KR20220058404A - 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치 - Google Patents

종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220058404A
KR20220058404A KR1020210111638A KR20210111638A KR20220058404A KR 20220058404 A KR20220058404 A KR 20220058404A KR 1020210111638 A KR1020210111638 A KR 1020210111638A KR 20210111638 A KR20210111638 A KR 20210111638A KR 20220058404 A KR20220058404 A KR 20220058404A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switch
link
slot
transmission
path
Prior art date
Application number
KR1020210111638A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102590563B1 (ko
Inventor
이동준
Original Assignee
한국항공대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공대학교산학협력단 filed Critical 한국항공대학교산학협력단
Priority to PCT/KR2021/014182 priority Critical patent/WO2022092632A2/ko
Publication of KR20220058404A publication Critical patent/KR20220058404A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102590563B1 publication Critical patent/KR102590563B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12—Shortest path evaluation
    • H04L45/121—Shortest path evaluation by minimising delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/28—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/24—Multipath
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/48—Routing tree calculation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/18—End to end
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/82—Miscellaneous aspects
    • H04L47/826—Involving periods of time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/56—Queue scheduling implementing delay-aware scheduling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치가 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 단계, (b) 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 단계 및 (c) 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치{METHOD FOR SEARCHING TRANSMISSION PATH AND SLOT FOR END-TO-END PERIODIC LOW-DELAY TRAFFIC TRANSMISSION BASED ON OFFSET AND CONTROL DEVICE PERFORMING THE SAME}
본원은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치에 관한 것이다.
통신 네트워크에서 종단간 데이터 전송을 위해서 전송 데이터의 대역폭이나 전송 지연, 지터 등의 QoS를 지원할 수 있다. 예를 들어서 IEEE 802.1Qbv Ethernet TSN(Time-Sensitive Networking) Time-Aware Shaper 프로토콜에서는 종단간 데이터 전송되는 경로상의 스위치들에서 전송 지연 요구조건을 만족하기 위하여 특정 수신 링크로부터 수신한 데이터를 미리 정해진 시간 게이트 스케줄에 따라서 송신 링크로 전송한다. 이를 위해서 이러한 QoS 트래픽을 위한 전송 구간이 링크에서 주기적으로 설정된다. 도 1은 링크의 QoS 트래픽을 위해 할당된 주기적인 전송 구간을 나타내는 그림이다. 주기적인 전송 구간의 길이를 L이라고 하면 이 전송 구간은 주기 Z마다 반복이 된다. 주기적인 전송 구간의 슬롯들은 주기적인 트래픽의 종단간 저지연 전송을 요구하는 종단간 연결에 할당된다. 하나의 주기적인 전송 구간이 끝나고 다음 주기적인 전송 구간이 시작하기 전의 시간동안 링크는 낮은 우선순위 트래픽을 전송할 수 있다. 스위치는 송신 링크의 각 전송 구간 내에서 어떤 수신 링크의 데이터를 언제 전송할지에 대해 슬롯을 스케줄링하고 이에 따라서 수신 데이터는 스케줄링된 슬롯에 송신링크에서 전송된다. 네트워크에는 다수의 종단간 데이터 전송 연결들이 존재하고, 각 연결은 여러 링크들을 통해서 데이터를 전송하기 때문에, 네트워크의 각 링크의 슬롯 스케줄링은 이 링크를 이용하는 종단간 연결들을 고려해서 결정된다.
스위치의 수신 링크에서 수신된 데이터들이 수신 후 큐에 저장되었다가 송신 링크에서 전송되는 경우에 스위치에서 지연이 발생한다. 따라서 도 2와 같이 스위치의 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간의 시작과 끝나는 시간이 동일한 경우에는 어떤 전송 구간에서 수신 링크에서 수신한 데이터를 송신 링크의 동일한 전송 구간에서 동일한 슬롯에서 전송하려면 문제가 발생한다. 즉 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간에서 동일 트래픽에 할당된 슬롯은 서로 일치할 수 없다. 따라서 종단간 전송되는 데이터를 위하여 종단간 경로상의 모든 링크들에서 슬롯 스케줄링을 서로 다르게 수행해야 하며, 이에 따라서 각 링크의 전송 구간들의 슬롯 스케줄링의 복잡도가 굉장히 커진다.
이러한 스케줄링 복잡도 문제에 대처하기 위한 다른 방법은 도 3에서와 같이 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간을 동기화 시킨 상황에서 수신 링크의 어떤 전송 구간에서 수신된 데이터는 송신 링크에서는 동일한 전송 구간이 아닌 다음 전송 구간에서 전송을 하는 방법이다. 하지만 이로 인해서 각 스위치를 거쳐갈 때마다 수신 후 송신까지 평균적으로 전송 구간의 주기 Z 가량의 전송 지연이 발생하게 된다. 따라서 이러한 전송 구간에서의 슬롯 스케줄링이 복잡하거나 또는 스위치에서의 긴 전송 지연이 발생하는 문제가 존재한다.
또한, 일반적으로 주기적인 종단간 저지연 트래픽 전송을 위해서는 종단간 전송 경로를 찾고 이 전송 경로를 구성하는 링크들의 각 전송구간에서의 슬롯들을 종단간 지연의 요구치를 만족하도록 해당 종단간 트래픽에 할당해야 한다. 한편 네트워크의 규모가 커지고 많은 수의 종단간 저지연 연결이 존재하는 상황에서는 종단간 저지연 트래픽들에 슬롯과 경로를 할당할 수 있는 경우의 수가 너무 커져서 실제 구현이 어려워진다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1694329호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스패닝 트리에 기반하여 링크별 전송 구간의 시작 시점의 오프셋을 설정하고 각 스위치의 송신 링크의 전송구간의 시작 시점을 오프셋에 기반하여 지연시켜 운용하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치를 제공하려는 것을 목적으로 한다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주기적 트래픽의 종단간 저지연 전송을 위하여 주기적인 전송 구간을 사용하여 저지연 트래픽을 전송하는 상황에서, 스패닝 트리를 이용하여 각 링크의 고유한 시간 오프셋을 정하고 이 시간 오프셋을 이용하여 각 링크의 주기적 저지연 트래픽을 위한 주기적인 전송 구간의 시작점을 차별적으로 결정하여, 어떤 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작시점이 오프셋 값에 기반하여 더 늦어지도록 종단간 전송 경로를 설정하여, 각 링크 전송 구간의 슬롯 스케줄링 복잡도를 줄이고, 스위치에서의 전송 지연을 줄여 최종적으로 주기적 트래픽의 종단간 전송 저지연을 고정적으로 달성하는 방안을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 단계, (b) 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 단계 및 (c) 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하는 단계 및 (a2) 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (a2) 단계는, 상기 복수의 링크 각각에 대한 상기 제2오프셋을 해당 링크에 대한 상기 제1오프셋 대비 큰 값으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 복수의 링크는, 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 상기 스패닝 트리를 이루는 링크인 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1이되 상기 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크 및 상기 레벨 차이가 0인 형제 링크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계, (c2) 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하는 단계 및 (c3) 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c1) 단계는, 상기 상향 링크로 연결된 스위치 및 해당 스위치에 대하여 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 0인 형제 링크로 연결된 스위치 중에서 상기 조상 스위치를 탐지할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, (c1') 상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하는 단계, (c2') 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계, (c3') 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하는 단계 및 (c4') 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (d) 상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결과 정보를 수신한 스위치는 상기 전송 경로 상의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은, (e) 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하고, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치는, 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 오프셋 설정부, 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 수신부 및 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 분석부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오프셋 설정부는, 상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하고, 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정할 수 있다.
또한, 상기 분석부는, 상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정하는 경로 설정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석부는, 상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당하는 슬롯 할당부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경로 설정부는, 상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하고, 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택할 수 있다.
