KR20030055695A - 인터넷에서 차등 서비스 제공을 위한 서비스 관리 시스템및 그 서비스방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존의 인터넷이 최선형 서비스만 제공하는 것을 개선하여 인터넷에서 차등 서비스를 제공하기 위한 서비스 관리 시스템과 차등 서비스 제공 방법에 관한 것이다. 우선 순위의 서비스를 받기 위해서 호스트는 해당 인터넷 서비스 제공자망 내에 있는 서비스 관리 시스템에 접속하여 우선 순위에 해당하는 IP주소를 할당받아 우선 순위 서비스를 받을 수 있다. 우선 순위 서비스를 제공하기 위해서 인터넷 서비스 제공자는 특정 IP주소 범위를 특정 서비스에 할당하고 이 주소에 대해서 접속 라우터가 우선 순위 서비스를 하도록 설정함으로서 가능하다. 또한 우선 순위 서비스를 사용하는 호스트는 기본 서비스를 사용하는 호스트보다 더 많은 비용을 지불해야 하는데 과금 방법은 기본 서비스의 비용을 기준으로 하여 우선 순위 서비스에 할당된 링크의 대역폭 양에 비례하여 계산한다.

Description

인터넷에서 차등 서비스 제공을 위한 서비스 관리 시스템 및 그 서비스 방법{Service Management System and Method for supporting Differentiated Service on the Internet}
본 발명은 인터넷에서 차등 서비스 제공을 위한 서비스 관리 시스템 및 그 서비스 방법에 관한 것으로, 특히 차등 서비스(Differentiated Service, 이하 Diffserv)를 기반으로 하여 인터넷 서비스 품질의 차별화를 제공할 수 있는 서비스 관리 시스템 및 이의 서비스 방법에 관한 것이다.
지난 몇 년간 웹의 확산으로 사용자가 폭발적으로 증가하였고, 화상회의, 가상현실, 가상대학, 주문형 비디오등 다양한 멀티미디어 응용들의 등장뿐만 아니라 기존의 전화, 라디오, TV서비스까지 인터넷으로 제공되면서, 인터넷 트래픽은 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 응용들의 발전과 요구 사항을 수용하기 위해 네트워크는 고속의 링크 기술, 다양한 서비스 품질 보장 기술을 흡수하면서 발전하고 있다. 대표적인 유선 데이터망인 인터넷은 현재의 제한적인 기능과 서비스를 개선시키기 위해서 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 개선하기 위해 고속 유선 데이터망으로 발전하고 있다.
앞으로의 인터넷 데이터망에서 주요 응용은 앞에서 언급한 바와 같이 현재 인터넷의 대부분의 트래픽을 차지하고 있는 월드와이드웹(WWW) 응용과, 점차 증가하고 있는 화상회의, 주문형 미디어 서비스, 인터넷방송, 미디어 분배 서비스 등의 멀티미디어 스트림 응용 등과 같이 지연에 민감하고 높은 대역폭을 요구하는 많은 실시간 응용들이기 때문에, 기존의 인터넷 프로토콜의 최선형 서비스만으로는 이러한 높은 대역폭, 패킷 큐잉 지연시간의 단축, 적은 패킷 손실량 등과 같은 향상된 QoS를 지원할 수 있는 최선형 서비스가 아닌 다른 서비스를 필요로 하고 있다.
이런 요구에 따라 IETF에서는 현재 인터넷상에서 서비스 품질을 보장하기 위한 방법들을 표준화하고 있다. 그 중에서 대표적인 것이 통합 서비스(IntServ: Integrated Service)와 차등서비스(Diffserv : Differentiated Service)이다. 통합 서비스는 일종의 신호 프로토콜인 자원예약 프로토콜(RSVP: Resource Reservation Protocol)을 이용하여 네트워크 노드에 자원을 할당한다. 그러나 통합 서비스 모델에서는 특정한 패킷 스트림 혹은 플로우에 대하여 자원을 할당하기 때문에, 해당 스트림과 플로우에 대한 정보를 각 노드에서 유지해야 한다. 특히, 인터넷 백본 라우터의 경우 전송속도가 빠르고 플로우가 많은 경우에 통합 서비스 모델은 확장성 문제가 있다. 이에 비해, 차등 서비스 모델에서는 흐름별로 트래픽을 관리하지 않고, 패킷을 클래스별(집합)로 분류하여 처리하기 때문에, 통합서비스 모델과 같은 확장성 문제는 발생하지 않는다.
