KR20020058760A - 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 네트웍의 상태를 나타내는 성능 파라미터를 추출하고, 성능 파라미터의 목표치를 만족시키는 네트웍의 안정된 운용 수준에 대한 부하 값인 부하 안정치를 산출하여, 이 부하 안정치를 통해 현재의 네트웍 상태를 감시하는 트래픽 관리 방법을 제공함으로써, 인터넷 트래픽의 체계적인 관리와 네트웍 운용의 안정성 및 효율성을 제공하고, 체계적인 최적화를 과정을 통해 링크 용량을 증설함으로써 사용자가 요구하는 서비스 품질을 만족시켜주며, 동시에 네트웍 자원을 효율적으로 이용할 수 있어 실제 네트웍 운용에서 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다

Description

인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 장치 및 방법{Method for Apparatus Internet traffic management based on the traffic engineering concept}

본 발명은 인터넷의 안정된 망 관리를 위한 효율적인 트래픽 관리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인터넷 망의 안정적이고 효율적인 운용을 위해 트래픽 측정에 기반 하여 네트웍의 성능을 평가하고, 이에 따라 트래픽의 특성을 규명하여 모델링 함으로써 적절한 트래픽 제어를 가능하게 하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 전세계적으로 인터넷의 사용은 급속하게 증가하고 있으며, 사용자들의 요구가 다양해짐에 따른 다양한 인터넷 응용 서비스의 등장으로 인해 인터넷은 지속적인 확장을 하고 있는 실정이다.

오늘날의 인터넷은 1969년에 탄생된 ARPANET(Advanced Research Project Agency Network)을 시초로, 1980년대 근거리 통신망(Local Area Network : LAN)의 발달과 워크스테이션의 급속한 보급으로 널리 확산된 네트웍이다.

기존의 전화망이 오랜 역사를 바탕으로 비교적 체계적인 망 관리 시스템을 갖고 있는 것에 비해, 인터넷 망의 관리는 아직까지 초기 단계에 있으며, 네트웍의 안정화가 우선적으로 해결되어야 할 사안으로 대두되고 있다.

인터넷 망의 관리는 각 사업자별로, 혹은 표준화 단체의 워킹 그룹별로 측정을 기반으로 인터넷 트래픽의 특성을 규명하고, 이를 통해 네트웍의 성능을 평가하는 단계로 진행된다.

그러나, 인터넷 트래픽의 유행성과 다양성으로 인해 아직까지 트래픽의 특성이 명확히 규명되지 못한 상황이며, 더욱이 인터넷 트래픽의 관리 역시 체계적으로 관리되지 못하고 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안하여 측정된 트래픽 자료를 이용하여 모델링과 분석 과정을 통해 네트웍의 상태를 나타내는 파라미터의 목표치를 만족시키는 네트웍의 안정된 운용 수준의 부하 값을 산출하고, 이를 이용하여 현재의 네트웍 상태를 감시하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 인터넷 백본망 구성도.

도 2는 도 1의 중심노드에 적용되는 본 발명에 의한 인터넷 트래픽 관리 시스템의 구성도.

도 3은 도 2에 의한 트래픽 관리 과정을 나타낸 순서도.

도 4는 도 2에 적용되는 링크 용량 산출 과정을 나타낸 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5a ~ 5c : 가입자 단말부 10 : 공중교환 전화망

12 : 비동기 정보통신망 14 : 전용선 접속 라우터

16 : 원격접속 라우터 18 : 망접속 라우터

20 : 인터넷 백본망 22 : KIX 접속 라우터

24 : AP-HUB 접속 라우터 26 : 서버팜

26a : 도메인 네임 서버 26b : 웹서버

50 : 네트웍 100 : 인터넷 트래픽 관리 시스템

110 : 트래픽 측정부 120 : 모델링 및 분석부

130 : 최적화부 132 : 트래픽 제어부

134 : 용량 관리부

상기한 목적을 달성하기 위한 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위해 인터넷 백본망의 중심노드에서 네트웍 트래픽을 관리하는 장치에 있어서,

인터넷 상에서 송수신되는 트래픽을 측정하고, 상기 측정된 트래픽을 통해 네트웍의 상태를 나타내는 성능 파라미터인 서비스 품질 측정항목에 대한 값을 산출하는 트래픽 측정부와;

