KR20160130593A - Packet Drop Method for Differentiated Services in Wireless/Wired Ship and Indoor Area Networks - Google Patents

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KR20160130593A
KR20160130593A KR1020150062542A KR20150062542A KR20160130593A KR 20160130593 A KR20160130593 A KR 20160130593A KR 1020150062542 A KR1020150062542 A KR 1020150062542A KR 20150062542 A KR20150062542 A KR 20150062542A KR 20160130593 A KR20160130593 A KR 20160130593A
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KR1020150062542A
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이성로
김진우
이승범
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목포대학교산학협력단
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Abstract

Provided is a packet discarding method for supporting a differentiated service in a ship and an indoor wired/wireless network. The method comprises the following steps of: separating flows, which belong to one service class, into a plurality of flow groups; and applying a different packet discharging probability (P_drop_max) to each separated flow group.

Description

선박 및 실내 유무선망에서 차등화 서비스 지원을 위한 패킷 폐기 방법{Packet Drop Method for Differentiated Services in Wireless/Wired Ship and Indoor Area Networks}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a Packet Drop Method for differentiated services in a ship and an indoor wired /

본 발명은 선박 및 실내 유무선망에서 차등화 서비스 지원을 위한 패킷 폐기 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a packet discarding technique for supporting a differentiated service in a ship and an indoor wired / wireless network.

선박의 표준네트워크는 IEC(International Electronics Committee)에서 IEC 61162-1, 2, 3, 4로 규정하고 있다.The ship's standard network is defined by IEC (International Electronics Committee) as IEC 61162-1, 2, 3, and 4.

IEC 61162-1은 NMEA 0183으로서 1980년대부터 주로 선박의 항해장비가 공통적으로 장착한 4,800bps의 single talker, single listener 시리얼데이터 통신이다.IEC 61162-1 is NMEA 0183, which is a single talker, single listener serial data communication of 4,800 bps, which was mainly installed in ships' navigation equipment since the 1980s.

IEC 61162-2는 NMEA 0183 High Speed 버전으로 38.4 kbps의 single talker, multi listener, 전기적신호는 RS422인 직렬통신이다. IEC 61162-2 is a high speed version of NMEA 0183, a 384 kbps single talker, a multi listener, and an electrical signal RS422.

NMEA 2000은 multi-talk, multi-listen, multi master, PnP이며 물리계층은 CAN 2.0B를 사용하고 IEC 61162-3으로 표준화되어 선박에서는 200m, 250 kbps를 사용한다. NMEA 2000은 SAE J 1939의 single packet와 multi packet외에 fast packet 프로토콜을 추가하여 선박에서 실시간으로 제어하여야 하는 instrument level network에 맞도록 수정하였다. NMEA 2000 is multi-talk, multi-listen, multi-master, PnP, the physical layer uses CAN 2.0B and standardized to IEC 61162-3. In addition to single packet and multi-packet of SAE J 1939, NMEA 2000 added a fast packet protocol to modify the instrument level network to be controlled in real time on the ship.

또한 IEC 61162-4는 ethernet base의 MiTS(Maritime Information Technology Standards) 프로토콜로서 노르웨이에서 시작한 것으로 shipboard control network의 표준으로 사용하고 있다. In addition, IEC 61162-4 is an ethernet-based Maritime Information Technology Standards (MiTS) protocol initiated in Norway and is used as a standard for the shipboard control network.

Internet Engineering Task Force (IETF)는 사용자들이 요구하는 QoS를 보장하기 위한 차세대 네트워크 구조로써 Integrated Service(IntServ)와 Differentiated Service (DiffServ)를 제시하였다.The Internet Engineering Task Force (IETF) proposed Integrated Service (IntServ) and Differentiated Service (DiffServ) as the next generation network structure to guarantee QoS required by users.