차등 서비스는 RFC791에서 정의된 IPv4의 우선 순위 표시 서비스를 개선한 것으로써, 기존의 우선 순위 표시 서비스보다 잘 정의된 서비스들을 적용하여, 인터넷에서 다양한 서비스 품질을 제공할 수 있도록 하는 것을 기본으로 하고 있다. 이를 위해서 차등 서비스에서는 특정 서비스 품질을 사용하는 응용 프로그램에 의해서 요구될 수 있는 유용한 종단간 서비스의 집합을 미리 정의하고 있으며, 이를 PHB(Per Hop Behavior)라 한다. 현재 IETF에서는 기본적인 최선형 서비스와 몇 개의 우선 순위를 갖는 서비스만을 정의한다. 차별화 서비스 망에서는 입력된 패킷을 미리 계약된 서비스에 맞추어 처리하기 때문에, 망 내의 라우터는 플로우별로 상태나 자원 예약 정보를 유지할 필요가 없다는 장점이 있다.
차등 서비스가 확장성을 갖고 있으며, 여러 상용 라우터에서 이미 구현이 되어 있을지라도 현재 상용으로 서비스는 되지 않고 있는 상태이다.
따라서, 본 발명은 인터넷 서비스 제공자가 인터넷 사용자에게 차등 서비스를 제공하기 위해 필요한 서비스 관리 시스템과 이의 서비스 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도1은 일반적인 차등 서비스가 가능한 네트워크 모델을 나타낸 도면.
도2는 본 발명에서 제안한 차등 서비스가 가능한 네트워크 모델을 나타낸 도면.
도3은 본 발명에 따른 서비스 관리 시스템의 구조를 나타낸 도면.
도4는 본 발명에 따른 서비스 관리 시스템이 호스트로 서비스 요청을 받았을 때의 처리 흐름도.
도5는 본 발명에 따른 서비스 관리 시스템이 호스트의 서비스 종료 요청을 받았을 때의 처리 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
31 : 호스트와 통신 모듈 32 : 서비스 할당 판단 모듈
33 : DHCP 서버 모듈 34 : 데이터베이스(DB)
35 : 라우터와 통신 모듈
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관리 시스템은, 호스트로부터 입력된 사용자 정보를 인증하고, 할당받은 서비스 인터넷 프로토콜(IP) 주소를 상기 호스트로 전송하는 호스트와 통신수단;
상기 호스트로 서비스의 종류를 안내하여, 이에 대한 응답을 상기 호스트로부터 수신하는 서비스 판단수단;
상기 서비스 판단수단에 의해 판단된 서비스의 종류에 따라 미리 정해진 특정 범위의 IP 주소 중 하나를 할당하여, 상기 호스트와 통신수단을 통해서 상기 호스트로 전송하고, 서비스 사용 시간과 상기 할당된 IP 주소, 상기 호스트의 식별자 정보를 데이터베이스에 기록하는 IP할당수단; 및
라우터와의 통신을 위한 라우터와 통신수단을 포함하되, 상기 IP할당수단에 의해서 할당된 IP주소가 라우터에서 서비스를 받도록 할당되지 않은 경우에는 상기IP할당수단이 상기 라우터와 통신수단을 통해서 상기 라우터에 특정 IP 주소를 특정 서비스로 할당하도록 하는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 본 발명에 따른 차등 서비스 제공방법은, 인터넷에서 차등 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,
사용자가 서비스에 접속하면, 사용자 인증을 수행하는 제1 단계;
사용자 인증 수행 후, 상기 사용자에게 서비스 종류를 안내하고, 그 응답을 수신하는 제2 단계;
