WO2012053860A2 - 다수 플로우의 쓰루풋 공평성을 관리하는 플로우 제어 노드, 송신 노드, 플로우 제어 방법 및 전송률 제어 방법 - Google Patents

다수 플로우의 쓰루풋 공평성을 관리하는 플로우 제어 노드, 송신 노드, 플로우 제어 방법 및 전송률 제어 방법 Download PDF

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WO2012053860A2
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fairness
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유재용
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    • 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
    • H04L47/11—Identifying congestion
    • 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
    • H04L47/30—Flow control; Congestion control in combination with information about buffer occupancy at either end or at transit nodes

Definitions

  • the present invention relates to a flow control node, a transmission node, a flow control method, and a rate control method for managing throughput fairness of multiple flows.
  • the present invention is derived from a study conducted as part of the support project for the mid-sized researchers of the Ministry of Education, Science and Technology [Task management number: NN05260, Task name: Virtualized programmable wireless network testbed capable of repeated performance evaluation experiment].
  • IEEE802.11s IEEE 802.11-based multihop relay
  • IEEE 802.16j which introduces the multihop relay of IEEE 802.16, has been standardized.
  • the multi-hop relay enables signal transmission through the RS even outside the area of the base station, while for the UE within the area of the base station, a high quality adaptive modulation and coding scheme is provided through the relay station. By enabling routing, system capacity can be improved with the same radio resources.
  • the probability of congestion is high in networks that change frequently depending on the radio channel conditions. Therefore, it is impossible to control and improve the fairness of the conventional method by adjusting only the flow state and adjusting the transmission rate.
  • This distributed scheduling technique determines the transmission rate based on the monitored information by directly or indirectly monitoring the status of the network path through which the flow flows, rather than the overall network information, in order to control the transmission rate.
  • low-throughput flows continue to increase their transmission rates and seek fairness by trying to achieve higher throughput.
  • the distributed scheduling technique is a problem of determining the communication order with the neighboring nodes in the nodes constituting the network.
  • the nodes try to improve fairness by solving the throughput starvation in the form of monitoring the status of the nodes close to the region and giving the higher communication order to the flow having low throughput.
  • an aspect of the present invention is to provide a flow control node, a transmission node, a flow control method, and a rate control method for managing throughput fairness of multiple flows, which enables adjustment and improvement of throughput fairness of multiple flows in a wireless multi-hop network environment. To provide.
  • a flow control node includes: a flow control node connected to all nodes constituting a network, the flow control node comprising: a flow state collecting unit receiving flow monitoring information from at least one transmitting node included in the network; A fairness evaluator configured to evaluate whether the bandwidth distribution state of the network is fair based on the flow monitoring information; And a rate adjusting unit for transmitting rate control information for equally distributing bandwidth of the network to the one or more transmitting nodes when evaluated as unfair.
  • a transmitting node receives rate control information for equally distributing the bandwidth of the network from the flow control node, where the flow control node is connected with all nodes constituting the network and assessing whether the bandwidth distribution state of the network is fair.
  • a flow control method includes receiving flow monitoring information from at least one transmitting node included in the network by a flow control node connected with all nodes constituting the network; Evaluating whether the bandwidth distribution state of the network is fair based on the flow monitoring information; And if unfairness is found, determining rate control information for equally distributing the bandwidth of the network and transmitting it to the one or more transmitting nodes.
  • a rate control method is provided.
  • a transmitting node existing on a network controls a transmission rate, wherein the transmitting node is a flow control node, where the flow control node is connected with all nodes constituting the network, and the bandwidth distribution state of the network
  • Receiving rate control information for equally distributing bandwidth of the network from evaluating fairness of the network;
  • a centrally located flow control node collects network state information obtained through flow monitoring and adjusts a transmission rate of a transmitting node based on this information. Therefore, high throughput fairness among multiple flows can be obtained in various network environments, such as a multi-hop network in which at least one routing node is located between a transmitting node and a receiving node, a network having a lot of congestion, or changing from time to time according to a wireless channel state. .
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless multihop network system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a connection relationship between detailed configurations of a transmitting node and a flow control node according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow control method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow monitoring process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a rate control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless multihop network system according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless multihop network system includes a transmitting node 100 ′, 100 ′′, a receiving node 200 ′, 200 ′′ and a flow control node 300.
  • a plurality of router nodes 400 serving as a relay function are located between the transmitting nodes 100 'and 100 "and the receiving nodes 200' and 200".
  • the wireless multi-hop network is divided into a control plane network and a data plane network.
  • all modes constituting the wireless multi-hop network that is, the transmitting node 100 ', 100 ", the receiving node 200', 200", and the router node 400 are connected to the flow control node 300 by the control plane network. It is.
  • the transmitting node A 100 ' is directly connected to the flow control node 300 by the control play network.
  • the control play network of the transmitting node B 100 ′′ is connected to the transmitting node A 100 ′ through the router node 400, and connected to the flow control node 300 through the transmitting node A 100 ′. .
  • This control plane network is used to transmit and receive flow monitoring information and rate control information for equally distributing bandwidth of the network between the transmitting nodes 100 ', 100 "and the flow control node 300.
  • the data plane network is then used to send and receive traffic and signaling packets between the transmitting nodes 100 ', 100 "and receiving nodes 200', 200".
  • the flow control node 300 receives flow monitoring information of each transmitting node 100 ', 100 "from one or more transmitting nodes 100', 100" via the control plane network. Based on this flow monitoring information, it is checked whether each flow shares network bandwidth fairly.
  • the flow control node 300 reduces the transmission rate of a flow having a relatively large amount of throughput and equally adjusts the distribution of unfair bandwidth.
  • throughput refers to the amount of processing to digital data transmission per unit time transferred from any node on the network to another node.
  • the rate adjustment is performed by adjusting the queue length threshold of the transmitting nodes 100 'and 100 ".
  • FIG. 2 shows a connection relationship between detailed configurations of a transmitting node and a flow control node according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitting nodes 100 ′ and 100 ′′ include a flow monitoring unit 110, a rate control unit 130, and a back pressure scheduler 150.
  • the flow monitoring unit 110 periodically monitors one or more flows thereof and transmits flow monitoring information to the flow control node 300.
  • the flow monitoring information includes one or more flow status information and current throughput of one or more flows.
  • the flow state information is information required by the fairness evaluation index of the flow control node 300, and different information is used according to the fairness evaluation index.
