KR20060036238A - Ｄｗｄｍ 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로설정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DWDM 망을 통해 다수의 사용자로부터 광 경로 설정의 요청 시에 주 경로(primary path)와 보조 경로(backup path)의 반복적인 탐색과 설정으로 송수신 노드간의 트래픽 흐름의 지속성을 보장하여 DWDM 망의 생존성을 보장하는 방법에 관한 것으로 (a)DWDM 망 외부 사용자로부터의 데이터 트래픽 경로 설정 요구에 대해 상기 트래픽의 주 경로를 탐색하여 상기 주 경로가 존재하는 지 판별하는 단계; (b)상기 (a)단계의 판별 결과, 상기 주 경로가 존재하지 않는 경우에는 상기 (a)단계로 회귀하여 또 다른 주 경로를 탐색하며, 존재하는 경우에는 상기 주 경로의 SRLG의 ID를 상기 주 경로가 포함된 링크의 망 자원에 포함시켜 상기 링크의 가중치를 업데이트 하여 상기 주 경로를 확정시키는 단계; 및 (c)상기 주 경로 이외의 여분의 경로를 탐색, 설정하여 상기 여분의 경로를 상기 주 경로의 보조 경로로 설정하는 단계를 포함하여 본 발명의 목적 및 기술적 과제를 달성한다.

Description

ＤＷＤＭ 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법{Method for setting path of traffic to guarantee network survivability in DWDM}

도 1은 차세대 광 인터넷망의 구성을 제시한 도면이다.

도 2는 망 생존성을 보장하기 위한 유입 노드의 기능적 구성을 나타낸 도면이다.

도 3은 SRLG의 개념을 설명하기 위해 제시된 도면이다.

도 4는 트랩 회피(trap avoidance)의 개념을 설명하기 위해 제시한 도면이다.

도 5는 트랩 문제를 고려한 경로 설정의 흐름을 제시한 도면으로 본 발명의 일실시예의 흐름을 나타낸 도면이다.

도 6a와 도 6b는 본 발명의 구현을 위한 또 다른 일실시예의 흐름을 나타낸 도면이다.

도 7a와 도 7b는 트래픽의 주 경로에 장애가 발생한 경우의 이의 복구를 위한 서비스 클래스별 복구 절차의 흐름을 나타낸 도면이다.

본 발명은 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplex) 망에서의 망 생존성(network survivability) 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DWDM 망을 통해 다수의 사용자로부터 광 경로 설정의 요청 시에 주 경로(primary path)와 보조 경로(backup path)의 반복적인 탐색과 설정으로 송수신 노드간의 트래픽 흐름의 지속성을 보장하여 DWDM 망의 생존성을 보장하는 방법에 관한 것이다. 여기서, 생존성(survivability)이란 망 장애나 의도적 공격으로 인한 서비스의 단절로부터 사용자 트래픽을 보호하는 능력을 의미한다.

현재 인터넷 서비스는 데이터 위주의 서비스에서 고속, 대용량의 대역폭을 요구하는 음성, 영상 등의 멀티미디어 서비스로 확대되고 있다. 이러한 확대되고 있는 서비스 제공의 대역폭 확보를 위하여 차세대 인터넷이 각광을 받고 있으며, 현재 이에 대한 개발 및 연구가 진행되고 있다.

차세대 인터넷은 상기와 같은 서비스의 확대에 부응하기 위하여 통신거리, 접속방식에 구애되지 않는 초고속, 대용량 정보의 전달이 가능하도록 하여야 한다. 이를 가능하게 하기 위해서는 광통신 기술과 인터넷 기술을 결합하는 광 인터넷 외에는 현재 다른 기술적인 대안을 찾기 힘든 실정이다. 이러한 기술적인 대안으로 제시되는 것이 DWDM 인데, 이는 두 기술을 융합시켜 탄생한 것으로, 현재 광 링크의 수용 가능한 채널을 1000개까지 늘임으로써 전송 링크의 속도를 10 Tbps 까지 가능하게 할 수 있다.

차세대 인터넷이 현재 인터넷의 속도를 1000배 이상으로 향상시키고, QoS와 망의 확장성을 보장하여 인터넷 이용을 효율적으로 하기 위한 것이라면, 광 인터넷 은 광이 가지는 광대역성, 무간섭성, 병렬성 등의 특성을 이용하여 현재 인터넷의 문제점을 획기적으로 개선하는 차세대 인터넷을 구현하는 최적의 해결책이다.

상기와 같은 이유로, 인터넷 백본망(backbone network)은 DWDM 기반으로 변화하고 있다. 그러나, DWDM 망에서 망의 일시적인 장애는 전송 용량에 비례한 엄청난 양의 데이터가 소실될 수 있는 가능성을 야기 시키게 되었다. 또한, DWDM 망에서 사용되는 광소자들은 기존의 전기적인 데이터를 처리하는 장비들과는 다른 내부적인 취약성을 내포하고 있다. 따라서, 하부 시스템, 즉 물리적인 광소자들의 취약성을 고려한 망 생존성 보장의 필요성이 한층 더 요구되고 있다.

