KR20090100377A

KR20090100377A - 데이터 네트워크의 성능 레벨 모니터 및 기록 방법

Info

Publication number: KR20090100377A
Application number: KR1020097013620A
Authority: KR
Inventors: 라메쉬 나가라잔; 시얌 피 파레크; 키란 엠 레게
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-09-23
Also published as: CN101569137A; US20080159287A1; JP2010515366A; WO2008085471A1; EP2115942A1

Abstract

본 발명은 노드 투 노드 데이터 전송, 즉, IPv6(Internet Protocol version 6) 내의 통합된 성능, 구체적으로 확장 헤더에 근거하는 네트워크 홉(network hops) 상에서 성능 정보를 획득하고 리포팅하는 방법을 제공한다. (실시간) 데이터 흐름의 성능은 데이터 흐름에서 선택 데이터 패킷의 확장 헤더에 특정의 정보를 삽입함으로써 소스-목적지 쌍 사이에서 모니터링된다. 소스 클라이언트에서 확장 헤더를 개시하고, 소스-목적지 경로 상의 임의의 중간 노드에서 확장 헤더를 업데이트함으로써, 목적지 노드는 확장 헤더 내의 기록된 데이터에 근거하여 네트워크 내의 선택 노드의 현재의 성능 레벨에 관한 세부적인 통계치 세트를 생성할 수 있다. 추가적으로, 데이터 흐름은 이들 경로 상에서 특정의 흐름과 독립적인 임의의 원하는 데이터 경로 상에서 모니터링될 수 있다.

Description

데이터 네트워크의 성능 레벨 모니터 및 기록 방법{EFFICIENT PERFORMANCE MONITORING USING IPV6 CAPABILITIES}

본 발명은 패킷 기반형 네트워크에서의 성능 모니터링에 관한 것으로, 구체적으로, IP 기반형 패킷 네트워크에 관한 것이다.

지난 10년 동안, 컴퓨터 네트워크는 크기 및 수행 성능에 있어 크게 성장하여 왔다. 이들 네트워크를 지원하는 네트워크 요소, 예를 들어, 라우터, 스위치 등은 용량에 있어서도 규모가 확대되어 왔으나, 이들은 통상적인 혼잡에 민감하여 네트워크 요소 상의 부하가 그 성능을 현저하게 초과하는 일시적인 과부하에 의해 야기되는 성능 저하를 초래한다.

네트워크 요소 성능 저하에 대한 하나의 대응책으로 서비스 품질(Quality of Service : QoS) 모니터링 애플리케이션이 개발되어 왔다. 이들 애플리케이션은 네트워크 내의 노드 혼잡, 패킷 지연, 또는 분해된 링크와 같은 네트워크 성능 및 진단 문제를 모니터링하는데 사용된다. 이러한 유형의 모니터링 애플리케이션은 보다 큰 규모의 운용, 관리 및 유지보수(operation administration maintenance : OAM)의 작은 부분인 것으로 간주할 수 있다. OAM은 운용을 용이하게 하고 운용 비용을 감소시키도록 네트워크에서 사용된 메커니즘을 지칭한다. 이는 또한 네트워크 성능을 검증하고 고장을 방지하도록 사용될 수 있다.

몇몇 OAM 애플리케이션 또는 유틸리티는 현재 네트워크의 성능을 모니터링하는데 이용 가능하다. 하나의 폭넓게 사용된 OAM 유틸리티는 IP 기반형 패킷 네트워크에 대한 PING 메커니즘이다. PING는 목적지에 일련의 패킷을 전송하며, 패킷의 반한 시에, 패킷의 원점 및 목적지 사이에 손실된 패킷의 총 지연 및 패킷의 총 수와 같은 통계치를 리포팅한다. 다른 통상적인 OAM 유틸리티는 TRACEROUTE이다. TRACEROUTE는 원점 및 목적지 사이의 라우터 각각의 노드의 리스트를 제공하며, 원점 및 각각의 중간 노드 사이의 지연 샘플을 또한 제공한다. PING 및 TRACEROUTE에 의해 채용된 인터넷 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protocol : ICMP) 기반형 지연 측정 기법은 라우터에서의 프로세싱 지연이 경로를 따라 크게 변화하게 되는 경향을 가짐에 따라 절대 성능의 신뢰 불가능한 표시자로서 알려져 있다. PING 및 TRACEROUTE는 정확한 성능 검증 툴이 아니라 접속성 체크 및 개략적인 지연 추정을 위해 설계되어 있다.

다른 성능 모니터링 툴은 특정의 네트워크 상에서의 각각의 라우터에 대해 관리 정보 버스(management information bus : MIB)를 이용한다. 각각의 라우터는 입력 패킷의 수, 출력 패킷의 수 및 인터페이스 또는 트래픽 클래스 당 총 지연과 같은 집합적인 통계치를 수집한다. 이러한 집합적인 정보는 특정의 라우터에 대한 MIB에 저장된다. 이러한 정보는 전형적으로 SNMP와 같은 프로토콜을 통해 네트워 크 성능 관리 플랫폼에 의해 수집된다.

