, an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through the network from an end-transmitting switch among the plurality of switches to an end-receiving switch among the plurality of switches. It may include a receiving unit that receives and an analysis unit that sets a transmission path corresponding to the end-to-end connection request based on the offset and allocates a slot for each link included in the transmission path.

또한, 상기 오프셋 설정부는, 상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하고, 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정할 수 있다.In addition, the offset setting unit generates a spanning tree for the network, and generates an uplink corresponding to each of the plurality of links based on level information on the spanning tree of each pair of switches corresponding to each of the plurality of links. The first offset of the link and the second offset of the downlink corresponding to each of the plurality of links may be determined.

또한, 상기 분석부는, 상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정하는 경로 설정부를 포함할 수 있다.Additionally, the analysis unit may include a path setting unit that sets the transmission path to include the spanning link, the auxiliary spanning link, the skipping link, and the sibling link.

또한, 상기 분석부는, 상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당하는 슬롯 할당부를 포함할 수 있다.Additionally, the analysis unit may include a slot allocation unit that allocates the slot to each link included in the transmission path so that the relative positions of the slots within the transmission section are equal.

또한, 상기 경로 설정부는, 상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하고, 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택할 수 있다.In addition, the route setting unit detects an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink from the terminal transmitting switch, and uses the detected ancestor switch as an inflection switch to search along the downlink from the inflection switch. Determine a candidate path to reach an end-to-end receiving switch, and determine whether the candidate path satisfies a traffic transmission requirement corresponding to the end-to-end connection request based on the offset of a link included in the candidate path. can be selected as the transmission path.

또한, 상기 경로 설정부는, 상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하고, 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하고, 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.In addition, the route setting unit collects slot information including information on empty slots that can be allocated in the transmission section of each link for each of the plurality of links, and configures the uplink by considering the slot information from the terminal transmission switch. Detecting an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along, and using the detected ancestor switch as an inflection switch, determines whether an assignable empty slot exists on the path from the inflection switch to the terminal receiving switch in the slot information. If there is an empty slot that can be allocated, path setting and slot allocation can be performed based on the slot information while searching along the downlink from the inflection switch.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치는, 상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 송신부를 포함할 수 있다.In addition, a control device that performs offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-latency traffic transmission according to an embodiment of the present application provides result information including the result of the set transmission path and the slot allocation. It may include a transmitter that transmits to a switch included in the transmission path.

또한, 상기 송신부는, 상기 수신부가 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.In addition, when the receiving unit receives a connection termination request for terminating transmission of the traffic from the terminal transmission switch, the transmitting unit may transmit a slot termination message to the switch on the transmission path in response to the connection termination request.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템은, 상기 제어 장치 및 종단 수신 스위치 측으로 상기 통신 시스템을 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 상기 제어 장치로 전송하는 종단 수신 스위치를 포함하는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.Meanwhile, an offset-based transmission path and slot search-based communication system for end-to-end periodic low-latency traffic transmission according to an embodiment of the present application transmits predetermined traffic to the control device and the end receiving switch through the communication system. It may include a plurality of switches including an end-to-end reception switch that transmits an end-to-end connection request to the control device.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described means of solving the problem are merely illustrative and should not be construed as intended to limit the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may be present in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 스패닝 트리에 기반하여 링크별 전송 구간의 시작 시점의 오프셋을 설정하고 각 스위치의 송신 링크의 전송구간의 시작 시점을 오프셋에 기반하여 지연시켜 운용하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치를 제공할 수 있다.According to the problem-solving means of the present application described above, an end-to-end periodic periodic operation is operated by setting an offset of the start time of the transmission section for each link based on the spanning tree and delaying the start time of the transmission section of the transmission link of each switch based on the offset. An offset-based transmission path and slot search method for low-latency traffic transmission and a control device for performing the same can be provided.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 링크들의 주기적인 종단간 저지연 트래픽을 전송하는 과정에서 종단간 전송 지연을 최소화하고 확정적인 종단간 전송 지연을 획득하고, 링크들의 전송구간 내 슬롯 스케줄링을 단순화할 수 있다.According to the above-described means of solving the problem of the present application, in the process of transmitting low-delay traffic between periodic end-to-end links, the end-to-end transmission delay is minimized, a definite end-to-end transmission delay is obtained, and slot scheduling within the transmission section of the links is simplified. can do.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 전송구간 시점의 조정을 바탕으로, 임의의 두 종단간 스위치 사이의 연결을 위한 경로 및 이 경로를 구성하는 링크들에서의 슬롯 할당 방식을 제안하고, 이러한 제안된 방식을 구현하기 위한 경로 및 슬롯 정보 테이블의 운용 방식에 대하여 제공할 수 있다.According to the above-described means of solving the problem of the present application, a path for connection between any two end-to-end switches and a slot allocation method for the links constituting this path are proposed based on the adjustment of the transmission section timing, and this proposal The operation method of the path and slot information table to implement the method can be provided.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 종단간 전송 경로를 구성하는 링크들의 전송구간들 내의 동일한 슬롯 위치에서 해당 종단간 트래픽을 위한 슬롯 할당이 이루어질 수 있어 슬롯 스케줄링의 경우의 수를 크게 줄여 스케줄링의 복잡도를 줄일 수 있다.According to the above-described means of solving the problem of the present application, slot allocation for the corresponding end-to-end traffic can be made at the same slot location in the transmission sections of the links constituting the end-to-end transmission path, thereby greatly reducing the number of slot scheduling cases. Complexity can be reduced.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 차별적인 전송 구간 시작 시점을 따라서 종단간 전송 경로를 구성함으로써 전송 경로 선택의 경우의 수를 크게 줄이면서도 종단간 연결에 대해서 고정적인 종단간 저지연을 보장할 수 있다.According to the above-described means of solving the problem of this application, by configuring the end-to-end transmission path according to the start point of the differential transmission section, the number of transmission path selection cases can be greatly reduced, while ensuring a fixed end-to-end low delay for the end-to-end connection. You can.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 주기적인 종단간 저지연 트래픽 전송을 위한, 전송 경로 선택과 경로상의 링크 슬롯 스케줄링 문제의 복잡도를 크게 감소시키면서도 주기적 트래픽에 대하여 종단간 저지연 요구치를 고정적으로 보장하는 방안을 제공할 수 있다.According to the above-described means of solving the problem of the present application, the complexity of the transmission path selection and link slot scheduling problems on the path for periodic end-to-end low-delay traffic transmission is greatly reduced, while the end-to-end low delay requirement for periodic traffic is fixedly guaranteed. We can provide a way to do this.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects that can be obtained herein are not limited to the effects described above, and other effects may exist.

도 1은 링크의 주기적인 전송 구간을 나타낸 개념도이다.
도 2는 한 스위치의 수신 링크와 송신 링크의 전송 구간들이 시간적으로 일치하는 경우, 수신 링크의 패킷을 스위치가 수신한 이후에 송신 링크에서 전송하면 해당 패킷의 송신이 수신링크의 주기적 전송 구간을 벗어나게 되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 스위치의 수신 링크와 송신 링크의 전송 구간들이 시간적으로 일치하는 경우, 어떤 전송 구간에서 수신 링크로부터 수신 완료한 패킷을 송신 링크의 다음 주기적 전송 구간에서 전송하는 통신 방식을 나타낸 도면이다.
도 4는 스위치가 축적-포워딩(store and forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작 시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작 시점이 데이터 패킷의 최대 전송시간 이상의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이다.
도 5는 스위치가 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 수신 링크의 전송 구간 시작 시점과 송신 링크의 전송 구간 시작 시점이 헤더 처리 시간의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 모두의 동일한 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이다.
도 6은 스패닝 트리에 기반하여 네트워크를 구성하는 각 링크의 오프셋을 결정하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7는 종단간 연결에 대해서 고정적인 종단간 지연을 제공하는 스패닝 트리 레벨에 기반한 복수의 경로 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 10은 본원의 제1실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 11은 본원의 제2실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 12는 주기적 저지연 트래픽 전송 위한 종단간 연결의 경로 및 슬롯 할당시 먼저 경로를 결정하고 이 경로상의 링크들에서 슬롯을 할당하는 방식을 보여주는 흐름도이다.
도 13은 주기적 저지연 트래픽 전송 위한 종단간 연결의 경로 및 슬롯 할당시 비지연 형제링크를 포함하여 경로와 슬롯을 동시에 할당하는 방식을 보여주는 흐름도이다.
도 14는 종단간 저지연 전송 경로 및 슬롯 할당의 중앙 집중식 설정시 본 발명에서 제안하는 중앙제어기와 종단 스위치와 경로상의 스위치들 사이의 신호 메시지의 흐름을 나타낸 것이다.
도 15는 종단간 연결을 해지하는 경우에 경로상의 할당된 슬롯들을 해지하기 위한 신호 메시지들의 흐름을 나타낸다.
Figure 1 is a conceptual diagram showing the periodic transmission section of a link.
Figure 2 shows that when the transmission sections of a switch's reception link and transmission link coincide in time, if the switch transmits on the transmission link after receiving the packet on the reception link, the transmission of the packet will deviate from the periodic transmission interval of the reception link. This is a drawing showing what happens.
FIG. 3 is a diagram illustrating a communication method in which, when the transmission sections of a switch's reception link and transmission link coincide in time, a packet that has been received from a reception link in a certain transmission section is transmitted in the next periodic transmission section of the transmission link.
Figure 4 shows that when the switch operates in a store and forwarding manner, if the start time of the transmission section of the transmission link of the switch is delayed by an offset greater than the maximum transmission time of the data packet , This is a diagram showing that the same data packet can be received and transmitted at the same slot location within the transmission section of the reception link and the transmission section of the corresponding transmission link.
Figure 5 shows that when the switch operates in a cut-through forwarding method, if the start time of the transmission section of the reception link and the start time of the transmission section of the transmission link are delayed by the offset of the header processing time, the transmission of the reception link This diagram shows that the same data packet can be received and transmitted at the same slot location in both the section and the transmission section of the corresponding transmission link.
Figure 6 is a diagram showing an embodiment of determining the offset of each link constituting a network based on a spanning tree.
Figure 7 is a diagram illustrating multiple paths based on spanning tree levels that provide a fixed end-to-end delay for end-to-end connections.
Figure 8 is a schematic configuration diagram of a control device that performs offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-delay traffic transmission according to an embodiment of the present application.
Figure 9 is an operation flowchart of an offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission according to an embodiment of the present application.
Figure 10 is a detailed operation flowchart of the transmission path setting and slot allocation process according to the first embodiment of the present application.
Figure 11 is a detailed operation flowchart of the transmission path setting and slot allocation process according to the second embodiment of the present application.
Figure 12 is a flowchart showing a method of first determining a path and allocating slots to links on this path when allocating a path and slot for an end-to-end connection for periodic low-latency traffic transmission.
Figure 13 is a flowchart showing a method of simultaneously allocating paths and slots, including non-delay sibling links, when allocating paths and slots of an end-to-end connection for periodic low-delay traffic transmission.
Figure 14 shows the flow of signal messages between the central controller proposed in the present invention, the end switches, and the switches on the path when centrally setting the end-to-end low-delay transmission path and slot allocation.
Figure 15 shows the flow of signaling messages for canceling allocated slots on a path when terminating an end-to-end connection.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present application will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement them. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present application in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is said to be “connected” to another part, this means not only “directly connected” but also “electrically connected” or “indirectly connected” with another element in between. "Includes cases where it is.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on”, “above”, “at the top”, “below”, “at the bottom”, or “at the bottom” of another member, this means that a member is located on another member. This includes not only cases where they are in contact, but also cases where another member exists between two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하 본 발명에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.Throughout the specification of the present application, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. Hereinafter, a detailed description of the present invention is as follows.

본원은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치에 관한 것이다. 또한, 본원은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템에 관한 것이다.This application relates to an offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission and a control device that performs the same. In addition, the present application relates to an offset-based transmission path and a slot search-based communication system for end-to-end periodic low-latency traffic transmission.

본원에서 개시하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템(이하, '통신 시스템'이라 한다.)은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치(100)(이하, '제어 장치(100)'라 한다.) 및 복수의 스위치를 포함할 수 있다.The communication system based on offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-delay traffic transmission (hereinafter referred to as 'communication system') disclosed herein is an offset-based transmission for end-to-end periodic low-delay traffic transmission. It may include a control device 100 (hereinafter referred to as 'control device 100') that performs path and slot search and a plurality of switches.

