KR20160051717A - 네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20160051717A
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곽은주
나상완
이호송
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주식회사 케이티
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Abstract

컨트롤러를 이용하여 네트워크 장치의 스케쥴러의 정책을 제어하는 방법이 개시된다. 네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법은, 소프트웨어 정의 네트워킹 환경에서 컨트롤러가 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법에 있어서, 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 네트워크 장치를 위한 스케쥴러 정책 파라미터를 수신하는 단계와; 스케쥴러 정책 파라미터를 이용하여 프로파일 DB 상의 스케쥴러 정책 프로파일을 설정하는 단계와; 네트워크 장치에 설정된 스케쥴러 정책 프로파일을 적용시키는 단계를 포함한다. 따라서, 컨트롤러와 라우터 간 통신할 수 있는 표준화된 개방형 인터페이스를 통해, 운영자로부터의 일원화된 QoS 스케쥴러 정책을 라우터에 반영하여 운영에 따른 비용을 최소화할 수 있다.

Description

네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING POLICY OF SCHEDULER OF NETWORK EQUIPMENT}
본 발명은 소프트웨어 정의 네트워킹의 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨트롤러를 이용하여 네트워크 장치의 스케쥴러의 정책을 제어하는 방법에 관한 것이다.
통신 네트워크의 유연한 운영과 비용절감을 위해 통신 시스템을 포워딩 평면(forwarding plane)과 제어 평면(control plane)으로 독립적으로 구분하여, 소프트웨어 프로그래밍을 하듯 네트워크를 중앙에서 소프트웨어적으로 정의하고 제어할 수 있는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN, software defined networking) 기술에 대한 연구가 진행되고 있다.
상세하게는, ONF(Open Networking Foundation)에서는 중앙 집중형 컨트롤러와 L2/L3 패킷 포워딩 장비들간 통신을 위한 OpenFlow 프로토콜을 정의하고 있다.
또한, 최근 ONF의 예하 조직인 OTWG(Optical Transport Working Group)은 OAM 및 보호절체 기능이 정의된 패킷 전달망(packet transport network) 및 광 전달망(optical transport network)에 대해서도 외부 컨트롤러로 분리된 제어 평면을 통해 전달망 장비들의 포워딩 평면을 제어하기 위한 표준 인터페이스를 정의하고 있다.
한편, 포워딩 평면과 제어 평면이 분리되지 않은 기존의 레거시 라우팅 장비를 포함한 라우팅 시스템에 대해서도 외부 컨트롤러를 이용한 제어를 지원하는 라우팅 시스템 인터페이스(Interface to Routing System) 기술이 라우팅 시스템을 위한 SDN 기술로 큰 관심을 받고 있다.
라우팅 시스템 인터페이스(Interface to Routing System) 기술은 현재 IETF에서 표준화가 진행 중에 있으며, 외부 컨트롤러와 기존 또는 신규 라우터 장비 간 커뮤니케이션을 수행할 수 있는 프레임워크 및 인터페이스 등이 정의되고 있다.
종래에는, 멀티 벤더로 구성될 수 있는 라우팅 시스템에 대해 스케쥴링 방식을 설정하기 위해서 제조사 의존적인 명령 입력 인터페이스(Command Line Interface, CLI)만을 이용하여 제어를 수행하였다.
따라서, 동일한 스케쥴러 설정을 라우터에 반영하기 위해서는 운영자가 제조사의 모든 CLI 입력 정보를 바탕으로 개별적으로 제어를 할 수 밖에 없다.
또한, 입력되는 파라미터 역시 제조사 별 상이한 구조를 갖고 있기 때문에 일원화된(unified) 스케쥴러 정책 반영이 쉽지 않으며, 네트워크 응용으로부터의 다양한 요구사항이 반영되기 쉽지 않다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 개방형 인터페이스를 통해서 운영자로부터의 일원화된 QoS 스케쥴러 정책을 라우팅 시스템에 반영시키는 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 중앙 집중형 컨트롤러의 제어 구조를 통해 스케쥴러 정책들을 설정 가능한 새로운 프레임워크를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법은, 네트워크 장치에 스케쥴러 정책 프로파일을 적용하기 위한 스케쥴러 정책 반영 요청을 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신하는 단계와; 스케쥴러 정책 반영 요청에 상응한 트랜잭션 정보를 생성하여 저장하는 단계와; 트랜잭션 정보에 대한 메시지 변환을 수행하는 단계와; 변환된 메시지를 네트워크 장치에 전달하여 스케쥴러 정책 프로파일을 적용시키는 단계를 포함하되, 스케쥴러 정책 프로파일은 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신된 스케쥴러 정책 파라미터에 기반하여 설정되며, 스케쥴러 정책 파라미터는 스케쥴러 정책 설정 오퍼레이션의 타입 정보, 스케쥴러 정책 프로파일에 대한 권한 정보, 스케쥴러 방식 정보, 트래픽을 입력하는 방식 정보 및 대기열 파라미터 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
여기에서, 상기 트랜잭션 정보에 대한 메시지 변환을 수행하는 단계는, 컨트롤러와 네트워크 장치가 상호 이해할 수 있는 프로토콜에 기반하여 수행될 수 있다.