DWDM에서의 망 생존성 보장을 위해, 종래에는 모든 트래픽(traffic)에 대해서 동일하게 하나의 경로(주 경로)에 대해서 보조 경로를 설정하는 생존성 보장 스킴(scheme)을 제공하였다. 한편, DWDM에서 사용되는 광 소자들은 내부적으로 취약성을 가지고 있다. DWDM 망에서 발생하는 장애는 광소자들의 갑작스런 결함과 신호의 감쇄(signal degradation)로 나눌 수 있으며, 다른 한편으로는 어떤 악의적인 공격자에 의해서 고의적으로 광 파이버(optical fiber) 등이 잘려지는 등의 시스템 고장 등으로 구분할 수 있다.

이러한 상황에서 망 생존성을 보장하기 위해서, 지금까지는 DWDM 기반 광 망의 특성을 충분히 고려하지 않고, 단순히 두 개의 경로를 설정하여 하나의 경로에 장애가 발생했을 경우, 다른 경로로 트래픽을 전달(switching over)하는 식으로 일률적으로 망 생존성을 보장하여 왔다.

그러나, DWDM 망에서는 시스템의 고장 등으로 인해 동시에 장애를 일으킬 수 있는 공통의 광 소자를 공유하는 링크나 노드가 생길 수 있다. 상기한 보장 방식은 이러한 소자에 대한 고려가 없었다. 이러한 소자들에 대한 고려를 하지 않고서 광 경로를 설정할 경우, 트래픽 흐름의 지속성을 보장할 수 없는 치명적인 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 이러한 문제점에 대응하기 위해, 망의 장애로 인해 동시에 장애를 일으킬 수 있는 공통의 광소자를 공유하는 링크 그룹으로 정의되는 SRLG(Shared Risk Link Group)가 고려되고 있다.

종래에는 SRLG를 고려하여 광 경로를 설정할 때, 최단 경로 알고리즘(예를 들어, Dijkstra, Bellman-Ford 알고리즘) 등을 이용하여 효율을 높이는 방향으로 경로를 설정하였다. 그러나, 이러한 방법은 하나의 주 경로에 대해서 보조 경로가 존재하지 않는 문제(소위 '트랩 문제')를 발생시키는 결과를 가져왔다. 다시 말해서, TA(Trap Avoidance) 문제를 고려하지 않아, 광 경로의 설정시에 트래픽이 증가할수록 블록킹 확률을 기하급수적으로 늘리는 결과를 가져오는 치명적인 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적 및 이루고자 하는 기술적 과제는 DWDM 망에서, 트래픽 흐름의 경로를 설정함에 있어서 SRLG 및 TA를 고려하여 망 생존성을 보장하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 이루고자 하는 기술적 과제는 DWDM 망에서 경로가 설정된 후 트래픽의 흐름이 계속되는 도중에 발생한 장애를 복구시켜 트래픽 흐름의 지속성을 유지시킬 수 있는 망 생존성을 보장하는 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 명세서에서 개시하는 망 생존성 보장 방법은 (a)DWDM 망 외부 사용자로부터의 데이터 트래픽 경로 설정 요구에 대해 상기 트래픽의 주 경로를 탐색하여 상기 주 경로가 존재하는 지 판별하는 단계; (b)상기 (a)단계의 판별 결과, 상기 주 경로가 존재하지 않는 경우에는 상기 (a)단계로 회귀하여 또 다른 주 경로를 탐색하며, 존재하는 경우에는 상기 주 경로의 SRLG ID 를 상기 주 경로가 포함된 링크의 망 자원에 포함시켜 상기 링크의 가중치를 업데이트 하여 상기 주 경로를 확정시키는 단계; 및 (c)상기 주 경로 이외의 여분의 경로를 탐색, 설정하여 상기 여분의 경로를 상기 주 경로의 보조 경로로 확정하는 단계를 포함하여 본 발명의 목적 및 기술적 과제를 달성한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 명세서에서 개시하는 망 생존성 보장을 위한 또 다른 방법은 (e)DWDM 망을 통해 전송될 트래픽의 주 경로를 탐색하여 상기 주 경로가 존재하는 지 판별하는 단계; (f)상기 (e)단계의 판별 결과, 상기 주 경로가 존재하는 경우에는 상기 주 경로의 가중치를 업데이트 시키고, 상기 주 경로 이외의 여분의 경로를 탐색하여 상기 여분의 경로가 존재하는 지 판별하는 단계; 및 (g)상기 (f)단계의 판별 결과, 상기 여분의 경로가 있는 경우에는 상기 여분의 경로를 상기 주 경로의 보조 경로로 확정시키고, 없는 경우에는 상기 (e)단계로 회귀하여 또 다른 주 경로를 탐색하는 단계를 포함하여 본 발명의 목적 및 기술적 과제를 달성한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위해, 본 발명의 실시예에 근거 하여 그 구성 및 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

이해의 편의를 위해 본 발명이 제공하는 기술적 사상의 핵심을 우선 제시하여 보면,

첫째, 본 발명은 DWDM 망에서 SRLG를 고려하여, 주 경로(primary path)와 보조 경로(backup path)를 반복적으로 탐색, 설정함으로써 망 생존성을 보장하는 방안을 제시한다. 이 때, 하나의 주 경로에 대해 보조 경로가 존재하지 않는 문제(소위 '트랩 문제')를 TA(Trap Avoidance)를 통해 해결함으로써, 망 생존성에 위협을 가하는 요소를 제거하며, 결과적으로 망 생존성의 보장과 블록킹 확률을 개선하는 방안을 제시한다.

