KR20070081408A - 패킷 네트워크에서 노드간 전파 지연 및 거리를 정확하고안전하게 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 패킷네트워크 노드 - Google Patents

패킷 네트워크에서 노드간 전파 지연 및 거리를 정확하고안전하게 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 패킷네트워크 노드 Download PDF

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KR20070081408A
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Abstract

본 발명은 패킷 네트워크에서 노드간 전파 지연(propagation delay) 및 거리를 정확하고 안전하게 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 패킷 네트워크 노드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법은, 근원지 노드에서 핑 패킷(ping packet)을 목적지 노드로 전송하는 단계, 중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 단계 및 목적지 노드에서 상기 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정하는 단계를 포함한다.
전파 지연(propagation delay), 핑 패킷(ping packet), 패킷 네트워크, 동기화, 거리

Description

패킷 네트워크에서 노드간 전파 지연 및 거리를 정확하고 안전하게 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 패킷 네트워크 노드{METHOD TO ACCURATELY AND SECURELY MEASURE PROPAGATION DELAY AND DISTANCE BETWEEN SENDING AND RECEIVING NODE IN PACKET NETWORK AND PACKET NETWORK NODE FOR EXECUTING THE METHOD}
도 1은 종래기술에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연(propagation delay) 및 거리를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연 및 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 핑 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 일례이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 핑 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 다른 예이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 목적지 노드에서 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 핑 패킷 및 추적 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 일례이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 핑 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 일례이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 중간 노드에서 링크 전파 지연을 핑 패킷에 기록하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 있어서, 핑 패킷 또는 추적 패킷에 전자 서명(digital signature)을 부착하는 방법의 일례이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 있어서, 전파 지연을 측정하는 패킷 네트워 크의 노드에 대해 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200: 패킷 네트워크
201: 근원지 노드
202: 목적지 노드
203: 중간 노드
204: 중간 노드 지연
205: 전파 지연
본 발명은 패킷 네트워크에서 노드간 전파 지연(propagation delay) 및 거리를 정확하고 안전하게 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 패킷 네트워크 노드에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 각각의 노드에서 이용할 수 있는 동기화 신호를 갖는 패킷 네트워크에서 중간 노드에서의 지연을 제외한 핑 패킷(ping packet)의 전파 지연 및 상기 노드간 거리를 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 패킷 네트워크 노드에 관한 것이다.
패킷 네트워크를 통해 제공되는 애플리케이션은 DRM(Digital Rights Management)을 필요로 할 수 있다. 이때, DRM은 디지털 저작권 관리를 의미하는 것으로서 콘텐츠 제공자의 권리와 이익을 안전하게 보호하며 불법복제를 막고 사용 료 부과와 결제대행 등 콘텐츠의 생성에서 유통·관리까지를 일괄적으로 지원하는 기술이다. 여기에는 적법한 사용자만 콘텐츠를 사용하고 적절한 요금을 지불하도록 만드는 디지털 저작권 관리기술, 저작권 승인과 집행을 위한 소프트웨어 및 보안기술, 지불·결제기술이 모두 포함된다.
이러한 DRM을 요구하는 애플리케이션을 획득하기 위해 디지털 미디어 플레이어(이하 ‘플레이어 노드’)는 패킷 네트워크를 통해 디지털 미디어 서버(이하 ‘서버 노드’)에 연결 신청 절차를 이용하여 연결될 수 있다. 이때, 이러한 애플리케이션의 소유주는 지리적으로 제한된 지역에서만 애플리케이션을 제공하고, 재생될 수 있기를 원할 수 있다.
예를 들어, DVD(Digital Versatile Disc) 콘텐츠의 소유주는 콘텐츠가 특정 지역 내의 사용자에게만 전송 및 재생되고, 이 특정 지역을 벗어나는 곳으로는 전송 및 콘텐츠의 재생이 되지 않을 것을 요구할 수 있다. 이러한 요구를 실시하기 위해, 콘텐츠가 시작되는 서버 노드는 플레이어 노드가 종단 거리(threshold distance) 사이에 존재하는지 여부를 결정해야 한다.
종래기술에서 서버 노드와 플레이어 노드 사이의 거리를 걸정하기 위해 서버 노드는 플레이어 노드로 핑 패킷을 전송하고, 핑 패킷의 왕복 시간(round-trip time)을 측정하여 디지털 미디어 서버와 디지털 미디어 플레이어 사이의 거리를 결정한다
즉, 서버 노드에서 핑 패킷을 전송하고 핑 패킷의 전송 시각을 기록하고, 플레이어 노드에서 수신된 핑 패킷에 대한 응답 패킷을 통해 서버 노드에 응답하여 서버 노드에서 응답 패킷의 수신 시각과 전송 시각을 통해 핑 패킷의 왕복 시간을 계산한다. 만약 왕복 시간이 지정된 지연 종단 시간(delay threshold)을 초과한다면, 서버 노드는 플레이어 노드가 종단 거리를 밖에 존재한다고 결론짓고, 콘텐츠를 전송하기 위한 연결을 설정하지 않는다.
이와 같은 종래기술에서는 핑 패킷과 응답 패킷은 중간 노드에서 중요한 대기 지연이 발생한다. 만약 핑 패킷과 응답 패킷에 최상위의 우선 순위가 주어진다 하더라도, 비선점(non-preemptive) 방식의 현재 패킷 네트워크에서는 핑 패킷 또는 응답 패킷이 도착하기 전에 이미 전송중인 프레임을 처리하고 핑 패킷 또는 응답 패킷을 처리하기 때문에 중요한 대기 지연이 발생한다.
예를 들어, 100MBit/s의 이더넷에서(Ethernet) 최대 크기의 이더넷 프레임(1518 bytes 이더넷 오버헤드 포함)은 121 마이크로초의 대기 지연이 발생하고, 이는 핑 패킷이 소수의 중간 노드를 거치게 되더라도 밀리초 단위의 상당히 많은 시간의 대기 지연이 발생될 수 있음을 의미한다. 뿐만 아니라, 중간 노드의 수가 더 많아질수록 전체 대기 지연은 더 늘어나는 문제점이 있다.
또한, 이와 같은 종래기술―에서 플레이어 노드에서 핑 패킷을 수신하여 이에 대한 응답 패킷을 서버 노드로 전송하는 과정은 전용 장치를 이용하지 않거나, 핑 패킷을 처리하기 위한 가장 높은 선점 우선 순위(pre-emptive priority)가 주어지지 않는 경우, 추가적인 대기 지연을 발생시키는 문제점이 있다.
위에서 설명한 대기 지연은 전이중(full-duplex) 방식의 전형적인 LAN(Local Area Network) 또는 WAN(Wide Area Network)에서 신호 전파를 위한 지연이 노드간 링크에서 미터당 8 나노초로 30 ― 100 미터의 거리에 대해 240 ― 800 나노초 즉, 1 마이크로초 미만의 시간을 갖는 것을 감안할 때, 종단 거리까지의 신호 전파를 위한 지연을 크게 초과하는 문제점이 발생할 수 있다.