보다 구체적으로, 본원에서 개시하는 통신 시스템의 복수의 스위치는 종단 수신 스위치 측으로 통신 시스템을 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 제어 장치(100)로 전송하는 종단 송신 스위치를 포함할 수 있다.More specifically, the plurality of switches in the communication system disclosed herein may include an end-transmitting switch that transmits an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through the communication system to the end-receiving switch side to the control device 100. there is.

이와 관련하여, 본원에서 개시하는 제어 장치(100)는 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 수신된 종단간 연결 요청에 기초하여 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치로 도달하는 트래픽의 전송 경로를 결정하며, 전송 경로에 포함된 스위치에 대하여 해당 트래픽을 전송하기 위한 슬롯 할당을 수행하도록 동작할 수 있다.In this regard, the control device 100 disclosed herein determines the transmission path of traffic reaching the terminal receiving switch from the terminal transmitting switch based on the end-to-end connection request received from the terminal transmitting switch among the plurality of switches, and transmits It may operate to allocate slots for transmitting the corresponding traffic to switches included in the path.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)가 트래픽 전송을 위한 전송 경로 설정과 경로 내 스위치와 연계된 슬롯 할당을 수행하고 나면, 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치(달리 말해, 경로에 포함된 복수의 스위치)로 전송하게 되고, 결과 정보를 수신한 복수의 스위치는 전송 경로 상의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present application, after the control device 100 sets a transmission path for traffic transmission and allocates slots associated with switches in the path, result information including the results of the set transmission path and slot allocation is transmitted to switches included in the transmission path (in other words, a plurality of switches included in the path), and the plurality of switches that receive the result information can transmit a slot reservation message to neighboring switches on the transmission path.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 제어 장치(100)가 복수의 스위치 사이에서 정의되는 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간(transmission interval)의 시작점에 대한 오프셋(offset)을 설정하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 6, a process in which the control device 100 sets an offset for the starting point of a periodic transmission interval for each of a plurality of links defined between a plurality of switches will be described. do.

도 4는 스위치가 축적 후 포워딩(store and forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작 시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작 시점이 데이터 패킷의 최대 전송시간 이상의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이고, 도 5는 스위치가 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 수신 링크의 전송 구간 시작 시점과 송신 링크의 전송 구간 시작 시점이 헤더 처리 시간의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 모두의 동일한 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이다.Figure 4 shows that when the switch operates in a store and forwarding manner, if the start of the transmission section of the transmission link of the switch is delayed by an offset greater than the maximum transmission time of the data packet , It is a diagram showing that the same data packet can be received and transmitted at the same slot position within the transmission section of the reception link and the transmission section of the corresponding transmission link, and Figure 5 shows that the switch performs cut-through forwarding. ) method, if the start time of the transmission section of the receiving link and the start time of the transmission section of the transmission link are delayed by the offset of the header processing time, the same slot for both the transmission section of the receiving link and the transmission section of the corresponding transmission link This diagram shows that reception and transmission of the same data packet can occur at a location.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제어 장치(100)가 네트워크 내의 각 스위치의 수신 링크(inbound link)의 전송 구간(transmission interval) 대비 송신 링크(outbound link)의 전송 구간(transmission interval)을 적절한 값으로 결정된 오프셋 값에 기초하여 일부 지연시켜 운용하면, 수신 링크 및 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 위치의 슬롯에 대한 데이터 패킷의 할당이 이루어질 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, the control device 100 sets the transmission interval of the outbound link to an appropriate value compared to the transmission interval of the inbound link of each switch in the network. By operating with a partial delay based on the offset value determined, data packets can be allocated to slots at the same location within the transmission sections of the reception link and the transmission link.

또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제어 장치(100)는 스위치의 포워딩 방식에 기초하여 수신 링크와 송신 링크의 전송 구간 시작 시점과 연계된 오프셋의 크기를 상이하게 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 장치(100)는 축적-포워딩(store and forwarding) 방식으로 동작하는 스위치에 대응하는 전송 구간 시작 시점과 연계된 오프셋(도 4의 D)을 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식으로 동작하는 스위치에 대응하는 전송 구간 시작 시점과 연계된 오프셋(도 5의 d) 대비 큰 값으로 결정할 수 있다.Additionally, referring to FIGS. 4 and 5 , the control device 100 may determine different sizes of offsets associated with the start points of transmission sections of the reception link and the transmission link based on the forwarding method of the switch. More specifically, the control device 100 performs cut-through forwarding of the offset (D in FIG. 4) associated with the start point of the transmission section corresponding to the switch operating in the store and forwarding method. ) can be determined as a larger value than the offset (d in FIG. 5) associated with the start point of the transmission section corresponding to the switch operating in the ) method.

이와 관련하여, 제어 장치(100)는 수신 링크로부터 수신한 데이터를 일단 큐에 저장한 다음 송신 링크를 통해 전송하는 축적-포워딩(store and forwarding) 방식에 대응하는 오프셋을 스위치가 한번에 전송할 수 있는 데이터 패킷 전송 시간의 최대값 이상인 값으로 결정할 수 있다.In this regard, the control device 100 stores the data received from the receiving link in a queue and then transmits the offset corresponding to the store and forwarding method through the transmitting link. Data that the switch can transmit at once It can be determined as a value that is greater than or equal to the maximum value of the packet transmission time.

또한, 제어 장치(100)는 패킷의 일부를 수신한 이후에 곧바로 송신 링크를 통해 전송하는 것이 가능한 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식에 대응하는 오프셋을 데이터 패킷의 헤더 처리 시간 이상인 값으로 결정할 수 있다.In addition, the control device 100 sets the offset corresponding to the cut-through forwarding method, which allows transmission through a transmission link immediately after receiving part of the packet, to a value that is longer than the header processing time of the data packet. You can decide.

또한, 본원에서 개시하는 제어 장치(100)는 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 스패닝 트리(Spanning Tree)에 기반하여 결정할 수 있다.In addition, the control device 100 disclosed herein can determine the offset of the starting point of the periodic transmission section of each of the plurality of links for a network including a plurality of switches and a plurality of links based on a spanning tree. there is.

참고로, 스패닝 트리 프로토콜은 스위치나 브리지에서 발생하는 루핑(Looping)을 방지하기 위한 프로토콜로서 통상의 기술자에게 자명한 사항인바 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.For reference, the Spanning Tree Protocol is a protocol for preventing looping that occurs in switches or bridges, and since this is self-evident to those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.

도 6은 스패닝 트리에 기반하여 네트워크를 구성하는 각 링크의 오프셋을 결정하는 실시예를 나타낸 도면이다.Figure 6 is a diagram showing an embodiment of determining the offset of each link constituting a network based on a spanning tree.

도 6을 참조하면, 제어 장치(100)는 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성할 수 있다. 참고로, 도 6은 넘버링(1 내지 10)된 원형 노드가 네트워크 내의 각각의 스위치에 대응하고, 각 스위치에 대응하는 노드를 연결하는 간선이 복수의 링크 각각을 나타낸 그래프이다.Referring to FIG. 6, the control device 100 may create a spanning tree for a network including a plurality of switches and a plurality of links. For reference, Figure 6 is a graph in which circular nodes numbered (1 to 10) correspond to each switch in the network, and the trunk line connecting the nodes corresponding to each switch represents each of a plurality of links.

본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)에 의해 생성된 스패닝 트리에는 스위치의 네트워크 상의 각각의 위치에 따라 레벨 값(level 0내지 level 3)이 부여될 수 있다. 보다 구체적으로, 루트 노드인 스위치의 레벨이 0이고, 부모 노드의 자식 노드들은 부모 노드의 레벨보다 1만큼 증가한 레벨 값을 부여받을 수 있다. 이렇게 스패닝 트리의 각 스위치들의 레벨이 부여되면, 제어 장치(100)는 레벨 정보에 기초하여 각 링크의 오프셋 값을 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the spanning tree generated by the control device 100 may be assigned a level value (level 0 to level 3) according to each location of the switch on the network. More specifically, the level of the switch, which is the root node, is 0, and the child nodes of the parent node can be given a level value that is 1 more than the level of the parent node. When the level of each switch of the spanning tree is assigned in this way, the control device 100 can determine the offset value of each link based on the level information.

한편, 레벨이 상이한 한 쌍의 스위치를 연결하는 하나의 링크는, 데이터(트래픽, 메시지)의 전송이 이루어지는 방향성에 따라 구분될 수 있다. 이와 관련하여 도 6에는 두 스위치 사이를 하나의 링크가 연결하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 두 스위치 사이에 서로 반대 방향으로 데이터를 전송하는 두 개의 단방향 링크가 존재하는 것을 하나의 링크로 단순화하여 도시한 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 루트 노드인 1번 노드와 4번 노드를 연결하는 링크는, 4번 노드에서 1번 노드로 데이터를 전송하는 상향 링크(제1 단방향 링크)와, 1번 노드에서 4번 노드로 데이터를 전송하는 하향 링크(제1 단방향 링크와 반대되는 방향의 제2 단방향 링크)를 함께 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다. 즉, 복수의 링크 각각은 2개의 링크(상향 링크와 하향 링크)를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.Meanwhile, a link connecting a pair of switches of different levels can be classified according to the direction in which data (traffic, messages) is transmitted. In relation to this, Figure 6 shows one link connecting two switches, but this is a simplified illustration of the existence of two unidirectional links transmitting data in opposite directions between the two switches as one link. It can be understood that For example, in Figure 6, the link connecting node 1, which is the root node, and node 4 is an uplink (first unidirectional link) that transmits data from node 4 to node 1, and It can be understood as a concept that refers to a downlink (a second unidirectional link in the opposite direction to the first unidirectional link) that transmits data to the first node. In other words, each of the plurality of links can be understood as including two links (uplink and downlink).

이와 관련하여, 제어 장치(100)는 네트워크 내의 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋(uplink offset) 및 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋(downlink offset)을 결정할 수 있다.In this regard, the control device 100 sets a first offset (uplink offset) of the uplink corresponding to each of the plurality of links based on level information on the spanning tree of each pair of switches corresponding to each of the plurality of links in the network. ) and a second offset (downlink offset) of the downlink corresponding to each of the plurality of links can be determined.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 복수의 링크 각각에 대한 하향 링크에 대응하는 제2오프셋(downlink offset)을 해당 링크 양단의 스위치를 연결하는 상향 링크에 대응하는 제1오프셋(uplink offset) 대비 큰 값으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 전술한 예시에서 1번 노드와 4번 노드를 연결하는 링크의 제1오프셋은 D이고, 제2오프셋은 제1오프셋 대비 큰 값인 3D로 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 동일 레벨에 위치하는 스위치 사이의 링크는 상향 링크와 하향 링크로 구분될 수 없으므로 단일 오프셋 값이 설정될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present application, the control device 100 sets a second offset corresponding to the downlink for each of the plurality of links to a first offset corresponding to the uplink connecting switches at both ends of the link. It can be determined as a larger value compared to the offset (uplink offset). For example, in the above-described example, the first offset of the link connecting node 1 and node 4 may be D, and the second offset may be determined as 3D, which is a larger value than the first offset. In this regard, since links between switches located at the same level cannot be divided into uplink and downlink, a single offset value can be set.

보다 구체적으로, 네트워크에 대하여 생성된 스패닝 트리의 레벨 최대값이 H인 경우(도 6의 경우, '3'), 특정 링크의 송신(전송) 스위치의 레벨이 i이고, 수신 스위치의 레벨이 i보다 작은 상향 링크의 경우 오프셋(제1오프셋)은 (H-i)*D로 정의될 수 있다. 여기서, 'D' 값은 기준 오프셋 값으로 전술한 바와 같이 스위치의 포워딩 방식에 따른 최소 오프셋 값(달리 말해, 축적-포워딩(store and forwarding) 방식의 경우 스위치가 한번에 전송할 수 있는 데이터 패킷 전송 시간의 최대값, 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식의 경우 데이터 패킷의 헤더 처리 시간)으로 설정될 수 있다.More specifically, when the maximum level of the spanning tree created for the network is H ('3' in Figure 6), the level of the transmitting (transmitting) switch of a specific link is i, and the level of the receiving switch is i. For a smaller uplink, the offset (first offset) can be defined as (H-i)*D. Here, the 'D' value is the reference offset value, and as described above, the minimum offset value according to the forwarding method of the switch (in other words, in the case of the store and forwarding method, the data packet transmission time that the switch can transmit at one time) The maximum value can be set to the header processing time of the data packet in the case of cut-through forwarding.