또한, 상기 경로 설정부는, 상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하고, 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하고, 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치는, 상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 송신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 송신부는, 상기 수신부가 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템은, 상기 제어 장치 및 종단 수신 스위치 측으로 상기 통신 시스템을 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 상기 제어 장치로 전송하는 종단 수신 스위치를 포함하는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 스패닝 트리에 기반하여 링크별 전송 구간의 시작 시점의 오프셋을 설정하고 각 스위치의 송신 링크의 전송구간의 시작 시점을 오프셋에 기반하여 지연시켜 운용하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치를 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 링크들의 주기적인 종단간 저지연 트래픽을 전송하는 과정에서 종단간 전송 지연을 최소화하고 확정적인 종단간 전송 지연을 획득하고, 링크들의 전송구간 내 슬롯 스케줄링을 단순화할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 전송구간 시점의 조정을 바탕으로, 임의의 두 종단간 스위치 사이의 연결을 위한 경로 및 이 경로를 구성하는 링크들에서의 슬롯 할당 방식을 제안하고, 이러한 제안된 방식을 구현하기 위한 경로 및 슬롯 정보 테이블의 운용 방식에 대하여 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 종단간 전송 경로를 구성하는 링크들의 전송구간들 내의 동일한 슬롯 위치에서 해당 종단간 트래픽을 위한 슬롯 할당이 이루어질 수 있어 슬롯 스케줄링의 경우의 수를 크게 줄여 스케줄링의 복잡도를 줄일 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 차별적인 전송 구간 시작 시점을 따라서 종단간 전송 경로를 구성함으로써 전송 경로 선택의 경우의 수를 크게 줄이면서도 종단간 연결에 대해서 고정적인 종단간 저지연을 보장할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 주기적인 종단간 저지연 트래픽 전송을 위한, 전송 경로 선택과 경로상의 링크 슬롯 스케줄링 문제의 복잡도를 크게 감소시키면서도 주기적 트래픽에 대하여 종단간 저지연 요구치를 고정적으로 보장하는 방안을 제공할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 링크의 주기적인 전송 구간을 나타낸 개념도이다.
도 2는 한 스위치의 수신 링크와 송신 링크의 전송 구간들이 시간적으로 일치하는 경우, 수신 링크의 패킷을 스위치가 수신한 이후에 송신 링크에서 전송하면 해당 패킷의 송신이 수신링크의 주기적 전송 구간을 벗어나게 되는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 스위치의 수신 링크와 송신 링크의 전송 구간들이 시간적으로 일치하는 경우, 어떤 전송 구간에서 수신 링크로부터 수신 완료한 패킷을 송신 링크의 다음 주기적 전송 구간에서 전송하는 통신 방식을 나타낸 도면이다.
도 4는 스위치가 축적-포워딩(store and forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작 시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작 시점이 데이터 패킷의 최대 전송시간 이상의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이다.
도 5는 스위치가 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 수신 링크의 전송 구간 시작 시점과 송신 링크의 전송 구간 시작 시점이 헤더 처리 시간의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 모두의 동일한 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이다.
도 6은 스패닝 트리에 기반하여 네트워크를 구성하는 각 링크의 오프셋을 결정하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7는 종단간 연결에 대해서 고정적인 종단간 지연을 제공하는 스패닝 트리 레벨에 기반한 복수의 경로 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 10은 본원의 제1실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 11은 본원의 제2실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 12는 주기적 저지연 트래픽 전송 위한 종단간 연결의 경로 및 슬롯 할당시 먼저 경로를 결정하고 이 경로상의 링크들에서 슬롯을 할당하는 방식을 보여주는 흐름도이다.
도 13은 주기적 저지연 트래픽 전송 위한 종단간 연결의 경로 및 슬롯 할당시 비지연 형제링크를 포함하여 경로와 슬롯을 동시에 할당하는 방식을 보여주는 흐름도이다.
도 14는 종단간 저지연 전송 경로 및 슬롯 할당의 중앙 집중식 설정시 본 발명에서 제안하는 중앙제어기와 종단 스위치와 경로상의 스위치들 사이의 신호 메시지의 흐름을 나타낸 것이다.
도 15는 종단간 연결을 해지하는 경우에 경로상의 할당된 슬롯들을 해지하기 위한 신호 메시지들의 흐름을 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 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" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하 본 발명에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.
본원은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치에 관한 것이다. 또한, 본원은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템에 관한 것이다.
본원에서 개시하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템(이하, '통신 시스템'이라 한다.)은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치(100)(이하, '제어 장치(100)'라 한다.) 및 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본원에서 개시하는 통신 시스템의 복수의 스위치는 종단 수신 스위치 측으로 통신 시스템을 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 제어 장치(100)로 전송하는 종단 송신 스위치를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 본원에서 개시하는 제어 장치(100)는 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 수신된 종단간 연결 요청에 기초하여 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치로 도달하는 트래픽의 전송 경로를 결정하며, 전송 경로에 포함된 스위치에 대하여 해당 트래픽을 전송하기 위한 슬롯 할당을 수행하도록 동작할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)가 트래픽 전송을 위한 전송 경로 설정과 경로 내 스위치와 연계된 슬롯 할당을 수행하고 나면, 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치(달리 말해, 경로에 포함된 복수의 스위치)로 전송하게 되고, 결과 정보를 수신한 복수의 스위치는 전송 경로 상의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 제어 장치(100)가 복수의 스위치 사이에서 정의되는 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간(transmission interval)의 시작점에 대한 오프셋(offset)을 설정하는 과정을 설명하도록 한다.
도 4는 스위치가 축적 후 포워딩(store and forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작 시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작 시점이 데이터 패킷의 최대 전송시간 이상의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이고, 도 5는 스위치가 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식으로 동작하는 경우, 수신 링크의 전송 구간 시작 시점과 송신 링크의 전송 구간 시작 시점이 헤더 처리 시간의 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 모두의 동일한 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제어 장치(100)가 네트워크 내의 각 스위치의 수신 링크(inbound link)의 전송 구간(transmission interval) 대비 송신 링크(outbound link)의 전송 구간(transmission interval)을 적절한 값으로 결정된 오프셋 값에 기초하여 일부 지연시켜 운용하면, 수신 링크 및 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 위치의 슬롯에 대한 데이터 패킷의 할당이 이루어질 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제어 장치(100)는 스위치의 포워딩 방식에 기초하여 수신 링크와 송신 링크의 전송 구간 시작 시점과 연계된 오프셋의 크기를 상이하게 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 장치(100)는 축적-포워딩(store and forwarding) 방식으로 동작하는 스위치에 대응하는 전송 구간 시작 시점과 연계된 오프셋(도 4의 D)을 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식으로 동작하는 스위치에 대응하는 전송 구간 시작 시점과 연계된 오프셋(도 5의 d) 대비 큰 값으로 결정할 수 있다.
이와 관련하여, 제어 장치(100)는 수신 링크로부터 수신한 데이터를 일단 큐에 저장한 다음 송신 링크를 통해 전송하는 축적-포워딩(store and forwarding) 방식에 대응하는 오프셋을 스위치가 한번에 전송할 수 있는 데이터 패킷 전송 시간의 최대값 이상인 값으로 결정할 수 있다.
또한, 제어 장치(100)는 패킷의 일부를 수신한 이후에 곧바로 송신 링크를 통해 전송하는 것이 가능한 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식에 대응하는 오프셋을 데이터 패킷의 헤더 처리 시간 이상인 값으로 결정할 수 있다.
또한, 본원에서 개시하는 제어 장치(100)는 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 스패닝 트리(Spanning Tree)에 기반하여 결정할 수 있다.
