KR20090026057A - 이더넷 기반 차세대 망에서의 서비스 품질 관리 방법 - Google Patents

이더넷 기반 차세대 망에서의 서비스 품질 관리 방법 Download PDF

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Abstract

이더넷 기반 차세대 망에서의 서비스 품질 관리 방법이 개시된다. 복수의 이더넷 가상 연결을 포함하는 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 클래스 기반 또는 물리적 포트, 서비스 종류 및 L2/L3 정보를 기초로 프레임들의 각각에 대한 대역폭을 할당한다.

Description

이더넷 기반 차세대 망에서의 서비스 품질 관리 방법{QoS management method for an Ethernet based NGN}
본 발명은 이더넷 프레임을 전달하는 이더넷 전달 망에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이더넷 기반 차세대망(NGN)을 위한 서비스 품질(QoS, Quality of Service)을 관리하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호: 2006-S-061-02, 과제명: IPv6 기반의 QoS 서비스 및 단말 이동성 지원 라우터 기술 개발]
종래의 이더넷 전달 망은 가상 사설 망을 구성하고 있는 가입자를 기반으로 대역폭을 할당하거나 가상 터널별 또는 VLAN(Virtual Local Area Network) 태그의 우선순위에 따라 대역폭을 차등적으로 할당하고 이를 관리함으로써, 대역폭 할당과 서비스 품질(QoS, Quality of Service)을 분리하여 관리할 수 없으며, 결국 이더넷 프레임의 우선순위에 기반하여 대역폭을 할당하였다. 즉, 종래 대역폭 관리 방법은 이더넷 프레임의 우선순위에 기반하여 대역폭을 할당하므로 충분한 QoS를 제공할 수 없다.
도 1은 기존 이더넷 전달망에서 대역폭을 할당하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 특히, 도 1은 메트로 이더넷 포럼(MEF, Metro Ethernet Forum) 10.1 "Ethernet services attributes phase 2"에서 정의된 종래의 대역폭 할당 방법에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, UNI(User Network Interface)는 가입자(end-customer)와 망 사이의 인터페이스를 나타내며 복수의 이더넷 가상 연결(EVC, Ethernet Virtual Connection)을 포함한다.
종래 대역폭 할당 방법은 망 인터페이스를 기반으로 대역폭을 할당하거나, 망을 구성하는 이더넷 가상 연결을 기반으로 대역폭을 할당하거나, 각 이더넷 가상 연결에 속하는 이더넷 프레임의 서비스 클래스(CoS, Class of Service)별로 대역폭을 할당한다. 결국, 종래 이더넷 전달 망에서는 동일한 CoS에 속하는 이더넷 프레임에는 동일한 대역폭이 할당되어 대역폭 할당과 서비스 품질을 분리해서 관리할 수 없는 단점을 가진다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이더넷 기반의 차세대 망에서 효과적인 망 운용과 이더넷 프레임별 차별화된 대역폭과 서비스 품질을 제공할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 서비스 품질 관리 방법의 일 실시예는, 복수의 이더넷 가상 연결을 포함하는 이더넷 기반 차세대 망에서의 서비스품질 관리 방법에 있어서, 하나의 서비스 클래스를 가지는 이더넷 가상 연결에 속한 프레임들에게 동일한 우선순위를 부여하는 단계; 및 물리적 포트, 서비스 종류 또는 L2/L3 정보를 기초로 상기 프레임들의 각각에 대한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 서비스 품질 관리 방법의 다른 실시예는, 망 인터페이스 사이에 복수의 이더넷 가상 연결을 포함하는 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 