반대로, 링크의 송신(전송) 스위치의 레벨 i가 수신 스위치의 레벨보다 낮은 하향 링크의 경우에 해당 링크의 오프셋(제2오프셋)은 (H+i)*D로 정의될 수 있다.Conversely, in the case of a downlink where the level i of the transmission (transmission) switch of the link is lower than the level of the reception switch, the offset (second offset) of the link can be defined as (H+i)*D.

또한, 링크의 송신 스위치 레벨과 수신 스위치 레벨이 i로 동일한 경우에는 해당 링크의 오프셋은 임의로 설정할 수 있으며, 예시적으로 해당 링크의 송신 스위치로부터 출발하는 상향 링크의 제1오프셋 값으로 설정하거나 해당 링크의 수신 스위치로 들어오는 하향 링크의 제2오프셋 값으로 설정하는 등 다양한 방식으로 설정될 수 있다.In addition, when the transmit switch level and the receive switch level of the link are the same as i, the offset of the link can be set arbitrarily, for example, set to the first offset value of the uplink starting from the transmit switch of the link, or set to the first offset value of the link It can be set in various ways, such as setting it as the second offset value of the downlink coming into the receiving switch.

도 6에 도시된 바와 같이 네트워크 내의 복수의 링크의 전송 구간의 시작 시점과 연계된 오프셋의 설정이 완료되면, 이후 각 링크의 전송 구간의 시작점은 네트워크 전체의 기준 시간에 해당 링크의 전송 시간 오프셋만큼 지연되어서 시작되게 된다.As shown in Figure 6, once the setting of the offset associated with the start point of the transmission section of a plurality of links in the network is completed, the starting point of the transmission section of each link is set as the transmission time offset of the link in the reference time of the entire network. It starts with a delay.

또한, 도 6을 참조하면, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 스패닝 트리를 이루는 링크(도 6을 참조하면, 굵은 선으로 표시된 링크)인 스패닝 링크(spanning link, L1)를 포함할 수 있다.In addition, referring to FIG. 6, the plurality of links have a level difference between the transmitting switch and the receiving switch of 1, and a spanning link (L), which is a link forming a spanning tree (referring to FIG. 6, the link indicated by a thick line). 1 ) may be included.

또한, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이되 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크(Aux. spanning link, L2)를 포함할 수 있다.In addition, the plurality of links may include auxiliary spanning links (Aux. spanning links, L 2 ) where the level difference between the transmitting switch and the receiving switch is 1 but do not belong to the spanning tree.

또한, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크(skipping link, L3)를 포함할 수 있다.Additionally, the plurality of links may include a skipping link (L 3 ), which is a link in which the level difference between the transmitting switch and the receiving switch is greater than 1.

또한, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 0인 형제 링크(sibling link, L4)를 포함할 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 형제 링크(L4)는 지연 형제 링크(L41) 및 비지연 형제 링크(L42)를 포함할 수 있다. 지연 형제 링크(L41)는 종단간 경로에 포함되면 지연 형제 링크(L41)를 포함하지 않는 종단간 경로에 비해서 종단간 지연이 증가하는 형제 링크이고, 비지연 형제 링크(L42)는 종단간 경로에 포함되더라도 종단간 지연을 추가적으로 증가시키지 않는 형제 링크를 의미할 수 있다.Additionally, the plurality of links may include sibling links (L 4 ) in which the level difference between the transmitting switch and the receiving switch is 0. Additionally, according to an embodiment of the present application, the sibling link (L 4 ) may include a delayed sibling link (L 41 ) and a non-delayed sibling link (L 42 ). A delayed sibling link (L 41 ) is a sibling link whose end-to-end delay increases when included in an end-to-end path compared to an end-to-end path that does not include a delayed sibling link (L 41 ), and a non-delayed sibling link (L 42 ) is an end-to-end link. This may mean a sibling link that does not additionally increase end-to-end delay even if it is included in the inter-path.

또한, 제어 장치(100)는 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치 측으로 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신할 수 있다. 예시적으로, 제어 장치(100)는 해당 트래픽에 대한 정보, 목적지 스위치인 종단 수신 스위치에 대한 식별 정보를 포함하는 종단간 연결 요청을 트래픽 전송을 희망하는 종단 송신 스위치로부터 수신하는 것일 수 있다.Additionally, the control device 100 may receive an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through a network from an end-transmitting switch among a plurality of switches to an end-receiving switch. As an example, the control device 100 may receive an end-to-end connection request including information about the traffic and identification information about the terminal receiving switch that is the destination switch from the terminal transmitting switch that wishes to transmit the traffic.

이에 대응하여 제어 장치(100)는 오프셋에 기초하여 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행할 수 있다. 한편, 본원의 일 실시예에 따르면 제어 장치(100)는 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯을 할당할 수 있다.In response, the control device 100 may establish a transmission path corresponding to the end-to-end connection request and allocate a slot for each link included in the transmission path based on the offset. Meanwhile, according to an embodiment of the present application, the control device 100 may allocate a slot to each link included in the transmission path so that the relative positions of the slots within the transmission section are equal.

도 7는 종단간 연결에 대해서 고정적인 종단간 지연을 제공하는 스패닝 트리 레벨에 기반한 복수의 경로 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram illustrating multiple paths based on spanning tree levels that provide a fixed end-to-end delay for end-to-end connections.

도 7을 참조하면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치로 도달하기 위한 전송 경로를 네트워크 내의 각각의 링크의 링크 유형을 고려하여 설정할 수 있다.Referring to FIG. 7, the control device 100 may set a transmission path to reach the terminal reception switch from the terminal transmission switch by considering the link type of each link in the network.

본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 스패닝 링크(L1), 보조 스패닝 링크(L2), 스키핑 링크(L3) 및 형제 링크(L4)를 포함하는 전송 경로를 종단 송신 스위치와 종단 수신 스위치 사이에 설정할 수 있다.According to one embodiment of the present application, the control device 100 transmits end-to-end a transmission path including a spanning link (L 1 ), a secondary spanning link (L 2 ), a skipping link (L 3 ), and a sibling link (L 4 ). It can be set between the switch and the terminal receiving switch.

도 7의 (a)는 형제 링크(L4)를 포함하지 않고, 스패닝 링크(L1), 보조 스패닝 링크(L2) 등만을 포함하도록 설정된 예시적인 종단간 경로를 도시하고, 도 7의 (b)는 비지연 형제링크(L42)를 포함하도록 설정된 예시적인 종단간 경로를 도시하며, 이 때. 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시된 종단간 경로에 대한 종단간 지연 값은 동일한 것을 확인할 수 있다.Figure 7(a) shows an example end-to-end path configured to not include sibling links (L 4 ), but only spanning links (L 1 ), auxiliary spanning links (L 2 ), etc., and Figure 7 (a) b) shows an example end-to-end path configured to include a non-delayed sibling link (L 42 ), where: It can be seen that the end-to-end delay values for the end-to-end paths shown in Figure 7 (a) and Figure 7 (b) are the same.

또한, 도 7의 (c )는 지연 형제 링크(L41)를 포함하도록 설정된 종단간 경로를 예시적으로 도시하며, 도 7의 (c)를 참조하면, 하나의 지연 형제 링크가 경로 내에 포함될 때마다 전송 구간의 주기인 Z만큼의 추가적인 지연이 발생할 수 있음을 확인할 수 있다.In addition, (c) of FIG. 7 exemplarily shows an end-to-end path set to include a delay sibling link (L 41 ). Referring to (c) of FIG. 7, when one delay sibling link is included in the path It can be seen that an additional delay equal to Z, which is the period of each transmission section, may occur.

이하에서는 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 트래픽 전송을 위한 슬롯 할당을 수행하는 두 가지 방식에 관한 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of two methods for setting a transmission path corresponding to an end-to-end connection request and allocating slots for traffic transmission will be described.

이와 관련하여, 본원의 제1실시예에 따르면 제어 장치(100)는 링크들의 슬롯 사용 현황을 고려하지 않고 먼저 종단간 경로를 설정한 후 슬롯 할당을 수행할 수 있다. 이와 구분하여 본원의 제2실시예에 따르면 제어 장치(100)는 종단간 연결 요청이 시간차를 두고 순차적으로 발생하는 경우, 각 종단간 연결 요청에 대응하는 순차적인(On-line) 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.In this regard, according to the first embodiment of the present application, the control device 100 may first set an end-to-end path and then perform slot allocation without considering the slot usage status of the links. Separately, according to the second embodiment of the present application, when end-to-end connection requests occur sequentially with a time difference, the control device 100 sets sequential (on-line) routes and slots corresponding to each end-to-end connection request. Allocation can be performed.

구체적으로, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.Specifically, according to the first embodiment of the present application, the control device 100 can detect the ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink from the terminal transmitting switch.

이 때, 제어 장치(100)는 상향 링크로 연결된 스위치 및 해당 스위치에 대하여 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 0인 형제 링크(L4)로 연결된 스위치 중에서 조상 스위치를 탐지할 수 있다.At this time, the control device 100 may detect an ancestor switch among switches connected through an uplink and switches connected through a sibling link (L 4 ) with a level difference of 0 on the spanning tree for the corresponding switch.

또한, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정할 수 있다.Additionally, according to the first embodiment of the present application, the control device 100 can use the detected ancestor switch as an inflection switch and determine a candidate path to reach the terminal receiving switch while searching along the downlink from the inflection switch.

또한, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 후보 경로에 포함된 링크들의 오프셋에 기초하여 해당 후보 경로가 요청된 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 후보 경로를 전송 경로로 선택할 수 있다.In addition, according to the first embodiment of the present application, the control device 100 determines whether the candidate path satisfies the traffic transmission requirement corresponding to the requested end-to-end connection request based on the offset of the links included in the candidate path. Thus, the candidate path can be selected as the transmission path.

달리 말해, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 링크들의 슬롯 사용 현황에 대한 정보를 미보유한 상태에서 종단 송신 스위치와 종단 수신 스위치 사이의 조상 스위치를 탐색하고, 조상 스위치를 거치는 특정 후보 경로가 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하면, 해당 후보 경로를 전송 경로로 결정하되, 해당 후보 경로가 트래픽 전송 요구치를 만족하지 않으면, 다른 후보 경로를 재탐색하여 트래픽 전송 요구치의 만족 여부를 재차 판단할 수 있다.In other words, according to the first embodiment of the present application, the control device 100 searches for an ancestor switch between an end-transmitting switch and an end-receiving switch while not possessing information on the slot usage status of the links, and operates through the ancestor switch. If a specific candidate path satisfies the traffic transmission requirements corresponding to the end-to-end connection request, that candidate path is determined as the transmission path. However, if the candidate path does not satisfy the traffic transmission requirements, other candidate paths are re-searched to meet the traffic transmission requirements. You can re-evaluate whether you are satisfied.

이와 달리, 본원의 제2실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 먼저 수집할 수 있다.In contrast, according to the second embodiment of the present application, the control device 100 may first collect slot information including information about empty slots that can be allocated in the transmission section of each link for each of the plurality of links.

또한, 본원의 제2실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.Additionally, according to the second embodiment of the present application, the control device 100 can detect the ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink in consideration of slot information from the terminal transmitting switch.

보다 구체적으로, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터의 상향 링크의 슬롯 정보를 이용하여 종단 송신 스위치부터 상향 링크 상의 스위치들까지의 누적 사용가능 슬롯에 대한 정보를 통해 슬롯 정보를 갱신하되, 상향 링크상의 스위치들 중에서 종단 수신 스위치의 조상 스위치가 탐지되면, 이를 변곡 스위치로 설정할 수 있다.More specifically, the control device 100 uses uplink slot information from the terminal transmission switch to update the slot information through information on cumulative available slots from the terminal transmission switch to the switches on the uplink, while updating the slot information in the uplink. If the ancestor switch of the terminal receiving switch is detected among the switches on the link, it can be set as an inflection switch.

또한, 본원의 제2실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 슬롯 정보에 기초하여 파악할 수 있다.In addition, according to the second embodiment of the present application, the control device 100 uses the detected ancestral switch as an inflection switch and determines whether an allocable empty slot exists on the path from the inflection switch to the terminal receiving switch based on slot information. This can be understood.