참고로, 스패닝 트리 프로토콜은 스위치나 브리지에서 발생하는 루핑(Looping)을 방지하기 위한 프로토콜로서 통상의 기술자에게 자명한 사항인바 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 6은 스패닝 트리에 기반하여 네트워크를 구성하는 각 링크의 오프셋을 결정하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제어 장치(100)는 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성할 수 있다. 참고로, 도 6은 넘버링(1 내지 10)된 원형 노드가 네트워크 내의 각각의 스위치에 대응하고, 각 스위치에 대응하는 노드를 연결하는 간선이 복수의 링크 각각을 나타낸 그래프이다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)에 의해 생성된 스패닝 트리에는 스위치의 네트워크 상의 각각의 위치에 따라 레벨 값(level 0내지 level 3)이 부여될 수 있다. 보다 구체적으로, 루트 노드인 스위치의 레벨이 0이고, 부모 노드의 자식 노드들은 부모 노드의 레벨보다 1만큼 증가한 레벨 값을 부여받을 수 있다. 이렇게 스패닝 트리의 각 스위치들의 레벨이 부여되면, 제어 장치(100)는 레벨 정보에 기초하여 각 링크의 오프셋 값을 결정할 수 있다.
한편, 레벨이 상이한 한 쌍의 스위치를 연결하는 하나의 링크는, 데이터(트래픽, 메시지)의 전송이 이루어지는 방향성에 따라 구분될 수 있다. 이와 관련하여 도 6에는 두 스위치 사이를 하나의 링크가 연결하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 두 스위치 사이에 서로 반대 방향으로 데이터를 전송하는 두 개의 단방향 링크가 존재하는 것을 하나의 링크로 단순화하여 도시한 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 루트 노드인 1번 노드와 4번 노드를 연결하는 링크는, 4번 노드에서 1번 노드로 데이터를 전송하는 상향 링크(제1 단방향 링크)와, 1번 노드에서 4번 노드로 데이터를 전송하는 하향 링크(제1 단방향 링크와 반대되는 방향의 제2 단방향 링크)를 함께 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다. 즉, 복수의 링크 각각은 2개의 링크(상향 링크와 하향 링크)를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
이와 관련하여, 제어 장치(100)는 네트워크 내의 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋(uplink offset) 및 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋(downlink offset)을 결정할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 복수의 링크 각각에 대한 하향 링크에 대응하는 제2오프셋(downlink offset)을 해당 링크 양단의 스위치를 연결하는 상향 링크에 대응하는 제1오프셋(uplink offset) 대비 큰 값으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 전술한 예시에서 1번 노드와 4번 노드를 연결하는 링크의 제1오프셋은 D이고, 제2오프셋은 제1오프셋 대비 큰 값인 3D로 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 동일 레벨에 위치하는 스위치 사이의 링크는 상향 링크와 하향 링크로 구분될 수 없으므로 단일 오프셋 값이 설정될 수 있다.
보다 구체적으로, 네트워크에 대하여 생성된 스패닝 트리의 레벨 최대값이 H인 경우(도 6의 경우, '3'), 특정 링크의 송신(전송) 스위치의 레벨이 i이고, 수신 스위치의 레벨이 i보다 작은 상향 링크의 경우 오프셋(제1오프셋)은 (H-i)*D로 정의될 수 있다. 여기서, 'D' 값은 기준 오프셋 값으로 전술한 바와 같이 스위치의 포워딩 방식에 따른 최소 오프셋 값(달리 말해, 축적-포워딩(store and forwarding) 방식의 경우 스위치가 한번에 전송할 수 있는 데이터 패킷 전송 시간의 최대값, 컷-스루 포워딩(cut-through forwarding) 방식의 경우 데이터 패킷의 헤더 처리 시간)으로 설정될 수 있다.
반대로, 링크의 송신(전송) 스위치의 레벨 i가 수신 스위치의 레벨보다 낮은 하향 링크의 경우에 해당 링크의 오프셋(제2오프셋)은 (H+i)*D로 정의될 수 있다.
또한, 링크의 송신 스위치 레벨과 수신 스위치 레벨이 i로 동일한 경우에는 해당 링크의 오프셋은 임의로 설정할 수 있으며, 예시적으로 해당 링크의 송신 스위치로부터 출발하는 상향 링크의 제1오프셋 값으로 설정하거나 해당 링크의 수신 스위치로 들어오는 하향 링크의 제2오프셋 값으로 설정하는 등 다양한 방식으로 설정될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 네트워크 내의 복수의 링크의 전송 구간의 시작 시점과 연계된 오프셋의 설정이 완료되면, 이후 각 링크의 전송 구간의 시작점은 네트워크 전체의 기준 시간에 해당 링크의 전송 시간 오프셋만큼 지연되어서 시작되게 된다.
또한, 도 6을 참조하면, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 스패닝 트리를 이루는 링크(도 6을 참조하면, 굵은 선으로 표시된 링크)인 스패닝 링크(spanning link, L1)를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이되 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크(Aux. spanning link, L2)를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크(skipping link, L3)를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 링크는 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 0인 형제 링크(sibling link, L4)를 포함할 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 형제 링크(L4)는 지연 형제 링크(L41) 및 비지연 형제 링크(L42)를 포함할 수 있다. 지연 형제 링크(L41)는 종단간 경로에 포함되면 지연 형제 링크(L41)를 포함하지 않는 종단간 경로에 비해서 종단간 지연이 증가하는 형제 링크이고, 비지연 형제 링크(L42)는 종단간 경로에 포함되더라도 종단간 지연을 추가적으로 증가시키지 않는 형제 링크를 의미할 수 있다.
또한, 제어 장치(100)는 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치 측으로 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신할 수 있다. 예시적으로, 제어 장치(100)는 해당 트래픽에 대한 정보, 목적지 스위치인 종단 수신 스위치에 대한 식별 정보를 포함하는 종단간 연결 요청을 트래픽 전송을 희망하는 종단 송신 스위치로부터 수신하는 것일 수 있다.
이에 대응하여 제어 장치(100)는 오프셋에 기초하여 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행할 수 있다. 한편, 본원의 일 실시예에 따르면 제어 장치(100)는 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯을 할당할 수 있다.
도 7는 종단간 연결에 대해서 고정적인 종단간 지연을 제공하는 스패닝 트리 레벨에 기반한 복수의 경로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치로 도달하기 위한 전송 경로를 네트워크 내의 각각의 링크의 링크 유형을 고려하여 설정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 스패닝 링크(L1), 보조 스패닝 링크(L2), 스키핑 링크(L3) 및 형제 링크(L4)를 포함하는 전송 경로를 종단 송신 스위치와 종단 수신 스위치 사이에 설정할 수 있다.
도 7의 (a)는 형제 링크(L4)를 포함하지 않고, 스패닝 링크(L1), 보조 스패닝 링크(L2) 등만을 포함하도록 설정된 예시적인 종단간 경로를 도시하고, 도 7의 (b)는 비지연 형제링크(L42)를 포함하도록 설정된 예시적인 종단간 경로를 도시하며, 이 때. 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시된 종단간 경로에 대한 종단간 지연 값은 동일한 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 7의 (c )는 지연 형제 링크(L41)를 포함하도록 설정된 종단간 경로를 예시적으로 도시하며, 도 7의 (c)를 참조하면, 하나의 지연 형제 링크가 경로 내에 포함될 때마다 전송 구간의 주기인 Z만큼의 추가적인 지연이 발생할 수 있음을 확인할 수 있다.
이하에서는 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 트래픽 전송을 위한 슬롯 할당을 수행하는 두 가지 방식에 관한 실시예를 설명하도록 한다.
이와 관련하여, 본원의 제1실시예에 따르면 제어 장치(100)는 링크들의 슬롯 사용 현황을 고려하지 않고 먼저 종단간 경로를 설정한 후 슬롯 할당을 수행할 수 있다. 이와 구분하여 본원의 제2실시예에 따르면 제어 장치(100)는 종단간 연결 요청이 시간차를 두고 순차적으로 발생하는 경우, 각 종단간 연결 요청에 대응하는 순차적인(On-line) 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.
이 때, 제어 장치(100)는 상향 링크로 연결된 스위치 및 해당 스위치에 대하여 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 0인 형제 링크(L4)로 연결된 스위치 중에서 조상 스위치를 탐지할 수 있다.
또한, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정할 수 있다.
