KR20120035354A - 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 동적 백업 보호 경로 결정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 동적으로 백업 보호 경로를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 각 노드들은 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 다른 노드들로부터 각 링크의 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 포함하는 링크 정보를 수신하고 그 수신된 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 토대로 특정 트래픽 전송 경로에 대한 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로를 미리 선정하여 준비해 놓고, 링크 장애를 발견한 노드는 상기 준비해 놓은 백업 보호 경로 중 하나를 선택하여 최종 백업 보호 경로로 결정하여 트래픽을 우회시킨다. 최종 백업 보호 경로를 결정할 수 없을 때, 상기 링크 장애를 발견한 노드는 트래픽의 출발지 방향으로 한 홉 앞의 노드에게 동적 백업 보호 경로 설정을 요청하고, 한 홉 앞의 노드는 마찬가지로 미리 준비해 놓은 백업 보호 경로 중 하나를 선택하여 트래픽을 우회시킨다. 그 한 홉 앞의 노드고 백업 보호 경로를 결정할 수 없는 때에는 순차적으로 출발지 노드까지 상술한 과정이 반복적으로 수행된다.

Description

멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 동적 백업 보호 경로 결정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DECIDING DYNAMIC LABEL SWITCHED PATH IN MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING NETWORK}

본 발명은 멀티 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS:Multi Protocol Label Switching) 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 동적으로 백업 보호 경로를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

멀티 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS:Multi Protocol Label Switching) 기술은 기존의 라우팅 방식을 기반으로 패킷 전달을 고속화하기 위해서 ATM이나 Frame Relay와 같은 제 2 계층의 교환 기술을 사용하고 망의 확장성을 제공하기 위해서 제 3 계층의 라우팅 기능을 접목한 제 3 계층 스위칭 기술의 일종으로 그 특징은 크게 세 가지로 나누어서 볼 수 있다.

첫째로 라벨 스위칭(label switching) 개념의 도입으로 빠른 패킷 전송이 가능하고, 둘째로 트래픽을 전송하기 전에 LSP(label switched path)를 설정함으로써 예약(reservation) 개념을 도입하였고, 셋째로 제한 기반 LSP(CR-LSP: Constrained Route LSP), 명시적 LSP(ER-LSP: Explicit route LSP) 설정이 가능하다. 따라서 멀티 프로토콜 레이블 스위칭은 트래픽 엔지니어링(Traffic engineering)과 같은 기존에는 지원하기 어려웠던 기능들을 좀 더 손쉽게 지원하는 것을 가능하게 하고, IP(Internet Protocol)망의 생존성 문제와 신뢰성 향상을 위해 사용될 수 있다.

이러한 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 기술(MPLS)에서 신뢰성 있는 서비스를 제공하기 위해 LSP상의 트래픽을 링크 에러나 혼잡을 피해서 전송할 수 있도록 하는 것이 중요한 문제인데, 그 문제를 해결하고자 하는 방안이 보호 경로를 설정하는 것이다.

보호 경로를 설정하는 방식은 재라우트(Reroute)와 보호 전환(Protection Switching)의 두 가지 기본 모델로 구분이 된다.

재라우트는 시그널링에 의한 보호 경로 설정 방법으로, 트래픽 전송 링크나 노드에 고장이 발생한 이후에 트래픽의 보호 요구에 의해 새로운 경로를 설정하는 방식이다. 이 새로운 경로는 고장 정보, 망 라우팅 정책, 또는 미리 정의된 설정이나 망 형태 정보에 기반을 하고 있고, 고장을 발견하자마자 시그널링을 통해 고장난 경로를 우회하는 경로를 설정한다. 이와 같이 재라우트 방식은 고장이 발견되고나서 보호 경로를 설정하기 때문에 경로 복구 시간이 보호 전환 방식에 비해 느릴 수밖에 없고 트래픽 손실을 피할 수 없다.

도 1은 래라우트 방식에 의한 보호 경로 설정 방법을 설명하는 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이, LSR(Label Switching Router)5와 LSR7 사이에 링크 고장이 발생할 경우 링크 고장을 발견한 LSR5는, LSR5-LSR6-LSR7-LSR8 경로와 LSR5-LSR9-LSR10-LSR7-LSR8 경로의 두 가지 경로로 재라우팅을 할 수 있는데, 메트릭(metric)을 고려할 때 가장 적은 메트릭(metric)을 가진 LSR5-LSR6-LSR7-LSR8 경로를 보호 경로(protection path)로 선정한다. 하지만 이때 LSR6-LSR7-LSR8 경로 링크가 수용할 수 있는 대역폭이 100M이고 그 링크에 존재하는 트래픽이 70M이며, LSR5에서 링크 고장에 의해 경로가 바뀐 트래픽이 70M라면, 상기 LSR6-LSR7-LSR8 경로에 흐르게 되는 트래픽은 총 140M가 되므로 100M 대역폭의 수용 한계를 넘어 40M의 트래픽 손실이 발생한다.