둘째, 본 발명은 망의 생존성을 보호하기 위해서 주 경로 및 보조 경로를 설정하고, 주 경로를 통한 데이터의 전달 후에 장애가 발생하는 경우 GMPLS에서 제공하는 다음과 같은 절차에 의해서 사용자 트래픽을 보조 경로 또는 복구 경로를 통해서 전달함으로써 망의 생존성을 유지시키는 방안을 제시한다.

즉, 망에서 발생하는 장애(fault)를 신속하게 검출하고(detection), 정상적인 트래픽과 분리시키며(localization), 장애에 관리 책임이 있는 NE(Network Element)들에게 통지한 후(notification), 파괴된 트래픽을 복구할 수 있는 회복 스킴(recovery scheme)을 통하여 이루어지게 한다.

한편, 위에서 언급한 바와 같이 차세대 인터넷 백본망이 DWDM 방식으로 발전해 가고 데이터 위주의 인터넷 서비스에서 멀티미디어 서비스로 발전해 감에 따라 기존에 제공하던 일률적인 망 생존성 보장 방법에서 탈피하여, 망 생존성에 관한 문제도 각 서비스 별로 차등적으로 적용하는 방식으로의 접근이 더 한층 요구되고 있는 실정이다. 따라서, 본 발명은 차세대 인터넷의 서비스 별로 망 생존성 보장 방법을 달리하여 신뢰성을 높이는 방안을 제시한다.

도 1은 차세대 광 인터넷망의 구성을 제시한 도면이다.

DWDM 기반 차세대 광 인터넷망의 구조는 두 개의 기능적 도메인(domain)으로 분류된다. 외부 도메인(10)은 패킷 헤더 정보를 기반으로 하는 기존의 상업적인 전기적인 망(LAN, MAN, ATM 등의 electrical network, 이하 '전기 망')이며, 내부 도메인(11)은 광소자 기술로 구현된 DWDM 기반의 광 망이다.

이와 같은 구조에서의 데이터 전달과정은 다음과 같다. 먼저, 유입(ingress) 노드(12)로 유입되는 다양한 IP 트래픽들은 광 경로를 따라 코어(core) 노드(111)를 거쳐 유출(egress) 노드(13)로 전송된다. 이때 코어 노드(111)는 광 스위칭 작용을 하여 광/전 변환(electro-optical conversion) 없는 데이터 포워딩(forwarding)만을 담당하며, 유출 노드(13)는 전송된 트래픽을 액세스 망의 종류에 따라 다시 분리하여 최종 목적지로 전달한다.

이와 같은 DWDM 망의 투명한 데이터 전달 구조는 중간 노드에서의 전기적인 데이터 접근이 전혀 없으며, 광 채널에 대한 상태 정보를 가지기 위해서는 보다 많은 정보를 제공해 줄 수 있는 광 도메인에서의 물리적인 광소자들에 대한 정보를 DWDM 기반 내부 도메인의 제어 평면(control plane)에 제공해야 한다.

이러한 DWDM 광 네트워크를 구성하는 소자들은 각각 고유의 SRLG의 ID(SRLG ID)를 가지게 되는데, 이는 내부 도메인(11)의 토폴로지(topology)를 관리하기 위한 정보가 된다. SRLG는 GMPLS에서 소개되어 있으며, 일반적으로 32 비트의 고유번호로 식별 될 수 있다. SRLG는 본 발명의 구현을 위한 필수정보이다.

도 2는 망 생존성을 보장하기 위한 유입 노드의 기능적 구성을 나타낸 것이다. 유입 노드(12)는 DWDM에서 에지 노드(edge node)에 해당되는 노드이다.

서비스 클래스 분류 모듈(20)은 IP 차등화 서비스(DiffServ)를 보장하기 위해 외부 도메인(10)의 전기 망으로부터 입력되는 IP 트래픽의 서비스 클래스를 분류한다. 서비스 클래스는 premium, assured, best-effort 서비스로 분류된다.

분류된 트래픽은 각 서비스 별로 플로우 스케줄링 모듈(21)에 의해 플로우 스케줄링 과정을 거쳐, 라우팅 모듈(22)에 의해 경로가 지정된다. 라우팅 모듈(22)에서는 서비스 클래스의 형식에 따라 QoS-constrained 알고리즘 등을 사용할 수 있으며, DWDM 망의 파장 변환기 설치 유무에 따라 각각 정의 및 제공되어 블록킹(blocking) 확률을 최소화하는 경로를 설정하는 동작을 수행한다. 본 발명에서는 경로 설정을 위해 SPF(Shortest Path First) 알고리즘을 기본으로 사용한다.