상기 트래픽 측정에 기반 하여 서비스 품질 측정항목 마다 네트웍 운용 정책이나 운용자에 의해 목표치를 설정하고, 상기 목표치를 만족시키는 부하값을 산출하는 트래픽 모델링 및 분석부; 및

상기 산출된 부하값을 이용하여 현재 네트웍의 상태를 감시 및 트래픽을 제어하고, 링크용량을 관리하는 트래픽 최적화부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위해 인터넷 백본망의 중심노드에서 네트웍 트래픽을 관리하는 방법에 있어서,

네트웍의 상태를 나타내는 성능 파라미터인 서비스 품질 측정 항목을 결정하는 제 1과정과;

상기 서비스 품질 특정 항목에 대한 적정 목표값을 설정하는 제 2과정과;

상기 서비스 품질 특정 항목의 목표값을 만족하는 부하값인 부하 안정치를 생성하는 제 3과정; 및

상기 부하 안정치를 통해 네트웍의 상태를 감시하고, 감시 결과 네트웍에 문제 발생 시 오프라인 루팅 제어와 용량 증설 기법을 포함하는 용량 관리 기법을 통해 문제를 해결하는 제 4과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 인터넷 백본망 구성도로, 중심노드(30)를 중심으로 전국에 분포한 주노드(예 : 라우터, 스위치 등)들을 연결하는 인터넷 백본망(20)의 구성을 나타낸다.

상기 도 1은 전용선 접속 라우터(14)를 통해 인터넷 백본망(20)에 접속하는 전용선 가입자 단말(5a)과;

전화 서비스를 제공하는 공중교환전화망(Public Switched Telephone Network : PSTN)(10)과 원격접속서버(Remote Access Server : RAS)(16)를 통해 인터넷 백본망(20)에 접속하는 다이알-업(Dial-Up) 가입자 단말(5b)과;

비동기 정보통신망(12)과 망접속 서버(Network Access Server : NAS)(18)를 통해 인터넷 백본망(20)에 접속하는 ADSL 가입자 단말(5c);와

각종 인터넷 응용 서비스를 제공하는 인터넷 백본망(20); 및

인터넷 백본망(20)의 트래픽 관리 및 제어를 하는 중심노드(30)로 구성된다.

상기 인터넷 백본망(20)의 중심노드(30)는 타 인터넷 사업자 망을 연결하는 KIX(Korea Internet eXchange) 라우터(22)와;

해외라인을 연결하는 AP-HUB 접속 라우터(24); 및

도메인 네임 서버(Domain Name Server)(26a)와 웹서버(Web Server)(26b) 등 각종 서버들을 연결한 서버팜(Server Farm)(26)으로 구성된다.

도 2는 도 1의 중심노드(30)에 적용되는 본 발명에 의한 인터넷 트래픽 관리 시스템(100)의 구성도로, RFC(Requests for Comments)의 형태인 인터넷 운영 프로토콜의 표준을 정의하는 IETF(Internet Engineering Task Force)의 인터넷 드래프트인 "A Framework for Internet Traffic Engineering"을 바탕으로 하여 인터넷 트래픽을 관리하는 인터넷 트래픽 시스템(100)의 구성을 나타낸다.

상기 도 2는 현재 네트웍(50)의 실제 트래픽을 측정하여 단위시간당 송수신 데이터량과 패킷 손실률 등의 트래픽 자료를 추출하고, 상기 측정된 트래픽에 대하여 네트웍의 상태를 나타내는 성능 파라미터로서 네트웍 운용 정책에 따라 결정된각각의 서비스 품질(QoS) 측정항목(Measure)에 대하여 그 값을 산출하는 트래픽 측정부(110)와;

트래픽 측정부(110)에 의해 측정된 트래픽 측정 자료를 바탕으로 모델링과 분석과정을 통해 상기 각각의 서비스 품질 측정항목 마다 네트웍 운용 정책이나 운용자에 의해 설정된 목표치를 만족시키는 시점을 네트웍의 안정된 운용 수준(Safe Operating Point)으로 결정하고, 상기 안정된 운용 수준의 부하 값인 부하 안정치()를 산출하는 모델링 및 분석부(120); 및

상기 부하 안정치()를 이용하여 현재 네트웍의 상태를 모니터링하고, 현재 시점의 부하값()이 상기 부하 안정치()를 초과하는지 감시하며, 모니터링한 결과에 따라 링크 용량을 관리하는 최적화부(130)로 구성된다.