하지만 재라우트 방식은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 고장이 발생한 후에 복구 경로가 설정되기 때문에 고장이 발생하고 고장 장소가 알려지기까지 아무런 자원도 할당이 되지 않고, 따라서 좀 더 망 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

반면, 보호 전환은 망의 라우팅 정책에 기반하여 미리 보호 경로를 설정하는 방법이다. 망의 라우팅 정책에 기반하여 미리 보호 경로를 설정하여 자원 예약을 함으로써 고장이 발생하면 바로 보호 경로로 트래픽을 대체한다. 따라서 보호 전환 방식은 재라우트 방식보다 빠른 경로 복구가 가능한 장점이 있으나, 미리 보호 경로를 설정하며 자원을 예약함으로써 자원의 낭비를 가져오고 망의 전체적인 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 보호 전환에는 지역적 복구와 종단 간 복구가 있다.

지역적 복구는 경로 고장을 발견한 LSR에서 트래픽을 출발지 쪽으로, 즉 역방향으로 돌리는 것이다. 경로 고장을 발견한 LSR이 트래픽이 출발한 입구 LSR로 트래픽을 되돌리고, 입구 LSR은 그 되돌려진 트래픽을 미리 설정해 놓은 대체 보호 경로로 재라우팅한다.

종단 간 복구는 경로 고장을 발견한 LSR이 재라우팅을 실행하는 것이 아니라 입구 LSR에게 고장 통지 메시지(Failure notification message)를 보내 고장 사실을 알릴 뿐이다. 고장을 발견한 LSR이 입구 LSR에게 고장 사실을 알리면 그 입구 LSR은 그 고장 통지 메시지에 기초하여 새로 인입되는 트래픽을 상기 고장이 발생한 경로가 아닌 미리 설정해 놓은 대체 보호 경로로 돌리는 방식이다.

이러한 보호 전환은 재라우트 방식에 비해 빠른 경로 복구가 가능한 장점이 있으나, 상술한 바와 같이 미리 보호 경로를 설정하며 자원을 예약함으로써 자원의 낭비를 가져오는 문제점이 있다.

도 2는 보호 전환 중 지역적 복구를 설명하는 도면으로, 도 2에 도시된 바와 같이, LSR5와 LSR7 사이의 링크에 고장이 발생한 경우 고장을 발견한 LSR5는 트래픽을 LSR7로 보내는 것이 아니라 입구 LSR1으로 트래픽을 되돌린다. 그러면, 입구 LSR1은 미리 자원 예약하여 설정해 놓은 대체 보호 경로 중 LSR2-LSR4-LSR6-LSR7-LSR8 경로를 복구 경로로 설정하여 트래픽을 우회시킨다. 이와 같이 입구 LSR1은 트래픽을 보내는 경로에 장애가 발생할 경우에 대비하여 미리 다양한 보호 경로를 설정하여 자원 예약을 해놓는다. 따라서 해당 보호 경로에서는 예약된 자원 이외의 자원(예컨대 대역폭)은 사용이 불가능하여 트래픽 손실이 발생한다. 예를 들어, 위 예에서 입구 LSR1이 LSR2-LSR4-LSR6-LSR7-LSR8 경로를 트래픽 우회를 위한 보호 경로로 설정할 때 70M의 대역폭을 예약만하고 실제로 트래픽 우회를 위한 대체 경로로 사용하지 않을 경우, 해당 LSR2-LSR4-LSR6-LSR7-LSR8 경로로 새로운 트래픽 70M가 들어올 때 링크는 예약된 70M 이외에 30M만을 사용할 수 있으므로, LSR2-LSR4-LSR6-LSR7-LSR8에서 40M의 트래픽 손실이 발생하는 문제가 생긴다.

