KR20030028270A - 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을보장하는 라우팅 시스템 - Google Patents

인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을보장하는 라우팅 시스템 Download PDF

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KR20030028270A
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이영석
임태성
신효정
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주식회사 케이티
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Abstract

본 발명에 따른 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템은, 인터넷망에서 출발지와 목적지 사이에 있는 네트워크 영역 사이에 별도의 프로브(probe)를 설치하여 가능한 모든 경로의 지연 값을 계산하고, 이를 전체 프로브에 분배하여 지연에 민감한 트래픽을 최소 지연 값을 가지는 경로로 우회시킴으로써 서비스 품질을 최대한 보장할 수 있는 인터넷망에서의 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템에 관한 것이다.

Description

인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템{System for routing to guarantee quality of service for delay sensitive traffic in the internet}
본 발명은 인터넷망에서의 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템에 관한 것으로, 특히 인터넷망에서 출발지와 목적지 사이에 있는 네트워크 영역 사이에 별도의 프로브(probe)를 설치하여 가능한 모든 경로의 지연 값을 계산하고, 이를 전체 프로브에 분배하여 지연에 민감한 트래픽을 최소 지연 값을 가지는 새로운 경로로 우회시킴으로써 서비스 품질을 최대한 보장할 수 있는 인터넷망에서의 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템에 관한 것이다.
최근에 초고속 인터넷의 이용이 보편화됨에 따라 트래픽 성향 또한 기존의 텍스트 중심의 애플리케이션에서 동영상 같이 파일 크기가 대용량화되고, 또한 지연에 매우 민감한 애플리케이션으로 변하고 있다.
현재의 인터넷망에서 서비스 품질을 보장하기 위한 방법 중 대표적인 방법은 라우터와 같은 네트워크 장비에서 구현되어 있는 충돌방지 알고리즘, 큐매니지먼트(quality management; QM) 등을 통하여 일부 기능이 구현되어지고 있다.
그러나, 이러한 벤더들에 의하여 구현된 방식은 다른 벤더의 장비와 호환성이 떨어지고 단대단(e2e) 서비스 품질을 보장하는데 있어서 많은 문제점이 발생한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 인터넷망에서 출발지와 목적지 사이에 있는 네트워크 영역 사이에 별도의 프로브를 설치하여 모든 경로의 지연 값을 계산하고 이를 전체 프로브에 분배하여 지연이 적은 새로운 경로로 트래픽을 우회시킴으로써 서비스 품질을 최대한 보장하는 것이다.
도 1은 본 발명을 적용한 인터넷 망 구조를 간략히 보인 개념도.
도 2a는 도 1의 개념도에서, 프로브 서버의 상세 구성을 나타낸 블록도.
도 2b는 도 1의 개념도에서, 프로브 클라이언트의 상세 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 처리 방법을 나타낸 순서도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 코어망1-6 : 라우터
7-9 : 액세스망11 : 프로브 서버
12-16 : 프로브 클라이언트17, 28 : 라우팅 데몬 필드
18, 29 : 패킷 식별 필드19, 30 : 버전 필드
20, 31 : 경로 추적(traceroute) 필드
21, 32 : TTL(time-to-live) 필드22 : 경로 추적 주기 필드
23, 33 : 지연 값 수집/분배(collect/distribute delay values) 필드
24, 34 : 개별 지연 테이블
25, 35 : 전체 단대단(end to end; e2e) 지연 테이블
26 : 전체 단대단(e2e) 지연 테이블 분배 필드
27, 36 : 라우터 자동 구성(router auto-configuration) 필드
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템은, 수신된 패킷이 지연에 민감한 트래픽인지를 검출하여, 상기 수신된 패킷이 지연에 민감한 트래픽인 경우, 에지 라우터가 서비스 타입 비트를 설정하여 프로브로 전송하고, 상기 프로브는 상기 전송된 트래픽에 대해 상기 서비스 타입 비트를 검사하여, 상기 서비스 타입 비트가 지연에 민감한 트래픽이면, 모든 프로브 클라이언트들로부터 입력된 지연 값에 따라 재구성된 경로를 통해 패킷을 전송하고, 상기 서비스 타입 비트가 지연에 민감한 트래픽이 아니면, 정상 라우팅 테이블에 따라 패킷을 전송하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명이 적용된 인터넷망 구조를 간략히 나타낸 개념도이다.