  • the 'Proportional Fairness Index' which evaluates the share of throughput versus the state of network paths, uses link quality as flow state information.
  • Jain's Fairness Index which assesses absolute fairness, uses network bandwidth as flow state information.
  • the rate control unit 130 receives rate control information from the flow control node 300.
  • the rate control information is determined according to the result of evaluating whether the bandwidth distribution state of the network is fair by the flow control node 300 based on the flow monitoring information of all transmitting nodes 100 'and 100 ".
  • the queue length threshold is used as the information.
  • the rate control unit 130 receives the queue length threshold from the flow control node 300 and changes its transmission queue length threshold to the received queue length threshold.
  • the changed queue length threshold value is transmitted to the back pressure scheduler 150.
  • the back pressure scheduler 150 performs packet or / and link scheduling with neighboring nodes based on the rate control information, that is, the queue length threshold.
  • the back pressure scheduler 150 is a component that solves packet scheduling and link scheduling problems that occur when a plurality of flows pass through one node.
  • each node maintains a queue for each flow.
  • a problem of determining which flow-specific queue should be serviced first is a packet scheduling problem.
  • the link scheduling problem is that a channel of a wireless network is shared with neighboring nodes, so that only one link can be transmitted at a time. At this time, the link scheduling problem is to determine which link is activated first and which packet is transmitted.
  • the back pressure scheduler 150 calculates the difference in the flow queue length for one hop and defines the back pressure value, and then services the queue with the highest back pressure value in each queue. Link scheduling also similarly schedules the link with the highest back pressure value first.
  • the back pressure scheduler 150 sets the queue length of its flow based on the queue length threshold value received from the rate controller 130. Since the queue length threshold is a variable that is determined by the flow control node 300, the rate is adjusted so that the optimal throughput can be obtained by adjusting the queue length threshold.
  • the transmission rate is adjusted so that the queue length of the current flow satisfies the queue length threshold by comparing the queue length of the current flow with the queue length threshold. Because, the back pressure scheduler 150 must maintain its queue length by the queue length threshold. Therefore, if the length of each queue is monitored at regular intervals and the length is lower than the queue length threshold, the rate is adjusted by sending an insufficient number of packets.
  • the flow control node 300 includes a flow state collecting unit 310, the fairness evaluation unit 330 and the rate control unit 350.
  • the flow state collecting unit 310 periodically receives flow monitoring information from the flow monitoring unit 110 of the transmitting nodes 100 ′ and 100 ′′.
  • the fairness evaluator 330 evaluates whether the bandwidth distribution state of the network is fair based on the flow monitoring information received by the flow state collector 310.
  • the flow monitoring information includes flow state information and flow throughput for each flow.
  • the fairness evaluation unit 330 compares the fairness evaluation reference value calculated according to the predefined fairness index based on the flow state information and the flow throughput to evaluate the fairness of how much the current flows use the throughput.
  • the fairness evaluator 330 sets a fairness evaluation reference value by calculating a throughput target value that a corresponding flow must reach from flow state information according to a predefined fairness index. This fairness criterion value is calculated as a single value, and the reference function to derive the fairness criterion value should be convexed.
  • fairness index a variety of indicators may be used as the fairness index, and for example, may include Jain's fairness index, proportional fairness index, and max-min fairness index, but are not limited thereto.
  • the fairness criterion value is a criterion for evaluating whether the network bandwidth distribution is fair.
  • the fairness criterion value is calculated in different manners according to the fairness indicators. As follows.
  • the flow state information received by the flow state collector 310 includes a link quality.
  • the fairness evaluator 330 calculates a throughput target value that the flow should reach from the link quality information received by the flow state collector 310, and is represented by Equation 1 below.
  • Equation 2 Means a set of all nodes existing in the path of the flow r.
  • ⁇ j is the throughput of flows other than flow r present in node j.
  • C (j, r) denotes a link quality when the flow r passes through the node j, and is calculated as in Equation 2.
  • the fairness evaluator 330 calculates the fairness evaluation reference value by collecting throughput target values of each flow calculated through Equation 1, as shown in Equation 3 below.
  • x is a vector of x r in Equation 1 means the bandwidth of the flow r.
  • the flow state information received by the flow state collector 310 includes a network bandwidth.
  • the fairness evaluator 330 equally distributes the network bandwidth to each flow to calculate the throughput target value of each flow, and calculates the throughput target value of each flow as the fairness evaluation reference value.
  • the rate adjusting unit 350 determines transmission rate control information, that is, a queue length threshold, for equally distributing the bandwidth of the network. , 100 ") to the rate controller 130.
  • the rate adjusting unit 350 decreases the queue length threshold for flows having a flow throughput greater than the fairness evaluation reference value, and increases the queue length threshold for flows having a flow throughput having a small value.
  • the rate adjusting unit 350 increases or decreases the queue length threshold by the difference between the current flow throughput received by the flow state collector 310 and the throughput target calculated by the fairness evaluator 330.
  • the queue length threshold for a flow having a flow throughput greater than the fairness criterion value is reduced by the difference between the current flow throughput and the throughput target of the corresponding flow.
  • the queue length threshold for flows with flow throughputs less than the fairness criterion value is increased by the difference between the current flow throughput and the throughput target of the corresponding flow.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow control method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the flow monitoring unit 110 of each of the one or more transmitting nodes 100 ', 100 "monitors its own flow status (101, 103). A predefined period comes 105 (107). ), The flow monitoring information is transmitted to the flow state collecting unit 310 of the flow control node 300 (S109 and 111).
  • the fairness evaluation unit 330 of the flow control node 300 calculates a fairness evaluation reference value according to a predefined fairness index from the flow state information among the flow monitoring information received in step S109 and / or step S111 (S113). .
  • the fairness evaluation reference value is calculated in different ways according to the fairness evaluation index.
  • the flow state information includes the link quality. Accordingly, the fairness evaluator 330 collects the flow state collector 310 using throughput of all nodes existing in the network path of any flow and throughput of neighboring flows other than any flow existing in each node. Compute each throughput target for every one flow. Each throughput target value is collected and calculated as a fairness evaluation reference value.
  • flow state information includes network bandwidth.
  • the fairness evaluator 330 calculates each throughput target value for all flows collected by the flow state collector 310 based on the network bandwidth. Each throughput target value is collected and calculated as a fairness evaluation reference value.