또한, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 후보 경로에 포함된 링크들의 오프셋에 기초하여 해당 후보 경로가 요청된 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 후보 경로를 전송 경로로 선택할 수 있다.
달리 말해, 본원의 제1실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 링크들의 슬롯 사용 현황에 대한 정보를 미보유한 상태에서 종단 송신 스위치와 종단 수신 스위치 사이의 조상 스위치를 탐색하고, 조상 스위치를 거치는 특정 후보 경로가 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하면, 해당 후보 경로를 전송 경로로 결정하되, 해당 후보 경로가 트래픽 전송 요구치를 만족하지 않으면, 다른 후보 경로를 재탐색하여 트래픽 전송 요구치의 만족 여부를 재차 판단할 수 있다.
이와 달리, 본원의 제2실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 먼저 수집할 수 있다.
또한, 본원의 제2실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터의 상향 링크의 슬롯 정보를 이용하여 종단 송신 스위치부터 상향 링크 상의 스위치들까지의 누적 사용가능 슬롯에 대한 정보를 통해 슬롯 정보를 갱신하되, 상향 링크상의 스위치들 중에서 종단 수신 스위치의 조상 스위치가 탐지되면, 이를 변곡 스위치로 설정할 수 있다.
또한, 본원의 제2실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 슬롯 정보에 기초하여 파악할 수 있다.
달리 말해, 제어 장치(100)는 변곡 스위치의 자손인 종단 수신 스위치까지의 할당 가능한 빈 슬롯 정보와 종단 송신 스위치로부터 변곡 스위치까지의 탐색 과정에서 파악한 할당 가능한 누적 빈 슬롯 정보를 이용하여 종단 송신 스위치로부터 변곡 스위치를 거쳐 종단 수신 스위치까지 가는 경로상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지를 파악할 수 있다.
또한, 제어 장치(100)는 해당 경로상에 빈 슬롯이 존재하면, 고려중인 변곡 스위치부터 종단 수신 스위치까지의 하향링크를 순차적으로 검색하면서 최종적으로 종단 수신 스위치까지의 경로와 슬롯을 함께 할당할 수 있다.
달리 말해, 제어 장치(100)는 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치까지의 여러 할당 가능한 경로들과 슬롯 중에서 할당할 경로 및 슬롯을 결정하기 위한 다양한 기준이 적용될 수 있으며, 일 예로 제어 장치(100)는 할당 가능한 슬롯이 존재하는 경로들 중에서 최소 홉수에 해당하는 경로를 선택하도록 동작할 수 있다.
또한, 전술한 과정을 통해 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치를 향하는 전송 경로 및 슬롯 할당이 완료되고 나면, 제어 장치(100)는 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치에 전송할 수 있다.
또한, 상기 결과 정보를 수신한 스위치는 전송 경로 상의 자신의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 종단 송신 스위치로부터 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 연결 해지 요청에 대응하여 해당 트래픽의 전송에 활용된 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 8을 참조하면, 제어 장치(100)는 오프셋 설정부(110), 수신부(120), 분석부(130) 및 송신부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 분석부(130)는 경로 설정부(131) 및 슬롯 할당부(132)를 포함할 수 있다.
오프셋 설정부(110)는 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간(transmission interval)의 시작점에 대한 오프셋을 설정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 오프셋 설정부(110)는 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하고, 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋(uplink offset) 및 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋(downlink offset)을 결정할 수 있다.
수신부(120)는 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신할 수 있다.
분석부(130)는 복수의 링크마다 설정된 오프셋에 기초하여 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 해당 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행할 수 있다.
구체적으로, 경로 설정부(131)는 복수의 링크로 이루어진 스패닝 트리에 기초하여 네트워크를 이루는 종단 송신 스위치와 종단 수신 스위치 사이의 복수의 링크 중에서 스패닝 링크(L1), 보조 스패닝 링크(L2), 스키핑 링크(L3) 및 형제 링크(L4)를 포함하도록 전송 경로를 설정할 수 있다.
또한, 슬롯 할당부(132)는 슬롯의 전송 구간(transmission interval) 내의 상대적 위치가 동등하도록 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 슬롯을 할당할 수 있다.
송신부(140)는 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치에 전송할 수 있다.
또한, 송신부(140)는 수신부(120)가 종단 송신 스위치로부터 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 수신된 연결 해지 요청에 대응하여 해당 트래픽의 전송에 활용된 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 9에 도시된 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 앞서 설명된 제어 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 제어 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 단계 S11에서 오프셋 설정부(110)는 (a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정할 수 있다.
다음으로, 단계 S12에서 수신부(120)는 (b) 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 종단 수신 스위치 측으로 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신할 수 있다.
다음으로, 단계 S13에서 분석부(130)는 (c) 단계 S11에서 복수의 링크 각각에 대하여 설정된 오프셋에 기초하여 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행할 수 있다.
다음으로, 단계 S14에서 송신부(140)는 (d) 설정된 전송 경로 및 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 전송 경로에 포함된 스위치에 전송할 수 있다.
다음으로, 단계 S15에서 수신부(120)는 종단 송신 스위치로부터 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하고, 송신부(140)는 연결 해지 요청에 대응하여 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S15는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 10은 본원의 제1실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 10에 도시된 본원의 제1실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스는 앞서 설명된 제어 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 제어 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 10에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 단계 S1311에서 경로 설정부(131)는 (c1) 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.
다음으로, 단계 S1312에서 경로 설정부(131)는 (c2) 단계 S1311에서 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정할 수 있다.
다음으로, 단계 S1313에서 경로 설정부(131)는 (c3) 후보 경로에 포함된 링크의 오프셋에 기초하여 후보 경로가 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 후보 경로를 전송 경로로 선택할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S1311 내지 S1313는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 11은 본원의 제2실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스에 대한 세부 동작 흐름도이다.
도 11에 도시된 본원의 제2실시예에 따른 전송 경로 설정 및 슬롯 할당 프로세스는 앞서 설명된 제어 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 제어 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 10에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 단계 S1321에서 경로 설정부(131)는 (c1') 네트워크 내의 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집할 수 있다.
다음으로, 단계 S1322에서 경로 설정부(131)는 (c2') 종단 송신 스위치로부터 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지할 수 있다.
다음으로, 단계 S1323에서 경로 설정부(131)는 (c3') 단계 S1322에서 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 슬롯 정보에 기초하여 파악할 수 있다.
다음으로, 단계 S1324에서 경로 설정부(131)는 (c4') 단계 S1323의 판단 결과 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S1321 내지 S1324는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
지금까지 상술한 제어 장치(100) 및 복수의 스위치를 포함하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템에 대한 설명은, 본원의 구현예에 따라서, 하기에서 서술하는 중앙제어기와 스위치들, 스위치들을 연결하는 링크들로 이루어지는 네트워크에 대한 설명을 통해서 이해될 수 있다. 따라서, 이하, 생략된 내용이라고 하더라도 상술한 제어 장치(100) 및 복수의 스위치를 포함하는 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템에 대하여 설명된 내용은 하기의 중앙제어기와 네트워크의 운용 방식에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다. 달리 말해, 전술한 제어 장치(100)는 이하에서 설명하는 중앙제어기와 동등한 구성일 수 있다.
본 발명에서 고려하는 네트워크는 스위치들과 이 스위치들을 연결하는 링크들 그리고 중앙제어기로 이루어진다. 스위치에는 다수의 입력 포트와 출력 포트가 존재하고, 어떤 스위치의 출력 포트를 통해 전송된 데이터는 출력 포트에 연결된 링크를 통해 다른 스위치의 입력 포트로 전달된다. 모든 스위치들은 네트워크의 기준 시간에 동기화가 되어 있다. 스위치는 수신 링크로부터 수신한 데이터를 일단 큐에 저장한 다음 송신 링크에서 전송하는 store-and-forward 방식이나 한 패킷의 일부를 수신한 이후에 바로 송신 링크로 전송하는 cut-through forwarding 방식으로 동작할 수 있다. 각 링크에서는 주기적인 저지연 트래픽 전송을 위하여 주기적인 전송구간을 정의하고 이 전송구간에서 저지연 트래픽을 전송한다. 종단간 트래픽들에 대하여 다양한 전송 주기가 존재하는 경우에, 주기적 전송 구간의 주기는 종단간 트래픽들의 전송 주기들을 대표할 수 있도록 설정될 수 있다.
