KR20070012309A - 인밴드 신호 메커니즘 내의 양방향 ＱｏＳ 예약 - Google Patents

인밴드 신호 메커니즘 내의 양방향 ＱｏＳ 예약 Download PDF

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KR20070012309A
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마티아스 라이델
조첸 에이슬
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소니 도이칠란트 게엠베하
지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

인밴드 신호 메커니즘 내의 양방향 QoS 예약 절차를 위한 메커니즘은, 노드 접속성의 품질이 종종 예측할 수 없게 시변일 수 있는 동적, 모바일, 무선 IP 네트워크에서 상이한 접속 기술을 지원하는데 이용되는, 모바일 장치 상에서 실행되는 대칭 실시간 서비스를 제공하고, 통신 경로를 따라 업 및 다운스트림 방향에 대해 QoS 자원 및 서비스 매개 변수를 상호 예약, 감시 및 적응할 수 있다. 이로 인해, 제안된 솔루션은, 특히, 동적 양방향 QoS 예약 인밴드 신호 접근법을 이용함으로써, 무선 및 무선 임시 네트워크에서 적응 실시간 서비스를 위한 종래 QoS 예약 메커니즘을 최적화한다. "인밴드"란 표현은, 제어 및 사용자 평면 데이터 간의 분리가 버려지는 상황을 지칭한다.
양방향, QoS, 예약 절차, 실시간 서비스, 모바일 장치

Description

인밴드 신호 메커니즘 내의 양방향 ＱｏＳ 예약{BIDIRECTIONAL QoS RESERVATION WITHIN AN IN-BAND SIGNALING MECHANISM}
본 발명은, 노드 접속성의 품질이 예측할 수 없게 시변일 수 있는, 동적, 모바일, 무선 IP 네트워크에서 상이한 접속 기술을 지원하는데 이용되는, 모바일 장치 상에서 실행되는 적응 실시간 서비스와 같은 응용에 대한 QoS(quality-of-service) 지원 분야에 관한 것이다.
임시 네트워크 자원 저하의 원인은 대역폭 제한된 무선 링크 레벨 성능때문이다. 무선 링크 특성 및 손상으로 인해, 모바일 노드 간의 접속이 시변일 수 있다. 예측할 수 없는 시변 링크 품질은, 인접 노드 간의 접속성뿐만 아니라 네트워크에의 단말기 접속에도 나쁜 영향을 준다.
신뢰 불가성의 다른 원인은, 예를 들어, 제3자 네트워크 등의, 매개 전송 네트워크에 속하는, 무선 노드의 잠재적으로 예측할 수 없는 이용성 또는 이동 행동에 있다. 3G 이상의 모바일 네트워크는, 모바일 사용자를 위한 무선 커버리지 및 네트워크 용량을 확장하기 위해, 무선 임시 네트워크로 고정 무선 네트워크 접속 기반 구조를 확장할 수도 있다. 무선 접속 라우터 또는 모바일 단말기까지도 구비한 구조는, 유럽 프로젝트 MIND에 의해 연구되었다(IST-2000-28584 MIND, 모바일 IP 기반 네트워크 개발, http://www.ist-mind.org/ 참조). 무선 라우터 또는 모바일 단말기와 같은 무선 네트워크 노드의 제거 또는 스위치 오프는, 공중 접속으로부터 차단된, 분리된 네트워크 브랜치를 남기게 된다. 그 결과, 네트워크를 통한 전용 경로를 따른 전송 품질이, 매우 빈번하게 상당히 시간에 따라 변하게 된다.
따라서, 현재 QoS 감응 흐름(flow)은, 토폴로지 변화뿐만 아니라 무선 손상에도 응답하여 빠르게 확립, 복구, 적응 및 해제되어야 한다. S. M. Shahrier 및 K. M. Shaheen에 의한, "양방향 QoS 신호를 위한 프레임워크(인터넷 초안, 2002)" 규약에서 설명된 바와 같이, 모든 이들 대칭 스트리밍 서비스가, 예를 들어, 대역폭 및 지연 특성 등의, 안정한 대칭 양방향 자원 요구 조건을 부과하므로, 상기 문제는, 현재 회로 교환 또는 음성 기반 유선 및 무선 시스템의 성능 요구 조건과 유사한 성능 요구 조건을 갖는, 예를 들어, VoIP(voice-over-IP) 또는 영상 회의 등의, 실시간 대화형 응용을 지원하는 원리를 방해하게 된다.
현재 프로토콜의 복잡성은, 종종 이들 요구 조건을 만족하지 못한다. 개별 데이터 흐름(예를 들어, ftp 서버와의 파일 교환), 즉, IntServ(Integrated Services) 모델에 대한 자원 예약을 인에이블하기 위한 서비스 구조가 제안되었다. 대안으로는, 라우팅 경로를 따라 네트워크 노드에서 필요한 더 적은 상태 정보를 갖는, 흐름 집합 상에서 패킷 포워딩(forwarding) 행동을 결정함으로써, 범위성(scalability)을 향상시키기 위해, DiffServ(Differentiated Service) 모델이 제안되었다. 피어 호스트에 자원 요구를 자발적으로 신호하는 응용을 인에이블하기 위해, IntServ 모델의 한 후보로서 RSVP(resource reservation protocol)이 제안되 었다. 상기 프로토콜은, 라우팅 경로를 따라 홉-바이-홉(hop-by-hop)으로 해석되거나, 순응하지 않는 영역의 네트워크 경계에 있는 위치에서 적절한 매핑 메커니즘을 갖는 non-RSVP 네트워크 영역에 투명하게 터널링될 수도 있다. RSVP 프로토콜이 IP 관련 연구 및 표준화 사회에서 일정 승인을 얻었지만, 모발일 환경에서 적응 실시간 응용과 상호 동작하는 경우, 그 프로토콜의 결점이 명확하게 드러난다. 제어 및 사용자 데이터 간의 명백한 분리가 변화하는 네트워킹 조건에 빠르게 적응하는 것을 허용하지 않으므로, (IETF WG NSIS에서 연구된 바와 같이)RSVP를 확장하기 위한, 진행 중인 표준화도, 상술한 네트워킹 문제를 충분히 보상할 수 없게 된다.
로컬 레벨에서, 노트북 또는 팜톱 컴퓨터를 링크하는 임시 네트워크는, 회의 참가자 간에 정보를 전달하고 공유하는데 이용될 수 있다. 또한, 이는, 오디오 및/또는 비디오 신호, 경보, 및 구성 갱신과 같은, 정보를 교환하기 위해, 장치가 직접 통신할 수 있는 가정용 네트워크 내의 응용에 적합할 수도 있다. 상기 문맥에서 가장 멀리 미치는 응용은, 청소하고, 설거지하며, 잔디를 깎고, 보안 감시 등을 수행하는, 상호 접속된 가정용 로봇의 대략 자율인 네트워크이다. 최근, 환경 감시를 위해, 임시 멀티홉(multi-hop) 네트워크가 제안되었고, 상기 네트워크는 수질 오염을 예측하거나 다가오는 쓰나미의 조기 경보를 제공하는데 이용될 수 있다. 단범위(short-range) 임시 네트워크는, 소위 "PAN(Personal Area Network)"을 형성함으로써 여러 모바일 장치(예를 들어, 셀룰러 전화 및 PDAs) 간의 상호 통신을 단순화할 수 있으므로, 케이블에 대한 필요를 제거하게 된다. 또한, 이는, 고정 네트워크에 의해 제공된 이동성을 임시 네트워크 영역의 노드로 확장할 수 있다.
통상, MANETs(mobile ad-hoc networks)는, 분산된 기능으로 동작하고, 소스와 수신지 간의 다수의 무선 홉 상에서 트래픽이 전송되는 것을 허용한다. 라우팅 알고리즘 및 무선 계층의 함축은, 이들 네트워크에 대한 도전 연구 영역이다. 그 노드가 이동하는 네트워크 내의 고유한 예측 불가성은, 기초가 되는 네트워크의 노드 간에 데이터가 일관되게 전송되는 경우, 라우팅 및 이동성 기능에 도전을 제기한다. 그럼에도, 멀티홉 무선 시스템은, 성능을 유지하면서 전지 용량을 절약하는 것도 가능하게 한다. 어떤 경우이든, 임시 네트워킹 모델의 가장 매력적인 성질이, 그 집중된 제어로부터의 독립이므로, 증가한 자유도 및 유연성을 사용자에게 주게 된다.
현재 기술 상태의 간단한 설명
본 발명의 중심 사상을 이해하기 위해, 최신 기술에 따른 가장 중요한 QoS 예약 개념 및 프로토콜 중 일부를 간단히 설명하는 것이 필요하다.
S. Shenker 및 J. Wroclawski에 의한 "네트워크 요소 서비스 명세 템플릿(IETF RFC 2216, 1997년 9월)" 규약에서 설명된 바와 같이, 현재 모바일 사용자에게는 여러 QoS 예약 개념이 제공된다. "QoS(quality of service)"란 용어는, 제공된 패킷 전송 서비스의 성질을 지칭하는 것으로, 현재 실현된 대역폭, 패킷 지연, 패킷 손실률 등과 같은 매개 변수에 의해 설명된다. 통상, 인터넷은 단일 QoS, 최선 전송을 제공하고, 이용 가능한 대역폭 및 지연 특성은 순간 부하에 따라 다르다. 응용에 의해 관찰된 QoS에 대한 제어는, 기초가 되는 네트워크 기반 구조의 적절한 공급에 의해 실행된다.
QoS 인에이블된 IP 기반 네트워크의 경우, 2개의 주요 서비스 스트림, 즉, 그 수반 신호(자원) RSVP(Reservation Setup Protocol)를 갖는 IntServ(Integrated Services), 및 S. Blake, D. Black, M. Carlson, E. Davies, Z. Wang, 및 W. Weiss에 의한 "차분 서비스를 위한 구조(IETF RFC 2475, 1998년 12월)" 규약에서 설명된 것과 같은, DiffServ(differentiated services)가 존재한다. 상술한 IntServ 구조는, 종단간 QoS를 응용에 제공하기 위한 목적으로 인터넷의 통상 BE(best-effort) 모델로의 확장 집합을 정의한다. 상기 차분 서비스는, 어떤 신호도 없이 유사한 QoS 데이터 흐름을 위해 예약 집합을 제공한다. 따라서, DiffServ 네트워크는, 소위, DSCP(DiffServ Code Point)에 기초하여, 소수의 집합 QoS 데이터 흐름 또는 "클래스" 중에서 하나로 패킷을 분류한다.
