KR19990025794A - 다중 서비스 품질의 경로 계산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링크 상태 프로토콜과 같은 근원지 라우팅 기능을 포함한 시스템에서의 다중 서비스 품질을 요구하는 호의 경로 계산방법에 관한 것으로서, 사용자에게 최단 경로 선택에 필요한 파라미터 선택의 우선권을 허락하여 선택된 파라미터에 대해 부분 최적화된 경로를 제공하고, 경로 선택 과정 중에 현재까지 계산된 경로에 대해 서비스 품질의 만족 여부 검사 작업을 병행하여 수행함에 따라, 요청된 서비스 품질을 만족시키는 경로가 발견되면 즉시 경로 계산을 종료함으로써 최단 경로 선택에 사용된 파라미터에 대해 최적화된 경로는 아니지만 부분 최적화된 경로를 제공함과 동시에 빠른 경로 계산 시간을 보장해 주고, 망 내에 다중 서비스 품질을 만족시키는 경로가 존재하는 경우에는 한 번의 알고리즘 수행을 통해 반드시 경로를 찾을 수 있도록 함으로써 사용자의 선호도를 반영하여 특정 파라미터에 대해 일부 최적화된 경로의 선택이 가능하며, 서비스 품질의 만족 여부 검사 작업을 경로 선택 작업과 병행하여 수행함으로써, 다중 서비스 품질을 만족시키는 적절한 경로가 있음에도 불구하고 경로를 찾지 못하는 오류를 방지하며, 단 한 번의 알고리즘 수행으로 경로를 찾을 수 있도록 해주는 효과가 있다.

Description

다중 서비스 품질의 경로 계산방법

본 발명은 라우팅 프로토콜의 한 부류인 링크 상태 프로토콜을 포함한 시스템에서, 다중 서비스 품질들을 모두 보장해주는 적절한 경로를 선택하는 서비스 품질 라우팅 방법에 관한 것이다.

현재까지 개발된 혹은 제안된 라우팅 알고리즘들은 크게 두 분류로 나누어진다.

하나는 여러 서비스 품질 각각에 대해 비중(weight) 값을 주어 하나의 값으로 생성한 후, 이 값을 기초로 최단 경로를 생성하여 얻어진 경로에 대해 요청된 서비스 품질들의 만족 여부를 검사하는 방식과, 다른 하나는 여러 서비스 품질 중에서 하나의 서비스 품질을 선택한 후, 이에 대한 최단 경로를 선택하여 선택된 경로에 대해 요청된 서비스 품질들의 만족 여부를 검사하는 방식이다.

상기 두 방식 모두의 공통점은 하나의 파라미터 값, 즉 새로 생성된 값 혹은 선택된 값을 기초로 최단 경로를 선택하고 그 후에 선택된 경로에 대해 서비스 품질의 만족 여부를 검사한다는 점이다.

그러나 상기 첫 번째 방식은 비중 값의 결정에 있어서 적절한 정책 혹은 지침이 없고 또한 선택된 경로가 비중 값과 함께 생성된 하나의 값에 너무 민감하게 작용하는 단점이 있다.

또한 두 방식 모두 선택된 경로가 요청된 서비스 품질을 만족시키지 못할 경우 이미 선택되었던 경로를 차단시키고 다시 같은 알고리즘을 반복하거나 혹은 최단 경로 선택에 사용될 파라미터를 다시 선택하여 같은 알고리즘을 몇번이고 반복 수행해야 하는 단점이 있다.

최악의 경우에는 적절한 경로가 있음에도 불구하고 경로를 찾지 못하는 결과를 초래하기도 한다.

상기 단점을 해결하기 위해 본 발명은 다중 서비스 품질을 요구하는 경로 요청에 대해 적절한 경로가 있는 경우에는 단 한 번의 알고리즘 수행으로 반드시 경로를 찾을 수 있게 해주며, 또한 최단 경로 선택에 있어서 필요한 파라미터를 고정하거나 임의로 선택하지 않고, 사용자에게 파라미터 선택에 대한 우선권을 허락함으로써 보다 나은 서비스 품질을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 라우팅 기능을 갖는 시스템의 기능 구조도,