상기 기술된 유지 보수 툴은 전체 네트워크 성능 또는 네트워크 내의 개별적인 라우터에서의 전체 성능을 모니터링하는데 유용하지만, 단일의 데이터 흐름에 대해 네트워크 성능을 모니터링하는 수단을 제공하지는 않는다. 이들은 단지 시간 주기, 예를 들어, 전체 주기에 대해 상이한 통계치를 나타내는 하루에 걸쳐 네트워크 요소의 성능 스냅샷(snapshot)을 제공한다. 필요로 하는 것은 하나의 네트워크 홉인 네트워크의 노드를 통해, 일시에 단일의 데이터 흐름을 트래킹하고, 개별적인 데이터 흐름에 특정한 성능 정보를 기록함으로써 네트워크의 성능을 모니터링하도록 사용될 수 있는 유지 보수 툴이다.

발명의 개요

본 발명은 노드 투 노드 데이터 전송, 즉, IPv6(Internet Protocol version 6) 내의 통합된 성능, 구체적으로 확장 헤더에 근거하는 네트워크 홉(network hops) 상에서 성능 정보를 획득하고 리포팅하는 방법을 제공한다. (실시간) 데이터 흐름의 성능은 데이터 흐름에서 선택 데이터 패킷의 확장 헤더에 특정의 정보를 삽입함으로써 소스-목적지 쌍 사이에서 모니터링된다. 추가적으로, 데이터 흐름은 이들 경로 상에서 특정의 흐름과 독립적인 임의의 원하는 데이터 경로 상에서 모니터링될 수 있다.

제 1 실시예에서, 데이터 흐름의 소스 노드는 해당 흐름에 속하는 패킷에 홉 바이 홉(hop-by-hop) 확장 헤더를 주기적으로 삽입하며, 흐름의 소스-목적지 노드 상에서의 각각의 노드는 확장 헤더를 업데이트한다. 확장 헤더는 데이터 흐름의 노드 상에서의 각각의 노드에 의해 리포트될 QoS 메트릭의 시퀀스 번호 및 식별자를 포함하는 "서비스 품질 리포팅(QoS Reporting)" 옵션을 포함한다. QoS 메트릭의 시퀀스 번호 및 식별자는 데이터 흐름의 소스 노드에서 동작하는 모니터링 기능에 의해 삽입된다. 확장 헤더 내의 QoS 리포팅 옵션은 소스-목적지 노드 상에서의 각각의 라우팅 노드에서 업데이트된다. 데이터 흐름의 노드 상에서의 각각의 노드는 타임 스탬프, 수신된 패킷, 연속적인 패킷 손실 카운트 등과 같은 (확장 헤더 내의) 정보를 기록한다. 일단 확장 헤더를 갖는 패킷이 목적지 노드를 수신하면, 모든 상기 퍼홉(per-hop) 정보는 목적지 측 모니터링 기능에 의해 수신된다. 이러한 정보의 수신 시에, 목적지 측 모니터링 기능은 경로 상에서의 홉의 각각에 대해 세부적인 성능 프로파일을 어셈블링한다. 타임 스탬프는 루트 상에서 발생한 총 지연 및 개별적인 퍼홉 지연을 결정하도록 사용된다. 연속적인 라우터에서 수신된 패킷 차이는 홉 당 패킷 손실을 결정한다. 연속적인 패킷 손실과 같은 임의의 다른 원하는 성능 특성을 결정하도록 추가적인 기록된 정보가 또한 사용된다.

제 2 실시예에서, 네트워크 내의 임의의 노드는 상기 기술된 바와 같은 유사한 프로세스를 이용함으로써 독립적인 네트워크 경로 모니터링 흐름을 생성할 수 있다. 그러나, 현재의 데이터 흐름을 모니터링하는 것과는 달리, 노드는 단지 루트 성능을 테스트하기 위해 데이터 흐름을 개시한다. 이러한 테스트 프로세스는 데이터 흐름이 존재하는지 여부에 관계없이 네트워크 내의 특정의 루트의 성능을 모니터링하도록 산발적으로 사용될 수 있다. 상기와 마찬가지로, 목적지 노드는 확장 헤더에 포함된 정보를 수집하고 네트워크 성능의 개요를 생성하도록 정보를 컴파일링할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명의 원리에 따른 LAN(local area network)을 도시하는 블록도이고,

도 2는 IPv6 표준에 따른 데이터 패킷을 도시하며,

도 3은 IPv6 표준에 따른 확장 헤더의 선택적인 부분을 도시하고,

도 4(a)는 본 발명에 따라 소스 클라이언트에 의해 생성된 홉 바이 홉(hop-by-hop) 확장 헤더를 도시하는 도면이며,

도 4(b)는 본 발명에 따라 목적지를 향한 경로 상의 라우터에 의해, 식별된 후의 홉 바이 홉 확장 헤더를 도시하는 도면이고,

도 4(c)는 본 발명에 따른 널(null) QoS 리포팅 옵션을 갖는 홉 바이 홉 확장 헤더를 도시하는 도면이다.

