KR20110081944A - 통신 네트워크에서의 광학 바이패스 링크들의 이용 - Google Patents

Abstract

광학 바이패스(OBP) 링크들은 네트워크 상에 노드들 사이에서 파장들을 추가함으로써 생성될 수 있다. OBP는 네트워크 상의 노드들의 임의의 쌍 사이에서 연장한다. OBP 상의 중간 노드들은 일시적인 노드들이고 트래픽을 광학적으로 단순히 전달한다. OBP는 노드들의 쌍 사이에서 연장하고, 급행 링크들과는 다르게, 네트워크 상의 리소스들의 이전 할당에 영향을 미치지 않는 방식으로 생성된다. 이것은 네트워크 상의 노드들의 쌍들 사이에 추가되는 용량이, 네트워크 상의 다른 트래픽 패턴들을 변경하는 것 없이, 네트워크의 일부에서 정체를 완화하게 한다. 이것은 OBP의 포함이 결정론적이게(deterministic) 그리고 네트워크 상에 선형적인 영향이게 한다. OBP 링크들은 정적으로 제공되거나 요구에 응해 생성될 수 있다. 선택적으로, OBP 링크들은 네트워크 상의 PBB-TE 터널들과 일치하도록 생성될 수 있다.

Description

통신 네트워크에서의 광학 바이패스 링크들의 이용{UTILIZING OPTICAL BYPASS LINKS IN A COMMUNICATION NETWORK}

관련된 출원에 대한 상호-참조

본 출원은 2008년 9월 11일 제출된 미국 가특허 출원 번호 제61/191,712호에 대해 우선권을 주장하며, 그것의 내용은 본원에서 참조로써 통합되었다.

기술 분야

본 출원은 통신 네트워크에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 통신 내트워크에서 광학 바이패스 링크들을 이용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

데이터 통신 네트워크는 서로 간에 데이터를 수신하고 전달하기 위해 함께 결합된 스위치들 및 라우터들을 포함할 수 있다. 이러한 디바이스들은 본원에서 "네트워크 구성요소"로 지칭될 것이다. 네트워크 구성요소는 일반적으로 데이터의 소비자가 아니고, 그보다는 데이터가 네트워크를 통해 패스할 수 있도록 데이터를 수신하고 전달하는 데에 사용된다. 데이터는 네트워크 구성요소들이 통신 링크를 거쳐 서로의 사이에서, 프레임들 또는 패킷들과 같은 프로토콜 데이터 유닛들을 패스하도록 함으로써 네트워크를 통해 통신한다. 특정한 프로토콜 데이터 유닛은 다수의 네트워크 구성요소에 의해 핸들링될 수 있고 그것이 네트워크 상의 그것의 소스와 목적지 사이에서 그것이 이동하는 동안 다수의 통신 링크를 거칠 수 있다.

긴 홀(haul) 네트워크는 통상적으로 네트워크 구성요소들 사이에서 데이터를 전송하는 데에 광학 링크를 사용한다. 네트워크 구성요소가 광학 링크 상에서 광학 신호들을 수신할 때, 네트워크 구성요소는 프로세싱을 위해 광학 신호를 전기적 신호로 전환할 수 있고, 또는 하나의 광 섬유로부터 다른 광 섬유로 광학 신호들을 직접 전환하는 데에 OADM(Optical Add Drop Multiplexers)을 사용할 수 있다. 광학 카드들은 일반적으로 광학 신호를 전기적 신호로 전환하는 카드들보다 덜 비싸고, 따라서 가능하면 데이터를 광학적으로 핸들링하는 것이 주로 바람직하다. OADM은 정적으로 구성되거나 또는 재구성될 수 있어서(ROADM), 노드가 동작하는 방식이 원격으로 변경될 수 있다.

광학 리소스들에 대한 요구는 초기 통신 네트워크 설계에 의해 최적으로 충족되지 못할 수 있다. 그러므로, 네트워크의 특정한 링크들 또는 영역들이 정체를 경험할 수 있다. 이와 같이, 시간이 지남에 따라, 정체는 트래픽 패턴 변화로 발전할 수 있다. 정체를 완화하기 위해, 노드들의 특정한 세트 사이에서, 파장, 즉, 대역폭을 추가하여 급행 링크를 생성하는 것이 일반적이다. 급행 링크는 네트워크 상에서 한 홉(hop)을 갈 수 있고, 또는 네트워크 상에서 다수의 홉에 걸쳐 연장하도록 설정될 수 있다. 급행 링크가 중간 노드를 통해 간다면, 중간 노드는 OADM을 사용해서 트래픽을 광학적으로 전달할 것이고 트래픽을 일시적인(transient) 트래픽으로 취급할 것이다. 급행 링크들은 통상적으로 수동으로 구성되고 제공되며, 네트워크 상의 노드들이 급행 링크에 대해 파장(들)을 추가하도록 광학적으로 시그널링된다.

도 1은 예시적인 통신 네트워크(10)를 도시한다. 이러한 예에서, 노드 E와 노드 F 사이에서 흐르는 트래픽은 상위 경로(E, G, H, I, F)를 따를 것이고 노드 A와 노드 F 사이에서 흐르는 트래픽은 하위 경로(A, B, C, D, F)를 따를 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 급행 링크(12)가 추가된다면, 새로운 급행 링크가 네트워크 라우팅(routing) 시스템에 의해 애드버타이즈(advertise)되어 모든 노드들이 새로운 링크를 반영하도록 토폴로지를 업데이트할 것이다. 토폴로지가 변함에 따라, 이것은 노드들이 네트워크를 통한 경로들을 다시 연산하게 할 것이다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 급행 링크가 노드 A와 D 사이에서 추가되면, 이것은 노드 E와 F 사이의 트래픽이 경로(E, A, D, F)를 따르도록 전환하게 할 수 있다. 따라서, 급행 링크가 네트워크에 정체를 완화하도록 추가되면, 그것은 실제로 추가적인 트래픽이 이미 정체를 경험한 네트워크의 영역에 대하여 재-라우팅되도록 할 수 있다. 이것에 대한 하나의 이유는 IP 트래픽 및 MPLS 트래픽이 급행 링크를 라우팅 테이블 내의 하나의 홉으로 볼 것이라는 것이고, 이는 급행 링크를 거친 경로를 더 짧게 즉, 네트워크를 통하는 다른 경로보다 바람직한 것으로 만들 수 있다. 이것은 트래픽의 일부가 새롭게 추가된 급행 링크를 이동하도록 전환되게 한다. 따라서, 정체를 완화시키기를 돕는다기보다, 급행 링크의 추가는 네트워크의 정체된 영역으로 추가적인 트래픽을 유도할 수 있다.