시스템의 구성 요소 중 하나인 중앙제어기는 네트워크내의 각 스위치들의 전송 링크에서의 전송 구간 시작시점 지연 오프셋 값을 결정하여 스위치들에게 알려준다. 또한 종단간 연결 요청을 받으면, 사용 가능한 종단간 전송 경로들을 탐색하고, 각 전송 경로를 구성하는 링크들의 주기적인 전송 구간 내에 해당 연결을 위해 할당할 전송 슬롯을 결정한다. 중앙제어기는 네트워크내의 모든 링크들에서의 전송 구간의 슬롯 할당 내역을 수집하여 파악한다. 사용 가능한 전송 경로는 해당 전송 경로를 구성하는 링크들 모두에서 각 링크의 주기적 전송 구간에 해당 연결을 위한 데이터 전송 슬롯들이 할당될 수 있는 경로이다. 어떤 종단간 연결의 트래픽을 위한 전송 슬롯의 예약은 경로를 구성하는 링크들의 주기적 전송 구간들 내에서 이루어지며 각 전송 구간들에서 상대적으로 동일한 시점에서 이루어진다. 중앙제어기가 어떤 종단간 전송 연결을 위하여 경로와 경로상의 슬롯을 스케줄링하면 이를 종단간 경로 상에 존재하는 스위치들에 통지한다. 통지받은 해당 스위치들은 경로 상의 송신 링크에 해당 데이터 전송을 위한 슬롯을 설정, 예약하고 슬롯 할당 정보를 테이블에 저장한다. 또한 중앙제어기는 각 스위치의 자손 스위치들이 무엇인지 파악한다. 이 때 자손과 조상 스위치 관계는 스패닝 트리에 기반하고 네트워크의 링크들을 이용하여 설정한다.
[1. 스패닝 트리 레벨에 기반한 차별적인 주기적 전송구간 시작 시점 결정과 이에 따른 종단간 전송 지연의 계산.]
본 발명의 내용인 주기적 전송구간의 차별적인 시작 시점의 결정은 다음과 같이 이루어진다. 본 발명에서는 스위치들 사이의 링크마다 기준 시간 대비 시작 시간 오프셋 값을 부여받는다. 도 6은 링크들에 부여된 시작 시간 오프셋 값들의 예를 보인 것이다. 전송구간의 시작 시점 오프셋 값을 결정하기 위해서 네트워크의 중앙 제어기는 스패닝 트리를 구성한다. 스패닝 트리의 구성은 기존에 알려진 방식들 중 하나를 사용할 수 있다. 스패닝 트리가 구성되면, 네트워크의 각 스위치는 트리 상의 레벨 값을 부여받는다. 예를 들어서 루트 노드인 스위치의 레벨은 0이고 부모 노드의 자식 노드들은 부모 노드의 레벨보다 1만큼 증가한 레벨 값을 부여받는다. 스위치들의 레벨이 정해지면 이로부터 스위치들을 잇는 링크들의 시간 오프셋 값들을 정한다. 두 스위치를 연결하는 링크의 전송구간의 시작 시점 오프셋은 링크의 전송 스위치의 스패닝 트리 상에서의 레벨에 의해서 결정된다. 예를 들어서 스패닝 트리의 최대 레벨이 H인 경우에 링크의 전송 스위치 레벨이 i이고 수신 스위치 레벨이 i보다 작은 상향 링크의 경우 즉 스패닝 트리의 루트 방향으로의 링크인 경우, 해당 링크의 시간 오프셋은 (H-i)D가 될 수 있다. 여기서 D는 시간 오프셋의 기본 단위이며, 이 값은 store-and-forwarding 방식에서는 스위치가 한번에 전송할 수 있는 데이터 패킷 전송시간의 최대값 이상이 되어야 하고, cut-through forwarding 방식에서는 데이터 패킷의 헤더 처리 시간 이상이 되어야 한다. 스패닝 트리의 가장 최대 레벨 스위치로부터 송신되는 링크의 전송 구간 시작 시점이 기준 시점이 된다. 만일 링크의 전송 스위치 레벨 i가 수신 스위치 레벨보다 낮은 하향 링크의 경우에 해당 링크의 시간 오프셋은 (H+i)D가 될 수 있다. 만일 링크의 송신 스위치 레벨과 수신 스위치 레벨이 i로 동일한 경우에는 해당 링크의 시간 오프셋은 임의로 잡을 수 있는데, 예를 들어서 해당 링크의 송신 스위치로부터 출발하는 상향링크의 시간 오프셋인 (H-i)D도 가능하며 또한 해당 링크의 수신 스위치로 들어오는 하향링크의 시간 오프셋도 가능하다. 링크들의 전송 시간 오프셋이 정해지면, 각 링크의 전송 구간의 시작점은 네트워크 전체의 기준 시간에 해당 링크의 전송 시간 오프셋만큼 지연되어서 시작한다. 링크의 송수신 스위치들의 레벨차이가 1인 링크로써 스패닝 트리를 구성하는 링크를 스패닝(spanning) 링크라고 한다. 링크의 송수신 스위치들의 레벨차이가 1보다 큰 링크들은 스키핑(skipping) 링크라고 한다. 링크의 송수신 스위치들의 레벨이 동일한 링크들은 형제(sibling) 링크라고 한다. 레벨 차이가 1인 스위치들을 연결하지만 스패닝 링크에 속하지 않는 링크들은 보조(auxiliary) 스패닝 링크이다. 형제 링크는 지연 형제 링크와 비지연 형제 링크로 이루어진다. 지연 형제 링크는 종단간 경로에 포함되면 지연 형제 링크를 포함하지 않는 종단간 경로에 비해서 종단간 지연이 증가하는 형제 링크이고, 비지연 형제 링크는 종단간 경로에 포함되더라도 종단간 지연을 추가적으로 증가시키지 않는 형제 링크이다.
링크의 전송 구간의 시작시점이 네트워크 전체의 기준 시간에서 해당 링크의 전송 시간 오프셋만큼 지연되어서 시작하는 경우에, 종단간 경로를 구성하는 링크들의 전송구간들 내 동일한 슬롯 위치에서 해당 종단간 연결의 트래픽이 전송될 수 있다. 이는 전술한 도 4와 도 5에서 보여진다. 이에 따라 각 스위치에서의 전송지연은 수신 링크와 송신 링크의 전송구간 시작 시점의 시간 오프셋 차이와 동일해질 수 있고, 종단간 전송 지연은 종단간 경로를 구성하는 링크들의 시간 오프셋들의 누적 값이 될 수 있다.
어떤 종단간 연결의 두 종단 스위치 각각의 스패닝 트리 레벨이 i와 j이고, 두 종단 스위치가 이웃하는 스위치가 아닌 경우에, 종단간 경로가 스패닝 링크, 보조 스패닝 링크, 스키핑 링크, 형제링크로 이루어지면 종단간 전송 지연은 고정적으로 정해질 수 있으며 그 값의 최대값은 예를 들어서 (i+j-1)*D이 될 수 있다.
스패닝 링크 또는 보조 스패닝 링크 또는 스키핑 링크로 이루어진 고정지연 종단간 경로는 종단 송신 스위치 이후의 루트 방향으로의 상향 링크들을 따라가다가 종단 수신 스위치의 조상 노드에 도달하면 이후 종단 수신 스위치까지 이어지는 연속된 하향링크들로 이루어진다. 한편 이러한 종단간 경로를 구성하는 연속된 상향링크들에 속한 어떤 스위치와 경로를 구성하는 하향링크들의 어떤 중간 스위치를 잇는 링크가 존재하고 이 두 스위치가 동일 레벨에 있다면, 두 스위치를 연결하는 링크는 특별히 비지연 형제 링크라고 한다.