QoS 구조의 경우, 패킷 분류자를 이용하여, 예를 들어, R. Braden 등에 의한 "인터넷 구조 내의 통합 서비스: 개요(IETF RFC 1633, 1994년 6월)" 규약에서 설명되는, IntServ 구조에 의해 제안된 바와 같이, 특정 방법으로 처리되어야 하는 패킷 시퀀스 또는 흐름으로 패킷을 분류한다. 이를 위해서는, 응용 흐름을 고유하게 식별하는데 예약 식별자를 필요로 한다. 예약 식별자는, 예를 들어, IP 소스, 수신지 IP 주소, 포트 번호 등의, 여러 패킷 필드를 구비할 수 있다. IPv6의 경우에는, S. Deering 및 R. Hinden에 의한 "IPv6(Internet Protocol, Version 6) 명세(IETF RFC 2460, 1998년 12월)"에서 설명된 바와 같이, 개별 흐름의 분류를 단순화하기 위해, 흐름 라벨 필드를 정의하였다. 흐름의 고유 식별을 위해 IPv6 송신기 소스 주소와 함께 상기 필드를 평가하는 것을 제안하였다.
R. Bradon 등에 의한 "RSVP(Resource ReSerVation Protocol) - 버전 1: 기능적 명세(IETF RFC 2205, 1997년 9월)" 규약에서 설명된 바와 같이, "소프트 상태"의 개념은, RSVP(resource reservation protocol)에 의해 이용되는 것으로, 데이터 경로를 따라 전송된 주기적인 재생 메시지를 이용하여 접속을 활성 상태로 유지한다. 이로 인해, RSVP가 종단간 제어 프로토콜로 되어, 통합 서비스 구조의 신호부를 형성한다. 상기 예약은 수신기 지향이고, 상기 예약의 집합은 각 응용의 필요에 따라 지원된다. QoS 데이터 흐름은 다수의 송신기를 가질 수도 있고, 프로토콜은 상이한 송신기에 대한 예약을 모으는 방법을 지시하기 위해 상이한 예약 스타일을 지원한다. RSVP에 의해 이용되는 2개의 중요한 메시지 타입은, "PATH" 및 "RESV"이다. 각 데이터 소스는, 송신기로부터 수신기까지의 경로를 따라 라우터에서 경로 상태를 설정하는 "PATH" 메시지를 주기적으로 전송한다. 각 QoS 데이터 흐름의 수신기는, "RESV" 메시지를 주기적으로 전송하여, 수신기로부터 송신기까지의 역방향 경로를 따라 중간 라우터에서 예약 상태를 설정한다. 이로 인해, RSVP는 네트워크 상에서 상당히 안정한 경로를 취하게 된다.
A. K. Talukdar, B. R. Badrinath 및 A. Acharya에 의한 "MRSVP: 모바일 호스트를 갖는 통합 서비스 네트워크를 위한 자원 예약 프로토콜(컴퓨터 과학부, 기술 보고서, DCS-TR-337, Rutgers 대학, 미국, 1997년 7월)" 규약에서 설명된 바와 같은 MRSVP(Mobile Resource Reservation Protocol)는, 2가지 타입의 예약을 지원한다: 능동 및 수동 예약: 능동 예약은, 데이터가 실제로 교환되는 QoS 데이터 흐름에 대응하나, 수동 예약은, 더 약한 QoS 보증 또는 최선 서비스를 필요로 할 수 도 있는 다른 데이터 흐름에 의해 계속 이용되는 자원을 미리 예약한다.
종래 솔루션의 단점 및 문제점
임시 네트워크 내의 가장 중요한 문제 중 하나는, 데이터 흐름의 라우팅 경로 및 통신 접속의 QoS 조건이 시간에 따라 매우 빈번하게 상당히 변할 수도 있다는 것이다. 따라서, 데이터 흐름이, 무선 환경 손상 및 토폴로지 변화에 응답하여, 빠르게 방향을 고치고, 복구, 적응 및 해제될 수 있어야 한다. 근래, 최신 기술에 따른 널리 보급된 QoS 프로토콜은, 상기와 같은 동적 모바일 무선 환경에 잘 맞지 않는다. 잠재적인 미래 라우팅 경로의 QoS 환경을 사전에 탐색하는 대신, 이는, 핸드오버 처리에 의해 발생한 QoS 조건 변화에 더 수동적 및 반동적으로 반응한다.
통상, RSVP와 같은 종래 자원 예약 프로토콜은 단방향 예약 요구만을 지원한다. 지금까지 대칭 응용을 위해 논의된, 솔루션은 언번들 양방향 예약이다. 이로 인해, 2개의 단방향 접속이 마주보는 통신 종단점("응용 피어")으로부터 확립된다. 경로를 따른 라우팅 노드의 경우, 업스트림 흐름은 라우팅 제한의 의미에서 그 결합한 다운스트림 트래픽과 어떤 관련도 없으므로, 양쪽 예약이 어떤 상호 의존도 갖지 않게 된다. 이들 예측할 수 없는 비대칭은, 예를 들어, 접속의 한 방향이 여전히 충분한 능력을 갖더라도, 대화형 접속에 대한 전체 QoS 요구가 더 이상 충분하지 않게 되는 상황에 이를 수 있다. 링크 품질이 시간에 따라 빈번하게 변할 수도 있는 모바일 무선 네트워크에서는, 각 방향으로 경로를 "번들"하기 위해, 특정 타입의 양방향 응용에 대한 요구 조건이 존재한다. 이로 인해, 양쪽 방향이 동일 경로를 따르거나, 네트워크에 의해 단일 인스턴스로서 처리되어야 한다.
수년 동안 인터넷 내에서 전송 및 네트워크 계층 QoS를 연구하였지만, 이들 연구는 주로 유선 네트워크의 가정에 기초하고 있다. 그러나, 모바일 노드가 무선 링크 접속을 처리해야 하는, 멀티홈(multi-homed) 이종 접속 네트워크 내의 무선 통신은 제한된 대역폭, 증가한 에러율 및 자원 변동을 특징으로 한다. 또한, 모바일 노드가 네트워크와의 그 접속 지점을 변경하는 경우에는, 핸드오버 동안 및 후에 시스템의 행동을 제어하는 메커니즘을 필요로 한다. 따라서, 무선 QoS 공급은, 이들 신뢰할 수 없는 네트워크의 상기 고유 행동을 처리하는 것과 더 관련되게 된다. VoIP(voice-over-IP) 또는 영상 회의와 같은, 모바일 노드 상에서 실행되는 종래 실시간 응용을 고려하면, 요구되는 QoS 능력은, S. M. Shahrier 및 K. M. Shaheen에 의한 "양방향 QoS 신호를 위한 프레임워크(인터넷 초안, 2002)" 규약에서 설명된 바와 같은 현재 회로 교환 또는 음성 기반 무선 시스템의 QoS 능력과 유사하다.
이들 대칭 스트리밍 서비스는, 안정한 대칭 양방향 대역폭 및 지연 조건을 요구한다. 또한, 양방향 예약의 필요성은, 확인 메시지가 역방향 경로 상에서 지연되거나 손실되는 경우, 처리량이 감소하는 TCP 접속 내에서 분명하다.
도 1은, 모바일 노드 내에 생성된, 응용 흐름이, 접속 네트워크와 접속하기 위한 2개의 대안 간에 라우팅될 수 있는 일 예를 나타낸다. 최신 IP 전송 네트워크에는, 물리적 네트워크 상에서 상이한 경로를 따르는 다운스트림 및 업스트림 흐름 상에 어떤 제한도 존재하지 않는다. 따라서, QoS 예약은, 양쪽 방향에 대한 비 대칭 IP 라우팅으로 인해 양방향으로 되지 않는다. 상기 상황은, 응용이 통신 경로를 따른 대칭 능력에 의존하는 모바일 무선 스트리밍 실시간 시나리오에서 문제를 발생시킬 수 있다.
유선 세계와 달리, 모바일 무선 경우에는, 이들 능력을 시간에 따라 예측할 수 없다. 이는, 업링크가, 요구된 QoS 매개 변수를 더 이상 지원할 수 없으나, 한편, 다운링크는 어떤 무선 링크 품질 변화에도 영향을 받지 않은 상황에 이를 수 있다. 이들 비대칭은, 한 방향의 경로가 여전히 충분한 자원을 갖더라도, 양방향 접속에 대한 전체 QoS 요구가 더 이상 충분하지 않은 것을 함축할 수 있다.
본 발명의 목적
상술한 설명을 참조하면, 본 발명의 목적은, 임시 네트워크 환경에서 효과적인 QoS 메커니즘을 제안하는 것이다.
상기 목적은, 독립 청구항의 특징에 의해 실현된다. 이로운 특징은 종속 청구항에서 정의된다. 본 발명의 다른 목적 및 이점은, 다음과 같은, 상세한 설명에서 명확하게 알 수 있다.
발명의 개요
본 발명의 제안된 솔루션은, 노드 접속성의 품질이 종종 예측할 수 없게 시변일 수 있는 동적, 모바일, 무선 IP 네트워크에서 상이한 접속 기술을 지원하는데 이용되는, 모바일 장치 상에서 실행되는 대칭 실시간 서비스를 제공하고, 통신 경로를 따라 업 및 다운스트림 방향에 대한 QoS 자원 및 서비스 매개 변수를 상호 예약, 감시 및/또는 적응할 수 있는, 인밴드 신호 메커니즘 내의 양방향 QoS 예약 절 차를 위한 메커니즘에 관한 것이다. 이로 인해, 제안된 솔루션은, 특히, 동적 양방향 번들 네트워크 자원 예약에 기초한 동적 양방향 QoS 예약 인밴드 신호 접근법을 이용함으로써, 무선 네트워크 및 무선 임시 네트워크에서 적응 실시간 서비스를 위한, 최신 기술에 따라 종래 QoS 예약 메커니즘을 최적화한다. 여기서, "인밴드"란 기술 용어는, 제어 데이터와 사용자 평면(plane) 데이터 간의 분리가 버려지는 상황을 지칭한다. 이로 인해, 양쪽 통신 방향이 네트워크의 관점에서 독립적이지 않을 수도 있다. 도 2는, 업 및 다운링크가 동일 통신 경로를 이용해야 하는 통신 시나리오 예를 나타낸다.
다음 섹션에서는, QoS 감시, 예약 관리 및 적용된 소프트 상태 모델에 관하여 본 발명에 따른 제안된 솔루션에 대한 다수의 선행 조건을 간단히 설명한다.