도 3은 미국과 같은, 큰 지역적 영역을 거쳐 구현될 수 있는 예시적인 긴 홀 네트워크를 도시한다. 도 3에서, 네트워크는 솔트 레이크 시티와 세인트 루이스 사이에서 높은 볼륨의 트래픽을 갖는 것으로 가정될 것이다. 이러한 정체를 완화하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 급행 링크가 솔트 레이크 시티와 세인트 루이스 사이에서 직접 트래픽을 나르도록 생성될 수 있다. 이러한 링크가 추가되면, 네트워크 상의 다른 노드들은 다른 트래픽 패턴들을 변경할 새로운 링크를 인식할 것이다. 예를 들면, 새로운 링크의 포함은 시카고와 세인트 루이스 사이의 링크와 같은 다른 링크들 상의 트래픽을 급진적으로 증가시키며, 다른 링크들의 이용이 실질적으로 감소하게 할 수 있다. 실제로, 링크의 추가가 네트워크의 많은 링크에, 그것들이 새로운 급행 링크와 지역적으로 멀리 떨어져 있더라도 영향을 미칠 수 있다는 것이 확인되었다.

따라서, 급행 링크를 추가하는 것이 정체를 완화할 수 있더라도, 그것은 또한 새로운 정체 포인트의 생성을 초래할 수 있는 네트워크 상의 모든 트래픽 패턴의 변경을 초래할 수 있다. 정체 포인트들은 새로운 링크 근처 또는 네트워크 상의 링크로부터 매우 멀리 위치할 수 있다.

따라서, 네트워크의 최적화는 새로운 링크들이 추가됨에 따라, 트래픽 패턴들이 새로운 핫-스폿들(hot-spots)을 밝히도록 조정되어, 다른 링크들의 추가를 통해 완화되어야 하는 반복전인 프로세스가 된다. 이러한 프로세스는 수차례에 걸쳐 반복될 수 있다. 추가적으로, 각각의 링크가 연속적으로 추가되기 때문에, 결과적인 네트워크 설계가 최적의 네트워크 설계가 아닐 가능성이 있다. 예를 들면, 제1 급행 링크가 일 정체 지역을 완화하기 위해 추가되고, 제2 급행 링크가 제1 급행 링크의 추가에 의해 초래된 새로운 정체 영역을 완화시키도록 추가될 때, 제2 급행 링크는 제1 링크를 불필요하게(superfluous) 만들 수 있다. 다르게 말하자면 제2 급행 링크의 추가가 트래픽이 제1 급행 링크의 영역으로부터 재-라우팅되도록 할 수 있고 그로 인해 제1 급행 링크의 효율을 없앨 수 있기 때문에 제1 급행 링크가 더 이상 요구되지 않을 수 있다. 다양한 트래픽의 이러한 상호의존성은 유동적이고 링크 부하는 네트워크 용량의 추가의 효율적이고 효과적으로 구현하기를 어렵게 한다. 따라서, 네트워크에서 정체를 완화하기 위해 급행 링크들을 더 효율적으로 이용하는 방법을 제공하는 것이 이익일 것이다.

광학 바이-패스(OBP) 링크들은 네트워크 상의 노드들 사이에 파장들을 추가함으로써 생성될 수 있다. OBP는 네트워크 상의 노드들의 임의의 쌍들 사이에 미칠 수 있다. OBP 상의 중간 노드들은 일시적인 노드들이고 광학적으로 트래픽을 단순히 전달한다. OBP는 노드들의 쌍 사이에서 연장하고, 급행 링크와는 다르게, 네트워크 상의 리소스들의 이전의 할당에 영향을 주지 않는 방식으로 생성된다. 이것은 네트워크 상의 노드들의 쌍들 사이에 추가되는 용량이, 네트워크 상의 다른 트래픽 패턴들의 변경 없이 네트워크의 일부에서 정체를 완화하게 한다. 이것은 OBP의 포함이 결정론적이게(deterministic) 그리고 네트워크 상에 선형적인 영향이게 한다. OBP 링크들은 정적으로 제공되거나 요구에 응하여 생성될 수 있다. 선택적으로, OBP 링크들은 네트워크 상의 PBB-TE 터널들과 일치하도록 생성될 수 있다.

본 발명의 양상들은 첨부된 청구범위에 구체적으로 명시된다. 본 발명은 같은 참조번호들이 유사한 구성요소들을 가리키는 다음의 도면들에서 예로써 도시된다. 다음의 도면들은 설명의 목적만을 위해 본 발명의 다양한 실시예들을 개시하고 본 발명의 범위를 제한하려고 의도되지 않았다. 명확성을 위해, 모든 컴포넌트가 모든 도면에서 라벨이 붙여지지는 않았다.
도 1은 예시적인 통신 네트워크의 기능적 블록도이고 급행 링크가 존재하지 않을 때 네트워크를 통한 경로들을 도시한다.
도 2는 도 1의 예시적인 통신 네트워크의 기능적 블록도이고 급행 링크의 추가 시에 네트워크를 통한 경로들이 어떻게 변하는 지를 도시한다.
도 3은 급행 링크의 포함 전에 링크들 상의 트래픽 부하를 도시하는 예시적인 긴 홀 통신 네트워크의 기능적 블록도이다.
도 4는 급행 링크의 포함으로 인해 초래되는 트래픽 패턴에서의 가설적인 예시의 변화를 도시하는 도 1의 예시적인 긴 홀 통신 네트워크의 기능적 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 광학 바이패스(OBP) 링크의 포함 후에 도 1의 예시의 긴 홀 통신 네트워크의 기능적 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 OBP 링크들을 구현하도록 구성된 네트워크 구성요소의 기능적 블록도이다.
도 7A는 OPB 링크들을 도시하는 예시의 통신 네트워크의 기능적 블록도이다.
도 7B는 도 7A의 통신 네트워크 상에 구현되는 PBB-TE 터널들을 도시하는 테이블이다.

