KR100745682B1 - I/o packet control device and method of line card in packet exchange system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패킷 교환 시스템의 라인카드로 입,출력되는 패킷을 레이트 리미트(Rate Limit) 기능을 적용하여 패킷 트래픽양을 제어할 수 있도록 한 라인카드의 입출력 패킷 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 설정된 입출력 트래픽 제한율에 따라 입력되는 패킷을 각각 분류하는 패킷 분류부와, 상기 분류된 패킷들의 입력 트래픽 양을 제어하고, 패킷 교환 시스템내 적어도 하나 이상의 라인 카드의 출력 포트로부터 제공되는 출력 대역폭 초과 트래픽 정보에 따라 동일 정보를 가지는 패킷이 입력되는 경우 해당 패킷의 처리량을 제어하는 제1 트래픽 제한부와, 출력율 제한에 필요한 식별정보가 포함된 패킷이 목적지 라인카드로부터 입력되는 경우, 입력된 패킷의 트래픽에 대해 설정된 대역폭의 초과여부를 판단하여 제한된 출력 대역폭을 초과하는 트래픽에 대해 출력 대역폭 초과 트래픽 정보를 패킷 교환 시스템내 적어도 하나 이상의 라인카드의 상기 제1 트래픽 제한부로 제공하는 제2 트래픽 제한부를 포함한다.The present invention relates to an input / output packet control apparatus and a method of a line card for controlling a packet traffic amount by applying a rate limit function to a packet input and output to a line card of a packet switching system. According to the present invention, a packet classification unit for classifying each input packet according to a set input / output traffic limit ratio, and controls the input traffic amount of the classified packets, and is provided from an output port of at least one line card in a packet switching system. When a packet having the same information is input according to the output bandwidth excess traffic information, when a packet including the first traffic restriction unit for controlling the throughput of the packet and the identification information necessary for output rate restriction is input from the destination line card, Limited output band by judging whether the set bandwidth is exceeded for the traffic of the input packet And a second traffic limiter for providing output bandwidth exceeded traffic information to the first traffic limiter of at least one or more line cards in a packet switched system for traffic exceeding width.
패킷 교환 시스템, 라인카드, 인그레스 제한부, 이그레스 제한부. Packet switching system, line card, ingress restriction, egress restriction.
Description
도 1은 일반적인 패킷 교환 시스템의 구조를 도시한 블록도, 1 is a block diagram showing the structure of a general packet switching system;
도 2는 도 1에 도시된 일반적인 패킷 교환 시스템에서 입출력 패킷에 대한 트래픽 레이트 리미트 기능을 가지는 종래 기술에 따른 라인카드의 구조를 도시한 블록도,FIG. 2 is a block diagram illustrating a structure of a line card according to the prior art having a traffic rate limit function for input / output packets in the general packet switching system shown in FIG. 1;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 교환 시스템에서 라인카드의 입출력 패킷 제어 장치의 구조를 도시한 블록도.3 is a block diagram showing a structure of an input / output packet control apparatus of a line card in a packet switching system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 패킷 교환 시스템에서 입력 제어를 위한 라인 카드의 동작을 도시한 흐름도, 4 is a flowchart illustrating an operation of a line card for input control in a packet switching system according to an embodiment of the present invention;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 패킷 교환 시스템에서 출력 제어를 위한 라인 카드의 동작을 도시한 흐름도.5A and 5B are flow charts illustrating the operation of a line card for output control in a packet switched system in accordance with an embodiment of the invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 라인카드 200 : 스위칭 패브릭 100: line card 200: switching fabric
300 : 제어카드 110 : 패킷 분류부300: control card 110: packet classification unit
120 : 인그레스 제한부 121, 141 : 감시 모듈120:
122 : 처치 모듈 130 : 페킷 포워딩부122: treatment module 130: packet forwarding unit
140 : 이그레스 제한부 140 : 출력 패킷 처리부140: egress restriction unit 140: output packet processing unit
본 발명은 라인카드의 입출력 패킷 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 라인카드로 입력 및 출력되는 패킷을 레이트 리미트(Rate Limit) 기능을 적용하여 패킷 트래픽양을 제어할 수 있도록 한 라인카드의 입출력 패킷 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an input and output packet control apparatus and method for a line card, and more particularly, to input and output packets to and from the line card by applying a rate limit (Rate Limit) function to control the amount of packet traffic A packet controller and a method thereof are provided.