품질을 관리하는 방법에 있어서, 하나의 서비스 클래스를 가지는 상기 망 인터페이스에 속한 프레임들에게 동일한 우선순위를 부여하는 단계; 및 이더넷 가상 연결을 기초로 상기 프레임들의 각각에 대한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 서비스 품질 관리 방법의 다른 실시예는, 망 인터페이스 사이에 복수의 이더넷 가상 연결을 포함하는 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 품질을 관리하는 방법에 있어서, 상기 망 인터페이스는 복수의 서비스 클래스를 가지며, 동일한 서비스 클래스에 속한 프레임들에게 동일한 우선순위를 부여하는 단계; 및 이더넷 가상 연결을 기초로 상기 프레임들의 각각에 대한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 이더넷 프레임을 연결지향성 전달망(Connection-orientied transport networks)을 통해 전달할 경우 이더넷 프레임을 플로우별로 분류한 후 대역폭을 설정함으로써 이더넷 프레임별로 차등화된 대역폭과 서비스 품질을 동시에 보장할 수 있다. 즉, 본 발명은 이더넷 전달 망에서 이더넷 가상 연결(EVC)을 통하여 이더넷 프레임을 전달할 경우 이더넷 프레임에 대한 대역폭을 보다 효과적으로 할당할 수 있다. 또한 할당된 대역폭을 통해서 전달되는 이더넷 프레임을 운용자의 정책에 따라서 차별적으로 제어할 수 있기 때문에 서로 다른 서비스 품질을 보장해 줄 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 품질(QoS)을 관리하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 연결지향성 이더넷 전달 망의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 가입자들은 서로 다른 가상 사설 망(VPN, Virtual Private Network)을 구성한다. 예를 들어, 가입자 #1(200)과 가입자 #3(204)은 VPN A를 구 성하고, 가입자 #2(202)와 가입자 #4(206)는 VPN B를 구성한다. 가입자들 간에 구성된 VPN은 전달 망 인터페이스(210,212)를 통해 연결지향성 이더넷 전달 망(230)과 연동된다. 즉, 전달 망 인터페이스(210)는 VPN의 가입자 망으로부터 입력되는 이더넷 프레임을 플로우별로 분류한 후 대역폭과 QoS를 할당하여 연결지향성 이더넷 전달 망(230)을 통해 전송한다.
도 3은 본 발명에 따른 연결지향성 이더넷 전달 망을 통해 이더넷 프레임을 전송하는 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, VPN으로 구성되는 가입자 망에 속한 다수의 가입자는 전달 망 인터페이스(210,212)를 통해 연결 지향성 기반의 이더넷 전달 망에 접속되며, 전달 망 인터페이스(210,212)는 가입자 망의 각 가입자로부터 이더넷 프레임을 수신한다(S300).
그리고 전달 망 인터페이스(210,212)는 수신한 이더넷 프레임의 정보를 해석한다(S310). 이때 이더넷 프레임을 해석하는 데 기반이 되는 정보로는 가입자 인터페이스(물리적 광 인터페이스) 정보, 서비스 종류, 이더넷 프레임의 헤더 정보(Layer2 정보), VLAN 태그 정보 및 L3(layer 3) 정보를 포함하며, 필요에 따라서 L4(Layer 4) 이상의 상위 계층 정보를 이용할 수도 있다.
그리고 전달 망 인터페이스(210,212)는 가입자와 서비스 제공업체가 사전에 협의한 서비스 관리 규정(SLA, Service Level Agreement)에 따라서 이더넷 프레임을 분류한다(S320).
그 후, 전달 망 인터페이스(210,212)는 이더넷 프레임의 해석 정보와 서비스 관리 규정에 기반하여 이더넷 플로우를 생성한다(S330). 이더넷 플로우는 기본적으로 서비스 관리 규정에 의해서 생성되며 이 밖에 L2 정보 즉 이더넷 프레임의 목적지 주소, 근원지 주소 또는 가입자별 물리적 광 인터페이스 정보, VLAN 태그 정보, 서비스 종류 또는 L3 정보에 포함된 우선순위에 의해서 생성된다.