도 1은 종래기술에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연 및 거리를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
패킷 네트워크(100)에서 서버 노드(101)와 플레이어 노드(102)간의 거리를 측정하기 위해 서버 노드(101)는 핑 패킷(103)을 플레이어 노드(102)로 전송한다. 이때, 핑 패킷(103)은 하나 이상의 중간 노드(104)를 거칠 수 있고, 핑 패킷(103)이 중간 노드(104)에 전송 대기 중인 다른 패킷들(105)보다 높은 우선 순위를 갖고 있더라도, 비선점 방식의 패킷 네트워크(100)에서 이미 전송 중인 패킷(106)에 의해 대기 지연이 발생한다.
이 경우, 핑 패킷(103)은 패킷(106)의 전송이 완료될 때가지 중간 노드(104)에서 대기하고 위에서 설명한 바와 같이 노드간 링크의 전파 지연보다 더 큰 대기 지연을 갖게 된다.
이러한 대기 지연을 고려하기 위해서는 패킷 네트워크에서 지연 종단 시간을 전파 지연의 합보다 크게 설정해야 한다. 그러나 적법한 사용자의 서비스가 거절되는 것을 피하기 위해 지연 한계 시간을 크게 설정하는 것은 패킷 네트워크가 충분히 가벼운(lightly loaded) 경우, 종단 거리 밖의 플레이어 노드에게도 서비스를 제공하게 되어 결과적으로 패킷 네트워크의 신뢰성이 크게 감소하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 패킷 네트워크에서 노드간 전파 지연(propagation delay) 및 거리를 정확하고 안전하게 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 상기 노드에 관한 새로운 기술을 제안한다.
본 발명은 핑 패킷(ping packet)에 대한 중간 노드의 중간 노드 지연을 제거하여 상기 핑 패킷의 근원지 노드 및 목적지 노드간의 전파 지연을 정확하게 측정함으로써 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 이웃한 노드간의 링크에 대한 링크 전파 지연을 각 노드에서 저장하고 있는 패킷 네트워크에 대해 상기 핑 패킷에 상기 링크 전파 지연을 누적하고 누적된 상기 링크 전파 지연을 통해 전체 전파 지연을 측정함으로써, 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 핑 패킷에 대한 인증되지 않은 변경을 막기 위해 이웃한 노드로 전달하는 전자 서명(digital signature)을 상기 핑 패킷 또는 상기 핑 패킷 대신 상기 핑 패킷의 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연 등이 기록되는 추적 패킷에 부착하는 것이다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연(propagation delay)을 측정하는 방법은, 근원지 노드에서 핑 패킷(ping packet)을 목적지 노드로 전송하 는 단계, 중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 단계 및 목적지 노드에서 상기 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측에 따르면, 근원지 노드에서 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하는 상기 단계는, 상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 상기 전송 시각을 측정하는 단계, 상기 전송 시각을 상기 핑 패킷의 전송 시각 필드에 기록하는 단계 및 상기 핑 패킷을 상기 목적지 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 상기 단계는, 상기 핑 패킷을 수신하여 중간 노드 수신 시각을 측정하는 단계, 상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 중간 노드 전송 시각을 측정하는 단계, 상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정하는 단계 및 상기 중간 노드 지연을 상기 핑 패킷이 포함하는 중간 노드 지연 필드에 기록하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 상기 단계는, 상기 핑 패킷을 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 중간 노드 지연은 상기 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷이 포함하는 누적 지연 필드에 누적될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법에 있어서, 근원지 노드에서 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하고 전송 시 각을 측정하여 저장하는 단계; 추적 패킷에 상기 전송 시각을 기록하여 상기 목적지 노드로 전송하는 단계; 중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 추적 패킷에 기록하는 단계 및 상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷 및 상기 추적 패킷에 기초하여 상기 전파 지연을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법에 있어서, 근원지 노드에서 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하는 단계, 중간 노드에서 상기 핑 패킷이 전송된 링크의 링크 전파 지연을 상기 핑 패킷에 기록하는 단계 및 상기 목적지 노드에서 상기 링크 전파 지연에 기초하여 상기 전파 지연을 측정하는 단계를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연 및 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
패킷 네트워크(200)의 근원지 노드(201)에서 전송되는 핑 패킷이 목적지 노드(202)로 전송되는 과정에서 하나 이상의 중간 노드(203)를 거치는 경우, 위에서 설명한 바와 같이 중간 노드(203)에서 지연되는 시간인 중간 노드 지연(204)이 발생할 수 있다.
상기 실시예들에 따르면 이러한 중간 노드 지연(204)을 제거하여 근원지 노드(201)와 목적지 노드(202) 사이의 전파 지연(205)을 보다 정확하게 측정하고, 전파 지연(205)을 통해 근원지 노드(201)와 목적지 노드(202) 사이의 거리를 결정할 수 있다.
이렇게 결정된 상기 거리는 콘텐츠의 DRM(Digital Rights Management)등에 이용되어 상기 콘텐츠가 유효한 거리를 설정하고, 상기 유효한 거리 내에서만 상기 콘텐츠의 전송 또는 재생이 이루어지도록 관리하는데 이용될 수 있다.
이후 도면을 통해 중간 노드의 중간 노드 지연을 제거하여 노드간 전파 지연 및 거리를 측정하는 방법에 대해 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
단계(S310)에서 핑 패킷(ping packet)의 근원지 노드는 상기 핑 패킷을 목적지 노드로 전송한다. 이 경우, 단계(S310)는 단계(S311) 내지 단계(S313)을 포함할 수 있다.
단계(S311)에서 상기 근원지 노드는 상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 상기 전송 시각을 측정한다. 이와 같은 상기 전송 시각은 이후 설명할 상기 패킷 네트워크에서 제공하는 타이밍 신호(timing signal)를 통해 측정할 수 있다.
단계(S312)에서 상기 근원지 노드는 상기 전송 시각을 상기 핑 패킷의 전송 시각 필드에 기록한다. 상기 전송 시각은 이후 상기 전파 지연을 측정하기 위해 이용되며, 상기 핑 패킷은 상기 전송 시각을 기록하기 위한 필드인 상기 전송 시각 필드를 포함한다. 상기 핑 패킷의 내부 구조에 대해서는 도 5를 통해 자세히 설명한다.
단계(S313)에서 상기 근원지 노드는 상기 핑 패킷을 상기 목적지 노드로 전 송한다. 상기 핑 패킷은 상기 근원지 노드의 근원지 주소(source address) 및 상기 목적지 노드의 목적지 주소(destination address)를 포함하고 상기 근원지 주소 및 상기 목적지 주소를 통해 상기 핑 패킷은 상기 목적지 노드로 전송될 수 있다.