IntServ는 사용자 개별 플로에 대한 end-to-end QoS를 보장하지만 플로가 경유하는 모든 라우터들이 각 플로우에 대한 상태정보를 유지해야 하고, 접속제어 (Admission Control)에 대한 방법으로 Resource ReSerVation Protocol (RSVP)을 사용하기 때문에 확장성(Scalability)에 문제가 있다. 또한 IntServ는 기존 인터넷의 하부구조를 수정해야 하는 문제도 있다. IntServ guarantees end-to-end QoS for individual flows but all routers passing through the flow must maintain state information for each flow and Resource ReSerVation Protocol (RSVP) as a method for admission control. There is a problem in scalability. IntServ also needs to modify the existing infrastructure of the Internet.

DiffServ 방식은 각 사용자 플로별 관리가 아닌 집합단위의 클래스별 관리를 사용하고, DiffServ Code Point (DSCP)를 이용하여 IP 패킷에 대한 Per Hop Behavior (PHB)를 규정한다. The DiffServ scheme uses per-class management for each set of classes rather than management for each user flow, and defines Per Hop Behavior (PHB) for IP packets using DiffServ Code Point (DSCP).

같은 DSCP 코드를 가진 모든 패킷들은 동일한 방식으로 처리된다. 이러한 방법은 다수의 사용자 플로들을 소수의 클래스로 분류하여 처리하는 집합 방식의 메커니즘이며 대규모의 플로들을 전달하는 내부 네트워크에 적합한 확장성을 갖고 있다. All packets with the same DSCP code are processed in the same way. This method is an aggregation mechanism that classifies and processes a large number of user flows into a small number of classes and has scalability suitable for an internal network that delivers a large number of flows.

사용자 플로들은 DiffServ 도메인 입구 라우터에서 계약된 Traffic Profile 준수 여부에 따라 In-Profile (In)과 Out-of-Profile (Out) 패킷으로 표기되어 네트워크 혼잡 시 각 라우터에서 RED In and Out (RIO) 버퍼 방식에 따라 Out 패킷을 우선적으로 폐기하여 In 패킷을 보호한다. 선내 유무선 네트워크에서는 선내의 각종 센서와 제어기를 자율적으로 구성관리하고 원격제어를 제공하는 기능을 수행한다. User flows are shown as In-Profile (In) and Out-of-Profile (Out) packets according to the contracted Traffic Profile compliance at the entrance router of the DiffServ domain, and RED In and Out (RIO) And protects the In packet by discarding the Out packet preferentially. In the wired and wireless network onboard, it functions to autonomously manage various sensors and controllers on board and to provide remote control.

이러한 선박 내 유무선 통신망에서 차등화 서비스가 지원된다면, 우선순위가 높은 실시간 플로우는 최소 전송률을 보장 받고 빠르게 전송되어, 지능적인 선박 통신망을 구현할 수 있다.
If differentiated services are supported in such wired / wireless communication networks, high-priority real-time flows can be guaranteed to be transmitted at a minimum rate, and thus, an intelligent ship communication network can be realized.

따라서, 본 발명의 목적은 선박 내 유무선 네트워크에서 차등화 서비스를 지원하기 위해, 기존 RIO(RED In and Out) 방식보다 우수한 패킷 폐기 기술을 제공하는 선박 및 실내 유무선망에서 차등화 서비스 지원을 위한 패킷 폐기 방법을 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a packet disposal method for supporting a differentiated service in a ship and an indoor wired / wireless network that provides packet discarding technology superior to existing RIO (RED In and Out) .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 선박 및 실내 유무선망에서 차등화 서비스 지원을 위한 패킷 폐기 방법은, 하나의 서비스 클래스에 속해 있는 플로우들을 다수의 플로우 그룹으로 분할하는 단계 및 분할된 각 플로우 그룹별로 서로 다른 패킷 폐기 확률(P_drop_max)을 적용하는 단계를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of discarding packets for supporting differentiation services in a ship and an indoor wired / wireless network, the method comprising: dividing flows belonging to one service class into a plurality of flow groups; And applying different packet discard probability (P_drop_max) for each flow group.

