KR20110132019A - Routing apparatus based on bio-inspired self-organic and method for setting up transmission route using the same - Google Patents

Routing apparatus based on bio-inspired self-organic and method for setting up transmission route using the same Download PDF

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KR20110132019A
KR20110132019A KR1020100051803A KR20100051803A KR20110132019A KR 20110132019 A KR20110132019 A KR 20110132019A KR 1020100051803 A KR1020100051803 A KR 1020100051803A KR 20100051803 A KR20100051803 A KR 20100051803A KR 20110132019 A KR20110132019 A KR 20110132019A
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Abstract

PURPOSE: A routing apparatus based on an ecosystem and transmission path setting method using the same are provided to establish the transmission path of a service packet by acquiring pheromone information. CONSTITUTION: A pheromone table(102) stores pheromone information based on information collected by artificial ant from the network of pheromone data structure. The pheromone table stores the pheromone information of neighbor nodes in each QoS(Quality of Service) colony. A packet processing unit(130) inspects a service request delay quality value by analyzing the packet received from outside. The packet processing unit determines the transmission route of the packet based on the pheromone value based on the pheromone table and the service request delay quality value. The packet processing unit transmits the packet based on the determined transmission path.

Description

생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법{ROUTING APPARATUS BASED ON BIO-INSPIRED SELF-ORGANIC AND METHOD FOR SETTING UP TRANSMISSION ROUTE USING THE SAME}ROUTING APPARATUS BASED ON BIO-INSPIRED SELF-ORGANIC AND METHOD FOR SETTING UP TRANSMISSION ROUTE USING THE SAME}

본 발명은 생태계 기반의 라우팅에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서비스가 요구하는 지연 품질을 효율적으로 만족할 수 있을 뿐만 아니라 네트워크 측면에서 확장성과 견고성을 향상시킬 수 있는 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to ecosystem-based routing, and more particularly, to establish a transmission path using an ecosystem-based routing device that can not only efficiently satisfy the delay quality required by the service but also improve scalability and robustness in terms of network. It is about a method.

인터넷의 급속한 발전과 함께 고품질을 요구하는 서비스들이 대거 등장함에 따라 트래픽 특성 및 네트워크의 상태 등의 예측이 어려워지고 있다. 향후 미래 네트워크에서 등장하게 될 멀티미디어 기반의 서비스들은 이러한 네트워크 불확실성을 더욱더 가속화할 것이며, 이에 따라 네트워크 인프라를 효율적으로 구축하여 사용자들이 요구하는 서비스 품질을 끊김없이 안전하게 제공할 수 있는 QoS 라우팅 기법에 대한 연구가 심도 있게 이루어져야 한다.With the rapid development of the Internet and the emergence of services requiring high quality, it is difficult to predict traffic characteristics and network conditions. Multimedia-based services, which will emerge in future networks, will further accelerate this network uncertainty. Accordingly, the study on QoS routing techniques that can efficiently and securely provide the service quality required by users by constructing network infrastructure efficiently Should be done in depth.

향후 등장하게 될 QoS 라우팅은 네트워크의 상태를 예측하기 어려운 환경에서도, 서비스들이 요구하는 다양한 품질을 효율적으로 만족시킬 수 있어야 한다. 더 나아가 품질 만족은 물론, 인위적인 제어 없이 자율로 네트워크를 관리할 수 있는, 즉 네트워크의 확장성 및 견고성 등을 보장할 수 있는 형태의 QoS 라우팅 기법으로 발전되어 갈 것이다.QoS routing, which will emerge in the future, must be able to efficiently satisfy the various qualities required by services even in an environment in which the state of the network is difficult to predict. Furthermore, it will be developed as a QoS routing scheme that can manage the network autonomously without quality control as well as to guarantee the scalability and robustness of the network.

최근, 자연의 생태계를 답습하여 당면한 문제들을 해결하고자 하는 생태계 기반 기술들이 새롭게 대거 등장하고 있다. AntNet는 개미들의 일상사 관찰을 통해 얻은 지식을 네트워크에 접목시킨 대표적인 생태계 기반 기술로, NP-hard 문제로 여겨지고 있는 최단거리 라우팅 문제를 해결할 수 있다. AntNet는 페르몬을 축적할 수 있는 인위적인 개미를 네트워크에 인가하며, 개미가 겪은 지연을 바탕으로라우팅 테이블을 구성한다.Recently, a number of new ecosystem-based technologies have emerged that attempt to solve natural problems by following the natural ecosystem. AntNet is a representative ecosystem-based technology that integrates the knowledge gained from ant daily history observations into the network and can solve the shortest distance routing problem that is considered NP-hard problem. AntNet applies an artificial ant to the network to accumulate pheromone, and builds a routing table based on the ant's delay.

이때, 개미가 지나간 패스가 최단거리 패스에 가까울수록, 개미는 많은 양의 페로몬을 축적시키게 된다. 따라서, 페르몬이 많이 축적된 패스일수록 최단 거리에 근접한 패스로 인식하여 라우팅하게 된다.At this time, the closer the path through which the ant passes, the shorter the path, the more ants accumulate. Therefore, a path in which many pheromones are accumulated is recognized as a path closest to the shortest distance and is routed.

AntNet는 실제 개미들의 최단 거리 먹이 획득 방법에서 영감을 받았다는 점에서 다음과 같은 장점을 갖는다. 첫째, 실시간으로 전송되는 개미를 통해 급변하는 네트워크 상태를 적기에 파악하여 능동적으로 대처할 수 있다. AntNet has the following advantages in that it is inspired by how ants get the shortest distance food: First, through the ants transmitted in real time, it is possible to proactively cope with the timely grasp of rapidly changing network conditions.

둘째, 예기치 못한 망의 오동작 및 고장으로 인한 망 불안정 상태에서도 끊김없이 라우팅 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 이러한 모든 관리 기능은 관리자 등의 중앙 제어 없이 개미에 의해 자연스럽게 이루어진다는 장점이 있다. 이러한 장점들은 향후 등장하게 될 QoS 라우팅 기법에 반드시 필요한 특징들로서, 최근 이러한 장점들을 취하면서 QoS 라우팅까지 가능한 개미 기반의 QoS 라우팅은 다음과 같이 구성된다.Second, the routing function can be performed seamlessly even in network instability due to unexpected network malfunction and failure. In addition, all such management functions are advantageously performed by ants without central control such as an administrator. These advantages are essential features for the future QoS routing schemes. The ant-based QoS routing that can take advantage of these advantages and up to QoS routing in recent years is configured as follows.

AntNet 라우팅에서 페로몬 정보를 관리하기 위해 필요한 라우터는, 크게 개미들이 겪은 지연 품질의 통계 정보, 예컨대 평균, 표준편차, 개미를 통해 측정되어진 지연 중 최소값 등 세 가지 변수를 갖음)를 관리하는 로컬 모델과 개미들에 의해 업데이트된 각 경로별 페로몬 정보를 관리하는 페로몬 테이블로 구성되어진다.The routers needed to manage pheromone information in AntNet routing are largely local models that manage statistical information on the quality of delay experienced by ants, for example, average, standard deviation, and the minimum of delays measured by ants). It consists of a pheromone table that manages the pheromone information for each path updated by ants.

종래의 논문들에 의해 제안된 QoS 라우팅이 가능한 확장된 AntNet-CoS 라우팅에서의 라우팅는 제공하고자 하는 QoS별로 별도의 AntNet을 각각 운영하는 형태로 이루어진다. Routing in the extended AntNet-CoS routing capable of QoS routing proposed by the conventional papers consists of operating separate AntNet for each QoS to be provided.

그러나, 이러한 종래 QoS 제공 방법은 아래와 같은 문제점이 있다.However, the conventional QoS providing method has the following problems.

첫째, 네트워크의 부하가 상당하다는 특징이 있다. AntNet의 경우 개미의 전송 주기가 1초인 반면, 종래의 제안된 방법은 QoS별로 개미를 전송해야하기 때문에 1/QoS개수 초가 되어 QoS 배수의 개미가 망에 인가됨으로 네트워크의 부하가 급격히 증가하게 되며, 또한 각 노드는 QoS별로 로컬 모델과 페로몬 테이블을 유지해야 하기 때문에 자원 낭비를 초래한다는 단점이 있다.First, there is a significant load on the network. In the case of AntNet, the transmission period of ants is 1 second, whereas the conventionally proposed method has to transmit ants for each QoS, so the number of QoS multiples is applied to the network, and the load of the network is rapidly increased because the ants are applied to the network. In addition, each node has a disadvantage of wasting resources because it must maintain local model and pheromone table for each QoS.