즉, 종단 송신 스위치부터 시작하는 연속된 상향 링크 이후에 형제 링크를 통과하고 그 이후 종단 수신 스위치까지 하향링크를 거쳐가면 이 형제 링크로 인한 지연 추가는 형제 링크를 사용하지 않은 경우에 비해서 없다. 따라서 이러한 특성을 가지는 경로상의 형제링크를 비지연 형제 링크(nondelaying sibling link)라고 한다. 비지연 형제링크는 종단간 경로 중에 형제 링크가 한번만 사용되고, 형제링크의 수신단은 항상 수신 종단 노드의 조상 노드여야 하고, 이에 따라서 비지연 형제링크의 수신 노드는 다음 이어지는 링크를 수신 종단 노드를 향하는 하향링크로 잡을 수 있어야 한다. 한편 스위치의 조상 스위치는 자기 자신을 포함한다.
형제 링크들 중에서 비지연 형제링크를 제외한 형제 링크를 지연 형제링크라고 한다. 지연 형제링크를 포함한 종단간 경로 설정도 가능하나, 지연 형제링크를 경로상에 하나 포함할 때마다 전송 지연은 최대 시작시점 오프셋만큼 증가한다. 종단간 지연 요구치가 충분히 여유가 있을 때는 지연 형제링크를 포함하여 종단간 경로를 설정할 수 있다. 지연 형제 링크와 비지연 형제 링크를 이용한 종단간 경로의 예들은 전술한 도 7에 나타나있다. 구체적으로, 도 7의 (a) 형제링크를 사용하지 않고, 스패닝 링크, 보조 스패닝 링크 등만 사용한 종단간 경로 설정의 예를 보인다. 도 7의 (b)는 비지연 형제링크를 추가로 사용하는 경우의 종단간 경로 설정의 예를 보인다. (a)와 (b)의 종단간 지연 값은 동일하다. 도 7의 (c )는 지연 형제 링크를 사용하는 경우의 종단간 경로 설정의 예를 보인다. 하나의 지연 형제 링크를 사용할 때마다 전송구간의 주기인 Z만큼의 추가적인 지연이 발생함을 보인다.
[2. 고정적 종단간 저지연을 위한 종단간 경로 및 슬롯 할당 방법]
고정적인 종단간 저지연 전송을 위하여, 종단간 송수신 스위치들 사이에서 여러 스패닝 링크, 보조 스패닝 링크, 스키핑 링크, 형제 링크들을 이용하여 종단간 경로를 설정하고 이 경로상의 링크들의 전송 구간 내에 슬롯을 할당해야 한다. 이 때 종단간 최소 저지연 전송을 위해서는 비지연 형제 링크들을 사용할 수 있다.
종단간 경로를 구성하기 위하여 중앙제어기는 먼저 각 스위치의 스패닝 트리에 기반한 자손 노드들이 무엇인지 파악한다. 이 때, 스패닝 링크뿐 아니라, 스키핑 링크와 보조 스패닝 링크로 연결된 스위치들도 그 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 있으면 자손 관계에 있다고 본다.
(1) 종단간 경로들의 설정 후 슬롯 할당 방식
이 방식에서는 종단간 경로와 슬롯 할당은 두 단계로 이루어진다. 먼저 링크들의 슬롯 사용 현황을 고려하지 않고 모든 종단간 연결들에 대하여 종단간 경로를 선택하고, 이 후 각 링크에 할당된 종단간 연결들을 위하여 링크의 주기적 전송구간에서 슬롯을 할당한다. 이러한 과정은 도 12에 나타나 있다.
이 경우 종단간 경로 구성 방법은 다음과 같다. 종단 송신 스위치로부터 스패닝 트리의 루트 노드 방향으로 가는 연속된 상향 링크들로 경로를 구성한다. 상향 링크를 따라 올라가다가 종단 수신 스위치의 조상 노드인 스위치를 만나면, 그 때부터 경로에 종단 수신 스위치를 향한 하향링크를 추가한다. 이 하향링크는 종단 목적 스위치에 도착할 때까지 계속된다. 이 때 상향 링크와 하향 링크는 스패닝 링크만 이용할 수도 있고, 보조 스패닝 링크와 스키핑 링크들도 이용할 수도 있다.
한편 종단간 경로 구성에 비지연 형제 링크를 포함시킬 수 있다. 상향 경로 상의 스위치 중 자신의 형제링크의 수신 스위치가 종단 목적지의 조상 노드이면, 더 이상의 상향경로 이용을 중지하고, 해당 형제링크를 경로에 포함시킨다. 이 형제링크는 비지연 형제링크이다. 이 후 비지연 형제링크의 수신스위치부터 종단 목적지를 향하는 하향 경로를 경로에 포함한다. 다양한 경로들이 존재하는 상황에서 종단간 경로를 선택하는 기준은 다양하게 존재할 수 있으며, 한 예로 종단간 최소 홉수를 가지는 경로를 선택할 수 있다.
종단간 경로 구성에 지연 형제링크를 포함할 수도 있다. 이 경우에 지연 형제링크를 포함하지 않는 경우에 비해서 종단간 지연은 더 증가한다.
모든 종단간 경로들이 설정된 이후 각 링크에서의 슬롯 할당은 다음과 같이 수행될 수 있다. 이 때 종단간 연결을 위한 경로를 구성하는 링크들에서 이 링크들의 주기적 전송구간들 내의 동일 슬롯 위치에서 슬롯을 할당한다. 이를 위하며 먼저 종단간 연결의 전송 경로에 따라서 각 링크에서 전송해야 하는 종단간 연결들과 그 전송 데이터량들에 대한 정보를 수집한다. 네트워크 내의 링크들 중에서 가장 우선순위가 높은 링크를 선택하고 이 링크에서 슬롯이 아직 할당 되지 않은 종단간 연결들 중 가장 우선순위가 높은 종단간 연결 트래픽에 대해서 슬롯 할당을 수행한다. 이 때 해당 종단간 연결을 수용하는 모든 링크에서도 동일한 전송구간 내 위치에서 슬롯 할당이 이루어진다. 우선순위의 결정 기법은 다양하게 이루어질 수 있다. 예를 들어서 링크의 우선순위는 현재 미스케줄링 된 트래픽양에 의해서 결정될 수 있다. 한번에 하나의 종단간 연결에 대하여 슬롯 할당을 수행하고 이러한 과정을 모든 연결에 대하여 슬롯 할당이 완료될 때까지 반복한다.
(2) 순차적인 종단간 경로 및 슬롯 할당 방식
모든 종단간 연결들을 한꺼번에 모두 고려하여 경로 및 슬롯 할당을 하지 않고, 종단간 연결 요청들이 시간차를 두고 순차적으로 발생하는 경우에 순차적인 (on-line) 경로 및 슬롯 할당을 할 수 있다. 이러한 과정은 도 13에 나타나있다.
경로 및 슬롯 할당을 위하여, 먼저 각 링크의 전송구간에서 할당 가능한 빈 슬롯들에 대한 정보를 파악한다. 그리고 각 스위치의 각 자손 스위치까지의 할당 가능한 빈 슬롯 정보를 파악하고 이들을 경로 및 슬롯 할당에 사용한다.
송신 종단 스위치로부터 상향 링크들을 탐색하면서 만나는 링크들의 할당가능 슬롯 정보를 이용하여 송신 종단 스위치부터 상향 링크상의 스위치들까지의 누적 사용가능 슬롯 정보들을 갱신한다. 상향 링크상의 스위치들 중에서 종단 수신 스위치의 조상인 스위치를 만나면 이를 변곡 스위치라고 한다. 특정 변곡 스위치의 자손인 종단 수신 스위치까지의 할당 가능한 빈 슬롯 정보와 송신 종단 스위치로부터 이 변곡 스위치까지의 탐색 과정에서 파악한 할당 가능한 누적 빈 슬롯 정보를 이용하여 송신 종단 스위치로부터 이 변곡 스위치를 거쳐서 종단 수신 스위치까지 가는 경로상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지를 파악한다.
