KR20060005002A - 네트워크 노드의 외부 제어 컴포넌트로 ip 패킷을중계하기 위한 방법 - Google Patents

네트워크 노드의 외부 제어 컴포넌트로 ip 패킷을중계하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 네트워크 노드를 포함하며 IP 패킷을 전송하는 통신 네트워크 내에서 일 네트워크의 인터페이스에서 IP 패킷이 수신, 식별, 평가 및 처리되는 방법에 관한 것이다. 네트워크 노드의 일 인터페이스에서 수신되고 거기서 식별되는 대역 내(in-band) IP 시그널링 패킷이 상기 IP 패킷의 헤더의 프로토콜 필드 내 엔트리에 의해 표시되고, 각각 다른 인터페이스의 값들과 구별되는, 수신측 인터페이스에 할당된 일대일 값이 상기 IP 패킷의 IP 헤더의 특정 필드에 입력되며, 그러한 방식으로 변동된 패킷이 제어 컴포넌트들로 송출된다.

Description

네트워크 노드의 외부 제어 컴포넌트로 IP 패킷을 중계하기 위한 방법{METHOD FOR RELAYING IP-PACKETS TO AN EXTERNAL CONTROL COMPONENT OF A NETWORK NODE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 방법에 관한 것이다.
미래에는 현재의 표준 인터넷 및 최선형 서비스(best effort service) 외에도 인터넷 프로토콜 네트워크, 짧게는 IP 네트워크가 우수한 품질의 서비스를 전송할 것이며, 새로운 애플리케이션을 허용할 것이다. 이와 관련하여, 예컨대 에러 발생시 네트워크 자원들의 관리 및 신속한 재구성을 위해 IP 네트워크의 네트워크 노드의 제어 내지는 네트워크 제어의 확장이 필요하다.
이에 대한 대안은 일반적으로 하기와 같다.
Figure 112005069452038-PCT00001
제어 컴포넌트들을 네트워크 컴포넌트들, 네트워크 노드들 및/또는 라우터와 같은 네트워크 엘리먼트들에 집적시키거나,
Figure 112005069452038-PCT00002
제어 컴포넌트들을 외부 서버의 형태로 제어될 네트워크 컴포넌트들, 네트워크 노드들 또는 라우터들에 연결시킨다. 이는 직접적으로, 즉 네트워크 컴포넌트들의 외부 인터페이스와 그 근방에 위치하는 제어 컴포넌트들 사이의 연결부 또는 라인을 통해 이루어지거나, 네트워크 컴포넌트들과 제어 컴포넌트들 사이의 네트워크 연결을 통해 이루어진다.
첫 번째 집적 솔루션은, 제어 컴포넌트가 네트워크 컴포넌트에 밀접하게 연결됨으로써 상기 제어 컴포넌트가 네트워크 컴포넌트의 내부 정보를 이용할 수 있다는 장점이 있다.
그와 대조적으로 "애드온(add-on)" 솔루션은, 엄밀하게 말해 제어 컴포넌트가 네트워크 컴포넌트의 내부 엘리먼트들과 밀접하게 연결되지 않기 때문에, 멀티벤더(multivendor) 관리가 가능하며 더 플렉시블하다. 또한, "애드온" 솔루션은 표준화된 하드웨어(짧게 HW) 솔루션 및 소프트웨어(짧게 SW) 솔루션에 기반할 수 있는 반면, 라우터와 같은 네트워크 컴포넌트들은 대부분 독점(proprietary) HW/SW 솔루션에 기반한다. "애드온" 제어 컴포넌트를 통해 개발 주기를 더 단축시키고 비용을 절감할 수 있다. 그러나 "애드온" 솔루션은 네트워크 컴포넌트의 내부 정보를 이용할 수 없다는 단점이 있다.
하기에 승인 제어(admission control)(짧게 AC) 컴포넌트를 예로 들어 위에서 언급한 두 번째의 외부 "애드온" 서버 솔루션과 관련한 문제점을 설명한다.
승인 제어의 일 목적은, 자원 요청(resource request) 수신을 수락하고, 이를 아직 이용 가능한 자원들로 보정하며, 만일 상기 자원들이 아직 이용 가능하다면 데이터 흐름을 제어하기 위해 네트워크 노드 또는 라우터(예: 네트워크 에지에 놓인 라우터 또는 에지 라우터)를 프로그래밍하는 것이다. 이러한 프로그래밍에는 소위 마킹(marking), 필터링 및 폴리싱(policing)과 같은 기능들의 설정도 포함된다.
