KR20090060021A - 라벨 스위칭 경로 설정을 지원하는 네트워크 제어 장치 및그 방법 - Google Patents

라벨 스위칭 경로 설정을 지원하는 네트워크 제어 장치 및그 방법 Download PDF

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Abstract

다중 프로토콜 라벨 스위칭(Multi Protocol Label Switching) 기반의 네트워크에서 요구되는 라벨 스위칭 경로(Label Switching Path, LSP)를 설정하는 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 다중 프로토콜 라벨 스위칭 네트워크를 제어하는 네트워크 제어 플랫폼을 포함하는 네트워크 제어 장치는, 네트워크 상태 정보를 수집하는 정보 수집부; 운용자에 의해 입력되는 파라미터와 상기 수집된 네트워크 상태 정보를 고려하여 라벨 스위칭 경로 설정을 위한 경로를 계산하는 경로 계산부; 및 상기 경로 계산부에 의해 계산된 명시적 경로(Explicit Route) 정보를 진입 라우터로 전달하면서 상기 진입 라우터로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 라벨 스위칭 경로 설정을 지시하는 경로 설정 지시부;를 포함한다. 이에 의해 LSP 설정이 용이해질 뿐만 아니라 망 자원을 효율적으로 이용할 수 있게 된다.

Description

라벨 스위칭 경로 설정을 지원하는 네트워크 제어 장치 및 그 방법{Network control apparatus for supporting LSP establishment and method thereof}
본 발명은 다중 프로토콜 라벨 스위칭(Multi Protocol Label Switching) 기반의 네트워크에 관련된 것으로, 특히 그 네트워크에서 요구되는 라벨 스위칭 경로(Label Switching Path, LSP)를 설정하는 기술에 관한 것이다.
본 연구는 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호: 2005-S-097-03, BcN 통합망 제어 및 QoS/TE 관리기술]
MPLS는 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 표준화된 패킷 전송 기술로서, 라우터간 라벨(label) 교환에 의해 패킷 전송이 이루어지도록 하는 기술이다. 이는 패킷에 미리 지정한 경로가 기록된 라벨을 달아 스위칭만으로 패킷을 전송시키는 연결형 IP 교환방식이다.
MPLS 기술 이전에는 IP 패킷 교환방식이 사용되었는데, 이는 데이터를 받은 라우터가 수많은 IP들을 검색해 그 다음 라우터를 정하는 경로계산 처리를 거쳐 데이터를 전송하는 방식이다. 이를 홉-바이-홉(hop-by-hop) 방식이라 하는데, 라우 터가 멈췄다가 전송된다는 의미에서 비연결형 IP 교환방식으로 분류된다. 그러나 인터넷 사용자가 급증하면서 하나의 라우터가 관리하는 IP 주소의 수와 경로 계산 처리를 기다리는 데이터 양이 급증하고, 이 증가된 양을 효율적으로 처리할 수 없는 라우팅 특성으로 인해 인터넷 트래픽의 정체가 발생하기 시작했다. 이에 그 대안으로 등장한 기술이 언급한 MPLS이다.
MPLS는 통신 프로토콜 2계층과 3계층 사이에 해당되는 프로토콜이며, 2계층의 라벨을 패킷의 앞 부분에 기입하여 패킷의 전달시 패킷의 MPLS 헤더 정보에 기입된 라벨만을 보고 데이터의 전달이 이루어지도록 함으로써, 3계층까지의 동작 없이 패킷을 고속으로 목적지까지 전달할 수 있는 기술이다. 여기서 라벨이 붙은 아이피(IP) 패킷이 경유하게 되는 경로를 라벨 스위칭 경로(Label Switching Path, LSP)라 하며, 진입 라우터(Ingress Label Switching Router, Ingress LSR)부터 출구 라우터(Egress Label Switching Router, Egress LSR)까지의 경로를 말한다.