  • the fairness evaluator 330 of the flow control node 300 compares the fair throughput evaluation reference value calculated in step S113 with the flow throughput among the flow monitoring information received in step S109 and / or step S111 (S115) to ensure fairness of the flow throughput. It is determined whether the evaluation reference value is satisfied (S117).
  • the rate control unit 350 of the flow control node 300 determines whether the flow throughput received in step S109 and / or step S111 is greater than the fairness evaluation reference value calculated in step S113. It is determined (S121).
  • step S121 If it is determined in step S121 that the case is large, the rate control unit 350 of the flow control node 300 reduces the queue length threshold of the flow (S123).
  • the rate control unit 350 of the flow control node 300 increases the queue length threshold of the flow (S125).
  • the rate control unit 350 of the flow control node 300 transmits the queue length thresholds that are increased or decreased in step S123 or step S125 to the transmitting nodes 100 ′ and 100 ′′ corresponding to steps S127 and S129.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow monitoring process according to an embodiment of the present invention.
  • the flow monitoring unit 110 of the transmitting nodes 100 ′ and 100 ′′ transmits a signaling packet to the router node 400 when a predetermined period arrives at step S201.
  • the router node 400 records its link state in the signaling packet (S205), and then transmits it to the receiving node 200 (S207).
  • the receiving node 200 records the current flow throughput in the signaling packet (S209) and transmits it to the router node 400 (S211), and the router node 400 transmits the signaling packet received from the receiving node 200 to the transmitting node ( 100 ', 100 ") (S213).
  • the flow monitoring unit 110 of the transmitting nodes 100 'and 100 "periodically collects flow state information and flow throughput existing in its flow path.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of controlling a transmission rate according to an exemplary embodiment of the present invention, and illustrates operations of the transmitting nodes 100 'and 100 ".
  • the rate control unit 130 of the transmitting nodes 100 ′ and 100 ′′ receives a queue length threshold value from the flow control node 300 (S301) and sets it as a reference point for rate adjustment (S303).
  • the back pressure scheduler 150 periodically monitors the length of the queue for each flow (S305).
  • the queue length threshold value received from the rate control unit 130 is compared with the queue length of the corresponding flow (S307) to determine whether the queue length of the current flow is smaller than the queue length threshold (S309).
  • the back pressure scheduler 150 starts again from step S305 if the queue length of the current flow is equal to the queue length threshold.
  • the back pressure scheduler 150 adjusts the transmission rate to satisfy the queue length threshold (S311).
  • the back pressure scheduler 150 determines a queue length difference between one hop as a back pressure value (S313) and performs packet / link scheduling to prioritize a queue having a high back pressure value (S315).

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

본 발명의 실시예에 따르면, 멀티홉 네트워크 시스템은 송신 노드, 수신 노드, 라우터 노드 및 멀티홉 네트워크 내의 모든 노드와 연결되는 플로우 제어 노드를 포함한다. 여기서, 플로우 제어 노드는 하나 이상의 송신 노드로부터 주기적으로 플로우 모니터링 정보를 수신하여 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가한다. 이때, 비공평성이 검출되는 경우, 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보로서 큐 길이 임계치를 설정하여 하나 이상의 송신 노드에게 전송한다. 그러면, 하나 이상의 송신 노드는 큐 길이 임계치를 전송률 조절의 기준점으로 설정하여 패킷 또는/및 링크 스케줄링을 수행한다.

Description

다수 플로우의 쓰루풋 공평성을 관리하는 플로우 제어 노드, 송신 노드, 플로우 제어 방법 및 전송률 제어 방법
본 발명은 다수 플로우의 쓰루풋 공평성을 관리하는 플로우 제어 노드, 송신 노드, 플로우 제어 방법 및 전송률 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 교육과학기술부의 중견연구자지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: NN05260, 과제명: 반복적 성능 평가 실험이 가능한 가상화된 프로그래머블 무선 네트워크 테스트베드].
ITEF에서는 IEEE 802.11의 커버영역 및 에너지대비 송수신 효율을 높이기 위한 프로토콜로서 IEEE802.11s (IEEE 802.11기반 멀티홉릴레이)를 표준화하였다. 또한, 이와 유사하게 IEEE 802.16의 멀티홉릴레이를 도입한 IEEE 802.16j에 대해서도 표준화하였다.
멀티 홉 릴레이를 통해 기지국의 영역 밖에서도 중계국(RS)을 통한 신호 전달이 가능해지는 한편, 기지국 영역 내에 있는 단말에 대해서는 중계국을 통한 높은 수준의 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation and Coding)방식을 가지는 고품질의 경로를 설정할 수 있도록 함으로써 동일한 무선 자원으로 시스템 용량의 향상을 가져올 수 있게 된다.
그런데 이러한 멀티홉 상황은 데이터를 전송하는 무선 채널의 공유에 의해 주변 라우팅 노드 간의 연결 종속성을 가지므로, 이로 인해 일부 플로우들의 쓰루풋이 매우 낮아지는 쓰루풋 기아 현상이 발생한다.
더욱이, 무선 채널 상태에 따라 수시로 변화하는 네트워크에서는 혼잡 발생 확률이 높다. 따라서, 종래 자신의 플로우 상태만 모니터링하여 전송률을 조절하는 방법으로는 유연한 공평성 조절 및 향상이 불가능하다.
예컨대 종래에 쓰루풋의 기아 현상을 방지하기 위해 분산된 종단간 전송률 제어를 위한 분산 스케쥴링 기법이 제안되어 있다.
이러한 분산 스케쥴링 기법은 종단의 노드가 자신의 전송률을 제어하기 위해 네트워크 전체 정보가 아닌 자신의 플로우가 지나가는 네트워크 경로의 상태를 직접 혹은 간접적으로 모니터링하여 모니터링된 정보를 바탕으로 전송률을 결정한다. 특히, 낮은 쓰루풋을 갖는 플로우는 지속적으로 자신의 전송률을 높혀가며, 더 높은 쓰루풋을 얻고자 노력하여 공평성을 높히려고 한다.
따라서, 분산 스케쥴링 기법은 네트워크를 구성하는 노드에서 주변 노드와의 통신 순서를 결정하는 문제이다.
이때, 노드들은 지역적으로 가까운 노드들의 상태를 모니터링하여 이를 바탕으로 낮은 쓰루풋을 얻는 플로우에게 더 높은 통신 순서를 주는 형식으로 쓰루풋 기아를 해결하여 공평성을 높히려고 한다.