사용자가 우선 순위 서비스를 선택하면, 상기 우선 순위 서비스에 할당된 특정 범위의 IP주소 중 하나를 할당하는 제3 단계;
사용자가 기본 서비스를 선택하면, 상기 기본 서비스에 할당된 상기 우선 순위 서비스에 할당된 범위의 IP 주소와는 다른 특정 범위의 IP 주소 중 하나를 할당하는 제4 단계;
상기 할당된 IP주소와 시간 및 사용자 정보를 데이터베이스에 기록하는 제5 단계; 및
우선 순위 서비스를 제공할 수 있도록 라우터에 상기 우선 순위 서비스에 할당된 IP주소를 우선 순위 서비스로 설정하고 상기 할당된 IP주소를 상기 사용자 컴퓨터로 전송하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서, 사용자가 서비스에 접속하면, 사용자 인증을 수행하는 제1 기능;
사용자 인증 수행 후, 상기 사용자에게 서비스 종류를 안내하고, 그 응답을수신하는 제2 기능;
사용자가 우선 순위 서비스를 선택하면, 상기 우선 순위 서비스에 할당된 특정 범위의 IP주소 중 하나를 할당하는 제3 기능;
사용자가 기본 서비스를 선택하면, 상기 기본 서비스에 할당된 상기 우선 순위 서비스에 할당된 범위의 IP 주소와는 다른 특정 범위의 IP 주소 중 하나를 할당하는 제4 기능;
상기 할당된 IP주소와 시간 및 사용자 정보를 데이터베이스에 기록하는 제5 기능;
우선 순위 서비스를 제공할 수 있도록 라우터에 상기 우선 순위 서비스에 할당된 IP주소를 우선 순위 서비스로 설정하고 상기 할당된 IP주소를 상기 사용자 컴퓨터로 전송하는 제6 기능; 및
상기 사용자 컴퓨터로부터 서비스 종료가 수신되면, 상기 할당된 IP주소를 회수하고, 서비스 받은 시간과 서비스 종류를 바탕으로 하여 과금을 계산하여, 과금정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 제7 기능을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에서는 통신망으로부터 최초 접속을 받아들이는 모듈, 접속한 호스트를 기본 서비스로 서비스 할 것인지 우선 순위 서비스로 서비스 할 것인지를 판단하는 모듈, 호스트에게 원하는 서비스에 맞는 IP 주소를 할당해주는 DHCP 서버 모듈, 우선 순위 서비스로 서비스 할 경우 접속 라우터를 설정하는 모듈, 서비스의시작 및 종료 시간과 사용자에 대한 정보를 기록할 저장 모듈이 제공된다.
통신망으로부터 최초 접속을 받아들이는 모듈에 있어서 사용자 ID와 암호를 통해서 접속하게 되며, 고정 IP주소를 사용하지 않는 호스트에 대해서는 DHCP서버에서 IP를 할당해 준다. DHCP서버는 우선 순위 서비스와 기본 서비스에 대한 IP주소 저장소를 가지고 있으며, 우선 순위 서비스를 원하는 호스트에게는 우선 순위 서비스 IP주소를 할당해 준다. 부득이하게 우선 순위 서비스 IP주소를 할당하지 못하는 경우에는 기본 서비스 IP주소를 할당하게 된다.
이를 위해서 인터넷 서비스 제공자의 접속 라우터에서는 호스트의 IP에 의해서 서비스를 구분하고, IP의 서비스 형태(TOS: Type of Service)영역을 우선 순위 서비스에 해당하는 코드로 채운 후 패킷을 전송한다. 우선 순위 서비스와 기본 서비스를 제공하는 방법은 여러 가지 큐잉 및 스케줄링 방법을 사용하여 인터넷 서비스 제공자가 독자적으로 운용할 수 있으나, 다른 인터넷 서비스 제공자의 네트워크로 패킷이 전달될 때에는 두 서비스 제공자간의 계약을 통해서 우선 순위 서비스에 대해서 지원할 수 있도록 해야한다.
