KR20230161335A - Method and apparatus for on-time packet forwarding based on resource - Google Patents

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KR20230161335A
KR20230161335A KR1020230031708A KR20230031708A KR20230161335A KR 20230161335 A KR20230161335 A KR 20230161335A KR 1020230031708 A KR1020230031708 A KR 1020230031708A KR 20230031708 A KR20230031708 A KR 20230031708A KR 20230161335 A KR20230161335 A KR 20230161335A
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유연철
정태식
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 개시(disclosure)는 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달 방법에 있어서, 경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하는 과정과, 마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하는 과정과, 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정과, 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 마지막 노드가 최종적으로 보장할 수 있다.This disclosure relates generally to communication systems, and more specifically to a time-sensitive packet delivery method that guarantees the maximum/minimum delay requirements of a service, receiving link and node delay information and node buffer resource information on the path. A process of calculating the local delay budget that other nodes must guarantee based on the buffer resource information of the last node, a process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget, and Within the local delay budget After nodes transmit packets, the last node can ultimately guarantee the remaining delay budget.

Description

리소스 기반 온타임 패킷 전달 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ON-TIME PACKET FORWARDING BASED ON RESOURCE}Resource-based on-time packet forwarding method and device {METHOD AND APPARATUS FOR ON-TIME PACKET FORWARDING BASED ON RESOURCE}

본 개시(disclosure)는 이더넷, IP, MPLS 등과 같은 패킷 네트워크에서, 트래픽이 네트워크를 통해 전달되는데 소용되는 지연 시간을 보장하기 위한 시간확정형 패킷 전달 방법에 관한 것으로, 명확한 리소스 정보를 기반 최대/최소 지연시간을 보장하는 패킷 전달 방법 및 장치에 관한 것이다.This disclosure relates to a time-determined packet delivery method in packet networks such as Ethernet, IP, MPLS, etc., to ensure the delay time required for traffic to be delivered through the network, based on clear resource information. This relates to a packet delivery method and device that guarantees delay time.

최근 네트워크 기술 분야에서는 일반 관리 트래픽과 실시간 원격 제어 트래픽 등의 시간 민감형(시민감) 트래픽을 단일 네트워크에서 동시에 수용할 수 있는 산업 융합 네트워크 기술에 대한 연구개발이 진행 중이다. Industry 4.0의 응용에서는 로봇, 머신 등의 원격 제어를 통한 산업 자동화, 분산 제조 등을 위해 제어 및 원격 측정 데이터가 목표로 하는 결정적 시간에 맞춰 전달되어야 한다.Recently, in the network technology field, research and development is underway on industrial convergence network technology that can simultaneously accommodate time-sensitive (citizen) traffic such as general management traffic and real-time remote control traffic in a single network. In the application of Industry 4.0, control and telemetry data must be delivered at the target critical time for industrial automation and distributed manufacturing through remote control of robots, machines, etc.

특히 산업 영역에서의 센서, 로봇, 머신 등의 액츄에이터와 이를 제어하는 프로세스 로직 컨트롤러(PLC; Process Logic Controller)는 일정한 시간 간격으로 측정 데이터와 제어 데이터를 교환하면서 폐쇄형 루프 제어(closed-loop control)의 형태로 정밀하게 공정을 제어한다. 이러한 응용에서는 데이터가 일찍 도착하더라도 정해진 처리 시간까지 기다려야 하며, 이를 위해 각 종단 기기들은 버퍼를 가져야 한다. 데이터가 정해진 처리 시간을 넘겨 늦게 도착할 경우에는 공정이 계획대로 동작하지 않기 때문에 예상되는 최대 지연 시간에 맞춰 폐쇄형 제어 루프의 주기를 늘려야 한다. 이는 결국 제어의 정밀도를 떨어뜨리는 문제를 야기한다. 또한 최대 지연과 최소 지연의 차가 커질수록 각 종단 기기에서의 버퍼 크기가 커져야 하는 문제도 발생한다.In particular, actuators such as sensors, robots, and machines in the industrial area and the process logic controller (PLC) that controls them perform closed-loop control by exchanging measurement data and control data at regular time intervals. The process is precisely controlled in the form of . In these applications, even if data arrives early, it must wait for a set processing time, and for this, each end device must have a buffer. If data arrives late beyond the set processing time, the process does not operate as planned, so the period of the closed control loop must be increased to match the maximum expected delay time. This ultimately causes a problem that reduces control precision. Additionally, as the difference between the maximum delay and minimum delay increases, a problem arises in which the buffer size at each end device must be increased.

위와 같은 응용의 요구사항들을 만족하기 위해서는 기존의 방법대로 단순히 네트워크를 최적화하여 지연을 최소화하는 것만으로는 더 이상 충분하지 않으며, 트래픽이 종단까지 전달되는데 소요되는 지연 시간과 패킷간 지연 편차를 나타내는 지터 등 정량화된 목표 시간을 보장하기 위해 최대/최소 지연 시간을 보장할 수 있어야 한다.In order to meet the requirements of the above applications, it is no longer sufficient to simply optimize the network and minimize delay according to the existing method, and jitter represents the delay time required for traffic to be delivered to the end and the delay deviation between packets. In order to guarantee a quantified target time, the maximum/minimum delay time must be guaranteed.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 서비스 트래픽이 네트워크를 통해 전달되면서 겪는 총 지연 시간이 서비스가 요구하는 정량화된 최대/최소 지연 목표 시간을 만족할 수 있도록 하는 리소스 기반 온타임 패킷 전달을 위한 장치 및 방법을 제공한다.Based on the above-described discussion, this disclosure is a resource-based on-time that ensures that the total delay time experienced by service traffic while being transmitted through the network satisfies the quantified maximum/minimum delay target time required by the service. Provides a device and method for packet delivery.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달 방법은 경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하는 과정과, 마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하는 과정과, 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정과, 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 마지막 노드가 최종적으로 보장하도록 제어하는 방법을 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a time-specific packet delivery method that guarantees the maximum/minimum delay requirements of a service includes a process of receiving link and node delay information and node buffer resource information on the path, and buffer resource information of the last node. A process of calculating the local delay budget that other nodes must guarantee based on, a process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget, and a remaining delay budget after nodes transmit packets within the local delay budget. It may include a method of controlling the last node to finally guarantee.

일 실시 예에 따르면, 마지막 노드의 버퍼 자원 정보는 서비스에 할당된 버퍼 크기와 서비스의 속성에 기반하여 결정될 수 있다.According to one embodiment, the buffer resource information of the last node may be determined based on the buffer size allocated to the service and the properties of the service.

일 실시 예에 따르면, 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정은, 각 노드들이 보장해야 하는 명확한 로컬 지연 버짓의 상한 및 하한을 설정하는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget may include setting clear upper and lower limits of the local delay budget that each node must guarantee.

일 실시 예에 따르면, 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정은, 모든 노드들의 버퍼 자원 정보를 수집하는 과정과, 각 노드의 버퍼 자원을 기반으로 제공할 수 있는 지연 시간을 초과하지 않는 각 노드들의 로컬 지연 버짓을 계산하는 과정을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget includes collecting buffer resource information of all nodes and determining the delay time that can be provided based on the buffer resources of each node. It may include the process of calculating the local delay budget of each node that does not exceed.

일 실시 예에 따르면, 로컬 지연 버짓은 서비스 지연 요구사항을 보장할 수 있도록 네트워크 지연 총합 및 마지막 노드가 보장할 수 있는 지연을 뺀 잔여 지연 시간을 기반으로 결정될 수 있다.According to one embodiment, the local delay budget may be determined based on the total network delay and the remaining delay time minus the delay that the last node can guarantee to ensure service delay requirements.

일 실시 예에 따르면, 잔여 지연 버짓을 마지막 노드가 최종적으로 보장하기 위해, 로컬 지연 버짓의 상한과 하한 내에서 노드들이 패킷을 전송 시 실제 각 노드들이 소비한 지연 정보를 마지막 노드로 전달하는 과정과, 이전 노드들에게 전달받은 실제 지연 정보를 기반으로 잔여 지연 버짓을 식별하는 과정과, 식별된 잔여 지연 버짓을 마지막 노드의 로컬 지연 버짓으로 설정하는 과정을 포함할 수 있다.According to one embodiment, in order for the last node to finally guarantee the remaining delay budget, a process of transmitting delay information actually consumed by each node to the last node when nodes transmit packets within the upper and lower limits of the local delay budget; , It may include a process of identifying the remaining delay budget based on actual delay information received from previous nodes, and setting the identified remaining delay budget as the local delay budget of the last node.

