KR20170078425A - Method of load balancing in network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패킷을 송수신하는 통신 모듈, 부하 분산 프로그램이 저장된 메모리 및 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 프로그램의 실행에 따라, 통신 모듈을 통하여 복수의 이웃한 링크 각각에 대한 부하 임계값을 수신하여 저장하고, 부하 임계값에 기초하여 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여, 과부하 링크 여부를 판단하고, 패킷을 수신하여, 수신한 패킷에 대응하여 미리 설정된 라우팅 경로에 따라 수신한 패킷을 전송하되, 미리 설정된 라우팅 경로에 과부하 링크로 판단된 링크가 포함되는 경우, 복수의 이웃한 링크에 대하여 페로몬 지수를 산출하고, 산출된 복수의 이웃한 링크에 대한 페로몬 지수 및 복수의 이웃한 링크에 대한 현재 부하량에 기초하여, 미리 설정된 라우팅 경로를 변경하고, 변경된 라우팅 경로에 따라, 패킷을 전송한다. The present invention includes a communication module for transmitting and receiving a packet, a memory for storing a load distribution program, and a processor for executing a program, the processor being capable of executing a load threshold value for each of a plurality of neighboring links through a communication module For each of a plurality of neighboring links based on a load threshold value, determines whether an overload link is established, receives a packet, and transmits the received packet according to a predetermined routing path corresponding to the received packet , Calculates a pheromone index for a plurality of neighboring links when the link determined to be an overload link is included in a preset routing path, calculates a pheromone index for the calculated plurality of neighboring links, Based on the load, a predetermined routing path is changed, and according to the changed routing path, It transmits.
Description
본 발명은 네트워크에서의 부하 분산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a load balancing method in a network.
현재, 인터넷의 확장과 실시간 온라인 비즈니스의 지속적인 증가로 인해, 네트워크의 충돌이 심각하게 증가하고 있다. 따라서, 네트워크 환경에서 네트워크 리소스 등의 부하 분산(load balancing)은 매우 중요한 이슈이다. Now, with the expansion of the Internet and the ever-increasing number of real-time online businesses, network collisions are increasing significantly. Therefore, load balancing such as network resources in a network environment is a very important issue.
네트워크에서, 불균등한 리소스 분배는 네트워크의 리소스 증가 및 교체를 발생시키고, 불균등한 플로우 분배는 보다 향상된 스케줄링 기법 및 전략을 필요로 한다. In a network, unequal resource allocation causes resource increase and replacement of the network, and uneven flow distribution requires more advanced scheduling techniques and strategies.
그러나 종래의 라우팅 컨트롤 알고리즘의 대부분은 최단 경로(shortest path)를 찾는 것이 주요 목적이다. 그러므로 최단 경로가 설정되면 라우터는 항상 고정된 최단 경로를 통해 트래픽을 전송한다. 때문에, 외부로부터 큰 플로우가 유입되면 네트워크 내 충돌을 야기시켜 트래픽의 드랍 현상이 발생할 수 있다. However, most of the conventional routing control algorithms are aimed at finding a shortest path. Therefore, when the shortest path is set, the router always transmits traffic through the fixed shortest path. Therefore, if a large flow is introduced from the outside, collision within the network may occur, and drop of traffic may occur.
따라서, 네트워크에서 모든 제약 조건을 만족시킬 수 있는 최적화된 경로를 찾는 것은 네트워크의 수명 연장 및 성능 유지를 위해 매우 중요하다. Therefore, finding an optimized path that can satisfy all the constraints in the network is very important for extending the life of the network and maintaining the performance.