도 3은 예시적인 통신 네트워크와 통신 네트워크의 링크들 상의 예시적인 트래픽 부하를 도시한다. 링크들 상의 숫자는 네트워크 상의 링크들 상의 단위가 없는 트래픽 볼륨을 나타낸다. 더 높은 숫자일수록 네트워크의 링크들 상에서 이동하는 트래픽의 양이 더 많다. 도 5는 도 3과 동일한 트래픽 패턴을 갖지만, 솔트 레이크 시티와 멤피스 사이에서 광학 바이패스(OBP) 링크가 생성된 동일한 통신 네트워크를 도시한다. 도 5에 도시된 예에서, 솔트 레이크 시티와 덴버 사이, 덴버와 세인트 루이스 사이, 세인트 루이스와 멤피스 사이에서 영향받은 링크들이 아닌 링크들의 부하는 변하지 않는다. 구체적으로, 도 3의 예시적인 네트워크의 네트워크 링크 이용을 도 5의 예시적인 네트워크의 네트워크 링크 이용과 비교할 때, OBP 링크의 포함이 네트워크 상의 다른 링크들 상의 트래픽 패턴에 영향을 미치지 않는 것은 명백하다. 이것은 OBP 링크가 네트워크 상의 리소스 할당에 영향을 미치지 않는 방식으로 생성된다는 사실로부터 직접적으로 유추된다. 예를 들면, 일 실시예에서, OBP 링크는 네트워크 라우팅 시스템을 통해 다른 노드들로 애드버타이즈되지 않고, 그러므로, 다른 노드들은 OBP 링크를 통해 트래픽을 라우팅할 수 없다. 다른 노드들은 OBP 링크에 대해 알지 못하므로 그것들은 그것을 통해 트래픽을 라우팅할 수 없다. 그러므로, 네트워크 상의 다른 트래픽 패턴들은 광학 바이패스 링크의 포함에 의해 영향받지 않는다.

엔드 노드들, 솔트 레이크 시티와 멤피스는, 트래픽을 OBP 링크 상에 배치할 수 있고 또는 네트워크를 통해 홉별(hop-by-hop) 트래픽을 전송할 수 있다. 이용할 링크의 선택은 엔드 노드로 지역화되고 네트워크의 다른 노드들과는 독립적이다. 중간 노드들, 덴버와 세인트 루이스는, OBP 링크 상의 트래픽을 일시적인 트래픽으로서 광학적으로 전달한다. 따라서, 중간 노드들은 OBP 링크로부터 트래픽을 추가하거나 제하지(drop) 않고, 그보다는 OBP 링크 상의 트래픽이 네트워크를 통해 OBP 링크를 따르도록 단순히 트래픽을 광학적으로 스위칭한다. 엔드 노드들이 OBP 링크 상에 트래픽을 스위칭하도록 하고 중간 노드들이 그것들의 데이터 플레인에서 알맞은 전달 상태를 설정하도록, 예를 들면, OBP 링크 상에서 광학적으로 트래픽을 전달하기 위해 그것들의 ROADM을 구성하도록 하는데에 적당한 시그널링이 사용될 수 있다. OBP 링크들은, 그것들이 아무 노드로도 애드버타이즈되지 않고 그렇지 않다면 리소스 할당에 영향을 미치지 않도록 생성되어, OBP 링크의 사용이, 네트워크 트래픽 관점으로부터, 엔드 노드들에 제한되도록 생성된다는 것을 제하고는, 급행 링크들이 광학 네트워크 상에 현재 설정된 것과 동일한 방식으로 설정될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 광학 바이패스의 개념은 트래픽 경로가 패킷 레이어의 전달 토폴로지를 따르지만, 하나 이상의 중간 노드들 에서 패킷이 전달되는 것을 방지할 때 생성된다. 이러한 예에서, 중간 노드들은 그것들이 네트워크를 통해 OBP 상의 트래픽을 단순히 광학적으로 스위칭하기 때문에 패킷 전달을 수행하지 않는다.

통신 네트워크는 통상적으로 OSPF(Open Shortest Path First) 또는 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System)와 같은 라우팅 프로토콜을 실행할 것이다. 라우팅 프로토콜은 노드들이 네트워크의 토폴로지를 알 수 있게 한다. 노드들은 네트워크를 통한 경로들을 계산하는 데에 토폴로지의 지식을 사용한다. 네트워크의 토폴로지가 변함에 따라, 노드들은 새로운 토폴로지를 적용하기 위해 네트워크를 통해 트래픽을 전달하는 데에 사용되는 경로들을 조정할 것이다.

본 발명의 실시예에 따라, OBP 링크들의 생성은 라우팅 시스템이 OBP 링크들에 의존하지 않는 네트워크 상의 리소스들의 고정된 뷰를 갖도록 네트워크의 라우팅 뷰에 영향을 미치지 않는다. 예를 들면, OBP 링크들은 네트워크 상의 노드들이 그것들의 라우팅 토폴로지에 OBP 링크들을 포함하지 않도록 라우팅 LSA(Link State Advertisement)를 사용하여 애드버타이즈되지 않을 수 있다. 대안적으로, OBP 링크들은 그것들이 사용 가능한 네트워크 리소스들의 라우팅 시스템 뷰에 영향을 미치지 않는 방법으로 애드버타이즈될 수 있다. 유사하게, 네트워크는 이더넷 이웃들(adjacencies) 및 경로들을 유지할 수 있고, 마찬가지로 IP 이웃들 및 경로들을 유지할 수 있다. OBP 링크들의 생성은 애드버타이즈되지 않거나 이러한 경로들 및 이웃들이 OBP 링크들의 생성에 의해 영향을 받지 않는 방식으로 애드버타이즈될 수 있다.