일 실시 예에 따르면, 잔여 지연의 상한이 마지막 노드의 버퍼 자원을 기반으로 제공할 수 있는 최대 지연보다 큰 경우, 마지막 노드의 로컬 지연 버짓 상한을 마지막 노드가 제공할 수 있는 최대 지연으로 결정하는 방법.According to one embodiment, when the upper limit of the remaining delay is greater than the maximum delay that can be provided based on the buffer resources of the last node, a method of determining the local delay budget upper limit of the last node as the maximum delay that the last node can provide .

일 실시 예에 따르면, 서비스의 속성은 패킷 전달 주기, 주기 내에 전달되는 패킷의 수, 패킷 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the properties of the service may include information about the packet delivery period, the number of packets delivered within the period, and the packet size.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달하기 위한 장치에 있어서, 장치는, 송수신부와, 송수신부와 동작 가능하게 연결된 제어부를 포함하고, 제어부는, 경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하고, 마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하고, 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하고, 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 마지막 노드가 최종적으로 보장하도록 제어할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, in a device for time-specific packet delivery that guarantees maximum/minimum delay requirements of a service, the device includes a transceiver and a control unit operably connected to the transceiver, and the control unit. receives link and node delay information and node buffer resource information on the path, calculates the local delay budget that other nodes must guarantee based on the buffer resource information of the last node, and allows nodes to send packets based on the local delay budget. It can be controlled to transmit, nodes transmit packets within the local delay budget, and the last node ultimately guarantees the remaining delay budget.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달하기 위한 SDN 컨트롤러에 있어서, SDN 컨트롤러는, 송수신부와, 송수신부와 동작 가능하게 연결된 제어부를 포함하고, 제어부는, 경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하고, 마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하고, 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하고, 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 마지막 노드가 최종적으로 보장하도록 제어할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, in the SDN controller for time-specific packet delivery that guarantees the maximum/minimum delay requirements of the service, the SDN controller includes a transceiver and a control unit operably connected to the transceiver; , The control unit receives link and node delay information and node buffer resource information on the path, calculates the local delay budget that other nodes must guarantee based on the buffer resource information of the last node, and nodes based on the local delay budget. You can control to transmit packets, control nodes to transmit packets within the local delay budget, and have the last node ultimately guarantee the remaining delay budget.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 확실한 자원 정보를 기반으로 서비스 지연 요구사항을 만족할 수 있는 명확한 로컬 지연 버짓에 따라 각 노드들이 포워딩 함으로써 서비스가 요구하는 온타임 성능을 보장함과 동시에, 중간 노드들에서 서비스의 지연 요구사항 보다 큰 마진으로 패킷 스케쥴링을 가능하게 함으로써, 서비스의 상한 및 하한 요구사항을 엄격하게 준수하면서도 노드의 패킷 스케쥴링 부담을 줄일 수 있다. The apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure ensure the on-time performance required by the service by having each node forward according to a clear local delay budget that can satisfy service delay requirements based on clear resource information. , by enabling packet scheduling at intermediate nodes with a margin larger than the delay requirements of the service, the packet scheduling burden on the nodes can be reduced while strictly complying with the upper and lower bound requirements of the service.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 서비스 지연 요구사항의 상한과 하한 차이가 매우 적거나 심지어는 동일한 경우에도 각 노드의 로컬 지연 버짓 상한과 하한의 편차를 가능한 크게함으로써, 각 노드의 패킷 스케쥴링 부담이 감소할 수 있게 한다.In addition, the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure increase the difference between the local delay budget upper and lower limits of each node as much as possible even when the difference between the upper and lower limits of the service delay requirement is very small or even the same, so that each node This allows the packet scheduling burden to be reduced.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 종래 기술인 CQF 방식의 문제점을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 종래 기술인 SR-TSN 방식의 문제점을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 종래 기술인 LBF 방식의 문제점을 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자원 기반 온타임 포워딩 방식을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 자원 기반 온타임 포워딩 방식의 동작을 도시할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 자원 기반 온타임 포워딩 방식을 확장하는 동작을 도시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러의 동작 방법을 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 SDN 컨트롤러의 구성도를 도시한다.
Figure 1 illustrates problems with the prior art CQF method according to various embodiments of the present disclosure.
Figure 2 illustrates a problem of the SR-TSN method, which is a prior art, according to various embodiments of the present disclosure.
Figure 3 shows problems with the prior art LBF method according to various embodiments of the present disclosure.
Figure 4 illustrates a resource-based on-time forwarding method according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 5 may illustrate the operation of a resource-based on-time forwarding method according to various embodiments of the present disclosure.
FIG. 6 illustrates an operation of expanding a resource-based on-time forwarding scheme according to various embodiments of the present disclosure.
Figure 7 shows a method of operating an SDN controller according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 8 shows a configuration diagram of an SDN controller in a communication system according to various embodiments of the present disclosure.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in the present disclosure are merely used to describe specific embodiments and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field described in this disclosure. Among the terms used in this disclosure, terms defined in general dictionaries may be interpreted to have the same or similar meaning as the meaning they have in the context of related technology, and unless clearly defined in this disclosure, have an ideal or excessively formal meaning. It is not interpreted as In some cases, even terms defined in the present disclosure cannot be interpreted to exclude embodiments of the present disclosure.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.In various embodiments of the present disclosure described below, a hardware approach method is explained as an example. However, since various embodiments of the present disclosure include technology using both hardware and software, the various embodiments of the present disclosure do not exclude software-based approaches.

이하 본 개시는 리소스 기반 온타임 패킷 전달을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 이더넷, IP, MPLS 등과 같은 패킷 네트워크에서, 서비스 트래픽이 네트워크를 통해 전달되면서 겪는 총 지연 시간이 서비스의 지연 시간 요구사항을 만족할 수 있도록 하는 시간확정형 패킷 전달하기 위한 기술을 설명한다.Hereinafter, the present disclosure relates to a method and device for resource-based on-time packet delivery. Specifically, the present disclosure provides a technology for delivering time-specific packets in packet networks such as Ethernet, IP, MPLS, etc., so that the total delay experienced while service traffic is delivered through the network can satisfy the delay time requirements of the service. Explain.

이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.In the following description, terms referring to signals, terms referring to channels, terms referring to control information, terms referring to network entities, terms referring to device components, etc. are used for convenience of explanation. This is exemplified. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms having equivalent technical meaning may be used.

본 개시와 관련된 정량화된 목표 시간을 보장하기 위한 관련 기술로는 IEEE 802.1 TSN (Time-Sensitive Networking) 및 IETF의 DetNet (Deterministic Networking)에서 정의한 시간 확정형 포워딩 기술이 있다. TSN에서 정의한 방식으로는 시간 동기를 기반으로 큐의 출력 시간을 제어하는 TAS (Time Aware Shaper)와 이를 이용한 CQF (Cyclic Queuing and forwarding) 등이 있다. 그러나, 이 방식은 서비스의 트래픽 특성에 따라 정해지는 시간 간격(Time Interval, TI)에 의해 최대 지연과 지연 편차가 결정되므로 네트워크의 종단간 지연 시간을 원하는 대로 제어할 수 없는 문제가 있다. 예를 들어, 도 1은 CQF 방식의 문제점을 상세히 설명한다.Related technologies for ensuring a quantified target time related to this disclosure include time-sensitive forwarding technology defined by IEEE 802.1 TSN (Time-Sensitive Networking) and IETF's DetNet (Deterministic Networking). Methods defined in TSN include TAS (Time Aware Shaper), which controls the queue output time based on time synchronization, and CQF (Cyclic Queuing and forwarding) using this. However, this method has a problem in that the end-to-end delay time of the network cannot be controlled as desired because the maximum delay and delay deviation are determined by the time interval (TI) determined according to the traffic characteristics of the service. For example, Figure 1 details the problems with the CQF scheme.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 종래 기술인 CQF 방식의 문제점을 도시한다.Figure 1 illustrates problems with the prior art CQF method according to various embodiments of the present disclosure.