하지만 이러한 방법은 네트워크 전체 정보를 바탕으로 작동하지 않는다. 따라서, 제한된 정보량에 의해 잘못된 결정을 보이는 경우가 많아 높은 공평성을 보이지는 못한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 멀티홉 네트워크 환경에서 다수 플로우의 쓰루풋 공평성 조절 및 향상을 가능케 하는 다수 플로우의 쓰루풋 공평성을 관리하는 플로우 제어 노드, 송신 노드, 플로우 제어 방법 및 전송률 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면 플로우 제어 노드가 제공된다. 이 노드는, 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되는 플로우 제어 노드에 있어서, 상기 네트워크에 포함되는 하나 이상의 송신 노드로부터 플로우 모니터링 정보를 수신하는 플로우 상태 수집부; 상기 플로우 모니터링 정보를 토대로 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가하는 공평성 평가부; 및 비공평성으로 평가되는 경우, 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 상기 하나 이상의 송신 노드에게 전송하는 전송률 조절부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면 송신 노드가 제공된다. 이 노드는, 플로우 제어 노드-여기서 플로우 제어 노드는 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되고, 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가함-로부터 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 수신하는 전송률 제어부; 및 상기 전송률 제어 정보를 기준으로 주변 노드와의 패킷 또는/및 링크 스케줄링을 수행하는 백프레셔 스케줄러부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면 플로우 제어 방법이 제공된다. 이 방법은, 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되는 플로우 제어 노드가 상기 네트워크에 포함되는 하나 이상의 송신 노드로부터 플로우 모니터링 정보를 수신하는 단계; 상기 플로우 모니터링 정보를 토대로 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가하는 단계; 및 비공평성이 발견되는 경우, 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 결정하여 상기 하나 이상의 송신 노드에게 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면 전송률 제어 방법이 제공된다. 이 방법은, 네트워크 상에 존재하는 송신 노드가 전송률을 제어하는 방법에 있어서, 상기 송신 노드가 플로우 제어 노드-여기서 플로우 제어 노드는 상기 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되고, 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태의 공평성을 평가함-로부터 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 수신하는 단계; 및 상기 전송률 제어 정보를 기준으로 백프레셔 스케줄링 방법에 따라 주변 노드와의 패킷 또는/및 링크 스케줄링을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플로우 모니터링을 통해 얻어진 네트워크 상태 정보를 중앙에 위치한 플로우 제어 노드가 수집하여 이 정보를 바탕으로 송신 노드의 전송률을 조절한다. 따라서, 송신 노드와 수신 노드 사이에 적어도 하나의 라우팅 노드가 위치하는 멀티홉 네트워크, 혼잡 발생이 많거나 무선 채널 상태에 따라 수시 변화하는 네트워크 등 다양한 네트워크 환경에서 다수 플로우간의 높은 쓰루풋 공평성을 얻을 수 있다.
또한, 하나의 플로우의 쓰루풋 최적화를 가능케 하는 백프레셔 스케쥴러를 하부 계층에 두어 패킷 큐 손실과 같은 네트워크 대역폭 손실을 막으며, 송신 노드는 플로우의 전송률을 조절하여 네트워크의 대역폭 자원을 공평하게 공유할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 멀티홉(multihop) 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신 노드 및 플로우 제어 노드의 세부 구성 간의 연결 관계를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플로우 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플로우 모니터링 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송률 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
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, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 다수 플로우의 쓰루풋 공평성을 관리하는 플로우 제어 노드, 송신 노드, 플로우 제어 방법 및 전송률 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 멀티홉(multihop) 네트워크 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 무선 멀티홉(multihop) 네트워크 시스템은 송신 노드 (100', 100"), 수신 노드(200', 200") 및 플로우 제어 노드(300)를 포함한다.
이때, 송신 노드(100', 100")와 수신 노드(200', 200") 사이에는 릴레이(relay) 기능을 하는 라우터 노드(400)가 다수 개 위치한다.
또한, 무선 멀티홉 네트워크는 콘트롤 플레인 네트워크와 데이터 플레인 네트워크로 구분된다.
여기서, 무선 멀티홉 네트워크를 구성하는 모든 모드 즉 송신 노드(100', 100"), 수신 노드(200', 200"), 라우터 노드(400)는 플로우 제어 노드(300)와 콘트롤 플레인 네트워크로 연결되어 있다.
예컨대, 송신 노드 A(100')는 플로우 제어 노드(300)와 직접 콘트롤 플레이 네트워크로 연결되어 있다. 그리고 송신 노드 B(100")의 콘트롤 플레이 네트워크는 라우터 노드(400)를 통해 송신 노드 A(100')와 연결되고, 송신 노드 A(100')를 통해 플로우 제어 노드(300)와 연결되어 있다.
이러한 콘트롤 플레인 네트워크는 송신 노드(100', 100")와 플로우 제어 노드(300) 사이에 플로우 모니터링 정보 및 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 송수신 하는데 사용된다.
그리고 데이터 플레인 네트워크는 송신 노드(100', 100")와 수신 노드(200', 200") 간에 트래픽 및 시그널링 패킷을 송수신하는데 사용된다.
플로우 제어 노드(300)는 콘트롤 플레인 네트워크를 통해 하나 이상의 송신 노드(100', 100")로부터 각 송신 노드(100', 100")의 플로우 모니터링 정보를 수신한다. 그리고 이러한 플로우 모니터링 정보를 토대로 각 플로우가 공평하게 네트워크 대역폭을 공유하고 있는지를 확인한다.
플로우 제어 노드(300)는 네트워크 대역폭이 공평하게 분배되지 않은 경우로 판단되면, 상대적으로 많은 양의 쓰루풋을 얻고 있는 플로우의 전송률을 줄여 불공평한 대역폭의 분배를 공평하게 조절한다.
여기서, 스루풋(throughput)은 네트워크 상의 임의의 노드로부터 다른 노드로 전달되는 단위 시간당 디지털 데이터 전송으로 처리하는 양을 말한다.
이때, 전송률 조절은 송신 노드(100', 100")의 큐 길이 임계치(Que Length threshold) 조절을 통해 이루어진다.