- QoS 감시: QoS 프레임워크는 데이터 링크 계층(계층(2)) 상에서 실제 QoS 능력을 감시할 수 있어야 한다. QoS 인에이블된 경로를 따라 네트워크 자원 이용성에 관한 최신 정보가 적응 응용에 일정하게 공급되는 것으로 가정한다. 따라서, 적응 응용을 위해 최적 지원을 제공하는 인밴드 신호 메커니즘이 제안된다.
- 예약 관리: 데이터 링크 계층은, 예를 들어, 수동 또는 능동 자원 예약 요구 등의, QoS 모델에 의해 생성된 QoS 요구를 처리할 수 있어야 한다.
- 소프트 상태 모델: 무선 네트워크에서, 예약된 접속을 활성 상태로 유지하는데 이용되는 예약 개시자는, 소프트 상태 예약 모델에 의해 설명되는, 네트워크 상태 정보를 주기적으로 재생할 수 있어야 한다.
통상, 예약은 단방향 또는 양방향일 수도 있다. 따라서, 예약 요구의 개시 자는, "QoS 수용기" 내에 임베딩되는, "QoS 정보 요소"에 의해 자원 예약 정보를 제공하게 된다.
제안된 인밴드 신호 접근법은, 광범위한 응용을 위해 예약 특징을 제공하는, 유연한 자원 예약 메커니즘과 상관된다. 상기 개념은, 클라이언트 또는 서버 응용이 그 예약 스타일 요구 조건을 지정하는 것을 가능하게 하여, 이들이 주어진 서비스 또는 비지니스 모델에 가장 적합하도록 한다. 자원 매개 변수는, "QoS 수용기" 내에 포함된 "QoS 정보 요소" 내에 지정된다.
가능한 구현은, S. Deering 및 R. Hinden에 의한 "IPv6(Internet Protocol, Version 6) 명세(IETF RFC 2460, 1998년 12월)" 규약에서 설명되는, IPv6 홉-바이-홉 확장 헤더 내로 "QoS 수용기"를 통합하는 것이다. 예약 "QoS 수용기"는, 모듈 방식으로 구성된다. 예를 들어, 응용은, 미리 정의된 값의 집합으로부터 필요한 그 매개 변수를 포함할 수 있다.
응용에 제공된 "QoS 정보 요소"의 명세는, 네트워크의 자원 이용에 주요한 영향을 준다. 더욱 상세하게는, 이들 정보 요소는, 예약 타이밍, 이에 대한 제어 및 다른 문제에 영향을 미친다.
다수의 흐름 간에 자원의 효과적인 이용을 제공하기 위해서는, 특정 "QoS 정보 요소"를 적용하기 위해 허용 가능한 환경을 정의하는, 네트워크 정책을 확립하는 것이 바람직하다. 예약 적응성, 즉, 네트워크에서 변화된 조건에 적응하는 능력은, IP 계층에 지시되는 예약 스타일 매개 변수가 아니다. IP 및 하위 계층에 의해 제공된 현재 이용 가능한 자원을 고려하는, 흐름 종료 노드 간에 적응성이 일 치하는 것으로 가정한다.
확인 없이 한 경로 상에서 발생하는, 빠른 예약을 허용하는 개념을 소개한다. 대안으로는, 요구 개시자 쪽으로 이동하는 확인에 의해 예약을 트리거할 수도 있다. 따라서, 능동 및 수동 예약의 개념이 소개된다. 이는, 이들 2가지 타입의 예약을 지원하는, MRSVP로부터 얻어진다.
수동 예약의 경우, 흐름은, 예를 들어, 잠재적인 미래 이용을 위한 일정량의 대역폭 등의, 그 네트워크 자원의 요구를 선언할 수 있다. 이들 "수동 예약된" 자원은, 예약 상태가 능동 예약으로 변할 때까지 임의의 다른 흐름에 의해 이용될 수 있다. 따라서, 다른 흐름이, 수동 예약된 자원을 차용할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 다른 조건을 갖는 네트워크에서 네트워크 이용을 향상시킬 수 있다. 또한, 수동 상태 예약은 계획된 핸드오버에 앞서 이용될 수도 있다.
능동 예약은, 데이터 패킷 교환을 위해 명확한 QoS 능력을 갖는 특정 흐름 또는 흐름 집합에 배타적으로 할당된다. 능동 예약을 한 흐름 외에는 다른 어떤 흐름도 할당된 자원을 공유할 수 없다. 또한, 능동 예약은 소프트 상태로서 정의되므로, 재생되어야 한다.
단방향 예약은, 양방향 예약을 확립할 수 없거나 해제해야 하는 경우, 대체 솔루션으로서 고려될 수 있다. 이 경우, 2개의 통신 피어 간의 데이터그램(datagram)은, 비대칭 링크 또는 부하 분포로 인해, 반드시 동일 경로를 따라 이동하는 것은 아니다.
단방향 예약 요구만이 지원되는, RSVP와 비교하여, 상기 접근법에서는 양방 향 예약 요구에 대한 가능성이 소개된다. 양방향 예약의 경우에는, 2개의 피어 호스트 간의 업스트림 및 다운스트림 예약이 반대 방향으로 네트워크를 통하여 동일 경로를 이용하는 것으로 가정한다. 양방향 데이터 흐름은, 동일 경로를 따라 반대 방향으로 자원 예약을 결합하는 원자(atomic) 인스턴스를 표현한다. 양방향 경로는, 홉-바이-홉 또는 명시적 경로 목록을 결정하는 수단에 의해 확립될 수도 있다. 대칭 및 비대칭 예약을 지원하기 위해서는, 순방향 및 역방향에 대한 감시 필드 및 예약 메트릭의 개별 집합이 프로토콜 구현을 위해 고려되어야 한다.
예약을 확립하기 위해서는, 독립적인 탐색 메커니즘이 업링크 및 다운링크 네트워크 경로 모두를 검사해야 한다. 각 홉은, 나가는 및 들어오는 인터페이스에 대한 이용 가능한 자원을 검사해야 하고, 개시자 관점에서 다음 홉 라우터에 요구를 전송하기 전에 양쪽 인터페이스에 대한 (수동 또는 능동) 자원을 예약할 수 있어야 한다.
양방향 예약 확립 프로세스의 결과에 관한 피드백은, "실제값" 필드 내에 기억될 수 있다. 상기 응용은, 예약 설정의 감시 정보를 수신하면서, 예약 결과에 어떻게 반응할지를 결정하는 역할을 한다.
현재 최신 기술 라우팅 노드는 단일 단계에서 양쪽 방향에 대한 예약을 지원하지 않는다. 라우팅 노드가 양방향 예약 설정을 지원하지 않는 경우에는, 부분적으로 실패한 예약 결과가 대응하는 감시 필드 내에 기억되게 된다(예를 들어, "실제값" 필드 내의 QoS 메트릭의 경우). 상기 프로세스 내에서, 개시자는, 한 방향의 예약 요구만이 확립될 수 있으므로 양방향 예약 요구는 실현될 수 없다는 것을 통지받게 된다.
또한, 비대칭 네트워크 부하는 양방향 예약 설정의 실패를 발생시킬 수도 있다. 실패한 경우, 개시자는 불충분한 자원 상황을 어떻게 처리해야하는지를 결정하는 책임을 진다. 하나의 반응 방식으로는, 개시자가 단방향 예약만을 요구하는 것이 있다. 단방향 예약만을 수신함으로써, 피어는 단독으로 다운스트림 예약을 확립하는 책임을 진다.
자원 탐색 메커니즘이, 양방향 예약을 위한 업스트림 및 다운스트림 경로가 예약 경로를 따라 특정 라우팅 노드에서 동일 경로를 따르지 않는 것으로 검출한 경우에는, IP 데이터그램 헤더 내에 기억된 일부 또는 모든 감시된 속성값이 각 노드에서 0으로 설정된다. 예약 프로토콜의 구문 명세에 따라, 이들 속성값은, 예약 종단점이 라우팅 비대칭 상황을 쉽게 해석하는 것을 가능하게 하도록, 0으로 설정되어야 한다. 도 3은 양방향 예약 설정을 위한 결정 경로를 나타낸다.
양방향 예약이 타임 아웃되거나 명시적으로 제거되는 경우에는, 업스트림 및 다운스트림 예약 엔트리 모두가 제거된다.
본 발명의 이점은, 단일 단계에서 달성될 수 있는, 동적 양방향 자원 예약의 성능, 2개 방향의 결합된 예약 감시와 적응, 및 모바일 환경에 적절히 적용될 수 있는 인밴드 신호 개념에 있다.
- 동적 양방향 자원 예약: 양방향 통신 경로를 가정하는, 특정 응용은 양방향 예약으로부터 이익을 얻을 수 있다. 양쪽 통신 방향은 응용 관점에서 독립적이지 않을 수도 있다. 링크 품질이 시간에 따라 빈번히 변할 수도 있는 무선 네트워 크에서는, 반대 방향으로 경로를 "번들"하는 특정 타입의 응용에 대한 요구 조건이 존재하는데, 이는, 양쪽 방향이 동일 경로를 따라야 하거나, 네트워크에 의해 단일 인스턴스로서 처리되어야 하는 것을 의미한다.
- 한 단계에서 양방향 자원 예약: 요구 개시자와 그 대응 노드 간에 홉-바이-홉으로 전송된 단일 메시지에 의해, 또는 대안으로는 2개의 메시지(요구 및 확인)에 의해 자원을 할당할 수도 있다. 번들 양방향 예약의 경우에는, 2개의 피어 호스트 간의 업스트림 및 다운스트림 예약이 반대 방향으로 네트워크를 통하여 동일 경로를 이용하는 것으로 가정한다. 이로 인해, 본 발명은, 동일 경로를 따라 반대 방향으로 예약을 결합하는, 원자 인스턴스로서 양방향 흐름의 개념을 소개한다. 양방향 예약 번들링은 네트워크 신호 부담을 감소시킴으로써 신호 이점을 보장한다.
- 2개 방향의 결합된 예약 감시 및 적응: 업링크 및 다운링크 네트워크 경로 양쪽을 검사하는데 독립적인 탐색 메커니즘을 필요로 한다. 각 홉은, 나가는 및 들어오는 인터페이스에 대한 이용 가능한 자원을 검사해야 하고, 개시자 관점에서 다음 홉 라우터로 요구를 전송하기 전에 양쪽 인터페이스를 위한 자원을 예약할 수 있어야 한다. 자원의 양방향 감시 또는 적응은, 단일 메시지 내에서 실행된다. 핸드오버 상황 및 QoS 적응의 경우에는, 흐름 번들링이 재협상 프로세스를 가속화할 수도 있다.