둘째, 다양한 물질을 요구하는 서비스 수용에 한계가 있다. 현존하는 서비스는 물론 향후 등장하게 될 미래 서비스들은 그 요구 사항이 천차만별로 다양할 것이다. 따라서, 이러한 다양한 품질을 제공하기 위해서는 QoS별로 각각의 AntNet을 형성하여 운영해야 한다는 큰 단점이 있다.
Second, there is a limit to accommodating services requiring various materials. Existing services, as well as future services that will emerge in the future, will vary greatly in their requirements. Therefore, to provide such various qualities, there is a big disadvantage that each AntNet must be formed and operated for each QoS.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 페로몬을 축적시킬 수 있는 인공 개미를 네트워크에 인가하여 각 출발지-목적지-지연별로 QoS 콜로니를 생성하고, 생성된 QoS 콜로니별로 페로몬 양을 획득한 후 획득된 페로몬 정보를 바탕으로 서비스 패킷의 전송 경로를 설정할 수 있는 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to apply an artificial ant capable of accumulating pheromones to the network to generate QoS colonies for each source-destination-delay, and to obtain the pheromone amount for each generated QoS colony. After that, it is to provide a transmission path setting method using an ecosystem-based routing device that can set the transmission path of the service packet based on the obtained pheromone information.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치는 도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 로컬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 로컬 데이터 구조 각각에는 네트워크 상에 인가되는 인공 개미들에 의해 수집된 정보를 토대로 산출된 QoS별 통계 정보 값이 저장되어 있는 로컬 모델과, 도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 페로몬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 페로몬 데이터 구조 각각에는 상기 네트워크 상에 인가되는 인공 개미들에 의해 수집된 정보를 기반으로 상기 QoS별 상기 페로몬 정보가 저장되어 있으며, 상기 각 QoS 콜로니에는 자신의 이웃 노드들의 페로몬 정보가 저장되어 있는 페르몬 테이블과, 외부로부터 패킷이 도착함에 따라 상기 패킷의 분석을 통해 서비스 요구 지연 품질값을 검사한 후 상기 서비스 요구 지연 품질값과 상기 페르몬 테이블 내 페르몬 값을 기반으로 상기 패킷의 전송 경로를 결정하며, 상기 결정된 전송 경로를 토대로 상기 패킷을 전송하는 패킷 처리부를 포함한다.In order to achieve the object of the present invention, an ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention may be configured as a local data structure for each destination with arrival nodes as destinations, and an artificial ant applied to a network in each of the local data structures. It consists of a local model that stores the statistical information values for each QoS calculated based on the information collected by the data, and a pheromone data structure for each destination, with destination nodes as destinations, each of which is applied to the network. The pheromone information for each QoS is stored based on information collected by artificial ants, and each QoS colony has a pheromone table that stores pheromone information of its neighbor nodes, and as packets arrive from the outside. Analyzing the packet to determine the service request delay quality value And determining a transmission path of the packet based on the service request delay quality value and the pheromone value in the pheromone table, and transmitting the packet based on the determined transmission path.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치는 상기 네트워크의 상태를 수집하기 위한 포워드 인공 개미를 생성하여 상기 네트워크 상에 인가시키며, 외부의 노드로부터 백워드 인공 개미가 도착함에 따라 상기 백워드 인공 개미 내의 정보를 추출하는 개미 처리부를 포함한다.An ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention generates a forward artificial ant for collecting the state of the network and applies it to the network, and the backward artificial ant arrives from an external node. An ant processing part which extracts the information in an ant is included.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 개미 처리부는, 상기 포워드 인공 개미를 기 설정된 시간 간격으로 생성하여 상기 네트워크 상에 인가할 수 있다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the ant processing unit may generate the forward artificial ants at predetermined time intervals and apply them to the network.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 개미 처리부는, 상기 네트워크를 통해 상기 라우팅 장치가 도착 노드인 포워드 인공 개미가 수신됨에 따라 상기 수신된 포워드 인공 개미에서 수집한 정보를 추출한 후 소멸시키고, 상기 소멸된 포워드 인공 개미에 대응되는 백워드 인공 개미를 생성하여 상기 추출한 정보를 상기 백워드 인공 개미에 포함시켜 상기 소멸된 포워드 인공 개미의 전송 경로와 반대 경로로 하여 상기 네트워크 상에 인가할 수 있다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the ant processing unit is extinguished after extracting the information collected from the forward artificial ants as the forwarding device receives the forward artificial ant as the arrival node through the network. And generate a backward artificial ant corresponding to the destroyed forward artificial ant and include the extracted information in the backward artificial ant to apply on the network in a reverse path to the transmission path of the destroyed forward artificial ant. Can be.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치는 상기 백워드 인공 개미에 포함된 정보를 이용하여 상기 로컬 모델과 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 업데이트부를 포함한다.An ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention includes an update unit for updating the local model and the pheromone table using information included in the backward artificial ant.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 업데이트부는, 상기 백워드 인공 개미가 도착함에 따라 상기 백워드 인공 개미에 포함된 정보를 이용하여 상기 라우팅 장치의 지연 값과 도착 예정 노드의 지연 값 간의 차이 값을 계산하여 상기 로컬 모델 내 로컬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 로컬 데이터 구조를 선택한 후 상기 차이 값을 토대로 상기 선택한 로컬 데이터 구조를 업데이트 하는 로컬 모델 업데이트부를 포함한다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the update unit uses the information included in the backward artificial ant as the backward artificial ant arrives to delay the delay value of the routing device and the scheduled arrival node. A local model updating unit configured to select a local data structure having a destination corresponding to the arrival node in the local data structure of the local model by calculating a difference value between the values, and then update the selected local data structure based on the difference value; .

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 업데이트부는, 상기 선택한한 데이터 구조의 QoS 콜로니 리스트에서 상기 차이 값과 기 설정된 범위에서 근접한 어느 하나의 QoS 콜로니를 선택하여 업데이트하거나 상기 선택한 데이터 구조에 상기 차이 값을 이용하여 QoS 콜로니를 추가할 수 있다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the update unit selects and updates one QoS colony that is close to the difference value and a preset range in the QoS colony list of the selected data structure or updates the selected data structure. QoS colony may be added to the difference value using the difference value.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 업데이트부는, 상기 목적지별 페로몬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조를 선택하고, 상기 차이 값을 상기 선택한 페로몬 데이터 구조에 반영하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 페로몬 업데이트부를 포함한다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the update unit selects a pheromone data structure having a destination corresponding to the arrival node in the pheromone data structure for each destination, and selects the difference value from the pheromone data structure. It includes a pheromone update unit for updating the pheromone table reflected in.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 페로몬 업데이트부는, 상기 차이 값을 기반으로 상기 선택한 페로몬 데이터 구조의 QoS 콜로니리스트에서 어느 하나의 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 로컬 데이터 구조에서 선택한 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 상기 차이 값 사이의 관계성 정도를 이용하여 상기 선택한 QoS 콜로니 내 이웃 노드에 대한 페로몬 값을 계산하며, 상기 계산된 이웃 노드의 페로몬 몬 값을 이용하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트할 수 있다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the pheromone updater selects one QoS colony from the QoS colony list of the selected pheromone data structure based on the difference value and then selects a QoS colony from the local data structure. The pheromone value for the neighbor node in the selected QoS colony is calculated using the degree of the relationship between the delay statistics value and the difference value, and the pheromone table can be updated using the calculated pheromone value of the neighbor node. have.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 페로몬 업데이트부는, 수학식(

Figure pat00001
(
Figure pat00002
은 선택된 QoS 콜로니의 이웃 노드 j에 대한 페로몬 값,
Figure pat00003
는 선택된 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 차이 값(ti→j) 사이의 관계성 정도를 나타내는 척도))에 의해 상기 페로몬 테이블 내 페로몬 값을 업데이트할 수 있다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the pheromone update unit,
Figure pat00001
(
Figure pat00002
Is the pheromone value for the neighbor node j of the selected QoS colony,
Figure pat00003
May update the pheromone value in the pheromone table by a delay statistics value of the selected QoS colony and a measure indicating a degree of relationship between the difference value (t i? J ).

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 페로몬 업데이트부는, 기 설정된 주기로 상기 목적지별 페로몬 데이터 구조 내 페로몬 값에 증발 상수를 반영하여 업데이트할 수 있다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the pheromone updater may update the pheromone value in the pheromone data structure for each destination at a predetermined period by updating an evaporation constant.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 패킷 처리부는, 상기 패킷이 도착함에 따라 상기 패킷의 다음 도착 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조를 상기 페로몬 테이블에서 선택하고, 상기 선택된 페로몬 데이터 구조에 존재하는 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산하는 관계성 계산부와, 상기 척도가 가장 큰 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 선택된 QoS 콜로니 내 이웃 노드들에 대한 페로몬 값과 각 이웃 노드의 혼잡성 척도를 기반으로 상기 각 이웃 노드로의 라우팅 확률을 계산하는 확률 계산부와, 상기 각 이웃 노드에 대한 라우팅 확률을 기반으로 상기 이웃 노드들 중 어느 하나를 상기 패킷의 전송 경로로 설정하는 전송 경로 설정부를 포함한다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the packet processing unit selects a pheromone data structure having a destination corresponding to a next arrival node of the packet from the pheromone table as the packet arrives, and selects the selected pheromone from the pheromone table. A relation calculating unit that calculates a scale indicating a degree of relation for each QoS colony present in the data structure, a pheromone value for each neighbor node in the selected QoS colony and each neighbor after selecting the largest QoS colony A probability calculator configured to calculate a routing probability to each neighbor node based on a congestion measure of a node; and setting one of the neighbor nodes as a transmission path of the packet based on a routing probability to each neighbor node It includes a transmission path setting unit.