이와 관련되어, 한국 공개특허공보 제10-2015-0099372호(발명의 명칭: "무선 메쉬 네트워크를 위한 생태계 기반의 라우팅 시스템 및 방법")는 지연 값과 링크 품질 값을 이용하여 확률적으로 라우팅 경로를 설정함으로써, 무선 메쉬 백본망의 처리율 향상이 가능한 무선 메쉬 네트워크를 위한 생태계 기반의 라우팅 시스템 및 방법을 개시하고 있다. In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0099372 (entitled "ecosystem-based routing system and method for wireless mesh network") uses a delay value and a link quality value, Based routing system and method for a wireless mesh network capable of improving the throughput of a wireless mesh backbone network.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 효율적인 네트워크 링크의 부하 분산 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art and provides an efficient method for load balancing a network link.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 네트워크에서의 라우터는 패킷을 송수신하는 통신 모듈, 부하 분산 프로그램이 저장된 메모리 및 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 프로그램의 실행에 따라, 통신 모듈을 통하여 복수의 이웃한 링크 각각에 대한 부하 임계값을 수신하여 저장하고, 부하 임계값에 기초하여 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여, 과부하 링크 여부를 판단하고, 패킷을 수신하여, 수신한 패킷에 대응하여 미리 설정된 라우팅 경로에 따라 수신한 패킷을 전송하되, 미리 설정된 라우팅 경로에 과부하 링크로 판단된 링크가 포함되는 경우, 복수의 이웃한 링크에 대하여 페로몬 지수를 산출하고, 산출된 복수의 이웃한 링크에 대한 페로몬 지수 및 복수의 이웃한 링크에 대한 현재 부하량에 기초하여, 미리 설정된 라우팅 경로를 변경하고, 변경된 라우팅 경로에 따라, 패킷을 전송한다. As a technical means for achieving the above technical object, a router in a network according to the first aspect of the present invention includes a communication module for transmitting and receiving a packet, a memory for storing a load balancing program, and a processor for executing a program, The load threshold value for each of the plurality of neighboring links is received and stored through the communication module according to the execution of the program, the overload link is determined for each of the plurality of neighboring links based on the load threshold value, And transmits the received packet according to a predetermined routing path corresponding to the received packet. When a link determined to be an overload link is included in a predetermined routing path, a pheromone index is calculated for a plurality of neighboring links A pheromone index for a plurality of calculated neighboring links, and a plurality of neighboring links Based on the current load, change the pre-set routing path, and then, transmits a packet according to the changed routing path.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 라우터의 패킷 전송 방법은, 패킷을 수신한 해당 라우터와 연결된 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여 부하 임계값을 수신하고, 부하 임계값에 기초하여, 복수의 이웃한 링크 각각에 대한 과부하 링크 여부를 판단하는 단계; 및 수신된 패킷에 대응하는 라우팅 경로에 과부하 링크로 판단된 링크가 포함될 경우, 기설정된 라우팅 경로를 변경하여 패킷을 전송하는 단계를 포함하되, 라우팅 경로를 변경하여 패킷을 전송하는 단계는 복수의 이웃한 링크에 대하여 페로몬 지수를 산출하고, 산출된 페로몬 지수 및 현재 부하량에 기초하여, 라우팅 경로를 변경하고, 변경된 라우팅 경로에 따라, 패킷을 전송한다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a packet transmission method for a router, comprising: receiving a load threshold value for each of a plurality of neighboring links connected to a corresponding router that has received a packet; Determining whether an overload link is established for each link; And transmitting a packet by changing a predetermined routing path when a link determined as an overload link is included in the routing path corresponding to the received packet, wherein the step of changing the routing path to transmit the packet comprises: Calculates a pheromone index for one link, changes the routing path based on the calculated pheromone index and the current load, and transmits the packet according to the changed routing path.
본 발명은 네트워크에서 과부하 링크가 발생하는 경우, 해당 링크를 우회하여 패킷을 전송함으로써, 효율적으로 부하를 분산시킬 수 있다. When an overload link occurs in a network, the present invention can efficiently distribute the load by bypassing the link and transmitting the packet.
또한, 본 발명은 각각의 링크에 대하여 페로몬 지수를 산출하고, 페로몬 지수가 높은 링크 및 과부화 링크를 우회하여 패킷을 전송함으로써, 차후 발생할 수 있는 링크 과부화를 미리 예방함으로써, 네트워크의 안정성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can improve the stability of the network by calculating the pheromone index for each link and by preventing the link overload that may occur later by transmitting the packet by bypassing the link having the higher pheromone index and the overload link have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에 포함되는 라우터의 구성을 개략적으로 도시하고 있는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 전송 방법을 이용한 부하 분산의 일례를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에서, 라우터의 패킷 전송 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 과부하 링크 판단 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 경로 재설정 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a router included in a network according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates an example of load balancing using a packet transmission method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a packet transmission method of a router in a network according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for determining an overload link of a router according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of reestablishing a path of a router according to an exemplary embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
종래의 개미 군집 행동 양식 기반 네트워크에서는 개미가 둥지에서 먹이까지의 최단 거리를 찾는 행동을 모방한 라우팅 방법을 이용한다. 그러나 종래의 개미 군집 행동 양식 기반 네트워크에서는 이벤트 발생 시 목적지까지 최적의 경로를 찾기 위하여 다량의 패킷을 사용하여 추가적인 트래픽을 발생시키는 문제점이 있다.In a conventional network of ant colony behavior patterns, ants use a routing method that mimics the behavior of finding the shortest distance from the nest to the food. However, there is a problem in that, in the conventional ant colon cluster-based network, additional traffic is generated using a large amount of packets in order to find an optimal path to a destination when an event occurs.