본 발명에 따르면, 지능적인 선박 통신망을 구현하기 위해, 선박 내 유무선 통신망에서 차등화서비스를 지원함으로써, 개별 플로우별로 관리하지 않고 FEC 기준에 따라 몇 개의 플로우 그룹으로 나누고, 홉 수에 따라 동일 클래스 내 플로우 간 수율 공평성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, in order to realize an intelligent ship communication network, a differential service is supported in a wired / wireless communication network in a ship so that it is divided into several flow groups according to the FEC standard without being managed for each flow, Thereby improving the yield rate of the liver.

또한 DiffServ 통신 기술관 관련해, Layer 3의 네트워크 계층뿐 아니라, Layer 2의 링크 계층에도 적용할 수 있다. In addition, it can be applied not only to Layer 3 network layer but also to Layer 2 link layer with respect to DiffServ communication technology.

또한 그룹 단위의 CoS (Class of Service)만을 제공하는 DiffServ에서 플로우 단위 QoS 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to improve flow quality QoS performance in DiffServ that provides only CoS (Class of Service) of group unit.

또한, 시뮬레이션 환경과 같이, 중소 단위의 플로우들이 유입되는 선박 내 유무선 망에서 효과적으로 적용될 수 있다.
In addition, it can be effectively applied to a wired / wireless network in a ship in which a flow of small and medium units flows like a simulation environment.

도 1은 기존의 선내 유무선네트워크(MiTS), NMEA 네트워크 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 병목 구간의 수에 따른 수율 측정 결과(**160%로 over-provisioning 되어 있는 네트워크에서의 수율 측정결과)를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 P_drop_max을 계산하는 알고리즘이다.
도 4는 drop_index와 P_drop_max의 관계를 나타내는 그래프이다.
FIG. 1 is a diagram showing an existing in-ship wired / wireless network (MiTS) and NMEA network configuration.
FIG. 2 is a graph showing a yield measurement result according to the number of bottleneck sections (** yield measurement result in a network over-provisioned at 160%).
3 is an algorithm for calculating P_drop_max according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the relationship between drop_index and P_drop_max.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, advantages and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent from the following detailed description of embodiments thereof taken in conjunction with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the exemplary embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. And effects of the present invention, the scope of the present invention is defined by the description of the claims.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprises "and / or" comprising ", as used herein, unless the recited component, step, operation, and / Or added.

본 발명에 따른 패킷 폐기기술은 개별 플로우 별로 관리하지 않고 특정한 기준에 따라 몇 개의 플로우 그룹으로 나누어, 그룹별 관리를 통해서 동일 클래스 내 플로우 간 공평성을 제공한다.The packet discarding technique according to the present invention is not managed for each flow, but is divided into several flow groups according to specific criteria, and provides fairness between flows in the same class through group management.

본 발명은 RIO 방식보다 링크 이용률은 조금 감소하나, 다중 병목 구간을 경유하는 플로우들이 RIO 방식보다 더 많은 전송률을 보장 받을 수 있다.The present invention reduces the link utilization rate slightly more than the RIO scheme, but the flows passing through the multiple bottleneck intervals can be guaranteed to have a higher data rate than the RIO scheme.

또한 본 발명에 따른 DiffServ 통신 기술은 Layer 3의 네트워크 계층뿐 아니라, Layer 2의 링크 계층에도 적용할 수 있다.Also, the DiffServ communication technology according to the present invention can be applied not only to the layer 3 network layer but also to the layer 2 link layer.

이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 대해 상세 기술한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 기존의 선내 유무선네트워크(MiTS), NMEA 네트워크 구성을 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing an existing in-ship wired / wireless network (MiTS) and NMEA network configuration.