도 3은 보호 전환 중 종단 간 복구를 설명하는 도면으로, 도 3에 도시된 바와 같이, LSR5와 LSR7 사이의 링크에 고장이 발생한 경우 고장을 발견한 LSR5는 입구 LSR1으로 고장 통지 메시지(Failure Notification message)를 전송한다. 그러면 입구 LSR1은 미리 설정해 놓은 보호 경로 중 LSR2-LSR4-LSR6-LSR7-LSR8 경로를 대체 보호 경로로 선택하여 그 시점부터 들어오는 트래픽을 그 선택된 보호 경로로 우회시킨다. 따라서 입구 LSR1이 고장을 발견한 LSR5로부터 고장 통지 메시지를 받기 전까지 트래픽은 계속해서 손실이 발생하며, 또한 미리 보호 경로에 대한 자원 예약을 하기 때문에 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 지역 복구와 동일한 트래픽 손실이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 기존 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서의 재라우트 방식에서 보호 경로를 설정하는 시간 동안 트래픽 손실이 발생하는 문제와 최단 경로 기반의 보호 경로 설정에 따른 트래픽 손실 문제를 해결하고, 또한 보호 전환 방식에서 보호 경로를 미리 설정함에 따라 발생하는 네트워크 자원의 낭비 문제와 보호 경로에 새로운 트래픽 발생 시에 트래픽의 손실이 발생하는 문제를 해결하기 위한 동적 백업 보호 경로 결정 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른, 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 특정 트래픽 전송 경로에 대한 동적 백업 보호 경로를 결정하는 방법은, 상기 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 각 노드들이 다른 노드들로부터 각 링크의 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 포함하는 링크 정보를 수신하는 단계; 상기 각 노드들이, 상기 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 토대로 상기 특정 트래픽 전송 경로에 대한 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로를 선정하는 단계; 링크 장애를 발견한 노드가, 상기 선정된 백업 보호 경로 중 하나를 선택하여 최종 백업 보호 경로로 결정하는 단계; 및 상기 링크 장애를 발견한 노드가, 상기 결정된 최종 백업 보호 경로로 트래픽을 우회시키는 단계;를 포함한다.

상기 최종 백업 보호 경로를 결정하는 단계에서 최종 백업 보호 경로를 결정할 수 없는 경우, 상기 링크 장애를 발견한 노드가 상기 특정 트래픽 전송 경로 상의 출발지 방향의 한 홉 앞의 노드에게 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 특정 노드에서 특정 트래픽 전송 경로에 대한 동적 백업 보호 경로를 결정하는 장치는, 상기 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 다른 노드들로부터 각 링크의 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 포함하는 링크 정보를 수신하는 링크 정보 수신부; 상기 수신된 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 토대로 상기 특정 트래픽 전송 경로에 대한 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로를 산출하는 산출부; 및 링크 장애 발견시, 상기 산출된 백업 보호 경로 중 하나를 선택하여 트래픽을 우회시키는 최종 백업 보호 경로로 결정하는 결정부;를 포함한다.

상기 장치는, 상기 결정부에서 최종 백업 보호 경로를 결정할 수 없는 경우, 상기 결정부의 통보에 따라 상기 특정 트래픽 전송 경로 상의 출발지 방향의 한 홉 앞의 노드에게 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송하는 요청 전송 처리부;를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 전송 경로의 장애를 감지한 라우터가 다른 라우터들의 링크 사용율과 링크 예약 정보를 토대로 트래픽 손실이 발생하지 않는 백업 보호 경로를 구성함으로써 종래 트래픽 손실 문제를 해결한다.

또한, 본 발명은, 미리 보호 경로를 설정하여 자원 예약을 하는 것이 아니라 링크 사용율과 링크 예약 정보를 기초로 동적으로 보호 경로를 미리 준비하여 둔 상태에서 전송 경로의 장애가 발생하였을 때 바로 트래픽 손실이 발생하지 않는 보호 경로를 결정하여 트래픽을 우회함으로써 네트워크 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은, 전송 경로의 장애를 감지한 라우터에서 백업 보호 경로를 구성하지 못할 경우 바로 한 홉 앞의 라우터에서 백업 보호 경로를 구성하여 트래픽을 우회시키도록 함으로써, 보호 경로 설정 시간을 최대한 단축하여 트래픽 손실을 최소화한다.

도 1은 래라우트 방식에 의한 보호 경로 설정 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 보호 전환 중 지역적 복구를 설명하는 도면이다.
도 3은 보호 전환 중 종단 간 복구를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 MPLS 망에서 동적 백업 보호 경로를 결정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백업 보호 경로를 결정하여 트래픽을 우회시키는 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백업 보호 경로를 결정하여 트래픽을 우회시키는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MPLS 망에서 동적 백업 보호 경로를 결정하는 백업 보호 경로 결정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

기존의 멀티 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서의 보호 경로 설정은 네트워크 자원의 낭비 및 트래픽의 손실이 불가피한다. 따라서 이를 해결하기 위해서는 단순한 메트릭(Metric)만을 고려한 최단 경로의 레이블 스위칭뿐만이 아니라 각 링크에서 현재 실제로 사용되고 있는 링크 사용율과 멀티 프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 망에서 CR-LDP(Constrained Route-Label Distribution Protocol)로 자원이 예약된 링크의 예약 정보를 망의 각 LSR이 알 수 있도록 전파하고, 이 정보를 바탕으로 각 LSR이 미리 동적으로 백업 보호 경로(dynamic Backup LSP)를 준비해두었다가 장애가 발생할 시에 지체없이 트래픽을 우회하여 트래픽의 손실이 발생하지 않도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 동적 백업 보호 경로를 결정하는 방법을 설명하는 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 각 라우터들은 링크 대역폭, 홉 수뿐만 아니라 링크 사용율과 CR-LDP로 예약된 링크 예약 정보를 라우팅 프로토콜에 의해 다른 라우터들에게 전파한다(S401). 현재 OSPF(Open Shortest Path First)에서는 링크 대역폭과 홉 수 등을 고려해 계산한 메트릭(metric)을 각 네트워크 노드가 공유할 수 있도록 LSA(link-state-advertisement)에 상기 메트릭(metric)을 전달하여 트래픽이 라우팅 되도록 하고 있다.