이를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터는 네트워크에서, 이동하며 일부 구역에 페로몬을 집중적으로 남기는 파라오 개미의 행동 양식에 기초하여 라우팅을 수행한다. 즉, 각각의 라우터를 개미의 둥지로 설정하고, 각각의 라우터와 연결된 링크는 둥지 사이를 이동하는 파라오 개미의 이동 경로로 설정하여, 파라오 개미의 행동 양식에 기초한 라우팅을 수행할 수 있다.In order to solve this problem, a router according to an embodiment of the present invention performs routing based on the behavior pattern of a pharaoh ant which moves in a network and intensively leaves pheromone in a certain area. That is, each router is set as a nest of ants, and a link connected to each router is set as a route of movement of a pharaoh ant traveling between the nests, thereby performing routing based on the behavior pattern of the pharaoh ants.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 파라오 개미의 이동 경로가 중복되는 곳에 페로몬이 집중되며, 개미들은 페로몬의 집중도가 높은 경로를 따라 이동하는 습성을 이용하여, 라우터에 연결된 이웃한 링크 각각에 대하여, 페로몬 지수를 산출하고, 페로몬 지수가 높은 링크를 우회하여 패킷을 전송함으로써, 어느 하나의 링크에 집중될 수 있는 부하를 효율적으로 분산시킬 수 있다. Specifically, according to an embodiment of the present invention, pheromone is concentrated at a place where pharaoh ants move along the route, and ants use the habit of moving along a path having high concentration of pheromone, The load that can be concentrated on any one of the links can be efficiently dispersed by calculating the pheromone index and transmitting the packet by bypassing the link having the higher pheromone index.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에서 부하 분산 방법을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a load balancing method in a network according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에 포함되는 라우터의 구성을 개략적으로 도시하고 있는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a router included in a network according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에서, 라우터(100)는 통신모듈(110), 메모리(120), 및 프로세서(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, in a network according to an embodiment of the present invention, a
여기서, 네트워크는 단말 및 서버와 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 3GPP(3rd generation partnership project) 네트워크, LTE(long term evolution) 네트워크, WIMAX(world interoperability for microwave access) 네트워크, 인터넷(internet), LAN(local area network), Wireless LAN(Wireless local area network), WAN(wide area network), PAN(personal area network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(digital multimedia broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.Here, the network means a connection structure in which information can be exchanged between each node such as a terminal and a server. An example of such a network is a 3rd generation partnership project (3GPP) network, a long term evolution (LTE) network, a WIMAX world interoperability for microwave access networks, internet, local area network (LAN), wireless local area network (WLAN), wide area network (WAN), personal area network (PAN), bluetooth network, Broadcast networks, analog broadcast networks, digital multimedia broadcasting (DMB) networks, and the like.