그리고 전달 망 인터페이스(210,212)는 생성된 이더넷 플로우를 기반으로 대역폭을 설정한다(S340). 또한 전달 망 인터페이스(210,212)는 VLAN 태그 정보, 서비스 종류 또는 L3 정보에 포함된 우선순위 정보를 기반으로 이더넷 프레임별 QoS(Quality of Service)를 설정한다(S350). 전달 망 인터페이스는 VLAN 태그가 없는 untagged 이더넷 프레임의 경우에는 L2 헤더 정보 또는 별도의 서비스 관리규정에 의해 QoS를 설정한다. 전달 망 인터페이스는 설정된 이더넷 프레임별 QoS에 따라 이더넷 프레임을 제어하고 이더넷 전달 망으로 출력한다(S360).
도 2 및 도 3은 연결 지향성 이더넷 망에 대한 실시 예를 도시하였으나, 이 외의 이더넷 기반 차세대 망에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 4는 이더넷 기반 차세대 망에서 본 발명에 따른 서비스 품질 관리 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다. 종래 대역폭 할당 방법이 대역폭 할당과 서비스 품질을 분리하여 관리할 수 없는 것에 반해, 도 4에 도시된 본 발명에 따른 플로우별 대역폭 할당 방법은 대역폭 할당과 서비스 품질을 분리해서 관리할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 대역폭을 전달 망 인터페이스, 이더넷 가상 연결 또는 플로우 기반으로 할당할 수 있다. 이때, 플로우는 이더넷 프레임별로 CoS를 기반으로 정의될 수 있고 CoS와 무관하게 정의될 수도 있다.
플로우가 CoS와 무관하게 정의될 경우에는 이더넷 가상 연결 내의 모든 이더넷 프레임은 동일한 CoS를 가지나 플로우별 다른 대역폭을 가질 수 있다. 이때 플로우는 가입자와 서비스 제공업체간의 서비스 관리규정, 가입자의 물리적 포트, L2 정보(MAC 주소, VLAN 태그 정보), 서비스 종류 또는 L3 정보(IP 주소)를 기반으로 생성된다. 반면에 플로우가 CoS를 기반으로 설정될 경우에는 플로우별로 서로 다른 QoS값을 가진다. 이때 하나의 플로우는 서로 다른 CoS 값을 가지는 이더넷 프레임들로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 이더넷 가상 연결(EVC)을 통해 전달되는 이더넷 프레임의 형태는 다음과 같다.
1. EVC 내의 모든 이더넷 프레임들은 동일한 대역폭과 우선순위를 가진다.
2. EVC 내의 모든 이더넷 프레임들은 동일한 대역폭을 가지나 혼잡이 발생할 경우 QoS 기반의 차별화된 우선순위를 가진다.
3. EVC 내의 이더넷 프레임들은 차별화된 대역폭을 가지나 동일한 EVC 내의 모든 이더넷 프레임들은 동일한 우선순위를 가진다.
4. EVC 내의 이더넷 프레임들은 차별화된 우선순위를 가지며 우선순위에 기반한 차별화된 대역폭을 가진다.
도 5는 본 발명에 따른 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 품질 관리 방법의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 망 인터페이스는 E-UNI(Ethernet User Network Interface) 또는 E-NNI(Ethernet Network Network Interface)로 구성된다. E-UNI는 가입자(end-customer)와 이더넷 망 사이에서 이더넷 프레임 구조(Ethernet Frame Structure)를 이용하는 인터페이스이고, E-NNI는 망 제공자(Network providers)들 사이에 이더넷 프레임 구조를 이용하는 인터페이스이다. 망 인터페이스 사이에는 다수의 EVC들이 존재한다. 대역폭은 E-UNI/E-NNI를 기초로 할당되거나, EVC 또는 QoS를 기초로 할당되거나, 포트별, 서비스 종류별 또는 L2/L3정보를 기초로 생성된 플로우별로 할당될 수 있다. 따라서 서비스 클래스(CoS) 관점에서 EVC, E-UNI, E-NNI는 각각 4가지의 타입을 가질 수 있다.