OBP 링크들의 포함이 네트워크 리소스들의 할당에 영향을 미치지 않더라도, OBP 링크들에 연결되는 엔드 디바이스들은 엔드 노드가 OBP 링크들에 의해 서비스되는 경로를 따라 네트워크 상의 정체를 완화시키는 데에 OBP 링크들을 사용할 수 있도록 OBP 링크 상에 트래픽을 집중시키도록 구성된다. 엔드 노드들은 라우팅/전달 기능의 외부에 존재하는 스위칭 기능의 포함 때문에, OBP 링크를 사용할 수 있고, 그로 인해 트래픽이 엔드 노드들에 의해 OBP 링크 상으로 선택적으로 전환될 수 있다. 이것은 OBP 링크의 엔드들 상의 노드들이 홉별 링크들 상의 정체를 완화하기 위해 OBP 링크를 통하는 서로에게 트래픽을 전달하도록 한다.

일 실시예에서, OBP 링크들은 그것들이 노드들의 네트워크 토폴로지 데이터베이스에 포함되지 않도록 라우팅 시스템을 통해 애드버타이즈되지 않는다. 이것은 엔드 노드들이 OBP 링크들의 설정이 네트워크 상의 다른 트래픽 패턴들에 영향을 미치게 하지 않고 OBP 링크들을 사용하게 한다. 다른 실시예에서, OBP 링크들은 다른 노드들이 OBP 링크들의 존재에 대해 알도록 라우팅 시스템을 통해 애드버타이즈되지만 노드들이 OBP 링크들 상의 트래픽을 라우팅하지 않도록 OBP 링크들의 코스트가 매우 높게 설정된다.

OBP 링크들은 트래픽 발견(heuristics), 명확한 요구들에 기초하여, 또는 다른 제공 시스템들을 통해 동적으로 생성되거나 또는 정적으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 네트워크 운영자는 노드들의 쌍 사이의 네트워크 부하가 너무 높다고 판단할 수 있고, 네트워크의 그 영역의 정체를 완화하기 위해 노드들 사이에서 OBP 링크를 정적으로 제공할 수 있다. 대안적으로, 네트워크 상의 노드들이 PBB-TE 터널과 같은 연결을 설정하는 요청을 수신할 수 있고 연결의 최적의 라우팅이 네트워크의 일부에 과부화될 것을 판단할 수 있다. 네트워크를 통한 차선의 경로를 따라 연결을 라우팅하는 것보다, 노드들은 경로 상의 정체를 완화하기 위해 연결에 대응하도록 OBP 링크를 설정할 수 있다.

OBP 링크가 생성되었다면, 소스 노드는 OBP 링크의 엔드 포인트에 대응하는 목적지를 트래픽이 패스하게 하는 네트워크를 통해 경로를 거쳐 전달되는 엔지니어링된 경로들 또는 다른 흐름들로부터 트래픽을 집합시킬 수 있다. 어떠한 트래픽이 OBP 링크 상에 배치되어야 하는 지에 대한 판단은, OBP 링크를 따르는 모든 다른 노드들이 트래픽을 단순히 광학적으로 전달만 하고 트래픽을 핸들링하지는 않을 것이기 때문에, OBP 링크의 엔드의 노드에 지역화된다. 이와 같이, 네트워크 상의 다른 노드들은 OBP 링크의 존재에 대해 제한된 가시성을 가질 것이고, 그러므로, OBP 링크 상에 트래픽을 라우팅하지 않을 것이다. 엔드 노드는 OBP 링크의 엔드 포인트를 통해 궁극적으로 흐를 임의의 트래픽을 OBP 링크 상에 배치할 수 있다. 트래픽의 이러한 본성은 네트워크의 수송을 위해 OBP 링크 상에 배치되고 집합될 수 있다.

예를 들면, 802.1Qay를 구현하는 네트워크에서, PBB-TE 터널 상의 트래픽은 터널에 대응하는 OBP 링크 상에 배치될 수 있다. PBB-TE 터널에 대응하는 OBP 링크를 설정함으로써, 그리고 PBB-TE 터널로부터의 트래픽이 OBP 링크 상에 배치되도록 함으로써, 레이어(2)와 레이어(1)의 강한 결합이 네트워크 상에서 생성될 수 있다. 따라서, 실시예에 따라, PBB-TE 경로가 애드버타이즈될 때, OBP 링크는 애드버타이즈된 대역폭이 기존의 광학 네트워크를 통하는 전용 광학 경로(즉, 하나 이상의 전용 파장들)의 설정을 정의하기에 충분히 큰 PBB-TE 경로를 따르도록 생성될 수 있다.

OBP 링크들은 네트워크의 라우팅/이더넷 스위칭 노드들의 일부 또는 각각에서 트래픽을 제거/추가 하거나 또는 일시적인 트래픽을 바이-패스하게 하는 동적 광학 스위치들을 가짐으로써 생성된다. 시그널링 또는 수동 구성은 할당된 파장을 바이-패스하는 일시적인 홉들에 통지하고 OBP와 연관된 파장을 제거하는 목적지 노드에 통지하는 데에 사용될 수 있다.