달리 말해, 제어 장치(100)는 변곡 스위치의 자손인 종단 수신 스위치까지의 할당 가능한 빈 슬롯 정보와 종단 송신 스위치로부터 변곡 스위치까지의 탐색 과정에서 파악한 할당 가능한 누적 빈 슬롯 정보를 이용하여 종단 송신 스위치로부터 변곡 스위치를 거쳐 종단 수신 스위치까지 가는 경로상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지를 파악할 수 있다.In other words, the control device 100 uses the allocable empty slot information up to the terminal receiving switch, which is a descendant of the inflection switch, and the allocable accumulated empty slot information identified during the search process from the terminal transmitting switch to the inflection switch, from the terminal transmitting switch. It is possible to determine whether there are empty slots that can be assigned on the path from the inflection switch to the terminal reception switch.

또한, 제어 장치(100)는 해당 경로상에 빈 슬롯이 존재하면, 고려중인 변곡 스위치부터 종단 수신 스위치까지의 하향링크를 순차적으로 검색하면서 최종적으로 종단 수신 스위치까지의 경로와 슬롯을 함께 할당할 수 있다.In addition, if an empty slot exists on the path, the control device 100 can sequentially search the downlink from the inflection switch under consideration to the terminal reception switch and finally allocate the path and slot to the terminal reception switch together. there is.

달리 말해, 제어 장치(100)는 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.In other words, if there is an empty slot that can be allocated, the control device 100 can perform route setting and slot allocation based on slot information while searching along the downlink from the inflection switch.

보다 구체적으로, 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치까지의 여러 할당 가능한 경로들과 슬롯 중에서 할당할 경로 및 슬롯을 결정하기 위한 다양한 기준이 적용될 수 있으며, 일 예로 제어 장치(100)는 할당 가능한 슬롯이 존재하는 경로들 중에서 최소 홉수에 해당하는 경로를 선택하도록 동작할 수 있다.More specifically, various criteria may be applied to determine the path and slot to be allocated among the various allocable paths and slots from the inflection switch to the terminal receiving switch. For example, the control device 100 may determine which path and slot to allocate exists. It may operate to select a path corresponding to the minimum number of hops among the paths.

또한, 전술한 과정을 통해 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치를 향하는 전송 경로 및 슬롯 할당이 완료되고 나면, 제어 장치(100)는 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치에 전송할 수 있다.In addition, after the transmission path and slot allocation from the end-transmission switch to the end-reception switch are completed through the above-described process, the control device 100 includes result information including the result of the set transmission path and slot allocation in the transmission path. can be transmitted to a switch.

또한, 상기 결과 정보를 수신한 스위치는 전송 경로 상의 자신의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송할 수 있다.Additionally, the switch that has received the result information can transmit a slot reservation message to its neighbor switch on the transmission path.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 연결 해지 요청에 대응하여 해당 트래픽의 전송에 활용된 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present application, when the control device 100 receives a connection termination request for terminating the transmission of traffic from an end transmission switch, the control device 100 switches on the transmission path used for transmission of the traffic in response to the connection termination request. You can send a slot cancellation message.

도 8은 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치의 개략적인 구성도이다.Figure 8 is a schematic configuration diagram of a control device that performs offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-delay traffic transmission according to an embodiment of the present application.

도 8을 참조하면, 제어 장치(100)는 오프셋 설정부(110), 수신부(120), 분석부(130) 및 송신부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 분석부(130)는 경로 설정부(131) 및 슬롯 할당부(132)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the control device 100 may include an offset setting unit 110, a receiving unit 120, an analyzing unit 130, and a transmitting unit 140. Additionally, the analysis unit 130 may include a route setting unit 131 and a slot allocation unit 132.

오프셋 설정부(110)는 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간(transmission interval)의 시작점에 대한 오프셋을 설정할 수 있다.The offset setting unit 110 may set an offset for the starting point of a periodic transmission interval for each of a plurality of links in a network including a plurality of switches and a plurality of links.

본원의 일 실시예에 따르면, 오프셋 설정부(110)는 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하고, 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋(uplink offset) 및 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋(downlink offset)을 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the offset setting unit 110 generates a spanning tree for the network, and each of the plurality of links is based on level information on the spanning tree of each pair of switches corresponding to each of the plurality of links. A first offset of the uplink corresponding to and a second offset of the downlink corresponding to each of the plurality of links can be determined.

수신부(120)는 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신할 수 있다.The receiving unit 120 may receive an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through a network from an end-transmitting switch among a plurality of switches to an end-receiving switch among the plurality of switches.

분석부(130)는 복수의 링크마다 설정된 오프셋에 기초하여 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 해당 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행할 수 있다.The analysis unit 130 may set a transmission path corresponding to an end-to-end connection request based on the offset set for each of the plurality of links and perform slot allocation for each link included in the transmission path.

구체적으로, 경로 설정부(131)는 복수의 링크로 이루어진 스패닝 트리에 기초하여 네트워크를 이루는 종단 송신 스위치와 종단 수신 스위치 사이의 복수의 링크 중에서 스패닝 링크(L1), 보조 스패닝 링크(L2), 스키핑 링크(L3) 및 형제 링크(L4)를 포함하도록 전송 경로를 설정할 수 있다.Specifically, the route setting unit 131 selects a spanning link (L 1 ) and an auxiliary spanning link (L 2 ) among a plurality of links between an end-transmitting switch and an end-receiving switch forming a network based on a spanning tree consisting of a plurality of links. , the transmission path can be set to include a skipping link (L 3 ) and a sibling link (L 4 ).

또한, 슬롯 할당부(132)는 슬롯의 전송 구간(transmission interval) 내의 상대적 위치가 동등하도록 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 슬롯을 할당할 수 있다.Additionally, the slot allocation unit 132 may allocate a slot to each link included in the transmission path so that the relative positions within the transmission interval of the slots are equal.

송신부(140)는 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치에 전송할 수 있다. The transmitter 140 may transmit result information including the result of the set transmission path and slot allocation to the switch included in the transmission path.

또한, 송신부(140)는 수신부(120)가 종단 송신 스위치로부터 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 수신된 연결 해지 요청에 대응하여 해당 트래픽의 전송에 활용된 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.In addition, when the reception unit 120 receives a connection termination request for terminating the transmission of traffic from the terminal transmission switch, the transmission unit 140 sends a slot to the switch on the transmission path used for transmission of the traffic in response to the received connection termination request. A cancellation message can be sent.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Below, we will briefly look at the operation flow of the present application based on the details described above.

도 9는 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 대한 동작 흐름도이다.Figure 9 is an operation flowchart of an offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission according to an embodiment of the present application.

도 9에 도시된 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 앞서 설명된 제어 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 제어 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission shown in FIG. 9 can be performed by the control device 100 described above. Therefore, even if the content is omitted below, the content described with respect to the control device 100 can be equally applied to the description of the offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-delay traffic transmission.

도 9를 참조하면, 단계 S11에서 오프셋 설정부(110)는 (a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정할 수 있다.Referring to FIG. 9, in step S11, the offset setting unit 110 may (a) set an offset for the starting point of the periodic transmission section of each of the plurality of links for a network including a plurality of switches and a plurality of links.

다음으로, 단계 S12에서 수신부(120)는 (b) 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치 측으로 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신할 수 있다.Next, in step S12, the receiving unit 120 may (b) receive an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through the network from the terminal transmitting switch among the plurality of switches to the terminal receiving switch.

다음으로, 단계 S13에서 분석부(130)는 (c) 단계 S11에서 복수의 링크 각각에 대하여 설정된 오프셋에 기초하여 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행할 수 있다.Next, in step S13, the analysis unit 130 (c) sets a transmission path corresponding to the end-to-end connection request based on the offset set for each of the plurality of links in step S11 and establishes a slot for each link included in the transmission path. Allocation can be performed.

다음으로, 단계 S14에서 송신부(140)는 (d) 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치에 전송할 수 있다.Next, in step S14, the transmitter 140 may transmit (d) result information including the result of the set transmission path and slot allocation to the switch included in the transmission path.

다음으로, 단계 S15에서 수신부(120)는 종단 송신 스위치로부터 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하고, 송신부(140)는 연결 해지 요청에 대응하여 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.Next, in step S15, the receiving unit 120 receives a connection termination request for terminating the transmission of traffic from the terminal transmission switch, and the transmitting unit 140 may transmit a slot termination message to the switch on the transmission path in response to the connection termination request. there is.

상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S15는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S11 to S15 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, depending on the implementation of the present disclosure. Additionally, some steps may be omitted or the order between steps may be changed as needed.

도 10은 본원의 제1실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.Figure 10 is a detailed operation flowchart of the transmission path setting and slot allocation process according to the first embodiment of the present application.

도 10에 도시된 본원의 제1실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스는 앞서 설명된 제어 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 제어 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 10에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The transmission path setting and slot allocation process according to the first embodiment of the present application shown in FIG. 10 can be performed by the control device 100 described above. Therefore, even if the content is omitted below, the content described with respect to the control device 100 can be equally applied to the description of FIG. 10.

도 10을 참조하면, 단계 S1311에서 경로 설정부(131)는 (c1) 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.Referring to FIG. 10, in step S1311, the path setting unit 131 may detect an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink from the terminal transmitting switch (c1).

다음으로, 단계 S1312에서 경로 설정부(131)는 (c2) 단계 S1311에서 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정할 수 있다.Next, in step S1312, the path setting unit 131 may (c2) use the ancestor switch detected in step S1311 as an inflection switch and determine a candidate path to reach the terminal receiving switch while searching along the downlink from the inflection switch.

다음으로, 단계 S1313에서 경로 설정부(131)는 (c3) 후보 경로에 포함된 링크의 오프셋에 기초하여 후보 경로가 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 후보 경로를 전송 경로로 선택할 수 있다.Next, in step S1313, the path setting unit 131 selects a candidate path based on (c3) whether the candidate path satisfies the traffic transmission requirement corresponding to the end-to-end connection request based on the offset of the link included in the candidate path. You can select it as a transmission path.

상술한 설명에서, 단계 S1311 내지 S1313는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S1311 to S1313 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, depending on the implementation of the present application. Additionally, some steps may be omitted or the order between steps may be changed as needed.

도 11은 본원의 제2실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.Figure 11 is a detailed operational flowchart of the transmission path setting and slot allocation process according to the second embodiment of the present application.

도 11에 도시된 본원의 제2실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스는 앞서 설명된 제어 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 제어 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 10에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The transmission path setting and slot allocation process according to the second embodiment of the present application shown in FIG. 11 can be performed by the control device 100 described above. Therefore, even if the content is omitted below, the content described with respect to the control device 100 can be equally applied to the description of FIG. 10.

도 11을 참조하면, 단계 S1321에서 경로 설정부(131)는 (c1') 네트워크 내의 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집할 수 있다.Referring to FIG. 11, in step S1321, the route setting unit 131 may collect slot information including information about empty slots that can be allocated in the transmission section of each link for each of a plurality of links in the (c1') network. there is.

다음으로, 단계 S1322에서 경로 설정부(131)는 (c2') 종단 송신 스위치로부터 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.Next, in step S1322, the path setting unit 131 may detect the ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink in consideration of slot information from the terminal transmitting switch (c2').

다음으로, 단계 S1323에서 경로 설정부(131)는 (c3') 단계 S1322에서 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 슬롯 정보에 기초하여 파악할 수 있다.Next, in step S1323, the path setting unit 131 uses the ancestor switch detected in step S1322 as an inflection switch to check whether an empty slot that can be assigned exists on the path from the inflection switch to the terminal receiving switch. It can be figured out based on information.

다음으로, 단계 S1324에서 경로 설정부(131)는 (c4') 단계 S1323의 판단 결과 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.Next, in step S1324, if there is an empty slot that can be allocated as a result of the determination in step S1323 (c4'), the route setting unit 131 searches along the downlink from the inflection switch and sets the route and allocates the slot based on the slot information. It can be done.

상술한 설명에서, 단계 S1321 내지 S1324는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S1321 to S1324 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, depending on the implementation of the present application. Additionally, some steps may be omitted or the order between steps may be changed as needed.