본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치에서 상기 관계성 계산부는, 상기 선택된 로컬 데이터 구조의 각 QoS 콜로니에 저장된 지연 통계 값을 이용하여 상기 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산할 수 있다.In the ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, the relationship calculating unit may calculate a measure indicating a degree of relationship for each QoS colony using delay statistics values stored in each QoS colony of the selected local data structure. Can be.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법은 도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 로컬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 로컬 데이터 구조 각각에는 QoS별 통계 정보 값이 저장되어 있는 로컬 모델과, 도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 페로몬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 페로몬 데이터 구조 각각에는 상기 QoS별 상기 페로몬 정보가 저장되어 있으며, 상기 각 QoS 콜로니에는 자신의 이웃 노드들의 페로몬 정보가 저장되어 있는 페르몬 테이블을 구비하는 생태계 기반의 QoS 라우팅 장치의 패킷 경로 설정 방법으로서, 패킷이 도착함에 따라 상기 패킷의 다음 도착 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조 및 로컬 데이터 구조를 상기 페로몬 테이블에서 선택하는 단계와, 상기 선택된 로컬 데이터 구조에 존재하는 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산하는 단계와, 상기 척도가 가장 큰 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 선택된 QoS 콜로니 내 이웃 노드들에 대한 페로몬 값과 각 이웃 노드의 혼잡성 척도를 기반으로 상기 각 이웃 노드로의 라우팅 확률을 계산하는 단계와, 상기 각 이웃 노드에 대한 라우팅 확률을 기반으로 상기 이웃 노드들 중 어느 하나를 상기 패킷의 전송 경로로 설정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for setting a transmission path using an ecosystem-based routing device is configured as a local data structure for each destination using reachable nodes as a destination, and each statistical data value for each QoS is stored in the local data structure. The pheromone data structure of each destination is made by using a local model and a destination node as a destination, wherein the pheromone information for each QoS is stored in each of the pheromone data structures, and each pheromone information of its neighbor nodes is stored in each QoS colony. A packet path setting method of an ecosystem-based QoS routing apparatus having a pheromone table, the pheromone table having a pheromone data structure and a local data structure having a destination corresponding to a next arrival node of the packet as the packet arrives. Choose from Calculating a scale indicating a degree of relationship for each QoS colony present in the selected local data structure, selecting a QoS colony having the largest scale, and then pheromone value for each neighbor node in the selected QoS colony and each neighbor Calculating a routing probability to each neighboring node based on a congestion measure of a node, and setting one of the neighboring nodes as a transmission path of the packet based on the routing probability for each neighboring node; Include.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법에서 상기 척도를 계산하는 단계는, 수학식(

Figure pat00004
(
Figure pat00005
는 패킷의 서비스 지연 요구 값,
Figure pat00006
는 k번째 QoS 콜로니의 평균 지연 값,
Figure pat00007
는 k번째 QoS 콜로니의 지연 값 표준편차,
Figure pat00008
Figure pat00009
는 각각 k번째 QoS 콜로니의 지연 통계값을 이용하여 계산된 최대 지원 가능 지연 값, 최소 지원 가능 지연 값,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
는 가중치 상수로써 그 합이 1이며, 신뢰 구간 설정 상수 v와 샘플 윈도우 사이즈 w의 설정을 통해
Figure pat00012
Figure pat00013
을 구할 수 있음))을 통해 상기 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산할 수 있다.In the transmission path setting method using the ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention, the step of calculating the measure,
Figure pat00004
(
Figure pat00005
Is the service delay request value of the packet,
Figure pat00006
Is the average delay value of the kth QoS colony,
Figure pat00007
Is the standard deviation of the delay value of the kth QoS colony,
Figure pat00008
Wow
Figure pat00009
Are the maximum supportable delay values, the minimum supportable delay values, calculated using the delay statistics of the kth QoS colony, respectively.
Figure pat00010
,
Figure pat00011
Is a weighting constant whose sum is 1, and by setting the confidence interval setting constant v and the sample window size w
Figure pat00012
Wow
Figure pat00013
Can be obtained)) to calculate a measure indicating the degree of relationship for each QoS colony.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법에서 상기 확률을 계산하는 단계는, 수학식(

Figure pat00014
(
Figure pat00015
는 선택된 QoS(Xsel)에서 이웃 노드 j로 페로몬 값,
Figure pat00016
는 j의 혼잡성을 나타내는 척도,
Figure pat00017
Figure pat00018
의 가중치 상수))을 통해 계산할 수 있다.In the transmission path setting method using the ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention, the step of calculating the probability, Equation (
Figure pat00014
(
Figure pat00015
Is the pheromone value from the selected QoS (X sel ) to neighbor node j,
Figure pat00016
Is a measure of j's congestion,
Figure pat00017
Is
Figure pat00018
Can be calculated by

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법은 상기 네트워크의 상태 정보를 수집하기 위한 포워드 인공 개미를 생성하여 상기 네트워크 상에 인가시키며, 외부의 노드로부터 백워드 인공 개미가 도착함에 따라 상기 백워드 인공 개미 내 상태 정보를 추출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for establishing a transmission path using an ecosystem-based routing device generates a forward artificial ant for collecting state information of the network and applies it on the network, and a backward artificial ant from an external node. Extracting state information in the backward artificial ant as it arrives.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법은 상기 포워드 인공 개미를 기 설정된 시간 간격으로 생성하여 상기 네트워크 상에 인가하는 단계를 포함한다.The transmission path setting method using the ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention includes generating and forwarding the forward artificial ants at a predetermined time interval on the network.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법은 상기 네트워크를 통해 상기 라우팅 장치가 도착 노드인 포워드 인공 개미가 수신하는 단계와, 상기 수신한 포워드 인공 개미에서 수집한 상태 정보를 추출한 후 소멸시키고, 상기 소멸된 포워드 인공 개미에 대응되는 백워드 인공 개미를 생성하는 단계와, 상기 추출한 상태 정보를 상기 백워드 인공 개미에 포함시켜 상기 소멸된 포워드 인공 개미의 전송 경로와 반대 경로로 하여 상기 네트워크 상에 인가하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for establishing a transmission path using an ecosystem-based routing device, in which a routing device receives a forward artificial ant as an arrival node through a network, and collects the received forward artificial ant. Extracting and extinguishing information, generating a backward artificial ant corresponding to the destroyed forward artificial ant, and including the extracted state information in the backward artificial ant to reverse the transmission path of the destroyed forward artificial ant; Applying on the network as a path.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법은 상기 백워드 인공 개미에 포함된 상태 정보를 이용하여 상기 로컬 모델과 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함한다.A transmission path setting method using an ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention includes updating the local model and the pheromone table using state information included in the backward artificial ant.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법에서 상기 업데이트하는 단계는, 상기 백워드 인공 개미에 포함된 상태 정보를 이용하여 상기 라우팅 장치의 지연 값과 도착 예정 노드의 지연 값 간의 차이 값을 계산하는 단계와, 상기 로컬 모델 내 로컬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 로컬 데이터 구조를 선택하는 단계와, 상기 차이 값을 이용하여 상기 선택한 로컬 데이터 구조를 업데이트 하는 단계를 포함한다.In the updating of the transmission path setting method using the ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention, the delay value of the routing device and the expected arrival node of the routing device by using the state information included in the backward artificial ant Calculating a difference value between delay values, selecting a local data structure having a destination corresponding to the arrival node in a local data structure in the local model, and using the difference value to determine the selected local data structure; Updating.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법에서 상기 선택한 로컬 데이터 구조를 업데이트 하는 단계는, 상기 선택한 데이터 구조의 QoS 콜로니 리스트에서 상기 차이 값과 기 설정된 범위에서 근접한 QoS 콜로니가 존재하는지를 판단하는 단계와, 상기 QoS 콜로니가 존재하면, 상기 기 설정된 범위에 근접한 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 선택한 QoS 콜로니를 상기 차이 값을 이용하여 업데이트하는 단계와, 상기 QoS 콜로니가 존재하지 않으면, 상기 선택한 데이터 구조에 상기 차이 값을 이용하여 QoS 콜로니를 추가하여 상기 로컬 모델을 업데이트하는 단계를 포함한다.The updating of the selected local data structure in the transmission path setting method using the ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention may include: QoS close to a preset range in the QoS colony list of the selected data structure. Determining whether a colony exists, if the QoS colony exists, selecting a QoS colony close to the preset range, and updating the selected QoS colony using the difference value; and if the QoS colony does not exist Updating the local model by adding a QoS colony to the selected data structure using the difference value.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법은 상기 목적지별 페로몬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조를 선택하는 단계와, 상기 차이 값을 상기 선택한 페로몬 데이터 구조에 반영하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for setting a transmission path using an ecosystem-based routing device, selecting a pheromone data structure having a destination corresponding to an expected arrival node from the pheromone data structure for each destination; Updating the pheromone table by reflecting the selected pheromone data structure.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법에서 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계는, 상기 차이 값을 기반으로 상기 선택한 페로몬 데이터 구조의 QoS 콜로니 리스트에서 어느 하나의 QoS 콜로니를 선택하는 단계와, 상기 로컬 데이터 구조에서 선택한 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 상기 차이 값 사이의 관계성 정도를 이용하여 상기 선택한 QoS 콜로니 내 이웃 노드에 대한 페로몬 값을 계산하는 단계와, 상기 계산된 이웃 노드의 페로몬 몬 값을 이용하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함한다.The updating of the pheromone table in the transmission path setting method using the ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention may include: one QoS colony in the QoS colony list of the selected pheromone data structure based on the difference value; Calculating a pheromone value for a neighbor node in the selected QoS colony using the degree of relationship between the delay statistics value of the selected QoS colony and the difference value in the local data structure; And updating the pheromone table using the pheromone values of neighbor nodes.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법에서 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계는, 수학식(

Figure pat00019
(
Figure pat00020
은 선택된 QoS 콜로니의 이웃 노드 j에 대한 페로몬 값,
Figure pat00021
는 선택된 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 차이 값(ti→j) 사이의 관계성 정도를 나타내는 척도))에 의해 상기 페로몬 테이블 내 페로몬 값을 업데이트할 수 있다.The updating of the pheromone table in the transmission path setting method using the ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention,
Figure pat00019
(
Figure pat00020
Is the pheromone value for the neighbor node j of the selected QoS colony,
Figure pat00021
May update the pheromone value in the pheromone table by a delay statistics value of the selected QoS colony and a measure indicating a degree of relationship between the difference value (t i? J ).

본 발명의 다른 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법은 기 설정된 주기로 상기 목적지별 페로몬 데이터 구조 내 페로몬 값에 증발 상수를 반영하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함한다.
A transmission path setting method using an ecosystem-based routing device according to another embodiment of the present invention includes updating the pheromone table by reflecting an evaporation constant in a pheromone value in the pheromone data structure for each destination at a predetermined period.

본 발명은 페로몬을 축적시킬 수 있는 인공 개미를 네트워크에 인가하여 각 출발지-목적지-지연별로 QoS 콜로니를 생성하고, 생성된 QoS 콜로니별로 페로몬 양을 획득한 후 획득된 페로몬 정보를 바탕으로 서비스 패킷의 전송 경로를 설정함으로써, 서비스가 요구하는 지연 품질을 효율적으로 만족할 수 있을 뿐만 아니라 네트워크 측면에서 확장성과 견고성을 향상시킬 수 있다.
The present invention generates QoS colonies for each source-destination-delay by applying artificial ants capable of accumulating pheromones to the network, and obtains the pheromone amount for each generated QoS colony based on the obtained pheromone information. By setting the transmission path, the delay quality required by the service can be efficiently satisfied, and the scalability and robustness can be improved in terms of the network.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치 내부 구성을 도시한 블록도이며,
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 모델의 데이터 구조를 도시한 도면이며,
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 페로몬 테이블의 데이터 구조를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 인공개미들에 의해 망 상태 정보를 수집하여 로컬 모델과 페로몬 테이블을 업데이트하는 과정을 도시한 흐름도이며,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 AntQoS의 망 상태 정보 수집 및 데이터 구조의 갱신 방법 중 백워드 인공 개미를 통한 로컬 서치 적용 및 페로몬 테이블 업데이트 하는 과정을 구체적으로 도시한 흐름도이며,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 라우팅 장치가 페로몬 정보를 기반으로 서비스 패킷을 전송하기 위한 전송 경로를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing the internal configuration of an ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention,
2A is a diagram illustrating a data structure of a local model according to an embodiment of the present invention.
2B is a diagram illustrating a data structure of a pheromone table according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process of updating a local model and a pheromone table by collecting network state information by artificial ants according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart specifically illustrating a process of applying local search and updating pheromone table through a backward artificial ant among methods of collecting network state information and data structure of AntQoS according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating a process of setting a transmission path for transmitting a service packet based on pheromone information by a routing apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. The objects and effects of the present invention and the technical configurations for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The present embodiments are merely provided to complete the disclosure of the present invention and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the scope of the claims. It will be. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 생태계 기반의 라우팅 장치 내부 구성을 도시한 블록도로서, 크게 로컬 모델(100), 페로몬 테이블(102), 개미 처리부(120), 업데이트부(110) 및 패킷 처리부(130) 등을 포함할 수 있다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an internal configuration of an ecosystem-based routing device according to an embodiment of the present invention, and includes a local model 100, a pheromone table 102, an ant processor 120, an updater 110, and a packet. The processor 130 may be included.

로컬 모델(100)은 인공 개미들이 겪은 지연의 통계 정보를 관리하는데, 인공 개미들이 수집한 정보를 기반으로 생성된 자신의 노드를 출발지로 하고 자신의 노드가 도착 가능한 노드(목적지)별 로컬 데이터 구조로 구성된다. 각 로컬 데이터 구조에는 QoS별, 즉 지연별 통계 값 정보가 저장되어 있다. 다시 말해서, 로컬 모델(100)에는 출발지-목적지별 데이터 구조에 QoS별 통계 값 정보가 저장되어 있는데, 이에 대한 설명은 도 2a를 참조하여 설명한다. The local model 100 manages statistical information of delays experienced by artificial ants, which is based on the information collected by the artificial ants as a starting point and local data structure for each node (destination) where the node can arrive. It consists of. Each local data structure stores statistical value information for each QoS, that is, for each delay. In other words, in the local model 100, QoS value information for each QoS is stored in a data structure of each source-destination, which will be described with reference to FIG. 2A.

도 2a에 도시된 바와 같이, 각 데이터 구조는 출발지(자신의 노드)가 I인 노드에서 도착 가능한 노드(목적지 노드)별로 Mi0, Mi(i-1), Mi(i+1), ....., Mid로 이루어지며, 각 데이터 구조에는 QoS별 통계값 정보가 저장되어 있다. 예를 들어 출발지가 I인 노드에서 도착 가능한 노드(목적지 노드) I-1의 로컬 데이터 구조(Mi(i-1))에는 QoS별(QoSk) 지연의 통계 값 정보가 저장되어 있으며, QoS는 자신의 노드에서 도착 가능한 노드까지의 지연 값들을 의미한다. 여기에서, 인공 개미들이 겪은 지연의 통계 값 정보는 평균, 표준 편차, 개미를 통해 측정되어진 지연 중 최소 값 등을 들 수 있다. As shown in FIG. 2A, each data structure includes M i0 , M i (i-1) , M i (i + 1) , for each node (destination node) that can arrive from a node whose origin (its node) is I. ....., M id . Each data structure stores QoS information for each QoS. For example, the local data structure (M i (i-1) ) of a node (destination node) I-1 that can arrive from a node of origin I stores statistical value information of QoS-specific delays (QoSk). Delay values from its own node to reachable node. Here, the statistical value information of the delay experienced by the artificial ants may include the average, the standard deviation, the minimum value of the delay measured by the ant, and the like.

페로몬 테이블(102)은 인공 개미들에 의해 업데이트된 각 경로별 페로몬 정보를 관리하는 곳으로서, 출발지i의 노드에서 도착 가능한 노드(목적지 노드)(0, .....,I-1, ......,i+1, ......., id)별 페로몬 데이터 구조로 구성된다. 각 페로몬 데이터 구조에는 QoS별 페로몬 정보가 저장되어 있다. 다시 말해서, 페로몬 테이블(102)에는 출발지-목적지별 페로몬 데이터 구조에 QoS별 페로몬 정보가 저장되어 있는데, 이에 대한 설명은 도 2b를 참조하여 설명한다. The pheromone table 102 manages pheromone information for each path updated by artificial ants, and is a node (destination node) (0, ....., I-1,. It consists of pheromone data structure by ....., i + 1, ......., id). Each pheromone data structure stores pheromone information for each QoS. In other words, the pheromone table 102 stores pheromone information for each QoS in the pheromone data structure for each source-destination, which will be described with reference to FIG. 2B.

도 2b에 도시된 바와 같이, 출발지i의 노드와 도착 가능한 목적지 노드별 페로몬 테이블(102)의 각 페로몬 데이터 구조는 Ti0, Ti(i-1), Ti(i+1), ....., Tid로 이루어지며, 각 페로몬 데이터 구조에는 QoS(QoSk)별 페로몬 정보가 저장되어 있다. 또한, QoS(QoSk)별 각각의 페로몬 정보에는 이웃 노드(N0, N1)에 대한 페르몬 값이 저장되어 있다.As shown in FIG. 2B, each pheromone data structure of the pheromone table 102 for each node of the source i and the destination node that can be reached is T i0 , T i (i-1) , T i (i + 1) ,... ..., T id , and each pheromone data structure stores pheromone information for each QoS (QoSk). In addition, the pheromone values for the neighbor nodes N0 and N1 are stored in each pheromone information for each QoS (QoSk).

개미 처리부(120)는 임의의 시간 간격으로 로컬 모델(100) 및 페로몬 테이블(102)에 저장된 정보를 업데이트하기 위해 인공 개미(포워드 인공 개미)를 생성하고, 포워드 인공 개미가 도착됨에 따라 포워드 인공 개미에 의해 수집된 정보를 추출한 후 추출한 정보를 이용하여 백워드 인공 개미를 생성함과 더불어 포워드 인공 개미를 제거한다. 이렇게 생성된 백워드 인공 개미는 네트워크에 인가되어 포워드 인공 개미가 지나온 경로의 반대 경로로 이동하게 된다.The ant processing unit 120 generates artificial ants (forward artificial ants) to update the information stored in the local model 100 and the pheromone table 102 at random time intervals, and forward artificial ants as the artificial forward ants arrive. After extracting the collected information by using the extracted information to create a backward artificial ant and remove the forward artificial ants. The generated backward artificial ants are applied to the network and moved to the opposite path of the forward artificial ant.

백워드 인공 개미에 저장된 정보는 업데이트부(110)에 제공되며, 업데이트부(110)는 백워드 인공 개미에 포함된 정보를 이용하여 로컬 모델(100)과 페로몬 테이블(102)을 업데이트시키는데, 이를 위하여 백워드 인공 개미에 포함된 정보를 기반으로 로컬 모델(100) 내 로컬 데이터 구조를 업데이트시키는 로컬 업데이트부(112)와, 백워드 인공 개미에 포함된 정보를 기반으로 페로몬 테이블(102) 내 페로몬 데이터 구조를 업데이트시키는 페로몬 업데이트부(114)를 포함한다.The information stored in the backward artificial ants is provided to the updater 110, and the updater 110 updates the local model 100 and the pheromone table 102 by using the information included in the backward artificial ants. Local update unit 112 for updating the local data structure in the local model 100 based on the information contained in the backward artificial ant, and the pheromone in the pheromone table 102 based on the information included in the backward artificial ant Pheromone update unit 114 for updating the data structure.