도 1을 참조하면, CQF 방식은 트래픽 속성에 따라 정해지는 시간 간격값과 경로 상의 홉 수에 의해 최대 지연과 지연 편차가 결정된다. 예를 들어, TI가 125 μs인 경우, 각 노드들은 125 μs 단위로 두개의 큐를 교차하여 트래픽을 저장하고 전송하므로 해당 트래픽의 종단간 최대 지연은 (노드 수 + 1) x 125 μs이고, 최소 지연은 (노드 수 - 1) x 125 μs이며, 지터는 250 μs (2 x 125 μs)가 된다. 그러나 이 값은 트래픽의 속성에 따라 정해지는 TI 값에 의해 결정되는 것으로, 서비스가 요구하는 최대지연과 지연편차와는 무관하다. 따라서, CQF 방식으로는 서비스의 지연 요구사항을 만족시키는데 한계가 있다. TSN의 CQF 방식을 광역망에서 동작하도록 개선하기 위해 DetNet에서 논의되고 있는 T-CQF (Tagged CQF) 방식 역시 동일한 한계를 가진다. Referring to Figure 1, in the CQF method, the maximum delay and delay deviation are determined by the time interval value determined according to traffic properties and the number of hops on the path. For example, if TI is 125 μs, each node stores and transmits traffic by crossing two queues every 125 μs, so the maximum end-to-end delay of the traffic is (number of nodes + 1) x 125 μs, and the minimum The delay is (number of nodes - 1) x 125 μs, and the jitter is 250 μs (2 x 125 μs). However, this value is determined by the TI value determined according to the characteristics of the traffic, and is unrelated to the maximum delay and delay deviation required by the service. Therefore, the CQF method has limitations in satisfying service delay requirements. The T-CQF (Tagged CQF) method being discussed in DetNet to improve TSN's CQF method to operate in a wide area network also has the same limitations.

DetNet에서 논의되고 있는 또 다른 방식으로, 세그먼트 라우팅(Segment Routing, SR) 기술을 확장하여 각 노드에서 패킷이 전송되어야 하는 데드라인을 지정하는 SR-TSN 방식이 있다. 그러나, 이것은 서비스의 최대 지연 요구사항을 만족할 수는 있으나 온타임을 보장하지는 못한다. 예를 들어, 도 2는 SR-TSN 방식의 문제점을 상세히 설명한다.Another method being discussed in DetNet is the SR-TSN method, which extends Segment Routing (SR) technology to specify a deadline by which packets must be transmitted from each node. However, although this can satisfy the maximum delay requirement of the service, it does not guarantee on-time. For example, Figure 2 explains the problems of the SR-TSN scheme in detail.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 종래 기술인 SR-TSN 방식의 문제점을 도시한다.Figure 2 illustrates a problem of the SR-TSN method, which is a prior art, according to various embodiments of the present disclosure.

도 2를 참조하면, SR-TSN은 사용자가 요구하는 최대 지연에서 경로 상의 최소 고정 지연을 뺀 지연 버짓(budget)을 각 노드들에 적절히 분배하고, 각 노드는 주어진 버짓 내에서 패킷을 포워딩 하므로 네트워크에서 혼잡이 발생하지 않는 경우 최소의 지연으로 패킷이 포워딩 되고, 혼잡이 발생하더라도 최대 지연을 보장한다. 따라서 이 방식이 보장 가능한 온타임 성능은 도 2의 예시와 같이 서비스의 최대 지연 요구사항과 경로 상의 최소 고정 지연에 의해 결정되므로 서비스가 요구하는 대로 온타임 성능을 보장할 수 없다. Referring to Figure 2, SR-TSN appropriately distributes a delay budget to each node, which is the maximum delay requested by the user minus the minimum fixed delay on the path, and each node forwards packets within the given budget, thereby maintaining the network If congestion does not occur, packets are forwarded with minimal delay, and even if congestion occurs, maximum delay is guaranteed. Therefore, the on-time performance that this method can guarantee is determined by the maximum delay requirement of the service and the minimum fixed delay on the path, as shown in the example in FIG. 2, so on-time performance cannot be guaranteed as required by the service.

최근에 발표된 지연 기반 포워딩(Latency-Based forwarding)방식은 원리적으로 서비스 요구사항에 정확하게 맞는 시점에 트래픽을 전달할 수 있다. 이 방식은 서비스 지연 요구사항, 각 노드에서 종단까지 남은 노드 수, 패킷 전송에 필요할 것으로 예상되는 시간, 그리고 현재까지 소요된 시간을 기반으로 최대/최소 지연 시간을 보장하기 위한 트래픽 전송 시간을 계산한다. 이 방식은 온타임 보장을 책임져야 하는 마지막 노드를 제외한 다른 노드들에서는 계산된 지연 버짓과 다른 지연 시간으로 패킷을 출력해도 서비스 요구사항을 만족할 수 있는 장점을 가진다. 그러나, 이 방식은 마지막 노드의 자원 상황을 알지 못하기 때문에 현실적으로는 계산된 지연 버짓 내에서 동작해야 한다. 이러한 제약은 서비스의 지연 편차 요구사항이 적을수록 각 노드에서는 훨씬 더 적은 버짓에 맞춰서 동작해야 하는 문제를 야기한다. 예를 들어, 도 3은 LBF 방식의 문제점을 상세히 설명한다.The recently announced delay-based forwarding method can, in principle, deliver traffic at a time that exactly suits service requirements. This method calculates the traffic transmission time to ensure maximum/minimum delay based on the service delay requirement, the number of nodes remaining from each node to the endpoint, the time expected to be required to transmit the packet, and the time taken to date. . This method has the advantage of being able to satisfy service requirements even if nodes other than the last node, which is responsible for ensuring on-time, output packets with a delay time different from the calculated delay budget. However, since this method does not know the resource status of the last node, in reality it must operate within the calculated delay budget. This limitation causes the problem that as the delay deviation requirements of the service are small, each node must operate according to a much smaller budget. For example, Figure 3 details the problems with the LBF method.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 종래 기술인 LBF 방식의 문제점을 도시한다.Figure 3 shows problems with the prior art LBF method according to various embodiments of the present disclosure.

도 3을 참조하면, LBF는 온타임 포워딩을 제공하기 위해 서비스의 최대/최소 지연 요구사항(SLO_UB, SLO_LB), 현재까지 소요된 시간(e_delay), 목적지까지 남은 노드 수(to_hops)와 남은 경로에서 소요될 것으로 예상하는 최소 지연 시간(to_delay)을 기반으로 각 노드의 로컬 지연 버짓을 계산한다. 도 3의 예 1(example 1)과 같이, 모든 노드들이 계산된 로컬 지연 상한(Upper Bound, UB)과 하한(Lower Bound, LB) 내에서 패킷을 전달하면 목적지까지의 지연 시간은 서비스 요구사항을 만족할 수 있다. 그러나 도 3의 예 2(example 2) 내지 예 3(example 3)과 같이 각 노드의 실제 지연 시간이 로컬 지연 버짓에서 벗어나면 서비스 요구사항을 만족할 수 없다. 예 2와 같이 노드 N1, N2, N3이 계산된 지연 버짓보다 큰 지연으로 패킷을 전달할 경우, 노드 N4에서 지연 없이 패킷을 전달하더라도 총 지연 시간은 서비스의 최대 지연 요구사항보다 커지게 된다. Referring to Figure 3, in order to provide on-time forwarding, LBF calculates the maximum/minimum delay requirements of the service (SLO_UB, SLO_LB), the time taken to date (e_delay), the number of nodes remaining to the destination (to_hops), and the remaining path. Calculate the local delay budget for each node based on the minimum delay time (to_delay) expected to take. As in example 1 in Figure 3, if all nodes deliver packets within the calculated local delay upper bound (UB) and lower bound (Lower Bound, LB), the delay time to the destination meets the service requirements. You can be satisfied. However, if the actual delay time of each node deviates from the local delay budget, as shown in Example 2 to Example 3 of FIG. 3, the service requirements cannot be satisfied. As in Example 2, if nodes N1, N2, and N3 deliver packets with a delay greater than the calculated delay budget, the total delay time will be greater than the maximum delay requirement of the service even if node N4 delivers the packet without delay.