단계(S320)에서 중간 노드는 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록한다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 중간 노드 지연은 노드간 전파 지연에 비해 매우 큰 값을 가질 수 있기 때문에, 상기 중간 노드 지연이 상기 전파 지연에 포함되는 경우, 상기 노드간 거리 측정에 큰 오차를 야기시킨다. 단계(S320)에서는 이러한 중간 노드 지연을 측정하고, 상기 중간 노드 지연이 상기 전파 지연에 포함되지 않도록 하기 위한 과정을 수행한다.
이와 같이 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 단계(S320)에 대해서는 도 4 및 도 6을 통해 더욱 자세히 설명한다.
단계(S330)에서 상기 목적지 노드는 상기 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정한다. 즉, 상기 목적지 노드는 위에서 설명한 바와 같이 상기 근원지 노드와 상기 목적지 노드간의 거리를 측정하는데 있어서, 문제점이 되는 상기 중간 노드 지연을 제외한 상기 전파 지연을 측정한다. 이와 같이 상기 중간 노드 지연을 제외하여 상기 전파 지연을 측정하는 단계(S330)에 대해서는 도 8을 통해 더욱 자세히 설명한다.
단계(S340)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷의 전파 속도를 측정하고, 상기 전파 속도 및 상기 전파 지연에 기초하여 상기 노드간 거리를 결정한다. 이때, 상기 노드간 거리는 상기 전파 지연과 상기 전파 속도의 곱으로 결정될 수 있 다.
이와 같이, 핑 패킷에 대한 중간 노드의 중간 노드 지연을 제거하여 상기 핑 패킷의 근원지 노드 및 목적지 노드간의 전파 지연을 정확하게 측정함으로써 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정하고, 상기 노드간 거리를 통해 노드간 연결의 설정하기 위한 거리 또는 콘텐츠의 전파 및 재생 거리 등을 조절할 수 있다.
또한 상기 패킷 네트워크의 각 노드는 이웃한 노드로 전달하는 전자 서명(digital signature)을 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷에 부착하여 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷의 인증되지 않은 수정을 막을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 단계(S401) 내지 단계(S405)는 도 3에서 설명한 단계(S320)에 포함되어 수행될 수 있다.
단계(S401)에서 중간 노드 지연을 측정하는 중간 노드는 상기 핑 패킷을 수신하여 중간 노드 수신 시각을 측정한다. 상기 중간 노드 수신 시각은 상기 핑 패킷의 첫 번째 바이트가 도착하는 시점의 상기 타이밍 신호를 이용하여 측정할 수 있다.
단계(S402)에서 상기 중간 노드는 상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 중간 노드 전송 시각을 측정한다. 이때, 상기 중간 노드 전송 시각은 상기 핑 패킷의 첫 번째 바이트를 전송하는 시점의 상기 타이밍 신호를 이용하여 측정할 수 있다.
단계(S403)에서 상기 중간 노드는 상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노 드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정한다. 즉, 상기 중간 노드 지연은 상기 중간 노드에서 상기 핑 패킷이 소비한 시간을 의미하고, 이후 상기 중간 노드 지연을 상기 전파 지연에서 제외함으로써 보다 정확하게 상기 전파 지연을 측정할 수 있다.
단계(S404)에서 상기 중간 노드는 상기 중간 노드 지연을 상기 핑 패킷이 포함하는 중간 노드 지연 필드에 기록한다. 이때, 단계(S404)에 대한 다른 방법으로 상기 중간 노드는 상기 중간 노드 지연을 상기 중간 노드 지연 필드에 기록하지 않고, 바로 상기 전송 시각 필드에 누적할 수 있다. 즉, 각각의 상기 중간 노드마다 상기 중간 노드 지연을 상기 전송 시각에 누적하여 다시 상기 전송 시각 필드에 기록함으로써, 상기 전파 지연을 측정함에 있어서 상기 중간 노드 지연을 제외할 수 있게 된다.
단계(S405)에서 상기 중간 노드는 상기 핑 패킷을 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드로 전송한다. 이때, 상기 중간 노드 지연 필드에 기록된 상기 중간 노드 지연은 상기 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷이 포함하는 누적 지연 필드에 누적될 수 있다. 이와 같이 누적된 상기 중간 노드 지연은 상기 목적지 노드에서 상기 전파 지연을 측정하기 위해 이용될 수 있다.
도 5은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 핑 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 일례이다.
핑 패킷(500)은 도 5에 도시된 바와 같이 근원지 주소(SA: Source Address) 필드(501) 및 목적지 주소(DA: Destination Address) 필드(502)를 통해 근원지 노 드에서 목적지 노드로 전송될 수 있다. 또한, 패킷 타입 필드(503)는 패킷이 핑 패킷(500)임을 표시하는 필드일 수 있다.
이때, 상기 근원지 노드는 핑 패킷(500)이 전송이 되는 시점의 타이밍 신호를 패킷 네트워크로부터 수신하여 핑 패킷(500)의 전송 시각을 확인하고 상기 전송 시각을 전송 시각 필드(504)에 기록할 수 있다. 이러한 전송 시각 필드(504)에 기록된 상기 전송 시각은 이후 상기 목적지 노드에서 전파 지연을 측정하기 위해 이용될 수 있다.
중간 노드 지연 필드(505)는 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간에 설정된 연결 상에 존재하는 노드로서 핑 패킷(500)이 상기 목적지 노드로 전송되는 도중 지나게 되는 노드인 중간 노드에서 핑 패킷(500)의 첫 번째 바이트가 수신된 시각과 상기 첫 번째 바이트가 전송된 시각을 통해 계산한 중간 노드 지연을 기록하기 위한 필드이다. 이때, 상기 중간 노드 지연은 상기 중간 노드의 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드에서 누적 지연 필드(506)에 누적될 수 있다.
이와 같이 누적된 상기 중간 노드 지연은 이후 상기 목적지 노드에서 상기 전송 시각과 함께 상기 중간 노드 지연이 제외된 전파 지연을 측정함으로써, 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 보다 정확하게 측정하기 위해 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 핑 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 다른 예이다.
핑 패킷(600)은 도 6에 도시된 바와 같이 근원지 주소 필드(601) 및 목적지 주소 필드(602)를 통해 근원지 노드에서 목적지 노드로 전송될 수 있다. 패킷 타입 필드(603)는 패킷이 핑 패킷(600)임을 표시하는 필드일 수 있다.
이때, 상기 근원지 노드는 핑 패킷(600)이 전송이 되는 시점의 타이밍 신호를 패킷 네트워크로부터 수신하여 핑 패킷(600)의 전송 시각을 확인하고, 전송 시각 필드(604)에 기록할 수 있다.
