KR20070079464A - System for controlling traffic and method for ensuring quality of service thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 제어 시스템의 개략적인 구성도.1 is a schematic structural diagram of a traffic control system according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 QoS 정책서버의 QoS 정책 결정 방법을 설명하기 위한 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a QoS policy determination method of the QoS policy server of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 트래픽 제어 시스템의 QoS 보장 방법을 나타내는 순서도. 3 is a flowchart illustrating a method for guaranteeing QoS of the traffic control system of FIG. 1.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
100 : 가입자 단말 200 : 인터넷접속망100: subscriber terminal 200: Internet access network
210 : 모뎀 220 : DSLAM210: Modem 220: DSLAM
230 : 내부접속망 240 : 에지 라우터230: internal access network 240: edge router
231, 232 : 라우터 300 : 인터넷망231, 232: Router 300: Internet Network
400 : QoS 정책 서버 410 : 접속망 정보 서버 400: QoS policy server 410: access network information server
420 : 제어 서버 430 : 인증 서버 500 : DHCP 서버 600 : 운영서버420: control server 430: authentication server 500: DHCP server 600: operating server
본 발명은 트래픽 제어 시스템 및 그 서비스 품질(Quality of Service : 이 하. QoS라 칭한다) 보장 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에지 라우터를 통해 가입자단의 모뎀과 디지털 가입자 회선 접속 다중화기(Digital Subscriber Line Access Multiplexer; 이하, DSLAM라 함)간의 트래픽 양을 제어함으로써 최적의 QoS를 제공하는 기술이다.The present invention relates to a traffic control system and a method of guaranteeing a quality of service (hereinafter referred to as QoS), and more particularly, to a subscriber end modem and a digital subscriber line access multiplexer through an edge router. It is a technology that provides an optimal QoS by controlling the traffic volume between a line access multiplexer (hereinafter referred to as DSLAM).
통상, 초고속 인터넷 서비스 기술은 가입자 댁내에 위치하는 퍼스널 컴퓨터(PC), 랜(LAN)카드 등의 가입자 단말기에 접속되는 모뎀, 모뎀과 링크되어 트래픽을 송수신하는 디지털 가입자 회선 접속 다중화기(Digital Subscriber Line Access Multiplexer; 이하, DSLAM라 함), 가입자 접속망과 인터넷망 사이에 구비되어 초고속 인터넷 사업자가 제공하는 IP(internet protocol)제공 및 서비스 제어를 담당하는 에지 라우터에 의해 구현된다.In general, high-speed Internet service technology is a modem connected to a subscriber terminal such as a personal computer (PC) or a LAN card located in a subscriber's home, and a digital subscriber line access multiplexer (link) that transmits and receives traffic by connecting to a modem. Access Multiplexer (hereinafter referred to as DSLAM), which is provided between a subscriber access network and an Internet network, is implemented by an edge router that provides IP (Internet protocol) provision and service control provided by a high-speed Internet service provider.
이러한 인터넷망의 접속프로토콜로는 가입자와 망 간에 DHCP((Dynamic Host Configuration Protocol) 프로토콜을 사용하며, 인터넷망에는 DHCP 서버 및 인증서버가 연결되어 인증 및 IP 할당이 이루어지고, 접속기술은 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), VDSL(Very high data rate Digital Subscriber Line), 및 이더넷(Ethernet) 등 다양한 기술을 허용한다.The access protocol of the Internet network uses a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) protocol between the subscriber and the network, and a DHCP server and an authentication server are connected to the Internet network for authentication and IP allocation, and the access technology is ADSL (Asymmetric). Various technologies are available, including Digital Subscriber Line (VDSL), Very High Data Rate Digital Subscriber Line (VDSL), and Ethernet.
현재 인터넷 서비스의 사용 증가와 트래픽의 증가로 인해 인터넷망은 상습적인 병목현상과 적체를 겪고 있으며 이에 따라 QoS의 저하 문제가 대두 되고 있다.Due to the increase in traffic and the increased use of current Internet services Internet network is experiencing chronic bottlenecks and congestion, and this is the degradation of QoS is emerging along.