그러면, 다수 플로우의 쓰루풋 제어와 관련된 주요 구성 요소인 송신 노드(100', 100")와 플로우 제어 노드(300)의 구성에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신 노드 및 플로우 제어 노드의 세부 구성 간의 연결 관계를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 송신 노드(100', 100")는 플로우 모니터링부(110), 전송률 제어부(130) 및 백프레셔 스케줄러부(150)를 포함한다.
플로우 모니터링부(110)는 주기적으로 자신의 하나 이상의 플로우를 모니터링하고, 플로우 모니터링 정보를 플로우 제어 노드(300)에게 송신한다.
여기서, 플로우 모니터링 정보는 하나 이상의 플로우 상태 정보 및 하나 이상의 플로우의 현재 쓰루풋을 포함한다.
이때, 플로우 상태 정보는 플로우 제어 노드(300)의 공평성 평가 지표에서 요구하는 정보로서, 공평성 평가 지표에 따라 다른 정보가 사용된다.
예를 들어, 네트워크 경로의 상태 대비 쓰루풋의 공유 상황을 평가하는'Proportional 공평성 지표'에서는 플로우 상태 정보로 링크 품질을 이용한다. 또한, 절대적 공평성을 평가하는'Jain's 공평성 지표'에서는 네트워크 대역폭을 플로우 상태 정보로 이용한다.
전송률 제어부(130)는 플로우 제어 노드(300)로부터 전송률 제어 정보를 수신한다. 여기서, 전송률 제어 정보는 플로우 제어 노드(300)에 의해 모든 송신 노드(100', 100")의 플로우 모니터링 정보를 토대로 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가한 결과에 따라 결정된다. 그리고 이러한 전송률 제어 정보로 큐 길이 임계치가 사용된다.
전송률 제어부(130)는 플로우 제어 노드(300)로부터 큐 길이 임계치를 수신하여 자신의 송신 큐 길이 임계치를 수신한 큐 길이 임계치로 변경한다. 그리고 변경한 큐 길이 임계치를 백프레셔 스케줄러부(150)에게 전달한다.
백프레셔 스케줄러부(150)는 전송률 제어 정보 즉 큐 길이 임계치를 기준으로 주변 노드와의 패킷 또는/및 링크 스케줄링을 수행한다.
백프레셔 스케줄러부(150)는 다수의 플로우가 하나의 노드를 통과할 때 발생하는 패킷 스케쥴링과 링크 스케쥴링 문제를 해결하는 컴포넌트(component)이다. 다수의 플로우가 하나의 노드를 통과할 때 플로우별 큐를 각 노드에서 보유하며, 이때, 어떤 플로우별 큐를 먼저 서비스해야 하는지를 결정하는 문제가 패킷 스케쥴링 문제이다. 그리고 링크 스케쥴링 문제는 무선 네트워크의 채널은 주변 노드와 공유되므로, 한 순간에 하나의 링크로만 패킷의 전송이 가능하다. 이때, 어떤 링크를 먼저 활성화시켜 패킷을 전송하는지를 결정하는 문제가 링크 스케쥴링이다.
백프레셔 스케줄러부(150)는 1홉간 플로우 큐 길이의 차이를 계산하여 백프레셔 값으로 정의를 한 후, 각 플로우별 큐에서 백프레셔 값이 가장 높은 큐부터 서비스한다. 링크 스케쥴링 또한 유사하게 가장 높은 백프레셔 값을 갖는 링크를 먼저 스케쥴링 한다.
여기서, 백프레셔 스케줄러부(150)는 자신의 플로우의 큐 길이를 전송률 제어부(130)로부터 전달받은 큐 길이 임계치를 기준으로 설정한다. 이러한 큐 길이 임계치는 플로우 제어 노드(300)에 의해 결정되는 변수이므로, 이러한 큐 길이 임계치의 조절을 통해 최적화된 쓰루풋을 얻을 수 있는 전송률이 되도록 전송률을 조절한다.
즉 현재 플로우의 큐 길이와 큐 길이 임계치를 비교하여 현재 플로우의 큐 길이가 큐 길이 임계치를 만족하도록 전송률을 조절한다. 왜냐하면, 백프레셔 스케줄러부(150)는 자신의 큐 길이를 큐 길이 임계치만큼 유지해야 한다. 따라서, 플로우 별 큐의 길이를 일정 주기로 모니터링 하여 그 길이가 큐 길이 한계점보다 낮을 경우 부족한 양의 패킷 개수만큼을 보내는 것으로 전송률을 조절한다.
한편, 플로우 제어 노드(300)는 플로우 상태 수집부(310), 공평성 평가부(330) 및 전송률 조절부(350)를 포함한다.
플로우 상태 수집부(310)는 주기적으로 송신 노드(100', 100")의 플로우 모니터링부(110)로부터 플로우 모니터링 정보를 수신한다.
공평성 평가부(330)는 플로우 상태 수집부(310)가 수신한 플로우 모니터링 정보를 토대로 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가한다. 이때, 플로우 모니터링 정보는 플로우 별로 플로우 상태 정보 및 플로우 쓰루풋을 포함한다.
따라서, 공평성 평가부(330)는 플로우 상태 정보를 토대로 기 정의된 공평성 지표에 따라 계산된 공평성 평가 기준값과 플로우 쓰루풋을 비교하여 현재 플로우들이 쓰루풋을 얼마만큼 공평하게 사용하고 있는지에 공평성을 평가한다.
여기서, 공평성 평가부(330)는 기 정의된 공평성 지표에 따라 플로우 상태 정보로부터 해당하는 플로우가 도달해야 하는 쓰루풋 목표치를 계산하여 공평성 평가 기준값을 설정한다. 이러한 공평성 평가 기준값은 단일 수치로 계산되며 공평성 평가 기준값을 도출하기 위한 기준 함수는 컨벡스(Convex) 해야 한다.
이때, 공평성 평가 지표는 다양한 지표가 사용될 수 있으며, 예컨대 Jain's 공평성 지표, Proportional 공평성 지표, Max-min 공평성 지표를 포함할 수 있으나 상기에 국한되는 것은 아니며 다양한 공평성 지표 중에서 선택될 수 있다.
공평성 평가 기준값은 네트워크 대역폭의 분배가 공평하게 이루어졌는지를 평가하기 위한 기준이 되는 값으로서, 공평성 지표 별로 서로 다른 방식으로 계산되며, Proportional 공평성 지표와 Jain's 공평성 지표 각각의 두 가지 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.