도 2는 본 발명의 라우팅 기능을 갖는 시스템의 라우팅 기능부의 세부 구조도,

도 3은 본 발명이 적용되는 다중 서비스 품질을 요구하는 경로 계산방법 흐름도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 시스템 관리 기능부 102 : 신호 기능/데이터 처리부

103 : 라우팅 기능부 104 : 매체 제어 기능부

105 : 물리 계층 기능부 201 : 라우팅 프로토콜

202 : 토폴로지 데이터베이스 203 : 경로 계산 알고리즘

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 최단 경로 선택에 필요한 하나의 파라미터를 여러 서비스 품질 중에서 선택하는 과정과, 모든 서비스 품질들을 만족시키면서 동시에 선택된 파라미터에 대해 최단 경로를 선택하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 라우팅 기능을 갖는 시스템의 기능 구조도로서, 시스템 운영 전반에 관한 기능을 수행하는 시스템 관리 기능부(101)와, 데이터 채널의 설정 및 해제 혹은 사용자 데이터의 송수신을 위한 신호 기능/데이터 처리부(102)와, 망내의 다른 라우팅 기능을 포함한 시스템들과 토폴로지 정보를 주고 받는 라우팅 기능부(103)와, 실제 사용되는 물리적인 망 매체의 특성에 따라 달리 구성되는 매체 제어 기능부(104)와, 프로토콜 상의 기능 중 가장 낮은 레벨로서 하드웨어 제어 기능인 물리적, 전기적, 광 특성의 기능을 수행하는 물리 매체 기능부(105)로 이루어져 있다.

상기 시스템 기능 관리부(101)는 시스템 운영 전반에 관한 기능을 수행하는 것으로서 운영자 인터페이스, 구성 관리 및 장애 관리 등을 포함한 국부(local) 관리 기능 그리고 망 관리 대리인(agent) 기능 등을 수행하며, 이들 기능 중 시스템 구성의 일부 기능에 대해서는 신호 기능/데이터 처리부(102) 그리고 라우팅 기능부(103)와 함께 상호 동작하여 수행한다.

상기 신호 기능/데이터 처리부(102)는 본 발명이 적용되는 망의 특성에 따라 달리 구성될 수 있는데, 비연결형 망에 적용되는 경우에는 데이터 채널의 사전 설정 작업이 필요하지 않으므로 신호 기능이 필요없는 데이터 처리부의 기능이 사용되고, 연결형 망의 경우에는 신호 기능 처리부가 사용된다.

라우팅 기능부(103)는 망 내의 다른 라우팅 기능을 포함한 시스템들과 토폴로지 정보를 주고 받는데, 이 정보들은 신호 메시지 혹은 사용자 데이터가 진행해 나갈 경로를 찾는데 사용되며, 이러한 경로 요청과 응답을 위해 신호 기능/데이터 처리부(102)와 상호 동작한다.

또한 매체 제어 기능부(104)는 실제 사용되는 물리적인 망 매체의 특성에 따라 달리 구성되는 부분으로, 물리적인 망이 이더넷(Ethernet)인 경우 이더넷 매체 제어 기능(Medium Access Control, 이하 MAC라 칭함)이 사용되고, 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer Mode, 이하 ATM라 칭함) 망이 사용되는 경우 ATM 매체 제어 기능, 예를 들어 ATM, ATM 적응층(ATM Adaptation Layer, 이하 AAL라 칭함)이 사용된다.

그 외 토큰 링과 같은 다른 매체 제어 기능들도 사용될 수 있다.

물리 계층 기능부(105)는 프로토콜 상의 기능 중 가장 낮은 레벨로서 하드웨어 제어 기능인 물리적, 전기적 혹은 광 특성 등을 다루는 기능 등을 수행한다.

이 기능 역시 실제 사용되는 물리적 망 특성에 따라 다른 기능들이 적용된다.

도 2는 본 발명의 라우팅 기능을 갖는 시스템의 라우팅 기능부의 세부 구조도로서, 알려진 여러 프로토콜 중에서 동적으로 동작하며 확장성이 뛰어난 링크 상태 프로토콜인 라우팅 프로토콜(201), 자신이 생성한 모든 토폴로지 정보 및 다른 모든 노드들이 생성한 토폴로지 정보를 유지, 관리하는 토폴로지 데이터베이스(202), 모든 서비스 품질을 만족시키는 적절한 패스를 찾는 기능을 수행하는 경로 계산 알고리즘(203)으로 구성된다.