MPLS 네트워크에서는 LSP의 설정이 요구된다. 종래에는 네트워크 장비인 진입 라우터(Ingress LSR)에서 운용자가 직접 LSR을 설정하는 방식이 있었으나, 진입 라우터 입장에서 네트워크의 전체 상황을 파악하기 어렵기 때문에 설정 실패율이 높은 문제가 있다.
본 발명은 이러한 기술적 배경에서 도출된 것으로, MPLS 네트워크에서 요구되는 LSP 설정 방식을 개선함을 목적으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 프로토콜 라벨 스위칭 네트워크를 제어하는 네트워크 제어 플랫폼을 포함하는 네트워크 제어 장치에 있어서, 상기 네트워크 제어 플랫폼은, 네트워크 상태 정보를 수집하는 정보 수집부; 운용자에 의해 입력되는 파라미터와 상기 수집된 네트워크 상태 정보를 고려하여 라벨 스위칭 경로 설정을 위한 경로를 계산하는 경로 계산부; 및 상기 경로 계산부에 의해 계산된 명시적 경로(Explicit Route) 정보를 진입 라우터로 전달하면서 상기 진입 라우터로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 라벨 스위칭 경로 설정을 지시하는 경로 설정 지시부;를 포함한다.
바람직하게 상기 네트워크 제어 플랫폼은, 설정된 라벨 스위칭 경로에 관련된 정보를 관리 객체로 관리하는 설정 경로 관리부; 및 설정된 라벨 스위칭 경로 해제 명령에 따라 해당 관리 객체를 조회하고, 조회되면 상기 진입 라우터로 라벨 스위칭 경로 해제를 지시하는 경로 해제 지시부;를 더 포함한다.
나아가 상기 네트워크 제어 플랫폼은, 상기 진입 라우터로부터 라벨 스위칭 경로 해제 성공을 통보받으면, 해당 관리 객체를 삭제하는 해제 경로 관리부;를 더 포함함이 바람직하다.
한편 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 라벨 스위칭 경로 설정 방법은, 다중 프로토콜 라벨 스위칭 네트워크의 상태 정보를 수집하여 데이터베이스를 구축하는 단계; 운용자에 의해 입력되는 파라미터와 상기 데이터베이스에 저장된 네트워크 상태 정보를 고려하여 라벨 스위칭 경로 설정을 위한 경로를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 명시적 경로(Explicit Route) 정보를 상기 진입 라우터로 전달하면서 상기 진입 라우터로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 라벨 스위칭 경로 설정을 지시하는 단계;를 포함한다.
상기 방법은, 다중 프로토콜 라벨 스위칭 네트워크의 상태 정보를 수집하여 데이터베이스를 구축하는 단계; 운용자에 의해 입력되는 파라미터와 상기 데이터베이스에 저장된 네트워크 상태 정보를 고려하여 라벨 스위칭 경로 설정을 위한 경로를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 명시적 경로(Explicit Route) 정보를 상기 진입 라우터로 전달하면서 상기 진입 라우터로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 라벨 스위칭 경로 설정을 지시하는 단계;를 더 포함함이 바람직하다.
본 발명은 네트워크 제어 플랫폼을 이용해서 운용자의 요구와 네트워크 상태 정보를 기반으로 LSP를 설정토록 하기 때문에, LSP 설정이 용이해지며 해당 토폴로지 및 자원의 관리가 용이해진다.
또한 본 발명은 네트워크 제어 플랫폼이 네트워크의 토폴로지와 자원 관련 정보를 수집하고 이 정보를 기반으로 명시적 경로(Explicit Route)를 계산하여 그 경로를 진입 라우터(Ingress Router)로 전달하므로, 네트워크의 장비들이 직접 경로를 계산하는 부담을 줄일 수 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 프로토콜 라벨 스위칭(Multi Protocol Label Switching) 네트워크 구성도이다.