네트워크 상의 노드들은 네트워크 상의 그 노드로부터 다른 노드로의 집합 트래픽이 OBP 링크의 생성을 정의하는 OBP 링크들을 생성한다. 진입 노드는 특정한 노드에 대해 목표화된 모든 트래픽을 집합시킬 것이고 그 트래픽에 대해 OBP 링크를 사용할 것이다. 따라서, 광학 물리적 레이어(레이어(1))와 이더넷 레이어(레이어(2)) 사이의 강한 결합이 있다. 구체적으로, 전용 물리적 경로(레이어(1) 경로)가 레이어(2) 트래픽의 특정한 흐름에 대해 생성된다. 따라서, 상호-레이어 회복은 레이어들 중 하나 상의 실패의 경우에 가능해질 수 있다. 예를 들면, 예비의 용량이 레이어(1)와 레이어(2) 양자에서 존재하도록 함으로써, 어느 하나의 레이어가 다른 레이어에서의 실패/오류로부터 복구될 수 있다. 따라서, 높은 정도의 복구 최적화가 가능하다. 따라서, OBP 링크가 실패하면, 멀티-홉 레이어(2) 네트워크를 통해 트래픽을 푸싱함으로써 또는 다르게 라우팅된 새로운 OBP 링크를 생성함으로써 복구될 수 있다. 역으로, 레이어(2) 오류가 발생하면, 그것은 다른 레이어(2) 경로에 의해 또는 새로운 OBP 링크를 생성함으로써 복구될 수 있다.

이러한 상이한 복구 메커니즘들을 사용하기 위한 응답 시간들이 레이어들 사이에서 상이할 수 있기 때문에, 다수의 복구 메커니즘들은 먼저 신속히 연결을 복구하고 그 후에 실패에 대한 더욱 효율적인 솔루션을 획득하기 위해 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, OBP 링크가 실패하면, 트래픽에 대해 신속히 연결을 복구시키는 것보다 네트워크를 통해 홉별로 경로를 거쳐 OBP 링크로부터 모든 트래픽을 라우팅하는 것이 더 빠를 수 있다. 새로운 OBP 링크는 실패한 OBP 링크를 대체하도록 판단될 수 있다. 새로운 OBP 링크가 네트워크 상에 시그널링되고 설정되면, 트래픽은 다시 한번 레이어(2) 네트워크보다 새로운 OBP 링크로 지향될 수 있다.

도 7A는 OBP 링크들이 네트워크를 통해 연장하는 PBB-TE 터널들과 대응하도록 구현된 예시적인 네트워크를 도시한다. 도 7B는 PBB-TE 터널에 대응하도록 생성될 수 있는 OBP 링크들의 표를 도시한다. 도 7A에 도시된 예에서, 예를 들면, 로스 앤젤레스부터 시애틀까지 PBB-TE 터널이 있는 것으로 가정될 것이다. PBB-TE 터널 상의 트래픽이 특정한 양을 초과할 때, 로스 앤젤레스로부터 시애틀까지 PBB-TE 터널 상에서 전달될 트래픽을 나르도록 OBP 링크를 설정하는 것이 이익이 될 수 있다. PBB-TE 터널 상의 트래픽이 항상 로스 앤젤레스에서 네트워크에 진입하고 시애틀에서 빠져나갈 것이기 때문에, 중간 노드들이 링크 상의 트래픽을 직접 스위칭하게 하는 OBP 링크의 사용이 중간 노드들이 각각의 홉에서 트래픽을 검사하고 라우팅하게 요구하는 것보다 더 효율적이고 덜 비싸다. OBP 경로 상의 추가 용량을 애드버타이즈하지 않음으로써, 다른 네트워크 구성요소들은 트래픽을 네트워크의 그 영역으로 전환하지 않을 것이고 따라서 네트워크로의 OBP 링크의 추가는 네트워크 상의 다른 트래픽 패턴들에 영향을 미치지 않을 것이다. 이것은 OBP 링크들의 선택적인 배치가 전체 네트워크 상의 트래픽 패턴들을 수정하는 것 없이 네트워크 내의 정체를 완화하는 데에 사용되도록 한다.

PBB-TE 터널들과 일치하는 OBP 링크들을 구현하는 것은 또한 모니터링 기능이 네트워크를 통해 데이터의 판단을 따르게 한다. 구체적으로, OBP 링크는 OBP 링크 상의 오류의 존재를 판단하도록 모니터될 수 있다. OBP 링크 상의 데이터가 PBB-TE 터널과 동일한 노드들의 세트를 통해 흐를 것이기 때문에, OBP 링크 상의 오류의 존재는 PBB-TE 터널 상의 오류와 통상적으로 일치할 것이다. 따라서, 네트워크를 통해 상이한 경로들을 취할 수 있는 MPLS 또는 IP 트래픽과는 달리, PBB-TE 터널 및 PBB-TE 터널을 따르는 OBP 링크 상의 트래픽은 유사한 오류 특성을 가질 것으로 예상될 수 있다. 이것은 오류의 핸들링 및 트래픽의 재-라우팅을 단순화한다. 일반적인 IP 또는 MPLS 내용에서, 대조적으로, IP 트래픽은 OBP 링크 상의 트래픽이 그렇지 않은 반면에 네트워크 상의 오류를 경험할 수 있다. 따라서, OBP 링크와 연관된 모니터링 기능들은 OBP 링크가 PBB-TE 터널들과 일치하도록 설정되는 PBB-TE 내용에서 단순화된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 OBP 링크의 엔드포인트를 구현하는 데에 사용될 수 있는 예시적인 네트워크 구성요소(60)를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 네트워크 구성요소는 IP/이더넷 커스터머 트래픽(64)을 캡슐화하는 캡슐화 기능(62)을 포함한다. 빈번히, 커스터머로부터 수신한 트래픽은 프로바이더 네트워크 상의 수송을 위해 캡슐화될 것이다. IEEE 802.1ah에서 규정된 프로바이더 백본 브리징은, 이더넷 프레임들이 커스터머 MAC 주소(C-MAC) 공간보다는 프로바이더 MAC 주소 공간(B-MAC)에 기초하여 전달될 수 있도록 MAC-in-MAC 캡슐화가 행해지게 한다. 802.1Qay에 의해 규정되는 프로바이더 백본 브리징 - 트래픽 엔지니어링(PBB-TE 또는 PBT)은 유사한 캡슐화 기능을 제공하지만, 프로바이더 목적지 MAC 주소(B-DA) 및 VLAN ID(B-VID)에 기초하여 네트워크 상에 전달하게 한다. 이것은 트래픽 엔지니어링된 터널들이 네트워크 상에 생성되도록 한다. 캡슐화 기능(62)은 캡슐화 프로세스들의 이러한 유형의 하나를 수행하거나, 대안적으로, 캡슐화의 다른 형식을 구현할 수 있다. 캡슐화된 트래픽은 전달 기능(66)에 보내진다.