- 모바일 환경을 위한 인밴드 신호 개념: 인밴드 신호는, 예측할 수 없는 특성을 갖는 네트워크 링크 상에서 양방향 번들 예약에 가장 유용하다. 신호 부담은 통상 양방향 흐름에 비해 상당히 작다. 예를 들어, 상기 신호 정보는, 이들이 구성된 소프트 상태 시간 간격 내에서 일정하게 전송되는 경우, 응용 데이터그램에 의해 피기백(piggyback)될 수 있다. 예약 종단점을 나타내는, 호스트는, 예약의 피드백 정보를 생성한다. 예약 개시자에 전송된 어떤 응용 데이터도 전송되지 않을 때, 상기 피드백 정보 공급은, 단방향 응용 흐름에 대해 일정 문제를 발생시킨다. 신뢰성 있는 전송 접속(예를 들어, TCP)의 경우에는, 예약 개시자에 피드백 정보를 전송하는데 이용될 수 있는, 양방향 메시지 흐름이 여전히 존재한다. 어떤 양방향 흐름도 존재하지 않는 경우에는, 상기 피드백 정보가 다른 목적을 갖지 않는 IPv6 데이터그램 내에 위치할 수도 있다. 그러나, 상기 절차가 추가 신호 부하를 네트워크에 부과한다는 것을 고려해야 한다.
본 발명의 일 실시예는, 그 접속성이 예측할 수 없게 시변인 다수의 상호 접속된 포워딩 노드를 구비하는 IP 기반 동적 모바일 임시 네트워크를 통하여 모바일 노드와 대응 노드 간의 특정 라우팅 경로를 따라 양쪽 방향으로 자원 제어 정보를 신호함으로써, 모바일 노드와 대응 노드 상에서 실행되는 대칭 실시간 멀티미디어 응용 및/또는 데이터 서비스에 필요한 네트워크 자원 및/또는 서비스 매개 변수를 예약, 할당, 감시 및/또는 적응하는 양방향 QoS(quality-of-service) 예약 방법에 관한 것이다. 모바일 노드와 대응 노드 간에 전송되는 자원 제어 정보는, 이들 노드를 위한 예약된 접속의 라우팅 경로를 통하여 홉-바이-홉으로 전송되는 IP 데이터그램 내에 임베딩되고, 자원 제어 정보는, 양쪽 방향으로 홉-바이-홉으로 네트워크를 통하여 동일 라우팅 경로를 이용함으로써 모바일 노드와 대응 노드 간에 분산 된다.
이로 인해, 모바일 노드 또는 대응 노드는, 양쪽 방향에 대해 동시에 미리 정의된 양의 네트워크 자원에 대한 요구를 표시하는 자원 예약 요구 메시지를 개시한다. 예약을 위한, 예약 요구의 개시자 및 최초 제안된 양의 네트워크 자원은, 통신 피어 간에 확립된 약정 또는 계약에 의해 정의된다. 대안으로는, 양쪽 당사자는 세션 또는 응용 계층 협상에 의해 약정을 정한다.
본 발명에 따르면, 자원 예약 요구 메시지의 개시자는, 결합된 흐름의 수명 동안 불변 상태를 유지하는 특정 포워딩 행동을 달성하기 위해, 양쪽 방향으로 IP 데이터그램 분류에 대한 집합 흐름 또는 단일 응용 흐름과 양방향 접속을 결합하는 고유 예약 식별자(ID)를 생성한다. 이로 인해, 네트워크 자원은 IP 데이터그램 내에 피기-팩(piggy-pack)된 자원 제어 정보를 이용함으로써 홉-바이-홉으로 할당되거나 감시되고, 또는 양쪽 모두는 자원 예약 요구 메시지의 양쪽 방향에 대해 동시에 수행되고, 예약된 라우팅 경로의 양쪽 방향에 대한 자원 제어 정보는 동일 IP 데이터그램 내에 임베딩된다.
각 예약 방향에 대한 자원 제어 정보는, IP 데이터그램의 헤더 확장의 일부인 자원 정보 요소를 통하여 피기백되고, 각 자원 정보 요소는, 흐름의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 정량화 가능 자원 메트릭과 결합한, 예약된 라우팅 경로를 따른 자원 속성, 또는 흐름의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 정량화 가능 및 정량화 불가 흐름 문맥 정보와 결합한, 개별 흐름 또는 흐름 집합에 대한 흐름 속성을 나타낸다.
이로 인해, 상기 자원 정보 요소는, 개시자로부터 수신기 쪽으로의 업스트림 방향 또는 수신기로부터 자원 예약 요구 메시지의 개시자 쪽으로의 다운스트림 방향에 대한 자원 제어 정보 또는 양쪽 방향 모두에 대한 자원 제어 정보를 설명하고, 업스트림 및 다운스트림 방향은, 자원 예약 요구 메시지의 개시자 또는 수신기로서 예약 절차 내에서의 그 역할로 인해 모바일 노드와 대응 노드에 의해 고유하게 식별된다.
자원 정보 요소는, 각 흐름에 대해 모듈 방식으로 구성되는데, 이는, 자원 제어 정보를 발생하는 노드가 IP 데이터그램 헤더 내에 위치하는 자원 정보 요소의 수를 결정한다는 것을 의미한다.
각 자원 정보 요소는, 감시된 속성값에 대한 필드, 및 각 자원 속성에 대한 최대값을 정의하는 상한값 및/또는 최소값을 정의하는 하한값에 의해 설명되는, 자원-속성-특정 흐름 요구 조건을 지정하는 속성 요구 조건 명세에 대한 필드를 구비한다. 대안으로는, 또는 추가로, 각 자원 속성에 대해 별개 값을 지정할 수 있다. 속성 요구 조건 명세는, 예약의 개시자 또는 수신기에 의해 생성되어 수정될 수 있고, 예약 경로를 따라 라우팅 노드에 의해 해석되어 요구된 양의 자원을 할당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 모바일 노드와 대응 노드 간의 예약된 라우팅 경로를 따라 예약의 양쪽 방향에 대한 이용 가능한 자원에 관한 정보는 동시에 감시된다. 예약된 라우팅 경로를 따라 모든 노드의 대해, 업 및 다운스트림 방향에 대한 실제 자원 속성값이 결정된다. 예약된 라우팅 경로를 따라 임의의 노드 에서 업 또는 다운스트림 방향에 대한 또는 양쪽 방향에 대한 감시된 자원 속성이, IP 데이터그램 헤더 내에 기억된 대응하는 감시된 속성값보다 적은 값을 갖는 경우에는, 새 값이 IP 데이터그램 헤더의 자원 정보 요소에 할당되어, 자원 제어 정보의 수신기가 양쪽 방향에 대한 현재 자원 값을 결정하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 속성 요구 조건 명세의 집합을 설명하는 자원 예약 요구 메시지는 개시자로부터 수신기로 전송되고, 자원 예약의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 자원 할당 절차는 모바일 노드 또는 대응 노드에 의해 제어된다. 상기 자원 예약 요구 메시지에 기초하여, 업스트림 방향, 다운스트림 방향 또는 양쪽 방향에 대해 동시에 할당되어야 하는 자원 속성값은 예약된 라우팅 경로를 따라 모든 포워딩 노드에 의해 결정된다. 양방향 예약을 위한 자원의 제어는, 더 상위 계층 협상을 통하여 통신 피어에 의해 처리된다. 더 상위 계층 협상 메커니즘이 부족한 경우, 통신 피어는, 홉-바이-홉 대신 엔드-투-엔드(end-to-end)로 해석되는 특정 IP 확장 헤더에서 정보 요소를 교환할 수 있다.
상이한 양방향 흐름에 대한 자원 제어 정보는 동일 IP 데이터그램 내에 피기-팩되고, 각 흐름에 대해, IP 데이터그램의 헤더 내의 자원 정보 요소 및 추가 흐름을 참조하는 예약 식별자 정보 요소는 IP 데이터그램 헤더에 부착되고, 예약 식별자와 다른 자원 정보 요소의 그룹화는 특정 흐름에 대한 상기 정보의 구성원을 결정한다. 이로 인해, 모바일 노드 또는 대응 노드는, IP 계층 상에서, 양방향 또는 단방향 자원 제어 정보가, 네트워킹 인터페이스에 전송될 준비가 된 IP 데이터그램 내로 삽입될 수 있는지, 또는 개별 IP 데이터그램이 그 목적을 위해 생성될 필요가 있는지를 결정한다. 상기 자원 제어 정보는, 자원 예약 요구 메시지의 개시자와 수신기 간의 예약된 라우팅 경로를 따르는 임의의 IP 데이터그램 내에 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 대응 노드에서 업스트림 및 다운스트림 방향에 대한 라우팅 경로를 따라 불충분한 자원 조건은, 도착하는 IP 데이터그램의 자원 정보 요소 내의 속성 요구 조건 명세와 감시된 속성값을 비교함으로써 인식된다. 이로 인해, 본 발명의 방법은, 특정 예외를 정의하거나 메시지를 경고하는 것을 회피하게 된다. 어드레스된 종단 시스템은 특정 자원의 부족에 반응해야 한다.
IP 데이터그램 헤더 내에 지정된 특정 자원 정보 요소의 감시된 자원 속성값은, 하나 이상의 포워딩 노드가 이들 자원 속성을 지원하지 않는 경우, 0으로 설정된다.
본 발명의 일 실시예는, 양방향 예약을 위한 업 및 다운스트림 경로가 예약된 라우팅 경로를 따라 특정 라우팅 노드에서 동일 경로를 따르지 않는 경우, 예약 종단점이 라우팅 비대칭 상황을 쉽게 해석하는 것을 가능하게 하도록, 각 노드에서 IP 데이터그램 헤더 내에 기억된 감시된 속성값을 0으로 설정하는 단계를 특징으로 하는, 양방향 QoS(quality-of-service) 예약 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나 이상의 속성 요구 조건 명세에 대해 0 값을 갖는 자원 예약 요구 메시지는, 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드에 의해, 및 자원 예약 요구 메시지의 개시자 또는 수신기에 의해, 명시적 해제 메시지로서 해석된다. 그 다음에, 이들 속성 요구 조건 명세의 값은, 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드에서 흐름-특정 예약 상태 정보의 제거와 결합한다.
