KR20180045705A - 무선랜 시스템의 네트워크 장치에서의 스케줄링을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템의 네트워크 장치에서의 스케줄링을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20180045705A
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Abstract

본 실시예는 무선랜 시스템의 네트워크 장치에서 단말기별로 별도의 스케줄링을 수행하고, 이를 통해, 단말기 간 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하게끔 조절함으로써 무선랜 네트워크의 전체 성능이 향상될 수 있도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

무선랜 시스템의 네트워크 장치에서의 스케줄링을 위한 방법 및 장치{Apparatus and Method for Packet Data Scheduling in Network Device of WLAN Systems}
본 실시예는 무선랜 시스템의 네트워크 장치에서의 스케줄링을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 무선랜 시스템의 네트워크 장치에서 단말기별 스케줄링을 통해 무선랜 네트워크의 성능이 향상될 수 있도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
무선랜 칩셋을 탑재한 단말의 증가로, 무선랜 시장은 빠르게 성장하고 있다. 그리고 이와 같은 무선랜 시장에서, 무선랜의 성능을 향상시키기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
일반적으로 무선랜 네트워크는 무선접속장치(AP: Access Point)에 다수의 단말이 접속(Association)하여 통신하는 구조를 갖는다. 이와 같은 무선랜 네트워크의 통신 구조는 도 1을 통해 확인할 수 있다. 즉, 무선랜 네트워크에서 AP와 단말 사이에는 각각의 무선 채널이 존재하며, AP에서는 각 단말과 통신할 시 해당 무선 채널의 상태를 고려하여 전송률(Transmission Rate)을 조절하게 된다. 그러나, AP에서 모든 단말에 대하여 균등한 서비스 이용 기회를 제공한다면 같은 데이터 양을 전송할 때 전송률이 낮은 단말이 전송률이 높은 단말보다 더 많은 시간을 소모하게 된다. 더욱이, 무선랜 환경에서는 주어진 시간에 하나의 단말만이 AP와 통신이 가능하기 때문에, 전송률이 낮은 단말이 장시간 네트워크를 점유한다면, 전체 네트워크 전송률이 낮아지게 된다.
또한, 무선랜 네트워크에서 단말은 모두 동일한 무선 접속 순위를 가지기 때문에 단말 간 경쟁을 통해 무선 채널을 차지하게 된다(CSMA/CA 방식). 이때, AP에는 AP에 접속하는 단말 수가 증가함에 따라 패킷이 쌓이게 되고, 만약 패킷이 AP의 버퍼(Buffer)를 넘어서게 된다면(Overflow), 통신이 실패한 것으로 간주되어 전송률이 떨어지게 된다.
따라서, 무선랜 시스템의 AP에서 단말기별로 무선 채널 사용 시간을 균등하게 조절함으로써 무선랜 네트워크의 성능이 향상될 수 있도록 하는 기술을 필요로 한다.
본 실시예는 무선랜 시스템의 네트워크 장치에서 단말기별로 별도의 스케줄링을 수행하고, 이를 통해, 단말기 간 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하게끔 조절함으로써 무선랜 네트워크의 전체 성능이 향상될 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예는, 네트워크 장치에서 스케줄러를 이용한 스케줄링 방법에 있어서, 무선랜 네트워크를 통해 송신될 패킷 데이터를 수집하는 과정; 상기 패킷 데이터를 단말기별로 분류하여 단말기별 패킷 데이터를 생성하는 과정; 상기 단말기별 채널 품질정보, 상기 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 및 상기 네트워크 장치의 내부 버퍼 사이즈 중 일부 또는 전부를 고려하여 상기 단말기별 전송 스케줄을 결정하는 과정; 및 상기 단말기별 패킷 데이터를 상기 전송 스케줄에 따른 순서대로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법을 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 네트워크 장치에서 스케줄링을 위한 스케줄러 장치에 있어서, 무선랜 네트워크를 통해 송신될 패킷 데이터를 수집하는 수집부; 상기 패킷 데이터를 단말기별로 분류하여 단말기별 패킷 데이터를 생성하는 패킷 분류부; 상기 단말기별 채널 품질정보, 상기 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 및 상기 네트워크 장치의 버퍼 사이즈 중 일부 또는 전부를 고려하여 상기 단말기별 전송 스케줄을 결정하는 스케줄링 수행부; 및 상기 단말기별 패킷 데이터를 상기 전송 스케줄에 따른 순서대로 전송하는 패킷 