생존성 보장 모듈(23)은, 서비스 클래스 분류 모듈(20)에서 나누어진 서비스 별 트래픽의 광 경로에 장애가 발생할 경우, 그 장애를 회복(recovery)시키는 기능을 한다. 여기서, 회복은 '보호(protection)'와 '복구(restoration)'의 두 개념의 혼합으로서, 광 경로의 회복(보호/복구) 능력은 광 네트워크에서 QoS 보장의 중요 한 부분이다. 생존성 보장 모듈(23)이 제공하는 광 경로의 회복 기능은 광 선로 절단, 파장 실패 등의 상황에도 투명한(transparency) 광 경로를 제공한다.

자원 관리 모듈(24)은 라우팅 모듈(22)과 생존성 보장 모듈(23)과의 상호 작용으로 망의 지속성을 유지하는 역할을 하는데, 자원 관리 모듈(24)에는 라우팅 혹은 생존성을 보장하기 위한 정보, 즉 각 링크가 가지고 있는 cost 혹은 SRLG ID 등의 정보(이하 '망 자원')를 가지고 있어 주 경로 및 보조 경로 설정을 위한 정보를 제공한다.

파장 할당 모듈(25)은 결정된 라우팅 경로에 따라 가능한 광 파장을 할당하는 역할을 한다.

도 3은 SRLG의 개념을 설명하기 위해 제시된 도면이다.

SRLG(Shared Risk Link Group)는 망의 장애로 인해 잠재적으로 그리고 동시에 장애를 일으킬 수 있는 공통의 광소자를 공유하는 링크 그룹으로 정의된다. 이는 현재 GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)에서 constraint-based 경로 계산에 있어서 가장 중요한 조건중의 하나로 연구가 활발히 진행 중이다.

또한, 현재 SRLG를 이용하여 다양한 보호 스킴(protection scheme) 및 복구 스킴(restoration scheme)[통칭하여, 회복 스킴(recovery scheme)]이 제공되고 있다. 먼저, 보호 스킴은 정적인(dedicated) 스킴으로, 광 경로가 설정된 두 노드간에 미리 할당된 가중치(예를 들어 광 경로, 링크, 용량, 대역폭 등의 망 자원)들을 트래픽의 회복을 위해 사용하는 것이다. 즉 네트워크에서 발생 될 수 있는 fault/attack 시나리오에 대비하여 특정 자원을 미리 할당함으로써 트래픽에 대한 생존성을 보장하는 것이다. 보호 스킴은 경로 설정 요청시 주 경로와 복구(보조) 경로를 동시에 설정함으로써 빠른 복구를 보장하여 망 생존성을 보장한다.

복구 스킴은, 보호 스킴과 달리 동적인(dynamical) 스킴으로 가중치가 미리 설정되지 아니하며, 망 장애가 발생하면 그 장애에 영향을 받는 트래픽의 생존성을 보장해 주기 위해 현재 네트워크에서 사용 가능한 자원을 동적으로 할당하여 트래픽을 회복한다. 복구 스킴은 망에서 장애가 발생하면 새로운 주 경로와는 별개의 가용 경로(복구 경로)를 찾아 리-라우팅(re-routing) 하기 때문에 매우 간단하게 느껴질 수도 있으나, 실제 네트워크에서 새로운 경로를 찾는데 오랜 시간이 걸리고, 만약 사용 가능한 자원이 없다면 망 장애에 대한 생존성을 보장할 수 없게 된다는 단점이 있다.

복구 스킴의 경우 주 경로에 장애가 발생한 경우 경로 설정 과정을 다시 수행하여 사용자 데이터를 전달함으로써 망 생존성을 보장한다. 따라서, 복구 스킴의 경우 장애에서 복구까지의 시간이 오래 걸리는 단점을 지닌다. 결국 복구 스킴은 빠른 복구가 요구되는 DWDM 망에는 적합하지 않다.

따라서, 본 발명에서는 높은 서비스 품질이 요구되는 premium service 와 assured service 에 대해서는 DWDM 망 상황에 적합한 보호 스킴을 적용하였으며, 상기 두 서비스가 갖는 품질 정도를 요하지 않는 best-effort service에 대해서는 IP level의 복구 스킴을 제공한다.

도 3을 참조하면, DWDM 망의 논리 토폴로지(logical topology, 30)와 물리 토폴로지(physical topology, 31)가 제시되어 있는데, 논리 토폴로지(30)는 GMPLS와 동일한 제어 평면(control plane)을 제공하며, 물리 토폴로지(31)는 DWDM 장비를 포함한 물리적인 평면(physical plane)을 제공함으로써 두 토폴로지는 상호 구분된다.