또한, 접속 라우터에서 패킷을 분류하는 방법에 있어서 위에서 언급한대로 특정 IP주소의 범위와 서비스를 매핑 시킨다. 예를 들어 203.255.250.1부터 203.255.250.128까지는 우선 순위 서비스 주소이고, 203.255.250.129부터 203.255.250.255까지는 기본 서비스 주소로 설정되어 있다면, 접속 라우터는 패킷을 보내는 호스트의 주소를 보고, 서비스에 맞는 코드로 패킷의 서비스 형태(TOS) 영역을 변환하고, 적절한 클래스로 분류한다. 이를 위해서 운용자가 미리 라우터를설정할 수도 있으며, 서비스 관리 시스템과 라우터간의 통신을 통해서 라우터를 설정 할 수도 있을 것이다.
인터넷 서비스 제공자는 우선 순위 서비스를 제공하기 위해서 자체적으로 서비스에 대한 특정 코드를 규정함과 동시에, 우선 순위 코드를 가진 패킷에 링크 대역폭의 몇%를 할당할 것인지에 대해서 규정하여야 한다. 이 퍼센티지는 나중에 우선 순위 서비스 과금에 사용될 것이다. 우선 순위 서비스에 할당된 대역폭이 모두 사용되지 않을 경우 기본 서비스가 이 대역폭을 사용할 수도 있으며, 또한 기본서비스의 대역폭이 남을 경우 우선 순위 서비스가 사용할 수 있도록 하여 대역폭 효율을 높일 수도 있다.
우선 순위 서비스를 받는 호스트는 기본 서비스를 받는 호스트에 비해서 더 나은 서비스를 받기 때문에 더 많은 비용을 지불해야 한다. 현재 초고속 인터넷 접속은 정액제로 운용이 되는데, 이 서비스를 위해서는 기본적으로 사용 시간에 따른 과금이 되어야 한다. 평균 인터넷 사용시간을 산출하여 시간당 기본 서비스의 가격을 정하고, 우선 순위 서비스에 할당된 대역폭의 퍼센티지에 비례하여 과금을 설정한다.
과금 방법은 기본 서비스의 분당 사용료가 a원이고, 전체 링크의 대역폭중 p %가 우선 순위 서비스에 할당되었다면 우선 순위 서비스의 분당 사용료 f는 다음 수학식과 같이 계산될 것이다.
f = a*(1+p*b), p < 1
위 수학식 1에서 b는 인터넷 서비스 제공자가 임의로 결정할 수 있는 파라미터이다. 서비스 제공자는 우선 순위 서비스의 품질을 보장하기 위하여 우선 순위 서비스의 서비스 할당에 대한 제한을 하여야 한다. 제한의 양은 서비스 제공자가 정한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 차등서비스 개요를 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이 네트워크의 양 끝단에 있는 사용자와 사용자간, 사용자와 서버간에 차등 서비스를 제공한다. 사용자와 서버는 인터넷 서비스 제공자(ISP: Internet Service Provider)의 네트워크에 있는 경계 라우터와 연결되어서 인터넷 접속 및 서비스를 받는다. 또한 서로 다른 인터넷 서비스 제공자는 각자의 경계 라우터를 통하여 연결을 가진다. 또한 인터넷 서비스 제공자간의 경계 라우터는 차등 서비스에 대한 계약(SLA: Service Level Agreement)을 맺어서 차등 서비스를 제공한다.
도 2는 본 발명이 제안하는 차등 서비스 개요를 나타낸 블록도이다.
