KR20030074944A

KR20030074944A - 광버스트스위칭기반 광 인터넷에서의 오류 보호/복구방법

Info

Publication number: KR20030074944A
Application number: KR1020020013944A
Authority: KR
Inventors: 김영한; 오승훈; 유명식
Original assignee: 김영한; 오승훈; 유명식
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-22

Abstract

본 발명은 광버스트스위치기반 광인터넷의 오류를 보호/복구하기 위한 방법에 관한 것으로서, 하나의 동작경로(가상LSP)를 보호하기 위한 대체 가상LSP를 설정하는 단계, 두 경로 양단에 스위칭과 머징기능을 수행하는 노드들과 동작경로 상에서 감지된 에러를 알리기 위한 경로를 미리 설정하는 단계, 에러가 발생했을 때 근접한 노드들이 광신호 손실 등을 물리적으로 검사하여 오류를 검출하는 단계, 에러를 검출한 노드에서는 에러발견 즉시 바로 알림메시지를 생성해서 복원 스위칭을 담당하는 노드에 전달함과 아울러 트래픽을 통합하는 노드(OPML)에 이르는 첩경경로 정보를 이용하여 "temporary LSP"를 설립하기 위해 제어 패킷을 생성해서 그 첩경경로로 전송시켜 원 대체경로와 새롭게 설립된 "temporary LSP"를 통해서 동시에 복원이 이루어지도록 하는 단계, 복원이 이루어진 다음 경로수준 비보호 트래픽을 보호하기 위해 설립된 "temporary LSP"를 바로 제거하는 단계로 이루어져서, 오류의 신속한 복원과 손실률을 많이 낮춰 오류에 대한 강인성과 안정성을 보장할 수 있도록 함으로써 신뢰성 있는 서비스를 제공할 수 있는 발명임.

Description

광버스트스위칭기반 광 인터넷에서의 오류 보호/복구방법{Method for restoring in optical internet using optical burst switching}

본 발명은 광버스트스위치(optical burst switch; OBS) 기반 광인터넷의 오류를 보호/복구하기 위한 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수-프로토콜-레이블-스위치 기반의 보호기법을 적용했을 때 문제점을 해결하고자 하는 광버스트스위칭기반 광 인터넷에서의 오류 보호/복구방법에 관한 것이다.

광버스트스위치 기반 광인터넷에 적용 가능한 다수-프로토콜-레이블-스위치의 보호기법은 TCP/IP와 같은 인터넷 운영 프로토콜의 표준을 정의하는 주체인 IETF(Internet Engineering Task Force)의 다수-프로토콜-레이블-스위치 작업그룹에서 연구되고 있는 방법으로 "draft-ietf-mpls-recovery-frmwrk-03.txt"라는 문서에 종합적으로 개시되어 있다. 이 보호기법에서는 다수-프로토콜-레이블-스위치 보호도메인 안에 실제 트래픽을 전송하기 위한 동작 경로와 이 경로를 보호하기 위한 대체경로를 미리 설정하고, 에러발생 됨을 알리기 위한 경로도 설정해야 한다. 네트워크 상에서 발생된 오류가 복원되는 과정을 간략히 요약하면, 발생된 오류는 근접 노드에서 특정 기술로 발견을 한다. 발견한 노드는 복원스위칭을 담당하는 특정 노드에게 알림메시지를 전달한다. 이 메시지를 수신한 복원 스위칭 노드( PSL(path switch LSR)이라고 한다.)는 트래픽을 미리 설정된 대체경로로 스위칭 시킨다.

광버스트 스위칭 기반 광인터넷에서 다수-프로토콜-레이블-스위치 기반의 보호기법을 그대로 적용했을 때 복원시간과 손실률 등에서 문제점이 존재하게 되는 바, 첫째로, 복원시간 측면에서 볼 때, 발견된 오류를 복원스위칭 노드에 전달해야 하는데 오류를 알리는데 걸리는 시간이 느리기 때문에 그 전달하는 거리에 비례해서 시간이 오래 걸리게 되어 복원시간이 긴 문제점이 있었고, 두 번째로, 손실률 측면에서 볼 때 오류알림 메시지가 복원스위칭 노드(PSL)로 전달되는 동안 트래픽의 손실이 발생하게 된다. 이러한 손실은 경로수준 비보호 트래픽이라 불리워질 수 있는 것인데, 이러한 손실은 대량의 트래픽을 전송하는 광인터넷에서는 치명적일 수 있다.