여기에서, 상기 트랜잭션 정보에 대한 메시지 변환을 수행하는 단계는, 트랜잭션 정보를 XML(eXtensible markup language) 형태로 변환할 수 있다.
여기에서, 상기 트랜잭션 정보는, 트랜잭션 ID, 스케쥴러 정책 프로파일 ID, 네트워크 장치 ID 및 스케쥴러 정책 반영 시간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 방법은, 상기 스케쥴러 정책 프로파일에 대한 적용 결과에 대한 정보를 상기 네트워크 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 시스템은, 스케쥴러 정책 프로파일을 적용하기 위한 스케쥴러 정책 반영 요청을 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신하고, 스케쥴러 정책 반영 요청에 대한 정보를 포함하는 스케쥴러 정책 메시지를 생성하는 컨트롤러와; 컨트롤러로부터 스케쥴러 정책 메시지를 수신하고, 스케쥴러 정책 메시지를 파싱하여 파라미터를 추출하며, 파라미터에 상응하는 스케쥴러 정책을 적용하는 네트워크 장치를 포함하되, 스케쥴러 정책 메시지는 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신된 스케쥴러 정책 파라미터에 기반하여 설정된 스케쥴러 정책 프로파일을 네트워크 장치에 적용시키기 위해 컨트롤러에 의해 생성되고, 스케쥴러 정책 파라미터는 스케쥴러 정책 설정 오퍼레이션의 타입 정보, 스케쥴러 정책 프로파일에 대한 권한 정보, 스케쥴러 방식 정보, 트래픽을 입력하는 방식 정보 및 대기열 파라미터 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
여기에서, 상기 시스템은, 상기 파라미터에 상응하는 스케쥴러 정책을 적용한 결과를 상기 컨트롤러로 전송할 수 있다.
여기에서, 상기 파라미터는, 트랜잭션 ID, 스케쥴러 정책 프로파일 ID, 네트워크 장치 ID 및 스케쥴러 정책 반영 시간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법은, 컨트롤러와 라우터 간 통신할 수 있는 표준화된 개방형 인터페이스를 통해, 운영자로부터의 일원화된 QoS 스케쥴러 정책을 라우터에 반영하여 운영에 따른 비용을 최소화할 수 있다.
또한, 중앙 집중형 컨트롤러 제어 구조를 통해 운영 시간 별 스케쥴러 정책 전달 등과 같은 기존에 구성할 수 없었던 새로운 스케쥴러 정책들을 설정하여 라우팅 시스템을 보다 유연하게 운영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 스케쥴러 정책을 제어하는 방법을 수행하는 컨트롤러와 라우터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 스케쥴러 정책 프로파일을 생성/삭제/수정하는 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 컨트롤러가 스케쥴러 정책을 반영하기 위한 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따라 네트워크 장치가 스케쥴러 정책을 반영하기 위한 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에서 언급되는 컨트롤러는 통합 SDN 컨트롤러(Unified SDN controller)로, 트래픽의 흐름을 제어하기 위해 관련 구성 요소(예를 들면, 스위치, 라우터 등)를 제어하는 기능 요소(entity)를 의미할 수 있다.
또한, 컨트롤러는 물리적인 구현 형태나 구현 위치 등에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러는 ONF(OpenFlow), IETF(Internet Engineering Task Force), ETSI(European Telecommunication Standards Institute) 및/또는 ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication) 등에서 정의하고 있는 컨트롤러 기능 요소(entity)를 의미할 수 있다.
본 발명에서 언급되는 네트워크 장치는 '스위치(switch)' 또는 '라우터(router)'와 같이 트래픽(또는 패킷)을 실질적으로 포워딩하거나 스위칭 또는 라우팅하는 기능 요소를 의미할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 네트워크 장치는 스위치 또는 라우터로 명명될 수 있다.