인터넷망 구조는, 복수의 구내정보통신망(LAN)과 광역 통신망(WAN)의 회선을 상호 접속하여 네트워크 계층 라우팅 프로토콜에 의해 패킷을 전송(forwarding)하거나 제한하는 라우터들(1-6)로 구성된 코어망(10)과, 모든 라우터들(1-6)에 각각 설치된 프로브(probe)(11-16)를 포함하여 구성된다. 여기서, 라우터들(1-6)은 액세스망(7-9) 또는 다른 인터넷 서비스 공급자(Internet Service Provider; ISP)에 연결된다.
지연에 민감한 트래픽(delay-critical traffic)이 액세스망(7)을 통해 코어망(10)으로 유입되면, 에지 라우터(1)는 이들 트래픽에 대한 처리여부를 위해 서비스 타입(Type of Service; ToS) 비트를 설정한다.
ToS 비트 설정이 끝난 트래픽은 프로브 서버(11)쪽으로 보내지고, 프로브 서버(11)는 수신된 트래픽에 대하여 ToS 비트를 체크한다.
유입된 모든 트래픽에 대해 프로브 서버(11)는 ToS 비트를 확인한 후, 지연에 민감한 트래픽이면, 프로브 클라이언트들(12-16)로부터 받은 지연 값에 따라 재구성된 경로로 패킷을 우회시키고, 지연에 민감한 트래픽이 아니면, ToS 비트가 설정되지 않고, ToS 비트가 설정되지 않은 트래픽은 다시 라우터로 전송되어 정상 라우팅 테이블을 통해서 다음 목적지로 전송된다.
도 2a는 프로브 서버(11)의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2b는 프로브 클라이언트(12)의 구성을 나타낸 블록도이다.
프로브 서버(11)는, 라우팅 데몬(routing daemon) 필드(17), 패킷 식별 필드(18), 버전 필드(19), 경로 추적(traceroute) 필드(20), TTL(time-to-live) 필드(21), 경로 추적 주기(traceroute period) 필드(22), 지연 값 수집/분배(collect/distribute delay values) 필드(23), 개별 지연 테이블(24), 전체 단대단(e2e) 지연 테이블(25), 전체 단대단(e2e) 지연 테이블 분배 필드(26) 및 라우터 자동 구성(auto-configuration) 필드(27)를 포함하여 구성되고, 라우팅 데몬(17)이 상부에 위치하므로 인접 라우터로부터 라우팅 테이블을 참조하여 항상 라우터와 같은 라우팅 테이블을 유지하고, 버전 필드(19)를 통해 계산된 지연 값 테이블들(24-25)의 버전을 관리하게 되며, 패킷 식별 필드(18)를 통해 수신된 모든 트래픽들의 ToS 비트를 분석하여 지연에 민감한 트래픽인지의 여부를 결정한다.
프로브 서버(11)에서 지연 값을 계산하기 위해 경로추적(traceroute)을 수행할 때 서버에서 경로추적 주기 필드(22)를 통해 지정된 주기마다 수행하며, TTL(time-to-live) 값(21)을 통해 응답이 없는 중간 경로를 판단하여 일정시간 동안 응답이 없으면 그 경로를 무시한다.
프로브 클라이언트(12)는 라우팅 데몬 필드(28), 패킷 식별 필드(29), 버전 필드(30), 경로 추적 필드(31), TTL 필드(32), 수집/분배 지연 값 필드(33), 개별 지연 테이블(34), 전체 단대단(e2e) 지연 테이블(35) 및 라우터 자동 구성 필드(36)로 구성되고, 해당 프로브 클라이언트(12-16)에서 일차적으로 각 경로에 대한 지연 값을 계산하고, 이를 프로브 서버(11)로 전송하여 전체 단대단(e2e) 지연 값을 테이블(25)로 구성하여 이를 각 프로브 클라이언트(32-36)로 전송하여 전체 프로브가 동일한 지연 값 테이블(25, 34)을 갖게 한다.
프로브 서버(11)는 ToS 비트가 설정된 트래픽에 대하여 경로를 재설정하여 이를 라우터로 전달하는데, 이러한 과정은 다음의 순서에 따라 수행된다.
먼저, 프로브 서버(11)가 라우터로 텔넷 등을 통해 접속한 후 프로브 서버(11)에 의해 재설정된 경로로 패킷을 전송 가능하도록 정적 라우팅(static routing)에 대한 설정을 자동으로 수행한다.
프로브들(11-16)은 라우팅 데몬(17)을 통해 전체 경로에 대한 정보를 라우터로부터 받아오며 주기적으로 경로추적(traceroute)을 각 경로에 대해 테스트함으로써 각 경로에 대한 지연 값을 저장한다.
여기서, 모든 프로브(11-16)는 동일한 역할을 수행하며, 단지 프로브 서버(11)는 전체 프로브 클라이언트들(12-16)을 통합 관리하는 역할을 수행한다.
프로브 클라이언트들(12-16)은 인접 라우터로부터 참조한 라우팅 테이블을 기반으로 서버에서 지정한 주기마다 각 경로로 경로추적(traceroute)을 수행하여 지연 값을 산출하고, 그 결과를 프로브 서버(11)에 전송한다.