만일 해당 경로상에 빈 슬롯이 존재하면, 고려중인 변곡 스위치부터 종단 수신 스위치까지의 하향링크를 순차적으로 검색하면서 최종적으로 종단 수신 스위치까지의 경로와 슬롯을 할당한다. 이때 변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치까지의 여러 할당 가능한 경로들과 슬롯들 중에서 할당할 경로와 이 경로상의 슬롯을 할당하는 것은 여러 가지 기준이 있을 수 있으며, 예를 들어서 할당 가능한 슬롯이 존재하는 경로들 중에서 최소 홉수에 해당하는 경로를 선택할 수 있다.
만일 종단간 연결에서 요구하는 전송량의 요구치보다 슬롯 할당이 부족하면 부족한 슬롯을 채우기 위하여 송신 종단 스위치부터의 경로 및 슬롯 할당 탐색 과정을 다시 반복한다. 이로써 종단간 연결을 위하여 다중의 경로가 할당 될 수 있다.
변곡 스위치로부터 종단 수신 스위치까지의 경로와 슬롯이 할당되면, 변곡 스위치부터 종단 수신 스위치까지의 빈 슬롯 정보를 갱신하고 이후의 경로 및 슬롯 탐색과정에서 사용한다.
고정적인 종단간 지연을 달성하기 위한 경로 탐색 시 상향 링크의 변곡 스위치 탐색은 두 가지로 이루어진다. 종단 송신 스위치의 조상 스위치이면서 종단 수신 스위치의 조상인 스위치는 변곡 스위치가 될 수 있으며, 또한 종단 송신 스위치의 조상 스위치와 1 홉 형제 링크로 연결되면서 종단 수신 스위치의 조상인 스위치도 변곡 스위치가 될 수 있다.
[3. 종단간 경로 및 슬롯 할당/해지를 위한 중앙제어기와 스위치들 사이의 메시지 교환]
도 14는 종단간 저지연 전송 경로의 중앙 집중식 설정시 본 발명에서 제안하는 중앙제어기와 종단 스위치와 경로 스위치들 사이의 신호 메시지의 흐름을 나타낸 것이다. 중앙 제어기는 네트워크 링크들의 주기적 전송 구간에서의 슬롯 할당 정보를 보유하고 있다. 신호 메시지들과 관련된 동작에 대한 상세한 설명은 아래와 같다. 1) 데이터를 송신하는 종단 스위치는 제어기에 수신 스위치까지의 경로 및 슬롯 할당을 요청하는 메시지는 보낸다. 이 메시지의 구성요소는 수신단 스위치와 종단간 전송 지연의 요구치, 전송 데이터의 주기, 한 주기당 전송 데이터 양을 포함한다. 2) 중앙 제어기는 종단 스위치로부터의 요청을 받으면, 보유한 링크들의 슬롯 할당 정보를 이용하여 종단간 경로와 이 경로를 구성하는 링크들에서의 할당할 슬롯을 결정한다. 3) 중앙 제어기는 결정한 종단간 경로상의 스위치들과 수신 종단 스위치에 슬롯 할당 정보를 전송한다. 4) 슬롯 할당 메시지를 수신한 스위치들은 이에 대한 가능여부를 응답메시지를 통해서 다시 중앙 제어기에 전송한다. 5)경로상의 모든 스위치들에서 응답 메시지를 받은 중앙 제어기는 송신 종단 스위치에게 경로 설정 완료 메시지를 전송한다. 6) 송신 종단 스위치는 종단간 경로 상의 이웃 스위치에게 슬롯 예약 메시지를 보내고 이 메시지에는 종단간 경로 id와 경로상의 스위치 정보를 포함한다. 해당 메시지를 받은 스위치는 해당 링크의 슬롯을 최종적으로 예약한다. 이어서 해당 경로 상의 다음 스위치에게 동일한 메시지를 전송하고 이는 최종적으로 수신 종단 스위치까지 전달된다. 7) 수신 종단 스위치는 슬롯 예약 완료 메시지를 이전 스위치에게 전송하고, 이는 송신 종단 스위치까지 연속된다. 8) 송신 종단 스위치는 데이터 전송을 시작한다. 이러한 메시지들의 흐름의 일부는 생략될 수 있다.
도 15는 데이터 전송이 끝난 이후에 할당된 슬롯들을 해지하기 위한 신호 메시지들의 흐름을 나타낸다. 신호 메시지들과 관련된 동작에 대한 상세한 설명은 아래와 같다. 1) 송신 종단 스위치는 데이터 전송을 중지하게 되면, 제어기에 연결 해지 요청 메시지를 보낸다. 2) 제어기는 경로상의 스위치들과 수신 종단 스위치에 이 연결에 할당된 슬롯들을 해지한다는 슬롯 해지 메시지를 보낸다. 3) 슬롯 해지 메시지를 받은 스위치들은 슬롯 해지 응답 메시지를 제어기에 보낸다. 4) 제어기는 모든 관련 스위치들로부터 슬롯 해지 응답 메시지를 받으면 경로 슬롯 관리 테이블을 갱신하고 5)제어기는 송신 종단 스위치에 연결 해지 응답 메시지를 보낸다.
한편, 전술한 도 4를 참조하면, 스위치가 store and forwarding 방식으로 동작하는 경우에 스위치의 수신 링크의 전송 구간의 시작 시점보다 송신 링크의 전송 구간의 시작 시점이 데이터 패킷의 최대 전송시간 이상의 시간 오프셋만큼 지연되면, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 내의 동일 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 보여주는 그림이다. 전술한 도 5를 참조하면, 스위치가 수신 링크에서 완전한 패킷 수신 완료 이전에 패킷 수신을 하면서 해당 패킷을 송신 링크에서 전송하는 cut-through forwarding을 하는 경우에 수신 링크의 전송 구간 시작 시점과 송신 링크의 전송 구간 시작 시점이 cut-through forwarding을 위해 필요한 헤더 처리 시간 이상 지연되는 경우에, 수신 링크의 전송 구간과 이에 대응하는 송신 링크의 전송 구간 모두의 동일한 슬롯 위치에서 동일 데이터 패킷의 수신과 송신이 이루어질 수 있음을 보여주는 그림이다.
전술한 도 4 및 도 5에 따르면, 수신 링크와 송신 링크의 주기적 전송 구간의 시작 시점이 미리 정해진 값만큼 지연 될 수 있다면, 종단간 경로의 링크 스케줄링의 경우의 수는 크게 줄어들 수 있음을 확인할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치
110: 오프셋 설정부
120: 수신부
130: 분석부
131: 경로 설정부
132: 슬롯 할당부
140: 송신부

Claims (20)

  1. 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법에 있어서,
    (a) 복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 단계;
    (b) 상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 단계; 및
    (c) 상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 단계,
    를 포함하는, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하는 단계; 및
    (a2) 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정하는 단계,
    를 포함하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (a2) 단계는,
    상기 복수의 링크 각각에 대한 상기 제2오프셋을 해당 링크에 대한 상기 제1오프셋 대비 큰 값으로 결정하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 링크는, 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 상기 스패닝 트리를 이루는 링크인 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1이되 상기 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크 및 상기 레벨 차이가 0인 형제 링크를 포함하고,
    상기 (c) 단계는,
    상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  6. 제5항에 있어서
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계;
    (c2) 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하는 단계; 및
    (c3) 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택하는 단계,
    를 포함하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (c1) 단계는,
    상기 상향 링크로 연결된 스위치 및 해당 스위치에 대하여 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 차이가 0인 형제 링크로 연결된 스위치 중에서 상기 조상 스위치를 탐지하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1') 상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하는 단계;
    (c2') 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하는 단계;
    (c3') 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하는 단계; 및
    (c4') 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행하는 단계,
    를 포함하는, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    (d) 상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 단계,
    를 더 포함하고,
    상기 결과 정보를 수신한 스위치는 상기 전송 경로 상의 이웃 스위치로 슬롯 예약 메시지를 전송하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    (e) 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하고, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송하는 단계,
    를 더 포함하는 것인, 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법.