QoS는 네트워크에서 통신 품질 보장을 의미하는 것으로, 사용자 또는 어플리케이션에 대해 중요도에 따라 서비스 수준을 차등화하여 한정된 WAN 대역폭에서 트래픽과 대역폭을 정책적으로 관리하는 제반 기술 및 개념을 말한다. 즉, QoS는 사 용자가 필요한 대역폭이나 속도 등 통신 품질을 요구하면 거기에 맞춰서 서비스를 보장한다는 개념이다.QoS refers to guaranteeing the quality of communication in a network, and refers to various technologies and concepts for managing traffic and bandwidth in a limited WAN bandwidth by differentiating service levels according to importance for users or applications. In other words, QoS is a concept that guarantees service according to user's demand for communication quality such as bandwidth and speed.
IP(internet protocol)를 기반으로 한 접속망 환경아래에서 이러한 QoS를 보장하기 위해 종래에는 차등화 서비스(DiffServ ; Differentiated Service)를 제공하는 라우터 등을 사용하기도 하였으나, 종래의 가입자단의 DSLAM은 차등화 서비스를 제공하지 못하고 있어 가입자단에서의 QoS 보장이 어려운 문제점이 있다.In order to guarantee such QoS under an IP (internet protocol) based access network environment, a router that provides a differential service (DiffServ; Differentiated Service) has been conventionally used, but the conventional subscriber end DSLAM provides a differential service. There is a problem that the QoS guarantee at the subscriber end is difficult.
즉, 차등화 서비스가 제공되지 않는 DSLAM과 모뎀 간에 설정된 링크에 일정 속도 이상의 트래픽이 인입되면 그 링크에 혼잡(congestion)이 발생하게 되어 트래픽에 손실이 발생하게 되어 QoS 보장이 어렵게 된다.In other words, if traffic over a certain rate is introduced into a link established between a DSLAM and a modem in which a differential service is not provided, congestion occurs on the link, thereby making it difficult to guarantee QoS.
상술된 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 에지 라우터가 가입자단의 DSLAM의 QoS 기능을 대행하여 모뎀과 DSLAM의 링크에 인입되는 트래픽의 양을 조절함으로서, 트래픽 혼잡을 방지하여 QoS를 보장할 수 있도록 하는데 있다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to ensure QoS by preventing traffic congestion by adjusting the amount of traffic entering the link between the modem and the DSLAM by substituting the QoS function of the DSLAM at the subscriber end. It is to make it possible.
또한, 본 발명의 다른 목적은 가입자단의 접속 속도를 변경하기 위해서 조절해야 하는 노드를 에지라우터로 한정하고, 가입자의 서비스 내역에 따라 제어서버를 통해서 가입자 정책을 동적으로 적용시킴으로써, 인터넷 서비스 운용 및 제공 절차를 효율화 및 자동화시키는데 있다.In addition, another object of the present invention is to limit the nodes to be adjusted in order to change the access speed of the subscriber end to the edge router, and by applying the subscriber policy dynamically through the control server according to the service details of the subscriber, Internet service operation and To streamline and automate the provisioning process.
이를 위하여, 본 발명에 따른 트래픽 제어 시스템은, 인증 요청을 받으면 인증을 수행한 후 해당 가입자 단말기에 대한 가입자 접속 속도 정보를 이용하여 서 비스품질(이하, QoS라 함) 정책을 결정하는 QoS 정책 서버와, QoS 정책 서버로부터 인가된 QoS 정책을 각 가입자 단말기별로 적용하는 에지 라우터를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.To this end, the traffic control system according to the present invention, after receiving the authentication request, QoS policy server for determining the service quality (hereinafter referred to as QoS) policy using the subscriber access rate information for the subscriber station after performing the authentication And an edge router for applying the QoS policy authorized from the QoS policy server to each subscriber station.