한편 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 기술에서는 다양한 Opaque-LSA라는 OSPF Extension을 규정하고 있는데, 상기 Opaque LSA는 아래 [표1]과 같이 32 비트의 application-specific information 필드를 정의하고 있으며 네트워크 운영 원칙에 따라 특정 정보를 사용하고 네트워크 노드 사이에 이 정보를 전달할 수 있다는 원칙만 정해져 있다[RFC 5250]. 따라서 각 LSR은 기존의 OSPF에서 사용하고 있지 않은 링크 사용율과 CR-LDP로 예약된 각 링크의 예약 정보를 [표1]에 나타낸 Opaque LSA의 Opaque Information 필드의 데이터로 입력하여 다른 LSR로 전파하여 서로 공유한다.

이와 같이 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 각 라우터들은, 이웃 라우터들로부터 링크 사용율과 링크 예약 정보를 수신하여 저장한 후, 그 수신된 각 링크의 링크 사용율과 예약 정보를 토대로 특정 트래픽 경로에 대한 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로를 미리 설정해 놓는다(S403). 여기서 미리 설정해 놓는다는 의미는 실제로 백업 보호 경로 상의 링크 사용을 예약하는 것이 아니라 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보를 토대로 트래픽 손실이 없는 다양한 보호 경로를 단순히 계산하여 선정 및 준비해두는 것을 의미한다. 따라서 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로는 하나 또는 그 이상이 될 수 있다.

이후, 각 라우터들은 자신이 관리하는 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보가 변경되는 경우, 링크 사용율과 링크 예약 정보가 변경될 때마다 상술한 바와 같이 그 변경된 링크 사용율과 링크 예약 정보를 Opaque LSA의 Opaque Information 필드를 이용하여 다른 라우터들에게 전파하고(S401), 각 라우터들은 그 변경된 링크 사용율과 링크 예약 정보를 토대로 상기 미리 설정해 놓은 백업 보호 경로를 계속하여 업데이트한다(S403). 바라직하게, 각 LSR은 링크 사용율과 링크 예약 정보가 업데이트될 때마다 상기 Opaque LSA를 전파하거나 또는 주기적으로 링크 사용율과 링크 예약 정보를 전파할 수 있다.

즉, 이전에 수신된 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보에 기초하여 미리 준비해놓은 백업 보호 경로가 그 이후에 수신된 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보에 기초하여 확인했을 때는 트래픽 손실이 발생하는 경로가 될 수도 있기 때문에, 각 라우터는 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보를 다른 라우터들로부터 수신할 때마다 백업 보호 경로를 계속해서 업데이트하는 것이다. 따라서 이전에는 트래픽 손실이 발생되지 않아 백업 보호 경로로 미리 설정되었던 경로가 그 이후에 링크 사용 또는 링크 예약에 따라 트래픽 손실이 발생하게 되는 경우 해당 보호 경로는 백업 보호 경로에서 제거된다.

이와 같이 각 라우터들이 특정 트래픽 경로에 대해 백업 보호 경로를 미리 설정해 놓은 상태에서, 특정 링크 또는 라우터에서 고장이 발생하는 경우(S405), 그 고장을 발견한 라우터는 상기 단계 S403에서 미리 설정해 놓은 백업 보호 경로가 남아있는지 확인한다(S407). 상기 단계 S401 및 단계 S403 과정을 통해 백업 보호 경로가 계속해서 업데이트되므로, 고장을 발견한 라우터는, 제거되지 않고 남아있는 백업 보호 경로가 있는지 확인한다. 각 라우터들은 상술한 바와 같이 각 링크의 링크 사용율과 예약 정보를 수신하여 저장하고 있으므로, 고장을 발견한 라우터는 남아있는 각 백업 보호 경로 각각에 대해 상기 링크 사용율과 링크 예약 정보를 토대로 최종적으로 트래픽 손실이 발생하는지 여부를 확인할 수도 있다.

확인 결과, 트래픽 손실이 발생하지 않는 백업 보호 경로가 남아있는 경우, 고장을 발견한 라우터는 그 남아있는 백업 보호 경로 중 하나를, 바람직하게 목적지까지 최단 경로의 백업 보호 경로를 최종 보호 경로로 결정한다(S409). 그리고 고장을 발견한 라우터는 그 결정된 최종 보호 경로를 대체 경로로 하여 트래픽을 우회시킨다(S411).