상기 트래픽 측정부(110)의 서비스 품질 측정항목은 발신된 패킷과 수신된 패킷의 차이에 의해 결정되는 패킷 손실률(Loss)과;

패킷의 실제 전송 시간을 나타내는 전달 지연(Delay)과;

실제 전송된 패킷의 양을 나타내는 수율(Throughput)과;

수율을 해당 가입자 수로 나눈 값인 가입자당 수율(Goodput); 및

패킷의 실제 전송시간과 이상적인 상황에서의 전송시간의 비율을 나타내는 표준 전달 지연(Figure of demerit)으로 구성된다.

상기 최적화부는 연결수락제어(Connection Admission Control : CAC)와 우선순위제어(Priority Control : PC) 등을 하는 트래픽 제어부(132); 및

오프-라인 루팅 제어와 링크 용량 증설을 관리하는 용량 관리부(134)로 구성된다.

현재의 부하값()이 상기 부하 안정치()를 초과할 경우, 상기 용량 관리부(134)는 경우에 따라 링크 용량을 증설하여 문제를 해결하는데, 링크 용량 증설 시 하기에 기재된 식 1에 의해 링크 용량을 증설한다.

[식 1]

상기 식 1의 현재의 링크 용량()을 기반으로 신규 증설될 링크 용량()를 산출하는 것으로,는 가중치(Weighting Factor)로서 네트웍 운용정책이나 운용자의 판단에 따라 결정되는 값이다.

도 3은 도 2에 의한 트래픽 관리 과정을 나타낸 순서도로, 오프라인(Off-line)상에서 상기 부하 안정치()를 설정하고, 이를 통해 현재 네트웍의 상태를 모니터링하는 과정을 나타낸다.

먼저, 상기 서비스 품질 측정 항목을 결정하고, 네트웍 운용 정책이나 네트웍 운용자에 의해 각각의 서비스 품질 특정 항목에 대한 적정 목표치(목표값)를 설정한다(S2).

상기 서비스 품질 측정 항목의 목표치를 만족시키는 시점을 안정된 운용 수준으로 설정하고, 이 시점의 부하값을 계산하여 부하 안정치()를 생성한다(S4).

네트웍을 셋업(Set-up)하고(S6), 트래픽을 측정하여 현재의 네트웍 운용 수준을 모니터링하며, 현재 시점의 부하값()을 생성한다(S8).

상기 현재의 부하값()이 상기 부하 안정치()를 초과하는지 판단하여(S10), 초과하지 않으면 다시 현재의 네트웍 운용 수준을 모니터링하고, 현재 시점의 부하값()을 생성한다(S8).

상기 판단 결과, 상기 현재의 부하값()이 상기 부하 안정치()를 초과하면 네트웍에 문제가 발생한 것으로 간주하고, 네트웍 상황이나 기본적인 네트웍 정책에 근거한 용량 관리 기법(예 : Off-line 루팅 제어, 용량 증설 등)의해 문제를 해결한다(S12).

도 4는 도 2에 적용되는 링크 용량 산출 과정을 나타낸 순서도로, 네트웍 상태를 모니터링 중 상기 현재의 부하값()이 상기 부하 안정치()를 초과했을 시 문제 해결의 한 방법인 링크 용량을 증설하는 과정을 나타낸다.

먼저, 네트웍을 셋업하고(S20), 주기적으로 현재의 링크 용량()과 현재의 부하값()을 산출하여 링크 상태를 모니터링한다(S22).

상기 현재의 부하값()이 부하 안정치()를 초과하는지 판단하고(S24), 초과하지 않으면 계속 링크 상태를 모니터링한다(S22).