커스터머 트래픽은 프로바이더 네트워크로의 진입에서 캡슐화만 된다. 캡슐화되면, 네트워크 상의 네트워크 구성요소들이 네트워크 상의 트래픽을 전달하는 데에 외부 MAC 헤더를 사용할 것이다. 따라서, 네트워크 구성요소(60)는 모든 트래픽을 캡슐화하도록 요구되지 않고, 이러한 기능을 커스터머 트래픽(64) 상에서 수행만 한다. 네트워크 구성요소가 네트워크 상의 다른 네트워크 구성요소로부터 트래픽(68)을 수신할 때, 그 트래픽(68)은 네트워크로의 진입에서 다른 네트워크 구성요소에 의해 이미 캡슐화되었을 것이다. 트래픽의 이러한 본성은 캡슐화 기능을 통해 패스되지 않고 전달 기능(66)으로 직접 패스될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 전달 기능(66)은 분류 기능(70)의 제어 하에, 홉별 링크들(72)을 거쳐 또는 OBP(Optical Bypass) 링크들(74A, 74B)을 거쳐 트래픽을 전달하도록 동작한다. 큐잉(queuing) 기능(76)(또는 개별적인 큐잉 기능들(76A, 76B, 76C))은 트래픽이 적절한 링크 상에 배치되도록 전달 기능으로부터 트래픽을 유지한다. 통상적으로, 트래픽이 의도한 링크 상의 송신을 위해 핸들링되고 프로세싱되는 특정한 방법이 특정한 구현에 의존하지만, 개별적인 큐잉 기능은 링크들의 각각에 대해 구현될 것이다.

일반적으로, 네트워크 구성요소는 전달 기능, 즉, 네트워크 구성요소 상의 하드웨어에 프로그래밍되는 전달 정보 기반을 가질 수 있다. 전달 하드웨어는 네트워크 구성요소 데이터 플레인으로 일반적으로 지칭된다. 네트워크 구성요소의 제어 플레인은 어떻게 트래픽이 네트워크 상에서 전달되는지 판단하는 라우팅 기능(81)을 구현한다. 예를 들면, 라우팅 기능은 네트워크 상의 다른 노드들로부터 라우팅 애드버타이즈먼트를 수신하고, 네트워크 토폴로지 데이터베이스를 생성하고, 네트워크를 통해 경로들을 계산할 것이고, 그렇지 않다면 어떻게 트래픽이 네트워크 상에서 전달되는지 판단할 것이다. 라우팅 기능은 어떻게 트래픽이 네트워크 상의 홉별 링크들을 사용하여 전달되는지를 규정하도록 데이터 플레인으로 이러한 정보를 프로그래밍할 것이다.

본 발명의 실시예를 따라, 분류 기능(70)은 OBP 링크들의 인지가 라우팅 기능(81)에 의한 리소스들의 할당에 영향을 미치도록 요구하지 않고, 데이터 플레인이 OBP 링크를 거쳐 또는 홉별 링크들을 거쳐 유사하게 어드레싱된 트래픽을 선택적으로 출력하게 한다. 이러한 방식으로, 분류 기능은 OBP 링크들을 이용할 수 있고, 따라서 추가적인 용량이 라우팅 관점으로부터 네트워크의 가시적인 토폴로지를 변경하는 것 없이 네트워크에 추가될 수 있다.

분류 기능(70)은 특정한 트래픽이 홉별 링크들(72)로 또는 OBP 링크들(74)로 선택적으로 지향되도록 하는 정책들(78)을 따라 동작한다. 정책들은 노드에 로컬하고 노드가 어떻게 트래픽의 흐름들이 분류되어야 할지를 판단하게 한다. 예를 들면, 정책들은 특정한 PBB-TE 경로 상의 모든 트래픽이 OBP 링크들(74) 중 특정한 하나로 지향되어야 하는 것일 수 있다. 바람직하게 정책들(78)은 패킷/프레임-별 기반으로 보다는 흐름-별 기반으로 구현되어, 특정한 흐름에 속하는 패킷들/프레임들이 홉별 링크들로 지향되거나 OBP 링크들에 모두 지향될 것이다. 이것은 흐름 내의 패킷들/프레임들이 그들이 네트워크를 이동하는 것과 같은 순서로 유지되도록 한다.

모니터링 기능(80)은 바이패스 링크들(74) 및 홉별 링크들(72)에 대해 큐잉되는 트래픽의 양을 추적하도록 큐잉 기능을 모니터할 수 있다. 모니터링 기능(80)은 통상적으로 제어 플레인 기능일 것이고 데이터 플레인이 어떻게 동작하는지 제어 플레인이 모니터하게 할 것이다. 모니터링 기능이 큐잉 기능(76)이 링크들 중 하나에서 큐잉되는 초과 데이터를 갖는 것으로 판단할 때, 그것은 분류 기능에 의해 다른 유형의 링크로 트래픽을 전환하는 데에 사용되는 정책들(78)을 수정할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 홉별 링크들(72)을 서빙하는 큐잉 기능(76C)이 홉별 링크들 상의 송신을 위해 저장되는 초과 트래픽을 갖는다면, 모니터링 기능(80)은 트래픽의 추가적인 흐름이 홉별 링크들로부터 OBP 링크들(74) 중 하나로 이동되게 정책들(78)을 수정할 수 있다. 이것은 홉별 링크들(72) 상의 정체를 완화하는 데에 도움이 될 수 있다. 유사하게, OBP 링크들(74) 중 하나에 초과 트래픽이 있다면, 모니터링 기능(80)은 큐잉 기능에 주어진 초과 트래픽을 검출할 것이고 OBP 링크(74)로부터 다른 OBP 링크로 또는 홉별 링크(72)로 트래픽의 일부를 전환하는 데에 정책들(78) 중 하나를 수정할 것이다.

도 7을 참조하여, 네트워크 구성요소(60)가 로스 앤젤레스에서 구현되었다고 가정한다. 이러한 예에서, 바이패스 링크(74A)가 로스 앤젤레스부터 샌 프란시스코 및 포틀랜드 오레곤을 거쳐 시애틀까지 연장하는 것과, 바이패스 링크(74B)가 또한 로스 앤젤레스로부터 샌 프란시스코로 연장하는 것과, 홉별 링크들이 또한 로스 앤젤레스로부터 샌 프란시스코까지 연장하는 것이 가정될 것이다. 이러한 예시에서, 네트워크 구성요소(60)는 트래픽을 시애틀로 전달하는 데에 세 가지 선택사항을 가질 것이다. 첫째로, OBP 상의 트래픽을 시애틀로 직접 전달하는 데에 바이패스 링크(74A)를 사용할 수 있다. 둘째로, 네트워크 구성요소(60)는, 시애틀로의 길 중 나머지에서 트래픽이 홉별로 전달될 수 있는 포인트인, 샌 프란시스코에 트래픽을 전달하는 데에 바이패스 링크(74B)를 사용할 수 있다. 셋째로, 네트워크 구성요소는 트래픽을 시애틀로 전달하는 데에 일반적인 홉별 전달을 사용할 수 있다. 이러한 예에서 홉별 전달이 트래픽이 샌 프란시스코를 통해 북쪽으로 흐르도록 한다는 것이 가정된다. 그러나, 홉별 전달은 트래픽이 이러한 예의 동작에 영향을 미치지 않고, 시애틀에 도달하기 전에, 피닉스, 덴버, 및 그레이트 폴 몬타나와 같은, 상이한 경로를 취하도록 할 수 있다.

분류 기능(70)은 어떠한 트래픽의 흐름이 링크들(74A, 74B, 72)을 통해 전달되어야만 하는지 규정하는 정책들(78)을 가질 것이다. 예를 들면, 디폴트 정책은 트래픽이 시애틀로의 경로 상에서 광학적으로 스위칭되기 위해, 시애틀로 목적지화된 모든 흐름들이 바이패스 링크(74A)를 통해 전달되고 집합되어야 하는 것일 수 있다. 이것은 트래픽이 각각의 중간 노드에 의해 프로세싱되기 위한 필요를 제거함으로써 다른 홉별 링크로부터 트래픽을 오프한다. 그러나, 제어 플레인 모니터링 기능이 큐(76A)가 너무 긴 것을 검출한다면, 모니터링 기능은 트래픽을 위한 OBP 링크(74B) 상에 공간이 있는지를 판단하기 위해 OBP 링크(74B)에 대한 큐(76B)를 자세히 볼 수 있다. 그렇다면, 트래픽의 일부는 OBP 링크(74A)로부터 OBP 링크(74B)로 전환될 수 있다. 대안적으로, 트래픽은 트래픽이 네트워크 상의 일반적인 방식으로 전달되게 하는 홉별 링크들(72)로 전환될 수 있다.

네트워크 구성요소가 트래픽을 수신할 때, 트래픽이 바이패스 링크 상에서 또는 홉별 링크 상에서 수신되는지에 상관없이 일반적인 방식으로 트래픽을 프로세스할 것이다. 구체적으로, OBP 링크 상에 배치되는 트래픽이 어떠한 방법으로든 수정되지 않고, 따라서, 트래픽이 OBP 링크를 오프하여 네트워크 구성요소에 의해 수신될 때, 네트워크 구성요소는 그것이 일반적인 홉별 링크를 오프하여 수신하는 것처럼 트래픽을 프로세스할 수 있다. 이것은 트래픽이 OBP 링크로의 진입에서, 프레임 헤더들 또는 IP 패킷 해더들이 수정되도록 요구하지 않는 분류 기능에 의해, 지향된다는 실제로부터 유래된다. 따라서, OBP 링크 상의 트래픽은, 출구 노드에 대해, 그것이 홉별 링크들을 거쳐 출구 노드에 전달된 것과 동일하게 보일 것이다.

구현에 의존하여, 출구 노드에 의해 요구될 수 있는 하나의 수정은 루프 삭제와 연관이 있다. 일부 구현들에서 네트워크 상의 노드들은 RPFC(Reverse Path Forwarding Check)와 같은 루프 예방 메커니즘을 구현하도록 요구될 수 있다. RPFC는 알맞은 포트로부터 트래픽이 노드에 도착한 것을 확인하도록 네트워크 구성요소에 의해 수행될 수 있는 체크이다. 특정한 노드로부터의 트래픽이 부정확한 포트에 도착한다면, 네트워크 구성요소는 루프가 발생하고 트래픽을 제거한 것을 가정할 수 있을 것이다. OBP 링크 상의 트래픽이 그것이 일반적인 홉별 전달을 따랐을 때와 상이한 포트에 도착할 수 있기 때문에, 루프 예방 메커니즘은 출구 노드에 의해 수용되는 바이패스 링크를 거쳐 수신되는 트래픽을 인에이블링 하도록 조정될 필요가 있을 수 있다.

상기 설명된 기능들은 컴퓨터로 판독가능한 메모리에 저장되고 컴퓨터 플랫폼 상에서 하나 이상의 프로세서들 상에 실행되는 프로그램 명령어들의 세트로 구현될 수 있다. 그러나, 본원에서 설명되는 모든 로직이 이산 컴포넌트들, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 집적 회로, FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 마이크로 프로세서와 같은 프로그램 가능한 로직 디바이스와 접합하여 사용되는 프로그램 가능한 로직, 스테이트 머신, 또는 그것들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 다른 디바이스를 사용하여 구현될 수 있다는 것이 당업자들에게는 명백할 것이다. 프로그래밍 가능한 로직은 리드-온리 메모리 칩, 컴퓨터 메모리, 디스크, 또는 다른 저장 매체와 같은 유형의 매체에서 일시적으로 또는 영구적으로 고정될 수 있다. 모든 상기 실시예들은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

도면에서 도시되고 명세서에서 설명된 실시예들의 다양한 변경들 및 변형들이 본 발명의 사상 및 범위 내에서 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상기 설명에 포함되고 첨부한 도면들에 도시된 모든 것들이 제한적인 의미가 아닌 설명적인 것으로 의도되었다. 본 발명은 첨부한 청구 범위 및 그것들의 균등항에 정의되는 것으로 제한된다.