먼저, Proportional 공평성 지표를 사용하는 실시예에 따르면, 플로우 상태 수집부(310)가 수신한 플로우 상태 정보는 링크 품질을 포함한다.
공평성 평가부(330)는 플로우 상태 수집부(310)가 수신한 링크 품질 정보로부터 플로우가 도달해야 하는 쓰루풋 목표치를 계산하며, 다음 수학식 1과 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2011007891-appb-M000001
여기서,
Figure PCTKR2011007891-appb-I000001
은 플로우 r의 경로에 존재하는 모든 노드의 집합을 의미한다. λj는 노드 j에 존재하는 플로우 r 이외의 플로우들의 쓰루풋이다. 그리고 C(j,r)은 플로우 r이 노드 j를 지날 때의 링크 품질을 의미하며, 수학식 2와 같이 계산된다.
수학식 2
Figure PCTKR2011007891-appb-M000002
여기서,
Figure PCTKR2011007891-appb-I000002
과
Figure PCTKR2011007891-appb-I000003
은 노드 j에서 플로우 r의 입출력 링크 각각의 커패시티를 의미한다.
그리고 공평성 평가부(330)는 수학식 1을 통해 계산된 각 플로우의 쓰루풋 목표치들을 취합하여 공평성 평가 기준값을 산출하는데, 다음 수학식 3과 같다.
수학식 3
Figure PCTKR2011007891-appb-M000003
여기서, x는 수학식 1의 xr 의 벡터로서 플로우 r의 대역폭을 의미한다.
다음, Jain's 공평성 지표를 사용하는 실시예에 따르면, 플로우 상태 수집부(310)가 수신한 플로우 상태 정보는 네트워크 대역폭을 포함한다.
이때, 공평성 평가부(330)는 네트워크 대역폭을 각 플로우에 공평하게 분배하여 각 플로우의 쓰루풋 목표치를 산출하고, 이러한 각 플로우의 쓰루풋 목표치를 취합하여 공평성 평가 기준값으로 산출한다.
한편, 전송률 조절부(350)는 공평성 평가부(330)의 평가 결과가 비공평성으로 평가되는 경우, 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보 즉 큐 길이 임계치를 결정하여 송신 노드(100', 100")의 전송률 제어부(130)에게 전송한다.
이때, 전송률 조절부(350)는 공평성 평가 기준값보다 큰 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 감소시키고, 작은 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 증가시킨다.
구체적으로, 전송률 조절부(350)는 플로우 상태 수집부(310)가 수신한 현재 플로우 쓰루풋과 공평성 평가부(330)에서 계산된 쓰루풋 목표치 간의 차이만큼 큐 길이 임계치를 증가 또는 감소시킨다.
즉 공평성 평가 기준값보다 큰 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 현재 플로우 쓰루풋과 해당하는 플로우의 쓰루풋 목표치 간의 차이만큼 감소시킨다. 또한, 공평성 평가 기준값보다 작은 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 현재 플로우 쓰루풋과 해당하는 플로우의 쓰루풋 목표치 간의 차이만큼 증가시킨다.
그러면, 이러한 멀티홉 네트워크에서 플로우 제어 및 전송률 제어를 수행하는 일련의 과정에 대하여 상세히 설명한다. 이때, 도 1 및 도 2와 동일한 구성 요소에 대한 설명에서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플로우 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 하나 이상의 송신 노드(100', 100") 각각의 플로우 모니터링부(110)는 자신의 플로우 상태를 모니터링(101, 103)한다. 그리고 기 정의된 주기가 도래(105, 107)하면, 플로우 모니터링 정보를 플로우 제어 노드(300)의 플로우 상태 수집부(310)에게 전송한다(S109, 111).
그러면, 플로우 제어 노드(300)의 공평성 평가부(330)는 S109 단계 및/또는 S111 단계에서 수신한 플로우 모니터링 정보 중 플로우 상태 정보로부터 기 정의된 공평성 지표에 따른 공평성 평가 기준값을 계산한다(S113).
이때, 공평성 평가 기준값은 공평성 평가 지표에 따라 서로 다른 방식으로 계산된다.
여기서, Proportional 공평성 지표를 사용하는 실시예에 따르면, 플로우 상태 정보를 링크 품질을 포함한다. 따라서, 공평성 평가부(330)는 임의의 플로우의 네트워크 경로에 존재하는 모든 노드의 쓰루풋 및 각각의 노드에 존재하는 임의의 플로우 이외의 주변 플로우의 쓰루풋을 이용하여 플로우 상태 수집부(310)가 수집한 모든 플로우에 대한 각각의 쓰루풋 목표치를 계산한다. 그리고 이러한 각각의 쓰루풋 목표치들을 취합하여 공평성 평가 기준값으로 산출한다.
또한, Jain's 공평성 지표를 사용하는 다른 실시예에 따르면, 플로우 상태 정보는 네트워크 대역폭을 포함한다.
따라서, 공평성 평가부(330)는 네트워크 대역폭을 기준으로 플로우 상태 수집부(310)가 수집한 모든 플로우에 대한 각각의 쓰루풋 목표치를 계산한다. 그리고 이러한 각각의 쓰루풋 목표치를 취합하여 공평성 평가 기준값으로 산출한다.
그리고 플로우 제어 노드(300)의 공평성 평가부(330)는 S109 단계 및/또는 S111 단계에서 수신한 플로우 모니터링 정보 중 플로우 쓰루풋과 S113 단계에서 계산된 공평성 평가 기준값을 비교(S115)하여 플로우 쓰루풋의 공평성 평가 기준값 충족 여부를 판단한다(S117).
이때, 비공평성이 검출(S119)되는 경우, 플로우 제어 노드(300)의 전송률 조절부(350)는 S109 단계 및/또는 S111 단계에서 수신한 플로우 쓰루풋이 S113 단계에서 계산된 공평성 평가 기준값보다 큰 지를 판단한다(S121).
S121 단계에서 큰 경우로 판단되면, 플로우 제어 노드(300)의 전송률 조절부(350)는 해당 플로우의 큐 길이 임계치를 감소시킨다(S123).
또한, S121 단계에서 작은 경우로 판단되면, 플로우 제어 노드(300)의 전송률 조절부(350)는 해당 플로우의 큐 길이 임계치를 증가시킨다(S125).