먼저, EVC는 서비스 클래스 관점에서 다음 네 가지의 타입을 가질 수 있다.
1. 단일 CoS EVC: EVC에 속한 모든 프레임들은 동일한 방법으로 취급되며, 동일한 대역폭으로 전송된다.
2. 다중 대역 할당이 가능한 단일 CoS EVC: 각 EVC에 속한 프레임들은 동일한 우선순위를 가지고 동일한 방법으로 취급되나 서로 다른 대역폭으로 전송된다.
3. 단일 대역 할당이 가능한 다중 CoS EVC: 각 프레임들은 자신의 서비스 클래스에 따라 서로 다르게 취급되나 모두 동일한 대역폭으로 전송된다.
4. 다중 대역 할당이 가능한 다중 CoS EVC: 각 프레임들은 자신의 서비스 클래스에 따라 서로 다르게 취급되며, CoS 기반으로 할당된 대역폭으로 전송된다.
다중 대역 할당이 가능한 단일 CoS EVC의 경우, E-UNI로부터 입력받은 프레임들은 동일한 우선순위를 가지는 untagged 프레임이며, 물리적 포트, 서비스 종류별 또는 L2/L3 정보를 기초로 대역폭을 할당받을 수 있다.
E-UNI는 서비스 클래스 관점에서 다음 네 가지의 타입을 가질 수 있다.
1. 단일 CoS E-UNI: E-UNI에 속하는 모든 프레임들은 동일한 방법으로 취급 되며, 동일한 대역폭을 갖는다.
2. 다중 대역 할당이 가능한 단일 CoS E-UNI: E-UNI에 속한 프레임들은 동일한 우선순위를 가지고 동일한 방법으로 취급되나 EVC 마다 서로 다른 대역폭으로 전송된다.
3. 단일 대역 할당이 가능한 다중 CoS E-UNI: 각 프레임들은 자신의 서비스 클래스에 따라 서로 다르게 취급되나, 모든 프레임들은 동일한 대역폭을 갖는다.
4. 다중 대역 할당이 가능한 다중 CoS E-UNI: 각 프레임들은 자신의 서비스 클래스에 따라 서로 다르게 취급되고, 특정 EVC에 속한 프레임들은 하나의 대역폭을 갖는다.
E-NNI는 서비스 클래스 관점에서 다음 네 가지의 타입을 가질 수 있다.
1. 단일 CoS E-NNI: E-NNI에 속하는 모든 프레임들은 동일한 방법으로 취급되며, 동일한 대역폭을 갖는다.
2. 다중 대역 할당이 가능한 단일 CoS E-NNI: E-NNI에 속한 프레임들은 동일한 우선순위를 가지고 동일한 방법으로 취급되나 EVC 마다 서로 다른 대역폭으로 전송된다.
3. 단일 대역 할당이 가능한 다중 CoS E-NNI: 각 프레임들은 자신의 서비스 클래스에 따라 서로 다르게 취급되나, 모든 프레임들은 동일한 대역폭을 갖는다.
4. 다중 대역 할당이 가능한 다중 CoS E-NNI: 각 프레임들은 자신의 서비스 클래스에 따라 서로 다르게 취급되고, 특정 EVC에 속한 프레임들은 하나의 대역폭을 갖는다.
도 6은 본 발명에 따른 대역폭 할당 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 전달 망 인터페이스는 다수의 가입자로부터 이더넷 프레임을 수신하고(S600), 이더넷 프레임의 L2 헤더 정보를 해석한다(S605). L2 헤더 정보를 기초로 파악한 결과 이더넷 프레임이 Tagged 프레임인 경우(S610), 전달 망 인터페이스는 CoS 정보를 해석하여 이더넷 프레임별 우선순위 정보를 얻는다(S615).