본 발명은 노드 투 노드 데이터 전송, 즉, IPv6 네트워크의 모니터링 및 유지 보수를 향상시키도록 홉 바이 홉 확장 헤더의 IPv6 특징을 이용하는 프로세스를 제공한다. 도 1은 간단한 데이터 네트워크(100)를 도시한다. 소스 클라이언트(105)는 라우터(110a-d)를 이용함으로써 목적지 클라이언트(115)에 패킷을 전송 한다. 소스 클라이언트(105)는 목적지 클라이언트(115)의 네트워크 어드레스인 목적지 어드레스로 데이터 패킷을 어드레싱한다. 라우터(110a)는 패킷을 수신하고 목적지 어드레스를 체크한다. 이를 결정한 이후에 이것은 데이터 패킷의 최종 목적지가 아니며, 라우터(110a)는 패킷을 라우터(110b)에 전송한다. 이러한 프로세스는 패킷이 목적지 클라이언트(115)에 도달할 때까지 라우터(110c 및 110d)를 통해 계속된다.

클라이언트(120a-d)는 네트워크(100)에 동작 가능하게 또한 접속되며, 네트워크 전체에 걸쳐 데이터 패킷을 역시 전송할 수 있다. 이들 추가적인 데이터 흐름은 소스 클라이언트(105)로부터 발신하는 패킷을 수신할 때에 비지(busy) 상태인 임의의 개별적인 라우터(110a-d)를 초래할 수 있다. 이것은 비지 라우터에서의 패킷 지연 및 가능한 패킷 손실을 초래한다.

네트워크 성능을 모니터링하는 현재의 기법을 이용하여, 소스 클라이언트(105)는 목적지 클라이언트(115)로부터의 단일의 데이터 흐름에 대한 총 지연 및 총 패킷을 획득할 수 있으나, 클라이언트(105 및 115) 사이의 단일의 데이터 흐름에 대한 개별적인 라우터의 성능은 이용 불가능하다.

본 발명에서, 소스 클라이언트(105)는 목적지 클라이언트(115)에 라우팅되는 데이터 흐름에 속하는 출력 패킷에 홉 바이 홉 확장 헤더를 주기적으로 삽입한다. 이후 확장 헤더로서 지칭되는 홉 바이 홉 확장 헤더는 네트워크 내의 데이터 흐름을 트래킹하는데 사용되는 소스 클라이언트(105)에 의해 할당된 시퀀스 번호를 차례로 포함하는 QoS 리포팅 옵션을 포함한다. 확장 헤더는 수집될 해당 흐름에 속 하는 상이한 통계적 데이터의 식별자를 또한 포함한다. 데이터 흐름의 경로 상의 노드에 의해 리포트될 통계적 데이터의 식별자에 추가하여, 소스 클라이언트는 확장 헤더 내에서의 대응하는 필드 내의 이들 데이터의 초기 값을 또한 포함한다. 라우터(110a)에서, 확장 헤더는 소스 클라이언트에 의해 요청된 바와 같이 데이터 흐름에 관한 국소적으로 수집된 통계적 데이터를 포함하도록 업데이트된다. 이것은 소스 클라이언트(105) 및 목적지 클라이언트(115) 사이의 나머지 라우터의 각각을 통해 계속된다. 일단 목적지 클라이언트(115)가 패킷을 수신하면, 패킷의 확장 헤더에 포함된 축적된 데이터에 근거하여 성능 통계치 세트를 구성할 수 있다. 데이터 흐름을 모니터링하는 프로세스는 이하 도 3의 설명에서 보다 상세하게 설명된다.

도 2(a)는 다음과 같은 필드, 즉, 버전 필드(201), 트래픽 클래스 필드(202), 흐름 레이블 필드(203), 페이로드 길이 필드(204), 다음 헤더 필드(205), 홉 제한 필드(206), 소스 어드레스 필드(207), 목적기 어드레스 필드(208), 다음 헤더 필드(209), 헤더 확장 길이 필드(210), 다음 헤더 필드(211), 헤더 확장 길이 필드(212) 및 데이터 필드(213)를 포함하여, IPv6d 의해 표준화된 바와 같은 데이터 패킷을 포함한다. 본 발명은 IPv6에 도입된 확장 헤더의 구체적으로 이용한다. IPv6 사양은 6개의 유형의 확장 헤더, 즉, 홉 바이 홉, 라우팅, 프래그먼트, 목적지 옵션, 인증 및 인캡슐레이팅 보안 페이로드(Encapsulating-Security-Payload)에 대해 허용한다. 홉 바이 홉 및 라우팅 확장 헤더를 제외하고, 모든 다른 확장 헤더는 IPv6 헤더 내의 목적지 어드레스에 의해 지정된 노드에서만 프로세스된다. 라우팅 확장 헤더는 소스 라우팅에 대해, 즉, 방문될 중간 노드를 리스트하도록 사용된다. 마찬가지로, 홉 바이 홉 확장 헤더는 각각의 중간 노드에 의해 프로세스된다. 그러나, IPv6 표준은 단지 포맷/프레임워크를 지정하지만, 이들 확장 헤더의 임의의 특정의 사용자를 암시하지 않는다는 것에 주목해야 한다.