본 발명의 일 실시예에 따른 라우터(100)의 프로세서(130)는 통신모듈(110)을 통해 이웃한 라우터와 패킷을 송수신한다. 이때, 이웃한 라우터는 네트워크의 미리 정해진 토폴로지(topology) 상의 링크를 통하여 패킷을 라우터(100)와 직접 패킷을 송수신하는 연결된 타 라우터를 의미한다. The
또한, 라우터(100)는 미리 정해진 토폴로지 상의 링크를 통하여, 패킷을 노드로 전송할 수 있다. 이때, 노드는 컴퓨팅 장치, 통신 장치 및 센서일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다. 미리 정해진 토폴로지 상의 링크는 무선 또는 유선 링크를 모두 포함할 수 있다. In addition, the
또한, 통신 모듈(110)을 통해, 네트워크 컨트롤러(미도시됨)로부터 해당 라우터와 이웃한 복수의 링크에 대한 부하 임계값을 수신한다. 이때, 상술한 부하 임계값은 각각의 링크의 예상 부하량에 따라 네트워크의 관리자와 같은 사용자에 의해 설정 및 변경 가능하다. 즉, 부하 임계값은 부하가 과중되는 링크 일수록 높은 부하 임계값을 갖도록 설정 될 수 있다. Also, a load threshold value for a plurality of links neighboring the corresponding router is received from a network controller (not shown) through the
메모리(120)에는 부하 분산 프로그램 및 통신모듈(110)을 통해 수신한 부하 임계값이 저장될 수 있다.The
프로세서는(130)는 통신모듈(110)을 통해 수신된 패킷을 미리 설정된 라우팅 경로에 따라, 복수의 이웃한 라우터 중 어느 하나의 라우터로 전송한다. 이때, 프로세서는 메모리(120)에 저장된 부하 분산 프로그램을 실행함에 따라, 라우터에 연결된 이웃 링크 각각에 대한 현재 부하량을 산출하고, 현재 부하량이 기준값을 초과하는 경우, 해당 링크를 과부하 링크로 판정할 수 있다. 이때, 기준값은 0.95일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 기준값은 사용자에 의하여 설정 및 변경 가능하다.The
구체적으로, 프로세서(130)는 해당 라우터와 이웃한 링크에 대하여, 이웃한 링크와의 현재 트래픽량을 부하 임계값으로 나누어 현재 부하량을 산출할 수 있다. 일례로, 패킷을 수신한 라우터 i가 라우터 j로 패킷을 전송할 경우, 라우터 i 및 라우터 j를 연결하는 링크의 현재 부하량(L ij )은 아래 수학식 1과 같다. Specifically, the
수학식 1에서, CL ij 는 라우터 i 및 라우터 j 간의 링크의 현재 트래픽량을 나타내며, THL ij 는 라우터 i 및 라우터 j 간의 링크의 부하 임계값을 나타낸다. 따라서, 수학식 1에 의하여 산출된 현재 부하량 Lij 는 0과 1 사이의 값을 가질 수 있다. 즉, 미리 정해진 기준값이 0.95인 경우, 현재 부하량이 0.95이상일 경우, 해당 링크를 과부하 링크로 판단할 수 있다.In Equation (1), CL ij Represents the current traffic volume of the link between router i and router j , and THL ij Represents the load threshold of the link between router i and router j . Therefore, the current load amount L ij calculated by Equation (1) may have a value between 0 and 1. That is, when the predetermined reference value is 0.95 and the current load amount is 0.95 or more, the link can be determined as an overload link.
따라서, 프로세서(130)는 수신한 패킷의 라우팅 경로가 과부하 링크를 포함하는 경우, 해당 패킷의 라우팅 경로를 재설정하여 해당 패킷을 전송함으로써, 부하를 분산시킬 수 있다.Accordingly, when the routing path of the received packet includes an overload link, the
이때, 프로세서(130)는 해당 라우터와 연결된 이웃한 라우터 중, 전송 가능한 복수의 라우터를 선출하여 집합을 구성하고, 집합에 포함된 전송 가능한 라우터 간의 네트워크 링크 각각에 대하여 페로몬 지수를 산출할 수 있다. 여기서, 페로몬 지수는 네트워크 부하가 증가할 가능성이 높은 확률을 나타낼 수 있다. 이때, 시간 t에서, 라우터 i 및 라우터 j의 네트워크 링크에 대한 페로몬 지수는 아래 수학식 2에 의하여 산출될 수 있다. At this time, the
수학식 2에서 은 초기의 페로몬 지수값, 는 페로몬 감소 계수, 는 t-1에서 산출된 페로몬 지수를 나타낸다. 이때, 페로몬 감수 계수 의 범위는 0보다 크고, 1보다 작거나 같다. In Equation 2, Is the initial pheromone index value, Pheromone reduction coefficient, Represents the pheromone index calculated at t-1. At this time, the pheromone sensitivity coefficient Is greater than 0 and less than or equal to 1.