네트워크 제어 장치에 구현된 네트워크 제어 플랫폼은 운용자 요구와 장치 내 데이터베이스에 저장된 네트워크 상태 정보를 고려하여 라벨 스위칭 경로(Label Switching Path, LSP) 설정을 위한 경로를 계산한다. 그 다음 네트워크 제어 플랫폼은 MPLS 네트워크의 진입 라우터(Ingress LSR)로 LSP 설정을 지시하되, LSP 설정을 위해 계산된 명시적 경로(Explicit Route)에 대한 정보를 함께 진입 라우터로 전달한다.
진입 라우터(Ingress LSR)는 네트워크 제어 장치로부터의 LSP 설정 지시에 따라 함께 전달된 명시적 경로(Explicit Route) 정보를 가지고 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용하여 LSP를 설정한다. 구체적으로 진입 라우터는 RSVP-TE 시그널링 프로토콜의 Path 메시지를 명시적 경로로 전달하고, 출구 라우터(Egress LSR)는 역방향으로 Resv 메시지를 전달함으로써 네트워크 자원을 예약함과 동시에 LSP를 설정하게 된다. LSP가 설정되면, 진입 라우터는 그 결과를 네트워크 제어 장치로 통보한다. 여기서 진입 라우터가 명시적 경로 정보를 가지고 RSVP-TE 기반의 LSP를 설정하는 것은 RSVP-TE의 고유 기능이므로, 상술한 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 제어 장치의 블록도이다.
도시된 바와 같이, 네트워크 제어 장치의 네트워크 제어 플랫폼은 정보 수집부(100), 경로 계산부(200), 및 경로 설정 지시부(300)를 포함한다. 네트워크 제어 플랫폼에 구현된 정보 수집부(100), 경로 계산부(200), 및 경로 설정 지시부(300)는 프로그램 코드로 구현 가능하며, 예를 들어 C언어, C++, 자바(Java)와 같은 프로그램에 의해 구현될 수 있다.
정보 수집부(100)는 토폴로지 정보 및 자원 모니터링을 통해 각 라벨 스위칭 라우터(Label Switching Router, LSR)의 인터페이스에 대해 할당된 대역폭과 여분의 대역폭 정보를 수집한다. 정보 수집부(100)는 네트워크 상태 정보를 지속적으로 모니터링하여 수집된 상태 정보를 네트워크 상태정보 DB(800)에 저장 및 갱신한다.
경로 계산부(200)는 운용자가 입력한 파라미터와 네트워크 상태정보 DB(800)에 저장된 토폴로지 상태 및 자원의 상태 정보를 기반으로 LSP 설정을 위한 경로를 계산한다. 여기서 운용자가 입력한 파라미터는 진입 라우터 주소(Ingress Router Address), 출구 라우터 주소(Egress Router Address), 및 대역폭 정보(QoS Parameters)가 된다. 경로 계산부(200)는 이 같은 입력 파라미터 및 수집된 네트워크 상태 정보를 기반으로 경로를 계산하는데, 경로 계산에 있어 이미 나와있는 여러 알고리즘들 중 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어 그 알고리즘은 QOSPF가 될 수 있다. 경로 계산부(200)는 언급한 조건 및 알고리즘을 이용하여 LSP 설정을 위한 명시적 경로(Explicit Route)를 계산하게 된다. 여기서 명시적 경로란 LSP를 설정하게 될 LSR들에 대한 일련의 주소를 말한다.
경로 설정 지시부(300)는 경로 계산부(200)에 의해 계산된 명시적 경로 정보를 진입 라우터로 전달하면서 상기 진입 라우터로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 LSP 설정을 지시한다. 이에 진입 라우터는 LSP 설정을 수행하는데, 지시된 바대로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용하여 LSP를 설정한다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라 네트워크 제어 플랫폼은 설정 경로 관리부(400) 및 경로 해제 지시부(500)를 더 포함한다. 설정 경로 관리부(400) 및 경로 해제 지시부(500) 또한 상술한 구성들과 마찬가지로 프로그램 코드로 구현 가능하다. 설정 경로 관리부(400)는 설정에 성공한 LSP에 관련된 정보를 관리 객체(Management Object, MO)로 관리객체 DB(900)에 저장 관리한다. 여기서 LSP에 관련된 정보란 LSR들의 주소가 될 수 있다.