인터넷 서비스 제공자는 자신의 네트워크에 서비스 관리 시스템을 두어서 특정 사용자에게 서비스를 할당하도록 한다.
도 3은 도 2에서 서비스 관리 시스템에 대한 상세한 도면이다.
호스트와 통신 모듈(31)은 호스트가 서비스를 할당받기 위하여 최초 접속하는 모듈일 뿐만 아니라 할당받은 서비스 IP주소를 호스트에게 알려 주는 역할을 한다. 또한 식별자와 암호 및 기타 인증 방법을 이용하여 허가되지 않는 사용자의 접속을 제한한다. 서비스 할당 판단 모듈(32)은 호스트가 어떤 서비스가 현재 사용가능 하며, 어떤 서비스를 원하는지 질문하여 응답을 받아, 그 결과를 DHCP 서버 모듈(33)에 넘겨준다. DHCP 서버 모듈은 서비스의 종류에 따라 미리 정해진 범위의 IP 주소를 호스트와 통신 모듈을 통해서 호스트에게 전송하고, 그 시간과 IP 주소, 호스트의 식별자를 DB(34)에 기록하여 나중에 과금을 위한 정보로 사용한다. DHCP 서버(33)에 의해서 할당된 IP주소가 접속 라우터에서 서비스를 받도록 할당되지 않은 경우라면 DHCP 서버 모듈(33)은 라우터와 통신 모듈(35)을 통해서 라우터에 특정 IP 주소에 특정 서비스를 할당하도록 하여야 한다.
도 4는 도 3에서 도시된 모듈들의 서비스 처리 방법의 흐름을 나타낸 흐름도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 인터넷 서비스를 받기 위해서 호스트는 인터넷 서비스 제공자의 네트워크에 접속(41)한다. 서비스 판단 모듈은 호스트가 원하는 서비스 종류에 질문하고(42), 호스트가 원하는 서비스가 우선 순위 서비스면 이에 해당하는 IP주소를 할당한다(43). 호스트가 원하는 서비스가 기본 서비스이면 이에 해당하는 IP주소를 할당하고(44), 이를 DB에 기록한다(45). 만약, 우선 순위 서비스에 해당하는 IP주소가 할당되었는데, 이 IP주소가 접속 라우터에 우선 순위 서비스로 설정되어 있는지를 판단하여(46), 설정되어 있지 않으면 라우터와 통신 모듈을 통하여 라우터에 설정하고(47), 할당된 주소를 호스트에게 전송함으로써, 호스트는 서비스를 받을수 있게 된다.
도 5는 도 3에서 도시된 모듈들이 서비스를 처리하는 방법중 호스트가 서비스 종료를 알려 왔을 때 처리 방법의 흐름을 나타내는 흐름도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 호스트가 서비스 종료를 알리면(51), 할당된 IP주소를 다른 호스트가 사용할 수 있도록 회수하고(52), 서비스 받은 시간과 서비스 종류를 바탕으로 하여 과금을 계산(53)하고, 이 정보를 DB에 저장(54)함으로써 모든 과정이 종료된다.
상기와 같은 본 발명은 기본 서비스 이상의 서비스를 원하는 사용자에게 우선 순위 서비스를 제공함으로써, 인터넷 차별화된 서비스를 받을 수 있도록 하고, 현재 표준화된 차등 서비스의 상용화 모델을 제공하는 효과가 있다. 또한, 인터넷 서비스 제공자는 차별화된 서비스를 제공함으로써, 사용자의 요구사항을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 우선 순위 서비스 사용자에게 더 많은 과금을 요구함으로써, 수익을 높일 수 있다.