레이트 리미트 기능은 패킷 교환기를 통해 입출력되는 특정 트래픽의 패킷들의 양을 제한함으로써, 보다 중요한 다른 트래픽으로 하여금 통신 대역폭을 사용할 수 있도록 하는 기능이다. 이와 같은 레이트 리미트 기능을 이용하여 트래픽을 제어함으로써, 통신망과 장비를 효율적으로 이용할 수 있으며, 통신 대역폭에 따른 차별화된 과금 정책을 실현할 수 있도록 한다. The rate limit function limits the amount of packets of a particular traffic input and output through the packet switch, allowing other more important traffic to use the communication bandwidth. By controlling the traffic by using the rate limit function, it is possible to efficiently use the communication network and equipment, and to realize the differentiated charging policy according to the communication bandwidth.
일반적으로 레이트 리미트 기능이 적용되는 트래픽에 대한 분류기준으로는 패킷이 입력 또는 출력되는 물리적인 입출력 포트에 기반을 두거나, 또는 패킷 헤더의 정보에 기반을 둘 수 있다. 패킷 헤더의 정보라 함은, 소스/목적지(Source/Destination) IP 주소, 프로토콜 번호(Protocol Number), TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol)의 소스/목 적지 포트 번호, VLAN 태그(Virtual Local Area Network Tag), MPLS 레이블 정보 (Multi-Protocol Label Switching Label Information)등이 있을 수 있다. 이러한 패킷 헤더의 정보를 개별적으로 혹은 그들의 조합으로 대역폭을 제한하고자 하는 대상 트래픽을 설정할 수 있다. In general, classification criteria for traffic to which the rate limit function is applied may be based on a physical input / output port through which a packet is input or output, or based on information of a packet header. Information in the packet header may include source / destination IP address, protocol number, source / destination port number of Transmission Control Protocol (TCP) or User Datagram Protocol (UDP), VLAN tag ( Virtual Local Area Network Tag) and MPLS Label Information (Multi-Protocol Label Switching Label Information). The information of the packet header can be set individually or a combination of the target traffic to limit the bandwidth.
패킷 분류 결과 구분된 특정 트래픽에 대한 레이트 리미팅 작업은 시스템의 입력 단으로 들어오는 특정 트래픽에 대한 제한을 목적으로 하는 입력율 제한(Input Rate Limit)과 시스템의 출력 단을 통하여 외부로 출력되는 특정 트래픽에 대한 속도를 제한하는 출력율 제한(Output Rate Limit) 두 가지로 구분할 수 있다. The rate limiting operation for the specific traffic classified as a result of packet classification is based on the input rate limit for the purpose of limiting the specific traffic coming into the input terminal of the system and the specific traffic output to the outside through the output terminal of the system. It can be divided into two types of output rate limit.
예를 들어, 패킷 교환기가 망의 에지(Edge)에 위치하게 될 때, 입력율 제한은 특정 소스에서 발생한 트래픽이 사전에 설정한 대역폭보다 높은 율로 망에 유입되는 것을 막기 위함이고, 출력율 제한은 특정 목적지로 향하는 트래픽이 미리 설정된 대역폭보다 높은 율로 망에서 유출되는 것을 방지하기 위한 목적으로 사용된다. For example, when a packet switcher is located at the edge of a network, the input rate limit is intended to prevent traffic from a particular source from entering the network at a rate higher than the preset bandwidth. It is used to prevent traffic destined for a specific destination from leaking out of the network at a higher rate than the preset bandwidth.
이와 같은 일반적인 패킷 교환 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다. Such a general packet switching system will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 패킷 교환 시스템의 구조를 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing the structure of a general packet switching system.
상기 도 1을 참조하면, 패킷 교환 시스템은, 다수의 라인카드(100), 스위칭 패브릭(Switching Fabric)(200) 및 제어카드(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the packet exchange system may include a plurality of
라인카드(100)는 시스템으로 입출력되는 데이터 패킷을 직접 처리하는 것이 고, 스위칭 패브릭(200)은 어떤 라인카드(100)의 입력 단자로 입력된 패킷이 출력되어야 하는 출력 단자가 속한 라인카드로 입력되는 데이터 패킷을 전달시키게 된다. The
그리고 제어카드(300)는 상기 스위칭 패브릭(200)에 의해 패킷의 전달을 위한 경로 선정 정보 및 라인카드(100)와 스위칭 패브릭(200)이 정상 동작하기 위해 설정되어야 하는 각종 변수들을 관리하게 되는 것이다. 여기서, 패킷 교환 시스템에서 라인 카드에 대한 구체적인 구성 및 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명해 보기로 하자. 이때 다른 구성요소에 대하여는 본원발명과 크게 연관성이 없기 때문에 그 상세 설명에 대하여는 생략하기로 한다. And the
도 2는 도 1에 도시된 일반적인 패킷 교환 시스템에서 입출력 패킷에 대한 트래픽 레이트 리미트 기능을 가지는 종래 기술에 따른 라인카드의 구조를 도시한 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a structure of a line card according to the related art having a traffic rate limit function for input / output packets in the general packet switching system illustrated in FIG. 1.
상기 도 2를 참조하면, 라인 카드(100)는, 패킷 분류부(110), 인그레스(Ingress) 제한부(120), 패킷 포워딩부(130), 이그레스(Egress) 제한부(140) 및 출력 패킷 처리부(150)를 포함한다. 여기서, 인그레스 제한부(120)는 감시 모듈(121) 및 처치 모듈(122)를 포함하고, 이그레스 제한부(140) 또한 감시 모듈(142) 및 처치 모듈(141)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the
패킷 분류부(110)는 라인카드(110)로 입력되는 패킷을 미리 설정된 분류 기준에 따라, 입력율 또는 출력율 제한을 필요로 하는 패킷으로 분류하게 된다. 여기서, 선별된 패킷에 대해선 특정 번호 기입 또는 표시(Marking)를 함으로써, 추후의 해당 패킷의 분류 기준에 따른 처리 기준을 알 수 있게 한다. The
한편, 패킷 분류부(110)는 입력율 제한으로 선별된 트래픽은 인그레스 제한부(120)의 감시 모듈(121)로 출력되고, 입력율 제한이 필요 없는 트래픽은 인그레스 제한부(120)를 통하지 않고 패킷 포워딩부(130)로 출력된다. Meanwhile, the
인그레스 제한부(120)의 감시 모듈(121)은 패킷 분류부(110)에서 출력되는 트래픽에 대해 미리 설정된 대역폭 한도를 초과 하는지 여부를 판단하고, 설정된 대역폭을 초과하는 패킷으로 판단되는 경우 처치 모듈(122)에서 트래픽을 폐기하도록 한다. 상기 감시 모듈(121)에서 판단결과 입력된 패킷이 미리 설정된 대역폭을 초과하는 패킷이 아닌 경우 인그레스 제한부(122)는 해당 패킷을 패킷 포워딩부(130)로 제공한다. The
인그레스 제한부(120)를 통과한 입력율 제한을 거친 트래픽과 인그레스 제한부(120)를 통과하지 않은 트래픽은 패킷 포워딩 처리부(130)와 상기 도 1에 도시된 스위칭 패브릭(200)을 통해 목적지 라인카드로 전송된다. Traffic passing through the
한편, 목적지 라인카드에서 출력율 제한에 해당하는 번호 또는 표시를 가진 패킷이 패킷 포워딩부(130)를 통해 입력되면, 이그레스 제한부(140)의 감시 모듈(142)과 처치 모듈(141)은 상기한 인그레스 제한부(120)의 감시 모듈(121) 및 처치 모듈(122)의 동작과 같은 방식으로 패킷을 처리하여 출력 패킷 처리부(150)를 통해 소스 라인카드로 출력된다. On the other hand, if a packet having a number or indication corresponding to the output rate limit in the destination line card is input through the
이와 같이 종래 기술에 따른 패킷 레이트 리미트 기법은 출력율 제한 트래픽에 대해서 이그레스 제한부(140)에서 대역폭 초과 패킷에 대한 폐기를 하게 되므 로, 대역폭을 초과한 패킷이 이그레스 제한부(140)에 도달할 때 까지 시스템 내부의 프로세싱과 메모리 자원을 소모하고 스위칭 패브릭(200)에 부담을 주는 문제점이 있다. As described above, according to the packet rate limit scheme according to the related art, the packet exceeding the bandwidth is discarded by the
또한, 출력율 제한이 가해지는 트래픽은 하나의 라인카드의 출력 포트로 출력되지만, 패킷 교환기의 사용 상, 다수의 라인 카드들을 통해 입력될 수 있다. 따라서, 종래의 레이트 리미트 기법은 출력 단에서 모두 합쳐진 패킷에 대해 제한을 가하므로, 각각의 라인카드로 입력되는 개별 트래픽에 대해 공평하게 제한을 가할 수 없는 문제점이 있다. In addition, the traffic subject to the output rate limit is output to the output port of one line card, but may be input through multiple line cards in the use of a packet switch. Therefore, the conventional rate limiting technique imposes a restriction on the packets that are aggregated at the output stage. Therefore, there is a problem in that it is impossible to impose a restriction on the individual traffic input to each line card.
따라서 본 발명의 목적은, 통신 네트워크 패킷 교환기로 입력 또는 출력 되는 특정한 트래픽에 대한 레이트 리미트 기능을 시스템의 자원을 낭비하지 않으며, 출력율 초과 트래픽에 대해 공평한 폐기를 보장할 수 있도록 한 라인카드의 입출력 패킷 제어장치 및 그 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rate limit function for a particular traffic input or output to a communication network packet switch, without wasting resources of the system, and to ensure the fair discarding of traffic exceeding the output rate. The present invention provides a packet controller and a method thereof.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 라인카드의 입출력 패킷 제어 장치의 일 측면에 따르면, 설정된 입출력 트래픽 제한률에 따라 입력되는 패킷을 각각 분류하는 패킷 분류부와, 상기 분류된 패킷들의 입력 트래픽 양을 제어하고, 패킷 교환 시스템내 적어도 하나 이상의 라인 카드의 출력 포트로부터 제공되는 출 력 대역폭 초과 트래픽 정보에 따라 동일 정보를 가지는 패킷이 입력되는 경우 해당 패킷의 처리양을 제어하는 제1 트래픽 제한부와, 출력율 제한에 필요한 식별정보가 포함된 패킷이 목적지 라인카드로부터 입력되는 경우, 입력된 패킷의 트래픽에 대해 설정된 대역폭의 초과여부를 판단하여 제한된 출력 대역폭을 초과하는 트래픽에 대해 출력 대역폭 초과 트래픽 정보를 패킷 교환 시스템내 적어도 하나 이상의 라인카드의 상기 제1 트래픽 제한부로 제공하는 제2 트래픽 제한부를 포함할 수 있다.According to an aspect of an input / output packet control apparatus for a line card according to the present invention for achieving the above object, a packet classification unit for classifying the input packets according to the set input and output traffic limit rate, and the input traffic of the classified packets A first traffic limiter for controlling the amount and controlling the amount of processing of the packet when a packet having the same information is input according to the output bandwidth excess traffic information provided from the output port of at least one line card in the packet switching system; And, when a packet including identification information necessary for output rate limiting is input from the destination line card, it is determined whether the bandwidth set for the traffic of the input packet is exceeded and the output bandwidth exceeding traffic for the traffic exceeding the limited output bandwidth. Information in at least one line card in the packet switching system. It may include a second traffic restriction provided to the first traffic restriction.
상기 패킷 분류부에서의 패킷 분류는, 패킷의 입력 또는 출력되는 물리적 포트별로 분류하거나 또는 상기 패킷의 헤더 정보에 따라 분류한다.The packet classification in the packet classification unit is classified according to physical ports to which an input or output of a packet is input or classified according to header information of the packet.