  11. 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색을 수행하는 제어 장치에 있어서,
    복수의 스위치 및 복수의 링크를 포함하는 네트워크에 대하여 상기 복수의 링크 각각의 주기적 전송 구간의 시작점에 대한 오프셋을 설정하는 오프셋 설정부;
    상기 복수의 스위치 중 종단 송신 스위치로부터 상기 복수의 스위치 중 종단 수신 스위치 측으로 상기 네트워크를 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 수신하는 수신부; 및
    상기 오프셋에 기초하여 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 전송 경로 설정 및 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대한 슬롯 할당을 수행하는 분석부,
    를 포함하는, 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 오프셋 설정부는,
    상기 네트워크에 대한 스패닝 트리를 생성하고, 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 한 쌍의 스위치 각각의 상기 스패닝 트리 상에서의 레벨 정보에 기초하여 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 상향 링크의 제1오프셋 및 상기 복수의 링크 각각에 대응하는 하향 링크의 제2오프셋을 결정하는 것인, 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 링크는, 송신 스위치와 수신 스위치의 레벨 차이가 1이고, 상기 스패닝 트리를 이루는 링크인 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1이되 상기 스패닝 트리에 속하지 않는 보조 스패닝 링크, 상기 레벨 차이가 1보다 큰 링크인 스키핑 링크 및 상기 레벨 차이가 0인 형제 링크를 포함하고,
    상기 분석부는,
    상기 스패닝 링크, 상기 보조 스패닝 링크, 상기 스키핑 링크 및 상기 형제 링크를 포함하도록 상기 전송 경로를 설정하는 경로 설정부,
    를 포함하는 것인, 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 슬롯의 전송 구간 내의 상대적 위치가 동등하도록 상기 전송 경로에 포함된 링크 각각에 대하여 상기 슬롯을 할당하는 슬롯 할당부,
    를 더 포함하는 것인, 제어 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 경로 설정부는,
    상기 종단 송신 스위치로부터 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치에 도달하는 후보 경로를 결정하고, 상기 후보 경로에 포함된 링크의 상기 오프셋에 기초하여 상기 후보 경로가 상기 종단간 연결 요청에 대응하는 트래픽 전송 요구치를 만족하는지 여부에 기초하여 상기 후보 경로를 상기 전송 경로로 선택하는 것인, 제어 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 경로 설정부는,
    상기 복수의 링크 각각에 대하여 각 링크의 전송 구간에서 할당 가능한 빈 슬롯에 대한 정보를 포함하는 슬롯 정보를 수집하고, 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 슬롯 정보를 고려하여 상향 링크를 따라 탐색하면서 상기 종단 수신 스위치의 조상 스위치를 탐지하고, 상기 탐지된 조상 스위치를 변곡 스위치로 하여 상기 변곡 스위치로부터 상기 종단 수신 스위치를 향하는 경로 상에 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하는지 여부를 상기 슬롯 정보에 기초하여 파악하고, 상기 할당 가능한 빈 슬롯이 존재하면, 상기 변곡 스위치로부터 하향 링크를 따라 탐색하면서 상기 슬롯 정보에 기초하여 경로 설정 및 슬롯 할당을 수행하는 것인, 제어 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 설정된 전송 경로 및 상기 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 전송 경로에 포함된 스위치에 전송하는 송신부,
    를 더 포함하고,
    상기 송신부는,
    상기 수신부가 상기 종단 송신 스위치로부터 상기 트래픽의 전송을 종결하는 연결 해지 요청을 수신하면, 상기 연결 해지 요청에 대응하여 상기 전송 경로 상의 스위치로 슬롯 해지 메시지를 전송하는 것인, 제어 장치.
  18. 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 기반의 통신 시스템으로서,
    제11항에 따른 제어 장치; 및
    종단 수신 스위치 측으로 상기 통신 시스템을 통해 소정의 트래픽을 전송하기 위한 종단간 연결 요청을 상기 제어 장치로 전송하는 종단 수신 스위치를 포함하는 복수의 스위치,
    를 포함하는, 통신 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 스위치 중 상기 제어 장치에 의해 설정된 전송 경로에 포함된 스위치는 상기 전송 경로 및 상기 제어 장치의 슬롯 할당의 결과를 포함하는 결과 정보를 상기 제어 장치로부터 수신하고, 상기 전송 경로 상의 이웃 스위치 각각에 대하여 슬롯 예약 메시지를 전송하는 것인, 통신 시스템.
  20. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.
KR1020210111638A 2020-10-30 2021-08-24 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치 KR102590563B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2021/014182 WO2022092632A2 (ko) 2020-10-30 2021-10-14 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200143494 2020-10-30
KR1020200143494 2020-10-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220058404A true KR20220058404A (ko) 2022-05-09
KR102590563B1 KR102590563B1 (ko) 2023-10-17

Family

ID=81582773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210111638A KR102590563B1 (ko) 2020-10-30 2021-08-24 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102590563B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190063388A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 한국항공대학교산학협력단 종단간 저지연 전송을 위한 종단간 전송 경로 및 전송 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 노드 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190063388A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 한국항공대학교산학협력단 종단간 저지연 전송을 위한 종단간 전송 경로 및 전송 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 노드 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
`Multiple Two-Way Time Message Exchange (TTME) Time Synchronization for Bridge Monitoring Wireless Sensor Networks', Sensors, Volume 17, Issue 5, 2017.* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102590563B1 (ko) 2023-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101843239B1 (ko) 소프트웨어 정의 프로토콜 스택을 제공하기 위한 시스템 및 방법
CN100596102C (zh) 最小化路径抢占代价的标签交换路径建立方法
US7233574B2 (en) Multi-path dynamic routing algorithm
KR102658049B1 (ko) 무선 센서 네트워크에서 자원 할당 방법 및 노드 장치
US9100347B2 (en) Method of burst scheduling in a communication network
JP6356285B2 (ja) 産業応用のためのコンテンツ中心クロスレイヤスケジューリング
Ahmed et al. RPR-EPON-WiMAX hybrid network: A solution for access and metro networks
US20220150159A1 (en) Control device, switch device and methods
US20230388894A1 (en) Method and apparatus for packet rerouting
CN109040865B (zh) 一种卫星光突发交换冲突消解调度实现系统及方法
EP2750341A1 (en) Communication system, communication path establishing method and management server
US8665755B2 (en) Communication device, communication system, and route allocation method
JP4546138B2 (ja) 通信ネットワークにおいてデータのバーストを送信用にスケジューリングする方法
JP2006287549A (ja) 帯域制御方法およびそれを利用したｍｐｌｓルータ
CN110892687B (zh) 多级资源预留
KR20220058404A (ko) 종단간 주기적 저지연 트래픽 전송을 위한 오프셋 기반의 전송 경로 및 슬롯 탐색 방법과 그를 수행하는 제어 장치
EP2034669A1 (en) Method for determining the distance between a route and a node of a possible parallel route for data transmission
Gao et al. Improving fairness with novel adaptive routing in optical burst-switched networks
JP6633502B2 (ja) 通信装置
El Khoury et al. Dynamic retransmission limit scheme for routing in multi-hop ad hoc networks
CN116319549B (zh) 分布式流量调度方法及装置
US20220417830A1 (en) Message passing system for the allocation of resources in data networks
JP6303750B2 (ja) 中継ノード，中継ノードの帯域予約支援方法，及びネットワークシステム
Saravanan et al. Dynamic Channel Assignment and Gateway Load Balanced Routing for Multi-Channel Wireless Mesh Networks
KR100590773B1 (ko) ＤＷＤＭ 망 시스템에서 광 교환기 및 ＱｏＳ-기반 라우팅및 파장할당 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant