KR20000020737A - 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리방법 - Google Patents

비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 서비스 방법에 관한 것으로, 에이비알 트래픽에 대하여 사용자 측면에서는 셀 손실율이 없고, 네트워크 측면에서는 자원 이용율을 최적화할 수 있도록 실시간 동작의 에이비알 서비스 구현 방법을 제공한다. 이러한 본 발명은 비동기전송모드 스위치로 에이티엠 데이터 셀이 전송되면, 해당 셀의 헤더를 참조하여 상기 셀이 속해있는 트래픽 클래스를 파악하고, 미리 정해진 트래픽 클래스별로 큐1에서 N까지 구성되어 있는 버퍼중 한 곳으로 분배한다. 그리고, 에이비알 트래픽인 경우 하나의 메모리를 여러 커넥션이 공유하고 각 커넥션별로 리드/라이트 처리를 수행하는 에이비알 가상 큐에 입력되어 스케쥴링을 기다린다. 또한, 각 에이비알 가상 채널은 라운드 로빈 방식으로 스케쥴링되어 멀티플렉서 전단의 에이비알 트래픽용 버퍼에 분배된다. 따라서, 본 발명은 비동기전송모드 네트워크에서 사용자의 트래픽을 효과적으로 제어할 뿐만 아니라 실시간 셀 감시 정보를 기초로 하여 전체 트래픽을 관리함으로써 이용가능한 시간에 네트워크 자원을 이용할 수 있는 에이비알 서비스 본래의 목적을 달성할 수 있다.

Description

비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법
본 발명은 비동기전송모드 네트워크의 트래픽 제어 방법에 관한 것으로, 특히 에이비알(Available Bit Rate:이하 ABR이라고 함) 트래픽을 실시간으로 관리하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로 비동기전송모드 네트워크에서 트래픽 서비스의 클래스(Traffic Service Classes)는 씨비알(Constant Bit Rate: 이하 CBR이라고 함)과 알티-비비알(RT-Variable Bit Rate: 이하 RT-VBR이라고 함)과 엔알티-비비알(NRT-Variable Bit Rate: 이하 NRT-VBR이라고 함)과 에이비알과 유비알(Unspecified Bit Rate: 이하 UBR이라고 함)의 5가지 종류가 있다. 여기서 상기 CBR 트래픽은 오디오신호와 같이 일정한 속도로 서비스되는 트래픽이며, VBR 트래픽은 비디오신호와 같이 가변 속도로 서비스되는 트래픽으로서 실시간(real time)으로 서비스되어야 한다. 또한, ABR 트래픽과 UBR 트래픽은 데이터 파일등을 전송하는 서비스로서 실시간으로 처리하지 않아도 되는 서비스이다. 비동기전송모드 스위치는 트래픽 종류들을 서비스하는 전체 대역(bandwidth)내에서 실시간으로 서비스되는 CBR 트래픽과 VBR 트래픽들이 차지하는 부분을 제외한 나머지 대역들을 ABR 트래픽 소스(traffic source)들에 균등하게 할당한다. 즉, 비동기전송모드 스위치는 전체 대역중에 CBR 트래픽과 VBR 트래픽들이 차지하는 부분을 제외한 나머지 대역들을 ABR 트래픽 소스(traffic source)들에 균등하게 할당하여 대역폭의 사용 효율성을 향상시킨다.
종래 rate-based ABR 트래픽 제어 방법은 도 1에 도시된 것과 같이 출발지(source) 노드110으로부터 특별한 관리용(Resource Management:이하 RM이라고 함) 셀을 도착지(destination) 노드120으로 전송한다. 그리고, 네트워크의 자원 이용율과 자원 관리 상황에 따라 중간의 노드들(스위치 1,2,...,n-1,n)이 상기 RM 셀내의 셀율 제어 정보를 변경하고, 이 변경된 정보에 기초하여 출발지 노드110가 자신이 보내야할 셀의 셀율을 조정하게 된다.
상기와 같은 종래 ABR 트래픽 제어 방식은 RM 셀을 이용한 피드백 메카니즘(feedback mechanism)을 채용하고 있기 때문에 변화하는 네트워크 트래픽 상황에 대처하기까지는 라운드 트립 타임(round trip time)만큼의 지연이 항상 걸리게 된다. 또한, 네트워크상에서 우선도가 높은 CBR 트래픽이나 VBR 트래픽을 서비스해야 할 필요가 생기게 되면, 이러한 상황이 도 1에 도시된 것과 같은 트래픽 제어 루프를 통해 출발지 노드110에 알려지기까지 ABR 트래픽은 우선도가 상대적으로 낮으므로 손실될 수밖에 없는 문제점이 발생한다. 이는 표준화안에서 ABR 트래픽에 대한 대전제로 제시하는 셀 손실율이 없어야한다는 개념에 어긋난다.
한편, 셀 손실율을 없애기 위해 제시된 credit-based 제어 방식의 경우에는 그 제어 메카니즘이 가상 채널별로 이루어지기 때문에 연결된 커넥션 수와 동수의 버퍼를 설치하여 운용하지 않으면 안되는 단점이 있다.
이는 일반적으로 credit-based 제어 방식에서의 가상 채널별 버퍼 요구량은 링크 지연에 비례하고, rate-based 제어 방식에서의 총 버퍼 요구량은 엔드 투 엔드(end-to-end) 지연에 비례한다. 물론, 상기 두 방식 모두 큐잉(queuing) 지연이 더해져야 하는데, 이는 큐잉에 의해서 피드백이 늦어져 제어 메카니즘의 반응 시간에 영향을 미치기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 트래픽 감시 정보에 기초한 트래픽 제어 정보의 백워드 전송으로 지연되는 문제점을 해결하기 위한 ABR 트래픽 관리 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 비동기전송모드 네트워크에서 하나의 물리적 버퍼를 커넥션 수만큼의 가상 채널별 버퍼로서 운용하는 동시에 트래픽 클래스 별로 셀을 관리/스케쥴링하여 셀 손실을 억제하는 ABR 트래픽 관리 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 비동기전송모드 네트워크에서 어떠한 상황에서도 사용자 커넥션에 신뢰성 있는 서비스 품질을 가지는 ABR 트래픽 관리 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 비동기전송모드 네트워크에서 rate-based 또는 credit-based 두 제어 방법중 어느 것을 이용하든지 룩업 테이블내의 셀 제어 정보의 변경과 카운터 운용 방법만을 변화하여 두 방식을 모두 지원하는 ABR 트래픽 관리 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 비동기전송모드 네트워크에서 임의의 스위치로부터 들어온 ATM 데이터 셀을 우선 미리 정해진 트래픽 클래스별로 각 트래픽용의 버퍼에 분배하고, 상기 트래픽 클래스중 ABR 데이터 셀을 별도의 ABR 트래픽 전용 버퍼에 분배되어 내부적으로 가상 채널별 큐에서 처리하는 것을 특징으로 한다. 다시 말하면, 본 발명은 ABR 트래픽을 각 커넥션별로 리드/라이트 처리를 하기 위해 총 n개의 버퍼에 대하여 스케쥴링이 수행되어 멀티플렉싱되도록하고, 네트워크 자원의 현재 자원 이용 현황에 기초하여 ABR 트래픽에 대한 스케쥴링 빈도가 정해지도록 한다.
도 1은 종래 Rate-based ABR 트래픽 제어 방법을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 ABR 커넥션의 가상 채널별 처리 방법을 나타내는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 비동기전송모드 네트워크에서 ABR 커넥션의 가상 채널별 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 비동기전송모드 네트워크에서 ABR 커넥션의 가상 채널별(per-VC) 처리 방법을 설명한다. 비동기전송모드 스위치로 ATM 데이터 셀이 들어오게 되면 해당 셀의 헤더를 참조함으로써 그 셀이 속해있는 트래픽 클래스를 파악하고, 미리 정해진 트래픽 클래스별로 큐1에서 큐N까지로 구성되어 있는 버퍼 중 한 곳으로 분배된다. 큐1∼N은 트래픽 클래스별로 특별히 그 순서가 정해져 있지 않으나 편의상 해당 트래픽 우선 순위에 따라 CBR/rt-VBR/nrt-VBR/ABR순으로 배열한다. 그리고, 큐의 개수는 각 클래스별로 요구되는 서비스 품질(Quality of Service:QoS)의 종류가 여러 가지 있을 수 있으므로 총 N개로 구성한다. N의 값은 서비스할 트래픽의 파라미터들이 정확히 정해지고, 실제 운용하는 단계에서 결정되는 값이다.
한편, 본 발명이 적용되는 ABR 트래픽의 경우에는 도 2에 도시된 것과 같이 ABR 가상 큐(virtual queue)200에 입력되어 스케쥴링을 기다리게 된다. 여기에서 ABR 가상 큐라 함은 하나의 메모리를 여러 커넥션이 공유하고 각 커넥션별로 리드/라이트 처리를 수행함으로써 하나의 메모리내에 여러개의 큐가 있다는 개념이다.
rate-based 제어 방법을 적용할 경우 본 발명에 따른 ABR VC1∼n은 라운드-로빈(round robin) 방식으로 스케쥴링되어 멀티플렉서210 전단의 ABR 트래픽용의 버퍼N에 분배된다. 그리고, 마지막으로 우선도가 높은 트래픽의 자원 이용 상황에 의존하여 서비스를 받게 된다. 이때, 상기 트래픽 자원 이용 상황은 룩업(look-up) 테이블내에 각 커넥션별로 기록되어 있는 제어 정보를 의미한다.