하나 이상의 속성 요구 조건 명세에 대해 0과 같지 않은 값을 갖는 자원 예약 요구 메시지는, 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드에 의해, 및 자원 예약 요구 메시지의 수신기에 의해, 명시적 설정 메시지로서 해석된다. 그 다음에, 이들 속성 요구 조건 명세의 값은, 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드 내의 흐름-특정 예약 상태 정보의 설치와 결합한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 양방향 또는 단방향으로서 예약 타입을 지정하는 흐름 정보 요소는 예약 설정 메시지의 IP 데이터그램 헤더 내에 피기-팩된다. 그 다음에, 상기 흐름 정보 요소는, 예약 상태 정보의 정확한 설치를 보장하기 위해, 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드에서 해석된다.
본 발명의 다른 이점 및 실시예는, 첨부된 도면에 도시된 것과 같은 본 발명의 다음 상세한 설명 뿐만 아니라 이하 청구항으로부터 기인한다.
도 1은, 무선 양방향 통신 시나리오의 개요를 나타낸 것으로, 상이한 경로가 업 및 다운링크 접속을 위해 예약되어, 모바일 노드에서 생성된, 응용 흐름이 접속 네트워크와 접속 네트워크와 접속하기 위한 2개의 대안 간에 라우팅될 수 있는 일 예를 나타낸다.
도 2는, 무선 양방향 통신 시나리오의 개요를 나타낸 것으로, 동일 경로가 업 및 다운링크 접속을 위해 예약된다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 예약 설정 절차를 나타낸 흐름 도이다.
도 4는, IP 데이터그램의 QoS 수용기의 구조에 대한 일 예를 나타낸다.
도 5는, 모듈 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸다.
도 6은, 비대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서 모듈 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸다.
도 7은, 대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서 모듈 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸다.
도 8은, 충분한 자원을 갖는 대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서 통신 예를 나타낸다.
도 9는, 불충분한 자원을 갖는 대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서 통신 예를 나타낸다.
다음으로, 도 1 내지 도 9에 도시된 것과 같은 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명에 따른 양방향 신호를 위한 인밴드 신호 프로토콜에 대한 예시적인 메시지 구문의 간단한 개요가 주어진다. 이들 도면에서 참조 부호 및 기호로 지시되는, 심벌의 의미는, 표 2로부터 알 수 있다.
IPv6에 있어서, 임의의 인터넷 계층-정보는 개별 헤더 내에 부호화되어, 패킷 내의 IPv6 헤더와 상위-계층 헤더 간에 위치할 수도 있다. 신호 정보는, 라우팅 경로를 따라 모든 라우팅 노드에 의해 해석되어야 하는 경우, 홉-바이-홉 옵션 헤더 내에 기억된다. 피어 노드 간에 바로 전송되어야 하는, 정보의 경우에는, 수 신지 옵션 헤더가 이용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, S. Deering 및 R. Hinden에 의한 "IPv6(Internet Protocol, Version 6) 명세(IETF RFC 2460, 1998년 12월)" 규약에서 정의되는, IPv6 홉-바이-홉 확장 헤더는, 경로를 따라 라우팅 노드에 의해 해석되는 자원 제어 정보를 전송하는데 이용된다. 신호 정보는 IP 데이터그램 상에 피기-팩되어, 예약된 접속 홉-바이-홉의 데이터 경로를 따른다. 이로 인해, 네트워크를 통한 동일 통신 경로는, 양쪽 통신 피어 간에 신호 정보를 분산시키기 위해, 양쪽 방향에서 홉-바이-홉으로 이용된다.
모듈 개념을 제공하기 위해, "QoS 수용기"란 용어가 소개된다. 통상, QoS 수용기는, 보통 단일 흐름과 관련되나, 흐름 그룹과도 결합할 수도 있는, QoS 정보 요소의 형태로 신호 정보를 포함한다. 상기 접근법의 중요 개념은, 패킷 내에 위치하는 QoS 정보의 가변 개수 및 크기이다. 예를 들어, 현재 해석될 필요가 있는 정보만이 수용기 내에 기억된다. QoS 수용기 내에는 필수 QoS 정보 요소 및 임의 QoS 정보 요소가 존재하고, 임의 QoS 정보 요소는 부가 정보를 포함한다.
하나의 QoS 정보 요소 표현은, QoS 메트릭 정보를 운반하는, QoS 메트릭 정보 요소이다. QoS 메트릭 정보 요소는, 감시된 속성값에 대한 필드, 및 자원-속성-특정 흐름 요구 조건, 즉, 속성 요구 조건 명세를 지정하는 다른 필드로 구성된다. 각 자원 속성에 대한 최대값을 정의하는 상한값 또는 최소값을 정의하는 하한값은 속성 요구 조건 명세를 설명한다. 대안으로는, 상한값 및 하한값을 함께 지정하여, 각 자원 속성에 대한 값이 예약을 위해 허용 가능한 간격을 설명할 수 있 다. 대안으로는 또는 추가로, 각 자원 속성에 대한 개별 값을 지정할 수 있다. 속성 요구 조건 명세는, 예약의 개시자 또는 수신기에 의해 생성되어 수정될 수 있고, 예약 경로를 따라 라우팅 노드에 의해 해석되어 요구된 양의 자원을 할당할 수 있다.
각 예약-개시 노드는 고유 예약 식별자를 생성해야 한다. 양방향 접속은 단일 응용 흐름 또는 집합 흐름과 결합한다. 예약 식별자는, 그 결합한 흐름의 수명 동안 불변 상태를 유지하고, 양방향으로 IP 데이터그램 분류에 이용되어 특정 포워딩 행동을 달성한다.
다른 예는, 흐름 식별자의 독립 필요성을 나타낸다. 흐름의 수신기가 그 역할을 변경하여 특정 예약 식별자에 의해 정의된 세션에 응답하기 시작하면, 수신기는 그 IPv6 주소를 IPv6 패킷 헤더 소스 주소 필드에 추가할 수 있다. 이 경우, 소스 주소 및 흐름 라벨의 조합은, 본래 예약 식별자를 더 이상 표현하지 않게 된다. 중간(intervening) 노드는, 흐름에 속하는, 패킷을 정확히 분류할 수 없게 된다. 따라서, 흐름 투명성이 요구되는 경우에는, 본래 예약 식별자 정보를 전송하는데, 예약 식별자 정보 요소를 필요로 한다. R. Banerjee 등에 의한 "혼성 접근법을 이용하여 효율적인 서비스 품질을 제공하는 IPv6 흐름 라벨의 이용에 대한 수정 명세(인터넷 초판, 2002년 2월)" 논문과 같은, 20-비트 흐름 라벨 필드를 정의하는 수정 명세의 다른 제안은, 실제로 본 발명의 범위를 벗어난다. 이들 제안의 일부와 달리, 세션 수명 동안 안정한 흐름 라벨을 가정한다.
R. Braden 등에 의한 "인터넷 구조 내의 통합 서비스: 개요(IETF RFC 1633, 1994년 6월)" 규약에서 설명되는, 패킷 분류 식별자는, 특정 방법으로 처리되어야 하는 패킷의 흐름 또는 시퀀스로 패킷을 분류하는데 이용된다. 따라서, "예약 식별자"란 용어는, 고유 흐름을 식별하는데 이용된다. 예약 식별자는, S. Deering 및 R. Hinden에 의한 "IPv6(Internet Protocol, Version 6) 명세(IETF RFC 2460, 1998년 12월)"에서 정의된 IPv6 흐름 라벨 및 IPv6 송신기 소스 주소(흐름-생성 호스트의 주소)로부터 구축되는 것으로 제안된다. 이는, 예약 식별자가 흐름 식별자, QoS 개시자의 IP 주소, 및 흐름 종단점으로부터 독립적이어야 한다는 요구 조건 때문에, 필수적인 것은 아니다. 이동성 영역 내의 여러 시나리오는, 핸드오프로부터 발생한 흐름이 종단점 등을 변화시키지 않을 수도 있으나, 그 "QoS 신호 프로토콜을 위한 요구 조건(인터넷 초안, 2002년 11월, draft-brunner-nsis-req-02.txt)" 규약에서 M. Brunner 등에 의해 설명된 것과 동일한 QoS 요구 조건을 여전히 갖기 때문에, 상기 독립성을 필요로 한다.
흐름 투명성이 요구되는 경우에는, 예약 식별자 정보 요소를 이용하여 본래 예약 식별자 정보를 전송해야 한다. 효율적인 Ipv6 흐름 분류를 가능하게 하기 위해, "예약 식별자 정보 요소"는, 고정 위치 내의 IPv6 메인 헤더 필드 내에만 위치하는, IPv6 흐름 라벨 필드 및 IPv6 소스 주소로부터 구축될 수 있다. "예약 식별자 정보 요소"가 QoS 수용기 내에 지정된 경우에는, IPv6 헤더 내의 흐름 정보가 무시되어야 한다. 이는, QoS 수용기 내에서, 제1 QoS 정보 요소가 되어야 한다.
RSVP는 수신기-지향 예약을 이용하지만, 제안된 솔루션은 수신기-기반 예약 요구뿐만 아니라 송신기-기반 예약 요구도 트리거할 수 있다. (업스트림 예약으로 서 표시된)송신기-기반 예약의 경우에는, 각 중간 라우팅 노드에서 나가는 인터페이스에 대해 자원이 할당된다. 수신기-기반 예약과 달리, 네트워크 자원은 라우팅 노드의 들어오는 인터페이스에서 할당된다. 어느 방향으로 예약 설정이 인에이블되어야 하는지를 구별할 수 있도록, 양쪽 통신 피어는 업스트림 및 다운스트림 방향에 대해 자원 제어 요소의 순서가 일치할 필요가 있다. 상기 할당을 중간 라우팅 노드에 숨기기 위해, 통신 피어는, 수신된 IP 데이트그램 내의 자원 제어 정보의 순서에 관하여 업스트림 및 다운스트림-관련 자원 제어 정보의 시퀀스를 변경할 수 있다.
양방향 미디어 적응을 수행하는 능력을 갖는 양방향 세션을 지원하기 위해, 고유 예약 식별자에 속하는 양방향 QoS 속성이 소개된다. 상기 양방향 QoS 속성은, 통신 경로를 따라 예약이 양쪽 방향에 대해 설정되어야 하는 것을 라우터에 통지한다. 양방향 예약의 성공에 관한 피드백은, "실제값" 필드에서 지시되는, 감시 결과로부터 얻어질 수 있다. 대칭 양방향 요구가 실행되었다는 가정은, 하나의 QoS 메트릭 정보 요소만이 양방향 예약에 대해 생성되었다는 사실로부터 얻어질 수 있다. 대칭 양방향 요구와 달리, 비대칭 양방향 경우는, 하나의 QoS 수용기 내에 그룹화되는 동일 타입 식별자를 갖는 2개의 QoS 정보 요소를 제공한다. 제1 QoS 정보 요소는 순방향 흐름을 설명하는 것으로서 해석되고, 제2 QoS 정보 요소는 역방향 흐름을 설명하는 것으로서 해석된다. 업 및 다운스트림 방향은 QoS-개시 노드 관점으로부터 정의된다.