Claims (21)

1. 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
   컴퓨터 프로세서로 로딩될 때, 상기 프로세서로 하여금 통신 네트워크 상에 광학 바이패스 링크를 이용하는 방법을 수행하도록 하는 제어 로직을 포함하고,
   상기 방법은,
   상기 통신 네트워크 상의 홉별(hop-by-hop) 링크들을 거쳐 트래픽을 전달하도록 전달 기능을 프로그래밍하는 데에 라우팅 기능을 이용하는 단계;
   상기 광학 바이패스 링크의 사용과 관련된 적어도 하나의 정책을 분류 기능에 설정하는 단계; 및
   상기 네트워크 상의 트래픽의 일부가 상기 홉별 링크들 상에 전달되고 있지 않다는 것을 상기 라우팅 기능에 통지하지 않고 상기 트래픽의 일부를 상기 광학 바이패스 링크로 선택적으로 전환하도록 상기 전달 기능에 명령하는 데에 상기 분류 기능을 이용하는 단계
   를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
2. 제1항에 있어서,
   상기 라우팅 기능은 상기 통신 네트워크 상에의 상기 광학 바이패스 링크의 존재를 알지 못하는 컴퓨터 프로그램 제품.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분류 기능은 상기 트래픽의 일부를 상기 광학 바이패스 링크로 선택적으로 전환하도록 로컬 정책 하에 동작하는 컴퓨터 프로그램 제품.
4. 제1항에 있어서,
   상기 분류 기능은 상기 트래픽의 제2 부분이 상기 통신 네트워크 상의 상기 홉별 링크들을 거쳐 전달되도록 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
5. 제1항에 있어서,
   상기 홉별 링크들 또는 광학 바이패스 링크가 정체 중인지 판단하도록 큐잉(queuing) 기능을 모니터링하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
6. 제5항에 있어서,
   상기 홉별 링크들이 정체 중일 때 상기 광학 바이패스 링크로 전환되는 상기 트래픽의 일부의 사이즈를 증가시키는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
7. 제5항에 있어서,
   상기 광학 바이패스 링크가 정체 중일 때 상기 광학 바이패스 링크로 전환되는 상기 트래픽의 일부의 사이즈를 감소시키는 단계를 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
8. 제1항에 있어서,
   상기 광학 바이패스 링크는 상기 네트워크 상의 제2 네트워크 구성요소까지 적어도 2개의 홉들을 연장하는 컴퓨터 프로그램 제품.
9. 제1항에 있어서,
   상기 광학 바이패스 링크로 전환되는 상기 통신 네트워크 상의 상기 트래픽의 일부는 그것이 상기 네트워크 상의 상기 홉별 링크들을 거쳐 전달되어야 한다면 정상적으로는 상기 제2 네트워크 구성요소를 통해 흐르게 되는 컴퓨터 프로그램 제품.
10. 제1항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크는 상기 네트워크 상의 PBB-TE 터널을 따르도록 설정되는 컴퓨터 프로그램 제품.
11. 링크들로 상호연결된 복수의 네트워크 구성요소들 - 상기 네트워크 구성요소들은 상기 네트워크 구성요소들이 네트워크의 동기화된 뷰를 갖도록 하는 라우팅 프로토콜을 실행하고, 상기 네트워크 구성요소들은 상기 네트워크 상의 트래픽의 흐름들에 할당된 리소스들을 가짐 -; 및
    상기 네트워크 구성요소들의 쌍들 사이에서 인스턴스화된(instantiated) 복수의 광학 바이패스 링크들 - 상기 광학 바이패스 링크들은 상기 네트워크 상의 네트워크 리소스들 할당에 영향을 미치지 않는 방식으로 상기 네트워크 상에 생성됨 -
    을 포함하는 네트워크.
12. 제11항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크들은 라우팅 시스템을 통해 애드버타이즈(advertise)되지 않는 네트워크.
13. 제11항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크들은 높은 링크 코스트를 갖는 라우팅 시스템을 통해 애드버타이즈되는 네트워크.
14. 제11항에 있어서,
    상기 네트워크는 트래픽 엔지니어링된 터널들을 이용하도록 구현된 이더넷 네트워크이고, 상기 광학 바이패스 링크들은 상기 트래픽 엔지니어링된 터널들을 따르도록 생성된 네트워크.
15. 제14항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크들은 상기 트래픽 엔지니어링된 터널들의 시그널링과 연관되어 설정되는 네트워크.
16. 제14항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크들은 상기 트래픽 엔지니어링된 터널들 상에 배치되도록 의도된 이더넷 트래픽을 전달하는 네트워크.
17. 제14항에 있어서,
    상기 네트워크는 홉별 전달을 구현하도록 구성되고, 상기 홉별 전달은 상기 광학 바이패스 링크들 상에서 트래픽에 대한 백업으로 사용되는 네트워크.
18. 제11항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크들은 상기 네트워크 상에 정적으로 제공되는 네트워크.
19. 제11항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크들은 상기 네트워크 상에 동적으로 시그널링되는 네트워크.
20. 제11항에 있어서,
    상기 광학 바이패스 링크들은 상기 네트워크 구성요소들의 쌍에 대해 로컬적으로 중요하고, 상기 네트워크 구성요소들의 쌍들은 헤더를 수정하는 일 없이 상기 광학 바이패스 링크 상에 트래픽을 전달하는 네트워크.
21. 제11항에 있어서,
    광학 바이패스 링크에 연결된 각각의 네트워크 구성요소는 상기 네트워크 구성요소에서 로컬 정책에 따라 상기 홉별 링크들 또는 상기 광학 바이패스 링크를 거쳐 트래픽을 선택적으로 전달하도록 분류 기능을 구현하는 네트워크.

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