또한, 예 3과 같이 노드 N1, N2, N3이 계산된 지연 버짓보다 적은 지연으로 패킷을 전달할 경우, 노드 N4의 계산된 지연 버짓(3.4ms)이 노드 N4의 최대 지연 한도(3ms)를 초과하여 총 지연 시간은 서비스의 최소 지연 요구사항보다 작아지게 된다. 따라서, LBF 방식은 원리 상으로는 각 노드들이 계산된 버짓을 초과하더라도 서비스 지연 요구사항을 만족할 수 있다고는 하지만, 허용 가능한 버짓 초과 범위가 얼마인지 알 수 없기 때문에 실제로는 각 노드들이 계산된 버짓을 정확히 지켜야만 한다. Additionally, as in Example 3, when nodes N1, N2, and N3 forward packets with a delay less than the calculated delay budget, node N4's calculated delay budget (3.4 ms) exceeds node N4's maximum delay limit (3 ms), The total delay time will be less than the minimum delay requirement of the service. Therefore, in principle, the LBF method can satisfy service delay requirements even if each node exceeds the calculated budget, but in practice, each node must exactly adhere to the calculated budget because it is unknown what the allowable budget exceedance range is. Just do it.

이러한 제약은 예 2와 예 3에서와 같이 서비스 지연 요구사항의 상한과 하한이 동일한 경우에 중간의 모든 노드들에서도 마진 없이 정확한 시점에 패킷을 전달해야만 하므로 모든 노드에서 불필요하게 패킷 스케쥴링 부담이 증가하게 된다.This limitation is that when the upper and lower limits of service delay requirements are the same as in Examples 2 and 3, all intermediate nodes must deliver packets at the exact time without margin, unnecessarily increasing the packet scheduling burden on all nodes. do.

본 개시는 전술한 종래 기술들의 문제점인 온타임 포워딩 성능의 한계를 해결하기 위한 것으로, 특히 종래의 지연 기반 포워딩 방식이 가지고 있는 문제를 해결하고자 한다. 구체적으로, 지연에 기반한 종래의 시간 확정형 포워딩 기술이 가지고 있는 문제를 해결함에 있어서, 경로 상의 마지막 노드 또는 노드들의 자원 정보를 이용하여 다른 노드들이 로컬 지연 버짓을 계산할 수 있도록 한다.The present disclosure is intended to solve the limitations of on-time forwarding performance, which are problems of the above-described prior technologies, and in particular, to solve the problems of the conventional delay-based forwarding method. Specifically, in solving the problem of the conventional time-definite forwarding technology based on delay, other nodes can calculate the local delay budget using the resource information of the last node or nodes on the path.

본 개시에 따른 자원 기반 온타임 포워딩 방식이 동작하는 데 필요한 다양한 정보들, 예를 들면 네트워크의 각 노드들에 서비스 지연 요구사항, 경로 상의 노드 수, 각 노드와 링크들의 최소 고정 지연, 노드들의 버퍼 자원 정보 등은 다양한 방법으로 제공될 수 있다. SDN 기반의 중앙 집중형 제어/관리 컨트롤러를 통해 수집될 수도 있고, 분산방식의 시그널링 프로토콜을 통해 수집될 수도 있다. 수집된 자원 및 지연 정보를 기반으로 식별된 온타임 포워딩을 위해 필요한 정보는 다양한 방식의 패킷 형식을 통해 패킷 헤더에 실려서 제공되고 각 노드에서 필요한 처리 후 필요한 정보를 업데이트할 수도 있다. 또는, 네트워크의 확장성 측면에서 유리한 세그먼트 라우팅 등과 같은 데이터 평면 상의 패킷 오버헤드를 통해 제공될 수도 있다. 이하는 본 개시의 일 실시예로서, 동작에 필요한 정보들이 패킷 헤더에 실려서 제공되고 각 노드가 온타임 포워딩을 위한 패킷 처리작업 이후 관련정보를 업데이트하는 것을 가정한다.Various information required to operate the resource-based on-time forwarding method according to the present disclosure, such as service delay requirements for each node in the network, number of nodes on the path, minimum fixed delay of each node and link, buffer of nodes Resource information, etc. can be provided in various ways. It can be collected through an SDN-based centralized control/management controller, or it can be collected through a distributed signaling protocol. The information required for on-time forwarding identified based on the collected resource and delay information is provided in a packet header through various packet formats, and the necessary information can be updated after necessary processing at each node. Alternatively, it may be provided through packet overhead on the data plane, such as segment routing, which is advantageous in terms of network scalability. The following is an embodiment of the present disclosure, and it is assumed that information necessary for operation is provided in a packet header and that each node updates related information after packet processing for on-time forwarding.

도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 자원 기반 온타임 포워딩 방식을 도시한다. Figure 4 illustrates a resource-based on-time forwarding method according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 다음과 같은 파라미터를 정의한다.Referring to Figure 4, the following parameters are defined.

- SLO_LB: 사용자 지연 요구사항 하한- SLO_LB: User latency requirement lower bound

- SLO_UB: 사용자 지연 요구사항 상한- SLO_UB: User latency requirement upper bound

- L[i]_Dmin: 링크[i] 최소 고정 지연- L[i]_Dmin: Link[i] minimum fixed delay

- N[i]_Dmin: 노드[i] 최소 고정 지연- N[i]_Dmin: node[i] minimum fixed delay

- E2E_Dmin: 종단간 경로의 최소 고정 지연 합 (∑L_Dmin + ∑N_Dmin)- E2E_Dmin: Minimum fixed delay sum of the end-to-end path (∑L_Dmin + ∑N_Dmin)

- E2E_LB: 종단간 경로 지연 버짓 하한 (SLO_LB - E2E_Dmin)- E2E_LB: End-to-end path delay budget lower bound (SLO_LB - E2E_Dmin)

- E2E_UB: 종단간 경로 지연 버짓 상한 (SLO_UB - E2E_Dmin)- E2E_UB: End-to-end path delay budget upper bound (SLO_UB - E2E_Dmin)

- N_Dmax: 노드의 버퍼 자원에 의해 제공 가능한 최대 지연- N_Dmax: Maximum delay that can be provided by the node's buffer resources.

- LN_Dmax: 마지막 노드의 버퍼 자원에 의해 제공 가능한 최대 지연- LN_Dmax: Maximum delay that can be provided by the buffer resources of the last node

- N[i]_LB: 노드[i] 지연 버짓 하한 (1≤i≤n-1)- N[i]_LB: Node[i] delay budget lower bound (1≤i≤n-1)

- N[i]_UB: 노드[i] 지연 버짓 상한 (1≤i≤n-1)- N[i]_UB: Node[i] delay budget upper limit (1≤i≤n-1)

- R_LB: 잔여 지연 버짓 하한 (마지막 노드의 지연 버짓 하한)- R_LB: Remaining delay budget lower bound (last node's delay budget lower bound)

- R_UB: 잔여 지연 버짓 상한 (마지막 노드의 지연 버짓 상한)- R_UB: Remaining delay budget upper bound (delay budget upper bound of the last node)

도 4를 참조하면, 최소(SLO_LB)와 최대(SLO_UB) 지연 시간 모두의 보장을 요구하는 일련의 패킷들을 온타임 플로우로 정의하고, SDN 컨트롤러 또는 프로토콜을 통해 E2E_Dmin과 각 노드들의 N_Dmax 및 마지막 노드에서 제공 가능한 LN_Dmax를 수집할 수 있다. E2E_Dmin은 송신단과 수신단 사이의 경로 상에 존재하는 모든 링크와 노드들의 최소 고정 지연들의 합일 수 있다. Referring to Figure 4, a series of packets requiring guarantees of both minimum (SLO_LB) and maximum (SLO_UB) delay times are defined as on-time flows, and E2E_Dmin and N_Dmax of each node and the last node are processed through the SDN controller or protocol. The available LN_Dmax can be collected. E2E_Dmin may be the sum of the minimum fixed delays of all links and nodes existing on the path between the transmitting end and the receiving end.