상기 도 2의 라우팅 프로토콜(201)은 널리 알려진 여러 프로토콜 중에서 특히 동적으로 동작하며 확장성이 뛰어난 링크 상태 프로토콜을 의미한다.

망 내의 다른 라우팅 기능을 갖는 시스템들과 토폴로지 정보를 주고 받는 기능으로, 먼저 자신에 관한 토폴로지 정보를 생성하여 토폴로지 데이터베이스(202)에 저장하고 다른 노드들에게 분배하는 기능을 수행한다.

또한 다른 노드들로부터 수신된 토폴로지 정보를 자신의 데이터베이스에 있는 정보와 비교하여 수신된 정보가 새로운 것이거나 데이터베이스에 없는 정보일 경우, 토폴로지 데이터베이스를 갱신하고 해당 정보를 송신한 노드를 제외한 다른 모든 인접한 노드들로 재분배하는 역할을 수행한다.

토폴로지 데이터베이스(202)는 자신이 생성한 모든 토폴로지 정보 및 망 내의 다른 모든 노드들이 생성한 토폴로지 정보를 유지, 관리하는 기능으로, 라우팅 프로토콜(201)에 의해 망 내의 모든 노드들이 동기를 맞춘 경우 모든 노드들은 같은 토폴로지 데이터베이스를 유지하게 되는데, 이 정보들은 경로 계산 알고리즘(203)에 의해 사용된다.

경로 계산 알고리즘(203)은 자체적 필요에 따라 혹은 상기 도 1의 신호 기능/데이터 처리부(102)로부터 다중 서비스 품질을 만족시키는 패스의 요청시 적절한 경로를 찾는 기능을 수행한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 다중 서비스 품질을 요구하는 경로 계산방법 흐름도이다.

먼저 신호 기능 혹은 데이터 처리부로부터 단일 혹은 다중 서비스 품질을 요구하는 파라미터와 함께 특정 착신 주소에 대한 경로 요청을 수신하면(S1), 수신된 착신 주소를 포함하는 착신 노드가 존재하는지를 토폴로지 데이터베이스를 이용하여 판단한다(S2).

상기 판단 결과 착신 노드가 발견되지 않으면 경로 계산 실패 에러를 통보하고(S3), 판단 결과 착신 노드가 존재할 경우 요청된 다중 서비스 품질 중 부가 속성을 갖지 않는(non-additive) 서비스 품질들에 대해 이를 만족시키지 않는 망 내의 모든 링크들을 찾아 제거한다(S4).

이는 이후의 루팅 계산 알고리즘의 효율을 높이기 위한 방법으로 상기 착신 노드 존재 판단(S2) 단계와 망 내의 전체 노드들의 집합에서 경로 계산 알고리즘에 의해 지금까지 편입된 노드들의 집합을 제외한 노드들의 각각에 대해 서비스 품질값을 계산하여 C(n)에 할당하는 단계 사이의 임의의 위치에 놓일 수 있다.

다음으로 신호 기능 혹은 데이터 처리부로부터 단일 혹은 다중 서비스 품질을 요구하는 파라미터와 함께 특정 착신 주소에 대한 경로 요청(S1)시 라우팅 파라미터 값이 포함되었는지를 판단한다(S5).

상기 판단 결과 라우팅 파라미터 값이 포함되지 않은 경우, 최단 경로 선택에 필요한 라우팅 파라미터로서 시스템에서 자동으로 부여한 값 예를 들면, 링크에 대한 관리자의 선호도 값 등을 할당하고(S6), 라우팅 파라미터 값이 포함된 경우 포함된 값을 최단 경로 선택을 위한 파라미터로 사용한다. 단, 여기서 선택된 라우팅 파라미터는 값이 작을수록 더 좋은 경로임을 가정한다.

경로 계산을 위해서는 다음 네가지 파라미터들(N, s, d, M)의 초기화가 요구된다(S7).

상기 N은 망 내의 전체 노드들의 집합이고, s는 발신 노드, 즉 경로 계산을 수행하는 노드, d는 착신 노드, 즉 상기 착신 주소를 포함한 착신 노드이며, M은 발신 노드로부터 최단 경로 노드들인 경로 계산 알고리즘에 의해 지금까지 편입된 노드들의 집합을 나타내며 초기값으로 발신 노드인 {s}를 갖는다.