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케줄러 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 무선랜 시스템의 네트워크 장치에서 단말기별로 별도의 스케줄링을 수행을 통해 단말기 간 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하게끔 조절함으로써 무선랜 네트워크의 전체 성능이 향상될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 단말기별 스케줄링 수행 시 네트워크 장치의 내부 버퍼 사이즈를 추가로 고려하여 스케줄링을 수행함으로써 네트워크 장치에 다수의 단말기가 접속한 경우에도 패킷 드롭으로 인한 전송률 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 무선랜 시스템에서 네트워크 장치와 단말기 사이의 통신 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 네트워크 장치의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 무선랜 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 무선랜 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케줄링을 위한 스케줄러 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 스케줄러 장치를 이용한 네트워크 장치의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 종래의 네트워크 장치의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 무선랜 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
종래의 네트워크 장치는 네트워크 장치(200) 및 단말기(210)를 포함한다. 한편, 도 2에서는 네트워크 장치(200)가 가정이나 사무실 등 실내에서 단말기(210)와의 무선 접속 및 네트워크 연결을 지원하는 무선랜 중계장치(Access Point; 이하 AP라 칭함)인 것으로 예시하여 설명하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 네트워크 장치(200)는 기지국(Base Station)일 수 있다. 이러한, 네트워크 장치(200)는 국제표준기구(ISO)에서 제공하는 표준화된 네트워크 구조인 OSI 7 Layer(Open System Interconnection 7 Layer)를 기반으로 하여 네트워크 장치(200)와 단말기(210) 사이의 데이터 전송 절차를 수행한다.
기존의 네트워크 장치(200)에서는 네트워크 장치(200)에 접속된 단말기(210)들에 대한 무선 채널 사용 시간을 스케줄링 시 단말기별로 별도의 스케줄링을 수행하지 않는다. 이로 인해, 네트워크 장치(200)의 데이터 링크 레이어(Data link layer)에서는 상위 레이어(Upper Layer)로부터 전송 요청이 들어온 단말기(210)의 데이터들을 순서대로 물리적 레이어(Physical Layer)로 전달하게 된다. 더불어, 네트워크 장치(200)에서는 장비의 속도 향상을 위해 물리적 레이어와 같은 하위 레이어의 기능들을 하드웨어 상에 내재된 상태(Embedded)로 구현함에 따라 해당 기능들에 대한 수정에 어려움이 존재한다. 따라서, 기존의 네트워크 장치(200)에서는 상위 레이어에서 발생한 패킷 데이터들이 순서대로 하위 레이어에 전달되는 경우, 해당 패킷 데이터들이 하드웨어 큐(Queue) 내에 쌓여 있다가 경쟁을 통해서 대응되는 단말기(210)로 전송된다.
한편, 이와 같이 기존의 네트워크 장치(200)의 스케줄링 방식에 의하는 경우 단말기별로 별도의 스케줄링이 수행되지 않음에 따라 단말기 간 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하게 조절될 수 없다는 문제점(Airtime Fairness)이 발생할 수 있다. 예컨대, 기존의 네트워크 장치(200)의 스케줄링 방식에 의하는 경우 같은 양의 데이터를 전송할 때 전송률이 낮은 단말기가 전송률이 높은 단말기보다 더 많은 시간을 소모하게 되는 불공정 현상이 발생할 수 있다.
이러한, 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에서는 네트워크 장치상에 스케줄러 장치를 구비하고, 구비된 스케줄러 장치를 이용하여 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하도록 단말기별로 각각 별도의 스케줄링 과정을 수행함으로써 무선랜 네트워크의 전체 성능이 향상될 수 있도록 하는 방안을 제시한다.
도 3은 본 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 무선랜 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 무선랜 네트워크 시스템은 네트워크 장치(300) 및 단말기(320)를 포함한다.