즉, 프로세서(130)는 수학식 2에 의하여 페로몬 지수를 산출하고, 산출된 페로몬 지수를 실시간으로 업데이트 할 수 있다. That is, the
따라서, 프로세서(130)는 통신 모듈을 통해 수신한 패킷의 라우팅 경로가 과부하 링크를 포함하는 경우, 수학식 1에 의하여 산출된 현재 부하량 및 수학식 2에 의하여 산출된 페로몬 지수에 기초하여, 라우팅 경로를 변경하여 패킷을 전송함으로써, 부하를 분산시킬 수 있다. Accordingly, when the routing path of the packet received through the communication module includes an overload link, the
이때, 프로세서(130)는 파라오 개미의 이동 경로가 중복되는 곳에 페로몬이 집중되며, 개미들이 페로몬의 집중도가 높은 경로를 따라 이동하는 습성을 이용하여, 페로몬 지수가 높은 링크 및 과부화 링크를 우회하여 패킷을 전송할 수 있다. 다시 말해, 라우팅 경로에 중복 포함된 링크일수록, 페로몬 지수가 높게 나타날 수 있으므로, 프로세서(130)는 페로몬 지수가 낮고, 현재 부하량이 낮은 링크를 선택하여 패킷을 전송할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(130)는 아래 수학식 3에 따라 전송 가능한 라우터 간의 링크 각각에 대하여, 선택 확률 값을 산출할 수 있다.At this time, the
수학식 3에서 α, β는 페로몬과 거리가 확률에 미치는 가중치를 의미한는 값으로, 네트워크 관리자에 의해서 정해질 수 있다. 는 패킷 k가 위치한 라우터 i와 직접적으로 연결된 라우터들의 집합을 나타낸다. 또한 는 로서, 라우터 i와 라우터 j 링크 간 거리 d에 반비례한다.In Equation (3), α and β denote the weights of pheromone and distance on the probability, which can be determined by the network administrator. Represents a set of routers directly connected to router i where packet k is located. Also The , Which is inversely proportional to the distance d between the router i and the router j link.
따라서, 프로세서(130)는 전송 가능한 집합에 포함된 이웃 링크 중, 선택 확률 값이 높은 복수의 링크를 선출하여, 선출된 경로들을 통해 패킷을 전송할 수 있다.Accordingly, the
이하 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에서, 라우터의 패킷 전송 방법을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a packet transmission method of a router in a network according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 to FIG.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 전송 방법을 이용한 부하 분산의 일례를 도시하고 있다. 2 illustrates an example of load balancing using a packet transmission method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에서, 라우터는 통신모듈을 통하여 패킷을 수신하고 수신 수신한 패킷을 미리 설정된 라우팅 경로에 따라 전송할 수 있다. In a network according to an exemplary embodiment of the present invention, a router may receive a packet through a communication module and transmit the received and received packet according to a predetermined routing path.
도 2를 예로 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크는 라우터 C(100), 라우터 D(200), 라우터F(300), 및 라우터 E(400)를 포함하고, 노드 A(10)에서 노드 B(20)로 패킷이 전송된다고 가정할 수 있다. 2, a network according to an embodiment of the present invention includes a
따라서, 라우터 C(100)는 노드 A(10)로부터 패킷을 수신할 수 있으며, 수신한 패킷을 이웃한 라우터 D(200), 라우터 F(300), 및 라우터 E(400) 중 어느 하나 이상을 경유하여 노드 B(20)로 전송할 수 있다. 이때, 라우터C(100)가 수신한 패킷의 미리 설정된 라우팅 경로가 A-C-F-B라고 가정할 경우, 라우터 C(100)는 수신된 패킷을 라우터 F(300)로 전송할 수 있다. 그러나, 만약 링크 CF(14)가 과부하 링크인 경우, 라우터 C(100)는 링크CF(14)를 우회하여, 패킷을 노드 B(20)로 전송 가능하다.Accordingly, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에서, 라우터의 패킷 전송 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a packet transmission method of a router in a network according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에서, 라우터의 패킷 전송 방법은, 과부하링크를 판단하는 단계(S100) 및 패킷을 수신하고, 수신된 패킷의 라우팅 경로에 과부하 링크가 포함될 경우, 라우팅 경로를 재설정하여 패킷을 전송하는 단계(S200)를 포함한다.3, in a network according to an exemplary embodiment of the present invention, a packet transmission method of a router includes determining an overload link (S100), receiving a packet, and overloading a routing path of the received packet And if the link is included, resetting the routing path to transmit the packet (S200).