또한, 전송 시각 필드(604)에는 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간에 설정된 연결 상에 존재하는 노드인 중간 노드에서 핑 패킷(600)의 첫 번째 바이트가 수신된 시각과 상기 첫 번째 바이트가 전송된 시각을 통해 계산한 중간 노드 지연이 상기 전송 시각에 누적될 수 있다.
즉, 상기 중간 노드 지연을 상기 전송 시각에 누적함으로써, 상기 중간 노드 지연을 제거하여 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
중간 노드(700)는 핑 패킷(701)의 첫 번째 바이트가 수신되는 시점인 중간 노드 수신 시각(702)을 측정하고, 또한 핑 패킷(701)의 첫 번째 바이트가 전송되는 시점인 중간 노드 전송 시각(703)을 측정한다. 이와 같은 중간 노드 수신 시각(702) 및 중간 노드 전송 시각(703)은 패킷 네트워크에서 동기화를 위해 제공하는 타이밍 신호(704)를 이용하여 측정될 수 있다.
이러한 중간 노드(700)는 중간 노드 전송 시각과 중간 노드 수신 시각의 차 이를 통해 핑 패킷(701)이 중간 노드(700)에서 소비한 시간인 중간 노드 지연을 계산할 수 있다. 이와 같이 계산된 상기 중간 노드 지연은 핑 패킷(701)의 도 5를 통해 설명한 중간 노드 지연 필드(505)에 기록되거나 또는 도 6을 통해 설명한 전송 시각 필드(604)에 포함된 전송 시각에 누적될 수 있다.
이때, 상기 중간 노드 지연을 중간 노드 지연 필드(505)를 통해 기록하여 전송하는 방법에서는 중간 노드(700)의 다음 중간 노드에서 누적 지연 필드(506)에 상기 중간 노드 지연을 누적하거나 또는 상기 다음 중간 노드가 상기 목적지 노드인 경우, 상기 목적지 노드에서 상기 중간 노드 지연을 누적 지연 필드(506)에 누적할 수 있다.
또한, 상기 중간 노드 지연이 상기 전송 시각에 누적되는 방법에서는 상기 중간 노드 지연을 계산한 중간 노드(700)에서 상기 중간 노드 지연의 누적 또한 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 목적지 노드에서 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다. 이때, 단계(S801) 내지 단계(S804)는 도 3을 통해 설명한 단계(S330)에 포함되어 수행될 수 있다.
단계(S801)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷을 수신한 수신 시각을 측정한다. 상기 패킷 네트워크는 노드간의 동기화를 위해 제공하는 타이밍 신호를 제공할 수 있고, 상기 노드는 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷의 첫 바이트가 전송되는 시점의 상기 타이밍 신호를 통해 상기 핑 패킷의 전파 지연 측정에 필요한 상기 전송 시각 및 상기 수신 시각의 측정이 가능해진다.
단계(S802)에서 상기 핑 패킷에서 상기 전송 시각 및 누적된 상기 중간 노드 지연을 추출한다. 보다 자세하게는 상기 핑 패킷에 포함된 전송 시각 필드를 통해 상기 전송 시각을 추출하고, 누적 지연 필드를 통해 상기 중간 노드 지연을 추출한다.
이때, 상기 중간 노드 지연은 상기 중간 노드 지연을 측정한 중간 노드의 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷의 누적 지연 필드에 누적되기 때문에 상기 누적 지연 필드에서 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드 사이에 존재하는 전체 중간 노드에 대한 전체 중간 노드 지연을 추출할 수 있다.
단계(S803)에서 상기 목적지 노드는 상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연의 합계를 계산한다. 즉, 상기 전송 시각에 상기 중간 노드 지연을 합산함으로써, 상기 핑 패킷의 전송 시각이 상기 중간 노드 지연만큼 늦어지게 되고, 이를 통해 상기 수신 시각과 상기 전송 시각의 차이인 상기 전파 지연에서 상기 중간 노드 지연을 제거할 수 있다.
단계(S804)에서 상기 목적지 노드는 상기 수신 시각과 상기 합계와의 차이를 상기 전파 지연으로서 측정한다. 다시 말해, 수신 시각에서 상기 전송 시각과 상기 중간 노드 지연의 합계와의 뺄셈을 수행하게 되면 상기 중간 노드 지연을 제외한 상기 전파 지연을 정확하게 측정할 수 있다.
단계(S801) 내지 단계(S804)를 통해 설명한 상기 전파 지연을 측정하는 방법은 중간 노드에서 측정한 중간 노드 지연을 상기 중간 노드의 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드에서 누적하는 것을 이용한 방법이다.
이와 같은 방법 이외에 도 6에서 설명한 핑 패킷(600)을 이용하여 상기 전파 지연을 측정하는 방법에서는 수신한 핑 패킷(600)에 포함된 전송 시각에 이미 중간 노드 지연이 누적되어 있기 때문에 즉, 상기 중간 노드 지연이 상기 전송 시각에 누적되어 있기 때문에 상기 수식 시각과 상기 전송 시각의 차이를 상기 전파 지연으로서 측정할 수 있다.
이때, 위와 같은 두 가지 방법을 통해 측정된 상기 전파 지연을 통해 상기 목적지 노드는 상기 전파 지연이 미리 정해진 지연 한계 시간을 초과하는 경우, 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드의 연결을 설정하지 않음으로써, 상기 연결 또는 콘텐츠 등을 관리할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
단계(S910)에서 근원지 노드는 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하고 전송 시각을 측정하여 저장한다. 이 경우, 상기 전송 시각은 상기 핑 패킷의 첫 번째 바이트가 전송되는 시점에 패킷 네트워크에서 동기화를 위해 제공하는 타이밍 신호를 이용하여 측정할 수 있다.
단계(S920)에서 상기 근원지 노드는 추적 패킷에 상기 전송 시각을 기록하여 상기 목적지 노드로 전송한다. 상기 추적 패킷은 상기 핑 패킷의 경로를 따라다니며, 상기 핑 패킷과 관련된 정보가 기록된다. 상기 추적 패킷에 기록되는 정보는 이후 상기 목적지 노드에서 전파 지연을 측정하기 위해 이용될 수 있다.
단계(S930)에서 중간 노드는 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상 기 추적 패킷에 기록한다. 상기 중간 노드 지연은 상기 전파 지연에 오차를 발생시키는 요인으로서, 상기 핑 패킷의 상기 중간 노드 지연을 상기 추적 패킷에 기록함으로써, 이후 상기 목적지 노드에서 보다 정확한 상기 전파 지연을 측정하기 위해 이용될 수 있다. 이와 같이 상기 중간 노드 지연을 측정하고 상기 추적 패킷에 기록하는 단계(S930)에 대해서는 도 10을 통해 더욱 자세히 설명한다.