그리고 플로우 제어 노드(300)의 전송률 조절부(350)는 S123 단계 또는 S125 단계에서 증가 또는 감소된 큐 길이 임계치를 해당하는 송신 노드(100',100")에게 전송한다(S127, S129).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플로우 모니터링 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 송신 노드(100',100")의 플로우 모니터링부(110)는 기 정의된 주기가 도래(S201)하면, 라우터 노드(400)에게 시그널링 패킷을 전송한다(S203).
그러면, 라우터 노드(400)는 자신의 링크 상태를 시그널링 패킷에 기록(S205)한 후, 수신 노드(200)에게 전송한다(S207).
수신 노드(200)는 현재 플로우 쓰루풋을 시그널링 패킷에 기록(S209)하여 라우터 노드(400)에게 전송(S211)하고, 라우터 노드(400)는 수신 노드(200)로부터 전달받은 시그널링 패킷을 송신 노드(100',100")에게 전송한다(S213).
이와 같이, 송신 노드(100',100")의 플로우 모니터링부(110)는 주기적으로 자신의 플로우 경로에 존재하는 플로우 상태 정보 및 플로우 쓰루풋을 수집한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송률 제어 방법을 나타낸 순서도로서, 송신 노드(100',100")의 동작을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 송신 노드(100',100")의 전송률 제어부(130)는 플로우 제어 노드(300)로부터 큐 길이 임계치를 수신(S301)하여 전송률 조절의 기준점으로 설정한다(S303).
백프레셔 스케쥴러부(150)는 플로우별 큐의 길이를 주기적으로 모니터링한다(S305). 그리고 전송률 제어부(130)로부터 전달받은 큐 길이 임계치와 해당하는 플로우의 큐 길이를 비교(S307)하여 현재 플로우의 큐 길이가 큐 길이 임계치보다 작은지를 판단한다(S309).
이때, 백프레셔 스케쥴러부(150)는 현재 플로우의 큐 길이가 큐 길이 임계치와 같으면, S305 단계부터 다시 시작한다.
그러나 현재 플로우의 큐 길이가 큐 길이 임계치보다 작으면, 백프레셔 스케쥴러부(150)는 큐 길이 임계치를 만족하도록 전송률을 조절한다(S311).
백프레셔 스케쥴러부(150)는 1홉간 큐 길이 차이를 백프레셔값으로 결정(S313)하여 백프레셔 값이 높은 큐를 우선하는 패킷/링크 스케줄링을 수행한다(S315).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (23)

  1. 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되는 플로우 제어 노드에 있어서,
    상기 네트워크에 포함되는 하나 이상의 송신 노드로부터 플로우 모니터링 정보를 수신하는 플로우 상태 수집부;
    상기 플로우 모니터링 정보를 토대로 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가하는 공평성 평가부; 및
    비공평성으로 평가되는 경우, 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 상기 하나 이상의 송신 노드에게 전송하는 전송률 조절부
    를 포함하는 플로우 제어 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송률 제어 정보는,
    상기 송신 노드의 큐 길이 임계치인 것을 특징으로 하는 플로우 제어 노드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플로우 모니터링 정보는, 플로우 상태 정보 및 플로우 쓰루풋을 포함하고,
    상기 공평성 평가부는,
    상기 플로우 상태 정보로부터 기 정의된 공평성 지표에 따른 공평성 평가 기준값을 계산하고, 상기 공평성 평가 기준값과 상기 플로우 쓰루풋을 비교하여 상기 대역폭 분배 상태의 공평성을 평가하는 플로우 제어 노드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공평성 평가부는,
    상기 플로우 상태 정보로부터 플로우가 도달해야 하는 쓰루풋 목표치를 상기 플로우 상태 수집부가 수신한 모든 플로우에 대해 계산하고, 각각의 쓰루풋 목표치를 취합하여 상기 공평성 평가 기준값으로 설정하는 플로우 제어 노드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플로우 상태 정보는 상기 플로우의 링크 품질을 포함하고,
    상기 공평성 평가부는,
    상기 링크 품질로부터 상기 플로우의 네트워크 경로에 존재하는 모든 노드의 쓰루풋 및 각각의 노드에 존재하는 상기 플로우 이외의 플로우의 쓰루풋을 이용하여 상기 플로우 상태 수집부가 수집한 모든 플로우에 대한 각각의 상기 쓰루풋 목표치를 계산하여 취합하고, 취합된 값을 상기 공평성 평가 기준값으로 산출하는 플로우 제어 노드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 플로우 상태 정보는 네트워크 대역폭을 포함하고,
    상기 공평성 평가부는,
    상기 네트워크 대역폭을 기준으로 상기 쓰루풋 목표치를 계산하고, 상기 플로우 상태 수집부가 수집한 모든 플로우에 대한 각각의 쓰루풋 목표치를 취합하여 상기 공평성 평가 기준값으로 산출하는 플로우 제어 노드.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 플로우 모니터링 정보는, 플로우 상태 정보 및 플로우 쓰루풋을 포함하고,
    상기 전송률 조절부는,
    상기 공평성 평가 기준값보다 큰 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 감소시키고, 작은 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 증가시켜 해당하는 송신 노드로 전송하는 플로우 제어 노드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공평성 평가부는,
    상기 플로우 상태 정보로부터 플로우가 도달해야 하는 쓰루풋 목표치를 상기 플로우 상태 수집부가 수신한 모든 플로우에 대해 계산하고, 각각의 쓰루풋 목표치를 취합하여 상기 공평성 평가 기준값으로 설정하고,
    상기 전송률 조절부는,
    상기 공평성 평가 기준값보다 큰 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 현재 플로우 쓰루풋과 해당하는 플로우의 쓰루풋 목표치 간의 차이만큼 감소시키고, 작은 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 상기 현재 플로우 쓰루풋과 해당하는 플로우의 쓰루풋 목표치 간의 차이만큼 증가시키는 플로우 제어 노드.
  9. 플로우 제어 노드-여기서 플로우 제어 노드는 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되고, 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가함-로부터 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 수신하는 전송률 제어부; 및
    상기 전송률 제어 정보를 기준으로 주변 노드와의 패킷 또는/및 링크 스케줄링을 수행하는 백프레셔 스케줄러부
    를 포함하는 송신 노드.