확장 헤더는 도 2(a)에 도시된 바와 같은 다음 헤더 필드를 이용하여 함께 부착될 수 있다. 데이터 패킷이 다수의 확장 헤더를 포함하면, 확장 헤더의 다음 헤더 필드는 다음 확장 헤더를 지정한다. 마지막으로, 최종 확장 헤더의 다음 헤더 필드는 TCP 또는 UDP와 같은 트랜스포트층 프로토콜의 헤더, 및 IP 패킷의 실제의 페이로드를 이러한 순서로 지정한다. 다음 헤더 필드가 이용될 때, 패킷의 수신자는 다음 헤더 필드가 관련 정보를 갖고 있음을 암시한다. 이러한 시스템을 채택하는 논거는 기본 서비스로부터 추가적인 서비스를 분리하고, 이들을 확장 헤더에 넣어서, 그 기능에 의해 확장 헤더를 카테고리화하는 것이다. 이와 같이 행함으로써, 개별적인 헤더에 부과되는 부담이 완화되며, 기능의 유연성 있는 추가를 허용하는 시스템이 확립된다.

도 2(b)는 다음과 같은 필드, 즉, 옵션 유형 필드(220), 옵션 길이 필드(221) 및 데이터 필드(222)를 포함하는 홉 바이 홉 확장 헤더의 선택적인 부분을 도시한다. 몇몇 유형의 정보는 이를 활용함으로써, 즉, 옵션, 특징을 활용함으로써 홉 바이 홉 확장 헤더 내에 리포팅될 수 있다. 본 발명은 네트워크의 성능을 모니터링하는도록 모니터링 프로그램이 필요로 할 수 있는 타임 스탬프, 수신된 패킷, 연속적인 패킷 손실 및 다른 통계적 데이터를 리포팅하도록 특징을 이용한다. 헤 더의 특정의 세부 사항, 옵션 생성 및 업데이트는 이하 도 3의 설명에서 설명된다.

도 3은 본 발명의 특정의 실시예에 따른 클라이언트 및 라우터와 같은 네트워크 엔티티의 액션을 개략적으로 나타내는 플로우차트를 도시한다. 단계(300)에서, 도 1의 클라이언트(105)와 같은 소스 클라이언트는 데이터 흐름을 나타낸다. 데이터 흐름의 초기 패킷에서, 소스 클라이언트는 도 1의 클라이언트(115)의 어드레스와 같은 목적지 어드레스에 패킷을 어드레싱한다. 이 예에서, 소스 클라이언트(105)는 경로 상에서의 라우터를 식별하고 그 자신과 목적지 클라이언트(115) 사이의 퍼홉(per-hop) 기반으로 패킷 지연 및 패킷 손실을 모니터링하는데 있어서 중요하다.

도 4(a), 도 4(b) 및 도 4(c)는 다음 테이블, 즉, IPv6 고정 헤더(401), 홉 바이 홉 확장 헤더(402), 다음 헤더 필드(403), 헤더 확장 길이 필드(430), 옵션 유형 필드(404), 옵션 길이 필드(406), 시퀀스 번호 필드(408), 노드 수 리포트 필드(410), 메트릭 수 필드(412), 노드 위치 필드(414), 식별자 1 필드(416a), 식별자 2 필드(416b), 식별자 3 필드(416c), 어드레스 필드(418), 타임 스탬프 필드(420) 및 패킷 카운트 필드(422)를 포함하는 IPv6 데이터 패킷(400)을 도시한다.

성능 모니터링을 촉진하기 위해, 소스 클라이언트는 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 데이터 패킷(400) 내에서의 홉 바이 홉 확장 헤더(402)를 생성한다. 본 발명에 따르면, 특수 옵션 유형(1 바이트)은 확장 헤더가 QoS 리포팅 헤더로서 사용되는 것을 표시하도록 사용된다. 따라서, 소스 클라이언트(105)는 QoS 리포팅 헤더를 표시하도록 옵션 유형 필드(404)를 채운다. 옵션 길이 필드(406)는 옵션 유 형 필드(404)를 따른다. 옵션 길이 필드(406)는 확장 헤더의 QoS 리포팅 부분의 길이를 표시하도록 클라이언트에 의해 사용된다. 이러한 QoS 리포팅 부분은 도 4(a)의 음영 표시된 부분으로 표시된다. 옵션 길이 필드(406) 다음에 나타나는 첫 번째 필드는 시퀀스 번호 필드(408)이다.

소스 클라이언트(105)가 주어진 데이터 흐름에 대한 QoS 리포팅을 개시하는 경우, 해당 데이터 흐름과 연관된 제 1 패킷의 QoS 리포팅 확장 헤더 내의 시퀀스 번호 필드(408)가 1로 설정된다. 이후에, QoS 리포팅 확장 헤더에 의해 해당 데이터 흐름과 연관된 패킷이 소스 클라이언트(105)에 의해 송신될 때마다, "시퀀스 번호" 필드는 1만큼 증분된다.