각 QoS 수용기는 여러 QoS 정보 요소를 운반할 수 있다. 피기-팩된 QoS 수 용기는 IP 데이터그램 내에 자원 제어 정보를 유지한다. 이는, 홉-바이-홉으로 자원을 할당하고, 홉-바이-홉으로 자원을 감시하거나, 양쪽 모두를 동시에 예약의 양쪽 방향에 대해 수행하는데 이용된다. 유연한 모듈 방식의 QoS 정보 요소의 개념은, 특정 응용의 QoS 필요를 미립자(fine-grained) 방식으로 실행하는 이점을 제공한다. 각 QoS 정보 요소는 TLV(Type-Length-Value) 포맷을 따라야 한다. "타입"은 객체 데이터를 지정하고, "길이"는 그 개수를 옥텟 단위로 지정하나, "값"은 데이터 필드를 설명한다. QoS 정보 요소는, 그들이 나타나는 순서로 처리된다. 도 4에 도시된 예와 같이, QoS 정보 요소(400a)는 QoS 정보 요소(400b) 전에 처리된다.
도 5는 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸다. 일반적인 타입 및 길이 필드 외에, 3개의 다른 필드로 분할되는, 객체 데이터 필드가 존재한다. 이들 필드는 특정 QoS 메트릭에 대한 실제, 최소 및 최대값을 유지한다. 본 예에서, 마지막 2개의 필드는 특정 응용에 대한 QoS 필요를 설명하는 값을 유지한다. 제3 필드는, 네트워크로부터 들어오는 정보를 담당하여, 종단간 링크 조건의 실제 상황에 관하여 필요한 피드백을 준다. 따라서, 상기 필드는 각 홉에 대한 QoS 특정 네트워크 메트릭의 실제값으로 갱신된다. 상기 값이 0으로 설정되면, 고려된 메트릭에 대해 어떤 자원도 예약되지 않는다.
도 6은, 업 및 다운스트림 QoS 메트릭 요구가 상이한 것을 의미하는, 비대칭 양방향 시나리오에 있어서 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸다. 양쪽 통신 피어는, 업스트림 및 다운스트림 방향에 대한 자원 상황을 분명히 식별하기 위해, 자원 제어 요소의 순서가 일치할 필요가 있다. 통신 피어 간의 상기 일치를 중간 라우팅 노드에 숨기기 위해, 통신 피어는, 수신된 IP 데이터그램 내의 자원 제어 정보의 순서에 관하여 업스트림 및 다운스트림 관련 자원 제어 정보의 시퀀스를 변경할 수 있다.
도 7은 대칭 양방향 시나리오에 있어서 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸다. 대칭 양방향 예약 요구 내에서는, 업 및 다운스트림 QoS 메트릭이 같다. 이 경우에는, 동일 타입 식별자를 갖는 하나의 QoS 정보 요소만이 QoS 수용기 내에 기억된다.
도 8은 충분한 자원을 갖는 대칭 양방향 시나리오에 있어서 통신 예를 나타낸다. 모바일 노드(106a; MN)는, 중간 노드(106b; IN)를 통하여(2) 대응 노드(106c; CN)에 대칭 양방향 예약 요구를 전송한다(1). 이로 인해, IN은 MN에 의해 개시된 양방향 자원 요구를 실행하는데 충분한 자원을 갖게 된다. 따라서, IN은, 각 방향으로 200 Kbit/s로 예약하고, 양방향 예약 요구를 CN에 전송한다(2). 그 다음에, CN은, 예약 요구가 성공했다는 정보를 갖는다. 이는, 명시적 또는 피기백된, 결과를 MN에 응답한다(3). 다운스트림 방향으로, 중간 노드(106b)는, 예약 요구를 다시 해석할 수도 있다(4).
도 9는 불충분한 자원을 갖는 대칭 양방향 시나리오에 있어서 통신 예를 나타낸다. 모바일 노드(106a; MN)는 중간 노드(106b; IN)를 통하여(2) 대응 노드(106c; CN)에 대칭 양방향 예약 요구를 전송한다(1). 이로 인해, IN은 MN으로부터 개시된 양방향 자원 요구를 실행하는데 불충분한 자원을 갖게 된다. IN은 업스 트림 방향에 대해 150 Kbit/s의 비트 전송 속도로 예약할 수 있을 뿐이다. 따라서, 실제값 필드는, 200 Kbit/s에서 150 Kbit/s로 변하게 된다. 노드(IN)는 갱신된 양방향 예약 요구를 CN에 전송한다(2). 그 다음에, CN은, 예약 요구가 실행될 수 있다는 정보를 갖는다. 이는, 명시적 또는 피기백된, 결과를 MN에 응답한다(3, 4). 그 다음에, 경로를 따라 불충분한 자원 이용성에 따라 반응하는 것은, MN 상에서 실행되는 결합한 응용에 달려 있다.
표 1: 정의
기술 용어 기술 용어의 간단한 설명
임시 컴퓨팅 임시 컴퓨팅은, 네트워크에서 광고된 범용 서비스의 자동 발견을 지칭한다. 상기 발견 프로세스는, 각 서비스 명칭 및/또는 타입에 관한 미리 정의된 정보에 기초할 수 있다.
임시 네트워킹 이와는 달리, 임시 네트워킹은, 계획되지 않고, 관리되지 않은 방식으로 인접 장치 간에 접속성의 확립 및 자동 장치의 발견을 의미한다. 따라서, 메시지 라우팅은, 멀티-홉 기술 기반으로 달성될 수 있고, 그 라우팅 기능성은 임시 네트워크에 관여하는 (전부는 아니더라도)대부분의 노드에 의해 제공된다.
임시 네트워크 임시 네트워크는 상술한 바와 같은 임시 네트워킹 메커니즘을 이용함으로써 확립된 모바일 통신 장치를 위한 임의의 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 이는, 고정 및/또는 이동 상호 통신 컴퓨팅 장치의 관리되지 않고, 계획되지 않은 네트워크일 수 있다.
기술 용어 기술 용어의 간단한 설명
보조 임시 네트워크 보조 임시 네트워크는, 상술한 바와 같은 임시 네트워킹 메커니즘을 이용하지만, 부가 가치 서비스뿐만 아니라 AAA 기능성을 제공하는 소위 네트워크 운영자의 보조 및 제어 하에서, 확립된 통신 장치의 임의의 네트워크일 수 있다.
다운스트림 및 업스트림 방향 용어 "업스트림" 및 "다운스트림"은, 데이터 흐름의 방향에 관하여 정의된다. 소스 단말기로부터 수신지 단말기 쪽으로의 트래픽 방향은 "다운스트림"으로 지칭되고; 수신지 단말기로부터 소스 단말기 쪽으로의 트래픽 방향은 "업스트림"으로 지칭된다.
QoS 개시자 상기 실체는, 자원 요구를 네트워크에 신호함으로써 네트워크 경로를 따라 응용-흐름-기반 예약을 개시하는 역할을 한다. 상기 실체는 종단 시스템 내에 위치할 수 있으나 네트워크 내의 다른 곳에 상주할 수도 있다. 또한, 상기 실체에 국한된 QoS 공급 메커니즘은, 이용 가능한 자원에 제한이 존재하는 경우, 실행될 수도 있다.
예약 집합 예약 집합은, 상이한 소스 단말기로부터 동일 수신지 단말기 쪽으로 발생하는 다수의 예약이 합병되어 단일 예약을 표현할 수 있는 경우, 발생한다. 합병 노드는, 구성된 네트워킹 정책 또는 관리 결정에 기초한 결합 예약이 일치해야 한다.
예약 송신기 및 수신기 예약 송신기는 예약 메시지를 발생하는 업스트림 경계 라우터이다. 예약 수신기는 예약 메시지를 종료하는 다운스트림 경계 라우터로서 정의된다.
자율 임시 네트워크 이들은 통상 임시 네트워크로서, 어떤 일이 발생하든 임의의 네트워크 운영자로부터 어떤 보조도 제공되지 않는다. 결국, 보조 임시 네트워크는, 관련된 피어가 임의의 접속 네트워크의 커버리지에서 벗어날 때마다, 자율 임시 네트워크를 따라갈 수 없게 된다.
표 2: 도시된 특징 및 그 대응하는 참조 부호
번호 기술적인 특징(시스템 구성 요소, 방법 단계)
100 무선 앙방향 통신 시나리오의 개요를 나타낸 도면으로서, 상이한 경로가 업 및 다운링크 접속을 위해 예약되고, 모바일 노드(106a)에서 생성된, 응용 흐름이, IP 전송 네트워크(102)와 접속하기 위한 2개의 대안 간에 라우팅될 수 있는 일 예를 나타낸다.
102 IPv6에 기초한, 유선 코어 (IP 전송) 네트워크
103 유선 코어 네트워크(102)와 무선 네트워크(104) 간의 게이트웨이
104 다수의 상호 접속된 중간 노드(105a 내지 105c)를 구비하는 동적 모바일 임시 네트워크로서, 이들 노드의 접속성은 예측할 수 없게 시변이다.
105a 내지 105c 모바일 임시 네트워크(104)를 통하여 상호 접속된, 무선 라우터(포워딩 노드)
106a 적어도 하나의 중간 노드(106b)를 통하여 대응 노드(106c)에 접속된, 모바일 노드
106b (도 8에서) 유선 코어 네트워크(102) 및/또는 무선 네트워크(104)에 접속된, 중간 노드
106c (도 8에서) 상기 모바일 노드(106a)의 대응 노드
번호 기술적인 특징(시스템 구성 요소, 방법 단계)
200 무선 양방향 통신 시나리오의 개요를 나타낸 도면으로서, 동일 경로가 업 및 다운스트림 접속을 위해 예약된다.