한편, 상기 단계 S407에서 확인한 결과, 남아있는 백업 보호 경로가 없는 경우, 즉 모든 백업 보호 경로에서 트래픽 손실이 발생하여 제거된 경우, 고장을 발견한 라우터는 대체 경로를 결정하지 않고 출발지 방향으로 한 홉 앞에 위치하고 있는 라우터로 동적 LSP 설정 요청 메시지(dynamic LSP setup request message)를 전송한다(S413).

그 출발지 방향으로 한 홉 앞에 위치하고 있는 라우터는, 상기 동적 LSP 설정 요청 메시지를 수신함에 따라, 다른 라우터로부터 수신된 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보를 토대로 미리 준비해 놓은 백업 보호 경로가 남아있는지 확인한다(S415).

단계 S415의 확인 결과, 트래틱 손실이 발생하지 않는 백업 보호 경로가 남아있는 경우, 상기 한 홉 앞에 위치한 라우터는 그 남아있는 백업 보호 경로 중 하나, 바람직하게 목적지까지 최단 경로의 백업 보호 경로를 최종 보호 경로로 결정하고(S417), 그 결정한 최종 백업 보호 경로를 대체 경로로 하여 트래픽을 우회시킨다(S419). 그리고 해당 라우터는 상기 고장을 발견한 라우터로 동적 LSP 설정 응답 메시지(dynamic LSP setup response message)를 전송하여 보호 경로 설정이 완료되었음을 알린다(S421)

그러나, 단계 S415의 확인 결과, 트래픽 손실이 발생하지 않는 백업 보호 경로가 남아있지 않은 경우, 즉 모든 백업 보호 경로에서 트래픽 손실이 발생하는 경우, 그 한 홉 앞에 위치하고 있는 라우터로부터 입구 라우터까지 순차적으로, 미리 설정해 놓은 백업 보호 경로 중 트래픽 손실이 발생하지 않는 보호 경로가 발견될 때까지,상술한 단계 S413 내지 단계 S421 작업을 반복 수행한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 각 LSR은 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보를 토대로 미리 동적으로 백업 보호 경로(dynamic Backup LSP)를 준비하여 장애가 발생할 시에 지체없이 트래픽을 우회하여 트래픽의 손실이 발생하지 않도록 한다. 또한 고장을 발견한 LSR로부터 입구 LSR까지 순차적으로 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로를 검색하여 트래픽을 우회시킴으로써 트래픽 손실을 최소화한다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 구체적인 예를 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백업 보호 경로를 결정하여 트래픽을 우회시키는 과정을 설명하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 입구 LSR1에서 70M 트래픽이 발생하여 LSR3-LSR5-LSR7-LSR8의 경로로 트래픽이 전송되는 과정에서 LSR5는 백업 보호 경로(pre-dynamic backup LSP)로서 LSR5-LSR6-LSR7-LSR8, LSR5-LSR9-LSR10-LSR8, LSR5-LSR9-LSR10-LSR7-LSR8의 3가지 경로를 미리 선정할 수 있다. 즉 LSR5는 다른 라우터들로부터 전파되는 링크 사용율과 링크 예약 정보를 토대로 트래픽 손실이 없는 보호 경로로서 상기 3가지 경로를 미리 백업 보호 경로로서 선정해 놓는다. 그리고, LSR5와 LSR7 사이의 링크에서 고장이 발생할 경우, 고장을 발견한 LSR5은 상기 3가지 경로 중 최단 거리의 경로를 최종 백업 보호 경로로 결정하여 트래픽을 우회시킨다.

그런데, LSR5와 LSR7 사이의 링크에서 고장이 발생하기 전에, 상기 3가지 경로 중 LSR6-LSR7-LSR8의 경로에 대해 새로운 트래픽(70M)이 전송되거나 또는 특정 대역폭이 예약되는 경우, 해당 경로 상의 각 LSR은 Opaque LSA에 의해서 각 링크의 현재 사용되고 있는 링크 사용율 또는 링크 예약 정보를 전파하고, LSR5은 그 전파되어 수신된 Opaque LSA에 기초하여 상기 3가지 백업 보호 경로 중 LSR5-LSR6-LSR7-LSR8 경로에서는 LSR6-LSR7, LSR7-LSR8 두 경로에서 트래픽 손실이 발생하고, 또한 LSR5-LSR9-LSR10-LSR7-LSR8의 경우 LSR7-LSR8에서 트래픽 손실이 발생하는 것을 확인한다. 따라서 LSR5는 상기 3가지 백업 보호 경로 중 그 2가지 경로를 제외한 LSR5-LSR9-LSR10-LSR8을 백업 보호 경로로 미리 선정해 놓은 다음, LSR5와 LSR7 사이의 링크에서 고장이 발생하면 LSR5는 상기 LSR5-LSR9-LSR10-LSR8 경로를 최종 백업 보호 경로로 결정하여 트래픽을 우회시켜 손실없이 트래픽을 전송하게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백업 보호 경로를 결정하여 트래픽을 우회시키는 과정을 설명하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 입구 LSR1에서 70M 트래픽이 발생하여 LSR3-LSR5-LSR7-LSR8의 경로로 트래픽이 전송되는 과정에서, LSR5은 백업 보호 경로(pre-dynamic backup LSP)로서 LSR5-LSR6-LSR7-LSR8, LSR5-LSR9-LSR10-LSR8, LSR5-LSR9-LSR10-LSR7-LSR8의 3가지 경로를 미리 선정할 수 있다. 이때, LSR2-LSR4-LSR6-LSR7-LSR8의 경로로 새로운 트래픽이 전송되거나 또는 특정 대역폭이 예약되는 경우, 각 라우터들은 그 링크 사용율과 링크 예약 정보를 Opaque LSA로 전파하여 공유한다. 따라서 LSR5는 그 전파되어 수신된 Opaque LSA에 기초하여 LSR6-LSR7-LSR8 경로에서 트래픽 손실이 발생하는 것을 확인하고, LSR5는 트래픽 손실 보호를 위한 백업 보호 경로를 더 이상 확보할 수 없다.