  10. 제9항에 있어서,
    주기적으로 자신의 하나 이상의 플로우 상태를 모니터링하여 플로우 모니터링 정보를 상기 플로우 제어 노드에게 전송하는 플로우 모니터링부를 더 포함하고,
    상기 전송률 제어부는,
    상기 네트워크에 존재하는 모든 송신 노드의 플로우 모니터링 정보를 토대로 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가한 결과에 따라 결정된 전송률 제어 정보를 수신하는 송신 노드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플로우 모니터링부는,
    기 정의된 주기가 도래하면 시그널링 패킷을 송신하여 수신 노드로부터 쓰루풋 및 링크 정보가 포함된 시그널링 패킷을 수신하며,
    상기 쓰루풋은 상기 수신 노드에 의해 기록되고, 상기 링크 정보는 상기 송신 노드와 상기 수신 노드의 경로 상에 존재하는 라우터 노드에 의해 기록되는 송신 노드.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전송률 제어 정보는 상기 송신 노드의 큐 길이 임계치를 포함하고,
    상기 전송률 제어부는,
    상기 플로우 제어 노드로부터 수신되는 큐 길이 임계치를 전송률 조절의 기준점으로 설정하는 송신 노드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 백프레셔 스케줄러부는,
    현재 플로우의 큐 길이와 상기 큐 길이 임계치를 비교하여 상기 현재 플로우의 큐 길이가 상기 큐 길이 임계치를 만족하도록 전송률을 조절하는 송신 노드.
  14. 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되는 플로우 제어 노드가 상기 네트워크에 포함되는 하나 이상의 송신 노드로부터 플로우 모니터링 정보를 수신하는 단계;
    상기 플로우 모니터링 정보를 토대로 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가하는 단계; 및
    비공평성이 발견되는 경우, 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 결정하여 상기 하나 이상의 송신 노드에게 전송하는 단계
    를 포함하는 플로우 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는, 플로우 상태 정보 및 플로우 쓰루풋을 포함하는 상기 플로우 모니터링 정보를 수신하고,
    상기 평가하는 단계는,
    상기 플로우 상태 정보로부터 기 정의된 공평성 지표에 따른 공평성 평가 기준값을 계산하는 단계; 및
    상기 공평성 평가 기준값과 상기 플로우 쓰루풋을 비교하여 상기 대역폭 분배 상태의 공평성을 평가하는 단계
    를 포함하는 플로우 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 플로우 상태 정보는 상기 플로우의 링크 품질을 포함하고,
    상기 평가하는 단계는,
    상기 링크 품질로부터 상기 플로우의 네트워크 경로에 존재하는 모든 노드의 쓰루풋을 계산하는 단계;
    상기 모든 노드 별로 상기 플로우 이외의 플로우의 쓰루풋을 계산하는 단계;
    상기 모든 노드의 쓰루풋 및 상기 플로우 이외의 플로우의 쓰루풋을 이용하여 상기 플로우가 도달해야 하는 상기 플로우의 쓰루풋 목표치를 계산하는 단계; 및
    상기 플로우의 쓰루풋 목표치를 상기 플로우 상태 수집부가 수집한 모든 플로우에 대한 계산하여 취합한 값을 상기 공평성 평가 기준값으로 산출하는 단계
    를 포함하는 플로우 제어 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 플로우 상태 정보는 네트워크 대역폭을 포함하고,
    상기 네트워크 대역폭을 기준으로 상기 플로우가 도달해야 하는 상기 플로우의 쓰루풋 목표치를 계산하는 단계;
    상기 플로우의 네트워크 경로에 존재하는 모든 노드 각각에 대한 상기 쓰루풋 목표치를 계산하는 단계; 및
    상기 모든 노드 각각에 대한 쓰루풋 목표치를 취합하여 상기 공평성 평가 기준값으로 산출하는 단계
    를 포함하는 플로우 제어 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 플로우들의 쓰루풋이 상기 공평성 기준값을 만족하지 않는 경우, 상기 공평성 평가 기준값보다 큰 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 감소시키는 단계;
    상기 공평성 평가 기준값보다 작은 값의 플로우 쓰루풋을 가지는 플로우에 대한 큐 길이 임계치는 증가시키는 단계; 및
    감소 또는 증가된 상기 큐 길이 임계치를 해당하는 송신 노드로 전송하는 단계
    를 포함하는 플로우 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 감소시키는 단계는,
    상기 큐 길이 임계치를 현재 플로우 쓰루풋과 해당하는 플로우의 쓰루풋 목표치 간의 차이만큼 감소시키고,
    상기 증가시키는 단계는,
    상기 큐 길이 임계치를 상기 현재 플로우 쓰루풋과 해당하는 플로우의 쓰루풋 목표치 간의 차이만큼 증가시키는 플로우 제어 방법.
  20. 네트워크 상에 존재하는 송신 노드가 전송률을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 송신 노드가 플로우 제어 노드-여기서 플로우 제어 노드는 상기 네트워크를 구성하는 모든 노드와 연결되고, 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태의 공평성을 평가함-로부터 상기 네트워크의 대역폭을 공평하게 분배하기 위한 전송률 제어 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 전송률 제어 정보를 기준으로 백프레셔 스케줄링 방법에 따라 주변 노드와의 패킷 또는/및 링크 스케줄링을 수행하는 단계
    를 포함하는 전송률 제어 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 수신하는 단계 이전에,
    주기적으로 자신의 하나 이상의 플로우 상태를 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링을 통해 획득한 플로우 모니터링 정보를 상기 플로우 제어 노드에게 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 네트워크에 존재하는 모든 송신 노드의 플로우 모니터링 정보를 토대로 상기 네트워크의 대역폭 분배 상태가 공평한지 평가한 결과에 따라 결정된 큐 길이 임계치를 수신하고,
    상기 수행하는 단계는,
    큐 길이 임계치를 전송률 조절의 기준점으로 설정하여 스케줄링을 수행하는 전송률 제어 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 수행하는 단계는,
    현재 플로우의 큐 길이와 상기 큐 길이 임계치를 비교하여 상기 현재 플로우의 큐 길이가 상기 큐 길이 임계치를 만족하도록 전송률을 조절하는 전송률 제어 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계는,
    기 정의된 주기가 도래하면 시그널링 패킷을 송신하여 수신 노드로부터 쓰루풋 및 링크 정보가 포함된 시그널링 패킷을 수신하며,
    상기 쓰루풋은 상기 수신 노드에 의해 기록되고, 상기 링크 정보는 상기 송신 노드와 상기 수신 노드의 경로 상에 존재하는 라우팅 노드에 의해 기록되는 전송률 제어 방법.
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