네트워크 장치(300)는 전송 신호의 RF화, 송수신, 신호세기, 품질측정, 기저대역 신호처리 및 채널 카드(Channel Card)(채널 카드 자원관리) 등의 기능을 수행하는 장치이다. 즉, 네트워크 장치(300)는 네트워크 내의 전송기를 말하며, 네크워크 내에서 단말기(320)의 위치 등록, 무선 채널 할당, 핸드오프 등 무선 호 처리에 필요한 제반 기능 등을 수행한다. 참고로, 본 실시예에서 네트워크 장치(300)는 AP 또는 기지국일 수 있다.
마찬가지로, 본 실시예에 따른 네트워크 장치(300)는 국제표준기구(ISO)에서 제공하는 표준화된 네트워크 구조인 OSI 7 Layer를 기반으로 하여 단말기(320)와의 사이에 데이터 전송 절차를 수행한다.
본 실시예에 따른 네트워크 장치(300)는 스케줄러 장치(310)를 탑재하여 네트워크 장치(300)에 접속된 단말기(320)들에 대한 무선 채널 사용 시간을 스케줄링하는 기능을 제공할 수 있다. 즉, 네트워크 장치(300)는 구비된 스케줄러 장치(310)를 이용하여 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하도록 단말기별로 각각 별도의 스케줄링 과정을 수행한다.
이러한, 스케줄러 장치(310)가 네트워크 장치(300) 상에 탑재되는 형태에 대해 설명하자면, 스케줄러 장치(310)는 네트워크 장치(300) 내에 임베디드 형태로 탑재될 수 있다. 보다 정확하게는, 스케줄러 장치(310)는 본 실시예에 따른 네트워크 장치(300)가 OSI 7 Layer에 기반한 네트워크 통신 구조를 제공함에 따라 데이터 링크 레이어와 물리적 레이어 사이에 구현될 수 있다. 이때, 데이터 링크 레이어와 물리적 레이어 사이의 경계는 개발자가 칩셋을 수정할 수 있는 영역(SW 수정이 가능한 영역) 중 패킷 데이터가 실제 전송되는 레이어와 가장 가까운 영역으로 선정될 수 있다. 예컨대, 스케줄러 장치(310)는 물리적 레이어에 가장 가까운 Lower Mac Layer 상에 구현되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
스케줄러 장치(310)는 네트워크 장치(300)에 접속된 단말기별로 각각 별도의 스케줄링 과정을 수행하고, 이를 통해 결정된 전송 스케줄에 따라 단말기(320)의 데이터들을 순서대로 출력한다. 이러한, 스케줄러 장치(310)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하자면, 스케줄러 장치(310)는 무선랜 네트워크를 통해 상행 송신될 패킷 데이터를 수집한다. 한편, 본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)는 앞서 설명한 바와 같이, 데이터 링크 레이어와 물리적 레이어 사이에 구현될 수 있으며, 이에, 스케줄러 장치(310)는 데이터 링크 레이어로부터 상기의 패킷 데이터를 전달받는다.
스케줄러 장치(310)는 수집한 패킷 데이터를 단말기별로 분류하여 단말기별 패킷 데이터를 생성하고, 이를 통해, 각각의 단말기별 별도의 스케줄링 과정이 수행될 수 있도록 한다.
스케줄러 장치(310)는 각각의 단말기(320)에 대한 스케줄링 과정을 수행 시 단말기(320) 간 무선 채널의 사용 시간이 서로 균등할 수 있도록 하는 범위 내에서 각각의 단말기(320)에 대한 전송 스케줄을 결정한다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)는 네트워크 장치(300)에 접속된 단말기(320) 각각에 대하여 수집된 단말기별 채널 품질정보 및 앞서 생성된 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 중 일부 또는 전부를 고려하여 각각의 단말기별 전송 스케줄을 산출한다.
또한, 스케줄러 장치(310)는 각각의 단말기(320)에 대한 스케줄링 과정을 수행 시 네트워크 장치(300)에 접속된 모든 단말기와 관련하여 패킷 드롭(Packet Drop)이 발생하지 않도록 하는 범위 내에서 각각의 단말기(320)에 대한 전송 스케줄을 결정한다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)는 네트워크 장치(300)의 버퍼(Buffer) 사이즈를 추가로 고려하여 각각의 단말기별 전송 스케줄을 산출한다.