프로브 서버(11)는 각 프로브 클라이언트들(12-16)로부터 받은 각각의 지연 값을 토대로 전체 경로에 대한 단대단(e2e) 지연 값을 계산하여 테이블화하고 그 결과를 각 프로브 클라이언트(12-16)에 전송함으로써 모든 프로브들(11-16)은 동기화된 전체 단대단(e2e) 지연 테이블(25, 34)을 유지하게 된다.
현재 인터넷망에서 라우터는 홉-바이-홉(hop-by-hop)으로 패킷을 처리하기때문에 동일한 과정이 라우터를 거칠 때마다 반복되게 된다.
프로브는 또한 지연에 민감한 트래픽에 대하여 우회경로를 재설정하고 이를 라우터로 전송하기 위하여 라우터에 텔넷으로 접속하여 해당 우회경로에 대한 정적 라우팅(static routing)을 자동으로 설정한다.
도 3은 본 발명을 적용한 지연에 민감한 트래픽 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 수신된 패킷이 지연에 민감한 트래픽(delay-critical traffic)인지를 검출한다(S1).
수신된 패킷이 지연에 민감한 트래픽인 경우, ToS 비트를 지정하여(S2) 프로브로 전송하고(S3), 수신된 패킷이 지연에 민감한 트래픽이 아닌 경우, ToS 비트를 지정하지 않고 프로브로 전송한다(S3).
프로브로 전송된 트래픽은 ToS 비트를 검사하여(S4), ToS 비트가 지연에 민감한 트래픽인지를 검출한다(S5).
ToS 비트가 지연에 민감한 트래픽이면, 단대단(e2e) 지연 값 테이블(24)을 검사하여(S5), 자동 구성(auto-configuration)에 의한 라우터를 액세스하고(S7), 정적 라우터를 설정하여(S8) 단대단(e2e) 지연 값 테이블(24)에 따라 패킷을 전송한다(S9).
한편, ToS 비트가 지연에 민감한 트래픽이 아니면, 정상 라우팅 테이블(normal routing table)에 따라 패킷을 전송한다(S10).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템은, 코어망 내부에 별도의 프로브를 설치하여 각 경로에 대한 지연 값을 계산하고 전체 경로에 대한 지연 값을 전체 프로브에 분배하여 각 프로브들의 지연 값을 동기화 시킴으로써 수신된 트래픽에 대한 절대 경로의 동일성을 보장하여, 인터넷 트래픽의 서비스 품질을 보장함으로써 지연에 민감한 트래픽을 효율적으로 수용할 수 있으며, 이로 인한 차별화된 각종 서비스를 제공함으로써 사업자의 입장에서 보다 다양한 컨텐츠를 제공할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 액세스망을 통해 트래픽이 통합되어 코어망으로 수신되는 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽을 최소 지연 값을 가지는 경로로 우회시켜 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템에 있어서,
    수신된 패킷이 지연에 민감한 트래픽(delay-critical traffic)인지를 검출하여,
    상기 수신된 패킷이 지연에 민감한 트래픽인 경우, 에지 라우터가 서비스 타입 비트를 설정하여 프로브로 전송하고,
    상기 프로브는 상기 전송된 트래픽에 대해 상기 서비스 타입 비트를 검사하여,
    상기 서비스 타입 비트가 지연에 민감한 트래픽이면, 모든 프로브 클라이언트들로부터 입력된 지연 값에 따라 재구성된 경로를 통해 패킷을 전송하고,
    상기 서비스 타입 비트가 지연에 민감한 트래픽이 아니면, 정상 라우팅 테이블에 따라 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브가 경로를 재구성하는 것은,
    상기 프로브가 라우터로 접속하고, 정적 라우팅에 대한 설정을 자동으로 수행하여 라우터로 패킷을 전달하기 위한 경로를 재구성하는 것을 특징으로 하는 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브는,
    프로브 서버와 프로브 클라이언트들로 구분되는데,
    상기 프로브 클라이언트들은 인접 라우터로부터 참조한 라우팅 테이블에 따라 서버에서 지정한 주기마다 각 경로에 대해 경로 추적을 수행하여 지연 값을 계산하고 그 결과를 상기 프로브 서버에 전송하고,
    상기 프로브 서버는, 상기 각 프로브 클라이언트들로부터 입력된 각각의 지연 값에 따라 전체 경로에 대한 단대단 지연 값을 계산하여 테이블화하고, 그 결과를 상기 각 프로브 클라이언트에 전송함으로써 모든 프로브들이 동기화된 단대단 지연 값 테이블을 유지하는 것을 특징으로 하는 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 프로브 클라이언트들은,
    지연 값을 계산하기 위해 경로 추적을 서버에 저장된 주기에 따라 수행하며,
    TTL 값에 따라 응답이 없는 중간 경로를 검출하여 일정시간 동안 응답이 없으면 그 경로를 무시하는 것을 특징으로 하는 인터넷망에서 지연에 민감한 트래픽의 서비스 품질을 보장하는 라우팅 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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