이 경우 다음과 같은 2가지 의문이 제기된다.
A) 자원 요청이 어떻게 애드온 제어 컴포넌트 또는 승인 제어 컴포넌트에 도달하는가?
B) 제어 컴포넌트 또는 승인 제어 컴포넌트가 어떻게 네트워크 노드를 제어 및 구성하며, 제어 컴포넌트는 네트워크 컴포넌트의 내부 엘리먼트에 관하여 필요한 정보(예컨대 패킷이 수신된 인터페이스 및 구성될 인터페이스)를 어디서 얻는가?
A)와 관련하여: 솔루션의 2가지 변형예가 존재한다.
1) IP 패킷이 채택한 데이터 경로가 공지되고, 그에 상응하게 제어 컴포넌트들 또는 승인 제어 컴포넌트들이 직접 어드레싱될 수 있다. 이를 소위 대역 외(out-of-band) 시그널링이라고 한다.
2) 시그널링 프로토콜은 데이터 패킷의 경로를 따르며, 그럼으로써 제어 컴포넌트들 또는 승인 제어 컴포넌트들을 자동으로 검색한다. 이를 소위 대역 내(in-band) 시그널링이라고 한다.
하기에서는 변형예 2)에 따른 시그널링, 즉 대역 내 시그널링만을 가정한다.
표준 자원예약 프로토콜(RSVP: Resource Reservation Protocol)은 대역 내 시그널링 프로토콜이다. 이러한 프로토콜은 위에서 제기된 의문점들을 2)에 기술한 것처럼 해결하며, 네트워크 노드 내에서 홉-바이-홉(hop-by-hop) 예약을 수행한다. 여기서 핵심은, RSVP 엔터티(entity)가 라우터 자체 내에 구현됨에 따라 라우터 및 상기 라우터의 내부 엘리먼트들과 매우 밀접하게 얽힌 형태로 동작할 수 있 다는 점이다.
RSVP 가능 네트워크, 예컨대 도 1에 따른 RSVP 가능 네트워크 노드들 또는 라우터들을 포함하는 네트워크를 예로 들어 상기 프로세스를 개략적으로 기술한다.
도 1에는 각각 제어 컴포넌트(AC)를 가지는 다수의 네트워크 노드들 또는 라우터들(A 내지 H)로 구성된 대략적인 IP 네트워크가 도시되어 있다. 네트워크 노드 A는 한편으로 네트워크 노드 B, C, D의 직렬 회로를 통해, 다른 한편으로 네트워크 노드 F, G, H의 직렬 회로를 통해 네트워크 노드 E와 연결된다. 네트워크 노드 B와 G, C와 H 및 D와 H도 역시 상호 연결된다. 상기 연결들 또는 연결 경로들은 예컨대 2선식 라인, 동축 케이블 또는 광 도파로와 같은 전기 선로 또는 광 선로로 구현된다. 네트워크 노드 A에는 가입자 X가 접속되고, 네트워크 노드 E에는 가입자 Y가 접속된다.
가입자 X는 가입자 Y로의 데이터 흐름을 위해 네트워크에 자원 요청을 발생시킨다. 이때 네트워크 노드에서의 자원 예약이 실제로 후속하는 데이터 경로를 따라 실시되는 것이 보증되어야 한다. IP 네트워크에서 상기 데이터 경로는 현재 라우팅의 함수이다. 그러므로 자원 예약 프로토콜(RSVP)에서 자원 요청은 IP 목적 주소, 즉 가입자 Y의 IP 주소와 함께 네트워크로 전송된다. 따라서 상기 자원 요청은 자동으로 가입자 Y로의 후속 데이터 흐름의 데이터 경로를 따른다. 상기 RSVP 메시지가 이제 RSVP 제어 컴포넌트들(AC) 또는 RSVP 엔터티로 어드레싱되지 않는다 해도, 상기 경로 위에 있는 네트워크 노드들의 RSVP 컴포넌트들(AC) 또는 RSVP 엔터티들에 각각 상기 RSVP 메시지가 공지되어야 한다.
따라서 이러한 메시지를 특별히 IP 헤더, 즉 IP 패킷의 헤더에서 정의된 "RSVP" IP 프로토콜 타입이라고 지칭한다.
라우터들은 이러한 프로토콜 타입을 식별하여, 상기와 같이 정의된 메시지를 상기 라우터들의 RSVP 엔터티들, 즉 제어 컴포넌트들(AC)로 전달한다.