단계(S940)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷 및 상기 추적 패킷에 기초하여 상기 전파 지연을 측정한다. 이 경우, 단계(S940)는 단계(S941) 내지 단계(S943)를 포함할 수 있다.
단계(S941)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷의 수신 시각을 측정한다. 이 경우, 상기 수신 시각 또한 상기 타이밍 신호를 통해 측정할 수 있다. 상기 수신 시각은 이후 단계에서 상기 핑 패킷의 상기 전파 지연을 측정하기 위해 이용될 수 있다.
단계(S942)에서 상기 목적지 노드는 상기 추적 패킷에서 상기 전송 시각을 추출한다. 이때, 상기 전송 시각은 상기 중간 노드에 의해 상기 중간 노드 지연이 누적되어 있을 수 있다. 또한, 이와는 다른 방법으로 상기 전송 시각에 상기 중간 노드 지연이 누적되어 있지 않고, 상기 중간 노드 지연이 상기 추적 패킷의 누적 지연 필드에 누적되어 있는 경우, 상기 목적지 노드는 상기 추적 패킷에서 상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연을 각각 추출할 수 있다.
단계(S943)에서 상기 목적지 노드는 상기 수신 시각과 상기 전송 시각의 차이를 통해 상기 전파 지연을 측정한다. 이때, 상기 다른 방법과 같이 상기 전송 시각과 상기 중간 노드 지연을 각각 추출한 경우에는 상기 전송 시각과 상기 중긴 노드의 합계를 계산하고, 상기 수신 시각과 상기 합계와의 차이를 계산하여 상기 차이를 상기 전파 지연으로서 측정할 수 있다.
이러한 상기 전파 지연은 상기 중간 노드 지연을 포함하지 않기 때문에 보다 정확하게 상기 목적지 노드의 적합성 여부를 판별할 수 있다. 즉, 상기 근원지 노드와 상기 목적지 노드간에 미리 설정된 지연 한계 시간을 더욱 정확하게 측정된 상기 전파 지연이 초과하는지 여부를 판별함으로써, 상기 근원지 노드와 상기 목적지 노드간의 연결 또는 콘텐츠의 전송 여부에 대한 상기 적합성을 판별할 수 있다.
단계(S950)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷의 전파 속도를 측정하고, 상기 전파 속도 및 상기 전파 지연에 기초하여 상기 노드간 거리를 결정한다. 이때, 상기 노드간 거리는 상기 전파 지연과 상기 전파 속도의 곱으로 결정될 수 있다.
이와 같이, 핑 패킷에 대한 중간 노드의 중간 노드 지연을 제거하여 상기 핑 패킷의 근원지 노드 및 목적지 노드간의 전파 지연을 정확하게 측정함으로써 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정하고, 상기 노드간 거리를 통해 노드간 연결의 설정하기 위한 거리 또는 콘텐츠의 전파 및 재생 거리 등을 조절할 수 있다.
또한 상기 패킷 네트워크의 각 노드는 이웃한 노드로 전달하는 전자 서명을 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷에 부착하여 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷의 인증되지 않은 수정을 막을 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다. 도 10에 도시된 바와 같이 단계(S1001) 내지 단계(S1004)는 도 9에서 설명한 단계(S930)에 포함되어 수행될 수 있다.
단계(S1001)에서 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 추적 패킷에 기록하는 중간 노드는, 상기 핑 패킷을 수신한 시각인 중간 노드 수신 시각을 측정한다. 이때, 상기 중간 노드 수신 시각은 상기 핑 패킷의 첫 번째 바이트가 수신되는 시점에 수신된 타이밍 신호를 이용하여 측정될 수 있고, 상기 타이밍 신호는 상기 패킷 네트워크에서 각 노드들의 동기화를 위해 제공될 수 있다.
단계(S1002)에서 상기 중간 노드는, 상기 핑 패킷을 전송한 시각인 중간 노드 전송 시각을 측정한다. 이와 같은 상기 중간 노드 전송 시각은 상기 핑 패킷의 첫 번째 바이트가 전송되는 시점에 수신된 상기 타이밍 신호를 이용하여 측정될 수 있다.
단계(S1003)에서 상기 중간 노드는, 상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정한다.
단계(S1004)에서 상기 중간 노드는, 상기 중간 노드 지연을 상기 추적 패킷의 전송 시각 필드 또는 누적 지연 필드에 기록하여 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드로 전송한다.
이와 같이 상기 중간 노드 지연을 상기 추적 패킷의 상기 전송 시각 필드 또는 누적 지연 필드에 누적함으로써, 상기 핑 패킷의 목적지 노드에서 상기 핑 패킷의 전파 지연을 측정할 때 상기 중간 노드 지연을 제외할 수 있어 더욱 정확한 상 기 전파 지연의 측정이 가능해진다. 또한 상기 추적 패킷을 이용하여 상기 핑 패킷에 상기 전송 시각을 기록하는데 걸리는 지연 또한 제거할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 핑 패킷 및 추적 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 일례이다.
핑 패킷(1110)은 핑 패킷(1110)의 근원지 노드 및 목적지 노드간의 경로를 확인하는 역할만을 수행한다. 즉, 상기 근원지 노드에서 전송되어 상기 목적지 노드에서 수신되기까지의 경로를 확인하고 제1 실시예에서의 핑 패킷(500)에 기록되던 정보들은 핑 패킷(1110)의 상기 경로를 따라가는 추적 패킷(1120)에 기록된다.
추적 패킷(1120)은 핑 패킷(1110)에 상기 정보들을 기록하기 위한 지연을 제거하기 위해 이용될 수 있으며, 핑 패킷(1110)의 상기 근원지 노드에서의 전송 시각을 기록하는 전송 시각 필드(1121) 및 중간 노드에서의 중간 노드 지연 시간이 누적되는 누적 지연 필드(1122)를 포함할 수 있다.
상기 중간 노드 지연은 전송 시각 필드(921)에서 전송 시각에 대해 누적되거나 또는 누적 지연 필드(922)에 누적될 수 있다. 이러한 상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연은 상기 목적지 노드에서 전송 지연을 더욱 정확하게 측정하기 위해 이용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 중간 노드 지연을 측정하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
중간 노드(1200)는 핑 패킷(1201)의 첫 바이트가 수신되는 시각인 중간 노드 수신 시각(1202)을 측정하여 저장하고, 또한 핑 패킷(1201)의 상기 첫 바이트가 전 송되는 시각인 중간 노드 전송 시각(1203)을 측정하여 저장한다. 이러한 중간 노드 전송 시각(1203) 및 중간 노드 수신 시각(1202)은 패킷 네트워크에서 동기화를 위해 제공되는 타이밍 신호(11204)를 이용하여 측정할 수 있다.