링크 최소 지연은 IEEE 1588 시각 동기 방식을 통해 시각 동기가 맞춰진 노드들간 패킷 송수신 시간을 비교하여 계산될 수도 있고 별도의 지연 측정 방식을 통해서 측정될 수도 있다.The minimum link delay may be calculated by comparing packet transmission and reception times between nodes that are time-synchronized through the IEEE 1588 time synchronization method, or may be measured through a separate delay measurement method.

노드 최소 지연은 패킷 인코딩/디코딩, 패킷 오버헤드 룩업 등 큐잉 지연을 제외한 모든 패킷 처리에 소요되는 고정 지연으로, 노드의 구현에 따라 결정되는 값일 수 있다.The node minimum delay is a fixed delay required for all packet processing except queuing delay, such as packet encoding/decoding and packet overhead lookup, and may be a value determined depending on the node's implementation.

N_Dmax 및 LN_Dmax는 중간 노드 및 마지막 노드가 최대한 버퍼링할 수 있는 시간을 의미하는 것으로, 노드의 최소 고정 지연은 제외하고 서비스 플로우의 속성(대역폭, 패킷 크기 등)과 버퍼 자원을 기반으로 계산되는 최대 지연 시간일 수 있다. N_Dmax and LN_Dmax refer to the time that the intermediate node and the last node can buffer as much as possible. The maximum delay calculated based on the properties of the service flow (bandwidth, packet size, etc.) and buffer resources, excluding the node's minimum fixed delay. It could be time.

본 개시의 일 실시 예에 따른 온타임 포워딩 방법은 수집된 E2E_Dmin, N_Dmax, LN_Dmax와 사용자가 요구하는 SLO_LB 및 SLO_UB를 기반으로 각 노드들이 보장해야 하는 지연 버짓의 하한(N[i]_LB)과 상한(N[i]_LB), 그리고 마지막 노드가 보장해야 하는 지연 버짓 하한(R_LB)과 상한(R_UB)을 결정할 수 있다.The on-time forwarding method according to an embodiment of the present disclosure sets the lower limit (N[i]_LB) and upper limit of the delay budget that each node must guarantee based on the collected E2E_Dmin, N_Dmax, LN_Dmax and the SLO_LB and SLO_UB requested by the user. (N[i]_LB), and the delay budget lower bound (R_LB) and upper bound (R_UB) that the last node must guarantee can be determined.

일 실시 예에 따라, 수학식 1 내지 수학식 4와 같이 계산한다.According to one embodiment, it is calculated as Equation 1 to Equation 4.

여기서, N[i]_D는 i번째 노드의 실제 지연 시간을 의미할 수 있다.Here, N[i]_D may mean the actual delay time of the ith node.

수학식 1 내지 수학식 2에서는 마지막 노드들의 지연 버짓을 각 노드마다 균일하게 배분하는 가장 간단한 계산 예일 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따라 해당 N[i]_LB 및 N[i]_UB는 당연히 N_Dmax 보다 작은 값을 의미할 수 있다.Equation 1 to Equation 2 may be the simplest calculation example in which the delay budget of the last nodes is distributed uniformly to each node. Additionally, according to one embodiment, the corresponding N[i]_LB and N[i]_UB may naturally mean a value smaller than N_Dmax.

다른 실시 예에 따라, 각 노드의 N_Dmax를 고려하여 N[i]_LB의 총합이 E2E_LB - LN_Dmax가 되고 N[i]_UB의 총합이 E2E_UB가 되도록 서로 다르게 배분할 수 있다.According to another embodiment, considering the N_Dmax of each node, the total of N[i]_LB can be distributed differently so that the total of N[i]_LB is E2E_LB - LN_Dmax and the total of N[i]_UB is E2E_UB.

일 실시 예에 따라, 계산된 N[i]_LB, N[i]_UB, R_LB, R_UB을 기반으로 온타임 포워딩 기능을 제공하는 방법은 다음과 같다.According to one embodiment, a method of providing an on-time forwarding function based on the calculated N[i]_LB, N[i]_UB, R_LB, and R_UB is as follows.

마지막 노드를 제외한 다른 노드(N[i], 1≤i≤n-1)들은 중앙 집중형 컨트롤러 또는 시그날링 프로토컬을 통해 지연 및 버퍼 정보를 기반으로 계산되어 전달된 로컬 지연 버짓, 즉, 로컬 지연 버짓 하한(N[i]_LB)과 상한(N[i]_UB) 내에서 패킷이 포워딩 되도록 QoS 동작을 수행하고, 그 패킷처리 결과에 따라 실제로 소요된 지연 시간(N[i]_D)을 패킷에 담에서 포워딩할 수 있다.Except for the last node, other nodes (N[i], 1≤i≤n-1) have a local delay budget calculated and delivered based on delay and buffer information through a centralized controller or signaling protocol, i.e., local delay budget. QoS operation is performed to ensure that packets are forwarded within the delay budget lower limit (N[i]_LB) and upper limit (N[i]_UB), and the actual delay time (N[i]_D) is determined according to the packet processing results. You can forward packets in a packet.

일 실시 예에 따라, 노드의 실제 지연 시간을 전달하는 방법으로서 패킷 헤더의 잔여 지연 버짓(R_UB, R_LB)을 최초에는 종단간 경로 지연 버짓(E2E_UB, E2E_LB)과 동일한 값으로 명시하고 각 노드들이 패킷을 포워딩 할 때 실제 지연 시간을 뺀 값으로 업데이트 함으로써 마지막 노드로 들어오는 패킷 헤더의 잔여 지연 버짓 정보는 마지막 노드의 로컬 지연 버짓이 될 수 있다. 마지막 노드는 잔여 지연 버짓 하한(R_LB)과 상한(R_UB) 내에서 패킷이 포워딩 되도록 QoS 동작을 수행할 수 있다. 만일 마지막 노드의 로컬 지연 버짓 상한이 마지막 노드 버퍼가 제공할 수 있는 최대 지연(LN_Dmax)보다 클 경우 LN_Dmax가 마지막 노드의 지연 상한이 될 수 있다.According to one embodiment, as a method of conveying the actual delay time of a node, the remaining delay budget (R_UB, R_LB) of the packet header is initially specified as the same value as the end-to-end path delay budget (E2E_UB, E2E_LB), and each node receives the packet. When forwarding, the remaining delay budget information in the packet header coming to the last node can become the local delay budget of the last node by updating to the value minus the actual delay time. The last node can perform QoS operations so that packets are forwarded within the remaining delay budget lower limit (R_LB) and upper limit (R_UB). If the local delay budget upper limit of the last node is greater than the maximum delay (LN_Dmax) that the last node buffer can provide, LN_Dmax can be the delay upper limit of the last node.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 자원 기반 온타임 포워딩 방식의 동작을 도시할 수 있다. 도 5는 본 개시와 종래의 LBF 방식의 차이를 비교하기 위해 도 3과 동일한 네트워크 구성과 서비스 요구사항을 가정하였다.Figure 5 may illustrate the operation of a resource-based on-time forwarding method according to various embodiments of the present disclosure. Figure 5 assumes the same network configuration and service requirements as Figure 3 to compare the differences between the present disclosure and the conventional LBF method.

도 5를 참조하면, 도 5의 예 1(example 1)은 서비스 지연 요구사항의 상한과 하한이 다른 경우를 도시한다. 모든 노드들이 계산된 로컬 지연 버짓 내에서 패킷을 포워딩 하여 총 지연 시간이 서비스의 지연 요구사항을 만족함을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, Example 1 of FIG. 5 shows a case where the upper and lower limits of service delay requirements are different. It can be seen that all nodes forward packets within the calculated local delay budget, and the total delay time satisfies the delay requirements of the service.

본 개시의 일 실시 예에 따라, 도 5의 예 2(example 2)는 종래의 LBF 방식보다 개선된 특성을 보인다. 서비스 지연 요구사항의 상한과 하한이 동일한 경우에도 본 개시는 1.67ms의 로컬 지연 버짓 상한과 0.67ms의 하한을 가지므로 1ms의 마진을 가지고 여유있게 QoS 동작을 수행할 수 있다. 이에 반해 종래의 LBF 방식은 도3의 예 2 내지 3과 같이 로컬 지연 버짓의 상한과 하한이 동일한 값을 갖는다. 따라서 종래의 LBF 방식은 별도의 추가적인 정보가 없는 한, 모든 노드가 정확한 시점에 패킷이 포워딩 되도록 QoS 동작을 수행해야만 한다.According to an embodiment of the present disclosure, Example 2 of FIG. 5 shows improved characteristics compared to the conventional LBF method. Even when the upper and lower limits of the service delay requirement are the same, the present disclosure has a local delay budget upper limit of 1.67ms and a lower limit of 0.67ms, so QoS operation can be comfortably performed with a margin of 1ms. On the other hand, in the conventional LBF method, the upper and lower limits of the local delay budget have the same value, as shown in Examples 2 and 3 of FIG. 3. Therefore, in the conventional LBF method, unless there is additional information, all nodes must perform QoS operations to ensure that packets are forwarded at the correct time.