지금까지 상술한 제어 장치(100) 및 복수의 스위치를 포함하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템에 대한 설명은, 본원의 구현예에 따라서, 하기에서 서술하는 중앙제어기와 스위치들, 스위치들을 연결하는 링크들로 이루어지는 네트워크에 대한 설명을 통해서 이해될 수 있다. 따라서, 이하, 생략된 내용이라고 하더라도 상술한 제어 장치(100) 및 복수의 스위치를 포함하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템에 대하여 설명된 내용은 하기의 중앙제어기와 네트워크의 운용 방식에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다. 달리 말해, 전술한 제어 장치(100)는 이하에서 설명하는 중앙제어기와 동등한 구성일 수 있다.A description of the offset-based transmission path and slot search-based communication system for end-to-end periodic low-latency traffic transmission including the control device 100 and a plurality of switches described so far, according to the implementation example of the present application, is as follows. It can be understood through the explanation of the network consisting of the central controller, switches, and links connecting the switches described in . Accordingly, hereinafter, even if the content is omitted, the content described about the offset-based transmission path and slot search-based communication system for end-to-end periodic low-latency traffic transmission including the above-described control device 100 and a plurality of switches is The same can be applied to the description of the central controller and network operation method below. In other words, the above-described control device 100 may have an equivalent configuration to the central controller described below.

본 발명에서 고려하는 네트워크는 스위치들과 이 스위치들을 연결하는 링크들 그리고 중앙제어기로 이루어진다. 스위치에는 다수의 입력 포트와 출력 포트가 존재하고, 어떤 스위치의 출력 포트를 통해 전송된 데이터는 출력 포트에 연결된 링크를 통해 다른 스위치의 입력 포트로 전달된다. 모든 스위치들은 네트워크의 기준 시간에 동기화가 되어 있다. 스위치는 수신 링크로부터 수신한 데이터를 일단 큐에 저장한 다음 송신 링크에서 전송하는 store-and-forward 방식이나 한 패킷의 일부를 수신한 이후에 바로 송신 링크로 전송하는 cut-through forwarding 방식으로 동작할 수 있다. 각 링크에서는 주기적인 저지연 트래픽 전송을 위하여 주기적인 전송구간을 정의하고 이 전송구간에서 저지연 트래픽을 전송한다. 종단간 트래픽들에 대하여 다양한 전송 주기가 존재하는 경우에, 주기적 전송 구간의 주기는 종단간 트래픽들의 전송 주기들을 대표할 수 있도록 설정될 수 있다.The network considered in the present invention consists of switches, links connecting these switches, and a central controller. A switch has multiple input ports and output ports, and data transmitted through the output port of one switch is transmitted to the input port of another switch through the link connected to the output port. All switches are synchronized to the network's standard time. The switch can operate in a store-and-forward method, in which data received from the receiving link is stored in a queue and then transmitted on the transmitting link, or in a cut-through forwarding method, in which part of a packet is received and then immediately transmitted to the transmitting link. You can. Each link defines a periodic transmission section for periodic low-delay traffic transmission and transmits low-delay traffic in this transmission section. When various transmission periods exist for end-to-end traffic, the period of the periodic transmission section can be set to represent the transmission periods of end-to-end traffic.

시스템의 구성 요소 중 하나인 중앙제어기는 네트워크내의 각 스위치들의 전송 링크에서의 전송 구간 시작시점 지연 오프셋 값을 결정하여 스위치들에게 알려준다. 또한 종단간 연결 요청을 받으면, 사용 가능한 종단간 전송 경로들을 탐색하고, 각 전송 경로를 구성하는 링크들의 주기적인 전송 구간 내에 해당 연결을 위해 할당할 전송 슬롯을 결정한다. 중앙제어기는 네트워크내의 모든 링크들에서의 전송 구간의 슬롯 할당 내역을 수집하여 파악한다. 사용 가능한 전송 경로는 해당 전송 경로를 구성하는 링크들 모두에서 각 링크의 주기적 전송 구간에 해당 연결을 위한 데이터 전송 슬롯들이 할당될 수 있는 경로이다. 어떤 종단간 연결의 트래픽을 위한 전송 슬롯의 예약은 경로를 구성하는 링크들의 주기적 전송 구간들 내에서 이루어지며 각 전송 구간들에서 상대적으로 동일한 시점에서 이루어진다. 중앙제어기가 어떤 종단간 전송 연결을 위하여 경로와 경로상의 슬롯을 스케줄링하면 이를 종단간 경로 상에 존재하는 스위치들에 통지한다. 통지받은 해당 스위치들은 경로 상의 송신 링크에 해당 데이터 전송을 위한 슬롯을 설정, 예약하고 슬롯 할당 정보를 테이블에 저장한다. 또한 중앙제어기는 각 스위치의 자손 스위치들이 무엇인지 파악한다. 이 때 자손과 조상 스위치 관계는 스패닝 트리에 기반하고 네트워크의 링크들을 이용하여 설정한다.The central controller, one of the components of the system, determines the delay offset value at the start of the transmission section in the transmission link of each switch in the network and informs the switches. Additionally, when an end-to-end connection request is received, available end-to-end transmission paths are searched and a transmission slot to be allocated for the connection is determined within the periodic transmission interval of the links that make up each transmission path. The central controller collects and determines the slot allocation details of the transmission section of all links in the network. An available transmission path is a path in which data transmission slots for the connection can be assigned to the periodic transmission section of each link among all links constituting the transmission path. Reservation of transmission slots for traffic of an end-to-end connection is made within the periodic transmission sections of the links constituting the path and is made at relatively the same time in each transmission section. When the central controller schedules a path and a slot on the path for an end-to-end transmission connection, it notifies the switches existing on the end-to-end path. The notified switches set and reserve slots for data transmission on the transmission link on the path and store the slot allocation information in the table. Additionally, the central controller determines what the descendant switches of each switch are. At this time, the relationship between descendants and ancestor switches is based on spanning tree and is established using network links.

[1. 스패닝 트리 레벨에 기반한 차별적인 주기적 전송구간 시작 시점 결정과 이에 따른 종단간 전송 지연의 계산.][One. Determination of start point of differential periodic transmission section based on spanning tree level and calculation of end-to-end transmission delay accordingly.]

본 발명의 내용인 주기적 전송구간의 차별적인 시작 시점의 결정은 다음과 같이 이루어진다. 본 발명에서는 스위치들 사이의 링크마다 기준 시간 대비 시작 시간 오프셋 값을 부여받는다. 도 6은 링크들에 부여된 시작 시간 오프셋 값들의 예를 보인 것이다. 전송구간의 시작 시점 오프셋 값을 결정하기 위해서 네트워크의 중앙 제어기는 스패닝 트리를 구성한다. 스패닝 트리의 구성은 기존에 알려진 방식들 중 하나를 사용할 수 있다. 스패닝 트리가 구성되면, 네트워크의 각 스위치는 트리 상의 레벨 값을 부여받는다. 예를 들어서 루트 노드인 스위치의 레벨은 0이고 부모 노드의 자식 노드들은 부모 노드의 레벨보다 1만큼 증가한 레벨 값을 부여받는다. 스위치들의 레벨이 정해지면 이로부터 스위치들을 잇는 링크들의 시간 오프셋 값들을 정한다. 두 스위치를 연결하는 링크의 전송구간의 시작 시점 오프셋은 링크의 전송 스위치의 스패닝 트리 상에서의 레벨에 의해서 결정된다. 예를 들어서 스패닝 트리의 최대 레벨이 H인 경우에 링크의 전송 스위치 레벨이 i이고 수신 스위치 레벨이 i보다 작은 상향 링크의 경우 즉 스패닝 트리의 루트 방향으로의 링크인 경우, 해당 링크의 시간 오프셋은 (H-i)D가 될 수 있다. 여기서 D는 시간 오프셋의 기본 단위이며, 이 값은 store-and-forwarding 방식에서는 스위치가 한번에 전송할 수 있는 데이터 패킷 전송시간의 최대값 이상이 되어야 하고, cut-through forwarding 방식에서는 데이터 패킷의 헤더 처리 시간 이상이 되어야 한다. 스패닝 트리의 가장 최대 레벨 스위치로부터 송신되는 링크의 전송 구간 시작 시점이 기준 시점이 된다. 만일 링크의 전송 스위치 레벨 i가 수신 스위치 레벨보다 낮은 하향 링크의 경우에 해당 링크의 시간 오프셋은 (H+i)D가 될 수 있다. 만일 링크의 송신 스위치 레벨과 수신 스위치 레벨이 i로 동일한 경우에는 해당 링크의 시간 오프셋은 임의로 잡을 수 있는데, 예를 들어서 해당 링크의 송신 스위치로부터 출발하는 상향링크의 시간 오프셋인 (H-i)D도 가능하며 또한 해당 링크의 수신 스위치로 들어오는 하향링크의 시간 오프셋도 가능하다. 링크들의 전송 시간 오프셋이 정해지면, 각 링크의 전송 구간의 시작점은 네트워크 전체의 기준 시간에 해당 링크의 전송 시간 오프셋만큼 지연되어서 시작한다. 링크의 송수신 스위치들의 레벨차이가 1인 링크로써 스패닝 트리를 구성하는 링크를 스패닝(spanning) 링크라고 한다. 링크의 송수신 스위치들의 레벨차이가 1보다 큰 링크들은 스키핑(skipping) 링크라고 한다. 링크의 송수신 스위치들의 레벨이 동일한 링크들은 형제(sibling) 링크라고 한다. 레벨 차이가 1인 스위치들을 연결하지만 스패닝 링크에 속하지 않는 링크들은 보조(auxiliary) 스패닝 링크이다. 형제 링크는 지연 형제 링크와 비지연 형제 링크로 이루어진다. 지연 형제 링크는 종단간 경로에 포함되면 지연 형제 링크를 포함하지 않는 종단간 경로에 비해서 종단간 지연이 증가하는 형제 링크이고, 비지연 형제 링크는 종단간 경로에 포함되더라도 종단간 지연을 추가적으로 증가시키지 않는 형제 링크이다.The determination of the differential start time of the periodic transmission section, which is the subject of the present invention, is made as follows. In the present invention, each link between switches is given a start time offset value compared to the reference time. Figure 6 shows an example of start time offset values assigned to links. To determine the offset value at the start of a transmission section, the central controller of the network configures a spanning tree. The spanning tree can be constructed using one of the existing known methods. When a spanning tree is configured, each switch in the network is assigned a level value on the tree. For example, the level of the switch, which is the root node, is 0, and the child nodes of the parent node are given a level value that is 1 more than the level of the parent node. Once the level of the switches is determined, the time offset values of the links connecting the switches are determined from this. The offset at the start of the transmission section of the link connecting two switches is determined by the level on the spanning tree of the link's transmission switch. For example, if the maximum level of the spanning tree is H, the transmission switch level of the link is i and the receiving switch level is less than i in the uplink, that is, in the case of a link in the root direction of the spanning tree, the time offset of the link is It can be (H-i)D. Here, D is the basic unit of time offset. In the store-and-forwarding method, this value must be greater than the maximum value of the data packet transmission time that the switch can transmit at once, and in the cut-through forwarding method, the header processing time of the data packet It should be more than that. The start point of the transmission section of the link transmitted from the highest level switch of the spanning tree becomes the reference point. If the link's transmission switch level i is lower than the reception switch level in the downlink, the time offset of the link may be (H+i)D. If the transmit switch level and the receive switch level of the link are the same as i, the time offset of the link can be arbitrarily set. For example, (H-i)D, which is the time offset of the uplink starting from the transmit switch of the link, is also possible. In addition, the time offset of the downlink coming into the receiving switch of the link is also possible. Once the transmission time offsets of the links are determined, the start point of the transmission section of each link starts delayed by the transmission time offset of the link in question from the standard time of the entire network. A link in which the level difference between the transmitting and receiving switches of the link is 1, and the link that forms the spanning tree is called a spanning link. Links where the level difference between the link's transmitting and receiving switches are greater than 1 are called skipping links. Links where the transmit and receive switches of the link are at the same level are called sibling links. Links that connect switches with a level difference of 1 but do not belong to a spanning link are auxiliary spanning links. A sibling link consists of a delayed sibling link and a non-delayed sibling link. A delayed sibling link is a sibling link that, when included in an end-to-end path, increases the end-to-end delay compared to an end-to-end path that does not include a delayed sibling link. A non-delayed sibling link does not additionally increase the end-to-end delay even if included in an end-to-end path. It is not a sibling link.