두 토폴로지(30, 31)에는 SRLG와 같은 정보를 가지고 있는데, SRLG를 이용하여 주 경로와 보조(복구) 경로 설정 시, 두 경로간 SRLG-disjoint(physical diversity)를 유지하는 것은 망 생존성을 보장함에 있어서 필수적인 요구사항이다. 예를 들어, b-e(P)간의 연결 요청에 대해 b-a-e는 여러 링크(2, 3)를 포함하는 conduit 9의 장애에 대해서 망 생존성을 보장할 수가 없다. 그러나 b-d-e(P)의 경우 어떠한 하나의 장애에 대해서도 사용자의 트래픽을 보호함으로써 망 생존성을 보장할 수 있다.

도 4는 트랩 회피(trap avoidance)의 개념을 설명하기 위해 제시한 도면으로, 현재 DWDM 기반 망에서 요청된 주 경로에 대해 보조(복구) 경로가 존재하지 않는 소위 '트랩 문제'에 대한 개념을 나타낸다. 트랩은 크게 real trap과 avoidable trap으로 나눌 수 있다.

우선, real trap 은 N1-N8 경로와 같이 주 경로와 SRLG-disjoint 를 만족하는 보조 경로가 존재 할 수 없는 상황이다. 그리고 avoidable trap 은 N1-N4 경로와 같이 SPF 등의 알고리즘으로 설립된 주 경로 P1으로 인해 SRLG-disjoint를 만족하는 보조 경로가 존재하지 않는 경우이다.

Real trap의 경우 SRLG-disjoint 를 만족하는 망의 설계를 고려해야만 하나, avoidable trap 의 경우 이러한 고려 없이 'avoidable' 이라는 말 그대로 라우팅 알고리즘에 의해 최초 경로 설정 시에 고려함으로써 피할 수 있다. 즉, 도 4에 제시된 망을 예로 들면, 최초 경로 설정시 P1이 아닌 P2로 주 경로를 설정한다면 보조 경로를 B2로 설정할 수 있고, B2에 대해 생존성 보장 스킴을 적용할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에서 트랩 문제를 고려한 경로 설정의 흐름을 제시한 도면으로 본 발명의 일실시예 중 하나이다.

기존에는 트랩 문제를 해결하기 위해 주어진 송수신 노드간의 모든 가능한 경로를, k-shortest path first 등의 알고리즘을 이용하여, 모두 탐색하여 임의의 두 경로에 대해서 SRLG-disjoint가 성립하는지 아닌지를 모두 검사하였다. 이러한 방법은 시간상 상당히 오래 걸릴 뿐 아니라 계산상 복잡성을 야기 시킨다.

도 5를 참조하면, 본 발명에서는 SPF 등에 의한 주 경로를 탐색하여(S51), 우선 주 경로가 존재하는지 판별한다(S52). 주 경로가 없는 경우에는 경로 설정이 되지 않게 하여 트랩의 발생을 미연에 방지하며, 있는 경우에는 주 경로의 가중치를 업데이트 시킨다(S53).

가중치를 업데이트 한 후 여분의 경로를 탐색하여(S54), 여분의 경로의 유무를 판단한다(S55). 여분의 경로가 없는 경우에는 재차 또 다른 주 경로의 탐색이 반복적으로 이루어지며(S56), 있는 경우에는 여분의 경로가 보조 경로가 되어 이로써 주 경로 및 보조 경로가 확정된다(S57).

다시 말해 본 발명에 의한 경로 설정은 종래의 방식과는 달리 하나의 주 경 로에 대해서만 체크하는 것이 아니라, 보조 경로가 존재하지 않을 경우에 다른 주 경로를 반복적으로(recursive) 탐색하여 그에 대한 보조 경로를 설정함으로써 망의 생존성을 보장하며, 주 경로 또는 보조 경로가 존재하지 아니한 경우에는 경로 설정이 되지 않게 하여 트랩(trap)의 발생을 미연에 방지한다.

이와 같이 본 발명에서 제시하는 TA 문제를 고려한 경로 설정 방법은 경로 설정 요청에 대해 SPF 에 의한 주 경로를 탐색하여 주 경로를 확정지은 후, 여분의 경로에 대해 반복적인 탐색을 하여 종래의 경로 설정 방식에 비해 시간과 계산 과정의 복잡성을 단순화하였다. 이러한 TA에 대한 문제를 해결함으로써 블록킹 확률을 낮출 수 있으며, 생존성도 보장할 수 있는 두 가지의 장점을 가지게 된다.

다음 기호들은 본 발명의 동작 설명에서 사용될 여러 기호의 정의이다.

G(N, L) : 주어진 망의 그래프. N은 노드 집합을, L은 링크 집합을 나타낸다.

M : 연결 요청된 쌍들의 집합.

(s, d) : 송수신 노드 쌍으로 경로 설정이 요청된 쌍이다.

(a, b) : 하나의 링크를 공유한 노드 쌍.

Cabl : 노드 쌍 (a, b) 사이의 링크 가중치.

srlgabl : 노드 쌍 (a, b)에서 SRLG ID들의 집합.

srlgsdp/ab : (s, d)의 주 경로에 설정된 SRLG ID들의 집합.

w : 파이버(fiber) 내 최대 파장 수.

: 사용 가능 파장의 임계치. w의 20~30% 값을 갖는다.