한편, 광버스트스위치기반 광인터넷은 기존 광-회선-스위치(OCS: optical circuit switch) 중심으로 연결 서비스 제공되어 왔던 광네트워크에서 광수준의 패킷을 광-패킷-스위칭 (OPS: optical packet switch)기반 광인터넷으로 진화하는 과정의 중간단계이므로 OBS는 OCS보다 높은 망효율성을 가질 수 있고, OPS보단 실현 가능성이 높기 때문에 현실적으로 가장 주목을 받고 구현 가능성이 높다. 그러나 광은 오류에 대한 취약성을 가지고 있는데, OBS기반 광인터넷 구조에서는 아직 복원에 대한 기술이 개발이 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로서, 에러발생시 경로수준 비보호 트래픽 보호를 위해 설립된 "temporary LSP"를 통하여 복원이 이루어지도록 함으로써 광버스트스위치기반 광인터넷에 오류의 신속한 복원과 손실률을 많이 낮춰 오류에 대한 강인성과 안정성을 보장토록 하여 신뢰성 있는 서비스를 제공할 수 있도록 하는 광버스트스위칭기반 광 인터넷에서의 오류 보호/복구방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

도 1은 광버스트스위칭기반 광인터넷에서 경로수준복원을 위한 망구성도,

도 2는 광버스트스위칭기반 광인터넷에서 경로수준 비보호 트래픽을 나타낸 도면,

도 3은 경로수준 비보호 트래픽의 손실을 제거하기 위한 제안된 "temporary LSP"의 개념을 나타낸 도면,

도 4는 광버스트스위칭기반 광인터넷에서 "단순 경로수준 복원"을 도식화 도면,

도 5는 광버스트스위칭기반 광인터넷에서 "temporary-LSP 보조 경로수준 복원"을 도식화 한 도면이다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명인 광버스트스위칭기반 광 인터넷에서의 오류 보호/복구방법은, 하나의 동작경로(가상 LSP)를 보호하기 위한 대체 가상LSP를 설정하는 단계, 두 경로 양단에 스위칭과 머징기능을 수행하는 노드들과 동작경로 상에서 감지된 에러를 알리기 위한 경로를 미리 설정하는 단계, 에러가 발생했을 때 근접한 노드들이 광신호 손실(LOL: loss of light) 등을 물리적으로 검사하여 오류를 검출하는 단계, 에러를 검출한 노드에서는 에러발견 즉시 바로 알림메시지를 생성해서 복원 스위칭을 담당하는 노드에 전달함과 아울러 트래픽을 통합하는 노드(OPML)에 이르는 첩경경로 정보를 이용하여 "temporary LSP"를 설립하기 위해 제어 패킷을 생성해서 그 첩경경로로 전송시켜 원 대체경로와 새롭게 설립된 "temporary LSP"를 통해서 동시에 복원이 이루어지도록 하는 단계, 경로수준 비보호 트래픽을 보호하기 위해 설립된 "temporary LSP"를 복원이 이루어진 후 바로 제거하는 단계로 이루어져 있다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다. 특히 이하에서는 본 발명을 위한 망구성과 레이블과 경로 설정에 대해 설명하고, 기존 보호복구 방법에서 발생하는 문제점을 부각하여 이를 해결하기 위한 본 발명의 동작에 대해 설명하고, 끝으로 기존 복구 방법과 본 발명의 복구 방법에 대한 전체적인 차이점에 대해 설명한다.