일 실시 예에 따라, 본 개시에 따른 자원 기반 온타임 포워딩 방식은 정의한 잔여 지연 버짓(R_UB, R_LB)은 마지막 노드가 패킷을 목적지(수신단)로 전달할 때 마지막 노드의 실제 지연 시간을 뺀 값으로 전달함으로써, 수신단이 내부적으로 어플리케이션에서 서비스를 처리하는데 필요한 데이터로 활용할 수도 있다.According to one embodiment, the resource-based on-time forwarding method according to the present disclosure defines the remaining delay budget (R_UB, R_LB) as the value minus the actual delay time of the last node when the last node delivers the packet to the destination (receiving end). By doing so, the receiving end can use it as data needed to internally process the service in the application.

도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 자원 기반 온타임 포워딩 방식을 확장하는 동작을 도시한다. 구체적으로, 도 4에 도시한 본 개시에 따른 자원 기반 온타임 포워딩 방식에서 마지막 노드는 도 6에 도시한 바와 같이 네트워크로 확장될 수 있다. 여기서 네트워크는 도 4의 마지막 노드와 같이 주어진 지연 버짓 내에서 패킷을 포워딩 할 수 있고, 그 네트워크가 제공할 수 있는 최대 지연 시간이 확정될 수 있는 네트워크이면 된다.FIG. 6 illustrates an operation of expanding a resource-based on-time forwarding scheme according to various embodiments of the present disclosure. Specifically, in the resource-based on-time forwarding method according to the present disclosure shown in FIG. 4, the last node can be expanded into the network as shown in FIG. 6. Here, the network can be a network that can forward packets within a given delay budget, like the last node in Figure 4, and the maximum delay time that the network can provide can be determined.

도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러의 동작 방법을 도시한다.Figure 7 shows a method of operating an SDN controller according to an embodiment of the present disclosure.

도 7을 참조하면, SDN 컨트롤러는 마지막 노드로부터 마지막 노드의 자원 정보를 수신할 수 있다(701). Referring to FIG. 7, the SDN controller may receive resource information of the last node from the last node (701).

일 실시 예에 따라, 마지막 노드의 자원 정보는 서비스에 할당된 버퍼 크기와 서비스의 속성에 기반하여 결정될 수 있다. 로컬 지연 버짓은 서비스의 지연 요구사항과 마지막 노드의 최대 지연 시간을 기반으로 결정될 수 있다.According to one embodiment, the resource information of the last node may be determined based on the buffer size allocated to the service and the properties of the service. The local delay budget can be determined based on the delay requirements of the service and the maximum delay time of the last node.

일 실시 예에 따라, 서비스의 속성은 대역폭, 혹은 패킷 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the service properties may include information about bandwidth or packet size.

일 실시 예에 따라, 마지막 노드는 주어진 지연 버짓 내에서 패킷을 포워딩 할 수 있고, 최대 지연 시간이 확정될 수 있는 네트워크일 수 있다.According to one embodiment, the last node may be a network that can forward packets within a given delay budget and for which a maximum delay time can be determined.

일 실시 예에 따라, 로컬 지연 버짓은 서비스 지연 요구사항과 네트워크에서 소요된 총 시간 지연 버짓을 기반으로 식별할 수 있다.According to one embodiment, the local delay budget may be identified based on service delay requirements and the total time delay budget spent in the network.

SDN 컨트롤러는 마지막 노드의 자원 정보를 기반으로 로컬 지연 버짓을 식별할 수 있다(703). The SDN controller may identify the local delay budget based on the resource information of the last node (703).

일 실시 예에 따라, 마지막 노드의 로컬 지연 버짓이 마지막 노드가 제공할 수 있는 최대 지연보다 큰 경우, 마지막 노드가 제공할 수 있는 최대 지연이 마지막 노드의 지연 상한으로 결정될 수 있다.According to one embodiment, if the local delay budget of the last node is greater than the maximum delay that the last node can provide, the maximum delay that the last node can provide may be determined as the upper delay limit of the last node.

도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 SDN 컨트롤러의 구성도를 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 SDN 컨트롤러(800)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Figure 8 shows a configuration diagram of an SDN controller in a communication system according to various embodiments of the present disclosure. The configuration illustrated in FIG. 3 can be understood as the configuration of the SDN controller 800. Hereinafter used ‘…’ wealth', '… Terms such as 'unit' refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

도 8을 참고하면, SDN 컨트롤러(800)은 통신부(810), 저장부(820), 및 제어부(830)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the SDN controller 800 may include a communication unit 810, a storage unit 820, and a control unit 830.

통신부(810)은 유선 및 무선 통신을 포함한 다양한 통신 방식으로 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다.The communication unit 810 may perform functions for transmitting and receiving signals through various communication methods, including wired and wireless communication.

또한, 통신부(810)은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(810)은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. Additionally, the communication unit 810 may include multiple transmission and reception paths. In terms of hardware, the communication unit 810 may be composed of digital circuits and analog circuits (eg, radio frequency integrated circuit (RFIC)). Here, the digital circuit and analog circuit can be implemented in one package.

통신부(810)의 전부 또는 일부는 '송신부(transmitter)', '수신부(receiver)' 또는 '송수신부(transceiver)'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 유선 또는 무선을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(810)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.All or part of the communication unit 810 may be referred to as a 'transmitter', a 'receiver', or a 'transceiver'. Additionally, in the following description, transmission and reception performed through wired or wireless means may be used to mean that the processing as described above is performed by the communication unit 810.

저장부(820)은 SDN 컨트롤러의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(820)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(820)은 제어부(830)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.The storage unit 820 may store data such as basic programs, applications, and setting information for the operation of the SDN controller. The storage unit 820 may be comprised of volatile memory, non-volatile memory, or a combination of volatile memory and non-volatile memory. Additionally, the storage unit 820 may provide stored data upon request from the control unit 830.

제어부(830)은 SDN 컨트롤러의 전반적인 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(830)은 통신부(810)를 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 또한, 제어부(830)은 저장부(820)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 제어부(830)는 통신 규격에서 요구하는 프로토톨 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(830)은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(810)의 일부 및 제어부(830)은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. The control unit 830 can control the overall operations of the SDN controller. For example, the control unit 830 may transmit and receive signals through the communication unit 810. Additionally, the control unit 830 can record and read data in the storage unit 820. The control unit 830 can perform the functions of the protocol stack required by communication standards. To this end, the control unit 830 may include at least one processor or microprocessor, or may be part of a processor. Additionally, a portion of the communication unit 810 and the control unit 830 may be referred to as a communication processor (CP).

다양한 실시 예들에 따라, 제어부(830)은 도 4 내지 7의 동작들을 수행하 도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the control unit 830 may control to perform the operations of FIGS. 4 to 7.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 네트워크가 서비스의 지연 요구사항을 만족하는 패킷 전달 방법은 경로 상의 마지막 노드의 자원 정보를 이용하여 다른 노드들이 로컬 지연 버짓을 계산하는 것을 특징으로 하는 리소스 기반 온타임 패킷으로 전달할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a packet delivery method in which a network satisfies the delay requirements of a service is a resource-based on-time method, wherein other nodes calculate a local delay budget using resource information of the last node on the path. It can be delivered as a packet.

일 실시 예에 따라, 마지막 노드의 버퍼 자원 정보는 서비스에 할당된 버퍼 크기와 서비스의 속성에 따라 정해지는 최대 지연 시간인 리소스 기반 온타임 패킷으로 전달할 수 있다.According to one embodiment, the buffer resource information of the last node may be delivered as a resource-based on-time packet, with a maximum delay time determined according to the buffer size allocated to the service and the properties of the service.