예를 들어, 네트워크 장치는 ONF, IETF, ETSI 및/또는 ITU-T 등에서 정의하고 있는 스위치, 라우터, 스위치 요소(Switching Element), 라우터 요소(Routing Element), 포워딩 요소(Forwarding Element) 등을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법을 위한 동작과정에서 정의된 파라미터 및/또는 메시지 형태는 후술하는 특정 메시지에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 스케쥴러 정책을 제어하는 방법을 수행하는 컨트롤러와 라우터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라우팅 시스템은 다수의 컨트롤러(100)가 다수의 라우터(200)를 제어하도록 구성될 수 있으며, 라우터(200)의 제어 평면(Control Plane) 상에 존재하는 Agent 모듈(210)과 컨트롤러(100)의 Client 모듈(110)은 표준화된 라우팅 시스템 인터페이스(I2RS: Interface to Routing System)을 통해 상호 간에 통신을 수행할 수 있다.
도 1은 컨트롤러(100)와 컨트롤러(100)가 제어하는 라우터(200)로 구성된 라우팅 시스템을 예시한 것이며, 컨트롤러(100)는 복수 개로 구성될 수 있다. 컨트롤러(100)는 Network Application 모듈(300)과 Client 모듈(110)을 가질 수 있다.
또한, 컨트롤러(100)는 Client모듈(110)을 가지고, 외부의 Network Application 모듈(300)과 연동할 수도 있다.
즉, 도 1에서는 예시적으로 컨트롤러(100)가 Client 모듈(110)을 가지고 외부의 Network Application 모듈(300)과 연동하는 구조를 도시하였으나, 컨트롤러(100)가 내부에 Network Application 모듈(300)과 Client 모듈(110)을 모두 포함할 수도 있고, Network Application 모듈(300)과 Client 모듈(110) 상호 간에 인터페이스를 구성할 수도 있다.
Network Application 모듈(300)은 중앙 집중형 제어 구조를 통해 제어 대상이 되는 라우터(200)에 대해서 스케쥴러 정책(오퍼레이션) 적용을 요청하는 기능을 수행할 수 있다.
Client 모듈(110)은 Network Application 모듈(300)로부터 적용이 요청된 스케쥴러 정책을 라우터(200)에 반영하기 위한 프로세싱을 수행할 수 있다.
보다 상세하게는, Client 모듈(110)은 Network Application 모듈(300)로부터 적용이 요청되는 스케쥴러 정책을 라우터(200)에 전달하고, UI 서브 모듈(111)은 스케쥴러 정책 설정 관련 수행 결과를 Network Application 모듈(300)를 통하여 운용자에 통보할 수 있다.
Client 모듈(110)은 UI 서브 모듈(111)로부터 적용을 요청받은 스케쥴러 정책을 프로세싱하기 위해 Scheduler Control 서브 모듈(114)을 포함할 수 있다. Scheduler Control 서브 모듈(114)은 운영자가 라우터 내에 스케쥴러 정책을 반영하기 시키기 위한 스케쥴러 정책 프로파일(Scheduler Policy Profile)을 생성, 삭제 및 수정하는 기능을 수행할 수 있다.
UI 서브 모듈(111)로부터 전달되는 운영자의 스케쥴러 정책 파라미터는 Scheduler Policy Profile Database(DB)(113)(이하, Profile DB(113)라 함)에 저장될 수 있고, Profile DB(113)에는 운영자로부터 요청된 다양한 정보들이 저장될 수 있다.
또한, Client 모듈(110)은 Scheduler Control 서브 모듈(114)을 통해 라우터(200)에 Scheduler Policy Profile을 적용하는 프로세싱 작업 내역을 저장 및 관리하는 Transaction DB(116)를 포함할 수 있다.
또한, Client 모듈(110)은 제어되는 라우터(200)의 토폴로지 및 인터페이스 정보를 저장하는 Topology DB(112)를 포함할 수 있다.
또한, Client 모듈(110)은 스케쥴러 정책을 라우터(200)에 반영하기 위해 Scheduler Policy Profile을 메시지로 변환하는 Message Transport 서브 모듈(115)을 포함할 수 있으며, Message Transport 서브 모듈(115)은 라우터(200)의 agent 모듈(210)로 변환된 메시지를 전달할 수 있고, agent 모듈(210)로부터 수신된 스케쥴러 정책 반영 결과를 파싱하여 해당하는 Network Application 모듈(300)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, Agent 모듈(210)은 컨트롤러(100)로부터 전달받은 정보를 파싱하기 위한 Message Transport 서브 모듈(213)을 포함할 수 있으며, Message Transport 서브 모듈(213)은 라우터(200) 내에 반영되는 스케쥴러 정책의 결과 사항 등을 메시지로 변환하여 컨트롤러(100)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
Agent 모듈(210)은 파싱된 스케쥴러 정책을 해당 라우터(200)의 데이터 평면(data plane)에 반영하는 프로세싱을 수행하는 Scheduler Control 서브 모듈(212)을 포함할 수 있다.