이러한 상태에서 LSR5와 LSR7 사이의 링크, 그리고 LSR5와 LSR9 사이의 링크에서 고장이 발생한 경우, 고장을 발견한 LSR5은 백업 보호 경로(pre-dynamic backup LSP)로 미리 선정된 경로가 남아있지 않으므로, 따라서 동적 백업 보호 경로를 설정할 수 없으므로, 한 홉(hop) 앞의 LSR3에게 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지(dynamic LSP setup request message)를 전송한다. 그 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 수신한 LSR3는 미리 설정해 놓은 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로(pre dynamic LSP)인 LSR3-LSR9-LSR10-LSR8를 최종 백업 보호 경로로 결정을 하고, 해당 백업 보호 경로로 트래픽을 우회시킨다.

그리고 LSR3는 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송한 LSR5에게 동적 백업 보호 경로 설정 응답 메시지(dynamic LSP setup response message)를 전송하여 LSR5가 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 더 이상 생성할 필요가 없음을 알린다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 동적 백업 보호 경로를 결정하는 백업 보호 경로 결정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 백업 보호 경로 설정 장치는 링크 정보 검출부(710), 링크 정보 전송부(720), 링크 정보 수신부(730), 백업 보호 경로 산출부(740), 링크 장애 감지부(750), 백업 보호 경로 결정부(760), 백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부(770) 및 백업 보호 경로 설정 요청 수신 처리부(780)를 포함한다.

링크 정보 검출부(710)는, 백업 보호 경로 설정 장치를 탑재된 라우터가 관리하는 링크의 대역폭, 링크 사용율, 링크 예약 정보를 검출한다.

링크 정보 전송부(720)는 상기 링크 정보 검출부(710)에서 검출한 링크의 대역폭, 링크 사용율, 링크 예약 정보 등의 링크 정보를 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 각 라우터로 전파한다. 링크 대역폭이나 홉 수 등의 정보는 LSA(link-state-advertisement)를 통해 전파되고, 링크 사용율, 링크 예약 정보는 Opaque LSA의 Opaque Information에 실려 전파된다.

링크 정보 수신부(730)는, 다른 라우터에 탑재된 백업 보호 경로 결정 장치에서 전파되는 링크 정보를 수신한다. 상술한 바와 같이, 링크 대역폭이나 홉 수 등의 정보는 LSA를 통해 전파되고, 링크 사용율, 링크 예약 정보는 Opaque LSA의 Opaque Information에 실려 전파된다.

백업 보호 경로 산출부(740)는, 상기 링크 정보 수신부(730)에서 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보 등을 이용하여 특정 트래픽 전송 경로들에 대해 트래픽 손실이 발생하지 않는 백업 보호 경로를 산출한다. 백업 보호 경로 산출부(740)는 백업 보호 경로에 대해 자원 예약을 수행하지는 않고 단지 특정 트래픽의 전송 경로에 대해 가능한 여러 백업 보호 경로를 미리 계산하여 선정해두는 것이다.

백업 보호 경로 산출부(740)는, 상기 링크 정보 수신부(730)에서 각 링크의 링크 사용율과 링크 예약 정보 등이 수신되면, 그 정보들이 수신될 때마다 그 정보들을 이용하여 특정 트래픽 전송 경로들에 대해 트래픽 손실이 발생하지 않는 백업 보호 경로를 재산출하여 미리 계산하여 선정해 두었던 백업 보호 경로를 업데이트한다.

링크 장애 감지부(750)는, 백업 보호 경로 결정 장치를 탑재한 라우터에 연결된 링크의 고장(또는 라우터의 고장) 등을 감지하고, 링크의 고장 등을 감지한 경우 백업 보호 경로 결정부(760)로 관련 사실을 통보한다.