즉, 본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)에 의하는 경우 각각의 단말기(320)에 대하여 서로 균등한 무선 채널 사용 시간을 보장함으로써 무선랜 네트워크의 전체 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 단말기가 네트워크 장치에 접속되는 경우에도 패킷 드롭으로 인한 전송률 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 스케줄러 장치(310)가 단말기별 채널 품질정보, 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 및 네트워크 장치(300)의 버퍼 사이즈 중 일부 또는 전부를 고려하여 단말기별 전송 스케줄을 결정하는 방법에 대해서는 도 4의 스케줄러 장치(310)를 설명하는 과정에서 보다 자세하게 후술토록 한다.
스케줄러 장치(310)는 산출된 각각의 단말기별 전송 스케줄에 따라 단말기별 패킷 데이터를 순서대로 출력한다. 이때, 본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)로부터 출력되는 단말기별 패킷 데이터는 네트워크 장치(300)의 물리적 레이어로 전송되며, 물리적 레이어는 스케줄러 장치(310)로부터 전달받은 단말기별 패킷 데이터에 대한 물리적인 링크를 설정, 유지, 절단하여 대응되는 단말기(320)로 전송한다.
한편, 스케줄러 장치(310)는 단말기별 전송 스케줄에 따라 단말기별 패킷 데이터를 순서대로 출력하되, 단말기별 전송 스케줄에 따라 우선하여 출력된 이전 순위의 단말기 패킷 데이터에 대한 처리가 모두 완료된 경우에 한해서 다음 순위의 단말기 패킷 데이터를 출력시킨다.
단말기(320)는 사용자의 키 조작에 따라 네트워크를 경유하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다.
즉, 단말기(320)는 네트워크를 이용하여 음성 또는 데이터 통신을 수행하는 단말기이며, 네트워크를 경유하여 통신을 수행하기 위한 프로그램 또는 프로토콜을 저장하기 위한 메모리, 해당 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하고 있는 장치를 의미한다.
본 실시예에 따른 단말기(320)는 스케줄러 장치(310)에 의해 결정된 단말기별 전송 스케줄에 기반하여 네트워크 장치(300)와 무선 채널을 형성하며, 형성된 무선 채널을 이용하여 네트워크 장치(300)로부터 해당 단말기(320)에 대응되는 단말기 패킷 데이터를 수신한다.
도 4는 본 실시예에 따른 네트워크 장치의 스케줄링을 위한 스케줄러 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)는 수집부(400), 패킷 분류부(410), 스케줄링 수행부(420) 및 패킷 출력부(430)를 포함한다. 한편, 본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)는 소프트웨어 장치로 구현될 수 있다. 이 경우, 상기에 명시된 기능 모듈들은 해당 소프트웨어 장치가 구동되는 경우 순차적으로 그 기능이 실현될 수 있다.
수집부(400)는 무선랜 네트워크를 통해 송신될 패킷 데이터를 수집한다. 한편, 본 실시예에 따른 스케줄러 장치(310)는 네트워크 장치(300)가 OSI 7 Layer에 기반한 네트워크 통신 구조를 제공함에 따라 데이터 링크 레이어와 물리적 레이어 사이에 구현될 수 있다. 이 경우, 수집부(400)는 데이터 링크 레이어로부터 상기의 패킷 데이터를 전달받는다.
패킷 분류부(410)는 수집부(400)를 이용하여 수집된 패킷 데이터를 단말기별로 분류하여 단말기별 패킷 데이터를 생성한다. 패킷 분류부(410)는 수집부(400)를 이용하여 수집된 패킷 데이터의 헤더를 분석하여 목적지 정보를 확인하고, 확인된 목적지 정보에 기반하여 패킷 데이터를 단말기별로 분류함으로써 단말기별 패킷 데이터를 생성할 수 있다.