상기와 같은 구성을 갖는 업데이트부(110)가 로컬 모델(100)과 페로몬 테이블(102)을 업데이트하는 과정에 대해 도 3을 참조하여 설명하면 아래와 같다.A process of updating the local model 100 and the pheromone table 102 by the updater 110 having the above configuration will be described below with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 인공개미들에 의해 망 상태 정보를 수집하여 로컬 모델과 페로몬 테이블을 업데이트하는 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a process of updating a local model and a pheromone table by collecting network state information by artificial ants according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 임의의 노드인 라우터의 개미 처리부(120)는 인공개미, 즉 포워드 인공 개미를 생성한다(S300). 이때, 생성되는 포워드 인공 개미는 네트워크에 인가되며, 전송되는 경로에 있는 중간 라우터(노드)의 지연 값을 제공받아 망 상태 정보를 수집하면서 이동한다(S302). Referring to FIG. 3, the ant processor 120 of the router, which is an arbitrary node, generates an artificial ant, that is, a forward artificial ant (S300). At this time, the generated artificial artificial ant is applied to the network, receives the delay value of the intermediate router (node) in the transmission path and moves while collecting network state information (S302).

이후, 포워드 인공 개미가 도착한 도착 노드의 개미 처리부(120)에서는 포워드 인공 개미를 소멸시킨 후 새로운 인공 개미, 즉 백워드 인공 개미를 생성하는데(S304), 이때 포워드 인공 개미의 정보는 백워드 인공 개미로 옮겨진다. 여기에서, 백워드 인공 개미는 포워드 인공 개미가 지나왔던 경로의 반대 경로로 이동하며, 백워드 인공 개미가 전송되는 경로에 있는 매 중간 라우터는 백워드 인공 개미 내의 정보를 기반으로 로컬 모델(100)에 저장된 통계 값과 페로몬 테이블(102)의 페로몬 정보를 업데이트한다(S306).Subsequently, the ant processing unit 120 of the arrival node that the forward artificial ant arrives extinguishes the forward artificial ant and generates a new artificial ant, that is, a backward artificial ant (S304), wherein the information of the forward artificial ant is a backward artificial ant. Is moved to. Here, the backward ant moves in a path opposite to the path through which the forward ant has passed, and every intermediate router in the path through which the forward ant is sent is based on the information in the backward ant based on the local model 100. The statistical value stored in the pheromone table 102 and the pheromone information of the pheromone table 102 are updated (S306).

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 AntQoS의 망 상태 정보 수집 및 데이터 구조의 갱신 방법 중 백워드 인공 개미를 통한 로컬 서치 적용 및 페로몬 테이블 업데이트 하는 과정을 구체적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart specifically illustrating a process of applying local search and updating pheromone table through a backward artificial ant among AntQoS network state information collection and data structure update method according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 개미 처리부(120)는 백워드 인공 개미가 도착한 I노드의 라우팅 장치에 도착함에 따라 백워드 인공 개미에 저장된 정보를 업데이트부(110)에 제공하며, 업데이트부(110)는 목적지 노드에서 자신의 노드까지의 지연 값(di)을 계산한다(S400). 그런 다음, 도착 예정 노드 j를 I보다 하나 큰 값으로 설정한다(S402). As shown in FIG. 4, first, the ant processing unit 120 provides the update unit 110 with information stored in the backward artificial ant as it arrives at the routing device of the I node where the backward artificial ant arrives. 110 calculates a delay value di from the destination node to its node (S400). Then, the expected arrival node j is set to a value larger than I (S402).

그런 다음, 도착 예정 노드인 j와 네트워크 상의 총 노드 수(n)를 비교하며(S404), 단계 S404의 비교 결과 도착 예정 노드 j가 총 노드의 개수 n보다 클 경우 현재 노드에서 백워드 인공 개미를 통한 로컬 서치 적용 및 페로몬 테이블 업데이트를 종료하고, 그렇지 않을 경우, i의 지연 값(=di)과 도착 예정 노드 j의 지연 값(=dj)간의 차이 값인 ti→j를 계산한다(S406). Then, comparing the expected arrival node j with the total number of nodes (n) on the network (S404), if the expected arrival node j is greater than the total number n of nodes as a result of the comparison of step S404, the backward artificial ant is selected from the current node. After applying local search through the pheromone table update, otherwise, calculates the difference between the delay value of i (= d i ) and the delay value of the scheduled node j (= d j ), t i → j (S406). ).

이후, 업데이트부(110)는 로컬 모델(100) 내 목적지별 로컬 데이터 구조에서 도착 예정 노드 j에 대응되는 로컬 데이터 구조(Mij)를 선택하며(S408), 계산한 차이 값(ti→j)값을 토대로 선택된 로컬 데이터 구조(Mij)의 QoS 리스트에서 QoS(Xsel)를 선택하는데, 즉 QoS 리스트에 차이 값(ti→j)과 차이가 기 설정된 범위 만큼 작은 QoS가 존재하는지를 판단한다(S410).Thereafter, the updater 110 selects the local data structure M ij corresponding to the arrival node j in the local data structure for each destination in the local model 100 (S408), and calculates the calculated difference value t i → j. Selects QoS (X sel ) from the QoS list of the selected local data structure (M ij ), that is, determines whether there is a difference in the QoS list (t i → j ) and the QoS is smaller than the preset range. (S410).

S410의 판단 결과, 차이 값(ti→j)에 상응하는 QoS가 존재하지 않을 경우 지연 값(ti→j)을 갖는 새로운 QoS(Xsel)를 데이터 구조(Mij)에 추가하는 과정을 거친다(S412). 차이 값(ti→j)에 상응하는 QoS가 존재할 경우에는 데이터 구조(Mij)의 선택된 QoS(Xsel)에 ti→j값을 반영하여 지연 통계 값을 아래의 수학식 1을 통해 로컬 모델(100)의 지연 통계 값을 업데이트한다(S414). As a result of the determination of S410, when there is no QoS corresponding to the difference value t i → j , adding a new QoS (X sel ) having a delay value t i → j to the data structure M ij . Rough (S412). If there is a QoS corresponding to the difference value t i → j , the delay statistic value is localized through Equation 1 below by reflecting the t i → j value in the selected QoS (X sel ) of the data structure M ij . The delay statistics value of the model 100 is updated (S414).

Figure pat00022
Figure pat00022

상기의 수학식 1에서,

Figure pat00023
는 선택된 QoS 콜로니의 평균 지연 값,
Figure pat00024
는 선택된 QoS 콜로니의 지연 값 편차,
Figure pat00025
는 가중치 상수로써 움직임 평균(Moving average) 사용 시 현재 샘플 값 개수의 가중치를 의미한다.In Equation 1 above,
Figure pat00023
Is the average delay value of the selected QoS colony,
Figure pat00024
Is the delay value deviation of the selected QoS colony,
Figure pat00025
Denotes the weight of the current number of sample values when using a moving average as a weight constant.

다음으로, 페로몬 테이블(102)의 정보를 업데이트하기 위하여, 페로몬 테이블(102)에서 도착 예정 노드가 j에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조(Tij)를 선택한다(S416). 이후, 선택된 데이터 구조(Tij)의 선택한 QoS(Xsel)에서 ti→j값을 반영하여 아래의 수학식 2를 통해 페로몬 테이블(102)을 갱신한다(S420).Next, in order to update the information of the pheromone table 102, the pheromone table 102 selects the pheromone data structure T ij having a destination corresponding to j (S416). Then, it updates the pheromone table 102 through the equation (2) below, to reflect the value t i → j from QoS (X sel) to select the selected data structure (T ij) (S420).

Figure pat00026
Figure pat00026

상기의 수학식 2에서,

Figure pat00027
은 선택된 QoS 콜로니의 페로몬 테이블(102)에서 이웃 노드 j에 대한 페로몬 값,
Figure pat00028
는 선택된 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 차이 값(ti→j) 사이의 관계성 정도를 나타내는 척도를 의미한다. In Equation 2 above,
Figure pat00027
Is the pheromone value for neighbor node j in the pheromone table 102 of the selected QoS colony,
Figure pat00028
Denotes a measure indicating the degree of relationship between the delay statistics value of the selected QoS colony and the difference value t i-> j .

페로몬 값을 업데이트함에 있어서, 차이 값(ti→j)과 선택된 QoS 콜로니의 지연 통계 값 사이의 관계성 정도를 나타내는 척도인

Figure pat00029
는 0에서 1사이의 값을 가지며, 1에 가까울수록 관계성이 큼을 의미한다. 따라서, 관계성 정도를 구하기 위하여 아래의 수학식 3을 이용한다.In updating the pheromone value, it is a measure of the degree of relationship between the difference value (t i → j ) and the delay statistics value of the selected QoS colony.
Figure pat00029
Has a value between 0 and 1, and the closer to 1, the greater the relationship. Therefore, Equation 3 below is used to obtain a degree of relationship.