300 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 예약 설정 절차를 나타낸 흐름도
400 IP 데이터그램의 QoS 수용기의 구조에 대한 일 예를 나타낸 도면
400a QoS 수용기 내에 기억된, 제1 자원 (QoS) 정보 요소
400b QoS 수용기 내에 기억된, 제2 자원 (QoS) 정보 요소
401a QoS 수용기 내에 기억된 제1 QoS 정보 요소(400a)의 타입 필드(길이: 1 바이트)
401b 제1 QoS 정보 요소(400a)의 길이 필드(길이: 1 바이트)
401c 제1 QoS 정보 요소(400a)의 데이터 필드(길이: 2 바이트)
401d 제1 QoS 정보 요소(400a)의 데이터 필드(길이: 4 바이트)
401a' QoS 수용기 내에 기억된 제2 QoS 정보 요소의 타입 필드(길이: 1 바이트)
401b' 제2 QoS 정보 요소(400b)의 길이 필드(길이: 1 바이트)
401c' 제2 QoS 정보 요소(400b)의 데이터 필드(길이: 2 바이트)
401d' 제2 QoS 정보 요소(400b)의 데이터 필드(길이: 4 바이트)
500 모듈 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸 도면
500D QoS 메트릭 정보 요소(500)의 데이터 필드(길이: 3 바이트)
501 QoS 메트릭 정보 요소(500)의 타입 필드(길이: 1 바이트)
502 QoS 메트릭 정보 요소(500)의 길이 필드(길이: 1 바이트)
503 QoS 메트릭 정보 요소(500)의 실제값 필드(길이: 1 바이트)
504 QoS 메트릭 정보 요소(500)의 최소값 필드(길이: 1 바이트)
505 QoS 메트릭 정보 요소(500)의 최대값 필드(길이: 1 바이트)
600 비대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서 모듈 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸 도면
601a (순방향 흐름) 모바일 노드(106a)로부터 그 대응 노드(106c)로 전송된 데이터의 데이터 타입을 지시하는, 비대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 타입 필드(길이: 1 바이트)
601b (순방향 흐름) 모바일 노드(106a)로부터 그 대응 노드(106c)로 전송된 데이터의 양을 지시하는, 비대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 길이 필드(길이: 1 바이트)
601c 각 자원 속성에 대한 개별 값을 포함하는, 비대칭 양방향 시나리오의 순방향-흐름 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 실제값 필드(길이: 1 바이트)
601d 상기 간격의 상한값을 포함하는, 비대칭 양방향 시나리오의 순방향-흐름 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 최대값 필드(길이: 1 바이트)
601e 각 자원 속성에 대한 값이 예약을 위해 허용 가능한 간격의 하한값을 포함하는, 비대칭 양방향 시나리오의 순방향-흐름 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 최소값 필드(길이: 1 바이트)
601a' (역방향 흐름) 대응 노드(106c)로부터 모바일 노드(106a)로 전송된 데이터의 데이터 타입을 지시하는, 비대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 타입 필드(길이: 1 바이트)
601b' (역방향 흐름) 대응 노드(106c)로부터 모바일 노드(106a)로 전송된 데이터의 양을 지시하는, 비대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 길이 필드(길이: 1 바이트)
601c' 비대칭 양방향 시나리오의 역방향-흐름 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 실제값 필드(길이: 1 바이트)
번호 기술적인 특징(시스템 구성 요소, 방법 단계)
601d' 비대칭 양방향 시나리오의 역방향-흐름 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 최대값 필드(길이: 1 바이트)
601e' 비대칭 양방향 시나리오의 역방향-흐름 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(600)의 최소값 필드(길이: 1 바이트)
601a" 대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(700)의 타입 필드(길이: 1 바이트)
601b" 대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(700)의 길이 필드(길이: 1 바이트)
601c" 대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(700)의 실제값 필드(길이: 1 바이트)
601d" 대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(700)의 최대값 필드(길이: 1 바이트)
601e" 대칭 양방향 시나리오의 경우에 있어서, QoS 메트릭 정보 요소(700)의 최소값 필드(길이: 1 바이트)
700 대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서, 모듈 QoS 메트릭 정보 요소의 일 예를 나타낸 도면
800 충분한 자원을 갖는 대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서, 통신 예를 나타낸 도면
900 불충분한 자원을 갖는 대칭 양방향 통신 시나리오에 있어서, 통신 예를 나타낸 도면
S1 단계 #1: 이들 노드(106a+c)를 위해 예약된 접속의 라우팅 경로를 통하여 홉-바이-홉으로 전송되는 IP 데이터그램(400) 내에 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 간에 전송되는 자원 제어 정보를 임베딩하는 단계
S2 단계 #2: 양쪽 방향으로 홉-바이-홉으로 네트워크(104)를 통하여 (대안 #1) 동일 라우팅 경로를 이용함으로써 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 간에 자원 제어 정보를 분산시키는 단계
S3a/b 단계 #3a/b: 모바일 노드(106a; S3a) 또는 그 대응 노드(106c; S3b)에 의해 양쪽 방향에 대해 동시에 미리 정의된 양의 네트워크 자원에 대한 요구를 지시하는 자원 예약 요구 메시지를 개시하는 단계
S4 단계 #4: 결합한 흐름의 수명 동안 불변 상태를 유지하는 특정 포워딩 행동을 달성하기 위해, 자원 예약 요구 메시지의 개시자(106a/c)에 의해 양쪽 방향으로 IP 데이터그램 분류에 대한 단일 응용 흐름 또는 집합 흐름과 양방향 접속을 결합하는 고유 예약 식별자(ID)를 생성하는 단계
S5 단계 #5: IP 데이터그램(400) 내에 피기-팩된 자원 제어 정보를 이용함으로써 네트워크 자원을 홉-바이-홉으로 할당하는 단계
S6 단계 #6: 이들 네트워크 자원을 홉-바이-홉으로 감시하는 단계
S7 단계 #7: IP 데이터그램(400)의 헤더 확장(401c+d, 401c'+d')의 일부인 자원 정보 요소(400a+b)를 통하여 예약의 각 방향에 대한 자원 제어 정보를 피기백하는 단계로서, 각 자원 정보 요소(400a+b)는, 흐름의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 정량화 가능 자원 메트릭과 결합한, (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따른 자원 속성, 또는 흐름의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 정량화 가능 및 정량화 불가 흐름 문맥 정보와 결합한, 개별 흐름 또는 흐름 집합에 대한 흐름 속성을 나타낸다.
S8 단계 #8: 자원 제어 정보를 발생하는 노드(106a 또는 106c)에 의해 IP 데이터그램 헤더(401c+d, 401c'+d') 안에 배치되는 다수의 자원 정보 요소(400a+b)를 결정하는 단계
번호 기술적인 특징(시스템 구성 요소, 방법 단계)
S9a 단계 #9a: 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 간에 (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 예약의 양쪽 방향을 위해 이용 가능한 자원에 관한 정보를 동시에 감시하는 단계
S9b 단계 #9b: (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 모든 노드(105b+c)에 대한 업 및 다운스트림 방향에 관한 실제 자원 속성값을 결정하는 단계
S9c 단계 #9c: (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 임의의 노드(105b+c)에서, 업 또는 다운스트림 방향 또는 양쪽 방향에 대한 감시된 자원 속성이, IP 데이터그램 헤더 내에 기억되는 대응하는 감시된 속성값보다 작은 값을 갖는 경우, IP 데이터그램 헤더의 자원 정보 요소(400a/b)에 새 값을 할당하는 단계
S9d 단계 #9d: 자원 제어 정보의 수신기에 의해 양쪽 방향에 대한 현재 자원값을 결정하는 단계
S10a 단계 #10a: 속성 요구 조건 명세의 집합을 설명하는 자원 예약 요구 메시지를 전송하는 단계
S10b 단계 #10b: 모바일 노드(106a) 또는 대응 노드(106c)에 의해 자원 예약의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대해 자원 할당 절차를 제어하는 단계
S10c 단계 #10c: 상기 자원 예약 요구 메시지에 기초하여, (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 모든 포워딩 노드(105b+c)에 의해 업스트림 방향, 다운스트림 방향 또는 양쪽 방향에 대해 동시에 할당되어야 하는 자원 속성값을 결정하는 단계
S11a 단계 #11a: 동일 IP 데이터그램(400) 내의 상이한 양방향 흐름에 대한 자원 제어 정보를 피기-팩하는 단계
S11b 단계 #11b: 각 흐름에 대한 IP 데이터그램 헤더에, IP 데이터그램(400)의 헤더 내의 자원 정보 요소(400a+b) 및 추가 흐름을 참조하는 예약 식별자 정보 요소를 부착하는 단계
S11c 단계 #11c: 예약 식별자와 다른 자원 정보 요소(400a+b)의 그룹화에 의해 특정 흐름에 대한 상기 정보의 구성원을 결정하는 단계
S12 단계 #12: 양방향 또는 단방향 자원 제어 정보가, 네트워킹 인터페이스에 전송될 준비가 된 IP 데이터그램(400) 내로 삽입될 수 있는지, 또는 개별 IP 데이터그램(400)이 모바일 노드(106a) 또는 대응 노드(106c)에 의해 그 목적을 위해 생성될 필요가 있는지를 IP 계층 상에서 결정하는 단계
S13a 단계 #13a: 대응 노드(106c)에서 업스트림 및 다운스트림을 위한 라우팅 경로를 따라 불충분한 자원의 조건을 인식하는 단계
S13b 단계 #13b: 도착하는 IP 데이터그램(400)의 자원 정보 요소(400a+b) 내의 속성 요구 조건 명세와, 감시된 속성값을 비교하는 단계
S14 단계 #14: 적어도 하나의 포워딩 노드(150b+c)가 이들 자원 속성을 지원하지 않는 경우, IP 데이터그램 헤더(400) 내에 지정된 특정 자원 정보 요소의 감시된 자원 속성값을 0으로 설정하는 단계
S15 단계 #15: 양방향 예약을 위한 업 및 다운스트림 경로가 (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 특정 라우팅 노드(105b/c)에서 동일 경로를 따르지 않는 경우, 예약 종단점이 라우팅 비대칭 상황을 쉽게 해석하는 것을 가능하게 하도록, IP 데이터그램 헤더 내에 기억된 그 속성값을 0으로 설정하는 단계
번호 기술적인 특징(시스템 구성 요소, 방법 단계)
S16a 단계 #16a: (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c)에 의해, 및 자원 예약 요구 메시지의 개시자 또는 수신기에 의해, 명시적 해제 메시지로서 하나 이상의 속성 요구 조건 명세에 대한 0 값을 갖는 자원 예약 요구 메시지를 해석하는 단계
S16b 단계 #16b: (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c) 내의 흐름-특정 예약 상태 정보의 제거와 이들 속성 요구 조건 명세의 값을 결합하는 단계
S17a 단계 #17a: (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c)에 의해, 및 자원 예약 요구 메시지의 수신기(106c)에 의해, 명시적 설정 메시지로서 하나 이상의 속성 요구 조건 명세에 대해 0과 같지 않은 값을 갖는 자원 예약 요구 메시지를 해석하는 단계