스케줄링 수행부(420)는 네트워크 장치(300)에 접속된 단말기별로 각각 별도의 스케줄링 과정을 수행하여 단말기별 대응되는 전송 스케줄을 결정한다. 본 실시예에 따른 스케줄링 수행부(420)는 단말기 간 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하게 보장될 수 있도록 하는 범위 내에서 단말기별로 각각 대응되는 단말기 패킷 데이터의 전송 순위, 전송 횟수 및 전송량 등을 포함하는 전송 스케줄을 결정한다. 한편, 스케줄링 수행부(420)는 단말기 패킷 데이터의 전송 횟수 및 전송량에 대해서는 다른 단말기의 단말기 패킷 데이터에 대하여 패킷 드롭이 발생하지 않도록 하는 범위 내에서 상기의 전송 순위를 고려하여 결정한다.
본 실시예에 따른 스케줄링 수행부(420)는 네트워크 장치(300)에 접속된 단말기(320) 각각에 대하여 수집된 단말기별 채널 품질정보 및 패킷 분류부(410)를 통해 생성된 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 및 네트워크 장치(300)의 버퍼(Buffer) 사이즈 중 일부 또는 전부를 고려하여 단말기별로 각각 전송 스케줄을 결정한다. 단말기별 채널 품질정보로는 네트워크 장치(300)에 접속된 단말기(320)들에 대한 채널 상태 예컨대, 데이터 전송률에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. 패킷 관련정보로는 패킷 데이터의 크기, 패킷 데이터량, 해당 패킷 데이터와 관련하여 단말기(320)로부터 제공되는 서비스 종류 등의 정보가 포함될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 스케줄링 수행부(420)가 단말기별로 각각 전송 스케줄을 결정하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
스케줄링 수행부(420)는 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보에 기반하여 단말기별 패킷 데이터 중 패킷 데이터량이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기 패킷 데이터에 대하여 우선적으로 처리되도록 스케줄링한다. 즉, 스케줄링 수행부(420)는 단말기별로 전송 기회를 부여 시 대응되는 단말기 패킷 데이터의 양이 다른 단말기 대비 더 많은 단말기에 대해서는 우선적으로 전송 기회를 부여한다.
본 실시예에 의하는 경우, 패킷 분류부(410)를 통해 생성된 단말기별 패킷 데이터는 패킷 출력부(430)를 통해 출력되기 전에 스케줄러 장치(310) 내 구비된 버퍼 상에 임시로 저장된다. 한편, 버퍼 상에 저장 공간이 일정 수준 이상으로 유지되지 않는 경우, 예컨대, 패킷 데이터의 양이 다른 단말기 대비 더 많은 단말기 패킷 데이터에 대하여 오랜 시간 동안 출력이 이루어지지 않는 경우 자칫 패킷 드롭에 의한 전송률 저하 현상이 발생할 수 있다. 이 점에 기인하여, 본 실시예에 따른 스케줄링 수행부(420)는 단말기별 패킷 데이터 중 패킷 데이터량이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기 패킷 데이터에 대하여 우선적으로 처리되도록 스케줄링한다. 이때, 기 설정된 기준치는 스케줄러 장치(310) 내 버퍼 사이즈에 따라 결정되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
스케줄링 수행부(420)는 패킷 데이터량이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기 패킷 데이터가 복수 개인 경우 그 수신 시점이 가장 오래된 단말기 패킷 데이터가 우선적으로 처리되도록 스케줄링한다.
또한, 스케줄링 수행부(420)는 단말기별 채널 품질정보에 기반하여 전송률이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기에 대응되는 단말기 패킷 데이터에 대해서는 다른 단말기 패킷 데이터 대비 더 많은 양의 패킷 데이터를 출력하도록 스케줄링한다.
한편, 단말기별로 서로 동일한 양의 단말기 패킷 데이터를 전송하게 되는 경우 전송률이 낮은 단말기의 경우 전송률이 높은 단말기보다 더 많은 시간을 소모하게 되는 불공정 현상이 발생할 수 있다. 이 점에 기인하여, 본 실시예에 따른 스케줄링 수행부(420)는 전송률이 높은 단말기에 대해서는 전송 기회가 부여되었을 시, 전송률이 낮은 단말기 대비 더 많은 양의 패킷 데이터를 출력하도록 스케줄링함으로써 단말기 간 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하게 조절될 수 있도록 한다.