Claims (5)

  1. 호스트로부터 입력된 사용자 정보를 인증하고, 할당받은 서비스 인터넷 프로토콜(IP) 주소를 상기 호스트로 전송하는 호스트와 통신수단;
    상기 호스트로 서비스의 종류를 안내하여, 이에 대한 응답을 상기 호스트로부터 수신하는 서비스 판단수단;
    상기 서비스 판단수단에 의해 판단된 서비스의 종류에 따라 미리 정해진 특정 범위의 IP 주소 중 하나를 할당하여, 상기 호스트와 통신수단을 통해서 상기 호스트로 전송하고, 서비스 사용 시간과 상기 할당된 IP 주소, 상기 호스트의 사용자 식별자 정보를 데이터베이스에 기록하는 IP할당수단; 및
    라우터와의 통신을 위한 라우터와 통신수단을 포함하되,
    상기 IP할당수단에 의해서 할당된 IP주소가 라우터에서 서비스를 받도록 할당되지 않은 경우에는 상기 IP할당수단이 상기 라우터와 통신수단을 통해서 상기 라우터에 특정 IP 주소를 특정 서비스로 할당하도록 하는 것을 특징으로 하는 인터넷에서 차등 서비스를 제공하기 위한 서비스 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터베이스에 저장된 서비스 사용 시간과 상기 할당된 IP 주소, 상기 호스트의 사용자 식별자를 이용해 과금을 계산하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷에서 차등 서비스를 제공하기 위한 서비스 관리 시스템.
  3. 인터넷에서 차등 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,
    사용자가 서비스에 접속하면, 사용자 인증을 수행하는 제1 단계;
    사용자 인증 수행 후, 상기 사용자에게 서비스 종류를 안내하고, 그 응답을 수신하는 제2 단계;
    사용자가 우선 순위 서비스를 선택하면, 상기 우선 순위 서비스에 할당된 특정 범위의 IP주소 중 하나를 할당하는 제3 단계;
    사용자가 기본 서비스를 선택하면, 상기 기본 서비스에 할당된 상기 우선 순위 서비스에 할당된 범위의 IP 주소와는 다른 특정 범위의 IP 주소 중 하나를 할당하는 제4 단계;
    상기 할당된 IP주소와 시간 및 사용자 정보를 데이터베이스에 기록하는 제5 단계; 및
    우선 순위 서비스를 제공할 수 있도록 라우터에 상기 우선 순위 서비스에 할당된 IP주소를 우선 순위 서비스로 설정하고 상기 할당된 IP주소를 상기 사용자 컴퓨터로 전송하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷에서 차등 서비스 제공방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 사용자 컴퓨터로부터 서비스 종료가 수신되면, 상기 할당된 IP주소를 회수하고, 서비스 받은 시간과 서비스 종류를 바탕으로 하여 과금을 계산하여, 과금정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷에서 차등 서비스 제공방법.
  5. 인터넷에 연결된 컴퓨터에서,
    사용자가 서비스에 접속하면, 사용자 인증을 수행하는 제1 기능;
    사용자 인증 수행 후, 상기 사용자에게 서비스 종류를 안내하고, 그 응답을 수신하는 제2 기능;
    사용자가 우선 순위 서비스를 선택하면, 상기 우선 순위 서비스에 할당된 특정 범위의 IP주소 중 하나를 할당하는 제3 기능;
    사용자가 기본 서비스를 선택하면, 상기 기본 서비스에 할당된 상기 우선 순위 서비스에 할당된 범위의 IP 주소와는 다른 특정 범위의 IP 주소 중 하나를 할당하는 제4 기능;
    상기 할당된 IP주소와 시간 및 사용자 정보를 데이터베이스에 기록하는 제5 기능;
    우선 순위 서비스를 제공할 수 있도록 라우터에 상기 우선 순위 서비스에 할당된 IP주소를 우선 순위 서비스로 설정하고 상기 할당된 IP주소를 상기 사용자 컴퓨터로 전송하는 제6 기능; 및
    상기 사용자 컴퓨터로부터 서비스 종료가 수신되면, 상기 할당된 IP주소를 회수하고, 서비스 받은 시간과 서비스 종류를 바탕으로 하여 과금을 계산하여, 과금정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 제7 기능을 실행시키기 위한 프로그램을기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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