한편, credit-based 제어 방법을 적용할 경우에도 상기와 마찬가지로 본 발명에 따른 ABR VC1∼n은 라운드-로빈 방식으로 스케쥴링되어 멀티플렉서210 전단의 ABR 트래픽용의 버퍼N에 분배된다. 그러나, credit-based 제어 방법은 메모리내의 가상 큐의 크기가 커넥션 설정시부터 정해져서 그 큐200의 점유 상태와 상기 멀티플렉서210를 통한 출력 링크로의 데이터 셀 전송 개수에 의해 제어가 이루어진다는 점이다.
결과적으로 본 발명은 비동기전송모드 네트워크에서 기본적으로 rate-based 및 credit-based 제어 방법을 기초로 하고, 비동기전송모드 스위칭 노드에서의 실시간 트래픽 감시 및 제어 방법에 의한 룩업 테이블내의 실시간 트래픽 감시 정보에 따라 ABR 셀 제어 정보를 백워드(backward) 전송하여 더 빠른 트래픽 제어하고, ABR 트래픽 서비스를 가상 채널별로 처리한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 비동기전송모드 네트워크에서 ABR 데이터 셀을 실시간 셀 감시 정보를 기초로 하여 셀 제어 정보를 백워드 전송하며, 가상 채널별 버퍼를 운용하여 ABR 셀을 제어함으로써 종래 RM셀의 피드백으로부터 기인하는 네트워크 자원 변화로 인한 대응 지연 시간을 네트워크 시스템이 격지 않게하여 사용자의 트래픽을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 셀 감시 정보를 기초로하여 전체 트래픽을 관리함으로써 이용가능한 시간에 네트워크 자원을 이용한다고 하는 ABR 서비스 본래의 목적을 달성할 수 있다.
한편, 본 발명은 비동기전송모드 네트워크에서 ABR 서비스에 할당된 네트워크 자원은 우선도가 높은 트래픽이나 지연 조건이 엄격한 트래픽이 자원을 필요로 할 경우에는 실시간 트래픽 감시 정보에 기초하여 이러한 상황을 바로 백워드 전송하여 출발지 노드의 데이터 셀 율을 낮춤으로써 어떠한 네트워크 상황에서도 사용자 커넥션에 신뢰성있는 서비스 품질을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법에 있어서,
    소정 ATM 데이터 셀이 전송되면, 해당 셀의 헤더를 참조하여 그 셀이 속해있는 트래픽 클래스를 파악하는 과정과,
    상기 전송된 셀의 트래픽 클래스가 ABR 트래픽인 경우 하나의 메모리를 여러 커넥션이 공유하고, 각 커넥션별로 리드/라이트 처리를 수행하는 가상 큐에 셀을 입력하는 과정과,
    상기 가상 큐에 입력된 ABR 트래픽 셀을 라운드 로빈 방식으로 스케쥴링되어 ABR 트래픽용 버퍼에 분배하는 과정과,
    상기 ABR 트래픽용 버퍼에 분배된 셀을 트래픽의 자원 이용 상황에 의존하여 우선도에 따라 서비스를 받는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가상 큐의 개수는,
    서비스할 트래픽의 파라미터를 정확히 정해지고, 실제 운용하는 단계에서 결정되는 값임을 특징으로 하는 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 트래픽 자원 이용 상황은,
    룩업 테이블내에 각 커넥션별로 기록되어 있는 제어 정보임을 특징으로 하는 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 트래픽 자원 이용 현황에 기초하여 ABR 트래픽에 대한 스케쥴링 빈도가 정해지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법.
  5. 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법에 있어서,
    소정 ATM 데이터 셀이 전송되면, 해당 셀의 헤더를 참조하여 그 셀이 속해있는 트래픽 클래스를 파악하는 과정과,
    상기 전송된 셀의 트래픽 클래스가 ABR 트래픽인 경우 하나의 메모리를 여러 커넥션이 공유하고, 각 커넥션별로 리드/라이트 처리를 수행하는 가상 큐에 입력되는 과정과,
    상기 가상 큐에 입력된 ABR 트래픽 셀을 라운드 로빈 방식으로 스케쥴링되어 ABR 트래픽용 버퍼에 분배하는 과정과,
    상기 가상 큐의 크기가 커넥션 설정시부터 정해져서 상기 큐의 점유 상태와 멀티플렉서를 통한 출력 링크로의 데이터 셀 전송 개수에 의해 제어하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 네트워크에서 실시간 에이비알 트래픽 관리 방법.
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