또한, Agent 모듈(210)은 라우터(200)에 적용되는 Scheduler Policy Profile에 대한 정보 및 프로세싱 결과 등을 저장하기 위한 Local Transaction DB(211)를 포함할 수 있다.
또한, 라우터(200)는 제어 평면(Control Plane) 상에 Routing information base 서브 모듈(215), Policy DB(214) 및 QoS Process 서브 모듈(216)을 포함할 수 있고, Forwarding information base 서브 모듈(221)은 라우터(200)의 데이터 평면(Data Plane) 상에 존재할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 스케쥴러 정책 프로파일을 생성/삭제/수정하는 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 상기 Scheduler Policy Profile의 생성, 삭제, 수정에 관련된 프로세싱 흐름도를 보여준다.
도 2를 참조하면, Network Application 모듈(300)은 스케쥴러 정책 파라미터를 UI 서브 모듈(111)로 전달하고(S211), Scheduler Control 서브 모듈(114)은 UI 서브 모듈(111)로부터 해당 파라미터 정보를 전달받을 수 있다(S212).
Scheduler Control 서브 모듈(114)은 Profile DB(113) 상의 Scheduler Policy Profile을 새롭게 생성하거나, 기존에 생성된 Scheduler Policy Profile을 삭제 또는 갱신 작업을 Profile DB(113)에 요청할 수 있다(S220). Profile DB(113)는 수행된 프로세싱 결과를 Scheduler Control 서브 모듈(114)을 거쳐 Network Application 모듈(300)로 전달될 수 있다(S230, S241, S242).
Network Application 모듈(300)으로부터 요청된 정보는 UI 서브 모듈(111)를 통해서 Scheduler Control 서브 모듈(114)로 전달이 이루어질 수 있으며, 이때 전달되는 스케쥴러 정책 파라미터는 하기의 내용을 포함할 수 있다.
1) 스케쥴러 정책 설정 오퍼레이션 타입 및 타입 별 파라미터 정보
A. Scheduler Policy Profile 생성 (ADD) - 할당된 Profile ID 정보, Requester ID 정보
B. Scheduler Policy Profile 삭제 (DEL) - 삭제되는 Profile ID 정보, Requester ID 정보
C. Scheduler Policy Profile 수정 (MOD) - 수정되는 Profile ID 정보, Requester ID 정보
2) Scheduler Policy Profile 권한정보
A. Request ID
3)스케쥴러 방식
A. first-in-first-out (FIFO)
B. strict priority (SP)
C. weighted round robin (WRR)
D. weighted fair queue (WFR)
4) Classification Rule
A. 인터페이스 기반
B. 우선순위 기반
C. Protocol 기반
5) 대기열(queue) 파라미터
A. 대기열(queue) 개수 및 길이(패킷 기반 혹은 바이트 기반)
B. 대기열(queue) 별 classification값 설정
i. 포트 기반 방식 - 설정되는 대기열 별 포트 값 및 VLAN 값 매핑
ii. Protocol 기반 방식 - 설정되는 대기열 별 protocol 값 매핑
iii. 우선순위 기반 방식 - ToS/DSCP/EXP 등의 Priority 필드값 매핑
C. 대기열(queue) 별 RED(random early detection) 방식 설정
i. Min. Threshold 값 설정
ii. Max Threshold 값 설정
iii. 확률 함수 설정
D. Strict priority queue 설정 유무
E. Weight 값 설정 (Weight 기반 Queue 설정시 동작)
상기의 스케쥴러 정책 파라미터를 설명하면 다음과 같다.
스케쥴러 정책 설정 오퍼레이션 타입은 Scheduler Policy Profile에 대한 생성/삭제/수정 작업 등을 수행하기 위해 정의될 수 있다.
Scheduler Policy Profile 생성(ADD) 오퍼레이션 타입은 Network Application 모듈(300)의 요청에 따라 Scheduler Policy Profile을 생성하는 기능을 수행할 수 있으며, 파라미터로 Profile ID 정보와 Requester ID 정보를 포함할 수 있다. 여기서, Profile ID 정보는 Client 모듈(110)의 Scheduler Control 서브 모듈(114)에서 자동적으로 할당되거나, 운영자가 직접 Profile ID를 설정할 수 있다.
Scheduler Policy Profile 삭제(DEL) 오퍼레이션 타입은 생성되어 있는 Scheduler Policy Profile 정보를 삭제하기 위한 기능을 수행할 수 있으며, 파라미터로 삭제될 대상이 되는 Profile ID 정보 및 Requester ID 정보를 포함할 수 있다.
Scheduler Policy Profile 수정(MOD) 오퍼레이션 타입은 생성되어 있는 Scheduler Policy Profile 정보를 갱신하기 위한 기능을 수행할 수 있으며, 파라미터로 수정될 대상이 되는 Profile ID 정보 및 Requester ID 정보를 포함할 수 있다.
오퍼레이션 타입 파라미터 중 Requester ID 정보는 Scheduler Policy Profile 설정 요청을 수행하는 사용자를 식별할 목적으로 사용될 수 있다.
Scheduler Policy Profile 권한 정보는 생성된 Scheduler Policy Profile의 사용을 허용하는 Requester ID 정보를 의미할 수 있다. 따라서 세부 파라미터 정보로 Requester ID 정보를 포함할 수 있으며, 만일 운영자가 Requester ID 정보를 명시하지 않는 경우 어떤 Requester라도 해당 프로파일 정보를 사용할 수 있다.
스케쥴러 방식은 예를 들어, 하나의 대기열에 들어오는 패킷의 순서대로 스케쥴링을 수행하는 FIFO 방식, 우선순위가 높은 대기열에 대해 스케쥴링을 수행하는 Strict Priority 방식, 복수 개의 대기열에 대해서 weight 값을 부여하여 라운드 로빈(round robin) 형태로 스케쥴링하는 WRR 방식 및 WFQ 방식을 포함할 수 있다.
Classification Rule은 라우터로 입력되는 IP/MPLS 트래픽을 어떤 기준으로 설정된 대기열로 분류하여 넣을 것인지를 결정할 수 있도록 한다.
Classification 방식은 크게 인터페이스 기반 방식, 프로토콜 기반 방식, 우선순위 기반 방식으로 나누어질 수 있다.
인터페이스 기반 방식은 포트 단위 또는 포트 내에 VLAN 단위 별로 대기열 내에 트래픽을 입력하는 방식을 의미할 수 있으며, 프로토콜 기반 방식은 IP, UDP, TCP 등 프로토콜 별로 대기열에 트래픽을 입력하는 방식을 의미할 수 있다.
우선순위 기반 방식은 IP의 ToS 필드 및 DSCP 필드 정보, MPLS 트래픽의 EXP 필드, Ethernet의 Priority 필드 등을 기반으로 설정된 대기열에 트래픽을 입력하는 방식을 의미할 수 있다.
Classification 방식은 생성되는 대기열에 대해 모든 classification 방식은 동일하게 설정이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 대기열에 대해서 인터페이스 기반 classification rule과 프로토콜 기반 classification rule을 혼합하여 구성하는 것은 불가능할 수 있다.
대기열의 개수 및 길이, 대기열 별로 설정된 classification 방식의 특정 설정 값, RED 설정 유무 및 Strict Priority Queue 모드 유무, weight 값 등이 대기열 파라미터로 설정될 수 있다. 구체화된 대기열 개수에 의해서 생성된 대기열 별로 classification 방식에 따른 설정값의 매핑이 이루어질 수 있다.
예를 들면, 우선순위 기반으로 classification 방식을 선택할 경우 IP ToS 필드에 대해서 대기열을 8개를 생성하고 ToS의 0부터 7까지의 우선순위를 각 대기열에 매핑할 수 있다.
RED 설정 방식은 설정된 대기열에 대해서 Min./Max. Threshold 값을 설정하여 Min//Max. 대기열 범위에 들어오는 경우 설정되는 확률 함수에 따라 랜덤(random)하게 패킷을 폐기할 수 있도록 한다.
Strict priority queue 모드는 해당 대기열에 대해서 스케쥴링 시 다른 대기열에 비해 우선적으로 스케쥴링이 수행될 수 있도록 하는 모드를 의미할 수 있다.
마지막으로 weight 값은 weight 기반으로 스케쥴링을 수행하는 WRR 및 WFQ 등의 스케쥴러에 대해서 대기열 별로 weight 값을 설정하는데 이용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 컨트롤러가 스케쥴러 정책을 반영하기 위한 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, Network Application 모듈(300)은 생성된 스케쥴러 정책을 라우터(200)에 반영하기 위해 해당되는 파라미터 정보를 UI 서브 모듈(111)로 전달할 수 있다(S311).
Scheduler Control 서브 모듈(114)은 해당 파라미터 정보를 UI 서브 모듈(111)로부터 전달받아 파라미터의 유효성 검증을 수행할 수 있다(S312, S320).
운영자는 도 2에 따른 과정을 거쳐 생성된 스케쥴러 정책을 제어 대상이 되는 라우터(200)에 반영하기 위해 Network Application 모듈(300)을 통해 UI 서브 모듈(111)로 하기와 같은 명령을 전달할 수 있다.
1) Scheduler Policy Profile ID
2) Requester ID
3) 스케쥴러 정책 반영 오퍼레이션 타입
A. Scheduler Policy Profile 설정 확인 (VER)
B. Scheduler Policy Profile 설정 실행 (COMMIT)
4) 제어 라우터 도메인 ID
5) 도메인 내 제어 라우터 정보 (라우터 ID 혹은 라우터 IP 정보)
6) 제어 라우터 별 인터페이스 정보 (인터페이스 ID 정보)
7) 스케쥴러 정책 반영 시간
A. 주기 타입 - 주기성/비주기성
B. 동작 시간 - 즉시 혹은 시간 값
스케쥴러 정책을 제어 대상이 되는 라우터(200)에 반영하기 위한 상기 명령에 포함된 파라미터를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
Scheduler Policy Profile ID 정보는 이전에 Scheduler Control 서브 모듈(114)을 통해 생성된 Scheduler Policy Profile의 식별 정보를 의미할 수 있다. 만일, Scheduler Control 서브 모듈(114)은 이전에 생성되지 않은 Scheduler Policy Profile ID를 요구하는 경우, 유효하지 않은 오퍼레이션임을 나타내는 에러 코드를 Network Application 모듈(300)로 통보할 수 있다.
Requester ID는 Scheduler Policy Profile ID 반영을 요청하는 운영자의 식별자를 나타낼 수 있다. Scheduler Profile 생성 시 Requester ID 권한 정보가 함께 생성이 이루어지기 때문에 허용되지 않는 Requester가 스케쥴러 정책을 반영하려고 할 경우 유효하지않는 오퍼레이션임을 나타내는 에러 코드를 Network Application 모둘(300)로 통보할 수 있다.
스케쥴러 정책 반영 오퍼레이션 타입은 스케쥴러 정책을 반영하기 이전 확인을 위한 Verification 명령과 실제 정책 반영을 실행하기 위한 Commit 명령으로 나누어질 수 있다.
제어 라우터 도메인 ID는 선택된 Scheduler Policy Profile 정보가 반영될 라우터 도메인의 식별 정보를 나타낼 수 있다. 사업자 별로 다양한 라우팅 시스템 도메인이 존재하기 때문에 제어 라우터 도메인을 명시하여 제어되는 라우터의 범위를 결정할 수 있다.
도메인 내 제어 라우터 정보는 라우터 도메인 결정 이후 해당 도메인 내에서 선택된 Scheduler Policy Profile 정보가 반영될 라우터 ID (agent ID) 또는 라우터의 IP 주소를 나타낼 수 있다.
제어 라우터는 라우터 도메인 내에 포함된 모든 라우터, 특정 라우터 또는 특정 라우터 그룹이 될 수 있다. 라우터 그룹이 명시되어야 하는 경우 운영자는 제어되는 라우터 식별 정보를 수동적으로 설정할 수도 있으며, Client 모듈(110)의 Topology DB(112)를 참조하여 요구하는 End-to-End 경로에 대해서 자동적으로 최적 경로를 산출하여 경로를 거치는 모든 라우터(200)의 식별 정보가 자동적으로 설정이 될 수도 있다.
제어 라우터 별 인터페이스 정보는 제어 대상이 되는 라우터(200)가 결정된 이후 해당 라우터(200) 내에서 선택된 Scheduler Policy Profile이 적용된 인터페이스 정보를 나타낼 수 있다.
인터페이스는 선택된 라우터(200)의 모든 인터페이스 또는 특정 인터페이스를 명시할 수 있으며, 이를 위해 라우터(200)의 인터페이스 ID 정보를 설정할 수 있다.
라우터 선정 방식과 마찬가지로 운영자가 요구하는 경로 상의 특정 라우터 그룹에 대해서 스케쥴러 정책을 반영 시, 운영자가 수동적으로 인터페이스를 설정할 수도 있지만, Client 모듈(110)의 Topology DB(112)를 참조하여 최적 경로로 연결되는 인터페이스 정보를 자동적으로 할당받을 수도 있다.