Figure pat00030
Figure pat00030

상기의 수학식 3에서,

Figure pat00031
는 서비스 지연 요구 값,
Figure pat00032
는 k번째 QoS 콜로니의 평균 지연 값,
Figure pat00033
는 k번째 QoS 콜로니의 지연 값 표준편차,
Figure pat00034
Figure pat00035
는 각각 k번째 QoS 콜로니의 지연 통계값을 이용하여 계산된 최대 지원 가능 지연 값, 최소 지원 가능 지연 값을 의미한다.
Figure pat00036
,
Figure pat00037
는 가중치 상수로써 그 합이 1이며, 신뢰 구간 설정 상수 v와 샘플 윈도우 사이즈 w의 설정을 통해
Figure pat00038
Figure pat00039
을 구할 수 있다. In Equation 3 above,
Figure pat00031
Is the service delay request value,
Figure pat00032
Is the average delay value of the kth QoS colony,
Figure pat00033
Is the standard deviation of the delay value of the kth QoS colony,
Figure pat00034
Wow
Figure pat00035
Denotes the maximum supportable delay value and the minimum supportable delay value calculated using the delay statistics of the kth QoS colony, respectively.
Figure pat00036
,
Figure pat00037
Is a weighting constant whose sum is 1, and by setting the confidence interval setting constant v and the sample window size w
Figure pat00038
Wow
Figure pat00039
Can be obtained.

한편, 페로몬 테이블(102)에 저장된 페로몬 값은 매 일정 주기마다 증발하는 특성을 가지며, 이를 반영하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 페로몬 업데이트부(114)는 아래의 수학식 4를 통해 페로몬 값을 주기적으로 업데이트한다On the other hand, the pheromone value stored in the pheromone table 102 has a characteristic that evaporates every predetermined period, in order to reflect this, the pheromone update unit 114 according to an embodiment of the present invention to the pheromone value through the following equation (4) Update periodically

Figure pat00040
Figure pat00040

상기의 수학식 4에서,

Figure pat00041
는 증발 상수를 나타내며 0과 1사이의 값을 가진다.In Equation 4 above,
Figure pat00041
Represents the evaporation constant and has a value between 0 and 1.

패킷 처리부(130)는 패킷이 라우팅 장치에 도착함에 따라 패킷의 IP 헤더에 있는 ToS(Type of Service) 필드를 통해 서비스 요구 지연 품질 값을 검사하고, 검사한 서비스 요구 지연 품질 값과 페로몬 테이블(102)에 저장된 페로몬 값을 기반으로 서비스 패킷의 전송 경로를 결정한 후 결정된 전송 경로에 의거하여 이웃 노드에 서비스 패킷을 전송한다. 이를 위하여 패킷 처리부(130)는 패킷이 도착함에 따라 상기 패킷의 다음 도착 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조를 페로몬 테이블(102)에서 선택하고, 선택된 페로몬 데이터 구조에 존재하는 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 계산하는 관계성 계산부(132)와, 관계성 정도가 가장 큰 QoS 콜로니를 선택한 후 선택된 QoS 콜로니 내 이웃 노드들에 대한 페로몬 값과 각 이웃 노드의 혼잡성 척도를 기반으로 각 이웃 노드로의 라우팅 확률을 계산하는 확률 계산부(134)와, 각 이웃 노드에 대한 라우팅 확률을 기반으로 이웃 노드들 중 어느 하나를 패킷의 전송 경로로 설정하는 전송 경로 설정부(136) 등을 포함할 수 있다.As the packet arrives at the routing device, the packet processor 130 checks the service request delay quality value through the type of service (ToS) field in the IP header of the packet, and checks the checked service request delay quality value and the pheromone table 102. After determining the transmission path of the service packet based on the pheromone value stored in the), the service packet is transmitted to the neighbor node based on the determined transmission path. To this end, as the packet arrives, the packet processor 130 selects a pheromone data structure having a destination corresponding to a next arrival node of the packet from the pheromone table 102 and for each QoS colony present in the selected pheromone data structure. After selecting the QoS colonies having the largest relation degree and selecting the QoS colonies having the largest relation degree, each neighbor node based on the pheromone value of neighbor nodes in the selected QoS colony and the congestion measure of each neighbor node. Probability calculation unit 134 for calculating the routing probability of the network, and a transmission path setting unit 136 for setting any one of the neighbor nodes as a transmission path of the packet based on the routing probability for each neighboring node. Can be.

이러한 패킷 처리부(130)가 페로몬 정보를 기반으로 서비스 패킷을 전송하는 과정에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. A process of transmitting the service packet based on the pheromone information by the packet processor 130 will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 라우팅 장치가 페로몬 정보를 기반으로 서비스 패킷을 전송하기 위한 전송 경로를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a process of setting a transmission path for transmitting a service packet based on pheromone information by a routing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 페로몬 정보 기반의 서비스 패킷 전송경로를 결정하기 위하여, 먼저 패킷 처리부(130)는 페로몬 테이블(102)에서 도착 노드가 j인 페로몬 데이터 구조(=Tij)를 선택한다(S500). Referring to FIG. 5, in order to determine a service packet transmission path based on pheromone information, the packet processor 130 first selects a pheromone data structure (= T ij ) having an arrival node j from the pheromone table 102 (S500). ).

그런 다음, 선택된 페로몬 데이터 구조(Tij)에 존재하는 모든 QoS 콜로니에서 관계성 정도를 나타내는 척도

Figure pat00042
을 상기 수학식 3을 이용하여 계산하며(S502), 그 중 척도인
Figure pat00043
값이 가장 큰 QoS(Xsel)를 선택한다(S504). 다음으로, 선택된 QoS(Xsel)에서 이웃 노드 j로의 페로몬 값(=
Figure pat00044
)과 j의 혼잡성을 나타내는 척도 (=
Figure pat00045
)를 바탕으로 j로의 라우팅 확률 (=Pij)을 아래의 수학식 5를 통해 계산한다(S506).Then, a measure of the degree of relationship in all QoS colonies present in the selected pheromone data structure (T ij ).
Figure pat00042
Is calculated using the above Equation 3 (S502), the scale of which is
Figure pat00043
The highest QoS (X sel ) is selected (S504). Next, the pheromone value from the selected QoS (X sel ) to neighbor node j (=
Figure pat00044
) And a measure of the congestion of j (=
Figure pat00045
The routing probability (= P ij ) to j is calculated based on Equation 5 below (S506).

Figure pat00046
Figure pat00046

여기서,

Figure pat00048
의 가중치 상수를 의미한다.here, Is
Figure pat00048
Means a weight constant.

이로써, j로의 라우팅 확률이 계산되어 이 값 중 가장 큰 값을 가지는 j를 패킷 전송 경로로 설정함으로써, AntQoS를 통한 서비스 패킷의 전송 경로를 결정한다(S508).In this way, the routing probability to j is calculated and the transmission path of the service packet through AntQoS is determined by setting j having the largest value among these values as the packet transmission path (S508).

이상 본 발명의 구체적 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 설명된 실시형태들을 변경 또는 변형할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 각 기능 블록들 또는 수단들은 프로그램 형식으로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에서 별개인 것으로 설명된 모듈 등의 구성요소는 단순히 기능상 구별된 것으로 물리적으로는 하나의 수단으로 구현될 수 있으며, 단일한 것으로 설명된 수단 등의 구성요소도 수개의 구성요소의 결합으로 이루어질 수 있다. 또한 본 명세서에서 설명된 각 방법 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그 순서가 변경될 수 있고, 다른 단계가 부가될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 명세서에서 설명된 다양한 실시형태들은 각각 독립하여서뿐만 아니라 적절하게 결합되어 구현될 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정해져야 한다.
The present invention has been described above with reference to specific embodiments of the present invention, but this is only illustrative and does not limit the scope of the present invention. Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention. Each of the functional blocks or means described in the present specification may be implemented in a program form, and may be implemented separately, or two or more may be integrated into one. Components such as modules described as separate in the specification and claims may be merely functionally distinct and may be physically implemented by one means, and components such as means described as a single element may be divided into several components. It can be made in combination. In addition, each method step described herein may be changed in order without departing from the scope of the present invention, and other steps may be added. In addition, the various embodiments described herein may be implemented independently as well as each other as appropriate. Therefore, the scope of the invention should be defined by the appended claims and their equivalents, rather than by the described embodiments.

100 : 로컬 모델
102 : 페로몬 테이블
110 : 업데이트부
120 : 개미 처리부
130 : 패킷 처리부
100: local model
102: pheromone table
110: update unit
120: ant processing unit
130: packet processing unit

Claims (26)