S17b 단계 #17b: (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c) 내의 흐름-특정 예약 상태 정보의 설치와 이들 속성 요구 조건 명세의 값을 결합하는 단계
S18a 단계 #18a: 예약 설정 메시지의 IP 데이터그램 헤더(401c+d, 401c'+d') 내에 양방향 또는 단방향으로서 예약의 타입을 지정하는 흐름 정보 요소를 피기-팩하는 단계
S18b 단계 #18b: 예약 상태 정보의 정확한 설치를 보장하기 위해, (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c)에서 상기 흐름 정보 요소를 해석하는 단계
S301 단계 #301: 자원 탐색 메커니즘을 시작하는 단계
S302 단계 #302: 조회 #301이 "FALSE"를 나타내거나 조회 #302가 "TRUE"를 나타낸 경우, QoS 메트릭 정보 요소 내의 역방향에 대한 "실제값" 필드를 0으로 설정하고, "실제값" 필드를 갱신하는 단계
S303 단계 #303: 업링크 네트워크 경로에 대한 모듈 "수동 또는 능동 예약"을 처리하는 단계
S304 단계 #304: 조회 #302가 "FALSE"를 나타내는 경우, QoS 메트릭 정보 요소 내의 양쪽 방향에 대한 "실제값" 필드를 갱신하는 단계
S305 단계 #305: 업링크 및 다운링크 네트워크 경로에 대한 모듈 "수동 또는 능동 예약"을 처리하는 단계
Q301 조회 #301: 라우팅 노드가 양방향 예약을 지원하는지를 조회하는 단계
Q302 조회 #302: 조회 #301이 "TRUE"를 나타내는 경우, 업링크 및 다운링크 네트워크 경로가 상이한지를 조회하는 단계

Claims (20)

  1. 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 간의 특정 라우팅 경로를 따라 자원 제어 정보를 신호함으로써, 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 상에서 실행되는 대칭 실시간 멀티미디어 응용 및/또는 데이터 서비스에 필요한 네트워크 자원 및/또는 서비스 매개 변수를 관리하기 위한 QoS(quality-of-service) 예약 방법으로서,
    상기 노드(106a+c)를 위한 예약된 접속의 라우팅 경로를 통하여 전송되는 메시지(400) 내에, 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 간에 전송되는 자원 제어 정보를 임베딩하는 단계(S1); 및
    양쪽 방향으로 네트워크(104)를 통하여 (대안 #1) 동일 라우팅 경로를 이용함으로써 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 간에 자원 제어 정보를 분산시키는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 노드(106a)는, 양쪽 방향에 대해 동시에 미리 정의된 양의 네트워크 자원에 대한 요구를 표시하는 자원 예약 요구 메시지를 개시하는(S3a) 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 대응 노드(106c)는, 양쪽 방향에 대해 동시에 미리 정의된 양의 네트워크 자원에 대한 요구를 표시하는 자원 예약 요구 메시지를 개시하는(S3b) 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 자원 예약 요구 메시지의 개시자(106a/c)는, 결합한 흐름의 수명 동안 불변 상태를 유지하는 특정 포워딩 행동을 달성하기 위해, 양방향 접속을 결합하는 고유 예약 식별자(ID)를 생성하는(S4) 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    IP 데이터그램(400) 내에 피기-팩된 자원 제어 정보를 이용함으로써 네트워크 자원을 할당하는 단계(S5),
    상기 네트워크 자원을 감시하는 단계(S6), 또는
    상기 자원 예약 요구 메시지의 양쪽 방향에 대해 한꺼번에 양쪽(S5+S6)을 동시에 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 예약된 라우팅 경로의 양쪽 방향에 대한 자원 제어 정보는 동일 IP 데이터그램(400) 내에 임베딩되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    예약의 각 방향에 대한 자원 제어 정보는, IP 데이터그램(400)의 헤더 확 장(401c+d, 401c'+d')의 일부인 자원 정보 요소(400a+b)를 통하여 피기백되고,
    각 자원 정보 요소(400a+b)는, 흐름의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 정량화 가능 자원 메트릭과 결합한, 예약된 라우팅 경로를 따른 자원 속성, 또는 흐름의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 정량화 가능 및 정량화 불가 흐름 문맥 정보와 결합한, 개별 흐름 또는 흐름 집합에 대한 흐름 속성을 표현하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자원 정보 요소(400a+b)는, 개시자로부터 수신기 쪽으로의 업스트림 방향 또는 수신기로부터 자원 예약 요구 메시지의 개시자 쪽으로의 다운스트림 방향에 대한 자원 제어 정보 또는 양쪽 방향 모두에 대한 자원 제어 정보를 설명하고,
    업스트림 및 다운스트림 방향은, 자원 예약 요구 메시지의 개시자 또는 수신기로서 예약 절차 내에서의 그 역할로 인해 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c)에 의해 고유하게 식별되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자원 정보 요소(400a+b)는 각 흐름에 대해 모듈 방식으로 구성되고,
    자원 제어 정보를 발생하는 노드(106a 또는 106c)는, IP 데이터그램 헤더(401c+d, 401c'+d') 내에 배치되는 자원 정보 요소(400a+b)의 개수를 결정하는(S8) 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 자원 정보 요소(400a+b)는, 감시된 속성값에 대한 필드(503), 및 각 자원 속성에 대한 최대값을 정의하는 상한값 및/또는 최소값을 정의하는 하한값에 의해 설명되는, 자원-속성-특정 흐름 요구 조건을 지정하는 속성 요구 조건 명세 필드(504, 505)를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모바일 노드(106a)와 대응 노드(106c) 간의 (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 예약의 양쪽 방향에 대해 이용 가능한 자원에 관한 정보를 동시에 감시하는 단계(S9a),
    (대안 #1) 상기 예약된 라우팅 경로를 따라 모든 노드(105b+c)에 대해, 업 및 다운스트림 방향에 대한 실제 자원 속성값을 결정하는 단계(S9b), 및
    (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 임의의 노드(105b+c)에서, 업 또는 다운스트림 방향에 대한 감시된 자원 속성, 또는 양쪽 방향에 대한 감시된 자원 속성이, IP 데이터그램 헤더 내에 기억되는 대응하는 감시된 속성값보다 작은 값을 갖는 경우, 자원 제어 정보의 수신기가, 양쪽 방향에 대한 현재 자원 값을 결정하는(S9d) 것을 가능하게 하도록, IP 데이터그램 헤더의 자원 정보 요소(400a/b)에 새 값을 할당하는 단계(S9c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    속성 요구 조건 명세의 집합을 설명하는 자원 예약 요구 메시지를 전송하는 단계(S10a), 및 모바일 노드(106a) 또는 대응 노드(106c)에 의해 자원 예약의 한쪽 또는 양쪽 방향에 대한 자원 할당 절차를 제어하는 단계(S10b), 및
    상기 자원 예약 요구 메시지에 기초하여, (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 모든 포워딩 노드(105b+c)에 의해 동시에 업스트림 방향, 다운스트림 방향, 또는 양쪽 방향에 대해 할당되어야 하는 자원 속성값을 결정하는 단계(S10c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상이한 양방향 흐름에 대한 자원 제어 정보는, 동일 IP 데이터그램(400) 내에 피기-팩되고(S11a),
    각 흐름에 대해, IP 데이터그램(400)의 헤더 내의 자원 정보 요소(400a+b) 및 추가 흐름을 참조하는 예약 식별자 정보 요소는, IP 데이터그램 헤더에 부착되고(S11b),
    예약 식별자 및 다른 자원 정보 요소(400a+b)의 그룹화는, 특정 흐름에 대한 상기 정보의 구성원을 결정하는(S11c) 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모바일 노드(106a) 또는 대응 노드(106c)는, 양방향 또는 단방향 자원 제어 정보가, 네트워킹 인터페이스에 전송될 준비가 된 IP 데이터그램(400) 안으로 삽입될 수 있는지, 또는 개별 IP 데이터그램(400)이 그 목적을 위해 생성될 필요가 있는지를 IP 계층 상에서 결정하는(S12) 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    자원 제어 정보는, 자원 예약 요구 메시지의 개시자와 수신기 간에 (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따르는 임의의 IP 데이터그램(400) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    도착하는 IP 데이터그램(400)의 자원 정보 요소(400a+b) 내의 속성 요구 조건 명세와, 감시된 속성값을 비교함으로써(S13b), 대응 노드(106c)에서 업스트림 및 다운스트림 방향에 대한 라우팅 경로를 따라 불충분한 자원의 조건을 인식하는 단계(S13a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 포워딩 노드(150b+c)가 이들 자원 속성을 지원하지 않는 경우, IP 데이터그램 헤더(400) 내에 지정된 특정 자원 정보 요소의 감시된 자원 속성값을 0으로 설정하는 단계(S14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    양방향 예약을 위한 업 및 다운스트림 경로가, (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 특정 라우팅 노드(105b/c)에서 동일 경로를 따르지 않는 경우, 예약 종단점이, 라우팅 비대칭 상황을 쉽게 해석하는 것을 가능하게 하도록, IP 데이터그램 헤더 내에 기억된 그 속성값을 0으로 설정하는 단계(S15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c)에 의해, 및 자원 예약 요구 메시지의 개시자 또는 수신기에 의해, 명시적 해제 메시지로서 하나 이상의 속성 요구 조건 명세에 대해 0 값을 자원 예약 요구 메시지를 해석하는 단계(S16a), 및
    (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c) 내의 흐름-특정 예약 상태 정보의 제거와 이들 속성 요구 조건 명세의 값을 결합하는 단계(S16b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c)에 의해, 및 자원 예약 요구 메시지의 수신기(106c)에 의해, 명시적 설정 메시지로서 하나 이상의 속성 요구 조건 명세에 대해 0과 같지 않은 값을 갖는 자원 예약 요구 메시지를 해석 하는 단계(S17a), 및
    (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c) 내의 흐름-특정 예약 상태 정보의 설치와, 이들 속성 요구 조건 명세의 값을 결합하는 단계(S17b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    예약 설정 메시지의 IP 데이터그램 헤더(401c+d, 401c'+d') 내에 양방향 또는 단방향으로서 예약의 타입을 지정하는 흐름 정보 요소를 피기-팩하는 단계(S18a), 및
    예약 상태 정보의 정확한 설치를 보장하기 위해, (대안 #1) 예약된 라우팅 경로를 따라 포워딩 노드(105b+c)에서 상기 흐름 정보 요소를 해석하는 단계(S18b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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