KR20130101598A - 중복응답 패킷 식별을 위한 패킷 처리장치 및 그 방법 - Google Patents

중복응답 패킷 식별을 위한 패킷 처리장치 및 그 방법 Download PDF

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윤상식
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Abstract

중복응답 패킷 식별을 위한 패킷 처리장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 처리장치는 세션을 설정하고, 세션이 설정되면 입출력 패킷을 대상으로 패킷 재전송 관련 통계정보를 이용하여 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별한다. 이에 따라, 사용자 의도와 상관없이 발생하는 불필요한 트래픽을 차단할 수 있다.

Description

중복응답 패킷 식별을 위한 패킷 처리장치 및 그 방법 {Packet processing apparatus and method for discriminating duplication-acknowledgement}
본 발명의 일 양상은 네트워크 관리 및 서비스 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패킷 처리기술에 관한 것이다.
네트워크 상태에 따라 사용자 의사와 관계없이 패킷 손실이 발생할 수 있다. 또한, 패킷 손실로 인한 패킷 재전송에 따라 추가적으로 중복응답 패킷이 발생한다. 이 경우, 불필요한 트래픽이 발생하여 네트워크에 부하가 걸릴 수 있다.
선행기술 PCT 공개특허 제2010149075호에는 응답 패킷 관리를 통해 패킷 손실을 미리 예측하는 기술에 대해 개시하고 있다.
일 양상에 따라, 사용자 의도와 상관없이 발생하는 중복응답 패킷을 검출하기 위한 패킷 처리장치 및 그 방법을 제안한다.
일 양상에 따른 패킷 처리장치는, 세션을 설정하고 관리하는 세션 처리부와, 패킷 재전송 관련 통계정보를 저장하는 통계정보 저장부와, 세션 처리부를 통해 세션이 설정되면 입출력 패킷을 대상으로 통계정보 저장부에 저장된 통계정보를 이용하여 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 패킷 식별부를 포함한다.
다른 양상에 따른 패킷 처리방법은, 세션을 설정하는 단계와, 세션이 설정되면 입출력 패킷을 대상으로 패킷 재전송 관련 통계정보를 이용하여 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 네트워크 상태에 따라 사용자 의사와 관계없이 발생하는 패킷 손실과 그로 인한 패킷 재전송에 따라 추가적으로 발생하는 중복응답 패킷을 검출하여 불필요한 트래픽을 차단할 수 있다.
나아가, 사용자 의도와 상관없이 발생하는 중복응답 패킷을 검출하고 그에 따른 패킷 관련 통계정보를 수집하고 이를 활용할 수 있다. 예를 들면, 종량제에 민감한 무선 인터넷 서비스에서 정밀 과금 시스템 및 제어에 활용할 수 있다.
나아가, 구조가 단순하고, 최소한의 시스템 자원만으로도 재전송 패킷 및 재전송에 의한 중복응답 패킷을 판별할 수 있다.
더 나아가, 단순성과 경량화를 지향한 구조로 인해 다양한 시스템과 네트워크 환경에서 고속처리가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 처리장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 식별부의 세부 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 처리방법을 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재전송 패킷 식별방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중복응답 패킷 식별방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 처리장치(1)의 구성도이다.
패킷 처리장치(1)는 세션 처리부(10), 패킷 식별부(12), 통계정보 저장부(14) 및 데이터 저장소(16)를 포함한다.
본 발명의 패킷 처리장치(1)는 패킷 분석을 통해 네트워크 상태에 따라 사용자 의사와 관계없이 발생하는 패킷 손실과 그로 인한 패킷 재전송(Packet Retransmission)에 따라 추가적으로 발생하는 중복응답 패킷(Duplication Acknowledge packet)을 검출한다. 그리고, 패킷 분석을 통해 획득한 통계정보를 수집한다.
구체적으로, 세션 처리부(10)는 세션을 설정하고 관리한다. 일 실시예에 따르면, 세션 처리부(10)는 TCP(Transmission Control Protocol) 세션을 설정하고 관리한다. TCP는 전송 계층에 위치한 프로토콜로써 각종 네트워크 통신에 널리 사용되고 있다. 일 실시예에 따르면, 세션 처리부(10)는 TCP/IP 헤더의 목적지 어드레스, 소스 어드레스, 목적지 포트, 소스 포트 및 프로토콜의 5가지 정보가 일치하는 패킷 별로 TCP 세션 분석이 이루어질 수 있도록 필요한 정보를 데이터 저장소(16)에 저장한다. 또한 세션 처리부(10)는 더 이상 유효하지 않은 세션 종료를 처리한다.
패킷 식별부(12)는 세션 처리부(10)를 통해 세션이 설정되면 입출력 패킷에서 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별한다. 입출력 패킷은 TCP 패킷일 수 있다. 패킷 식별부(12)는 패킷 식별을 위해 통계정보를 이용하는데, 통계정보는 패킷 재전송에 의한 응답 이력과 재전송 횟수정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 패킷 식별부(12)는 재전송 패킷을 크게 두 가지 종류로 구별하여 식별한다. 그 중 하나는 고속 재전송 패킷(Fast Retransmission packet)인데, 수신 단에서 패킷 손실을 추정하여 이 사실을 송신 단에 알리는 중복응답에 의해 발생하는 재전송 패킷을 의미한다. 두 번째는 타임아웃 재전송 패킷(Time-out Retransmission packet)인데, 송신 단에서 일정 시간 경과 후까지 응답을 받지 못한 것을 손실로 추정하여 발생하는 재전송 패킷을 의미한다.
일 실시예에 따르면, 패킷 식별부(12)는 패킷 재전송에 대한 중복응답 패킷을 크게 두 가지로 구별하여 식별한다. 하나는 타임아웃 재전송과 이로 인한 중복응답을 식별하는 것이고, 다른 하나는 고속 재전송과 관련된 중복응답을 식별하는 것이다.
통계정보 저장부(14)는 패킷 재전송 관련 통계정보를 데이터 저장소(16)에 저장한다. 이때, 통계정보 저장부(14)는 고속 재전송을 야기한 응답 이력과 타임아웃 재전송을 야기한 응답 이력을 구별하여 데이터 저장소(16)에 저장할 수 있다. 또한, 통계정보 저장부(14)는 링 버퍼 알고리즘을 이용하여 일정량 이상의 정보만을 가장 최신정보 순서로 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 식별부(12)의 세부 구성도이다.
패킷 식별부(12)는 재전송 패킷 식별부(120)와 중복응답 패킷 식별부(122)를 포함한다.
재전송 패킷 식별부(120)는 고속 재전송 패킷 및 타임아웃 재전송 패킷 식별을 포함한 재전송 패킷을 식별한다. 재전송 패킷 식별부(120)의 재전송 패킷 식별 실시예는 도 4에서 후술한다.
중복응답 패킷 식별부(122)는 고속 중복응답 패킷 및 타임아웃 중복응답 패킷 식별을 포함한 중복응답 패킷을 식별한다. 중복응답 패킷 식별부(122)의 중복응답 패킷 식별 실시예는 도 5에서 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 처리방법을 도시한 흐름도이다.
패킷 처리장치(1)는 입출력 패킷을 대상으로 페이로드의 유무에 따라 재전송 식별대상 패킷인지 중복응답 식별대상 패킷인지를 결정한다. 즉, 패킷이 페이로드를 포함하는지 여부를 판별(300)하여, 페이로드를 포함하는 경우 재전송 식별대상 패킷으로 판별하여 재전송 패킷인지 여부를 판별(310)하고, 페이로드를 포함하지 않는 경우 중복응답 식별대상 패킷으로 판별하여 중복응답 패킷인지 여부를 판별한다(320). 재전송 패킷 식별의 세부 프로세스는 도 4에서, 중복응답 식별의 세부 프로세스는 도 5에서 후술한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재전송 패킷 식별방법을 도시한 흐름도이다.
패킷 처리장치(1)는 페이로드를 포함하는 재전송 식별대상 패킷에 대하여, 응답 이력을 이용하여 재전송 여부를 판별한다(400).
재전송 여부 판별(400) 결과 재전송 패킷으로 판별되면, 이전 식별처리를 통해 고속 재전송 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판별한다(410).
고속 재전송 플래그 설정 여부 판별(410) 결과 설정이면 고속 재전송 패킷으로, 미설정이면 타임아웃 재전송 패킷으로 판별한다. 타임아웃 재전송 패킷으로 판별되면 타임아웃 재전송에 의해 발생할 수 있는 중복응답 패킷 식별을 위한 조건변수로 사용될 재전송 횟수 카운트를 증감한다. 그리고, 재전송 횟수가 미리 설정된 소정의 횟수를 만족(420)하는 경우 판별된 재전송 패킷의 응답 정보를 응답 이력에 저장한다(430). 이에 비해, 고속 재전송 플래그 설정 여부 판별(410) 결과 설정이면 고속 재전송 패킷으로 판별하고, 판별된 재전송 패킷의 응답 정보를 응답 이력에 저장한다(430).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중복응답 패킷 식별방법을 도시한 흐름도이다.
패킷 처리장치(1)는 페이로드를 포함하지 않는 중복응답 식별대상 패킷에 대하여, 직전 재전송 횟수를 이용하여 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성 또는 고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성을 판별한다(500).
이때, 패킷 처리장치(1)는 재전송 횟수가 0보다 크면 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성이 있는 것으로 판별하고, 재전송 횟수가 0이거나 0보다 작을 경우 고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성이 있는 것으로 판별한다.
이어서, 패킷 처리장치(1)는 가능성 판별(500) 이후 응답 이력을 조회하여 재전송에 의한 중복응답 패킷인지 고속 재전송을 야기하는 중복응답 패킷인지 여부를 판별한다.
우선, 패킷 처리장치(1)는 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성이 있는 패킷을 대상으로 응답 이력을 조회하여 1번 이상 동일한 응답이 존재하는 경우 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 패킷으로 판별한다(510). 그리고, 중복응답 패킷에 대한 판별을 완료하였으므로, 해당 재전송에 대한 중복응답 판별 완료를 의미하는 재전송 횟수 카운트를 차감한다(520).
한편, 패킷 처리장치(1)는 고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성이 있는 패킷을 대상으로 응답 이력을 조회하여 일치 횟수가 미리 설정된 소정의 횟수 이상인 경우 고속 재전송을 야기하는 중복응답 패킷으로 판별한다(530). 이때 미리 설정된 소정의 횟수는 3회일 수 있다. 이어서, 패킷 처리장치(1)는 고속 재전송이 발생할 것임을 알리기 위해 고속 재전송 플래그를 확인한다(540). 이는 고속 재전송 패킷인지 타임아웃 재전송 패킷인지를 판별하는 데 판단 근거로 사용된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 패킷 처리장치 10 : 세션 처리부
12 : 패킷 식별부 14 : 통계정보 저장부
16 : 데이터 저장소 120 : 재전송 패킷 식별부
122 : 중복응답 패킷 식별부

Claims (20)

  1. 세션을 설정하고 관리하는 세션 처리부;
    패킷 재전송 관련 통계정보를 저장하는 통계정보 저장부; 및
    상기 세션 처리부를 통해 세션이 설정되면, 입출력 패킷을 대상으로 상기 통계정보 저장부에 저장된 통계정보를 이용하여 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 패킷 식별부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통계정보는 이전에 입출력된 패킷을 대상으로 패킷 재전송에 의한 응답 이력과 재전송 횟수정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세션 처리부는 TCP 세션을 설정하고,
    상기 패킷 식별부는 TCP 패킷 중에서 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 식별부는,
    고속 재전송 패킷과 타임아웃 재전송 패킷을 포함한 재전송 패킷을 식별하는 재전송 패킷 식별부; 및
    고속 중복응답 패킷과 타임아웃 중복응답 패킷을 포함한 중복응답 패킷을 식별하는 중복응답 패킷 식별부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 재전송 패킷 식별부는,
    페이로드를 포함하는 재전송 식별대상 패킷을 판별하고, 상기 재전송 식별대상 패킷에 대하여, 응답 이력을 이용하여 재전송 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 재전송 패킷 식별부는,
    상기 재전송 여부 판별결과, 재전송 패킷으로 판별되면 이전 식별처리를 통해 고속 재전송 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판별하고,
    상기 고속 재전송 플래그 설정 여부 판별결과, 설정이면 고속 재전송 패킷으로, 미설정이면 타임아웃 재전송 패킷으로 판별하고,
    타임아웃 재전송 패킷으로 판별되면 타임아웃 재전송에 의해 발생할 수 있는 중복응답 패킷 식별을 위한 조건변수로 사용될 재전송 횟수 카운트를 증감하며,
    판별된 재전송 패킷의 응답 정보를 응답 이력에 저장하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 중복응답 패킷 식별부는,
    페이로드를 포함하지 않는 중복응답 식별대상 패킷을 판별하고,
    상기 중복응답 식별대상 패킷에 대하여, 재전송 횟수를 이용하여 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성 또는 고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성을 판별하며,
    상기 중복응답 가능성 판별 이후 응답 이력을 조회하여 재전송에 의한 중복응답 패킷인지 고속 재전송을 야기하는 중복응답 패킷인지 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 중복응답 패킷 식별부는,
    상기 중복응답 식별대상 패킷에 대하여, 재전송 횟수가 0보다 크면 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성이 있는 것으로 판별하고, 재전송 횟수가 0이거나 0보다 작을 경우 고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성이 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 중복응답 패킷 식별부는,
    타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성이 있는 패킷을 대상으로 응답 이력을 조회하여 1번 이상 동일한 응답이 존재하는 경우 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 패킷으로 판별하고, 재전송 횟수 카운트를 차감하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 중복응답 패킷 식별부는,
    고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성이 있는 패킷을 대상으로 응답 이력을 조회하여 일치 횟수가 미리 설정된 소정의 횟수 이상인 경우 고속 재전송을 야기하는 중복응답 패킷으로 판별하고, 고속 재전송 플래그를 확인하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 통계정보 저장부는,
    상기 재전송 패킷 식별부가 타임아웃 재전송 패킷을 판별하면 판별된 재전송 패킷의 응답정보를 타임아웃 재전송 응답 이력에 저장하고, 상기 재전송 패킷 식별부가 고속 재전송 패킷을 판별하면 판별된 고속 재전송 패킷의 응답정보를 상기 타임아웃 재전송 응답 이력과 분리된 고속 재전송 응답 이력에 저장하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 통계정보 저장부는,
    링 버퍼 알고리즘을 이용하여 미리 설정된 크기 이상의 정보만을 가장 최신의 정보 순서대로 저장하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  13. 세션을 설정하는 단계; 및
    상기 세션이 설정되면 입출력 패킷을 대상으로 패킷 재전송 관련 통계정보를 이용하여 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 단계는,
    페이로드를 포함하는 재전송 식별대상 패킷을 판별하는 단계; 및
    상기 재전송 식별대상 패킷에 대하여, 응답 이력을 이용하여 재전송 여부를 판별하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 단계는,
    상기 재전송 여부 판별결과, 재전송 패킷으로 판별되면 이전 식별처리를 통해 고속 재전송 플래그가 설정되어 있는지 여부를 판별하는 단계;
    상기 고속 재전송 플래그 설정 여부 판별결과, 설정이면 고속 재전송 패킷으로, 미설정이면 타임아웃 재전송 패킷으로 판별하는 단계;
    타임아웃 재전송 패킷으로 판별되면 타임아웃 재전송에 의해 발생할 수 있는 중복응답 패킷 식별을 위한 조건변수로 사용될 재전송 횟수 카운트를 증감하는 단계; 및
    판별된 재전송 패킷의 응답 정보를 응답 이력에 저장하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 재전송 패킷과 중복응답 패킷을 식별하는 단계는,
    페이로드를 포함하지 않는 중복응답 식별대상 패킷을 판별하는 단계; 및
    상기 중복응답 식별대상 패킷에 대하여, 재전송 횟수를 이용하여 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성 또는 고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성을 판별하는 단계; 및
    가능성 판별 이후 응답 이력을 조회하여 재전송에 의한 중복응답 패킷인지 고속 재전송을 야기하는 중복응답 패킷인지 여부를 판별하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 중복응답 가능성 여부를 판별하는 단계는,
    상기 중복응답 식별대상 패킷에 대하여, 재전송 횟수가 0보다 크면 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성이 있는 것으로 판별하고, 재전송 횟수가 0이거나 0보다 작을 경우 고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성이 있는 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 중복응답 패킷인지 여부를 판별하는 단계는,
    타임아웃 재전송에 의한 중복응답 가능성이 있는 패킷을 대상으로 응답 이력을 조회하여 1번 이상 동일한 응답이 존재하는 경우 타임아웃 재전송에 의한 중복응답 패킷으로 판별하는 단계; 및
    재전송 횟수 카운트를 차감하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 중복응답 패킷인지 여부를 판별하는 단계는,
    고속 재전송을 야기하는 중복응답 가능성이 있는 패킷을 대상으로 응답 이력을 조회하여 일치 횟수가 미리 설정된 소정의 횟수 이상인 경우 고속 재전송을 야기하는 중복응답 패킷으로 판별하는 단계; 및
    고속 재전송 플래그를 확인하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 판별된 재전송 패킷의 응답 정보를 응답 이력에 저장하는 단계는,
    타임아웃 재전송 패킷으로 판별되면 판별된 재전송 패킷의 응답정보를 타임아웃 재전송 응답 이력에 저장하고, 고속 재전송 패킷으로 판별되면 판별된 고속 재전송 패킷의 응답정보를 타임아웃 재전송 응답 이력과 분리된 고속 재전송 응답 이력에 저장하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리방법.
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