도 1을 참조하면, 기존의 선내 유무선네트워크와 NMEA 네트워크의 구성은 선내 제어 네트워크(이더넷기반의 MiTS)에 게이트웨이가 연결되어있고, 그 하부에는 각 장치들이 연결되어 있는 NMEA 장치네트워크(instrument network)로 구성된다.1, the existing wired and wireless wired and wireless network and the NMEA network are composed of an NMEA device network in which a gateway is connected to an in-line control network (Ethernet-based MiTS) and each device is connected to the in- .

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각 게이트웨이로 유입되는 다양한 선내 통신 트래픽에게 차등화된 QoS를 제공하여 지능적인 선내 통신망을 지원하고자 한다. 즉, 도 1의 게이트웨이에서 RIO와 본 발명의 일 실시 예에 따른 패킷 폐기 기술을 적용하여, 플로우 그룹단위로 차등화된 데이터 전송률을 보장하고자 한다. According to an embodiment of the present invention, intelligent intra-ship communication network is provided by providing differentiated QoS to various intra-line communication traffic flowing into each gateway. That is, in the gateway of FIG. 1, the RIO and the packet discarding technique according to an embodiment of the present invention are applied to guarantee a data rate differentiated in units of a flow group.

하나의 도메인 내에서도 각 플로우(flow)들의 경로는 매우 다양하기 때문에 각 플로우들 간의 RTT(Round Trip Time)과 목적지까지 도착하는 동안 겪는 병목구간의 수가 다르게 된다. Even within one domain, the paths of each flow are so diverse that the RTT (Round Trip Time) between each flow and the bottleneck interval experienced during arrival to the destination are different.

도 2의 시뮬레이션 결과에서도 알 수 있듯이 RTT가 길고 홉(hop) 수가 많은 플로우의 경우 그렇지 않은 플로우와 비교할 때 수율이 상대적으로 떨어지게 됨을 알 수 있다. 이중에서 병목을 겪고 있는 홉의 수가 많은 경우에 그 영향이 더욱 확실하다. As can be seen from the simulation result of FIG. 2, it can be seen that in the case of a flow having a long RTT and a large number of hops, the yield is relatively decreased as compared with the flow which is not. The effect is more certain when there are many hops in the bottleneck.

본 발명의 일 실시 예에 적용되는 네트워크는 대역폭 할당(bandwidth provisioning)이 적절하게 이루어진 것으로 가정한다.It is assumed that the network applied to an embodiment of the present invention is appropriately bandwidth provisioning.

기존의 DiffServ 네트워크에서도 충분한 대역폭을 준비하였다면 모든 플로우들이 계약한 목표 전송률(target rate)을 만족시킬 수 있다. 하지만 대역폭이 충분할 경우 지나가는 병목구간의 수가 적은 플로우는 잉여 대역폭의 대부분을 차지하며, 병목구간의 수가 많은 플로우는 간신히 목표 전송률를 맞출 정도로만 잉여 대역폭을 차지하게 된다는 문제점이 발생한다. In the existing DiffServ network, if all the flows have sufficient bandwidth, they can satisfy the contracted target rate. However, if the bandwidth is sufficient, a flow having a small number of bottleneck segments occupies most of the surplus bandwidth, and a flow having a large number of bottleneck segments will only occupy a surplus bandwidth so as to match the target data rate.

도 2에서 알 수 있듯이, Packet Dropper가 없을 경우에는 모든 플로우가 목표 전송률를 만족시키기 위해서는 60%의 잉여 대역폭이 필요하다. 하지만 이 경우에 하나의 병목구간을 통과하는 플로우의 경우에는 목표 전송률의 2.3배의 수율을 가지고 있음을 확인할 수 있다. As can be seen from FIG. 2, in the absence of a packet dropper, a 60% surplus bandwidth is required for all flows to satisfy the target transmission rate. However, in this case, it can be seen that the flow passing through one bottleneck section has a yield of 2.3 times the target transmission rate.