도 1은 광버스트스위치기반 광인터넷에서 복원을 수행하기 위한 망의 구성에 관한 것이다. 복원을 위한 광버스트스위치기반 광인터넷의 망 구성은 기존의다수-프로토콜-레이블-스위치의 보호복구 기법을 기반으로 하고 있어, 다수-프로토콜-레이블-스위치의 그것과 유사하게 형성된다. 하나의 동작 가상LSP(경로)를 복구(보호)를 책임지고 있는 양단의 노드들, 즉 광버스트 스위칭경로 스위칭노드(OPSL: OBS PSL)라는 복원스위치를 담당하는 노드와 광버스트 스위칭경로 머징노드(OPML: OBS OML)라는 트래픽 통합을 담당하는 노드; 두 노드들 사이에 실질 데이터를 전송하는데 사용되는 동작경로; 에러의 발생을 통보받고 트래픽을 대신 전달할 대체경로; 마지막으로 에러 발견노드에서부터 광버스트스위칭경로스위칭노드(OPSL)까지 오류알림메시지를 전달할 때 사용되는 OBS용 역류메시지경로(O-RNT: OBS reverse notification tree)로 이루어졌다. 그리고 본 발명의 핵심으로써, 동작경로상의 모든 노드는 광버스트 스위칭경로 머징노드(OPML)까지 이르는 첩경경로 정보를 유지하고 있어야 한다. 이 정보는 후에 "temporary LSP"를 동적으로 설립할 때 사용될 정보이다. 이런 정보를 얻는 기능은 라우팅 기능으로써 차후 개발되어야 할 분야이므로 본 발명의 범주를 벗어난다.

더 구체적인 설명을 위해, 도 1을 참조로 설명하면, 노드 1과 노드 4는 각각 동작 가상LSP와 대체 가상LSP의 양단에 존재한 광버스트 스위칭경로 스위칭노드(OPSL)와 광버스트 스위칭경로 머징노드(OPML)이다. 경로 1-2-3-4 는 정상 동작시 실질 트래픽의 전달을 위한 동작 가상LSP이고, 경로 1-5-6-7-8-4 는 복원을 위한 대체 가상LSP이다. 동작경로의 역으로 형성된 경로 4-3-2-1 은 에러가 발생됨을 광버스트 스위칭경로 스위칭노드(OPSL)에게 전달할 알림메시지의 경로, 즉 OBS용 역류 메시지경로(O-RNT)이다. 그리고 앞서 설명한 문제점을 해결하기위한 "temporary LSP"(경로 2-7-8-4과 3-8-4)의 정보를 노드 2, 노드 3에서 각각 유지하고 있어야 한다.

도 2에서는 종래 다수-프로토콜-레이블-스위치의 보호복구과정을 도입한 경로수준 복원을 수행했을 때 발생하는 "경로수준 비보호 트래픽"의 손실을 나타내는 도면이다. 도면에서 노드-b는 오류를 검출하고 오류알림을 노드-i로 전송하고 있다. 그러나 그 동안 노드-i부터 노드-b까지 동작 경로로 전송되고 있는 트래픽은 손실되는 문제점을 가지고 있다. 이런 트래픽을 "경로수준 비보호 트래픽"이라 정의했고, 이런 손실을 제거하기 위해 도 3에서 설명이 될 "temporary LSP"를 발명한 것이다. 또한 대체 경로(i-j-k-e-f-d)만 사용하여 복원이 수행될 경우 알림메시지가 전달이 완료되어야만 비로소 트래픽을 우회시키기 시작하기 때문에 복원시간이 상당히 크다. 그러나 "temporary LSP"의 경로는 경로수준 비보호 트래픽을 첩경 경로로 전송하기 때문에 복원시간을 단축시킬 수 있다.

도 3에서는 본 발명에 따라 "경로수준 비보호 트래픽"을 복원하기 위한 "temporary LSP"의 개념을 나타내고 있다. "temporary LSP"는 이름 그대로 임시적으로 가상LSP를 설립하여 "경로수준 비보호 트래픽"을 복원하는 개념이다. 그러므로 에러를 발견한 노드는 경로수준 복원을 위해 오류알림메시지(FIS)를 생성하고 광버스트 스위치경로 스위칭노드(OPSL)로 전송하는 동시에, "temporary LSP"를 설립하기 위해, 수신한 제어패킷(BCP)에 새로운 레이블과 파장 정보, 그리고 새롭게 계산된 옵셋 시간(offset time)을 담아서 그 노드에서 OPML까지 이르는 첩경경로의 다음 홉으로 전송한다. 이 "temporary LSP"을 설립하기 위해선 동작 경로상의 각각의 몇몇 노드들은 OPML까지 이르는 첩경경로 정보를 유지 관리하고 있어야 하고, 모든 노드들이 "temporary LSP" 설립용 레이블이라고 인식할 수 있도록 레이블영역 중 일부를 "temporary LSP"을 위한 특별한 레이블로 할당해야 한다. 그러므로 "temporary LSP"용 레이블 정보를 수반한 제어패킷(BCP)을 수신 노드는 먼저 전달 테이블에 이미 예약된 레이블인지 확인 후 없을 경우 "temporary LSP" 설립을 위한 레이블을 인식하고 새롭게 전달 테이블에 정보를 기록하고 스왑핑 될 다른 "temporary LSP"용 레이블을 선택, 변경해서 바로 다음 홉으로 전송한다.