링크의 전송 구간의 시작시점이 네트워크 전체의 기준 시간에서 해당 링크의 전송 시간 오프셋만큼 지연되어서 시작하는 경우에, 종단간 경로를 구성하는 링크들의 전송구간들 내 동일한 슬롯 위치에서 해당 종단간 연결의 트래픽이 전송될 수 있다. 이는 전술한 도 4와 도 5에서 보여진다. 이에 따라 각 스위치에서의 전송지연은 수신 링크와 송신 링크의 전송구간 시작 시점의 시간 오프셋 차이와 동일해질 수 있고, 종단간 전송 지연은 종단간 경로를 구성하는 링크들의 시간 오프셋들의 누적 값이 될 수 있다.When the start point of a link's transmission section is delayed by the transmission time offset of the link from the standard time of the entire network, the traffic of the corresponding end-to-end connection is located at the same slot location within the transmission sections of the links that make up the end-to-end path. This can be transmitted. This is shown in Figures 4 and 5 described above. Accordingly, the transmission delay at each switch can be equal to the difference in time offset at the start of the transmission section of the receiving link and the transmitting link, and the end-to-end transmission delay can be the cumulative value of the time offsets of the links that make up the end-to-end path. there is.

어떤 종단간 연결의 두 종단 스위치 각각의 스패닝 트리 레벨이 i와 j이고, 두 종단 스위치가 이웃하는 스위치가 아닌 경우에, 종단간 경로가 스패닝 링크, 보조 스패닝 링크, 스키핑 링크, 형제링크로 이루어지면 종단간 전송 지연은 고정적으로 정해질 수 있으며 그 값의 최대값은 예를 들어서 (i+j-1)*D이 될 수 있다.If the spanning tree levels of each of the two end switches of an end-to-end connection are i and j, and the two end switches are not neighboring switches, if the end-to-end path consists of a spanning link, an auxiliary spanning link, a skipping link, and a sibling link, The end-to-end transmission delay can be fixed and its maximum value can be, for example, (i+j-1)*D.

스패닝 링크 또는 보조 스패닝 링크 또는 스키핑 링크로 이루어진 고정지연 종단간 경로는 종단 송신 스위치 이후의 루트 방향으로의 상향 링크들을 따라가다가 종단 수신 스위치의 조상 노드에 도달하면 이후 종단 수신 스위치까지 이어지는 연속된 하향링크들로 이루어진다. 한편 이러한 종단간 경로를 구성하는 연속된 상향링크들에 속한 어떤 스위치와 경로를 구성하는 하향링크들의 어떤 중간 스위치를 잇는 링크가 존재하고 이 두 스위치가 동일 레벨에 있다면, 두 스위치를 연결하는 링크는 특별히 비지연 형제 링크라고 한다.A fixed-delay end-to-end path consisting of spanning links, auxiliary spanning links, or skipping links follows the uplinks in the root direction after the end-transmitting switch, and when it reaches the ancestor node of the end-receiving switch, it continues downlinks to the end-receiving switch. It is made up of On the other hand, if there is a link connecting a switch in the continuous uplinks that make up this end-to-end path and a certain intermediate switch in the downlinks that make up the path, and these two switches are at the same level, the link connecting the two switches is In particular, it is called the non-Jiyeon sibling link.

즉, 종단 송신 스위치부터 시작하는 연속된 상향 링크 이후에 형제 링크를 통과하고 그 이후 종단 수신 스위치까지 하향링크를 거쳐가면 이 형제 링크로 인한 지연 추가는 형제 링크를 사용하지 않은 경우에 비해서 없다. 따라서 이러한 특성을 가지는 경로상의 형제링크를 비지연 형제 링크(nondelaying sibling link)라고 한다. 비지연 형제링크는 종단간 경로 중에 형제 링크가 한번만 사용되고, 형제링크의 수신단은 항상 수신 종단 노드의 조상 노드여야 하고, 이에 따라서 비지연 형제링크의 수신 노드는 다음 이어지는 링크를 수신 종단 노드를 향하는 하향링크로 잡을 수 있어야 한다. 한편 스위치의 조상 스위치는 자기 자신을 포함한다.In other words, if the continuous uplink starting from the terminal transmitting switch passes through the sibling link and then the downlink to the terminal receiving switch, there is no additional delay due to the sibling link compared to the case where the sibling link is not used. Therefore, a sibling link on a path with these characteristics is called a nondelaying sibling link. In a non-delayed sibling link, the sibling link is used only once during the end-to-end path, and the receiving end of the sibling link must always be the ancestor node of the receiving end node. Accordingly, the receiving node of the non-delayed sibling link sends the next subsequent link downward toward the receiving end node. You should be able to catch it with a link. Meanwhile, the switch's ancestor switch includes itself.

형제 링크들 중에서 비지연 형제링크를 제외한 형제 링크를 지연 형제링크라고 한다. 지연 형제링크를 포함한 종단간 경로 설정도 가능하나, 지연 형제링크를 경로상에 하나 포함할 때마다 전송 지연은 최대 시작시점 오프셋만큼 증가한다. 종단간 지연 요구치가 충분히 여유가 있을 때는 지연 형제링크를 포함하여 종단간 경로를 설정할 수 있다. 지연 형제 링크와 비지연 형제 링크를 이용한 종단간 경로의 예들은 전술한 도 7에 나타나있다. 구체적으로, 도 7의 (a) 형제링크를 사용하지 않고, 스패닝 링크, 보조 스패닝 링크 등만 사용한 종단간 경로 설정의 예를 보인다. 도 7의 (b)는 비지연 형제링크를 추가로 사용하는 경우의 종단간 경로 설정의 예를 보인다. (a)와 (b)의 종단간 지연 값은 동일하다. 도 7의 (c )는 지연 형제 링크를 사용하는 경우의 종단간 경로 설정의 예를 보인다. 하나의 지연 형제 링크를 사용할 때마다 전송구간의 주기인 Z만큼의 추가적인 지연이 발생함을 보인다.Among sibling links, sibling links excluding non-delayed sibling links are called delayed sibling links. It is also possible to configure an end-to-end path including a delayed sibling link, but each time a delayed sibling link is included in the path, the transmission delay increases by the maximum start offset. When the end-to-end delay requirement is sufficient, an end-to-end path can be established including delayed sibling links. Examples of end-to-end paths using delayed sibling links and non-delayed sibling links are shown in FIG. 7 described above. Specifically, Figure 7 (a) shows an example of end-to-end path setting using only spanning links, auxiliary spanning links, etc., without using sibling links. Figure 7(b) shows an example of end-to-end path setting when additional non-delay sibling links are used. The end-to-end delay values in (a) and (b) are the same. Figure 7(c) shows an example of end-to-end path setting when using a delayed sibling link. It shows that whenever one delayed sibling link is used, an additional delay equal to Z, which is the period of the transmission section, occurs.

[2. 고정적 종단간 저지연을 위한 종단간 경로 및 슬롯 할당 방법][2. End-to-end path and slot allocation method for fixed end-to-end low delay]

고정적인 종단간 저지연 전송을 위하여, 종단간 송수신 스위치들 사이에서 여러 스패닝 링크, 보조 스패닝 링크, 스키핑 링크, 형제 링크들을 이용하여 종단간 경로를 설정하고 이 경로상의 링크들의 전송 구간 내에 슬롯을 할당해야 한다. 이 때 종단간 최소 저지연 전송을 위해서는 비지연 형제 링크들을 사용할 수 있다.For fixed end-to-end low-latency transmission, an end-to-end path is established using multiple spanning links, auxiliary spanning links, skipping links, and sibling links between end-to-end transmission and reception switches, and slots are allocated within the transmission section of the links on this path. Should be. At this time, non-delay sibling links can be used for minimum end-to-end low-latency transmission.

종단간 경로를 구성하기 위하여 중앙제어기는 먼저 각 스위치의 스패닝 트리에 기반한 자손 노드들이 무엇인지 파악한다. 이 때, 스패닝 링크뿐 아니라, 스키핑 링크와 보조 스패닝 링크로 연결된 스위치들도 그 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 있으면 자손 관계에 있다고 본다.To construct an end-to-end path, the central controller first determines what the descendant nodes are based on the spanning tree of each switch. At this time, not only the spanning link, but also the switches connected by the skipping link and the auxiliary spanning link are considered to be descendants if there is a level difference in the spanning tree.

(1) 종단간 경로들의 설정 후 슬롯 할당 방식(1) Slot allocation method after setting end-to-end paths

이 방식에서는 종단간 경로와 슬롯 할당은 두 단계로 이루어진다. 먼저 링크들의 슬롯 사용 현황을 고려하지 않고 모든 종단간 연결들에 대하여 종단간 경로를 선택하고, 이 후 각 링크에 할당된 종단간 연결들을 위하여 링크의 주기적 전송구간에서 슬롯을 할당한다. 이러한 과정은 도 12에 나타나 있다.In this method, end-to-end path and slot allocation occurs in two steps. First, an end-to-end path is selected for all end-to-end connections without considering the slot usage status of the links, and then slots are allocated in the periodic transmission section of the link for the end-to-end connections assigned to each link. This process is shown in Figure 12.

이 경우 종단간 경로 구성 방법은 다음과 같다. 종단 송신 스위치로부터 스패닝 트리의 루트 노드 방향으로 가는 연속된 상향 링크들로 경로를 구성한다. 상향 링크를 따라 올라가다가 종단 수신 스위치의 조상 노드인 스위치를 만나면, 그 때부터 경로에 종단 수신 스위치를 향한 하향링크를 추가한다. 이 하향링크는 종단 목적 스위치에 도착할 때까지 계속된다. 이 때 상향 링크와 하향 링크는 스패닝 링크만 이용할 수도 있고, 보조 스패닝 링크와 스키핑 링크들도 이용할 수도 있다.In this case, the end-to-end path configuration method is as follows. The path is composed of consecutive uplinks from the terminal transmission switch toward the root node of the spanning tree. When going up the uplink and encountering a switch that is the ancestor node of the terminal receiving switch, a downlink toward the terminal receiving switch is added to the path from then on. This downlink continues until it reaches the terminating destination switch. At this time, the uplink and downlink may use only spanning links, or auxiliary spanning links and skipping links may also be used.

한편 종단간 경로 구성에 비지연 형제 링크를 포함시킬 수 있다. 상향 경로 상의 스위치 중 자신의 형제링크의 수신 스위치가 종단 목적지의 조상 노드이면, 더 이상의 상향경로 이용을 중지하고, 해당 형제링크를 경로에 포함시킨다. 이 형제링크는 비지연 형제링크이다. 이 후 비지연 형제링크의 수신스위치부터 종단 목적지를 향하는 하향 경로를 경로에 포함한다. 다양한 경로들이 존재하는 상황에서 종단간 경로를 선택하는 기준은 다양하게 존재할 수 있으며, 한 예로 종단간 최소 홉수를 가지는 경로를 선택할 수 있다.Meanwhile, non-delayed sibling links can be included in the end-to-end path configuration. If the receiving switch of its sibling link among the switches on the uplink path is the ancestor node of the terminal destination, further use of the uplink path is stopped and the sibling link is included in the path. This sibling link is a non-delayed sibling link. Afterwards, the path includes a downward path from the receiving switch of the non-delayed sibling link to the terminal destination. In a situation where various paths exist, there may be various criteria for selecting an end-to-end path. For example, a path with the minimum number of hops between end-to-ends can be selected.

종단간 경로 구성에 지연 형제링크를 포함할 수도 있다. 이 경우에 지연 형제링크를 포함하지 않는 경우에 비해서 종단간 지연은 더 증가한다.Delayed sibling links can also be included in the end-to-end path configuration. In this case, the end-to-end delay increases further compared to the case where no delayed sibling links are included.