그 이후에, 프로시져 진행시, 가입자 X측 네트워크 에지의 RSVP 엔터티는 "자신의" 에지 라우터(A)를 구성(필터링, 마킹, 폴리싱)해야 한다. 구체적으로 말하면, 가입자 X로부터의 RSVP 메시지를 처음 도달시킨 다음 가입자 X로부터 가입자 Y로 데이터 흐름을 도달시키는 인터페이스가 구성되어야 한다. RSVP 엔터티는 라우터 내에 구현되기 때문에 이러한 내부 정보를 조회할 수 있다.
상기 두 가지 사항(A 및 B)을 해결하기 위한 솔루션은 네트워크 노드와 제어 컴포넌트 사이의 밀접한 내부 연결이다.
A)와 관련하여:
자원 요청은 네트워크 노드 또는 라우터 내에 존재하는 특수 필터를 통해 제어 컴포넌트에 도달하고, 상기 제어 컴포넌트는 프로토콜 ID를 인식하며, 패킷들을 라우터를 거쳐 내부 제어 컴포넌트로 직접 전달한다.
B)와 관련하여:
제어 컴포넌트(AC)는 라우터 내부 데이터에 액세스하여 네트워크 노드 또는 라우터의 구성을 위한 정보를 얻는다.
외부 제어 컴포넌트의 경우, 이러한 내부 정보가 네트워크 노드로부터 요청되지 않거나 네트워크 노드에 의해 가용화되지 않는다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 수신측 네트워크 노드의 인터페이스 정보와 함께 수신된 IP 패킷을 내부 제어 컴포넌트로 중계할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징들에 따른 방법을 통해 달성된다.
본 발명의 장점은, 네트워크 노드 내부의 제어 정보를 포함하는 IP 패킷이 외부 제어 컴포넌트로 중계된다는 사실이다. 그 결과, 네트워크 노드에 "애드온된" 제어 컴포넌트가 네트워크 노드의 더 광범위한 제어 작업을 인계할 수 있다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속 청구항에 제시된다.
본 발명의 일 실시예가 도면에 도시되고 하기에 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따른 네트워크 노드 내부 제어 컴포넌트(AC)를 구비한 IP 네트워크의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 네트워크 노드에 접속된 외부 제어 컴포넌트(AC)가 구비된, 도 1과 유사한 구조를 가진 IP 네트워크를 도시한 도면이다.
도 1에는 이미 명세서 도입부에서 설명한 종래 기술에 따른 IP 네트워크가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 따른, 그러나 네트워크 노드들(A 내지 H)에 각각 외부 제어 컴포넌트(AC)가 직접 연결을 통해 접속되는 점에서 차이가 있는 네트워크가 도시되어 있다.
명세서 도입부에서 언급한 예와 유사하게, 데이터 패킷이 가입자 X로부터 가입자 Y로 전송된다. 이때 외부 제어 컴포넌트(AC)는 RSVP 패킷과 같은 특정 IP 패킷 및 네트워크 노드의 어느 인터페이스에 상기 IP 패킷/RSVP 패킷이 수신되었는지에 대한 정보를 필요로 한다. 이 정보는 네트워크 노드에서 내부적으로만 이용 가능하며, 조회(요청)는 불가능하다. 네트워크 노드 또는 라우터의 라우팅 테이블에는 패킷이 유래한 곳에 대한 정보가 아닌 패킷의 목적지에 대한 정보만 포함된다.
상기 문제를 해결하기 위해, 먼저 네트워크 노드의 인터페이스들에서 규칙이 세워진다. 현재의 네트워크 노드들 또는 라우터들은 소위 폴리시 라우팅(policy routing)을 지원한다. 이 경우, 특수한 패킷들을 어떻게 처리할지에 대한 규칙이 수립될 수 있다. 이 경우 규칙은 하기와 같다.
"특정 프로토콜 ID를 포함하는 패킷들은 단순히 재라우팅(rerouting)되는 것아 아니라 규칙에서 정해진 "다음 홉(next hop)"으로 전달되고, "다음 홉"은 담당 외부 제어 엔터티에 연결된다.
본 발명에 따라, 대역 내 IP 시그널링 패킷이 네트워크 노드의 일 외부 인터페이스로 송출되고, 상기 인터페이스에는 외부 제어 컴포넌트가 접속된다.