이때, 중간 노드(1200)는 중간 노드 전송 시각(1203)과 중간 노드 수신 시각(1202)의 차이를 통해 핑 패킷(1201)의 중간 노드 지연을 계산한다. 상기 제2 실시예에서는 상기 제1 실시예에서와는 달리 계산된 상기 중간 노드 지연을 핑 패킷(1201)에 기록하거나 누적하지 않고, 핑 패킷(1201)을 뒤따르는 추적 패킷(1205)에 누적할 수 있다. 이 경우, 상기 중간 노드 지연을 추적 패킷(1205)에 기록하는 방법은 핑 패킷(1201)에 상기 중간 노드 지연을 기록하는데 걸리는 지연을 줄여줄 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법을 도시한 흐름도이다. 상기 제3 실시예에서 링크 전파 지연은 네트워크의 동기화 스킴(synchronization scheme) 등에 의해서 측정되고 개별적으로 저장될 수 있다.
단계(S1310)에서 핑 패킷의 근원지 노드는 상기 핑 패킷을 목적지 노드로 전송한다.
단계(S1320)에서 상기 핑 패킷이 상기 목적지 노드로 전송되기 위해 거치는 중간 노드는 상기 핑 패킷이 전송된 링크의 링크 전파 지연을 상기 핑 패킷에 누적한다. 상기 패킷 네트워크의 각 노드는 이웃한 노드와의 링크에 대한 상기 링크 전파 지연을 계산하여 저장하고 있는 것을 특징으로 하기 때문에 상기 핑 패킷을 수신하는 경우, 상기 핑 패킷이 도착한 링크를 확인하여 상기 링크 전파 지연을 획득하고 이를 상기 팽 패킷에 누적할 수 있다.
또한, 상기 링크 전파 지연은 상기 핑 패킷이 복수의 상기 중간 노드를 거치는 경우, 상기 중간 노드에 의해 상기 핑 패킷에 지속적으로 누적되어 기록될 수 있다.
단계(S1330)에서 상기 목적지 노드는 누적된 상기 링크 전파 지연에 기초하여 상기 전파 지연을 측정한다. 이 경우, 도 11에 도시된 바와 같이 단계(S1330)는 단계(S1331) 내지 단계(S1333)를 포함할 수 있다.
단계(S1331)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷을 수신한다. 이 경우, 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷의 목적지 주소(DA: Destination Address) 필드를 확인하여 상기 목적지 노드의 주소와 동일한 경우, 상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷의 목적지를 상기 목적지 노드로 인식하고 이에 대한 처리를 수행한다.
단계(S1332)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷에서 누적된 상기 링크 전파 지연을 추출한다. 상기 링크 전파 지연은 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 포함하지 않는 이웃한 노드간의 링크에 대한 전파 지연으로 상기 핑 패킷이 지나온 상기 링크에 대해 누적된 시간을 의미한다.
단계(S1333)에서 상기 목적지 노드는 상기 링크 전파 지연을 상기 전파 지연으로서 측정한다. 즉, 단계(S1332)에서 설명한 바와 같이 상기 목적지 노드에서의 상기 링크 전파 지연은 상기 핑 패킷의 링크 각각에 대한 지연의 누적이므로 상기 전파 지연으로서 이용할 수 있다.
단계(S1340)에서 상기 목적지 노드는 상기 핑 패킷의 전파 지연을 측정하고, 전파 속도 및 상기 전파 지연에 기초하여 상기 노드간 거리를 결정한다. 이 경우, 상기 전파 지연 또는 상기 노드간 거리를 이용하여 상기 근원지 노드와 상기 목적지 노드간의 연결 수행 여부를 결정할 수 있고, 상기 목적지 노드가 특정 지역 내에 존재하는지 여부 또한 정확하게 결정할 수 있다.
이와 같이 이웃한 노드간의 링크에 대한 링크 전파 지연을 각 노드에서 저장하고 있는 패킷 네트워크에 대해 상기 핑 패킷에 상기 링크 전파 지연을 누적하고 누적된 상기 링크 전파 지연을 통해 상기 전파 지연을 측정함으로써, 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 핑 패킷의 내부 구성을 설명하기 위한 일례이다.
핑 패킷(1400)은 중간 노드를 거칠 때마다 상기 중간 노드에서 저장하고 있는 링크 전파 지연을 누적된 링크 전파 지연 필드(1401)에 누적한다. 도 11에서 설명한 바와 같이 상기 링크 전파 지연은 패킷 네트워크의 각 노드마다 이웃한 노드와의 링크에 대한 상기 링크 전파 지연을 저장하고 있고 이를 상기 중간 노드에서 핑 패킷(1200)의 누적된 링크 전파 지연 필드(1401)에 누적하고 핑 패킷(1400)의 목적지 노드에서 상기 누적된 링크 전파 지연만을 통해 핑 패킷(1400)의 전파 지연을 측정하기 때문에 상기 중간 노드에서의 지연은 상기 전파 지연에 포함되지 않는다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 중간 노드에서 링크 전파 지연을 핑 패킷에 기록하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
중간 노드(1500)에서는 핑 패킷(1501)이 전송된 이웃한 노드(1502)와의 링크 전파 지연(1503)을 저장하고 있다. 핑 패킷(1501)을 수신하면 중간 노드(1500) 링크 전파 지연(1503)을 핑 패킷(1501)의 누적된 링크 전파 지연 필드(1401)에 누적하고 다른 패킷들과 마찬가지로 버퍼(1504)에 저장하여 차례대로 전송한다.
그러나 도 11 및 도 12에서 설명한 바와 같이 버퍼(1504)에 저장되어 차례를 기다리는 중간 노드(1500)에서의 지연은 이후 핑 패킷(1501)의 목적지 노드에서 핑 패킷(1501)의 전파 지연을 측정하는데 고려되지 않는다. 즉, 중간 노드(1500)에서의 지연이 제거된 더욱 정확한 상기 전파 지연의 측정이 가능해진다.
도 16은 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 있어서, 핑 패킷 또는 추적 패킷에 전자 서명(digital signature)을 부착하는 방법의 일례이다. 보다 자세하게는 상기 제1 실시예 내지 상기 제3 실시예에서 보안성을 증대시키기 위해 상기 전자 서명을 이용하는 방법을 설명한다.
상기 제1 실시예 및 상기 제3 실시예에서는 핑 패킷(1610, 1640)에 전자 서명(1611, 1641)을 부착할 수 있다. 또한 제2 실시예에서는 핑 패킷(1620)이 아닌 추적 패킷(1630)에 전자 서명(1631)을 부착할 수 있다.
전자 서명(1611, 1631, 1641)은 핑 패킷(1610, 1620, 1640) 또는 추적 패킷(1630)에 대한 인증되지 않은 수정을 막기 위해 이용될 수 있고, 공개 키 암호화 방식(public key cryptography)을 이용하여 계산될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 있어서, 전파 지연을 측정하는 패킷 네트워 크의 노드에 대해 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 17에 도시된 바와 같이 패킷 네트워크에 포함된 각각의 노드(1700)는 근원지 노드부(1701), 중간 노드부(1703) 및 목적지 노드부(1705)를 포함할 수 있다.