또한, 본 발명에 따른 트래픽 제어 시스템의 QoS 보장 방법은, IP 할당을 요청하여 상기 IP를 할당받는 제 1 과정과, 할당되는 IP정보를 이용하여 상기 IP에 해당하는 가입자 단말기의 인증을 대행하는 제 2 과정과, 인증이 완료되면 상기 가입자 단말기별 접속 속도 정보를 이용하여 서비스품질(QoS) 정책을 결정하는 제 3 과정과, 가입자 단말별 QoS 정책을 적용시켜 트래픽의 양을 제어하는 제 4 과정을 포함함을 특징으로 한다.In addition, the QoS guarantee method of the traffic control system according to the present invention, the first process for requesting the IP allocation and the IP is assigned, and the agent for the authentication of the subscriber station corresponding to the IP by using the assigned IP information A second process of determining a quality of service (QoS) policy using the access speed information of each subscriber station and a fourth process of controlling the amount of traffic by applying a QoS policy of each subscriber station when authentication is completed. It is characterized by including.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a traffic control system according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 트래픽 제어 시스템은 가입자 단말기(100), 가입자 접속망(200), 인터넷망(300), QoS 정책서버(400), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버(500), 및 운영 서버(600)를 포함한다.In the present invention, the traffic control system includes a
가입자 단말기(100)는 인터넷 서비스 상품에 가입되고 가입자 접속망(200)을 통해 DHCP서버(500)로 IP(internet protocol) 할당을 요청한다. The
가입자 접속망(200)은 모뎀(210), 디지털 가입자 회선 접속 다중화기(Digital Subscriber Line Access Multiplexer; 이하, DSLAM라 함)(220), 내부접속 망(230), 및 에지 라우터(240)를 포함한다. 모뎀(210)은 가입자 단말기(100)와 DSLAM(220) 사이에 구비되어 전원이 온 되면 DSLAM(220)과 링크를 설정한다. The
또한, DSLAM(220)은 가입자 단말기(100)로부터 접속신호를 수신하고 다중화 기술을 사용하여 내부접속망(230)으로 신호를 송신한다. 이때, DSLAM(220)은 QoS 기능이 제공되지 않는 장비이다.In addition, the DSLAM 220 receives the access signal from the
내부접속망(230)은 인터넷 서비스 제공자에 의해 제공되는 망으로서 라우터(231, 232)를 포함한다. 이때, 라우터(231, 232)는 DSLAM(220)들을 집선하기 위한 장치로 가입자 접속망(200)의 QoS를 위한 차등화 서비스(DiffServ ; Differentiated Service) 기능이 설정되어 있는 것이 바람직하다.The
에지 라우터(240)는 내부접속망(230)과 인터넷망(300)을 연결해주는 역할을 하며 가입자 단말기(100)의 인증 및 IP 할당에 관여한다. 즉, 인터넷망의 진입점 역할을 하는 에지 라우터(100)는 가입자 단말기로 IP 주소를 할당하여 각 가입자별 IP 인터페이스를 제공하고 그 인터페이스에 대해 망 사업자의 서비스 인증 후에만 인터넷 서비스를 제공하는 기능을 수행한다.The
특히, 에지 라우터(240)는 가입자 단말기(100)의 DHCP 패킷을 스니핑(snipping)하여 제어 서버(420)에 인증 요청을 하고, 제어 서버(420)로부터 인가된 QoS 정책을 DSLAM(220)에 적용시킨다.In particular, the
접속망정보 서버(410)는 DSLAM(220)으로부터 모뎀(210)과 DSLAM(220) 간에 설정된 링크의 실제 접속 속도 정보를 수집하여 저장하고, 제어 서버(420)에 수집한 정보를 전달한다. The access
