KR20110080272A - 동적인 회로 기반의 네트워크 에서 가상화 기반의 도메인 간 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DCN 구조에서 가상화 기반의 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템에 관한 것으로서, 가상화 기술을 이용해서 분리된 다수개의 NARB/RCE를 제공하고, 경로 계산의 개선을 위해서 다수 개의 NARB/RCE를 하나의 컴퓨터에 두고 브릿지 기반으로 분리된 오버레이망을 형성해서 가상망을 구성한다. 본 발명에 의해서 다수의 NARB/RCE를 설치하기 위해 별도로 컴퓨터를 구매할 필요 없이 하나의 시스템으로 다양한 형태의 네트워크 서비스가 가능하며 NARB/RCE간의 거리를 좁힘으로써 효율적인 경로 계산 비용과, 적은 전력 소모로 DCN 서비스를 제공할 수 있다.

Description

동적인 회로 기반의 네트워크 에서 가상화 기반의 도메인 간 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템 및 그 방법{VIRTUALIZATION BASED DYNAMIC CIRCUIT NETWORK ARCHITECTURE FOR EFFICIENT PATH COMPUTAION}

네트워크 시스템.

본 발명은 국립 과학 재단(NSF)에 의한 Dynamic Resource Allocation in GMPLS Optical Networks (DRAGON)는 High Performance Video 전송이나 , e-VLBI, 등 end-to-end 간 네트워크 전송 서비스를 동적이고, 경로를 미리 결정 하고 관리하기 쉽게 연구하고 개발하고 있는 프로젝트에 기초 한다.

DRAGON 프로젝트는 다른 네트워크 토폴로지들로부터 inter-domain 간에 동적으로 네트워크를 지원하는 기술 연구와 개발을 하는 것이다.

DRAGON 구조는 수 많은 자치적인 네트워크 도메인들로 구성되고 각각은 일방적으로 내부의 트래픽 관리 방법들을 정의를 내릴 수 있다. 기본적으로 DRAGON 구조는 스위치와 GMPLS 라벨 체계를 지원하는 노드들 기반으로 한다.

GLMPS Label 체계는 패킷 라벨(e.g. MPLS) , TDM 라벨(e.g. SONET), wavelength 라벨, fiber 라벨들로 구성된다. GMPLS 라벨들에 따르는 트래픽에 작동하는 스위칭 노드들은 Label Switch Router(LSR)로 말할 수 있다. 하나의 LSR은 모든 GMPLS 라벨 타입 들을 지원을 필요로 하지 않는다. 대신에 장비와 네트워크를 기반으로한 서브셋을 지원 할 것이다.

DRAGON 구조는 각 LSR이 intra-domain GMPLS 라우팅 프로토콜과 GMPLS 패스 시그널링 프로토콜을 운영한다고 가정한다. 라우팅과 시그널링 프로토콜은 교대로 사용 된다. 연관된 시그널링과 switched 라우터 라벨의 조합은 동적인 컨트롤을 가능하게 하고 엔드 투 엔드간 특화된 라벨 타입과 일치하는 전송 label에 다중 서비스 트래픽 연결하게 해 주는 Label Switched Path(LSP)로 설명할 수 있다.

LSP 기반 lambda의 Intra-Domain 구성은 Interior Gateway Protocols(IGP)와 signaling 프로토콜의 표준화 된 확장성 때문에 완성도 높은 구성이라고 할 수 있다. 하지만 end-to-end 동적으로 다중 관리 도메인과 서로 다른 네트워크에 제공 될 수 있는 LSP를 구성한 inter-domain이 남아 있다.

DRAGON은 inter-domain end-to-end GMPLS 전송을 위한 구조들의 연구를 제안 한다. 이 DRAGON 구조는 Network Aware Resource Broker (NARB) , Virtual LSR(VLSR), 그리고 Application Specific Topology Definition Language(ASTDL)의 형태에 요소들이 있다.

end-to-end inter-domain LSP들을 구성하기 위해서는 서로 연결된 네트워크는 각각 목적지가 label 형태를 거쳐서 도달 될 수 있는 것들을 제공하는 label에 통신하는 정보들을 교환해야한다. 그리고 자치의 도메인과 다른 도메인을 나타내는 NARB와의 정보를 교환하는 Network Aware Resource Broker(NARB) 개념을 제안한다. 이러한 inter-domain은 end-to-end LSP 라우팅을 할 수 있게 교환 한다. 이 교환의 필수 부분은 인증 , 권한 부여, accounting 정보이다. 하지만 현재의 구조는 이러한 inter-domain 사이의 정보 교환 과정에서 많은 시간과 자원의 낭비가 발생한다.

이상에서와 기존의 NARB 시스템의 물리적으로 분리된 컴퓨터에서 동작시키 던 것을 가상화를 이용해서 한 대의 컴퓨터로 줄이고, NARB시스템들 간의 거리가 멀어서 오래 걸리던 inter-domain 사이의 정보 교환 과정을 가상 머신들 사이의 브릿지를 이용해서 줄임으로써, 에너지 절감과, 자원의 효율적 사용이라는 측면에서 전체적인 네트워크 시스템의 향상에 기여하는 점이 크다.

이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위와 같은 사용자의 요구 사항을 만족 시키기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 가상화를 기반으로 리소스를 효율적으로 사용하면서 높은 성능을 보이는 inter-domain간의 경로 계산을 수행해서, 효율적인 DCN망을 구성하도록 하는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시스템은 VLSR: 상기 VLSR 위에 정의 된 Path computation기능을 수행하는 가상화 기반의 NARB를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제시한 DCN에서 가상화 기반의 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템 은 가상화 기술을 이용해서 분리된 다수개의 NARB를 제공하고, 가상화를 이용해 형성된 브릿지를 이용해서 NARB간의 경로 계산의 시간과 거리를 줄임으로써, 다수의 NARB를 위한 컴퓨터들을 별도로 구매할 필요 없이 하나의 시스템으로 다양한 DCN의 구성이 가능하며, 경고 계산값을 줄임으로써 효율적인 네트워크의 구성이 가능해 진다.

도 1은 본 발명에 따른 DCN 구조에서 가상화 기반의 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템 구조를 도시한 화면이다. 도 2는 본 발명에 따른 LSP회선 구성의 순서를 도시한 순서도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은 LSP 회선 구성 요청을 수신하는 제1 단계; 요청된 LSP를 위한 경로 계산을 해당 NARB에 맵핑 되어 있는 RCE에 요청하는 제2 단계; RCE 로부터의 계산 값을 가지고 LSP 회선 구성이 가능하지를 판단하는 제3 단계; 상기 판단 결과 LSP 회선 구성이 가능 하면 경로 계산 값을 VLSR에게 반환하는 제4 단계; 상기 판단 결과 해당 RCE에서 경로 계산이 불가능 하면 다음 연결된 NARB에게 순환적으로 경로 계산을 요청하는 제5 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 흐름을 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 DCN 구조에서 가상화 기반의 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템의 구조를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 DCN 구조에서 가상화 기반의 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템은 상기 도 1에 도시화된 바와 같이, 각기 하나의 도메인(110, 120)을 이루고 있는 다수 개의 VLSR(111~113, 121~123)과 각 도메인을 관장하는 가상 머신 기반의 NARB/RCE(131~132)로 이루어져 있다.

NARB는 로컬 Autonomous System (AS) 또는 도메인을 대표하는 블록이다. NARB는 엔드 시스템 또는 다른 장치 간 쿼리를 근원지와 목적지까지 트래픽 경로 이용가능 여부에 대해 찾기 위해 보내고 경로를 계산 하는데 제공한다. NARB의 일부분인 Resource Computation Element (RCE)는 경로 계산을 하는 임무를 수행 한다. NARB는 또한 Inter-domain을 라우팅하는 역할을 한다. NARB는 inter-domain 경로 계산과 라벨 스위칭 경로를 활성화하기 위해서 토폴로지 정보들을 교환한다. 이 inter-domain 토폴로지 정보 교환은 로컬 OSPF-TE 프로토콜에 의한 실제적인 토폴로지를 기반으로 한다. 도메인 추상화는 토폴로지의 간소화된 view를 외부로 나가는 것을 알리는 관리 도메인을 위한 메커니즘을 제공한다. 이러 한 것은 외부 업데이트 요구의 양을 최소화 하는 것과 실제 토폴로지의 도메인들을 숨기게 한다. 이를 위해 각 VLSR들은 GRE터널링을 통해 콘트롤 플레인에서 연결이 되고 이 터널링 사이에서 OSPF 프로토콜이 돌아 가게 된다.