"노드 수 리포트" 필드(410)는 소스 클라이언트에 의해 1로 설정되고, 학장 헤더에서 그 QoS 리포팅 데이터를 포함하는 목적지에 대한 경로 상의 모든 노드에 의해 1만큼 증분된다. 소스 클라이언트(105)가 다음 필드에서 네트워크 노드가 리포트하고자 하는 QoS 관련 데이터의 수를 갖는 "메트릭 수" 필드(412)를 채운다. 본 예에서, 이러한 필드는 (1) 목적지 클라이언트에 대한 경로 상에 나타나는 노드의 식별자 또는 어드레스, (2) 각각의 홉을 진행하도록 패킷에 의해 취해진 시간 및 (3) 홉 당 패킷 손실에서 있어서 중요하므로 소스 클라이언트(105)에 의해 3으로 설정된다.

"메트릭 수" 필드(412) 다음에 나타나는 필드는 "노드 위치" 필드(414)이다. 소스 클라이언트(105)는 소스 클라이언트 및 목적지 클라이언트 사이의 데이터 경로 상에서의 그 위치로 간주되는 0으로 이러한 필드를 채운다. 원하는 성능 데이 터를 수집하고 리포팅하기 위한 네트워크 노드를 지시하기 위해, 소스 클라이언트는 리포팅될 데이터를 식별하기 위한 코드를 사용한다는 것에 주목해야 한다. 도 4(a)에서 식별자 필드(416(a), 416(b) 및 416(c))로 표시된 이러한 코드는 QoS 리포팅 옵션 내의 대응하는 데이터를 항상 진행한다. 식별자 1 필드(416a)는 데이터의 제 1 리포팅된 부분이 노드 어드레스일 것임을 표시하도록 사용된다. 필드(416a)에 이어서, 필드(418)는 리포팅 노드의 전체 어드레스를 리포팅하도록 사용된다. 실제의 패킷에서, 필드(418)는 16개의 연속적인 바이트의 데이터를 포함한다는 것에 주목해야 한다. 이것은 단지 도 4(a)의 방식으로 인해 필드(418)가 4개의 로우에 걸쳐 확산되도록 나타나도록 하는 통상적인 실시예에 따라 로우 당 4 바이트를 나타내는 것으로 도시되어 있다. 어드레스 필드(418)에 이어서 식별자 2 필드(416b)가 나타난다. 여기서, 식별자 2는 리포팅하기 위한 데이터의 제 2 부분이 타임 스탬프임을 표시하도록 사용된다. 필드(420)는 타임 스탬프임을 리포팅하도록 사용된다. 다시 한번, 필드(420)가 2개의 로우에 걸쳐 확산되도록 나타난다 하더라도, 실제의 패킷에서 4개의 연속적인 바이트를 포함한다. 타임 스탬프 필드에 이어서 식별자 3 필드(416c)가 나타난다. 이러한 필드는 리포팅할 데이터의 제 3 부분이 패킷 카운트임을 표시하도록 사용된다. 필드(416c)에 이어서 패킷 카운트 필드(422)가 나타난다. 패킷 카운트 필드(422)는 또한 도 4(a)에서 2개의 로우에 걸쳐 확산되도록 나타난다 하더라도, 4개의 연속적인 바이트를 포함한다. 도 4(a)에서, 식별자에 대해 1 바이트 코드가 사용된다. 그러나, 리포팅될 필요가 있는 데이터를 식별하도록 임의의 적절한 길이가 사용될 수 있음이 명백하다. 마찬 가지로, 타임 스탬프 및 패킷 카운트 필드에 임의의 적절한 길이가 할당될 수 있다.

소스 클라이언트가 각각의 식별자 필드에 적절하게 채운 후에, 소스 클라이언트는 어드레스 필드(418)를 그 네트워크 어드레스로 채운다. 타임 스탬프 필드(420)는 QoS 리포팅 확장 헤더로 제 1 패킷을 송신하기 이전에 그 클록 시간에 따라 "패킷 카운트" 필드(422)를 1로 초기화한다. 이 시점으로부터, 소스 클라이언트는 흐름에 대해 송신된 총 수의 패킷을 추적하고, 해당 흐름에 속하는 패킷에 QoS 리포팅 확장 헤더를 삽입할 때마다, "패킷 카운트" 필드를 가장 최근의 이러한 패킷 카운트로 채운다. 타임 스탬프 필드(420)는 현재의 클록 시간으로 채워진다.

QoS 리포팅 내에서의 원하는 모든 필드 내에서 생성하여 채운 후에, 소스 클라이언트(105)는 확장 헤더의 총 길이를 표시하도록 사용되는 헤더 확장 길이 필드(430)와 같은 패킷 헤더의 나머지를 채우고 나서 그 경로 상에서 다음 노드, 예를 들어, 라우터(110a)를 향해 패킷을 송신한다.

도 3의 단계(305)에서, 도 1의 라우터(110a)는 도 4(a)의 음영 표시된 부분으로서 도시된 QoS 리포팅 옵션을 전달하는 확장 헤더(402)로 데이터 패킷(400)을 수신한다. 라우팅 노드는 목적지 어드레스에 대해 먼저 체크하는 데이터 흐름의 초기 패킷을 검사한다. 데이터 흐름의 목적지를 결정한 이후에, 라우팅 노드는 확장 헤더, 구체적으로 홉 바이 홉 확장 헤더(402)를 체크한다. 확장 헤더에 포함된 옵션 유형 필드(404)를 체크함으로써, 라우팅 노드는 통계적인 성능 데이터를 수집하도록 사용되는 홉 바이 홉 확장 헤더 내의 확장 헤더를 결정한다. 라우터(110a) 는 특정의 성능 데이터가 메트릭 수 필드(412) 및 식별자 필드(416(a), 416(b) 및 416(c))에 근거하여 대응하는 데이터 흐름에 대해 모니터링되고 리포팅될 필요가 있는지를 결정한다.

식별자 필드에 의해 표시된 바와 같이, 모니터링될 데이터는 노드 어드레스, 송신 이전의 현재의 패킷에 대한 타임 스탬프, 및 데이터 흐름에 대한 집합적인 패킷 카운트이다. 따라서, 라우터(110a)는 데이터 흐름에 속하는 제 1 패킷이 단지 수신되었으므로, 데이터 흐름에 대해 수신된 패킷 수를 추적하도록 카운터를 설정하여, 이를 1로 초기화한다. 이러한 카운터는 해당 데이터 흐름에 속하는 패킷이 라우터(110a)에 의해 수신될 때마다 업데이트된다.

도 4(b)는 라우터(110a)가 QoS 리포팅 옵션을 업데이트한 이후에 홉 바이 홉 확장 헤더(402)가 어떻게 보여지는지를 도시한다. 먼저, 라우터(110a)는 2가 되도록 "노드 수 리포트" 필드(410)를 1만큼 증분한다. 라우터(110a)는 요청된 데이터를 리포팅하도록 요구된 바와 같이 적절한 필드 및 대응하는 식별자를 QoS 리포팅 옵션에 첨부한다. 먼저 새로운 "노드 위치에 대한 식별자" 필드(434)를 첨부하고 경로 내의 라우터(110a)의 취치를 나타내는 1을 필드에 채운다. 다음에, 라우터(110a)는 리포팅 데이터에 대해 소스 클라이언트(105)와 동일한 단계를 따른다. 먼저, 라우터(110a)는 노드 어드레스에 대한 식별자를 포함하고 그 네트워크 어드레스를 제공한다. 다음에, 라우터(110a)는 타임 스탬프에 대한 식별자를 포함하고 현재의 클록 시간을 포함한다. 마지막으로, 이러한 예에서, 라우터(110a)는 패킷 카운트에 대한 식별자를 포함하고 현재의 패킷 카운트를 포함한다. 요청된 데이터 를 리포팅한 이후에, 라우터(110a)는 소스 클라이언트(105) 뿐만 아니라 라우터(110a)에 의해 채워진 데이터를 표시하는 QoS 리포팅 옵션 필드의 새로운 길이를 반영하도록 옵션 길이 필드(406)를 설정한다.

라우터(110a)는 도 3의 단계(310)에서 도시된 바와 같이 추가된 정보를 확장 헤더에 반영하도록 적절하게 "헤더 확장 길이" 필드(430)를 설정하고 목적지를 향해 다음 홉에 패킷을 전송한다 상기와 마찬가지로, 단계(315)에서 다음 수신 노드는 목적지 어드레스를 체크하고 데이터 흐름의 최종 목적지인지 여부를 판정한다. 다음 수신 노드가 최종 목적지가 아니면, 프로세스는 단계(305)로 복귀하여 라우터(110a)의 문맥에서 기술된 것과 유사한 액션이 실행된다. 한편, 수신 노드가 의도된 수신자이면, 프로세스는 단계(320)로 진행한다.

단계(320)에서, 본 예의 데이터 흐름 목적지 클라이언트(115)에 대한 목적지 노드는 QoS 리포팅 확장 헤더를 갖는 데이터 패킷을 수신한다. 데이터 패킷이 QoS 리포팅 확장 헤더를 갖는 제 1 패킷이면, 목적지 클라이언트는 소스 클라이언트(105)에 의해 원하는 성능 데이터를 수집하고 컴파일링하도록 테이블, 카운터 등을 설정한다. 그 후, QoS 리포팅 확장 헤더를 갖는 데이터 흐름에 속하는 각각의 패킷에 대해, 목적지 클라이언트(115)는 데이터 경로 내의 상이한 노드에 의해 확장 헤더에 요구된 성능 데이터를 수집하고 원하는 성능 측정을 획득하도록 이러한 데이터를 프로세스한다. 본 예에 있어서, 이러한 프로세싱은 헤더 내에 리포팅되는 데이터 경로 상에 노드 어드레스, 소스 클라이언트(105)에 의해 리포팅되는 현재의 시간 및 타임 스탬프 사이의 차인 엔드 투 엔드 패킷, 데이터 경로 내의 노드 및 그 선행자 노드에 의해 리포팅된 타임 스탬프 내의 차인 퍼롭 패킷 지연, 소스 클라이언트에 의해 리포팅된 패키 카운트 및 목적지 클라이언트에 의해 측정된 패킷 카운트 사이의 차인 총 패킷 손실, 노드에 의해 리포팅된 패킷 카운트 및 데이터 경로 내의 그 계층자 노드 사이의 차인 퍼홉 패킷 손실을 기록하는 것을 포함한다. 일단 목적지 노드가 원하는 성능 데이터를 가지면, 이것은 네트워크 구조에 의존하는 몇 가지를 수행할 수 있다. 몇 가지 가능성은 목적지 노드가 소스 노드에 데이터를 다시 송신하고, 목적지 노드가 네트워크 상의 임의의 노드가 정보를 액세스할 수 있는 제어된 저장 서버로 데이터를 송신하거나, 또는 목적지 노드가 네트어크 내의 모든 노드에 정보를 브로드캐스팅하는 것을 포함한다.