근원지 노드부(1701)는 상기 전파 지연의 측정을 위한 핑 패킷(1702)을 목적지 노드로 전송한다. 이 경우, 근원지 노드부(1701)는 핑 패킷(1702)을 전송하는 순간의 전송 시각을 측정하는 전송 시각 측정부(미도시), 상기 전송 시각을 핑 패킷(1702)에 기록하는 전송 시각 기록부(미도시) 및 핑 패킷(1702)을 상기 목적지 노드로 전송하는 핑 패킷 전송부(미도시)를 포함할 수 있다.
중간 노드부(1703)는 노드(1700)를 목적지로 하지 않는 핑 패킷(1704)이 수신되는 경우, 핑 패킷(1704)의 중간 노드 지연을 측정하여 핑 패킷(1704)에 기록한다. 이때, 중간 노드부(1703)는 핑 패킷(1704)을 수신하여 중간 노드 수신 시각을 측정하는 중간 노드 수신 시각 측정부(미도시), 핑 패킷(1704)을 전송하는 순간의 중간 노드 전송 시각을 측정하는 중간 노드 전송 시각 측정부(미도시), 상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정하는 중간 노드 지연 측정부(미도시) 및 상기 중간 노드 지연을 핑 패킷(1704)에 포함된 전송 시각에 누적하는 중간 노드 지연 누적부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 중간 노드부(1703)는 상기 중간 노드 지연 누적부 대신 상기 중간 노드 지연을 상기 핑 패킷에 포함된 중간 노드 지연 필드에 기록하는 중간 노드 지연 기록부(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같이 상기 중간 노드 지연 필드에 기록된 상기 중간 노드 지연은 상기 패킷 네트워크에서 핑 패킷(1704)이 전송되는 다음 중간 노드 또는 핑 패킷(1704)의 목적지 노드에서 누적될 수 있다.
목적지 노드부(1705)는 노드(1700)를 목적지로 하는 핑 패킷(1706)을 수신하여 핑 패킷(1706)에 포함된 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정한다. 이 경우, 목적지 노드부(1705)는 노드(1700)에서 핑 패킷(1706)을 수신한 수신 시각을 측정하는 수신 시각 측정부(미도시), 핑 패킷(1706)에서 상기 전송 시각을 추출하는 전송 시각 추출부(미도시) 및 상기 수신 시각과 상기 전송 시각의 차이를 통해 상기 전파 지연을 측정하는 전파 지연 측정부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 목적지 노드부(1705)는 상기 전송 시각 추출부 대신에 상기 핑 패킷에서 상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연을 추출하는 추출부(미도시) 및 상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연의 합계를 계산하는 합계 계산부(미도시)를 포함할 수 있고, 이때, 상기 전파 지연 측정부는 상기 수신 시각과 상기 합계의 차이를 통해 상기 전파 지연을 측정할 수 있다.
이와 같이 핑 패킷에 대한 중간 노드의 중간 노드 지연을 제거하여 상기 핑 패킷의 근원지 노드 및 목적지 노드간의 전파 지연을 정확하게 측정함으로써 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명에 따르면, 핑 패킷(ping packet)에 대한 중간 노드의 중간 노드 지연을 제거하여 상기 핑 패킷의 근원지 노드 및 목적지 노드간의 전파 지연을 정확하게 측정함으로써 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이웃한 노드간의 링크에 대한 링크 전파 지연을 각 노드에서 저장하고 있는 패킷 네트워크에 대해 상기 핑 패킷에 상기 링크 전파 지연을 누적하고 누적된 상기 링크 전파 지연을 통해 상기 전파 지연을 측정함으로써, 상기 근원지 노드 및 상기 목적지 노드간 거리를 결정할 수 있다.
본 발명에 따르면 이웃한 노드로 전달하는 전자 서명(digital signature)을 상기 핑 패킷 또는 상기 핑 패킷 대신 상기 핑 패킷의 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연 등이 기록되는 추적 패킷에 부착함으로써, 상기 핑 패킷에 대한 인증되지 않은 변경을 막을 수 있다.

Claims (26)

  1. 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연(propagation delay)을 측정하는 방법에 있어서,
    근원지 노드에서 핑 패킷(ping packet)을 목적지 노드로 전송하는 단계;
    중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 단계; 및
    목적지 노드에서 상기 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    근원지 노드에서 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 상기 전송 시각을 측정하는 단계;
    상기 전송 시각을 상기 핑 패킷의 전송 시각 필드에 기록하는 단계; 및
    상기 핑 패킷을 상기 목적지 노드로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷을 수신하여 중간 노드 수신 시각을 측정하는 단계;
    상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 중간 노드 전송 시각을 측정하는 단계;
    상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정하는 단계; 및
    상기 중간 노드 지연을 상기 핑 패킷이 포함하는 중간 노드 지연 필드에 기록하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷을 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드로 전송하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 중간 노드 지연은 상기 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷이 포함하는 누적 지연 필드에 누적되는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷을 수신하여 중간 노드 수신 시각을 측정하는 단계;
    상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 중간 노드 전송 시각을 측정하는 단계;
    상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정하는 단계; 및
    상기 중간 노드 지연을 상기 핑 패킷이 포함하는 전송 시각 필드에 누적하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷을 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드로 전송하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 핑 패킷이 복수의 중간 노드를 거치는 경우, 각각의 상기 중간 노드에서 상기 중간 노드 지연을 계산하고 상기 전송 시각 필드에 누적하여 상기 핑 패킷에 기록하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중간 노드 지연은 상기 중간 노드 지연을 측정한 중간 노드의 다음 중 간 노드 또는 상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷의 누적 지연 필드에 누적되고,
    목적지 노드에서 상기 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정하는 상기 단계는,
    상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷을 수신한 수신 시각을 측정하는 단계;
    상기 핑 패킷에서 상기 전송 시각 및 누적된 상기 중간 노드 지연을 추출하는 단계;
    상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연의 합계를 계산하는 단계; 및
    상기 수신 시각과 상기 합계와의 차이를 상기 전파 지연으로서 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중간 노드 지연은 상기 중간 노드 지연을 측정한 중간 노드에서 상기 핑 패킷의 전송 시간 필드에 누적되고,
    목적지 노드에서 상기 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정하는 상기 단계는,
    상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷을 수신한 수신 시각을 측정하는 단계;
    상기 전송 시간 필드에서 상기 중간 노드 지연이 누적된 상기 전송 시간을 추출하는 단계; 및
    상기 수신 시각과 상기 전송 시간과의 차이를 상기 전파 지연으로서 측정하 는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  9. 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법에 있어서,
    근원지 노드에서 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하고 전송 시각을 측정하여 저장하는 단계;
    추적 패킷의 전송 시각 필드에 상기 전송 시각을 기록하여 상기 목적지 노드로 전송하는 단계;