스케쥴러 정책 반영 시간은 Client 모듈(110)에서 요청된 Scheduler Policy Profile 정보를 선택된 라우터(200)의 Agent 모듈(210)로 반영하는 시간을 의미할 수 있으며, 세부 동작 시간 파라미터로 주기성 또는 비주기성을 나타내는 주기 타입과 정책이 적용될 시간 정보를 의미할 수 있다.
예를 들면, 컨트롤러(100)를 통해서 특정 Scheduler Policy Profile 정보에 대해 라우터(200)로 주기적으로 또는 일회성으로 시간 별 스케쥴링 정책을 반영하는 것이 가능해질 수 있다.
Scheduler Control 서브 모듈(114)은 파라미터 내에 포함된 Profile ID 정보를 바탕으로 Profile DB(113)에서 해당 스케쥴러 정책을 탐색하여 불러올 수 있고(S331, S332), 선택적으로 Topology DB를 통해 정책을 반영하고자 하는 라우터와 해당 라우터의 인터페이스 정보를 자동적으로 설정할 수 있다(S341, S342).
Scheduler Control 서브 모듈(114)은 Transaction ID를 할당하여 Profile ID, Router Domain ID, Router ID 및 IP 주소, 인터페이스 ID, Operation Time, Transaction 상태 필드 등을 포함하여 Transaction DB(116)에 저장할 수 있다(S350).
Scheduler Control 서브 모듈(114)은 이후 Message Transport 서브 모듈(115)로 Transaction 정보를 전달할 수 있고(S360), Message Transport 서브 모듈(115)는 대상이 되는 라우터(200) 별로 스케쥴러 정책 정보, Transaction ID 정보, Client ID 정보, Request ID 정보, Interface ID 정보 등을 포함하는 Transaction 정보에 대한 메시지 변환을 수행하여 라우터(200)의 Agent 모듈(210)로 전달할 수 있다(S370, S381).
컨트롤러(100)와 라우터(200)가 상호 이해할 수 있는 프로토콜에 기반하여 Transaction 정보에 대한 메시지 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 트랜?션 정보를 XML(eXtensible markup language) 형태로 변환할 수 있다.
Agent 모듈(210)은 스케쥴러 정책 오퍼레이션에 관련된 프로세싱을 수행 한 후 그 결과 값을 Client 모듈(110)로 리턴하고(S382), Client 모듈(110)은 해당 결과 값을 Network Application 모듈(300)로 전달할 수 있다(S391, S392, S393).
도4는 본 발명의 실시예에 따라 네트워크 장치가 스케쥴러 정책을 반영하기 위한 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, Client 모듈(110)의 Message Transport 서브 모듈(115)로부터 수신된 스케쥴러 정책은 Agent 모듈(210)의 Message Transport 서브 모듈(213)로 전달될 수 있다(S411).
Agent 모듈(210)의 Message Transport서브 모듈(213)은 해당 정책 내용을 파싱하여 Scheduler Control 서브 모듈(212)로 전달할 수 있다(S412).
Scheduler Control 서브 모듈(212)은 해당 파라미터 정보의 유효성을 검증하고(S420), Transaction ID를 부여하여 Profile ID 정보, 컨트롤러의 Transaction ID 정보, Client ID 정보, Request ID 정보, 인터페이스 ID 정보, Transaction 상태 값 등의 필드를 포함하는 Transaction 정보를 Transaction DB(211)에 저장할 수 있다(S430).
Scheduler Control 서브 모듈(212)은 스케쥴러 정책이 반영되어야 하는 인터페이스에 대해서 스케쥴러 정책 정보를 전달하기 위해 라우터(200)의 Control Plane 내에 있는 QoS 프로세싱 모듈(216)로 해당 스케쥴러 정책 정보를 전달할 수 있다(S441).
QoS 프로세싱 모듈(216)은 스케쥴러 정책 설정 이후 그 결과값을 Agent 모듈(210)의 Scheduler Control 서브 모듈(212)로 전달할 수 있으며(S442), 이후 그 결과값은 Client 모듈(110)로 통보될 수 있다(S451, S452).
따라서, 스케쥴러 정책에 관련된 모든 오퍼레이션은 상기 과정에서 보는 바와 같이 Transaction 단위로 프로세싱이 이루어지기 때문에 운영자가 잘못된 정책을 반영한 경우 Transaction ID 정보를 바탕으로 롤백(Rollback)을 기능을 수행할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법은, 컨트롤러와 라우터 간 통신할 수 있는 표준화된 개방형 인터페이스를 통해, 운영자로부터의 일원화된 QoS 스케쥴러 정책을 라우터에 반영하여 운영에 따른 비용을 최소화할 수 있다.