도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 로컬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 로컬 데이터 구조 각각에는 네트워크 상에 인가되는 인공 개미들에 의해 수집된 정보를 토대로 산출된 QoS별 통계 정보 값이 저장되어 있는 로컬 모델과,
도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 페로몬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 페로몬 데이터 구조 각각에는 상기 네트워크 상에 인가되는 인공 개미들에 의해 수집된 정보를 기반으로 상기 QoS별 상기 페로몬 정보가 저장되어 있으며, 상기 각 QoS 콜로니에는 자신의 이웃 노드들의 페로몬 정보가 저장되어 있는 페르몬 테이블과,
외부로부터 패킷이 도착함에 따라 상기 패킷의 분석을 통해 서비스 요구 지연 품질값을 검사한 후 상기 서비스 요구 지연 품질값과 상기 페르몬 테이블 내 페르몬 값을 기반으로 상기 패킷의 전송 경로를 결정하며, 상기 결정된 전송 경로를 토대로 상기 패킷을 전송하는 패킷 처리부를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
A local model comprising a local data structure for each destination, with reachable nodes as destinations, in which each of the local data structures stores statistical information for each QoS calculated based on information collected by artificial ants applied to a network. and,
The pheromone data structure for each destination is made by using the reachable nodes as destinations, and each of the pheromone data structures stores the pheromone information for each QoS based on information collected by artificial ants applied to the network. A pheromone table storing pheromone information of its neighbor nodes in each QoS colony;
As the packet arrives from the outside, the service request delay quality value is examined through analysis of the packet, and then the transmission path of the packet is determined based on the service request delay quality value and the pheromone value in the pherom table. A packet processing unit for transmitting the packet based on a path;
Ecosystem based routing device.
제 1 항에 있어서,
상기 네트워크의 상태를 수집하기 위한 포워드 인공 개미를 생성하여 상기 네트워크 상에 인가시키며, 외부의 노드로부터 백워드 인공 개미가 도착함에 따라 상기 백워드 인공 개미 내의 정보를 추출하는 개미 처리부를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 1,
A ant processing unit which generates a forward artificial ant for collecting the state of the network and applies it on the network, and extracts information in the backward artificial ant as a backward artificial ant arrives from an external node.
Ecosystem based routing device.
제 2 항에 있어서,
상기 개미 처리부는,
상기 포워드 인공 개미를 기 설정된 시간 간격으로 생성하여 상기 네트워크 상에 인가하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 2,
The ant processing unit,
The forward artificial ants are generated at predetermined time intervals and applied to the network.
Ecosystem based routing device.
제 3 항에 있어서,
상기 개미 처리부는,
상기 네트워크를 통해 상기 라우팅 장치가 도착 노드인 포워드 인공 개미가 수신됨에 따라 상기 수신된 포워드 인공 개미에서 수집한 정보를 추출한 후 소멸시키고, 상기 소멸된 포워드 인공 개미에 대응되는 백워드 인공 개미를 생성하여 상기 추출한 정보를 상기 백워드 인공 개미에 포함시켜 상기 소멸된 포워드 인공 개미의 전송 경로와 반대 경로로 하여 상기 네트워크 상에 인가하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 3, wherein
The ant processing unit,
As the routing device receives a forward artificial ant that is an arrival node through the network, the information collected by the received forward artificial ant is extracted and then extinguished, and a backward artificial ant corresponding to the destroyed forward artificial ant is generated. The extracted information is included in the backward artificial ant and applied to the network using a path opposite to the transmission path of the destroyed forward artificial ant.
Ecosystem based routing device.
제 4 항에 있어서,
상기 백워드 인공 개미에 포함된 정보를 이용하여 상기 로컬 모델과 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 업데이트부를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 4, wherein
And an updater configured to update the local model and the pheromone table using information included in the backward artificial ant.
Ecosystem based routing device.
제 5 항에 있어서,
상기 업데이트부는,
상기 백워드 인공 개미가 도착함에 따라 상기 백워드 인공 개미에 포함된 정보를 이용하여 상기 라우팅 장치의 지연 값과 도착 예정 노드의 지연 값 간의 차이 값을 계산하여 상기 로컬 모델 내 로컬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 로컬 데이터 구조를 선택한 후 상기 차이 값을 토대로 상기 선택한 로컬 데이터 구조를 업데이트 하는 로컬 모델 업데이트부를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 5, wherein
The update unit,
As the backward artificial ant arrives, the difference value between the delay value of the routing device and the delay value of the arrival node is calculated by using the information included in the backward artificial ant, and the arrival arrives at the local data structure in the local model. Selecting a local data structure having a destination corresponding to a predetermined node and including a local model updating unit to update the selected local data structure based on the difference value;
Ecosystem based routing device.
제 6 항에 있어서,
상기 업데이트부는, 상기 선택한한 데이터 구조의 QoS 콜로니 리스트에서 상기 차이 값과 기 설정된 범위에서 근접한 어느 하나의 QoS 콜로니를 선택하여 업데이트하거나 상기 선택한 데이터 구조에 상기 차이 값을 이용하여 QoS 콜로니를 추가하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method according to claim 6,
The updater selects and updates one QoS colony that is close to the difference value in a preset range from the QoS colony list of the selected data structure, or adds a QoS colony using the difference value to the selected data structure.
Ecosystem based routing device.
제 6 항에 있어서,
상기 업데이트부는,
상기 목적지별 페로몬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조를 선택하고, 상기 차이 값을 상기 선택한 페로몬 데이터 구조에 반영하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 페로몬 업데이트부를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method according to claim 6,
The update unit,
And a pheromone updater configured to select a pheromone data structure having a destination corresponding to the arrival node in the pheromone data structure for each destination, and update the pheromone table by reflecting the difference value to the selected pheromone data structure.
Ecosystem based routing device.
제 8 항에 있어서,
상기 페로몬 업데이트부는,
상기 차이 값을 기반으로 상기 선택한 페로몬 데이터 구조의 QoS 콜로니 리스트에서 어느 하나의 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 로컬 데이터 구조에서 선택한 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 상기 차이 값 사이의 관계성 정도를 이용하여 상기 선택한 QoS 콜로니 내 이웃 노드에 대한 페로몬 값을 계산하며, 상기 계산된 이웃 노드의 페로몬 몬 값을 이용하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 8,
The pheromone update unit,
Selecting one of the QoS colonies from the QoS colony list of the selected pheromone data structure based on the difference value and using the degree of the relationship between the delay statistics value of the selected QoS colonies in the local data structure and the difference value Computing a pheromone value for a neighbor node in a QoS colony and updating the pheromone table using the calculated pheromone value of the neighbor node.
Ecosystem based routing device.
제 9 항에 있어서,
상기 페로몬 업데이트부는, 아래의 수학식에 의해 상기 페로몬 테이블 내 페로몬 값을 업데이트하는
Figure pat00049
(
Figure pat00050
은 선택된 QoS 콜로니의 이웃 노드 j에 대한 페로몬 값,
Figure pat00051
는 선택된 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 차이 값(ti→j) 사이의 관계성 정도를 나타내는 척도)
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 9,
The pheromone updating unit updates a pheromone value in the pheromone table by the following equation.
Figure pat00049
(
Figure pat00050
Is the pheromone value for the neighbor node j of the selected QoS colony,
Figure pat00051
Is a measure of the degree of relationship between the delay statistics of the selected QoS colony and the difference value (t i → j ).
Ecosystem based routing device.
제 9 항에 있어서,
상기 페로몬 업데이트부는, 기 설정된 주기로 상기 목적지별 페로몬 데이터 구조 내 페로몬 값에 증발 상수를 반영하여 업데이트하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 9,
The pheromone updater updates the pheromone value in the pheromone data structure for each destination by a predetermined period to update the pheromone update.
Ecosystem based routing device.
제 1 항에 있어서,
상기 패킷 처리부는,
상기 패킷이 도착함에 따라 상기 패킷의 다음 도착 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조를 상기 페로몬 테이블에서 선택하고, 상기 선택된 페로몬 데이터 구조에 존재하는 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산하는 관계성 계산부와,
상기 척도가 가장 큰 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 선택된 QoS 콜로니 내 이웃 노드들에 대한 페로몬 값과 각 이웃 노드의 혼잡성 척도를 기반으로 상기 각 이웃 노드로의 라우팅 확률을 계산하는 확률 계산부와,
상기 각 이웃 노드에 대한 라우팅 확률을 기반으로 상기 이웃 노드들 중 어느 하나를 상기 패킷의 전송 경로로 설정하는 전송 경로 설정부를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 1,
The packet processing unit,
As the packet arrives, a pheromone data structure having a destination corresponding to a next arrival node of the packet is selected from the pheromone table, and a measure indicating a degree of relation for each QoS colony present in the selected pheromone data structure is calculated. Relationship calculation section to do,
A probability calculator for selecting a QoS colony having the largest scale and calculating a routing probability to each neighbor node based on pheromone values of neighbor nodes in the selected QoS colony and a congestion measure of each neighbor node;
A transmission path setting unit configured to set any one of the neighbor nodes as a transmission path of the packet based on a routing probability for each neighbor node;
Ecosystem based routing device.
제 12 항에 있어서,
상기 관계성 계산부는, 상기 선택된 로컬 데이터 구조의 각 QoS 콜로니에 저장된 지연 통계 값을 이용하여 상기 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산하는
생태계 기반의 라우팅 장치.
The method of claim 12,
The relationship calculating unit may calculate a measure indicating a degree of relationship for each QoS colony using delay statistics values stored in each QoS colony of the selected local data structure.
Ecosystem based routing device.
도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 로컬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 로컬 데이터 구조 각각에는 QoS별 통계 정보 값이 저장되어 있는 로컬 모델과, 도착 가능한 노드들을 목적지로 하여 목적지별 페로몬 데이터 구조로 이루어지되, 상기 페로몬 데이터 구조 각각에는 상기 QoS별 상기 페로몬 정보가 저장되어 있으며, 상기 각 QoS 콜로니에는 자신의 이웃 노드들의 페로몬 정보가 저장되어 있는 페르몬 테이블을 구비하는 생태계 기반의 QoS 라우팅 장치의 패킷 경로 설정 방법으로서,