R(l) : 링크 l의 현재 사용 가능한 파장의 수.

도 6a와 도 6b는 본 발명의 구현을 위한 또 다른 일실시예의 흐름을 나타낸 도면이다.

도 6a와 도 6b를 참조하면, 네트워크를 나타내는 그래프 G(N,L)와 경로 요구에 대한 정보를 가진 M을 가지고, 망 자원을, 즉 자원 관리 모듈(24)에서 관리되는 SRLG ID, cost 등 가중치를, 모든 링크에 대해 할당한다(S61). S61 과정은 경로 설정을 위한 선 처리 작업이다. 사용자의 경로 설정 요구를 기다린다(S62). DWDM 망의 에지 노드인 유입 노드(12)에 도착한 경로 설정 요구는 M에 지정되며, 상기 M에 대한 서비스 클래스 분류 모듈(20), 플로우 스케줄링 모듈(21)에서 도 2에서 언급한 각 모듈의 기능이 수행된다.

경로 설정 요구가 있는 경우에는, 자원 관리 모듈(24)을 매개로 라우팅 모듈(22)과 생존성 보장 모듈(23)의 상호 작용에 의해 SPF 등을 이용하여 주 경로를 탐색하여 주 경로가 있는 지 판별한다(S63 내지 S64). S63 내지 S64 과정은 도 5의 S51 내지 S52 과정에 해당한다. 주 경로가 존재하는 경우, 설정된 주 경로의 SRLG ID 값 srlgsdp/ab는 자원 관리 모듈(24)에 저장되며, 주 경로의 srlgsdp/ab를 네트워크 G(N,L)에 포함시켜 주 경로를 포함하는 링크의 가중치 Cabl 를 업데이트 시켜 주 경로를 확정한다(S65). 이 때, 상기 링크 가중치 Cabl 는 다음의 조건을 만족시킬 때, 업데이트 된다.

Cabl : [(srlgabl ∈srlgsdp/ab)∪(R(l) < )]

즉, 노드 쌍 (a, b)에서 SRLG ID들의 집합인 srlgabl 가 주 경로에 설정된 SRLG ID들의 집합인 srlgsdp/ab 에 포함되거나, 링크 l의 현재 사용 가능한 파장의 수 R(l)이 사용 가능 파장의 임계치 보다 작은 경우에 업데이트 된다.

새로 업데이트된 가중치를 가진 네트워크 G(N, L)에 대해 다시 SPF 알고리즘 등을 이용하여 여분의 경로를 탐색 및 설정하게 되는데(S66), 우선 여분의 경로가 있는 지 판별하여(S661) 여분의 경로가 존재하지 않을 경우에는, S63 과정 즉, 또 다른 주 경로를 탐색하는 과정부터 다시 시작하여 이전에 검사한 주 경로 외에 다른 경로에 대한 탐색 및 설정을 수행한다.

만약, 여분의 경로가 존재한다면 이미 설정된 주 경로와 SRLG-disjoint 를 만족하는 지 판별한다(S662). 판별 결과 SRLG-disjoint가 만족한다면, 존재하는 여분의 경로는 보조 경로가 되며, 이로써 주 경로 및 보조 경로의 설정이 완성되고 DWDM 망을 통한 데이터의 전송이 시작된다(S67).

S662 판별 결과 SRLG-disjoint가 만족하지 아니한다면 모든 여분의 경로에 대해 탐색이 이루어졌는 지를 판별하는데(다른 여분의 경로가 있는 지 판별하는데, S663), 탐색이 모두 이루어졌다고 판별되는 경우에는 S63 내지 S65 과정을 통해 설정된 주 경로에 대한 보조 경로가 존재하지 아니한다는 의미이므로 S63 과정으로 회귀하여 다른 주 경로를 탐색 및 확정한 후 또 다른 여분의 경로를 탐색하게 된다. S662 판별 결과 모든 여분의 경로에 대한 탐색이 이루어지지 아니하였다고 판별되는 경우에는 S661 과정으로 회귀하여 또 다른 여분의 경로를 탐색 및 설정하게 된다.

이처럼 본 발명에 의한 경로 설정 방법은 주 경로를 확정지은 후, 여분의 경 로에 대해 반복적인(recursive) 탐색을 하여 확정된 주 경로와 SRLG-disjoint를 만족하는 여분의 경로를 보조 경로로 확정하여 망 생존성 보장의 극대화를 꾀할 수 있는 것이다.

아래 표는 차세대 광인터넷 QoS 서비스(IP 차등화 서비스) 모델의 각 서비스 클래스별 장애 회복 방식 및 시간을 나타낸 것이다.

위에서 검출시간은 장애 발생 여부를 판단하기까지 걸리는 시간이다.

본 발명은 SRLG와 TA를 고려한 경로 설정을 통해 망 생존성을 보장하는 방안을 제시하는 외에 경로 설정이 된 후 트래픽(데이터)의 전송 과정 중에 발생할 수 있는 장애에 대해서 복구하는 방안을 제시한다고 위에서 언급하였다.