백업 보호 경로 결정부(760)는, 상기 링크 장애 감지부(750)로부터 특정 링크의 장애 사실을 통보받으면, 그 장애가 발생한 링크를 사용하는 트래픽 전송 경로의 백업 보호 경로를 최종 결정한다.

구체적으로, 백업 보호 경로 결정부(760)는, 장애가 발생한 링크를 사용하는 트래픽 전송 경로에 대해 상기 백업 보호 경로 산출부(740)에서 미리 계산하여 선정해 놓은 여러 백업 보호 경로 중에서, 최단 경로의 백업 보호 경로를 최종적인 백업 보호 경로로 결정한다. 남아있는 백업 보호 경로가 하나인 경우 그 남아있는 경로를 최종 백업 보호 경로로 결정한다. 백업 보호 경로 결정부(760)에서 최종 백업 보호 경로가 결정되면, 백업 보호 경로 결정 장치를 탑재한 라우터는 그 결정된 백업 보호 경로를 통해 트래픽을 우회시킨다.

한편, 백업 보호 경로 결정부(760)는, 장애가 발생한 링크를 우회하는 백업 보호 경로가 없는 경우, 즉 상기 백업 보호 경로 산출부(740)에서 트래픽 손실이 발생하지 않는 경로로서 산출해 놓은 백업 보호 경로가 없는 경우, 다시 말하면 모든 우회 경로에서 트래픽 손실이 발생하는 것으로 확인된 경우, 백업 보호 경로 결정부(760)는 백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부(770)로 관련 사실을 통보한다. 이때, 백업 보호 경로 결정부(760)는 트래픽 전송 경로 등의 정보를 백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부(770)로 전송한다.

백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부(770)는 상기 백업 보호 경로 결정부(760)의 통보에 따라 상기 장애가 발생한 링크를 사용하는 트래픽 전송 경로 상의 출발지 방향의 한 홉 앞의 라우터에게 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송한다. 상기 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지에는 트래픽 전송 경로에 대한 정보가 포함된다.

백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부(770)는, 출발지 방향의 라우터 측에서 백업 보호 경로가 최종 결정되어 트래픽이 우회 처리되면, 상기 출발지 방향의 한 홉 앞의 라우터로부터 동적 백업 보호 경로 설정 응답 메시지를 수신하여 트래픽 손실 없이 트래픽이 우회 전송되고 있음을 확인한다.

한편, 백업 보호 경로 설정 요청 수신 처리부(780)는, 다른 라우터로부터 전송된 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 수신하고, 그 수신된 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지에 포함된 트래픽 전송 경로에 대한 정보를 추출하여 이를 백업 보호 경로 결정부(760)로 전달한다.

또한, 백업 보호 경로 설정 요청 수신 처리부(780)는, 상기 백업 보호 경로 결정부(760)에서 최종 트래픽 보호 경로가 결정되면, 상기 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송한 다른 라우터로 백업 보호 경로 설정 응답 메시지를 전송하여 그 다른 라우터로 하여금 트래픽이 백업 보호 경로로 우회되고 있음을 알린다.

백업 보호 경로 결정부(760)는, 상기 백업 보호 경로 설정 요청 수신 처리부(780)로부터 전달된 정보에 따라 특정 트래픽 전송 경로에 대해 상기 백업 보호 경로 산출부(740)에서 미리 설정해 놓은 여러 백업 보호 경로 중에서, 최단 거리의 백업 보호 경로를 최종적인 백업 보호 경로로 결정한다. 백업 보호 경로 결정부(760)에서 최종 백업 보호 경로가 결정되면, 백업 보호 경로 결정 장치를 탑재한 라우터는 그 결정된 백업 보호 경로를 통해 트래픽을 우회시킨다.

이때, 백업 보호 경로 결정부(760)는, 모든 백업 보호 경로에서 트래픽 손실이 발생하여 미리 산출되어 준비된 백업 보호 경로가 없는 경우, 백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부(770)로 관련 사실을 통보하고, 백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부(770)는 해당 트래픽 전송 경로 상의 출발지 방향의 한 홉 앞의 라우터로 해당 트래픽 전송 경로에 대한 백업 보호 경로의 설정을 요청하는 동적 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

710 : 링크 정보 검출부 720 : 링크 정보 전송부
730 : 링크 정보 수신부 740 : 백업 보호 경로 산출부
750 : 링크 장애 감지부 760 : 백업 보호 경로 결정부
770 : 백업 보호 경로 설정 요청 전송 처리부
780 : 백업 보호 경로 설정 요청 수신 처리부

Claims (12)