계속해서 도 2를 예로 들어 설명하면, 라우터 C(100)는 이웃한 링크 각각에 대한 현재 부하량을 산출 할 수 있으며, 현재 부하량이 미리 설정된 기준값 0.95 이상인 경우, 해당 링크를 과부하 링크로 판단할 수 있다(S100).2, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 과부하 링크 판단 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method for determining an overload link of a router according to an exemplary embodiment of the present invention.
더욱 상세하게, 도 4 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 과부하 링크를 판단하는 단계(S100)는, 해당 라우터와 연결된 이웃 링크 각각에 대한 부하 임계값을 수신하여 저장하는 단계(S110); 부하 임계값에 기초하여 이웃 링크 각각에 대하여, 현재 부하량을 산출하는 단계(S120); 및 현재 부하량이 기준값 이상인 이웃 링크를 과부하 링크로 판단하는 단계(S130)를 포함한다. More specifically, referring to FIG. 4, step S100 of determining an overload link of a router according to an embodiment of the present invention includes receiving and storing a load threshold value for each of neighboring links connected to the router S110); Calculating, for each of the neighboring links based on the load threshold, a current load amount (S120); And determining a neighboring link whose current load is equal to or greater than a reference value as an overload link (S130).
먼저, 패킷을 수신한 해당 라우터 C(100)는 통신 모듈을 통하여 라우터 C(100)와 연결된 이웃 링크 CD(12), 링크 CF(14) 및 링크 CE(16) 각각에 대한 부하 임계값을 수신하여 저장할 수 있다 (S110).The
이후, 라우터 C(100)는, 링크 CD(12), 링크 CF(14) 및 링크CE(16)의 현재 트래픽량을 링크 각각의 부하 임계값으로 나누어, 링크 CD(12), 링크 CF(14) 및 링크CE(16) 각각의 현재 부하량을 전술한 수학식 1에 의하여 산출할 수 있다. 이때, 라우터 C(100) 는 이웃한 링크 CD(12), 링크 CF(14) 및 링크CE(16) 각각에 대한 현재 부하량을 실시간, 또는 미리 정해진 시간 간격으로 산출하여 업데이트 할 수 있다(S120). Subsequently, the
이후, 라우터 C(100)는 산출된 링크 CD(12), 링크 CF(14) 및 링크CE(16)의 현재 부하량 값이 0.95 이상인 경우, 해당 링크를 과부하링크로 판단할 수 있다. 도 2를 예로 들면, 라우터 C(100)에서 산출한 링크 CD(12)의 현재 부하량이 0.46, 링크 CF(14)의 현재 부하량이 0.98 및 링크 CE(16)의 현재 부하량이0.21이라고 가정할 경우, 라우터C(100)은 기준값 0.95를 초과하는 현재 부하량이 0.98인 링크 CE(14)를 과부하링크로 판단할 수 있다.Thereafter, when the current load value of the calculated link CD 12, link CF 14 and link CE 16 is 0.95 or more, the
이어서, 다시 도 3을 참조하면, 패킷의 라우팅 경로에 과부하 링크가 포함되는 경우, 과부하 링크를 우회하도록 라우팅 경로를 재설정하여 패킷을 노드 B(20)로 전송함으로써, 부하를 분산시킬 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 라우터 C(100)는 파라오 개미의 이동 경로가 중복되는 곳에 페로몬이 집중되며, 개미들이 페로몬의 집중도가 높은 경로를 따라 이동하는 습성을 이용하여, 페로몬 지수가 높은 링크를 함께 고려하여 라우팅 경로를 재설정 할 수 있다(S200).Referring again to FIG. 3, if an overload link is included in the routing path of the packet, the load can be distributed by resetting the routing path to bypass the overload link and sending the packet to the node B20. At this time, according to the embodiment of the present invention, the router C (100) concentrates the pheromone at the overlapping route of the pharaoh ants and uses the habit of moving the ants along the path of high concentration of the pheromone, It is possible to reset the routing path considering the high link (S200).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 경로 재설정 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of reestablishing a path of a router according to an exemplary embodiment of the present invention.