위에서 언급한 바와 같이 DWDM 에지 노드(12)에 연결 요청(경로 설정 요청)이 들어오면 서비스 클래스 분류 모듈(20)은 들어오는 트래픽을 IP 서비스 클래스에 따라 Premium 서비스(세부적으로 Virtual leased line 서비스, Bandwidth pipe 서비스로 구분하나 보호 방법은 동일), Assured 서비스(세부적으로 Minimum rate guarantee 서비스, Qualitative Olympic 서비스, Funnel 서비스를 제공하나 보호 방법은 동일), Best-effort 서비스로 분류한다. 이 때, 생존성 보장 모듈(23)에서 라우팅 모듈(22)과 연계하여 경로를 설정할 때, 각 서비스에 대해서 각각의 회복 방법을 별개로 제공함으로써, 차별화 된 회복 방법을 제공한다.

우선 가장 고품질의 서비스를 요구하는 premium 서비스는 링크의 장애 시 미리 예약된 전용의 보조 경로를 통해 1:1 보호를 수행한다. Assured 서비스는 트래 픽을 전송하는 여러 노드가 보조 경로를 공유하여 자원을 효율적으로 사용 할 수 있는 1:3의 공유(sharing) 방식으로 보호를 제공함으로써, 약 33%의 복구율을 제공한다. Best-effort 서비스는 장애 후에 복구를 위한 경로를 탐색하는 복구 기법(IP level 복구 기법)을 사용하여 망 생존성을 보장한다. 이와 같이 차등적인 생존성 보장 기법은 각 서비스 특성에 따라 복구 시간 및 확률이 차등적으로 적용되고, 망 자원의 효율성 측면에서도 좋은 성능을 가진다.

도 7a와 도 7b는 상기한 각 서비스에 의해 트래픽의 전송 중에 장애가 발생한 경우의 이의 복구를 위한 서비스 클래스별 복구 절차의 흐름을 나타낸 도면이다.

경로 설정 요청이 들어 왔을 때, 도 6a 내지 도 6b에 제시된 방식과 같이 경로가 설립된 후, 정상 데이터가 주 경로를 통해서 전송된다(S67). 데이터가 전송도중 외부 혹은 내부의 어떤 영향에 의해서 망에 장애가 탐지되면(S71, detection), 신호의 감쇄 또는 신호의 부재 등을 감지한 노드는 장애의 위치를 파악하고, 다른 광소자에의 영향을 최소화하기 위해서 장애를 지역화 한다(S72, localization). 지역화는 GMPLS 링크 관리 프로토콜인 LMP를 통해 이루어진다. 그 후 해당 광 경로의 복구 수행에 책임이 있는 노드로 장애의 발생 사실을 알린다(S73, notification).

통지를 받은 노드는 현재 장애가 발생한 트래픽에 대해서 어떤 서비스를 제공하고 있는지를 파악한 후 각 서비스에 맞는 회복 스킴(restoration scheme)으로 장애를 복구한다(S74). S71 내지 S74 과정은 현재 IETF(Internet Engineering Task Force)dpt 표준화가 진행 중인 GMPLS를 통해 실현 될 수 있다.

본 발명에서는 장애를 회복함에 있어서 트래픽의 서비스 클래스별로 다른 회복 방안을 제시하는데, 우선 트래픽의 서비스 클래스를 판별한다(S741).

서비스 클래스가 Premium service 일 경우에는 1:1 보호 스킴으로 장애를 복구하는데, 모든 트래픽에 대해서 보조 경로가 존재하므로 전용의 보조 경로로 트래픽을 전송함으로써 장애는 복구된다(S742).

반면, 서비스 클래스가 Assured service 일 경우에는 1:3 보호 스킴으로 장애를 복구하는데, 우선 트래픽을 전송하는 여러 노드가 하나의 보조 경로를 공유하게 되며, 그 보조 경로가 사용 중인지 판별한다(S743). 판별 결과 사용 중이지 않을 경우에만 보조 경로로 트래픽을 전송함으로써 장애가 복구되어(S744) 데이터 흐름의 지속성을 보장할 수가 있게 된다.

서비스 클래스가 Best effort service 일 경우에는 IP level 복구 스킴으로 장애를 복구하는데, IP level에서 새로운 복구 경로를 탐색하여 자원을 할당하고(S745), 그 복구 경로를 주 경로의 보조 경로로 지정한다(S746). 지정된 보조 경로로 트래픽을 전달함으로서 장애가 복구된다(S747). 이는 낮은 레벨의 서비스에 적합하게 설계되어 Best effort service 에 적용하기에 알맞은 방법이다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 DWDM 망에서 SRLG를 고려하여, 주 경로와 보조 경로를 설정함으로써 망 생존성을 보장하며, 하나의 주 경로에 대해 보조 경로가 존재하지 않는 문제(소위 '트랩 문제')를 TA(Trap Avoidance)를 통해 해결함으로써, 망 생존성에 위협을 가하는 요소를 제거하여 결과적으로 망 생존성의 보장과 블록킹 확률 개선하는 효과를 가진다. 아울러, SRLG-disjoint 를 만족하는 경로 설정 방법은 트래픽 흐름의 끊김 없이 망의 지속성을 보장해주는 효과를 가진다. 아울러, 각 서비스 클래스에 따라 장애 회복의 방식을 달리 적용함으로써, 망 자원의 효율성 측면에서도 좋은 성능을 가진다.