전달 망 인터페이스는 가입자로부터 입력된 이더넷 프레임이 SLA와 일치하는가를 판단하여(S620), 일치하지 않을 경우에는 해당하는 이더넷 프레임을 폐기하고(S645), SLA에 맞는 이더넷 프레임들만을 SLA를 적용하여 분류한다. 그리고 전달 망 인터페이스는 SLA에 의하여 분류된 이더넷 프레임들의 서비스 종류 및 L3 헤더 정보를 해석한다(S625).
전달 망 인터페이스는 SLA에 의해 분류된 이더넷 프레임들을 가입자의 물리적 광 인터페이스 정보, L2 헤더 정보, VLAN 태그 정보, 서비스 종류 및 L3 정보를 이용하여 플로우를 생성하고 이더넷 프레임들을 해당하는 플로우에 입력시킨다(S630).
전달 망 인터페이스는 이더넷 플로우별로 대역폭을 설정하고(S635), 이더넷 플로우별로 분류된 이더넷 프레임들에게 이더넷 전달 망에서 사용될 새로운 QoS를 할당한다(S640). 이때 QoS는 이더넷 프레임별로 할당되며, 동일한 플로우 내의 이더넷 프레임들은 서로 다른 QoS를 가질 수 있다.
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)에 의한 표시의 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 실시예들을 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 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 기존 이더넷 전달망에서 대역폭을 할당하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 연결지향성 이더넷 전달 망의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 연결지향성 이더넷 전달 망을 통해 이더넷 프레임을 전송하는 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면,
도 4는 이더넷 기반 차세대 망에서 본 발명에 따른 서비스 품질 관리 방법의 일 실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 품질 관리 방법의 다른 실시예를 도시한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명에 따른 대역폭 할당 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.

Claims (11)

  1. 복수의 이더넷 가상 연결을 포함하는 이더넷 기반 차세대 망에서의 서비스품질 관리 방법에 있어서,
    하나의 서비스 클래스를 가지는 이더넷 가상 연결에 속한 프레임들에게 동일한 우선순위를 부여하는 단계; 및
    물리적 포트, 서비스 종류 또는 L2/L3 정보를 기초로 상기 프레임들의 각각에 대한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임들을 할당된 대역폭을 통해 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 L2/L3 정보는 MAC 주소 또는 IP 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  4. 망 인터페이스 사이에 복수의 이더넷 가상 연결을 포함하는 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 품질을 관리하는 방법에 있어서,
    하나의 서비스 클래스를 가지는 상기 망 인터페이스에 속한 프레임들에게 동일한 우선순위를 부여하는 단계; 및
    이더넷 가상 연결을 기초로 상기 프레임들의 각각에 대한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역폭 관리 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 망 인터페이스는 가입자와 상기 차세대 망 사이에서 이더넷 프레임 구조를 이용하는 인터페이스이거나, 망 제공자들 사이에서 상기 이더넷 프레임 구조를 이용하는 인터페이스인 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 프레임들을 할당된 대역폭을 통해 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 대역폭 할당 단계는,
    상기 이더넷 가상 연결마다 서로 다른 대역폭을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  8. 망 인터페이스 사이에 복수의 이더넷 가상 연결을 포함하는 이더넷 기반 차세대 망에서 서비스 품질을 관리하는 방법에 있어서,
    상기 망 인터페이스는 복수의 서비스 클래스를 가지며, 동일한 서비스 클래스에 속한 프레임들에게 동일한 우선순위를 부여하는 단계; 및
    이더넷 가상 연결을 기초로 상기 프레임들의 각각에 대한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 할당 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 망 인터페이스는 가입자와 상기 차세대망 사이에서 이더넷 프레임 구조를 이용하는 인터페이스이거나, 망 제공자들 사이에서 상기 이더넷 프레임 구조를 이용하는 인터페이스인 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 프레임들을 할당된 대역폭을 통해 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 대역폭 할당 단계는,
    특정 이더넷 가상 연결에 속한 프레임들에게 동일한 대역폭을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 품질 관리 방법.
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