패킷이 도착함에 따라 상기 패킷의 다음 도착 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조 및 로컬 데이터 구조를 상기 페로몬 테이블에서 선택하는 단계와,
상기 선택된 로컬 데이터 구조에 존재하는 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산하는 단계와,
상기 척도가 가장 큰 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 선택된 QoS 콜로니 내 이웃 노드들에 대한 페로몬 값과 각 이웃 노드의 혼잡성 척도를 기반으로 상기 각 이웃 노드로의 라우팅 확률을 계산하는 단계와,
상기 각 이웃 노드에 대한 라우팅 확률을 기반으로 상기 이웃 노드들 중 어느 하나를 상기 패킷의 전송 경로로 설정하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
It consists of a local data structure for each destination with destination nodes as destinations, and each local data structure is composed of a local model for storing statistical information for each QoS and a pheromone data structure for each destination with destination nodes as destinations. And the pheromone information for each QoS is stored in each of the pheromone data structures, and each QoS colony has a pheromone table storing pheromone information of its neighbor nodes. As
Selecting from the pheromone table a pheromone data structure and a local data structure having a destination corresponding to a next arrival node of the packet as the packet arrives;
Calculating a measure indicating a degree of relationship for each QoS colony present in the selected local data structure;
Selecting a QoS colony having the largest scale and calculating a routing probability to each neighbor node based on pheromone values of neighbor nodes in the selected QoS colony and a congestion measure of each neighbor node;
Setting any one of the neighbor nodes as a transmission path of the packet based on a routing probability for each neighbor node;
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 14 항에 있어서,
상기 척도를 계산하는 단계는, 아래의 수학식을 통해 상기 각 QoS 콜로니에 대한 관계성 정도를 나타내는 척도를 계산하는
Figure pat00052
(
Figure pat00053
는 패킷의 서비스 지연 요구 값,
Figure pat00054
는 k번째 QoS 콜로니의 평균 지연 값,
Figure pat00055
는 k번째 QoS 콜로니의 지연 값 표준편차,
Figure pat00056
Figure pat00057
는 각각 k번째 QoS 콜로니의 지연 통계값을 이용하여 계산된 최대 지원 가능 지연 값, 최소 지원 가능 지연 값,
Figure pat00058
,
Figure pat00059
는 가중치 상수로써 그 합이 1이며, 신뢰 구간 설정 상수 v와 샘플 윈도우 사이즈 w의 설정을 통해
Figure pat00060
Figure pat00061
을 구할 수 있음)
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 14,
The calculating of the scale may include calculating a scale indicating a degree of relation for each QoS colony through the following equation.
Figure pat00052
(
Figure pat00053
Is the service delay request value of the packet,
Figure pat00054
Is the average delay value of the kth QoS colony,
Figure pat00055
Is the standard deviation of the delay value of the kth QoS colony,
Figure pat00056
Wow
Figure pat00057
Are the maximum supportable delay values, the minimum supportable delay values, calculated using the delay statistics of the kth QoS colony, respectively.
Figure pat00058
,
Figure pat00059
Is a weighting constant whose sum is 1, and by setting the confidence interval setting constant v and the sample window size w
Figure pat00060
Wow
Figure pat00061
Available)
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 14 항에 있어서,
상기 확률을 계산하는 단계는, 아래의 수학식을 통해 계산하는
Figure pat00062
(
Figure pat00063
는 선택된 QoS(Xsel)에서 이웃 노드 j로 페로몬 값,
Figure pat00064
는 j의 혼잡성을 나타내는 척도,
Figure pat00065
Figure pat00066
의 가중치 상수)
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 14,
The calculating of the probability may be performed through the following equation.
Figure pat00062
(
Figure pat00063
Is the pheromone value from the selected QoS (X sel ) to neighbor node j,
Figure pat00064
Is a measure of j's congestion,
Figure pat00065
Is
Figure pat00066
Weight constant of)
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 14 항에 있어서,
상기 네트워크의 상태 정보를 수집하기 위한 포워드 인공 개미를 생성하여 상기 네트워크 상에 인가시키며, 외부의 노드로부터 백워드 인공 개미가 도착함에 따라 상기 백워드 인공 개미 내 상태 정보를 추출하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 14,
Generating and applying a forward artificial ant for collecting state information of the network, and extracting the state information in the backward artificial ant as the backward artificial ant arrives from an external node;
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 17 항에 있어서,
상기 포워드 인공 개미를 기 설정된 시간 간격으로 생성하여 상기 네트워크 상에 인가하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 17,
Generating and applying the forward artificial ants on the network at predetermined time intervals;
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 17 항에 있어서,
상기 네트워크를 통해 상기 라우팅 장치가 도착 노드인 포워드 인공 개미가 수신하는 단계와,
상기 수신한 포워드 인공 개미에서 수집한 상태 정보를 추출한 후 소멸시키고, 상기 소멸된 포워드 인공 개미에 대응되는 백워드 인공 개미를 생성하는 단계와,
상기 추출한 상태 정보를 상기 백워드 인공 개미에 포함시켜 상기 소멸된 포워드 인공 개미의 전송 경로와 반대 경로로 하여 상기 네트워크 상에 인가하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 17,
Receiving, by the routing device, a forward artificial ant via the network, which is an arrival node;
Extracting and extinguishing state information collected from the received forward artificial ants, and generating a backward artificial ant corresponding to the destroyed forward artificial ant;
Including the extracted state information in the backward artificial ant and applying the extracted state information on the network in a reverse path to the transmission path of the destroyed forward artificial ant;
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 19 항에 있어서,
상기 백워드 인공 개미에 포함된 상태 정보를 이용하여 상기 로컬 모델과 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 19,
Updating the local model and the pheromone table using state information included in the backward artificial ant;
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 20 항에 있어서,
상기 업데이트하는 단계는,
상기 백워드 인공 개미에 포함된 상태 정보를 이용하여 상기 라우팅 장치의 지연 값과 도착 예정 노드의 지연 값 간의 차이 값을 계산하는 단계와,
상기 로컬 모델 내 로컬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 로컬 데이터 구조를 선택하는 단계와,
상기 차이 값을 이용하여 상기 선택한 로컬 데이터 구조를 업데이트 하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 20,
The updating step,
Calculating a difference value between a delay value of the routing device and a delay value of an arrival node using state information included in the backward artificial ant;
Selecting a local data structure having a destination corresponding to the arrival node in a local data structure in the local model;
Updating the selected local data structure using the difference value
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 21 항에 있어서,
상기 선택한 로컬 데이터 구조를 업데이트 하는 단계는,
상기 선택한 데이터 구조의 QoS 콜로니 리스트에서 상기 차이 값과 기 설정된 범위에서 근접한 QoS 콜로니가 존재하는지를 판단하는 단계와,
상기 QoS 콜로니가 존재하면, 상기 기 설정된 범위에 근접한 QoS 콜로니를 선택한 후 상기 선택한 QoS 콜로니를 상기 차이 값을 이용하여 업데이트하는 단계와,
상기 QoS 콜로니가 존재하지 않으면, 상기 선택한 데이터 구조에 상기 차이 값을 이용하여 QoS 콜로니를 추가하여 상기 로컬 모델을 업데이트하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 21,
Updating the selected local data structure,
Determining whether there is a QoS colony adjacent to the difference value in a preset range in the QoS colony list of the selected data structure;
If the QoS colony exists, selecting a QoS colony close to the preset range and updating the selected QoS colony using the difference value;
If the QoS colony does not exist, updating the local model by adding a QoS colony using the difference value to the selected data structure.
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 21 항에 있어서,
상기 목적지별 페로몬 데이터 구조에서 상기 도착 예정 노드에 대응되는 목적지를 갖는 페로몬 데이터 구조를 선택하는 단계와,
상기 차이 값을 상기 선택한 페로몬 데이터 구조에 반영하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 21,
Selecting a pheromone data structure having a destination corresponding to the arrival node in the destination pheromone data structure;
Updating the pheromone table by reflecting the difference value in the selected pheromone data structure.
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 23 항에 있어서,
상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계는,
상기 차이 값을 기반으로 상기 선택한 페로몬 데이터 구조의 QoS 콜로니 리스트에서 어느 하나의 QoS 콜로니를 선택하는 단계와,
상기 로컬 데이터 구조에서 선택한 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 상기 차이 값 사이의 관계성 정도를 이용하여 상기 선택한 QoS 콜로니 내 이웃 노드에 대한 페로몬 값을 계산하는 단계와,
상기 계산된 이웃 노드의 페로몬 몬 값을 이용하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 23,
Updating the pheromone table,
Selecting one QoS colony from the QoS colony list of the selected pheromone data structure based on the difference value;
Calculating a pheromone value for a neighbor node in the selected QoS colony using the degree of relationship between the delay statistics value of the selected QoS colony and the difference value in the local data structure;
Updating the pheromone table using the calculated pheromone values of the neighboring nodes;
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 24 항에 있어서,
상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계는, 아래의 수학식에 의해 상기 페로몬 테이블 내 페로몬 값을 업데이트하는
Figure pat00067
(
Figure pat00068
은 선택된 QoS 콜로니의 이웃 노드 j에 대한 페로몬 값,
Figure pat00069
는 선택된 QoS 콜로니의 지연 통계 값과 차이 값(ti→j) 사이의 관계성 정도를 나타내는 척도)
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 24,
The updating of the pheromone table may include updating a pheromone value in the pheromone table by the following equation.
Figure pat00067
(
Figure pat00068
Is the pheromone value for the neighbor node j of the selected QoS colony,
Figure pat00069
Is a measure of the degree of relationship between the delay statistics of the selected QoS colony and the difference value (t i → j ).
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
제 24 항에 있어서,
기 설정된 주기로 상기 목적지별 페로몬 데이터 구조 내 페로몬 값에 증발 상수를 반영하여 상기 페로몬 테이블을 업데이트하는 단계를 포함하는
생태계 기반의 라우팅 장치를 이용한 전송 경로 설정 방법.
The method of claim 24,
Updating the pheromone table by reflecting an evaporation constant in a pheromone value in the pheromone data structure for each destination at a predetermined period;
Transmission path establishment method using ecosystem based routing device.
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