일 실시 예에 따라, 로컬 지연 버짓의 계산은 서비스의 지연 요구사항과 마지막 노드의 최대 지연 시간을 기반으로 계산하는 리소스 기반 온타임 패킷으로 전달할 수 있다.According to one embodiment, the calculation of the local delay budget may be delivered as a resource-based on-time packet calculated based on the delay requirements of the service and the maximum delay time of the last node.

일 실시 예에 따라, 마지막 노드는 주어진 지연 버짓 내에서 패킷을 포워딩 할 수 있고, 최대 지연 시간이 확정될 수 있는 네트워크인 것을 특징으로 하는 리소스 기반 온타임 패킷으로 전달할 수 있다.According to one embodiment, the last node can forward the packet within a given delay budget and forward it as a resource-based on-time packet, which is characterized as a network where the maximum delay time can be determined.

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 네트워크가 서비스의 지연 요구사항을 만족하는 패킷 전달 방법은, 서비스의 지연 요구사항과 네트워크에서 소요된 총 지연 시간을 뺀 잔여 지연 버짓을 목적지(수신단)에 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, a packet delivery method in which a network satisfies the delay requirements of a service provides a residual delay budget minus the delay requirement of the service and the total delay time spent in the network to the destination (receiving end). It can be characterized as:

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 본 개시는 SDN(software define network) 컨트롤러 기반의 중앙집중식 방법 또는 프로토콜 기반의 분산식 방법 등 다양한 방법을 통해 경로상의 모든 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보 등을 수집하는 과정과, 수집된 링크 및 노드 지연 정보를 기반으로 서비스 요구사항을 만족하기 위한 종단간 전체 최대/최소 지연 버짓을 계산하는 과정과, 마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 이전 노드들이 보장해야 하는 최대/최소 로컬 지연 버짓을 계산하는 과정과, 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정과, 최종 노드가 전체 최대/최소 지연 버짓에서 이전 노드들이 소비한 로컬 지연 버짓의 총합을 뺀 나머지 잔여 버짓을 최종적으로 소비하는 과정을 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the present disclosure provides all link and node delay information, node buffer resource information, etc. on the path through various methods such as a centralized method based on a software defined network (SDN) controller or a distributed method based on a protocol. A process of collecting, a process of calculating the overall maximum/minimum delay budget between end-to-ends to satisfy service requirements based on the collected link and node delay information, and a guarantee for previous nodes based on the buffer resource information of the last node. The process of calculating the maximum/minimum local delay budget, the process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget, and the final node dividing the local delay budget consumed by previous nodes from the total maximum/minimum delay budget. It may include the process of finally consuming the remaining budget after subtracting the total.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 본 개시는 최종노드가 보장해야 하는 잔여 버짓을 확인하는 방법으로 전체 네트워크 노드의 시각 동기를 맞춘 상태에서 패킷의 전달 시간을 전달하여 도착 시간까지의 소요시간을 계산하는 방법을 사용할 수도 있고, 시각 비동기 네트워크에서 전달되는 패킷에 각 노드가 소비한 로컬 버짓 정보를 합산하여 전달하거나, 전체 로컬 버짓에서 각 노드가 소비한 로컬 버짓 정보를 차감하여 전달할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the present disclosure calculates the time required to arrive by transmitting the delivery time of the packet while synchronizing the time of all network nodes as a method of checking the remaining budget that the final node must guarantee. Alternatively, the local budget information consumed by each node can be added to the packet transmitted in a visually asynchronous network and delivered, or the local budget information consumed by each node can be subtracted from the total local budget and delivered.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, SDN 컨트롤러 기반의 중앙집중식 방법은 컨트롤러가 모든 네트워크 노드들의 정보를 수집해둔 상태에서, 서비스 요청 시 컨트롤러가 수집해둔 정보를 기반으로 계산된 버짓에 따라 각 노드들이 패킷을 전송하도록 설정하는 기능을 담당하고, 프로토콜 기반의 분산식 방법은 프로토콜을 통해 서비스 요청 시 각 노드들이 지연 및 자원 정보를 최종 노드로 전달하고, 최종 노드가 서비스 요청과 함께 수집된 정보를 기반으로 계산된 로컬 버짓에 따라 패킷을 전송하도록 설정하는 기능을 담당할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the SDN controller-based centralized method has the controller collect information on all network nodes, and when a service is requested, each node sends packets according to a budget calculated based on the information collected by the controller. It is responsible for the function of setting to transmit, and in the protocol-based distributed method, each node transmits delay and resource information to the final node when a service is requested through the protocol, and the final node transmits delay and resource information based on the information collected along with the service request. It can be responsible for setting packets to be transmitted according to the calculated local budget.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. Methods according to embodiments described in the claims or specification of the present disclosure may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다. When implemented as software, a computer-readable storage medium that stores one or more programs (software modules) may be provided. One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (configured for execution). One or more programs include instructions that cause the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims or specification of the present disclosure.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다. These programs (software modules, software) may include random access memory, non-volatile memory, including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other types of disk storage. It can be stored in an optical storage device or magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory consisting of a combination of some or all of these. Additionally, multiple configuration memories may be included.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.In addition, the program may be distributed through a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that is accessible. This storage device can be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. Additionally, a separate storage device on a communication network may be connected to the device performing an embodiment of the present disclosure.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the specific embodiments of the present disclosure described above, elements included in the disclosure are expressed in singular or plural numbers depending on the specific embodiment presented. However, singular or plural expressions are selected to suit the presented situation for convenience of explanation, and the present disclosure is not limited to singular or plural components, and even components expressed in plural may be composed of singular or singular. Even expressed components may be composed of plural elements.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present disclosure, specific embodiments have been described, but of course, various modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the patent claims described later, but also by the scope of this patent claim and equivalents.

Claims (20)