이러한 제 1 패킷을 송신한 이후에, 소스 클라이언트는 주기적으로, 예를 들어, 100개의 패킷 당 1회, 데이터 흐름에 속하는 아웃바운드 패킷에 QoS 리포팅 확장 헤더를 삽입한다. 데이터 경로 상의 노드에 QoS 리포팅 옵션을 전달하는 홉 바이 홉 확장 헤더를 갖는 패킷이 발생할 때마다, 그 소스에 의해 해당 패킷에 포함된 성능 패킷에 대응하는 그 국소적 성능 데이터를 상술된 방식으로 리포팅한다.

소스 클라이언트가 QoS 리포팅 옵션으로 패킷을 송신할 때마다, 제 1 패킷의 QoS 리포팅 확장 헤더에 포함되는 모든 성능 메트릭을 포함할 필요가 없다. 예를 들어, 소스 클라이언트가 200개의 패킷마다의 패킷 소실 및 100개의 패킷마다의 패킷 지연 상에서 리포트를 원하면, 다음과 같은 단계를 수행할 수 있다. 먼저, 100번째마다의 아웃바운드 패킷에 QoS 리포팅 확장 헤더를 포함할 수 있다. 그러나, 모든 이러한 학장 헤더는 패키 지연이 암시되는 타임 스탬프 메트릭을 포함할 것인 반면, 패킷 카운트 메트릭은 이러한 확장 헤더 두 번째마다의 이러한 확장 헤더에 포함될 것이다. 노드 어드레스 필드는 또한 모든 QoS 리포팅 확장 헤더에 포함될 필요는 없다. 이러한 특징은 임의의 원하는 주파수에서 상이한 성능 메트릭을 리포팅하고 컴파일링할 수 있도록 하므로, 성능 데이터 수집 프로세스에 대한 유연성 및 효율을 가능하게 한다.

앞서 언급된 바와 같이 소스 클라이언트에 의해 옵션 필드에 입력되는 "시퀀스 번호" 필드 이외에 아무 것도 포함하지 않는 "널" QoS 리포팅 옵션을 갖는 QoS 리포팅 확장 헤더를 구비하는 것이 또한 가능하다. 도 4(c)는 널 QoS 리포팅 옵션을 갖는 홉 바이 홉 확징 헤더의 개략을 도시한다. 널 QoS 리포팅 옵션은 성능 리포팅에 대한 임의의 필드를 포함하지 않으므로, 소스 및 목적지 사이의 경로 상의 임의의 노드에 의해 변경되지 않는다. 그러나, 널 QoS 리포팅 옵션에 포함된 시퀀스 번호는 특정의 유용한 성능 메트릭을 획득하도록 활용된다. 예를 들어, 소스 클라이언트가 데이터 흐름에 대한 "연속적인 패킷 손실"에 있어 중요하지 않으면, 해당 흐름에 속하는 패킷마다 널 QoS 리포팅 옵션을 갖는 홉 바이 홉 확장 헤더를 포함할 수 있다. 이러한 옵션에 포함된 "시퀀스 번호" 필드는 해당 흐렘에 대한 연속적인 패킷 손실을 결정하도록 경로 뿐만 아니라 목적지 클라이언트 상에서의 노드를 보조한다. 그 아웃바운드 패킷의 QoS 리포팅 옵션에 "연속적인 패킷 손실" 식별자 및 연속적인 패킷 손실을 리포팅하는 필드를 주기적으로 포함함으로써, 소스 클라이언트는 목적지 클라이언트에 그 기록된 연속적인 패킷 손실을 리포팅하도록 데이터 경로 상의 노드를 프롬프트할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 소스 클라 이언트가 100개의 패킷마다 리포팅된 연속적인 패킷 손실을 가지면, 다음을 수행할 수 있다. 먼저, 데이터 흐름에 속하는 첫 번째 패킷 뿐만 100번째 패킷 내의 연속적인 패킷 손실 필드를 갖는 QoS 리포팅 옵션을 포함하는 반면, 해당 데이터 흐름에 속하는 모든 다른 패킷 내에 QoS 리포팅 옵션을 포함한다. 이것은 소스 클라이언트가 정의된 페이로드를 갖는 데이터 흐름을 실제로 송신하지 않고 네트워크 내의 소정의 노드의 성능을 모니터링할 수 있도록 한다. 소정의 시퀀스의 패킷에 걸쳐, 노드는 다수의 구분된 연속적인 패킷 손실 인스턴스를 경험할 수 있다. 예를 들어, 100 패킷 시퀀스의 데이터 흐름에 걸쳐, 노드는 제 1 패킷 내에서 5개의 연속적인 패킷이 손실되고 제 2 패킷 내에서 10개의 연속적인 패킷이 손실되는 연속적인 패킷 손실의 2개의 인스턴스를 경험할 수 있다. 나머지 85개의 패킷은 정확하게 수신된다. 그러한 경웅에, 주어진 데이터 흐름에 대해 연속적인 패킷 손실 필드에 채우는 경우 대부분의 연속적인 패킷 손실 카운트를 리포팅한다. 따라서, 본 예에서, 값 10을 갖는 연속적인 패킷 손실 필드를 채울 것이다.