인증 서버(430)는 가입자 단말기(100)별 가입자 접속 속도 정보를 저장하고, 제어 서버(420)로부터 인증요청을 받으면 해당 가입자 단말기(100)에 대한 인증을 수행하고, 인증이 완료되면 해당 가입자 단말기(100)에 대한 가입자 접속 속도 정보를 제어 서버(420)로 전송한다.The
제어 서버(420)는 에지 라우터(240), 접속망 정보 서버(410), 및 인증 서버(430)간에 상호작용을 통해 가입자 단말기(100)의 인증 요청을 대행하고 인증 서버(430)로부터 전송받은 설정된 가입자 접속 속도 정보를 이용하여 QoS 정책을 설정하고 그 결과를 에지 라우터(240)에 인가한다. 또한, 제어 서버(420)는 접속망 정보 서버(410)의 실제 링크의 접속 속도 정보를 수신하여 운영 서버(600)에 그 정보를 전달한다.The
또한, 제어서버(420)는 인증 서버(430)로부터 전송받은 가입자 접속 속도 정보를 분석하여 트래픽 클래스별로 가입자가 청약한 대역폭 정보를 얻고, 그 정보를 바탕으로 에지 라우터(240)에 적용할 QoS 정책을 결정한다. In addition, the
제어서버(420)가 구성하는 QoS 정책은 에지 라우터(240)가 한 가입자 단말의 IP로 가는 패킷들을 어떤 트래픽 클래스로 구분할 것인가에 대한 내용과, 트래픽 클래스별로 구분된 패킷들을 정해진 양만큼 쉐이핑(shaping)이나 레이트 리미팅(rate limiting)과 같은 방법으로 트래픽의 양을 제한하고, 트래픽 클래스별 우선순위에 따라 트래픽의 양을 조절하도록 하는 내용을 포함한다.The QoS policy configured by the
만약, 가입자 청약한 트래픽 클래스별 대역폭의 합이 모뎀(210)과 DSLAM(220) 간에 설정된 링크의 실제 접속 속도보다 크다면, 우선순위가 낮은 트래 픽 클래스의 대역폭을 우선적으로 감소시켜, 트래픽 클래스별로 제한된 트래픽양의 합이 모뎀(210)과 DSLAM(220) 간에 설정된 링크의 실제 접속 속도보다 크지 않도록 QoS 정책을 결정하고, 그 사실을 운용 서버(600)로 통보한다.If the sum of the bandwidths of the subscriber-subscribed traffic classes is greater than the actual connection speed of the link established between the
이때, 패킷을 트래픽 클래스를 구분하는 정책은 접속망에서 제공하고자 하는 QoS 서비스에 따라서 임의로 결정할 수 있다.In this case, a policy for classifying packet traffic classes may be arbitrarily determined according to QoS services to be provided in an access network.
DHCP 서버(500)는 가입자 단말기(100)로부터 IP 할당 요청을 받으면 에지 라우터(300)를 통해 해당 가입자 단말기(100)로 IP를 할당한다.When the DHCP
운영 서버(600)는 제어 서버(420)로부터 전달받은 링크의 실제 접속 속도 정보를 이용하여 실제 접속 속도가 낮은 경우 해당 회선을 교체하거나 대역을 증폭시켜 물리적으로 접속 속도를 향상시키도록 하거나 가입자에게 그 정보를 알리는 등의 서비스를 제공할 수 있도록 한다.The
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 트래픽 제어 시스템은, 모뎀(210)의 전원이 켜지면 모뎀(210)과 DSLAM(220)간에 링크를 설정하여, DHCP 서버(500)로부터 에지 라우터(240)를 통해 IP를 할당받아 인증 수행을 한 후 IP 통신을 수행한다. 이때, 에지 라우터(240)는 IP를 스니핑하여 제어 서버(420)로 해당 단말기에 대한 인증을 요청하고, 인증이 완료되면 제어서버는 가입자 접속 속도 정보를 이용하여 Qos 정책을 결정하여 에지라우터(240)에 인가한다. 그에 따라, 에지 라우터(240)는 가입자 단말 IP별로 그 QoS 정책을 적용한다. In the traffic control system of the present invention having the above configuration, when the
이와 같은 QoS 정책이 적용되면, 에지라우터(240)는 DSLAM(220)에서 모뎀(210)으로 가는 링크가 수용할 수 있는 양보다 많은 양의 트래픽이 에지 라우터 (240)로 인입되었을 때 패킷들을 우선순위와 청약된 대역폭에 맞게 드랍(drop)시켜, 트래픽양을 링크가 수용할 수 있는 만큼 줄임으로써 혼잡 발생을 방지한다.With this QoS policy applied, the
도 2은 이러한 QoS 정책을 개념적으로 나타낸 것으로, 그 내용은 다음과 같다.2 conceptually illustrates such a QoS policy, the contents of which are as follows.