NARB는 도메인들 사이에 링크 상태 database들을 공유하기위해 OSPF-TE의 수정된 버젼을 사용한다. 이러한 inter-domain 토폴로지 교환은 로컬 OSPF-TE 프로토콜을 탐지하거나 도메인 토폴로지의 추상화된 뷰에 실제 토폴로지에 기반으로 한다. 도메인 추상화는 토폴로지의 매우 간략히 된 뷰를 외부로 알리기 위해 관리 도메인들을 위한 메커니즘을 제공한다. 이는 도메인들이 외부의 업데이트가 요구되는 양을 최소화하는 것과 실제 토폴로지들 또한 숨긴다. 본 가상화 기반의 효율적인 경로 계산 시스템은 이에 더불어 업데이트 경로와 정보 교환 거리를 가상화로 형성된 브릿지를 이용하여 감소 시킴으로써, 최대한 적은 양의 업데이트를 통해 네트워크 사용의 효율성을 높인다.

도 1을 참조하면, 각 VLSR(111~113, 121~123)은 GRE터널링을 통해 각 도메인(110,120)이 맵핑되어 있는 가상 머신의 NARB/RCE(131,132)에 GRE터널링을 통해 연결이 되어 있다. 그리고 각 VLSR들은 OSPF 프로토콜과 OSPF-TE가 돌면서, 해당 도메인을 위한 네트워크 토폴로지를 구성하게 된다. 그리고 각 도메인의 네트워크 토폴로지는 해당 NARB/RCE에 보내지게 되고, 각기 해당 가상 NARB/RCE들 사이에 도메인 사이들 토폴로지 정보가 오고 가게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 DCN에서 가상화 기반의 효율적인 경로 계산을 위한 시스템의 LSP 회선 구성의 절차를 도시한 순서도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기반의 효율적인 경로 계산을 위한 시스템에 LSP 회선 구성 요청이 수신 되었을 때(S101), 해당 도메인을 관장하는 가상 머신 기반의 NARB/RCE 에게 경로 계산을 요청하게 된다.(S102). 요청을 받은 NARB는 RCE에게 경로 계산을 요청하게 된다.(S103)

만일, 단계 S103에서 판단결과, 해당 NARB/RCE 블록에서 경로 계산이 끝나게 되면, intra-domain에서 해당 VLSR끼리의 경로가 계산되고, 만일 판단 결과, NARB/RCE 블록에서 경로 계산이 끝나지 않는다면 브릿지로 연결된 다음 NARB/RCE 에게 경로 계산을 의뢰하게 된다(S104).

상기 S104와 같은 과정은 순환적으로 모든 경로 계산이 이루어 질 때까지 반복적으로 이루어 진다(S105)

이상에서 본 발명에서 시스템의 흐름을 구체적으로 설명하였다.

110: Intra-domain1; 111~113: VLSR
120: Intra-domain2; 121~123: VLSR
130: 가상 머신; 131~132: NARB/RCE; 133: 브릿지

Claims (5)

1. VLSR;
   상기 VLSR들을 관장하는 가상화 기반의 NARB/RCE;
   상기 NARB/RCE를 네트워크로 연결시키는 가상 브릿지를 구비하는 것을 특징으로 하는 DCN 기반에서 가상화 기반의 도메인 간 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템.
   
   
2. 제 1 항에 있어서, VLSR은
   
   
   non GMPLS 장비와 제공되는 서비스들을 end-to-end GMPLS를 제공하는 네트워크 영역으로 통합하기 위한 메커니즘을 제공하는 시스템.
   
   
   
   
3. 제 2 항에 있어서, GMPLS는
   
   
   GMPLS 소프트웨어는 수준 있는 권한과 인증을 갖는 다중 네트워크 토폴로지들과 도메인 간 서비스를 제공하는 시스템.
   
   
4. 특정 VLSR로 LSP회선 구성 요청을 수신하는 제 1 단계;
   
   
   수신된 LSP회선을 구성하기 위한 해당 도메인의 NARB/RCE에게 경로 계산을 요청하는 제 2 단계;
   
   
   해당 NARB가 맵핑되어 있는 RCE에게 경로 계산을 요청하는 제 3 단계;
   
   
   상기 판단 결과, 경로 계산이 모두 완료 될 때까지 반복적으로 이웃하는 NARB/RCE에게 경로 계산을 요청하는 제 4 단계;
   
   
   상기의 모든 경로 계산 결과를 해당 LSP에게 결과로 전달하는 5단계;
   
   
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 DCN 구조에서 가상화 기반의 효율적인 경로 계산을 제공하는 시스템 기능을 제공하는 방법.
   
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 4 단계의, 이웃하는 NARB/RCE는
   가상화 기반에 의해 형성된 분리된 가상 브릿지에 의해 연결되어 있는 시스템.
   
   
   
   
   
   

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