상기 네가지 파라미터들의 초기화 단계(S7)에서 정의된 발신 노드(s)로부터 N에서 M을 제외한 노드들의 각각(n)에 대해 서비스 품질 (1(s, n))값을 계산하여 이를 C(n)에 할당한다(S8).

C(n)은 서비스 품질 종류에 따른 항목들을 포함하는데, 여기서 s 노드와 n 노드가 인접하지 않은 경우에는 모든 항목들에 대해 ∞ 값을 할당하고, s 노드와 n 노드가 인접한 경우에는 인접 링크에 대한 각 서비스 품질 값을 할당한다.

C(d) 값의 모든 항목 즉, 서비스 품질을 상기 착신 주소에 대한 경로 요청 단계(S1)에서 요청된 서비스 품질과 비교하여(S9) 모두 만족되는 경우에는 현재까지 계산된 경로를 전달하고(S10) 상기 판단 결과 C(d) 값이 요청된 서비스 품질을 만족시키지 못할 경우 C(d) 값을 ∞로 설정한 후(S11) 망 내의 전체 노드들의 집합인 N을 M과 비교한다(S12).

비교 결과 N과 M이 같을 경우, 즉 발신 노드로부터 모든 다른 노드로의 경로 계산이 완료되었으나 요청된 서비스 품질을 만족시키는 경로를 찾지 못한 경우 경로 계산 실패를 통보하며(S3), 상기 비교 결과 N과 M이 다를 경우 N에서 M을 제외한 모든 노드 w에 대해 C(w)의 항목 중 라우팅 파라미터 값이 가장 작은 w를 선택하여 M에 추가한다(S13).

N에서 M을 제외한 모든 노드 각각(n)에 대해 이전에 계산된 C(n) 값(S8, S14)과, C(w) 값에 새로운 1(w,n)을 더한 값(S8, S14)을 라우팅 파라미터에 대해 비교하여 더 작은 쪽의 모든 항목을 C(n)에 할당한다(S14).

상기 이전에 계산된 C(n) 값과, C(w) 값에 새로운 1(w,n)을 더한 값을 라우팅 파라미터에 대해 비교하여 더 작은 쪽의 모든 항목을 C(n)에 할당(S14)에서 C(w) 값에 1(w,n) 값을 더한다는 의미는 서비스 품질의 특성에 따라 셀 전달 지연 값 등과 같이 실제로 값을 더할 수도 있고, 셀 손실율 등과 같이 서비스 품질이 더 좋지 않은 쪽을 선택할 수도 있다는 것을 의미한다.

이것은 라우팅 파라미터에서도 같은 내용이 적용된다.

다시 계산된 C(d) 값의 각 항목을 상기 착신 주소에 대한 경로 요청(S1) 단계에서 요청된 서비스 품질과 비교하여(S9) 만족되지 않을 경우 상기 C(d) 값을 ∞로 설정하고(S11) 비교 결과 C(d) 값이 요청된 서비스 품질을 모두 만족시킬 경우 현재까지 계산된 경로를 전달한 후 종료한다(S10).

상술한 바와 같이 본 발명의 다중 서비스 품질을 만족시키는 경로를 선택하는데 있어서, 사용자의 선호도를 반영하여 특정 파라미터에 대해 일부 최적화된 경로의 선택이 가능하며, 서비스 품질의 만족 여부 검사 작업을 경로 선택 작업과 병행하여 수행함으로써, 다중 서비스 품질을 만족시키는 적절한 경로가 있음에도 불구하고 경로를 찾지 못하는 오류를 방지하며, 단 한 번의 알고리즘 수행으로 경로를 찾을 수 있도록 해주는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 시스템 운영 전반에 관한 기능을 수행하는 시스템 관리 기능부, 데이터 채널의 설정 및 해제 혹은 사용자 데이터의 송수신을 위한 신호 기능/데이터 처리부, 망내의 다른 라우팅 기능을 포함한 시스템들과 토폴로지 정보를 주고 받는 라우팅 기능부, 실제 사용되는 물리적인 망 매체의 특성에 따라 달리 구성되는 매체 제어 기능부, 프로토콜 상의 기능 중 가장 낮은 레벨로서 하드웨어 제어 기능인 물리적, 전기적, 광 특성의 기능을 수행하는 물리 매체 기능부로 이루어진 라우팅 기능을 갖는 시스템의 다중 서비스 품질을 보장하는 경로 계산에 있어서,