둘째로, 폴리시 라우팅의 규칙에는 "다음 홉" 외에도 IP 패킷의 헤드부의 특정 필드가 취해야 하는 값이 규정된다. 예를 들어, IP 헤더 내에서 6 비트를 포함하는 소위 DSCP 필드가 취해야 하는 값이 규정된다. 상기 값은 차별화 서비스(DiffServ) 네트워크에서 패킷 우선 순위를 표시하는데 사용된다. 그러나 제어 컴포넌트들 또는 제어 엔터티들이 고유 인터페이스를 통해 네트워크 노드 또는 라우 터에 직접 연결되는 경우에는 상기 DSCP 정보가 불필요하다. 따라서 IP 패킷의 헤더부 또는 IP 헤더의 특정 필드(예: DSCP 필드)에 번호 또는 다른 정보를 입력하거나 코딩하는 규칙이 네트워크 노드의 각 입력 인터페이스에서 수립된다. 상기 번호가 명확하게 하나의 인터페이스에 할당됨에 따라, IP 패킷이 외부 제어 컴포넌트용으로 정해진 경우, 모든 인터페이스가 각각 자신에 할당된 번호 또는 표식을 하나의 IP 패킷에 입력한다. 이는 예컨대 RSVP 프로토콜 타입의 각각의 대역 내 IP 시그널링 패킷이 인터페이스상에서 DSCP 필드와 관련하여 변경되고, 상기 DSCP 필드에 예컨대 인터페이스의 번호가 입력되며, 상기 패킷은 외부 제어 컴포넌트로 전달된다.
IP 헤더 내 DSCP 필드는 6 비트를 포함하므로, 64개의 값 및 그에 따라 1개의 네트워크 노드의 64개의 인터페이스가 분화될 수 있다.
물론 그럼에도 불구하고 네트워크 자체에서는 패킷 우선 순위를 표시하기 위해 계속해서 DSCP 값이 사용될 수 있는데, 이는 상기 DSCP 값이 예컨대 제어 컴포넌트(AC) 또는 제어 엔터티에 의해 다른 값으로 세팅될 수 있기 때문이다. 또한, DSCP 우선 순위 필드의 "오용(misuse)"과 상관없이 패킷이 관련 라우터 내에서 선택 가능한 우선 순위로 처리될 수 있는데, 그 이유는 그러한 처리 역시 라우터 규칙 내에서 공식화될 수 있기 때문이다.
인터페이스 번호, 가상 경로 식별자 또는 가상 채널 식별자 번호, 짧게는 VPI/VCI 번호와 같은 라우터 내부의 정보를 라우터 내 규칙을 이용하여 IP 패킷에 부가하기 위한 목적으로, 제어 컴포넌트 또는 제어 엔터티를 라우터와 별도로 작동 시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 다수의 네트워크 노드를 포함하며 IP 패킷을 전송하는 통신 네트워크 내에서 네트워크 노드의 제어 컴포넌트에 인터넷 프로토콜 패킷 또는 IP 패킷을 중계하기 위한 방법으로서, IP 패킷이 네트워크 노드의 인터페이스에서 수신, 식별, 평가 및 처리되는 방법에 있어서,
    상기 네트워크 노드의 일 인터페이스에서 수신되고 거기서 식별되는 대역 내(in-band) IP 시그널링 패킷이 상기 IP 패킷의 헤더의 프로토콜 필드 내 엔트리에 의해 표시되고, 각각 다른 인터페이스의 값들과 구별되는, 수신측 인터페이스에 할당된 일대일 값이 상기 IP 패킷의 헤더부 또는 IP 헤더의 특정 필드에 입력되며, 변동된 상기 패킷이 상기 제어 컴포넌트들로 재라우팅/송출되는 것을 특징으로 하는,
    IP 패킷 중계 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    "RSVP" 타입의 IP 패킷이 상기 네트워크 노드의 일 인터페이스에 수신되어 거기서 식별되는 경우, 상기 IP 패킷의 헤더 내에 제공된 "DSCP" 필드의 값은 각각의 인터페이스를 기초로 하여 변동되고, 변동된 상기 패킷은 상기 제어 컴포넌트들로 송출되는 것을 특징으로 하는,
    IP 패킷 중계 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 DSCP 필드는 상기 처리 인터페이스들 중 하나에 각각 할당된 값을 포함하며, 상기 값은 다른 인터페이스들의 값들과 상이한 것을 특징으로 하는,
    IP 패킷 중계 방법.
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