경로 해제 지시부(500)는 운용자로부터 설정된 LSP의 해제 명령이 있으면, 우선 관리객체 DB(900)를 조회하여 해당 관리 객체를 조회한다. 해당 관리 객체가 조회되면, 경로 해제 지시부(500)는 진입 라우터로 해당 LSP 해제를 명령한다. 이에 진입 라우터는 LSP를 해제하는데, 설정시 RSVP-TE 시그널링 프로토콜을 사용하였다면 PathTear라는 메시지를 사용하여 설정된 LSP를 해제한다.
본 발명의 추가적인 양상에 따라 네트워크 제어 플랫폼은 해제 경로 관리부(600)를 더 포함한다. 해제 경로 관리부(600) 또한 상술한 구성들과 마찬가지로 프로그램 코드로 구현 가능하다. 해제 경로 관리부(600)는 진입 라우터로부터 LSP 해제에 대한 성공을 통보받으면, 관리객체 DB(900)에 저장된 해당 관리객체를 삭제한다.
도 3은 본 발명에 따른 LSP 설정 방법의 흐름도이다.
네트워크 제어 플랫폼은 네트워크 상태 정보를 수집하여 네트워크 상태정보 DB(800)를 구축하고, 지속적으로 네트워크 상태를 모니터링하여 네트워크 상태정보 DB(800)에 저장된 네트워크 상태 정보를 갱신 관리한다(단계 S300). 여기서 네트워크 상태 정보는 네트워크 토폴로지 및 각 LSR의 인터페이스에 대해 할당된 대역폭과 여분의 대역폭 정보이다.
한편, 운용자로부터 LSP 설정 명령과 함께 그에 필요한 파라미터가 입력되면, 네트워크 제어 플랫폼은 입력 파라미터와 네트워크 상태정보 DB(800)에 저장된 네트워크 상태 정보를 고려하여 LSP 설정을 위한 명시적 경로를 계산한다(단계 S310). 여기서 운용자에 의해 입력되는 파라미터는 진입 라우터 주소(Ingress Router Address), 출구 라우터 주소(Egress Router Address), 및 대역폭 정보(QoS Parameters)가 된다. 경로 계산이 완료되면, 네트워크 제어 플랫폼은 진입 라우터 로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 LSP 설정을 지시한다(단계 S320). 이때 계산된 명시적 경로 정보를 진입 라우터로 함께 전달한다.
진입 라우터는 언급한 바대로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 LSP 설정을 수행하고, LSP 설정에 성공하면 이를 네트워크 제어 플랫폼으로 통보한다. 네트워크 제어 플랫폼은 진입 라우터로부터의 LSP 설정 성공 통보에 따라 설정된 LSP 정보를 관리객체(MO)로 저장하고, 그렇지 않으면 지금까지 진행되어온 LSP 설정 작업을 롤백(Rollback) 처리한다(단계 S330)(단계 S340)(단계 S350). 그리고 바람직하게 운용자에게 LSP 설정이 성공 혹은 실패되었음을 알린다.
도 4는 본 발명에 따른 LSP 해제 방법의 흐름도이다.
운용자로부터 LSP 해제 명령을 받으면, 네트워크 제어 플랫폼은 해제 명령된 LSP 네임(설정된 LSP에 부여되는 고유식별정보)을 확인하여 해당 관리객체(MO)가 관리객체 DB(900)에 저장되어 있는지 조회한다(단계 S400)(단계 S410). 해당 관리객체가 조회되면, 네트워크 제어 플랫폼은 진입 라우터로 LSP 해제를 명령한다(단계 S420)(단계 S430).