또한, 스케줄링 수행부(420)는 패킷 출력부(430)를 이용하여 출력되는 단말기 패킷 데이터에 대해서 네트워크 장치(300)의 버퍼 사이즈보다 작은 크기의 패킷 데이터가 출력되도록 스케줄링한다. 한편, 본 실시예에 의하는 경우, 패킷 출력부(430)를 이용하여 출력되는 단말기 패킷 데이터는 대응되는 단말기로 전송되기 전에 물리적 레이어 상에 구비된 버퍼에 임시로 저장된다. 이때, 패킷 출력부(430)가 물리적 레이어로 단말기 패킷 데이터를 전달할 때, 물리적 레이어 상에 구비된 버퍼 사이즈보다 큰 크기의 데이터를 전달하게 되는 경우 자칫 패킷 드롭에 의한 전송률 저하 현상이 발생할 수 있다. 이 점에 기인하여, 본 실시예에 따른 스케줄링 수행부(420)는 패킷 출력부(430)를 이용하여 출력되는 단말기 패킷 데이터에 대해서 물리적 레이어 상에 구비된 버퍼 사이즈보다 작은 크기가 전달되도록 스케줄링한다.
패킷 출력부(430)는 단말기별 패킷 데이터를 스케줄링 수행부(420)를 이용하여 결정된 단말기별 전송 스케줄에 따른 순서대로 출력한다. 한편, 패킷 출력부(430)는 스케줄링 수행부(420)를 이용하여 결정된 전송 스케줄에 따라 단말기별 패킷 데이터를 순서대로 출력하되, 단말기별 전송 스케줄에 따라 우선하여 출력된 이전 순위의 단말기 패킷 데이터에 대한 처리가 모두 완료된 경우에 한해서 다음 순위의 단말기 패킷 데이터를 출력시킨다. 이때, 이전 순위의 단말기 패킷 데이터에 대한 처리가 모두 완료된 경우는 패킷 출력부(430)를 통해 물리적 레이어로 출력된 이전 순위의 단말기 패킷 데이터가 물리적 레이어로부터 대응되는 단말기로 전송이 완료된 경우를 의미한다.
도 5는 본 실시예에 따른 스케줄러 장치를 이용한 네트워크 장치의 스케줄링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
스케줄러 장치(310)는 무선랜 네트워크를 통해 송신될 패킷 데이터를 수집한다(S502). 단계 S502에서 스케줄러 장치(310)는 네트워크 장치(300)의 데이터 링크 레이어로부터, 전송 요청이 들어온 단말기들의 패킷 데이터를 전달받는다.
스케줄러 장치(310)는 단계 S502에서 수집한 패킷 데이터를 단말기별로 분류하여 단말기별 패킷 데이터를 생성한다(S504). 단계 S504에서 스케줄러 장치(310)는 단계 S502에서 수집한 패킷 데이터의 헤더를 분석하여 목적지 정보를 확인하고, 확인된 목적지 정보에 기반하여 패킷 데이터를 단말기별로 분류함으로써 단말기별 패킷 데이터를 생성한다.
스케줄러 장치(310)는 단말기별 채널 품질정보, 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 및 네트워크 장치(300)의 버퍼 사이즈 중 일부 또는 전부를 고려하여 단말기별로 각각 전송 스케줄을 결정한다(S506). 단계 S506에서 스케줄러 장치(310)는 단말기 간 무선 채널에 대한 사용 시간이 균등하게 보장될 수 있도록 하는 범위 내에서 단말기별 각각 대응되는 단말기 패킷 데이터의 전송 순위, 전송 횟수 및 전송량 등을 포함하는 전송 스케줄을 결정하되, 단말기 패킷 데이터의 전송 횟수 및 전송량에 대해서는 다른 단말기의 단말기 패킷 데이터에 대하여 패킷 드롭이 발생하지 않도록 하는 범위 내에서 상기의 전송 순위를 고려하여 결정한다.
스케줄러 장치(310)는 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보에 기반하여 단말기별 패킷 데이터 중 패킷 데이터량이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기 패킷 데이터에 대하여 우선적으로 처리되도록 스케줄링한다.