더욱 상세하게, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 경로를 재설정하여 패킷을 전송하는 단계(S200)는, 해당 라우터와 연결된 이웃 링크 각각에 대한 페로몬 지수를 산출하는 단계(S210); 페로몬 지수 및 현재 부하량에 기초하여, 선택 확률값을 산출하는 단계(S220); 및 선택 확률 값이 높은 복수의 링크를 선출하여, 선출된 경로들을 통해 패킷을 전송하는 단계(S230)을 포함한다.More specifically, referring to FIG. 5, a step S200 of transmitting a packet by resetting a routing path according to an embodiment of the present invention includes calculating a pheromone index for each neighbor link connected to the router (S210 ); Calculating a selection probability value based on the pheromone index and the current load amount (S220); And selecting a plurality of links having a high selection probability value, and transmitting the packets through the selected paths (S230).
도 2를 예로 들면, 라우터 C(100)는 라우터C(100)와 연결된 이웃한 라우터 D(200), 라우터 F(300), 및 라우터 E(400) 중, 과부하 링크 F(300)를 제외한, 전송 가능한 복수의 라우터 D(200) 및 라우터 E(400)를 선출할 수 있다. 이후, 라우터 C(100)는 전송 가능한 라우터 D(200) 및 라우터 E(400) 간의 네트워크 링크CD(12) 및 링크 CE(16) 각각에 대하여 페로몬 지수를 산출할 수 있다(S210). 2, for example,
이어서, 페로몬 지수 및 현재 부하량에 기초하여, 선택 확률값을 산출하는 단계(S220)에서, 라우터C(100)는 전술한 수학식 3에 따라 라우터 D(200)에 대한 선택 확률 값 및 라우터 E(400) 에 대한 선택 확률값을 산출한다(S220). Then, in step S220 of calculating the selection probability value based on the pheromone index and the current load amount, the
이후, 선택 확률 값이 높은 복수의 링크를 선출하여, 선출된 경로들을 통해 패킷을 전송할 수 있다(S230).Thereafter, a plurality of links having a high selection probability value may be selected, and the packet may be transmitted through the selected paths (S230).
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크에서 과부하 링크가 발생하는 경우, 해당 링크를 우회하여 패킷을 전송함으로써, 부하를 분산시키는 것이 가능하다. 또한, 각각의 링크에 대하여 페로몬 지수를 산출하고, 페로몬 지수가 높은 링크 및 과부화 링크를 우회하여 패킷을 전송함으로써, 차후 발생할 수 있는 링크 과부화를 미리 예방함으로써, 네트워크의 안정성을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when an overload link occurs in a network, it is possible to distribute the load by bypassing the link and transmitting the packet. Further, by calculating the pheromone index for each link and by forwarding the packet by bypassing the link having the higher pheromone index and the overload link, it is possible to prevent the link overload that may occur in the future, thereby enhancing the stability of the network.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the methods and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of those elements or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 라우터
110: 통신 모듈
120: 메모리
130: 프로세서100: Router
110: communication module
120: Memory
130: Processor
Claims (9)
패킷을 송수신하는 통신 모듈,
부하 분산 프로그램이 저장된 메모리 및
상기 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 따라, 상기 통신 모듈을 통하여 복수의 이웃한 링크 각각에 대한 부하 임계값을 수신하여 저장하고, 상기 부하 임계값에 기초하여 상기 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여, 과부하 링크 여부를 판단하고,
패킷을 수신하여, 상기 패킷에 대응하여 미리 설정된 라우팅 경로에 따라 상기 패킷을 전송하되,
상기 미리 설정된 라우팅 경로에 상기 과부하 링크로 판단된 링크가 포함되는 경우, 상기 복수의 이웃한 링크에 대하여 페로몬 지수를 산출하고, 상기 산출된 복수의 이웃한 링크에 대한 페로몬 지수 및 상기 복수의 이웃한 링크에 대한 현재 부하량에 기초하여, 상기 미리 설정된 라우팅 경로를 변경하고,
상기 변경된 라우팅 경로에 따라, 상기 패킷을 전송하는 것인, 라우터.In a router in a network,
A communication module for transmitting and receiving a packet,
The memory in which the load balancer is stored and
And a processor for executing the program,
Wherein the processor receives and stores a load threshold value for each of a plurality of neighboring links through the communication module in accordance with execution of the program and for each of the plurality of neighboring links based on the load threshold, Judges whether or not the link is established,
And transmitting the packet according to a predetermined routing path corresponding to the packet,
Calculating a pheromone index for the plurality of neighboring links when the link determined as the overload link is included in the preset routing path, calculating a pheromone index for the calculated plurality of neighboring links, Change the predetermined routing path based on the current load on the link,
And transmits the packet according to the changed routing path.