모든 종단간 경로들이 설정된 이후 각 링크에서의 슬롯 할당은 다음과 같이 수행될 수 있다. 이 때 종단간 연결을 위한 경로를 구성하는 링크들에서 이 링크들의 주기적 전송구간들 내의 동일 슬롯 위치에서 슬롯을 할당한다. 이를 위하며 먼저 종단간 연결의 전송 경로에 따라서 각 링크에서 전송해야 하는 종단간 연결들과 그 전송 데이터량들에 대한 정보를 수집한다. 네트워크 내의 링크들 중에서 가장 우선순위가 높은 링크를 선택하고 이 링크에서 슬롯이 아직 할당 되지 않은 종단간 연결들 중 가장 우선순위가 높은 종단간 연결 트래픽에 대해서 슬롯 할당을 수행한다. 이 때 해당 종단간 연결을 수용하는 모든 링크에서도 동일한 전송구간 내 위치에서 슬롯 할당이 이루어진다. 우선순위의 결정 기법은 다양하게 이루어질 수 있다. 예를 들어서 링크의 우선순위는 현재 미스케줄링 된 트래픽양에 의해서 결정될 수 있다. 한번에 하나의 종단간 연결에 대하여 슬롯 할당을 수행하고 이러한 과정을 모든 연결에 대하여 슬롯 할당이 완료될 때까지 반복한다.After all end-to-end paths are established, slot allocation on each link can be performed as follows. At this time, the links forming the path for the end-to-end connection are allocated slots at the same slot positions within the periodic transmission sections of these links. To achieve this, first, information on the end-to-end connections and the amount of data to be transmitted on each link is collected according to the transmission path of the end-to-end connection. The link with the highest priority among links in the network is selected, and slot allocation is performed for the highest priority end-to-end connection traffic among end-to-end connections for which slots have not yet been assigned on this link. At this time, slot allocation is made at a location within the same transmission section on all links that accommodate the end-to-end connection. Priority determination techniques can be implemented in various ways. For example, the priority of a link can be determined by the amount of currently unscheduled traffic. Slot allocation is performed for one end-to-end connection at a time, and this process is repeated until slot allocation is completed for all connections.

(2) 순차적인 종단간 경로 및 슬롯 할당 방식(2) Sequential end-to-end path and slot allocation method

모든 종단간 연결들을 한꺼번에 모두 고려하여 경로 및 슬롯 할당을 하지 않고, 종단간 연결 요청들이 시간차를 두고 순차적으로 발생하는 경우에 순차적인 (on-line) 경로 및 슬롯 할당을 할 수 있다. 이러한 과정은 도 13에 나타나있다.Instead of allocating paths and slots by considering all end-to-end connections at once, sequential (on-line) path and slot allocation can be made when end-to-end connection requests occur sequentially with a time difference. This process is shown in Figure 13.

경로 및 슬롯 할당을 위하여, 먼저 각 링크의 전송구간에서 할당 가능한 빈 슬롯들에 대한 정보를 파악한다. 그리고 각 스위치의 각 자손 스위치까지의 할당 가능한 빈 슬롯 정보를 파악하고 이들을 경로 및 슬롯 할당에 사용한다.To allocate paths and slots, information about available empty slots that can be allocated in the transmission section of each link is first identified. Then, information on available empty slots for each switch's descendant switches is identified and used for path and slot allocation.

송신 종단 스위치로부터 상향 링크들을 탐색하면서 만나는 링크들의 할당가능 슬롯 정보를 이용하여 송신 종단 스위치부터 상향 링크상의 스위치들까지의 누적 사용가능 슬롯 정보들을 갱신한다. 상향 링크상의 스위치들 중에서 종단 수신 스위치의 조상인 스위치를 만나면 이를 변곡 스위치라고 한다. 특정 변곡 스위치의 자손인 종단 수신 스위치까지의 할당 가능한 빈 슬롯 정보와 송신 종단 스위치로부터 이 변곡 스위치까지의 탐색 과정에서 파악한 할당 가능한 누적 빈 슬롯 정보를 이용하여 송신 종단 스위치로부터 이 변곡 스위치를 거쳐서 종단 수신 스위치까지 가는 경로상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지를 파악한다.The cumulative available slot information from the transmission end switch to the switches on the uplink is updated using the allocable slot information of the links encountered while searching uplinks from the transmission end switch. Among the switches on the uplink, if a switch that is the ancestor of the terminal reception switch is encountered, it is called an inflection switch. Using the allocable empty slot information up to the terminal reception switch that is a descendant of a specific inflection switch and the allocable accumulated empty slot information identified during the search process from the transmission end switch to this inflection switch, the terminal reception goes from the transmission end switch through this inflection switch. Determine whether there are empty slots available for allocation on the path to the switch.

만일 해당 경로상에 빈 슬롯이 존재하면, 고려중인 변곡 스위치부터 종단 수신 스위치까지의 하향링크를 순차적으로 검색하면서 최종적으로 종단 수신 스위치까지의 경로와 슬롯을 할당한다. 이때 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치까지의 여러 할당 가능한 경로들과 슬롯들 중에서 할당할 경로와 이 경로상의 슬롯을 할당하는 것은 여러 가지 기준이 있을 수 있으며, 예를 들어서 할당 가능한 슬롯이 존재하는 경로들 중에서 최소 홉수에 해당하는 경로를 선택할 수 있다.If an empty slot exists on the path, the downlink from the inflection switch under consideration to the terminal reception switch is sequentially searched, and the path and slot to the terminal reception switch are finally allocated. At this time, among the various assignable paths and slots from the inflection switch to the terminal reception switch, there may be various criteria for allocating the path to be assigned and the slot on this path. For example, among the paths for which allocable slots exist, You can select the path corresponding to the minimum number of hops.

만일 종단간 연결에서 요구하는 전송량의 요구치보다 슬롯 할당이 부족하면 부족한 슬롯을 채우기 위하여 송신 종단 스위치부터의 경로 및 슬롯 할당 탐색 과정을 다시 반복한다. 이로써 종단간 연결을 위하여 다중의 경로가 할당 될 수 있다.If the slot allocation is insufficient for the transmission amount required for the end-to-end connection, the path and slot allocation search process from the transmitting end switch is repeated again to fill the insufficient slots. This allows multiple paths to be allocated for end-to-end connectivity.

변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치까지의 경로와 슬롯이 할당되면, 변곡 스위치부터 종단 수신 스위치까지의 빈 슬롯 정보를 갱신하고 이후의 경로 및 슬롯 탐색과정에서 사용한다.When the path and slot from the inflection switch to the terminal receiving switch are allocated, the empty slot information from the inflection switch to the terminal receiving switch is updated and used in the subsequent path and slot search process.

고정적인 종단간 지연을 달성하기 위한 경로 탐색 시 상향 링크의 변곡 스위치 탐색은 두 가지로 이루어진다. 종단 송신 스위치의 조상 스위치이면서 종단 수신 스위치의 조상인 스위치는 변곡 스위치가 될 수 있으며, 또한 종단 송신 스위치의 조상 스위치와 1 홉 형제 링크로 연결되면서 종단 수신 스위치의 조상인 스위치도 변곡 스위치가 될 수 있다.When searching a path to achieve a fixed end-to-end delay, the inflection switch search of the uplink is done in two ways. A switch that is both the ancestor of the end-transmitting switch and the ancestor of the end-receiving switch can become an inflection switch. Additionally, a switch that is the ancestor of the end-receiving switch by being connected to the ancestor switch of the end-transmitting switch through a 1-hop sibling link can also become an inflection switch. there is.

[3. 종단간 경로 및 슬롯 할당/해지를 위한 중앙제어기와 스위치들 사이의 메시지 교환][3. Message exchange between central controller and switches for end-to-end path and slot allocation/release]

도 14는 종단간 저지연 전송 경로의 중앙 집중식 설정시 본 발명에서 제안하는 중앙제어기와 종단 스위치와 경로 스위치들 사이의 신호 메시지의 흐름을 나타낸 것이다. 중앙 제어기는 네트워크 링크들의 주기적 전송 구간에서의 슬롯 할당 정보를 보유하고 있다. 신호 메시지들과 관련된 동작에 대한 상세한 설명은 아래와 같다. 1) 데이터를 송신하는 종단 스위치는 제어기에 수신 스위치까지의 경로 및 슬롯 할당을 요청하는 메시지는 보낸다. 이 메시지의 구성요소는 수신단 스위치와 종단간 전송 지연의 요구치, 전송 데이터의 주기, 한 주기당 전송 데이터 양을 포함한다. 2) 중앙 제어기는 종단 스위치로부터의 요청을 받으면, 보유한 링크들의 슬롯 할당 정보를 이용하여 종단간 경로와 이 경로를 구성하는 링크들에서의 할당할 슬롯을 결정한다. 3) 중앙 제어기는 결정한 종단간 경로상의 스위치들과 수신 종단 스위치에 슬롯 할당 정보를 전송한다. 4) 슬롯 할당 메시지를 수신한 스위치들은 이에 대한 가능여부를 응답메시지를 통해서 다시 중앙 제어기에 전송한다. 5)경로상의 모든 스위치들에서 응답 메시지를 받은 중앙 제어기는 송신 종단 스위치에게 경로 설정 완료 메시지를 전송한다. 6) 송신 종단 스위치는 종단간 경로 상의 이웃 스위치에게 슬롯 예약 메시지를 보내고 이 메시지에는 종단간 경로 id와 경로상의 스위치 정보를 포함한다. 해당 메시지를 받은 스위치는 해당 링크의 슬롯을 최종적으로 예약한다. 이어서 해당 경로 상의 다음 스위치에게 동일한 메시지를 전송하고 이는 최종적으로 수신 종단 스위치까지 전달된다. 7) 수신 종단 스위치는 슬롯 예약 완료 메시지를 이전 스위치에게 전송하고, 이는 송신 종단 스위치까지 연속된다. 8) 송신 종단 스위치는 데이터 전송을 시작한다. 이러한 메시지들의 흐름의 일부는 생략될 수 있다.Figure 14 shows the flow of signal messages between the central controller, end switches, and path switches proposed in the present invention when centrally setting an end-to-end low-delay transmission path. The central controller holds slot allocation information in the periodic transmission section of network links. A detailed description of operations related to signaling messages is as follows. 1) The terminal switch transmitting data sends a message to the controller requesting path and slot allocation to the receiving switch. The components of this message include the transmission delay requirements between the receiving end switch and the end-to-end, the period of transmitted data, and the amount of transmitted data per cycle. 2) When the central controller receives a request from an end switch, it uses the slot allocation information of the links it possesses to determine the end-to-end path and the slots to be assigned to the links that make up this path. 3) The central controller transmits slot allocation information to the switches on the determined end-to-end path and the receiving end switch. 4) Switches that have received the slot allocation message send back to the central controller whether it is possible or not through a response message. 5) The central controller, which receives response messages from all switches on the path, transmits a path setting completion message to the transmitting end switch. 6) The transmitting end switch sends a slot reservation message to the neighboring switch on the end-to-end path, and this message includes the end-to-end path id and switch information on the path. The switch that received the message ultimately reserves the slot for the link. The same message is then transmitted to the next switch on the path, and it is finally delivered to the receiving end switch. 7) The receiving end switch transmits a slot reservation completion message to the previous switch, and this continues to the sending end switch. 8) The transmission end switch starts data transmission. Some of these message flows may be omitted.

도 15는 데이터 전송이 끝난 이후에 할당된 슬롯들을 해지하기 위한 신호 메시지들의 흐름을 나타낸다. 신호 메시지들과 관련된 동작에 대한 상세한 설명은 아래와 같다. 1) 송신 종단 스위치는 데이터 전송을 중지하게 되면, 제어기에 연결 해지 요청 메시지를 보낸다. 2) 제어기는 경로상의 스위치들과 수신 종단 스위치에 이 연결에 할당된 슬롯들을 해지한다는 슬롯 해지 메시지를 보낸다. 3) 슬롯 해지 메시지를 받은 스위치들은 슬롯 해지 응답 메시지를 제어기에 보낸다. 4) 제어기는 모든 관련 스위치들로부터 슬롯 해지 응답 메시지를 받으면 경로 슬롯 관리 테이블을 갱신하고 5)제어기는 송신 종단 스위치에 연결 해지 응답 메시지를 보낸다.Figure 15 shows the flow of signaling messages for canceling allocated slots after data transmission is completed. A detailed description of operations related to signaling messages is as follows. 1) When the transmission end switch stops transmitting data, it sends a connection termination request message to the controller. 2) The controller sends a slot cancellation message to the switches on the path and the receiving end switch to cancel the slots assigned to this connection. 3) Switches that receive the slot cancellation message send a slot cancellation response message to the controller. 4) When the controller receives a slot cancellation response message from all related switches, it updates the path slot management table. 5) The controller sends a connection cancellation response message to the transmitting end switch.