이런 과정을 거쳐 동작 중에 동적으로 신속히 가상LSP를 설립할 수 있다. 여기서 주목할 점은, "temporary LSP" 설립은 기존의 다수-프로토콜-레이블-스위치에서 명시적 경로(Explicit LSP)설정의 기능을 광버스트스위칭의 제어패킷의 기능에 추가했다는 점이다. 그럼으로 "temporary LSP" 설립을 위한 제어패킷의 정보에는 동작경로의 중간노드에서 광버스트스위칭경로머징노드까지 이르는 첩경경로 정보를 포함하고 있어야 한다. 임시적으로 설립된 상기 가상LSP는 경로수분 비보호 트래픽의 복원의 목적을 달성하면 자원을 반납하고 바로 제거시킨다.

상기 "Temporary LSP"는 경로수준 비보호 트래픽의 손실을 보상해 주는 장점 외에도, 복원시간을 향상 시킨 장점을 가지고 있다. 이 경로는 각각의 중간노드에서 광버스트 스위칭경로 머징노드까지 이르는 첩경경로를 기반을 가상LSP를 설립했기 때문에 원 대체경로의 트래픽보다 빠르게 도착할 확률이 높다. 그럼으로 전체적인 복원시간이 빨라지게 된다.

도 4와 도 5는 앞서 소개한 "temporary LSP"를 겸비한 경로수준 복원방법이기존 다수-프로토콜-레이블-스위치의 보호복구 기법을 적용한 방법과 전체적으로 도식화하여 비교하였다. 두개의 동일한 망에서 동일한 링크가 에러가 발생했을 때 복원되고 있는 순간을 포착한 도면들이다. 도 4는 기존의 방법이고, 도 5는 본 발명에 의한 복원기법이다. 도 4에서, 링크 b-c에 오류가 발생했을 때 동작경로의 트래픽, 즉 경로수준 비보호 트래픽이 손실되고 있음을 확인할 수 있다. 도 5에서는, 명시적인 경로경보를 담은 제어패킷이 "temporary LSP"를 설립하고 있고, 그 뒤를 따라 "temporary LSP"의 트래픽이 전송되고 있다. 그리고 오류알림메시지에 의해 시동된 대체경로를 따라 트래픽이 복원되는 모습도 나타내고 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 "temporary LSP"를 겸비한 경로수준복원기법에 의하면, 다수-프로토콜-레이블-스위치의 복원을 단순히 적용한 기존 기법의 손실률을 제거할 수 있고, 광버스트 스위칭경로 머징노드에 이르는 첩경경로을 이용하였기 때문에 복원시간을 단축 할 수 있어서, 광버스트스위치기반의 광인터넷에 오류에 대한 강인성과 신뢰성을 보장할 수 있으므로 광인터넷의 효과적인 구현에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.

Claims

에러를 검출한 노드에서는 에러발견 즉시 바로 알림메시지를 생성해서 복원 스위칭을 담당하는 노드에 전달함과 아울러 트래픽을 통합하는 노드(OPML)에 이르는 첩경경로 정보를 이용하여 "temporary LSP"를 설립하기 위해 제어 패킷을 생성해서 그 첩경경로로 전송시켜 원 대체경로와 새롭게 설립된 "temporary LSP"를 통해서 동시에 복원이 이루어지도록 하는 단계, 복원이 이루어진 다음 경로수준 비보호 트래픽을 보호하기 위해 설립된 "temporary LSP"를 바로 제거하는 단계를 포함하여 이루어진 광버스트스위칭기반 광 인터넷에서의 오류 보호/복구방법.