   최단 경로 선택에 필요한 하나의 파라미터를 여러 서비스 품질 중에서 선택하는 제 1 과정과,

   모든 서비스 품질들을 만족시키면서 동시에 선택된 파라미터에 대해 부분 최적화된 경로를 제공함과 동시에 빠른 경로계산 시간을 보장해주는 제 2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 서비스 품질의 경로 계산방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정은

   신호 기능 혹은 데이터 처리부로부터 단일 또는 다중 경로 서비스 품질을 요구하는 파라미터와 함께 특정 착신 주소에 대한 경로 요청을 수신하는 제 1 단계와;

   수신된 착신 주소를 포함하는 착신 노드의 존재를 토폴로지 데이터베이스를 통해 판단하는 제 2 단계와;

   판단 결과 착신 노드가 발견되지 않으면, 경로 계산 실패 에러를 통보하는 제 3 단계와;

   판단 결과 착신 노드가 존재할 경우, 요청된 다중 서비스 품질 중 부가 속성을 갖지 않는 서비스 품질에 대해 망내의 모든 링크들을 검사하여 요청된 값을 만족시키지 못하는 링크들을 제거하는 제 4 단계와;

   모든 링크 제거 후 신호 기능이나 데이터 처리부로부터 단일 혹은 다중 서비스 품질을 요구하는 파라미터와 함께 특정 착신 주소에 대한 경로 요청시 라우팅 파라미터 값이 포함되었는지 판단하는 제 5 단계와;

   상기 판단 결과 라우팅 파라미터 값이 포함되지 않은 경우, 최단 경로 선택에 필요한 파라미터로서 시스템에서 자동으로 부여한 값을 할당하는 제 6 단계와;

   판단 결과 라우팅 파라미터 값이 포함된 경우 포함된 값을 최단 경로 선택을 위한 파라미터로 사용하는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 서비스 품질의 경로 계산방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 과정은

   경로 계산을 위해 망 내의 모든 노드들의 집합(N), 경로게산 알고리즘에 의해 지금까지 편입된 노드들의 집합(M), 발신 노드(s), 착신 노드(d), 발신 노드로부터 최단 경로 노드들인 경로 계산 알고리즘에 의해 편입된 노드들의 집합을 초기화하는 제 1 단계와;

   상기 네가지 파라미터들의 초기화 단계에서 정의된 발신 노드로부터 상기 N과 M을 제외한 노드들의 각각(n)에 대해 서비스 품질 값(C(n))을 계산하여 할당하는 제 2 단계와;

   서비스 품질을 상기 착신 주소에 대한 경로 요청 단계에서 요청된 서비스 품질과 비교하여 모두 만족되는 경우 현재까지 계산된 경로를 전달하는 제 3 단계와;

   상기 서비스 품질 값이 요청된 서비스 품질을 만족시키지 못할 경우 서비스 품질 값을 무한대로 설정한 후 망 내의 전체 노드들의 집합인 N과 M을 비교하는 제 4 단계와;

   비교 후 N과 M이 같은, 즉 발신 노드로부터 모든 다른 노드로의 경로 계산이 완료되었으나 요청된 서비스 품질을 만족시키지 못한 경우 경로 계산 실패를 통보하는 제 5 단계와;

   비교 결과 N과 M이 같은 경우 N에서 M을 제외한 모든 노드에 대해 라우팅 파라미터가 가장 작은 값을 선택하여 M에 추가하는 제 6 단계와;

   상기 N에서 M을 제외한 모든 노드 각각에 대해 이전에 계산된 값과 상기 제 6 단계에서 선택된 라우팅 파라미터 값이 가장 작은 노드의 서비스 품질 값에 새로운 1(w,n)을 더한 값을 라우팅 파라미터와 비교하여 더 작은 쪽의 항목을 노드들 각각의 서비스 품질값에 할당하는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 서비스 품질의 경로 계산방법.