도 2에 따르면, 점선으로 나타낸 블록은 가입자 단말별 패킷들에 적용되는 정책을 구분한 것이다. 각각의 블록은 앞서 설명한대로, 가입자가 청약한 만큼 트래픽 클래스 별로 대역을 제한하고, 트래픽 클래스의 우선순위에 맞게 스케줄링한다. 각각의 블록을 거쳐 처리된 패킷들은 에지라우터에서 가입자 접속망 쪽으로 연결된 포트의 큐에서 합쳐져서 우선순위에 맞게 스케줄링된다. 패킷들을 트래픽 클래스별로 구분하는 정책은 점선으로 나타낸 블록 앞단에서 적용된다.According to FIG. 2, the block indicated by a dotted line divides a policy applied to packets of each subscriber station. As described above, each block limits the bandwidth for each traffic class as subscribed by the subscriber and schedules the traffic according to the priority of the traffic class. Packets processed through each block are combined in a queue of ports connected from the edge router to the subscriber access network and scheduled according to priority. The policy of classifying packets by traffic class is applied at the front of the block indicated by the dotted line.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 트래픽 제어 시스템의 QoS 보장 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for guaranteeing QoS of the traffic control system of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
먼저, 가입자 단말기(100)가 인터넷 접속을 위해 에지 라우터(240)를 통해 DHCP 서버(500)로 IP 할당을 요청하면(S101), DHCP 서버(500)는 에지 라우터(240)를 통해 가입자 단말기(100)에 IP를 할당한다(S102).First, when the
이때, 에지 라우터(240)는 DHCP 서버(500)로부터 전달되는 IP 패킷을 스니핑하여, 해당 단말기(100)에 대한 인증을 인증 서버(430)로 요청한다(S103).At this time, the
그에 따라, 인증 서버(430)는 인증을 수행하고(S104), 인증이 완료되면 인증 서버(430)는 저장되어 있는 인증 요청 단말기(100)에 해당하는 가입자 접속 속도 정보를 제어 서버(420)에 전달한다(S105).Accordingly, the
그 후, 제어 서버(420)는 접속망 정보 서버(410)로 모뎀(210)과 DSLAM(220) 간의 링크 실제 속도 정보를 요청하고(S106), 접속망 정보 서버(410)는 저장하고 있던 해당 단말기(100)와 접속된 모뎀(210)과 DSLAM(220) 간의 링크의 실제 속도 정보를 제어서버(430)에 전달한다(S107). 이때, 접속망 정보 서버(410)는 DSLAM(220)으로부터 모뎀(210)과 DSLAM(220) 간의 링크의 실제 속도 정보를 수집하여 저장해둔다.Thereafter, the
그에 따라, 제어 서버(420)는 인증 서버(430)로부터 수신한 가입자 접속 속도 정보를 이용하여 QoS 정책을 결정하고(S108), 결정된 QoS 정책을 에지 라우터(240)에 전달하고, 에지 라우터(240)는 QoS 정책을 가입자 IP별로 적용하여 가입자단의 대역폭을 제한 또는 증대시킨다(S109).Accordingly, the
한편, 도 3에서는 도시하고 있지 않으나, 제어서버(430)는 와 접속망 정보 서버(410)로부터 수신한 실제 속도 정보를 운영서버(600)에 전달함으로써, 추후 운영서버(600)가 실제 속도 정보에 따른 조치를 취할 수 있도록 한다.On the other hand, although not shown in FIG. 3, the
이와같이, 본 발명은 에지 라우터(240)를 통해 가입자단의 DSLAM(220)에 QoS 정책을 적용시킴으로써 차등화 서비스 기능을 갖지 않는 DSLAM(220)에 인입되는 트래픽의 양을 에지 라우터(240)에서 조절함으로써 QoS를 보장할 수 있도록 한다.As such, the present invention applies the QoS policy to the
상기와 같은 본 발명은 에지 라우터에서 가입자단의 DSLAM의 QoS 기능을 대행하여 모뎀과 DSLAM 간의 링크의 트래픽을 동적으로 제어함으로써 DSLAM에서 QoS 기능을 제공하지 않더라도 QoS를 보장할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of guaranteeing QoS even if the DSLAM does not provide the QoS function by dynamically controlling the traffic of the link between the modem and the DSLAM by substituting the QoS function of the subscriber-end DSLAM in the edge router.
또한, 본 발명은 DSLAM의 속도 제어 기능을 배제하고, 에지라우터에서 가입자의 접속 시점에 동적으로 가입자 속도를 제어함으로써, 인터넷 서비스 운용 프로세스를 효율화 및 자동화 시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention excludes the speed control function of the DSLAM, and by controlling the subscriber speed dynamically at the subscriber access point in the edge router, there is an effect that can streamline and automate the Internet service operation process.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, replacements and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100959523B1 (en) * | 2007-11-27 | 2010-05-27 | 한양대학교 산학협력단 | Method of managing quarlity of service for users and system for performing the same |
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