    중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 추적 패킷에 기록하는 단계; 및
    상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷 및 상기 추적 패킷에 기초하여 상기 전파 지연을 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    중간 노드에서 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 추적 패킷에 기록하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷을 수신한 시각인 중간 노드 수신 시각을 측정하는 단계;
    상기 핑 패킷을 전송한 시각인 중간 노드 전송 시각을 측정하는 단계;
    상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정하는 단계; 및
    상기 중간 노드 지연을 상기 추적 패킷의 전송 시각 필드 또는 누적 지연 필드에 기록하여 다음 중간 노드 또는 상기 목적지 노드로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 중간 노드 지연은 상기 중간 노드에서 측정되어 상기 추적 패킷의 누적 지연 필드에 누적되고,
    상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷 및 상기 추적 패킷에 기초하여 상기 전파 지연을 측정하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷의 수신 시각을 측정하는 단계;
    상기 추적 패킷에서 상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연을 추출하는 단계;
    상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연의 합계를 계산하는 단계; 및
    상기 수신 시각과 상기 합계의 차이를 통해 상기 전파 지연을 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 중간 노드 지연은 상기 중간 노드에서 측정되어 상기 추적 패킷의 전송 시각 필드에 누적되고,
    상기 목적지 노드에서 상기 핑 패킷 및 상기 추적 패킷에 기초하여 상기 전파 지연을 측정하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷의 수신 시각을 측정하는 단계;
    상기 추적 패킷에서 상기 전송 시각을 추출하는 단계; 및
    상기 수신 시각과 상기 전송 시각의 차이를 통해 상기 전파 지연을 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  13. 제1항 또는 제9항에 있어서,
    상기 패킷 네트워크는 노드간의 동기화를 위해 제공하는 타이밍 신호(timing signal)를 제공하고,
    상기 노드는 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷의 첫 바이트가 전송되는 시점의 상기 타이밍 신호를 통해 시각을 측정하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  14. 패킷 네트워크의 노드간 전파 지연을 측정하는 방법에 있어서,
    근원지 노드에서 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하는 단계;
    중간 노드에서 상기 핑 패킷이 전송된 링크의 링크 전파 지연을 상기 핑 패킷에 기록하는 단계; 및
    상기 목적지 노드에서 상기 링크 전파 지연에 기초하여 상기 전파 지연을 측 정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 패킷 네트워크의 각 노드는 이웃한 노드와의 링크에 대한 상기 링크 전파 지연을 계산하여 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 링크 전파 지연은 상기 핑 패킷이 복수의 상기 중간 노드를 거치는 경우, 상기 중간 노드에 의해 상기 핑 패킷에 지속적으로 누적되어 기록되는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 목적지 노드에서 상기 링크 전파 지연에 기초하여 상기 전파 지연을 측정하는 상기 단계는,
    상기 핑 패킷을 수신하는 단계;
    상기 핑 패킷에서 누적된 상기 링크 전파 지연을 추출하는 단계; 및
    상기 링크 전파 지연을 상기 전파 지연으로서 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  18. 제1항, 제9항 또는 제14항에 있어서,
    상기 핑 패킷의 전파 속도를 측정하는 단계; 및
    상기 전파 속도 및 상기 전파 지연에 기초하여 상기 노드간 거리를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  19. 제1항, 제9항 또는 제14항에 있어서,
    상기 패킷 네트워크의 각 노드는 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷의 인증되지 않은 수정을 막기 위해 이웃한 노드로 전달하는 전자 서명(digital signature)을 상기 핑 패킷 또는 상기 추적 패킷에 부착하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 방법.
  20. 제1항 내지 제12항 또는 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  21. 전파 지연을 측정하는 패킷 네트워크의 노드에 있어서,
    상기 전파 지연의 측정을 위한 핑 패킷을 목적지 노드로 전송하는 근원지 노드부;
    상기 노드를 목적지로 하지 않는 핑 패킷이 수신되는 경우, 상기 핑 패킷의 중간 노드 지연을 측정하여 상기 핑 패킷에 기록하는 중간 노드부; 및
    상기 노드를 목적지로 하는 핑 패킷을 수신하여 상기 핑 패킷에 포함된 중간 노드 지연을 이용하여 상기 전파 지연을 측정하는 목적지 노드부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 노드.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 근원지 노드부는,
    상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 전송 시각을 측정하는 전송 시각 측정부;
    상기 전송 시각을 상기 핑 패킷의 전송 시각 필드에 기록하는 전송 시각 기록부; 및
    상기 핑 패킷을 상기 목적지 노드로 전송하는 핑 패킷 전송부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 노드.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 중간 노드부는,
    상기 핑 패킷을 수신하여 중간 노드 수신 시각을 측정하는 중간 노드 수신 시각 측정부;
    상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 중간 노드 전송 시각을 측정하는 중간 노드 전송 시각 측정부;
    상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정하는 중간 노드 지연 측정부; 및
    상기 중간 노드 지연을 상기 핑 패킷에 포함된 중간 노드 지연 필드에 기록하는 중간 노드 지연 기록부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 노드.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 중간 노드부는,
    상기 핑 패킷을 수신하여 중간 노드 수신 시각을 측정하는 중간 노드 수신 시각 측정부;
    상기 핑 패킷을 전송하는 순간의 중간 노드 전송 시각을 측정하는 중간 노드 전송 시각 측정부;
    상기 중간 노드 전송 시각과 상기 중간 노드 수신 시각의 차이를 통해 상기 중간 노드 지연을 측정하는 중간 노드 지연 측정부; 및
    상기 중간 노드 지연을 상기 핑 패킷의 전송 시각 필드에 누적하는 중간 노드 지연 누적부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 노드.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 목적지 노드부는,
    상기 노드에서 상기 핑 패킷을 수신한 수신 시각을 측정하는 수신 시각 측정 부;
    상기 핑 패킷에서 상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연을 추출하는 추출부;
    상기 전송 시각 및 상기 중간 노드 지연의 합계를 계산하는 합계 계산부
    상기 수신 시각과 상기 합계의 차이를 통해 상기 전파 지연을 측정하는 전파 지연 측정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 노드.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 목적지 노드부는,
    상기 노드에서 상기 핑 패킷을 수신한 수신 시각을 측정하는 수신 시각 측정부;
    상기 핑 패킷의 전송 시각 필드에서 상기 전송 시각을 추출하는 전송 시각 추출부; 및
    상기 수신 시각과 상기 전송 시간의 차이를 통해 상기 전파 지연을 측정하는 전파 지연 측정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 측정 노드.
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