상기 판단 결과, 현재의 부하값()이 부하 안정치()를 초과하면 상기 식 1에 의해 링크 용량 증설분()을 결정하고(S26), 현재의 링크 용량()에 링크 용량 증설분() 만큼을 더 증설하여 링크 용량을 업데이트 한다(S28).

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 모델링 및 분석 과정을 통해 산출된 부하 안정치를 기준으로 네트웍 상태를 모니터링함으로써, 인터넷 트래픽의 체계적인 관리와 네트웍 운용의 안정성 및 효율성을 제공하는 이점이 있다.

또한, 체계적인 최적화를 과정을 통해 링크 용량을 증설함으로써 사용자가 요구하는 서비스 품질을 만족시켜주며, 동시에 네트웍 자원을 효율적으로 이용할 수 있어 실제 네트웍 운용에서 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (6)

1. 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위해 인터넷 백본망의 중심노드에서 네트웍 트래픽을 관리하는 장치에 있어서,

   인터넷 상에서 송수신되는 트래픽을 측정하고, 상기 측정된 트래픽을 통해 네트웍의 상태를 나타내는 성능 파라미터인 서비스 품질 측정항목에 대한 값을 산출하는 트래픽 측정부와;

   상기 트래픽 측정에 기반 하여 서비스 품질 측정항목 마다 네트웍 운용 정책이나 운용자에 의해 목표치를 설정하고, 상기 목표치를 만족시키는 부하값을 산출하는 트래픽 모델링 및 분석부; 및

   상기 산출된 부하값을 이용하여 현재 네트웍의 상태를 감시 및 트래픽을 제어하고, 링크용량을 관리하는 트래픽 최적화부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 트래픽 측정부의 서비스 품질 측정항목으로는,

   발신된 패킷과 수신된 패킷의 차이에 의해 결정되는 패킷 손실률과;

   패킷의 실제 전송 시간을 나타내는 전달 지연과;

   실제 전송된 패킷의 양을 나타내는 수율과;

   수율을 해당 가입자 수로 나눈 값인 가입자당 수율; 및

   패킷의 실제 전송시간과 이상적인 상황에서의 전송시간의 비율을 나타내는 표준 전달 지연을 구비하는 것을 특징으로 하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 장치.
3. 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위해 인터넷 백본망의 중심노드에서 네트웍 트래픽을 관리하는 방법에 있어서,

   네트웍의 상태를 나타내는 성능 파라미터인 서비스 품질 측정 항목을 결정하는 제 1과정과;

   상기 서비스 품질 특정 항목에 대한 적정 목표값을 설정하는 제 2과정과;

   상기 서비스 품질 특정 항목의 목표값을 만족하는 부하값인 부하 안정치를 생성하는 제 3과정; 및

   상기 부하 안정치를 통해 네트웍의 상태를 감시하고, 감시 결과 네트웍에 문제 발생 시 오프라인 루팅 제어와 용량 증설 기법을 포함하는 용량 관리 기법을 통해 문제를 해결하는 제 4과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 서비스 품질 특정 항목과 이에 대한 적정 목표값의 설정은 네트웍 운용 정책 또는 운용자에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제 4과정에서 네트웍 상태를 감시하는 단계는,

   현재의 트래픽을 측정하여 현재 시점의 부하값을 측정하는 단계와;

   상기 현재의 부하값이 상기 부하 안정치를 초과하는지 판단하여, 상기 판단 결과 초과하지 않으면 다시 트래픽을 측정하여 부하값을 생성하는 단계; 및

   상기 판단 결과, 상기 현재의 부하값이 상기 부하 안정치를 초과하면 네트웍에 문제가 발생하였음을 통보하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 방법.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 제 4과정에서 용량 관리 기법 중 링크 용량을 증설하는 용량 증설 방법은 하기에 기재된 식에 의해 링크 용량 증설분을 산출하여 현재 링크 용량에 상기 산출된 링크 용량 증설분만큼을 더 증설하는 것을 특징으로 하는 인터넷 트래픽 엔지니어링을 위한 트래픽 관리 방법.

   [식]

   (: 링크 용량 증설분

   : 가중치로 네트웍 운용정책이나 운용자의 판단에 따라 결정

   되는 값

   : 부하 안정치

   : 현재의 부하값

   : 현재의 링크 용량)