한편, 전술한 도 4를 참조하면, 스위치가 store and forwarding 방식으로 동작하는 경우에 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작 시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작 시점이 데이터 패킷의 최대 전송시간 이상의 시간 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 보여주는 그림이다. 전술한 도 5를 참조하면, 스위치가 수신 링크에서 완전한 패킷 수신 완료 이전에 패킷 수신을 하면서 해당 패킷을 송신 링크에서 전송하는 cut-through forwarding을 하는 경우에 수신 링크의 전송 구간 시작 시점과 송신 링크의 전송 구간 시작 시점이 cut-through forwarding을 위해 필요한 헤더 처리 시간 이상 지연되는 경우에, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 모두의 동일한 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 보여주는 그림이다.Meanwhile, referring to FIG. 4 described above, when the switch operates in a store and forwarding manner, the start point of the transmission section of the transmission link of the switch is a time offset greater than the maximum transmission time of the data packet than the start time of the transmission section of the switch's reception link. This figure shows that if there is a delay of that amount, the same data packet can be received and transmitted at the same slot location within the transmission section of the reception link and the transmission section of the corresponding transmission link. Referring to FIG. 5 described above, when a switch performs cut-through forwarding in which packets are received on the receiving link and the packet is transmitted on the transmitting link before complete packet reception is completed, the start point of the transmission section of the receiving link and the transmission link of the transmitting link are If the start of the transmission section is delayed by more than the header processing time required for cut-through forwarding, the same data packet will be received and transmitted at the same slot location in both the transmission section of the receiving link and the transmission section of the corresponding transmission link. This picture shows that it can be done.

전술한 도 4 및 도 5에 따르면, 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간의 시작 시점이 미리 정해진 값만큼 지연 될 수 있다면, 종단간 경로의 링크 스케줄링의 경우의 수는 크게 줄어들 수 있음을 확인할 수 있다.According to Figures 4 and 5 described above, it can be seen that if the start time of the periodic transmission section of the receiving link and the transmitting link can be delayed by a predetermined value, the number of cases of link scheduling of the end-to-end path can be greatly reduced. there is.

본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission according to an embodiment of the present application is implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and can be recorded on a computer-readable medium. . The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable by those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

또한, 전술한 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission may also be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.

본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission according to an embodiment of the present application is implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and can be recorded on a computer-readable medium. . The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable by those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

또한, 전술한 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission may also be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present application described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present application can be easily modified into other specific forms without changing its technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present application.

100: 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치
110: 오프셋 설정부
120: 수신부
130: 분석부
131: 경로 설정부
132: 슬롯 할당부
140: 송신부
100: Control device that performs offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-latency traffic transmission
110: Offset setting unit
120: Receiving unit
130: analysis department
131: Path setting unit
132: Slot allocation unit
140: Transmitting unit

Claims (20)

종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 있어서,
(a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 단계;
(b) 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 단계; 및
(c) 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 단계,
를 포함하고,
상기 (a) 단계는,
(a1) 상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하는 단계; 및
(a2) 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정하는 단계,
를 포함하고,
상기 (a2) 단계는,
상기 복수의 링크 각각에 대한 상기 제2오프셋을 해당 링크에 대한 상기 제1오프셋 대비 큰 값으로 결정하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
In the offset-based transmission path and slot search method for end-to-end periodic low-latency traffic transmission,
(a) setting an offset for a starting point of a periodic transmission section of each of the plurality of links for a network including a plurality of switches and a plurality of links;
(b) receiving an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through the network from an end-transmitting switch among the plurality of switches to an end-receiving switch among the plurality of switches; and
(c) setting a transmission path corresponding to the end-to-end connection request based on the offset and allocating a slot for each link included in the transmission path,
Including,
In step (a),
(a1) creating a spanning tree for the network; and
(a2) a first offset of an uplink corresponding to each of the plurality of links based on level information on the spanning tree of each of a pair of switches corresponding to each of the plurality of links and a first offset of the uplink corresponding to each of the plurality of links determining a second offset of the downlink,
Including,
In step (a2),
An offset-based transmission path and slot search method, wherein the second offset for each of the plurality of links is determined to be a larger value than the first offset for the corresponding link.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 링크는, 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 상기 스패닝 트리를 이루는 링크인 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1이되 상기 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크 및 상기 레벨 차이가 0인 형제 링크를 포함하고,
상기 (c) 단계는,
상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
According to paragraph 1,
The plurality of links include a spanning link in which the level difference between the transmitting switch and the receiving switch is 1, which is a link forming the spanning tree, the level difference being 1, but an auxiliary spanning link not belonging to the spanning tree, and the level difference being greater than 1. Includes a skipping link, which is a large link, and a sibling link whose level difference is 0,
In step (c),
An offset-based transmission path and slot search method, wherein the transmission path is set to include the spanning link, the auxiliary spanning link, the skipping link, and the sibling link.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
According to paragraph 1,
In step (c),
An offset-based transmission path and slot search method, wherein the slot is allocated to each link included in the transmission path so that the relative positions of the slots within the transmission section are equal.
제5항에 있어서
상기 (c) 단계는,
(c1) 상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계;
(c2) 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하는 단계; 및
(c3) 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택하는 단계,
를 포함하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
In paragraph 5
In step (c),
(c1) detecting an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink from the terminal transmitting switch;
(c2) using the detected ancestor switch as an inflection switch and searching along a downlink from the inflection switch to determine a candidate path to reach the terminal receiving switch; and
(c3) selecting the candidate path as the transmission path based on whether the candidate path satisfies traffic transmission requirements corresponding to the end-to-end connection request based on the offset of the link included in the candidate path,
An offset-based transmission path and slot search method comprising:
제6항에 있어서,
상기 (c1) 단계는,
상기 상향 링크로 연결된 스위치 및 해당 스위치에 대하여 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 0인 형제 링크로 연결된 스위치 중에서 상기 조상 스위치를 탐지하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
According to clause 6,
In step (c1),
An offset-based transmission path and slot search method that detects the ancestor switch among switches connected to the uplink and switches connected to sibling links whose level difference on the spanning tree is 0 for the corresponding switch.
제5항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c1') 상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하는 단계;
(c2') 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계;
(c3') 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하는 단계; 및
(c4') 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행하는 단계,
를 포함하는, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
According to clause 5,
In step (c),
(c1') collecting slot information including information about empty slots that can be allocated in the transmission section of each link for each of the plurality of links;
(c2') detecting an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink in consideration of the slot information from the terminal transmitting switch;
(c3') using the detected ancestor switch as an inflection switch and determining whether an allocable empty slot exists on a path from the inflection switch to the terminal receiving switch based on the slot information; and
(c4') If the assignable empty slot exists, performing route setting and slot allocation based on the slot information while searching along the downlink from the inflection switch,
Including an offset-based transmission path and slot search method.
제1항에 있어서,
(d) 상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 단계,
를 더 포함하고,
상기 결과 정보를 수신한 스위치는 상기 전송 경로 상의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
According to paragraph 1,
(d) transmitting result information including the established transmission path and the result of the slot allocation to a switch included in the transmission path,
It further includes,
The switch that has received the result information transmits a slot reservation message to a neighboring switch on the transmission path.
제9항에 있어서,
(e) 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하고, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송하는 단계,
를 더 포함하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
According to clause 9,
(e) receiving a connection termination request for terminating transmission of the traffic from the terminal transmission switch, and transmitting a slot termination message to a switch on the transmission path in response to the connection termination request,
An offset-based transmission path and slot search method further comprising:
종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치에 있어서,
복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 오프셋 설정부;
상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 수신부; 및
상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 분석부,
를 포함하고,
상기 오프셋 설정부는,
상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하고, 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정하되, 상기 복수의 링크 각각에 대한 상기 제2오프셋을 해당 링크에 대한 상기 제1오프셋 대비 큰 값으로 결정하는 것인, 제어 장치.
In a control device that performs offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-latency traffic transmission,
An offset setting unit that sets an offset for a starting point of a periodic transmission section of each of the plurality of links for a network including a plurality of switches and a plurality of links;
a receiving unit that receives an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through the network from an end-transmitting switch among the plurality of switches to an end-receiving switch among the plurality of switches; and
An analysis unit that sets a transmission path corresponding to the end-to-end connection request based on the offset and allocates a slot for each link included in the transmission path;
Including,
The offset setting unit,
Generating a spanning tree for the network, based on level information on the spanning tree of each pair of switches corresponding to each of the plurality of links, a first offset of an uplink corresponding to each of the plurality of links and the A control device that determines a second offset of a downlink corresponding to each of a plurality of links, wherein the second offset for each of the plurality of links is determined to be a larger value than the first offset for the corresponding link.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 복수의 링크는, 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 상기 스패닝 트리를 이루는 링크인 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1이되 상기 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크 및 상기 레벨 차이가 0인 형제 링크를 포함하고,
상기 분석부는,
상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정하는 경로 설정부,
를 포함하는 것인, 제어 장치.
According to clause 11,
The plurality of links include a spanning link in which the level difference between the transmitting switch and the receiving switch is 1, which is a link forming the spanning tree, the level difference being 1, but an auxiliary spanning link not belonging to the spanning tree, and the level difference being greater than 1. Includes a skipping link, which is a large link, and a sibling link whose level difference is 0,
The analysis unit,
a path setting unit that sets the transmission path to include the spanning link, the auxiliary spanning link, the skipping link, and the sibling link;
A control device comprising:
제13항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당하는 슬롯 할당부,
를 더 포함하는 것인, 제어 장치.
According to clause 13,
The analysis unit,
a slot allocation unit that allocates the slot to each link included in the transmission path so that the relative positions of the slots within the transmission section are equal;
A control device further comprising:
제13항에 있어서,
상기 경로 설정부는,
상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하고, 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택하는 것인, 제어 장치.
According to clause 13,
The route setting unit,
A candidate that detects an ancestor switch of the terminal receiving switch while searching along the uplink from the terminal transmitting switch, and uses the detected ancestor switch as an inflection switch to reach the terminal receiving switch while searching along the downlink from the inflection switch. Determining a path, and selecting the candidate path as the transmission path based on whether the candidate path satisfies traffic transmission requirements corresponding to the end-to-end connection request based on the offset of the link included in the candidate path. A control device.
제13항에 있어서,
상기 경로 설정부는,
상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하고, 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하고, 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행하는 것인, 제어 장치.
According to clause 13,
The route setting unit,
For each of the plurality of links, slot information including information on empty slots that can be allocated in the transmission section of each link is collected, and the terminal receiving switch searches along the uplink in consideration of the slot information from the terminal transmitting switch. Detect an ancestor switch, use the detected ancestor switch as an inflection switch, determine whether there is an empty slot that can be allocated on a path from the inflection switch to the terminal receiving switch based on the slot information, and assign the If a possible empty slot exists, the control device performs route setting and slot allocation based on the slot information while searching along the downlink from the inflection switch.
제11항에 있어서,
상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 송신부,
를 더 포함하고,
상기 송신부는,
상기 수신부가 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송하는 것인, 제어 장치.
According to clause 11,
A transmitting unit that transmits result information including the set transmission path and the slot allocation result to a switch included in the transmission path,
It further includes,
The transmitter,
When the receiving unit receives a connection termination request for terminating transmission of the traffic from the terminal transmission switch, the control device transmits a slot termination message to the switch on the transmission path in response to the connection termination request.
종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템으로서,
제11항에 따른 제어 장치; 및
종단 수신 스위치 측으로 상기 통신 시스템을 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 상기 제어 장치로 전송하는 종단 수신 스위치를 포함하는 복수의 스위치,
를 포함하는, 통신 시스템.
A communication system based on offset-based transmission path and slot search for end-to-end periodic low-latency traffic transmission,
A control device according to claim 11; and
A plurality of switches including an end-receiving switch that transmits to the control device an end-to-end connection request for transmitting predetermined traffic through the communication system to the end-receiving switch,
Including a communication system.
제18항에 있어서,
상기 복수의 스위치 중 상기 제어 장치에 의해 설정된 전송 경로에 포함된 스위치는 상기 전송 경로 및 상기 제어 장치의 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 제어 장치로부터 수신하고, 상기 전송 경로 상의 이웃 스위치 각각에 대하여 슬롯 예약 메시지를 전송하는 것인, 통신 시스템.
According to clause 18,
Among the plurality of switches, a switch included in the transmission path set by the control device receives result information including the result of the transmission path and slot allocation of the control device from the control device, and each neighboring switch on the transmission path A communication system that transmits a slot reservation message to.
제1항, 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method according to any one of claims 1, 4 to 10 on a computer.
KR1020210111638A 2020-10-30 2021-08-24 Method for searching transmission path and slot for end-to-end periodic low-delay traffic transmission based on offset and control device performing the same KR102590563B1 (en)

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`Multiple Two-Way Time Message Exchange (TTME) Time Synchronization for Bridge Monitoring Wireless Sensor Networks', Sensors, Volume 17, Issue 5, 2017.*

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