이런 문제점 때문에 동일한 서비스 클래스에 계약을 했더라도 목적지까지 도착하는 동안 겪는 상황에 따라서 실제 플로우가 받게 되는 QoS에는 차이가 발생한다. 이 문제는 DiffServ의 기본 취지인 CoS(Class of QoS) 만을 제공한다는 측면에서 발생하는 문제점이다.Because of this problem, even if a contract is made for the same service class, there is a difference in the QoS that the actual flow will receive depending on the situation experienced during arrival to the destination. This problem is caused by providing only Class of QoS (CoS), which is a basic purpose of DiffServ.

본 발명에서 제안하는 Intelligent Drop Algorithm은 플로우별 관리는 하지 않고, 플로우 그룹 단위의 제어를 실시한다. 하나의 서비스 클래스에 속해 있는 플로우들을 특정한 기준에 따라 몇 개의 플로우 그룹(혹은 다수의 플로우 그룹)으로 나누고(분할하고), 그룹간의 불공평성을 감소시켜서 플로우간의 수율 공평성을 제공하고자 한다. The Intelligent Drop Algorithm proposed in the present invention performs control on a flow group-by-flow basis without performing flow-by-flow management. We want to divide (divide) the flows belonging to one service class into several flow groups (or a plurality of flow groups) according to a certain criterion, thereby reducing inequity among the groups so as to provide yield fairness between flows.

본 발명에서 플로우 그룹을 나누는 기준으로 각 종단 단말(Leaf Terminal)에서 발생하는 트래픽 특성에 따라 우선순위를 부여하고, 이에 따라 Label을 붙여, Multi-Protocol Label Switching (MPLS)과 같이, 네트워크 계층 또는 링크 계층에서의 스위칭을 실시하는 것이다. 이러한 방식은 플로우의 수에 영향을 받지 않기 때문에 확장성 문제는 없다고 할 수 있다.According to the present invention, priorities are assigned according to the traffic characteristics occurring in each Least Terminal as a criterion for dividing a flow group, and a label is attached thereto, and a network layer or a link, such as Multi-Protocol Label Switching (MPLS) And performs switching in the layer. This approach is not affected by the number of flows, so there is no scalability problem.

Intelligent Drop Algorithm의 핵심은 이렇게 나뉜 플로우 그룹별로 패킷 폐기 확률을 다르게 한다는 점이다. 즉, 각 종단 단말에서 생성된 Label에 따라 플로우 그룹을 분류하고, 그룹 단위로 서로 다른 P_drop_leaf (leaf early drop probability)을 적용하여 네트워크 도메인으로 유입되는 플로우 간의 불공평을 해결하려 한다. The key point of the Intelligent Drop Algorithm is that packet dropping probability is different for each of these flow groups. That is, we classify flow groups according to the labels generated at each end terminal and apply different P_drop_leaf (leaf early drop probability) to each group to solve the unfairness among the flows flowing into the network domain.

각 종단 단말에서는 전송하는 트래픽의 우선 순위에 따라 Label을 배정하고, 계약하는 목표 전송률의 양 만큼 In(In-profile) 패킷으로 표기하고, 초과된 패킷들을 Out(Out-of-profile) 패킷으로 표기한다. Each end terminal allocates a label according to the priority of the traffic to be transmitted, marks it as an In-profile packet by the amount of the target transmission rate to be contracted, and marks the exceeded packet as Out (Out-of-profile) do.

또한, 계약된 전송률 보다 매우 높은 데이터 전송률을 갖지 못하도록, 미리 패킷 폐기를 실행한다. 무작정 목표 전송률만을 기준에 두고, 이를 초과하는 플로우 그룹의 패킷들을 폐기 시킨다면 네트워크자원을 충분히 사용하지 못하게 될 수 있지만, 본 발명에서는 남은 대역폭을 공평하게 나누어 가지기만 한다면 패킷 폐기가 거의 발생하지 않도록 하고 있다. 따라서 링크 이용률 측면에서도 큰 문제가 생기지 않게 된다.In addition, packet discarding is performed in advance so as not to have a data transmission rate which is much higher than the contracted transmission rate. If only the unintended target transmission rate is used as a criterion and the packets of the flow group exceeding the target transmission rate are discarded, the network resources may not be used sufficiently. However, in the present invention, packet disposal is scarcely generated if the remaining bandwidth is equally divided . Therefore, there is no big problem in terms of the link utilization rate.