상기 프로세서는 상기 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여, 현재 트래픽 량 및 상기 부하 임계값에 기초하여 상기 현재 부하량을 산출하고,
상기 복수의 이웃한 링크 중 상기 산출된 현재 부하량이 미리 정해진 기준값을 초과하는 링크를 과부하 링크로 판단하는 것인, 라우터.The method according to claim 1,
Wherein the processor calculates, for each of the plurality of neighboring links, the current load amount based on a current traffic amount and the load threshold value,
And determines a link in which the calculated current load amount among the plurality of neighboring links exceeds a predetermined reference value as an overload link.
상기 미리 정해진 기준값은 0.95인, 라우터.3. The method of claim 2,
Wherein the predetermined reference value is 0.95.
상기 프로세서는 상기 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여, 선택 확률을 산출하고, 상기 산출된 선택 확률에 기초하여 상기 미리 설정된 라우팅 경로를 변경하되,
상기 선택 확률은 상기 선택 확률을 산출하는 링크에 대한 페로몬 지수, 상기 선택 확률을 산출하는 링크에 대응하는 라우터 간의 거리 및 상기 선택 확률을 산출하는 링크에 대한 현재 부하량에 기초하여 산출되는 것인, 라우터. 3. The method of claim 2,
Wherein the processor calculates a selection probability for each of the plurality of neighboring links and changes the predetermined routing path based on the calculated selection probability,
Wherein the selection probability is calculated based on a pheromone index for a link calculating the selection probability, a distance between routers corresponding to a link calculating the selection probability, and a current load on a link calculating the selection probability, .
상기 프로세서는 상기 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여, 미리 정해진 시간 간격으로 상기 페로몬 지수 및 상기 현재 부하량을 재산출하여 업데이트하는 것인, 라우터.The method according to claim 1,
Wherein the processor recalculates and updates the pheromone index and the current load amount at predetermined time intervals for each of the plurality of neighboring links.
패킷을 수신한 해당 라우터와 연결된 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여 부하 임계값을 수신하고, 상기 부하 임계값에 기초하여, 상기 복수의 이웃한 링크 각각에 대한 과부하 링크 여부를 판단하는 단계; 및
상기 수신된 패킷에 대응하는 라우팅 경로에 과부하 링크로 판단된 링크가 포함될 경우, 기설정된 라우팅 경로를 변경하여 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함하되,
상기 라우팅 경로를 변경하여 상기 패킷을 전송하는 단계는,
상기 복수의 이웃한 링크에 대하여 페로몬 지수를 산출하고, 상기 산출된 페로몬 지수 및 현재 부하량에 기초하여, 상기 라우팅 경로를 변경하고, 상기 변경된 라우팅 경로에 따라, 상기 패킷을 전송하는 것인,패킷 전송 방법.In a packet transmission method of a router,
Receiving a load threshold value for each of a plurality of neighboring links connected to the router that has received the packet and determining whether an overload link is established for each of the plurality of neighboring links based on the load threshold value; And
And transmitting the packet by changing a predetermined routing path when a link determined as an overload link is included in the routing path corresponding to the received packet,
Wherein the step of changing the routing path and transmitting the packet comprises:
Calculating a pheromone index for the plurality of neighboring links, changing the routing path based on the calculated pheromone index and the current load amount, and transmitting the packet according to the changed routing path. Way.
상기 과부하 링크 여부를 판단하는 단계는,
상기 복수의 이웃한 링크 각각에 대하여, 현재 트래픽량 및 상기 부하 임계값에 기초하여, 상기 현재 부하량을 산출하고,
상기 복수의 이웃한 링크 중 상기 산출된 현재 부하량이 미리 정해진 기준값을 초과하는 링크를 과부하 링크로 판단하는 것인, 패킷 전송 방법. The method according to claim 6,
The step of determining whether the overload link is performed includes:
For each of the plurality of neighboring links, the current load amount based on the current traffic amount and the load threshold value,
Wherein the link determining unit determines that a link whose calculated current load amount among the plurality of neighboring links exceeds a predetermined reference value as an overload link.
상기 미리 정해진 기준값은 0.95인 것인, 패킷 전송 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the predetermined reference value is 0.95.
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