서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달 방법에 있어서,
경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하는 과정과,
마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하는 과정과,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정과,
상기 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드가 최종적으로 보장하도록 제어하는 방법.
In a time-specific packet delivery method that guarantees the maximum/minimum delay requirements of the service,
A process of receiving link and node delay information and node buffer resource information on the path;
The process of calculating the local delay budget that other nodes must guarantee based on the buffer resource information of the last node,
A process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget;
A method of controlling nodes to transmit packets within the local delay budget and allowing the last node to finally guarantee the remaining delay budget.
청구항 1에 있어서,
상기 마지막 노드의 버퍼 자원 정보는 서비스에 할당된 버퍼 크기와 서비스의 속성에 기반하여 결정되는 방법.
In claim 1,
A method in which the buffer resource information of the last node is determined based on the buffer size allocated to the service and the attributes of the service.
청구항 1에 있어서,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정은,
각 노드들이 보장해야 하는 명확한 로컬 지연 버짓의 상한 및 하한을 설정하는 것을 포함하는 방법.
In claim 1,
The process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget is,
A method that involves setting explicit upper and lower bounds on the local delay budget that each node must guarantee.
청구항 3에 있어서,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정은,
상기 모든 노드들의 버퍼 자원 정보를 수집하는 과정과,
각 노드의 버퍼 자원을 기반으로 제공할 수 있는 지연 시간을 초과하지 않는 각 노드들의 로컬 지연 버짓을 계산하는 과정을 포함하는 방법.
In claim 3,
The process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget is,
A process of collecting buffer resource information of all nodes,
A method including the process of calculating a local delay budget for each node that does not exceed the delay time that can be provided based on the buffer resources of each node.
청구항 4에 있어서,
상기 로컬 지연 버짓은 서비스 지연 요구사항을 보장 할 수 있도록 네트워크 지연 총합 및 마지막 노드가 보장할 수 있는 지연을 뺀 잔여 지연 시간을 기반으로 결정되는 방법.
In claim 4,
The local delay budget is determined based on the total network delay and the remaining delay time minus the delay that the last node can guarantee to ensure service delay requirements.
청구항 1에 있어서,
상기 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드가 최종적으로 보장하기 위해 제어하는 과정은,
상기 로컬 지연 버짓의 상한과 하한 내에서 노드들이 패킷을 전송 시 실제 각 노드들이 소비한 지연 정보를 상기 마지막 노드로 전달하는 과정과,
이전 노드들에게 전달받은 실제 지연 정보를 기반으로 상기 잔여 지연 버짓을 식별하는 과정과,
식별된 상기 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드의 로컬 지연 버짓으로 설정하는 과정을 포함하는 방법.
In claim 1,
The process of controlling the last node to finally guarantee the remaining delay budget is,
A process of transmitting delay information actually consumed by each node to the last node when nodes transmit packets within the upper and lower limits of the local delay budget;
A process of identifying the remaining delay budget based on actual delay information received from previous nodes;
A method comprising setting the identified remaining delay budget as the local delay budget of the last node.
청구항 6에 있어서,
상기 잔여 지연의 상한이 상기 마지막 노드의 버퍼 자원을 기반으로 제공할 수 있는 최대 지연보다 큰 경우, 상기 마지막 노드의 로컬 지연 버짓 상한을 상기 마지막 노드가 제공할 수 있는 최대 지연으로 결정하는 방법.
In claim 6,
When the upper limit of the remaining delay is greater than the maximum delay that can be provided based on the buffer resources of the last node, a method of determining the upper limit of the local delay budget of the last node as the maximum delay that the last node can provide.
청구항 2에 있어서, 상기 서비스의 속성은 패킷 전달 주기, 주기 내에 전달되는 패킷의 수, 패킷 크기에 대한 정보를 포함하는 방법.The method of claim 2, wherein the service properties include information on a packet delivery period, the number of packets delivered within the period, and packet size. 서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는,
송수신부와,
상기 송수신부와 동작 가능하게 연결된 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하고,
마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하고,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하고,
상기 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드가 최종적으로 보장하도록 제어하는 장치.
In the device for time-sensitive packet delivery that guarantees the maximum/minimum delay requirements of a service, the device includes:
Transmitter and receiver,
Comprising a control unit operably connected to the transceiver unit,
The control unit,
Receive link and node delay information and node buffer resource information on the path,
Calculate the local delay budget that other nodes must guarantee based on the buffer resource information of the last node,
Control nodes to transmit packets based on the local delay budget,
A device that controls nodes to transmit packets within the local delay budget and the last node to finally guarantee the remaining delay budget.
청구항 9에 있어서,
상기 마지막 노드의 버퍼 자원 정보는 서비스에 할당된 버퍼 크기와 서비스의 속성에 기반하여 결정되는 장치.
In claim 9,
A device in which the buffer resource information of the last node is determined based on the buffer size allocated to the service and the attributes of the service.
청구항 9에 있어서, 상기 제어부는,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하기 위하여, 각 노드들이 보장해야 하는 명확한 로컬 지연 버짓의 상한 및 하한을 설정하는 장치.
The method of claim 9, wherein the control unit,
A device that sets upper and lower limits of a clear local delay budget that each node must guarantee in order to control nodes to transmit packets based on the local delay budget.
청구항 11에 있어서, 상기 제어부는
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하기 위하여,
상기 모든 노드들의 버퍼 자원 정보를 수집하고,
각 노드의 버퍼 자원을 기반으로 제공할 수 있는 지연 시간을 초과하지 않는 각 노드들의 로컬 지연 버짓을 계산하는 장치.
The method of claim 11, wherein the control unit
In order to control nodes to transmit packets based on the local delay budget,
Collect buffer resource information of all the nodes,
A device that calculates the local delay budget of each node that does not exceed the delay time that can be provided based on the buffer resources of each node.
청구항 12에 있어서,
상기 로컬 지연 버짓은 서비스 지연 요구사항을 보장할 수 있도록 네트워크 지연 총합 및 마지막 노드가 보장할 수 있는 지연을 뺀 잔여 지연 시간을 기반으로 결정되는 장치.
In claim 12,
The local delay budget is determined based on the total network delay and the remaining delay time minus the delay that can be guaranteed by the last node to ensure service delay requirements.
청구항 9에 있어서, 상기 제어부는,
상기 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드가 최종적으로 보장하기 위해,
상기 로컬 지연 버짓의 상한과 하한 내에서 노드들이 패킷을 전송 시 실제 각 노드들이 소비한 지연 정보를 상기 마지막 노드로 전달하고,
이전 노드들에게 전달받은 실제 지연 정보를 기반으로 상기 잔여 지연 버짓을 식별하고,
식별된 상기 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드의 로컬 지연 버짓으로 설정하는 장치.
The method of claim 9, wherein the control unit,
In order for the last node to finally guarantee the remaining delay budget,
When nodes transmit packets within the upper and lower limits of the local delay budget, the delay information actually consumed by each node is transmitted to the last node,
Identify the remaining delay budget based on actual delay information received from previous nodes,
Apparatus for setting the identified remaining delay budget to the local delay budget of the last node.
청구항 14에 있어서,
상기 잔여 지연의 상한이 상기 마지막 노드의 버퍼 자원을 기반으로 제공할 수 있는 최대 지연보다 큰 경우, 상기 마지막 노드의 로컬 지연 버짓 상한을 상기 마지막 노드가 제공할 수 있는 최대 지연으로 결정하는 장치.
In claim 14,
If the upper limit of the remaining delay is greater than the maximum delay that can be provided based on the buffer resources of the last node, the device determines the upper limit of the local delay budget of the last node as the maximum delay that the last node can provide.
청구항 10에 있어서, 상기 서비스의 속성은 패킷 전달 주기, 주기 내에 전달되는 패킷의 수, 패킷 크기에 대한 정보를 포함하는 방법.The method of claim 10, wherein the service properties include information on a packet delivery period, the number of packets delivered within the period, and packet size. 서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달하기 위한 SDN 컨트롤러에 있어서, 상기 SDN 컨트롤러는,
송수신부와,
상기 송수신부와 동작 가능하게 연결된 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하고,
마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하고,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하고,
상기 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드가 최종적으로 보장하도록 제어하는 장치.
In the SDN controller for time-specific packet delivery that guarantees the maximum/minimum delay requirements of the service, the SDN controller includes:
Transmitter and receiver,
Comprising a control unit operably connected to the transceiver unit,
The control unit,
Receive link and node delay information and node buffer resource information on the path,
Calculate the local delay budget that other nodes must guarantee based on the buffer resource information of the last node,
Control nodes to transmit packets based on the local delay budget,
A device that controls nodes to transmit packets within the local delay budget and the last node to finally guarantee the remaining delay budget.
청구항 17에 있어서,
상기 마지막 노드의 버퍼 자원 정보는 서비스에 할당된 버퍼 크기와 서비스의 속성에 기반하여 결정되는 장치.
In claim 17,
A device in which the buffer resource information of the last node is determined based on the buffer size allocated to the service and the attributes of the service.
청구항 17에 있어서, 상기 제어부는,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하기 위하여, 각 노드들이 보장해야 하는 명확한 로컬 지연 버짓의 상한 및 하한을 설정하는 장치.
The method of claim 17, wherein the control unit:
A device that sets upper and lower limits of a clear local delay budget that each node must guarantee in order to control nodes to transmit packets based on the local delay budget.
서비스의 최대/최소 지연 요구사항을 보장하는 시간확정적 패킷 전달하기 위한 SDN 컨트롤러의 동작 방법에 있어서,
경로상의 링크 및 노드 지연 정보와 노드 버퍼 자원 정보를 수신하는 과정과,
마지막 노드의 버퍼 자원 정보를 기반으로 다른 노드들이 보장해야 하는 로컬 지연 버짓을 계산하는 과정과,
상기 로컬 지연 버짓을 기반으로 노드들이 패킷을 전송하도록 제어하는 과정과,
상기 로컬 지연 버짓 내에서 노드들이 패킷을 전송하고 남은 잔여 지연 버짓을 상기 마지막 노드가 최종적으로 보장하도록 제어하는 방법.
In the method of operating an SDN controller to deliver time-specific packets that guarantee the maximum/minimum delay requirements of the service,
A process of receiving link and node delay information and node buffer resource information on the path;
The process of calculating the local delay budget that other nodes must guarantee based on the buffer resource information of the last node,
A process of controlling nodes to transmit packets based on the local delay budget;
A method of controlling nodes to transmit packets within the local delay budget and allowing the last node to finally guarantee the remaining delay budget.
KR1020230031708A 2022-05-18 2023-03-10 Method and apparatus for on-time packet forwarding based on resource KR20230161335A (en)

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