또한, 중앙 집중형 컨트롤러 제어 구조를 통해 운영 시간 별 스케쥴러 정책 전달 등과 같은 기존에 구성할 수 없었던 새로운 스케쥴러 정책들을 설정하여 라우팅 시스템을 보다 유연하게 운영할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 컨트롤러 110: Client 모듈
111: UI 서브 모듈 112: Topology DB
113: Profile DB 114: Scheduler Control 서브 모듈
115: Message Transport 서브 모듈 116: Transaction DB
200: 라우터 210: Agent 모듈
211: Transaction DB 212: Scheduler Control 서브 모듈
213: Message Transport 서브 모듈 214: Policy DB
215: Routing information base 서브 모듈
216: QoS Process 서브 모듈
221: Forwarding information base 서브 모듈
300: Network Application 모듈

Claims (8)

  1. 소프트웨어 정의 네트워킹 환경에서 컨트롤러가 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법에 있어서,
    네트워크 장치에 스케쥴러 정책 프로파일을 적용하기 위한 스케쥴러 정책 반영 요청을 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신하는 단계;
    상기 스케쥴러 정책 반영 요청에 상응한 트랜잭션 정보를 생성하여 저장하는 단계;
    상기 트랜잭션 정보에 대한 메시지 변환을 수행하는 단계; 및
    상기 변환된 메시지를 상기 네트워크 장치에 전달하여 상기 스케쥴러 정책 프로파일을 적용시키는 단계를 포함하되,
    상기 스케쥴러 정책 프로파일은,
    상기 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신된 스케쥴러 정책 파라미터에 기반하여 설정되며,
    상기 스케쥴러 정책 파라미터는,
    스케쥴러 정책 설정 오퍼레이션의 타입 정보, 스케쥴러 정책 프로파일에 대한 권한 정보, 스케쥴러 방식 정보, 트래픽을 입력하는 방식 정보 및 대기열 파라미터 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜잭션 정보에 대한 메시지 변환을 수행하는 단계는,
    상기 컨트롤러와 상기 네트워크 장치가 상호 이해할 수 있는 프로토콜에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는,
    네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜잭션 정보에 대한 메시지 변환을 수행하는 단계는,
    상기 트랜잭션 정보를 XML(eXtensible markup language) 형태로 변환하는 것을 특징으로 하는,
    네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜잭션 정보는,
    트랜잭션 ID, 스케쥴러 정책 프로파일 ID, 네트워크 장치 ID 및 스케쥴러 정책 반영 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스케쥴러 정책 프로파일에 대한 적용 결과에 대한 정보를 상기 네트워크 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함하는,
    네트워크 장치의 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 방법.
  6. 소프트웨어 정의 네트워킹 환경에서 스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 시스템에 있어서,
    스케쥴러 정책 프로파일을 적용하기 위한 스케쥴러 정책 반영 요청을 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신하고, 상기 스케쥴러 정책 반영 요청에 대한 정보를 포함하는 스케쥴러 정책 메시지를 생성하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러로부터 상기 스케쥴러 정책 메시지를 수신하고, 상기 스케쥴러 정책 메시지를 파싱하여 파라미터를 추출하며, 상기 파라미터에 상응하는 스케쥴러 정책을 적용하는 네트워크 장치를 포함하되,
    상기 스케쥴러 정책 메시지는,
    상기 네트워크 애플리케이션 모듈로부터 수신된 스케쥴러 정책 파라미터에 기반하여 설정된 상기 스케쥴러 정책 프로파일을 상기 네트워크 장치에 적용시키기 위해 상기 컨트롤러에 의해 생성되고,
    상기 스케쥴러 정책 파라미터는,
    스케쥴러 정책 설정 오퍼레이션의 타입 정보, 스케쥴러 정책 프로파일에 대한 권한 정보, 스케쥴러 방식 정보, 트래픽을 입력하는 방식 정보 및 대기열 파라미터 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 파라미터에 상응하는 스케쥴러 정책을 적용한 결과를 상기 컨트롤러로 전송하는 것을 특징으로 하는,
    스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 파라미터는,
    트랜잭션 ID, 스케쥴러 정책 프로파일 ID, 네트워크 장치 ID 및 스케쥴러 정책 반영 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    스케쥴러를 위한 정책을 제어하는 시스템.
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