1. 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망에서 특정 트래픽 전송 경로에 대한 동적 백업 보호 경로를 결정하는 방법에 있어서,
   (A) 상기 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 각 노드들이 다른 노드들로부터 각 링크의 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 포함하는 링크 정보를 수신하는 단계;
   (B) 상기 각 노드들이, 상기 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 토대로 상기 특정 트래픽 전송 경로에 대한 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로를 선정하는 단계;
   (C) 링크 장애를 발견한 노드가, 상기 선정된 백업 보호 경로 중 하나를 선택하여 최종 백업 보호 경로로 결정하는 단계; 및
   (D) 상기 링크 장애를 발견한 노드가, 상기 결정된 최종 백업 보호 경로로 트래픽을 우회시키는 단계;를 포함하는 동적 백업 보호 경로 결정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   (E) 상기 (C) 단계에서 최종 백업 보호 경로를 결정할 수 없는 경우, 상기 링크 장애를 발견한 노드가 상기 특정 트래픽 전송 경로 상의 출발지 방향의 한 홉 앞의 노드에게 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송하는 단계;를 더 포함하는 동적 백업 보호 경로 결정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   (F) 상기 한 홉 앞의 노드가, 상기 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 수신함에 따라 상기 (B) 단계에서 선정한 백업 보호 경로 중 하나를 최종 백업 보호 경로로 결정하는 단계; 및
   (G) 상기 한 홉 앞의 노드가, 상기 (F) 단계에서 결정된 최종 백업 보호 경로로 트래픽을 우회시키는 단계;를 더 포함하는 동적 백업 보호 경로 결정 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 (F) 단계에서 상기 한 홉 앞의 노느가 최종 백업 보호 경로를 결정할 수 없는 경우,
   트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로가 결정될 때까지, 상기 한 홉 앞의 노드로부터 상기 특정 트래픽 전송 경로의 출발지 노드까지 순차적으로 백업 보호 경로 설정 요청 메시지가 전송되는 것을 특징으로 하는 동적 백업 보호 경로 결정 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 링크 장애를 발견한 노드가, 상기 특정 트래픽 전송 경로에 대한 최종 백업 보호 경로를 결정한 노드로부터, 백업 보호 경로 결정이 완료되었음을 알리는 백업 보호 경로 설정 응답 메시지를 수신하는 단계;를 더 포함하는 동적 백업 보호 경로 결정 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 링크 사용율 및 링크 예약 정보는,
   Opaque LSA(link-state-advertisement)의 Opaque Information 필드에 기록되어 전파되는 것을 특징으로 하는 동적 백업 보호 경로 결정 방법.
7. 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 특정 노드에서 특정 트래픽 전송 경로에 대한 동적 백업 보호 경로를 결정하는 장치에 있어서,
   상기 멀티 프로토콜 레이블 스위칭 망의 다른 노드들로부터 각 링크의 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 포함하는 링크 정보를 수신하는 링크 정보 수신부;
   상기 수신된 링크 사용율 및 링크 예약 정보를 토대로 상기 특정 트래픽 전송 경로에 대한 트래픽 손실이 없는 백업 보호 경로를 산출하는 산출부; 및
   링크 장애 발견시, 상기 산출된 백업 보호 경로 중 하나를 선택하여 트래픽을 우회시키는 최종 백업 보호 경로로 결정하는 결정부;를 포함하는 동적 백업 보호 경로 결정 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 결정부에서 최종 백업 보호 경로를 결정할 수 없는 경우, 상기 결정부의 통보에 따라 상기 특정 트래픽 전송 경로 상의 출발지 방향의 한 홉 앞의 노드에게 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송하는 요청 전송 처리부;를 더 포함하는 동적 백업 보호 경로 결정 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 요청 전송 처리부는,
   상기 한 홉 앞의 노드로부터 백업 보호 경로 결정이 완료될 때 상기 백업 보호 경로 설정 요청 메시지에 대한 응답으로서 백업 보호 경로 설정 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 동적 백업 보호 경로 결정 장치.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다른 노드로부터 상기 특정 트래픽 전송 경로에 대한 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 수신하는 요청 수신 처리부;를 더 포함하고,
    상기 결정부는, 상기 요청 수신 처리부에서 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 수신함에 따라 상기 산출부에서 산출된 백업 보호 경로 중 하나를 선택하여 트래픽을 우회시키는 최종 백업 보호 경로로 결정하는 것을 특징으로 하는 동적 백업 보호 경로 결정 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 요청 수신 처리부는,
    상기 결정부에서 최종 백업 보호 경로가 결정되면 상기 백업 보호 경로 설정 요청 메시지를 전송한 다른 노드로 백업 보호 경로 설정 응답 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 동적 백업 보호 경로 결정 장치.
12. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링크 사용율 및 링크 예약 정보는,
    Opaque LSA(link-state-advertisement)의 Opaque Information 필드에 기록되어 수신되는 것을 특징으로 하는 동적 백업 보호 경로 결정 장치.

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