진입 라우터는 LSP 해제를 수행하고, LSP 해제에 성공하면 이를 네트워크 제어 플랫폼으로 통보한다. 네트워크 제어 플랫폼은 진입 라우터로부터의 LSP 해제 성공 통보에 따라 해제LSP 정보 관련 관리객체를 관리객체(DB)에서 삭제하고, 바람직하게 그 사실을 운용자에게 알린다(단계 S440)(단계 S450). 반대로 LSP 해제에 실패한 경우 또한 운용자에게 그 사실을 알린다(단계 S460).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 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 본 발명에 따른 다중 프로토콜 라벨 스위칭(Multi Protocol Label Switching) 네트워크 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 제어 장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 LSP 설정 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 LSP 해제 방법의 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 정보 수집부 200 : 경로 계산부
300 : 경로 설정 지시부 400 : 설정 경로 관리부
500 : 경로 해제 지시부 600 : 해제 경로 관리부
800 : 네트워크 상태정보 DB 900 : 관리객체 DB

Claims (7)

  1. 다중 프로토콜 라벨 스위칭 네트워크를 제어하는 네트워크 제어 플랫폼을 포함하는 네트워크 제어 장치에 있어서, 상기 네트워크 제어 플랫폼이 :
    네트워크 상태 정보를 수집하는 정보 수집부;
    운용자에 의해 입력되는 파라미터와 상기 수집된 네트워크 상태 정보를 고려하여 라벨 스위칭 경로 설정을 위한 경로를 계산하는 경로 계산부; 및
    상기 경로 계산부에 의해 계산된 명시적 경로(Explicit Route) 정보를 진입 라우터로 전달하면서 상기 진입 라우터로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 라벨 스위칭 경로 설정을 지시하는 경로 설정 지시부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터는 진입 라우터 주소, 출구 라우터 주소, 및 대역폭 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 네트워크 제어 플랫폼이 :
    설정된 라벨 스위칭 경로에 관련된 정보를 관리 객체로 관리하는 설정 경로 관리부; 및
    설정된 라벨 스위칭 경로 해제 명령에 따라 해당 관리 객체를 조회하고, 조회되면 상기 진입 라우터로 라벨 스위칭 경로 해제를 지시하는 경로 해제 지시부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 네트워크 제어 플랫폼이 :
    상기 진입 라우터로부터 라벨 스위칭 경로 해제 성공을 통보받으면, 해당 관리 객체를 삭제하는 해제 경로 관리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 장치.
  5. 다중 프로토콜 라벨 스위칭 네트워크의 상태 정보를 수집하여 데이터베이스를 구축하는 단계;
    운용자에 의해 입력되는 파라미터와 상기 데이터베이스에 저장된 네트워크 상태 정보를 고려하여 라벨 스위칭 경로 설정을 위한 경로를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 명시적 경로(Explicit Route) 정보를 상기 진입 라우터로 전달하면서 상기 진입 라우터로 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering) 시그널링을 이용한 라벨 스위칭 경로 설정을 지시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 플랫폼에서 수행되는 라벨 스위칭 경로 설정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파라미터는 진입 라우터 주소, 출구 라우터 주소, 및 대역폭 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 플랫폼에서 수행되는 라벨 스위칭 경로 설정 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 진입 라우터로부터 라벨 스위칭 경로 설정 성공을 통보받으면, 설정된 라벨 스위칭 경로에 관련된 정보를 관리 객체로 저장하는 단계;
    설정된 라벨 스위칭 경로 해제 명령에 따라 해당 관리 객체를 조회하는 단계;
    해당 관리 객체가 조회되면, 상기 진입 라우터로 라벨 스위칭 경로 해제를 명령하는 단계; 및
    상기 진입 라우터로부터 라벨 스위칭 경로 해제 성공을 통보받으면, 해당 관리 객체를 삭제하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 플랫폼에서 수행되는 라벨 스위칭 경로 설정 방법.
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