도 3, 도 4(a), 도 4(b) 및 도 4(c)는 단지 예시로서 도시되어 있다. 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 완전하게 도시되지 않은 추가적인 실시예 및 장점을 인지할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예는 특정의 네트워크 세그먼트 상의 노드로부터 테스트 데이터 흐름을 무의식적으로 전송하는 것을 포함한다. 이러한 테스트 데이터 흐름은 성능을 모니터링하기 귀해 흐름이 단지 사용됨에 따라 실제의 데이터가 흐름에 의해 포함되지 않는 것을 제외하고는 도 3, 도 4(a), 도 4(b) 및 도 4(c)에 도시된 것과 유사하다.

본 발명의 특정의 바람직한 실시예가 기술되었으나, 이들 실시예는 단지 예시를 위해 제공된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지는 않는다. 따라서, 본 발명의 장점 및 범위는 후술하는 특허 청구 범위 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims

데이터 네트워크의 성능 레벨을 모니터링하고 기록하는 방법으로서,

(1) 소스 노드에서 데이터 흐름을 개시하는 단계와,

(2) 상기 소스 노드로부터 목적지 노드로 상기 네트워크를 통해 상기 데이터 흐름을 전송하는 단계와,

(3) 상기 목적지 노드에서 통계 정보를 기록하는 단계-상기 정보는 상기 네트워크의 현재의 성능 레벨에 관련된 것임-를 포함하는

방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 (1)은 상기 데이터 흐름의 패킷 내에 확장 헤더를 포함하는 단계를 더 포함하며, 상기 확장 헤더는 상기 네트워크 내의 각각의 노드에서 수집될 성능 정보를 지정하는

방법.
제 2 항에 있어서,

상기 단계 (2)는 상기 소스 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 루트(route) 상의 임의의 중간 노드에서 상기 확장 헤더를 업데이트하는 단계를 더 포함하며, 상기 업데이트하는 단계는 상기 확장 헤더에 의해 지정된 바와 같이 상기 성능 정보를 추가하는 단계를 포함하는

방법.
제 3 항에 있어서,

상기 단계(3)은 각각의 중간 노드에 대해 상기 목적지 노드에서 상기 성능 정보를 기록하는 단계를 포함하는

방법.
제 4 항에 있어서,

상기 성능 정보는 엔드 투 엔드 패킷 지연(end-to-end packet delay), 퍼홉 패킷 지연(per-hop packet delay), 수신된 패킷, 연속적 패킷 손실, 총 패킷 손실, 및 패킷 지터로부터 도출될 수 있는 데이터를 포함하는

방법.
데이터 네트워크 내의 소스-목적지 경로 상의 개별적인 노드의 성능 레벨을 모니터링하는 방법으로서,

(1) 목적지 노드로 전달될 데이터 흐름을 소스 노드에서 개시하는 단계-상기 데이터 흐름은 성능 정보를 리포팅(reporting)하는 확장 헤더를 갖는 패킷을 주기적으로 포함함-와,

(2) 상기 데이터 흐름과 연관된 패킷을 상기 데이터 네트워크를 통해 상기 목적지 노드로 전송하는 단계와,

(3) 상기 네트워크의 현재의 성능 레벨에 관한 통계적 정보를 상기 목적지 노드에서 결정하는 단계를 포함하는

방법.
제 6 항에 있어서,

상기 확장 헤더는 상기 네트워크 내의 각각의 노드에서 수집될 성능 정보를 지정하는

방법.
제 7 항에 있어서,

상기 단계 (2)는 상기 소스 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 루트 상의 임의의 중간 노드에서 상기 확장 헤더를 업데이트하는 단계를 더 포함하며, 상기 업 데이트하는 단계는 상기 확장 헤더에 의해 지정된 바와 같은 상기 중간 노드에 대응하는 상기 성능 정보를 추가하는 단계를 포함하는

방법.
제 8 항에 있어서,

상기 단계(3)은 각각의 중간 노드에 대해 상기 목적지 노드에서 상기 성능 정보를 기록하는 단계를 포함하는

방법.
제 9 항에 있어서,

상기 기록된 성능 정보는 상기 데이터 네트워크 내의 적어도 하나의 다른 노드에서 분배되는

방법.