스케줄러 장치(310)는 단말기별 채널 품질정보에 기반하여 전송률이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기에 대해서는 다른 단말기 대비 더 많은 양의 패킷 데이터를 출력하도록 스케줄링한다.
스케줄러 장치(310)는 단말기 패킷 데이터를 출력 시 네트워크 장치(300)의 버퍼 사이즈보다 작은 크기의 패킷 데이터가 출력되도록 스케줄링한다.
스케줄러 장치(310)는 단계 S504의 단말기별 패킷 데이터를 단계 S506에서 결정된 단말기별 전송 스케줄에 따라 순서대로 출력한다(S508).
도 5에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 5에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 5에 기재된 스케줄러 장치를 이용한 네트워크 장치의 스케줄링 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 기록매체(CD-ROM, RAM, ROM, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등)에 기록될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300: 네트워크 장치 310: 스케줄러 장치
320: 단말기 400: 수집부
410: 패킷 분류부 420: 스케줄링 수행부
430: 패킷 출력부

Claims (8)

  1. 네트워크 장치에서 스케줄러를 이용한 스케줄링 방법에 있어서,
    무선랜 네트워크를 통해 송신될 패킷 데이터를 수집하는 과정;
    상기 패킷 데이터를 단말기별로 분류하여 단말기별 패킷 데이터를 생성하는 과정;
    상기 단말기별 채널 품질정보, 상기 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 및 상기 네트워크 장치의 내부 버퍼 사이즈 중 일부 또는 전부를 고려하여 상기 단말기별 전송 스케줄을 결정하는 과정; 및
    상기 단말기별 패킷 데이터를 상기 전송 스케줄에 따른 순서대로 전송하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보에 기반하여 패킷 데이터량이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기 패킷 데이터가 우선적으로 처리되도록 하되, 상기 패킷 데이터량이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기 패킷 데이터가 복수 개인 경우 그 수신 시점이 가장 오래된 단말기 패킷 데이터가 우선적으로 처리되도록 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기 설정된 기준치는,
    상기 생성하는 과정에서 생성된 상기 단말기별 패킷 데이터가 임시로 저장되는 상기 스케줄러 내 버퍼 사이즈에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 단말기별 채널 품질정보에 기반하여 전송률이 기 설정된 기준치를 초과하는 단말기의 패킷 데이터에 대해서는 다른 단말기의 패킷 데이터 대비 더 많은 양의 패킷 데이터를 출력하도록 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 단말기별 패킷 데이터에 대해서, 상기 출력하는 과정을 통해 출력 시 상기 단말기별 패킷 데이터가 임시로 수용되는 상기 네트워크 장치의 버퍼 사이즈보다 작은 크기의 패킷 데이터가 출력되도록 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 결정하는 과정은,
    상기 단말기별로 각각 대응되는 단말기 패킷 데이터의 전송 순위, 전송 횟수 및 전송량을 포함하는 상기 전송 스케줄을 결정하되, 상기 전송 횟수 및 상기 전송량은 다른 단말기의 단말기 패킷 데이터에 대하여 패킷 드롭(Packet Drop)이 발생하지 않도록 하는 범위 내에서 상기 전송 순위를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 출력하는 과정은,
    상기 전송 스케줄에 따라 우선하여 출력된 이전 순위의 단말기 패킷 데이터에 대한 처리가 완료된 시점에 다음 순위의 단말기 패킷 데이터를 출력시키는 것을 특징으로 하는 스케줄링 방법.
  8. 네트워크 장치에서 스케줄링을 위한 스케줄러 장치에 있어서,
    무선랜 네트워크를 통해 송신될 패킷 데이터를 수집하는 수집부;
    상기 패킷 데이터를 단말기별로 분류하여 단말기별 패킷 데이터를 생성하는 패킷 분류부;
    상기 단말기별 채널 품질정보, 상기 단말기별 패킷 데이터에 대한 패킷 관련정보 및 상기 네트워크 장치의 버퍼 사이즈 중 일부 또는 전부를 고려하여 상기 단말기별 전송 스케줄을 결정하는 스케줄링 수행부; 및
    상기 단말기별 패킷 데이터를 상기 전송 스케줄에 따른 순서대로 전송하는 패킷 출력부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케줄러 장치.
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