Claims (8)

1. (a)DWDM 망 외부 사용자로부터의 데이터 트래픽 경로 설정 요구에 대해 상기 트래픽의 주 경로를 탐색하여 상기 주 경로가 존재하는 지 판별하는 단계;

   (b)상기 (a)단계의 판별 결과, 상기 주 경로가 존재하지 않는 경우에는 상기 (a)단계로 회귀하여 또 다른 주 경로를 탐색하며, 존재하는 경우에는 상기 주 경로의 SRLG의 ID 를 상기 주 경로가 포함된 링크의 망 자원에 포함시켜 상기 링크의 가중치를 업데이트 하여 상기 주 경로를 확정시키는 단계; 및

   (c)상기 주 경로 이외의 여분의 경로를 탐색, 설정하여 상기 여분의 경로를 상기 주 경로의 보조 경로로 설정하는 단계를 포함하여 망의 생존성을 보장함을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 (c)단계는

   (c1)상기 여분의 경로의 존재 여부를 판별하여, 상기 여분의 경로가 부존재하는 경우에는 상기 (a)단계로 회귀하여 또 다른 주 경로를 탐색하고, 존재하는 경우에는 상기 여분의 경로의 SRLG의 ID 가 상기 주 경로의 SRLG의 ID 와 일치하는 지 여부를 판별하는 단계;

   (c2)상기 (c1)단계의 판별 결과, 상기 두 ID 가 일치하지 아니한 경우에는 상기 여분의 경로를 상기 주 경로의 보조 경로로 확정하고, 상기 두 ID 가 일치하는 경우에는 상기 여분의 경로의 모든 경로에 대한 탐색이 이루어졌는 지 판별하는 단계; 및

   (c3)상기 (c2)단계의 판별 결과, 상기 여분의 경로의 모든 경로에 대한 탐색이 이루어진 경우에는 상기 (a)단계로 회귀하여 또 다른 주 경로를 탐색하고, 이루어지지 않은 경우에는 상기 (c1)단계로 회귀하여 또 다른 여분의 경로의 존재 여부를 판별하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.
3. (a)DWDM 망을 통해 전송될 트래픽의 주 경로를 탐색하여 상기 주 경로가 존재하는 지 판별하는 단계;

   (b)상기 (a)단계의 판별 결과, 상기 주 경로가 없는 경우에는 경로 설정이 되지 않게 해 트랩(trap)의 발생을 방지하고, 존재하는 경우에는 상기 주 경로의 가중치를 업데이트 시킨 후 상기 주 경로 이외의 여분의 경로를 탐색하여 상기 여분의 경로가 존재하는 지 판별하는 단계; 및

   (c)상기 (b)단계의 판별 결과, 상기 여분의 경로가 있는 경우에는 상기 여분의 경로를 상기 주 경로의 보조 경로로 확정시키고, 없는 경우에는 상기 (e)단계로 회귀하여 또 다른 주 경로를 탐색하는 단계를 포함하여 망 생존성을 보장함을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 주 경로와 여분의 경로의 탐색은

   SPF(Shortest Path First) 알고리즘에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   (d)상기 주 경로에 장애가 발생한 경우, 상기 트래픽의 서비스 클래스에 따라 상기 장애를 복구하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 서비스 클래스가 광 인터넷 QoS 서비스 모델의 premium service 인 경우에는 1:1 보호 스킴으로 상기 장애를 복구하며, 상기 1:1 보호 스킴은 상기 주 경로에 대한 전용의 보조 경로로 상기 트래픽을 전송하여 상기 주 경로의 장애를 복구함을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 서비스 클래스가 광 인터넷 QoS 서비스 모델의 assured service 인 경우에는 1:3 보호 스킴으로 상기 장애를 복구하며, 상기 1:3 보호 스킴은

   (d1)상기 보조 경로를 다수의 노드가 공유하고 있는 경우에 상기 보조 경로가 사용 중인지 판별하는 단계; 및

   (d2)상기 보조 경로가 사용되지 아니하는 경우, 상기 보조 경로로 상기 트래픽을 전송하는 단계를 포함하여 상기 주 경로의 장애를 복구함을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 서비스 클래스가 광 인터넷 QoS 서비스 모델의 best effort service 인 경우에는 IP level 복구 스킴으로 상기 장애를 복구하며, 상기 IP level 복구 스킴은

   (d1)상기 주 경로와는 별도의 복구 경로를 탐색하여 상기 복구 경로를 상기 주 경로의 보조 경로로 지정하는 단계; 및

   (d2)상기 보조 경로로 상기 트래픽을 전송하는 단계를 포함하여 상기 주 경로의 장애를 복구함을 특징으로 하는 DWDM 망에서의 망 생존성 보장을 위한 트래픽 경로 설정 방법.

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