게이트웨이에서는 Label 종류에 따라 구분된 입력 인터페이스별로 서로 다른 P_drop_max(max drop probability)를 적용하여, 게이트웨이를 통과하고 있는 플로우들 간의 불공평을 해결한다. The gateway applies a different P_drop_max (max drop probability) for each input interface classified according to the type of the label, thereby resolving the unfairness among the flows passing through the gateway.

게이트웨이에 적용하는 기존의 RIO 버퍼에서는 아래의 수학식 (1)에 따라 패킷 폐기을 수행하나, 본 발명에서는 입력 인터페이스별로 다른 P_max_drop을 사용하여서 각 인터페이스별로 공평하게 남는 대역폭을 사용하도록 하여 플로우 간의 공평성을 지원하려는 것이다. In the conventional RIO buffer applied to the gateway, packet discarding is performed according to Equation (1) below. In the present invention, however, P_max_drop is used for each input interface so that the fair bandwidth of each interface is used, I want to.

P_drop_leaf와 P_max_drop를 계산하는 방식은 같으며, 적용하는 방식에 차이가 있을 뿐이며, P_drop_max을 계산하는 알고리즘의 pseudo code는 도 3과 같다.The calculation method of P_drop_leaf and P_max_drop are the same, and there is only a difference in the method of application, and the pseudo code of the algorithm for calculating P_drop_max is shown in FIG.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 3에서 group_n. share_index는 group_n의 플로우들이 전송하는 패킷들 중에 하나의 In packet당 Out packet의 개수를 뜻한다. 3, group_n. share_index is the number of Out packets per In packet among the packets transmitted by group_n flows.

위의 수학식 1은 이 후 패킷 폐기 확률을 구하기 위한 가장 기본이 되는 식이다. share_index는 비율의 형태를 취하고 있기 때문에 여러 장점들을 갖는다. 즉, 1Mbps 트래픽 만큼 계약된 플로우과 2Mbps 만큼 계약된 트래픽 간에 잉여 대역폭을 나누어 가지는 양에는 분명 차이가 있어야 한다. 물론, 대역폭 점유 비율이 2배 정도가 되어야 한다. 이런 점을 고려해서 만들어진 인덱스 값으로 1Mbps 트래픽의 플로우가 0.5Mbps의 잉여 대역폭을 점유했다면, 2Mbps 트래픽의 플로우가 1Mbps의 잉여 대역폭을 점유하여야 같은 share_index값을 가지게 된다.The above equation (1) is the most basic equation for obtaining the packet discard probability. share_index has several advantages because it takes the form of a ratio. In other words, there must be a clear difference in the amount of excess bandwidth between the contracted flow for 1Mbps traffic and the contracted traffic for 2Mbps. Of course, the bandwidth occupancy ratio should be about twice. If the flow of 1Mbps traffic occupies a surplus bandwidth of 0.5Mbps, the flow of 2Mbps traffic occupies a surplus bandwidth of 1Mbps to have the same share_index value.

group_n. share_ratio는 group_n이 전체 잉여 대역폭 중에 현재 점유하고 있는 양을 간접적으로 나타내는 값이다. group_n. share_ratio is a value indirectly representing the amount of current occupied by the group_n in total surplus bandwidth.

그룹이 전체 10개(N=10)가 있고 10개의 그룹이 모두 같은 양을 점유하고 있다면, 모든 그룹의 share_ratio는 0.1이 될 것이다. 또한 많이 점유하고 있다면 0.1보다 큰 값이 되고 반대의 경우에는 0.1보다 작은 값이 될 것이다. 그렇다면 drop_index의 값은 수식에 따라 많이 점유한 경우에는 1보다 크게 되고, 반대의 경우에는 1보다 작은 값을 갖게 될 것이다. 이 값은 아래의 수식에 따라 P_drop을 결정하는 함수의 입력 값이 된다.If there are 10 groups in total (N = 10) and 10 groups all occupy the same amount, the share_ratio of all groups will be 0.1. Also, if it occupies a large amount, it will be larger than 0.1, and in the opposite case, it will be smaller than 0.1. If so, the value of drop_index will be greater than 1 if occupied by a large number of expressions, and less than 1 if it is otherwise. This value becomes the input value of the function that determines P_drop according to the following formula.

도 4의 특성으로는 drop_index가 1.0보다 클 때와 작을 때의 P_drop_max 값의 차이가 크다는 점이다. 4, the difference between the values of drop_index greater than 1.0 and smaller values of P_drop_max is large.

drop_index가 1인 경우는 위의 설명에서와 같이 공평하게 잉여 대역폭을 나누어 가지고 있는 그룹에 해당되며, 이 경우에는 P_balance가 패킷 폐기 확률이 된다. If drop_index is 1, it corresponds to a group that has fairly distributed the remainder bandwidth as described above. In this case, P_balance is packet discard probability.

하지만 drop_index가 1보다 큰 경우, 즉 잉여 대역폭을 많이 점유하고 있는 경우에는 급격히 지수적으로 패킷 폐기 확률이 증가하게 되는 것이다. However, if drop_index is larger than 1, that is, occupies a large amount of surplus bandwidth, the probability of packet dropping exponentially increases exponentially.

반대의 경우에는 지수적으로 급격히 패킷 폐기 확률이 감소하게 된다. 따라서 그룹별로 이런 규칙에 따라 잉여 대역폭을 많이 점유하게 되면, 높은 패킷 폐기 가능성을 가지게 되므로 수율이 떨어지게 되며 이만큼을 다른 플로우들이 가져갈 수 있게 되는 것이다.In the opposite case, the packet drop probability decreases exponentially. Therefore, if a large amount of surplus bandwidth is occupied according to such rules for each group, the probability of packet discarding is high, and the yield is lowered, and other flows can be taken by the other flows.

종단 단말(Leaf Terminal)에서는 내부 게이트웨이에서 혼잡에 의한 패킷 폐기가 일어나기 전에, 미리 불공평한 부분을 제거하는 역할을 하기 때문에 In packet에 대한 패킷 폐기는 실시하지 않는다. In Leaf Terminal, packets are not discarded for In packet because it plays a role to remove unfair part in advance before packet discard by congestion occurs in internal gateway.

하지만 위의 P_drop_max를 기반으로 Out packet에 대한 패킷 폐기을 실시하게 된다. 그렇지만 앞에서 설명한 것과 같이, 혼잡이 일어나기 전에 패킷을 폐기하는 것이기 때문에, 너무 큰 패킷 폐기확률이 적용되면 전체 수율이 떨어지기 때문에 적절한 상한 값을 찾는 과정이 필요하다. 그래서 P_drop_max에 0.1을 곱한 값을 사용하였으며 이는 조정될 수 있는 계수 값이다.However, based on the above P_drop_max, the packet disposal for Out packet is performed. However, as described above, since the packet is discarded before congestion occurs, if the probability of discarding a packet is too large, the overall yield is lowered. Therefore, it is necessary to find an appropriate upper limit value. Therefore, P_drop_max is multiplied by 0.1, which is the coefficient that can be adjusted.

본 발명은 MPLS과 같이 여러 고정 경로를 제공하는 2.5 계층 프로토콜이 3 계층 프로토콜을 지원해 주는 경우에 적용된다. The present invention is applied to a case where a 2.5-layer protocol supporting several fixed paths such as MPLS supports a 3-layer protocol.

Label을 규정하는 데, 가장 많이 사용되는 방식이 <Ingress terminal, Egress terminal> 쌍이 같은 플로우들을 하나의 FEC (Forwarding Equivalence Class)로 정의하여, 목적지 주소에 할당된 Label을 할당하는 것이다. In order to define the label, the most commonly used method is to define the same flow as the <Ingress terminal, Egress terminal> pair as a FEC (Forwarding Equivalence Class) and assign the Label assigned to the destination address.

이러한 환경에서 본 발명이 적용되면 FEC 단위로 그룹들이 점유하고 있는 잉여 대역폭을 골고루 나누어 쓰도록 하는 방향으로 트래픽을 제어를 하게 된다. 이는 플로우 단위로 제어하는 경우와 비교할 때 복잡도가 크게 감소한다. 게이트웨이에서는 본 발명이 혼잡 제어의 성격을 가지게 된다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 혼잡 제어 기술로는 RIO 방식이 있다. 본 발명에서도 RIO의 기술을 일부 적용해서 사용한다. When the present invention is applied in such an environment, the traffic is controlled in a direction to divide the surplus bandwidth occupied by the groups in units of FECs uniformly. This greatly reduces the complexity when compared with the case of controlling by flow unit. In the gateway, the present invention has a characteristic of congestion control. Currently, the congestion control technology that is most widely used is RIO. In the present invention, a part of RIO technology is applied.

게이트웨이에서는 혼잡 상황이 더 심각해지지 않게 하면서, 되도록 적은 패킷 폐기가 발생하도록 하는 것이 주된 목적이므로, RIO 큐의 상황을 고려하여서 패킷 폐기 확률을 조절할 필요가 있다. 따라서 수학식 (1)의 RIO에서 사용한 P_drop 수식을 이용한다. 기존 RIO 기술과 다른 점은, P_max_drop의 값이 입력 인터페이스에 따라 달라진다는 것이다.Since it is the main purpose of the gateway to minimize the congestion situation while minimizing packet discard, it is necessary to adjust the packet discard probability in consideration of the situation of the RIO queue. Therefore, we use the P_drop equation used in RIO in Equation (1). Unlike the existing RIO technology, the value of P_max_drop depends on the input interface.

이상에서와 같이 본 발명은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, .

Claims (2)

하나의 서비스 클래스에 속해 있는 플로우들을 다수의 플로우 그룹으로 분할하는 단계; 및
분할된 각 플로우 그룹별로 서로 다른 패킷 폐기 확률(P_drop_max)을 적용하는 단계;
를 포함하는 선박 및 실내 유무선망에서 차등화 서비스 지원을 위한 패킷 폐기 방법.
Dividing flows belonging to one service class into a plurality of flow groups; And
Applying different packet discard probability (P_drop_max) for each divided flow group;
A method for discarding packets for supporting differentiated services in a ship and an indoor wired / wireless network.
제1항에 있어서, 상기 다수의 플로우 그룹으로 분할하는 단계는,
종단 단말(Leaf Terminal)에서 발생하는 트래픽 특성에 따라 우선순위를 부여하는 단계;
상기 우선 순위에 따라 라벨(Label)을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 라벨에 따라 플로우들을 다수의 플로우 그룹으로 분할하는 단계
를 포함함을 특징으로 하는 선박 및 실내 유무선망에서 차등화 서비스 지원을 위한 패킷 폐기 방법.
2. The method of claim 1, wherein dividing into the plurality of flow groups comprises:
Assigning priorities according to traffic characteristics occurring in Leaf Terminals;
Generating a label according to the priority; And
Dividing the flows into a plurality of flow groups according to the generated label
The method of claim 1, wherein the packet discarding method is for supporting differentiated services in a ship and an indoor wired / wireless network.
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