상기 패킷 헤더 정보에 따른 패킷 분류는, 소스/목적지 IP 주소, 프로토콜 번호, TCP 또는 UDP의 소스/목적지 포트 번호, VLAN 태그, MPLS 레이블 정보에 따라 개별적으로 또는 조합에 의해 분류한다.Packet classification according to the packet header information is classified individually or in combination according to source / destination IP address, protocol number, source / destination port number of TCP or UDP, VLAN tag, and MPLS label information.
상기 출력 대역폭 초과 트래픽 정보는, 트래픽 식별자 정보, 대역폭 초과율 정보중 적어도 하나의 정보를 포함한다.The output bandwidth excess traffic information includes at least one of traffic identifier information and bandwidth excess rate information.
상기 제2 트래픽 제한부는, 상기 입력되는 패킷에 대한 트래픽이 설정된 대역폭을 일시적으로 초과하는 경우, 입력 패킷을 임시 저장하여 대역폭 초과를 완화시켜 출력하는 버퍼를 포함한다.The second traffic limiter includes a buffer that temporarily stores the input packet to mitigate the bandwidth excess when the traffic for the input packet temporarily exceeds the set bandwidth.
상기 적어도 하나 이상의 라인카드의 제1 트래픽 제한부는, 출력 대역폭을 초과하는 초과율에 따라 해당 패킷을 폐기한다. 여기서, 폐기되는 패킷은 랜덤하게 선정할 수 있다. The first traffic limiter of the at least one line card discards the packet according to an excess rate exceeding the output bandwidth. Here, the discarded packet can be randomly selected.
상기 제1 트래픽 제한부에서의 패킷의 폐기는, 적어도 하나 이상의 라인카드의 제2 트래픽 제한부에서 출력 대역폭 초과 트래픽 정보가 수신되지 않을 때 까지 지속적으로 이루어지고, 상기 적어도 하나 이상의 라인카드의 제2 트래픽 제한부에서 적어도 하나 이상의 라인카드의 제1 트래픽 제한부로 출력 대역폭 초과 트래픽 정보의 제공은 설정된 주기로 제공하거나 또는 출력 대역폭 초과 현상이 발생되는 경우에만 제공한다.Discarding the packet at the first traffic limiter is continued until no output bandwidth excess traffic information is received at the second traffic limiter of the at least one linecard, and the second of the at least one linecard. The provision of output bandwidth excess traffic information from the traffic restriction section to the first traffic restriction section of the at least one line card is provided only at a set period or when an output bandwidth excess phenomenon occurs.
한편, 본 발명에 따른 적어도 하나 이상의 라인카드를 구비한 패킷 교환 시스템에서의 입출력 패킷 제어방법의 일 측면에 따르면, 설정된 입출력 트래픽 제한률에 따라 라인카드로 입력되는 패킷을 각각 분류하는 단계와, 상기 분류된 패킷들의 입력 트래픽 양을 제어하여 목적지 라인카드로 전송하는 단계와, 상기 목적지 라인 카드로부터 출력율 제한에 필요한 식별정보가 포함된 패킷이 입력되는 경우, 입력된 패킷의 트래픽에 대해 설정된 대역폭의 초과여부를 판단하여 제한된 출력 대역폭을 초과하는 트래픽에 대해 출력 대역폭 초과 트래픽 정보를 패킷 교환 시스템내 적어도 하나 이상의 라인카드로 제공하는 단계와, 패킷 교환 시스템내 적어도 하나 이상의 라인 카드의 출력 포트로부터 제공되는 출력 대역폭 초과 트래픽 정보에 따라 동일 정보를 가지는 패킷이 입력되는 경우 해당 패킷의 트래픽 량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, according to an aspect of the input and output packet control method in a packet switching system having at least one line card according to the present invention, the step of classifying each of the packets input to the line card according to the set I / O traffic limit, Controlling the amount of input traffic of the classified packets to be transmitted to the destination line card, and when a packet including identification information necessary for output rate limitation is input from the destination line card, the amount of the bandwidth set for the traffic of the input packet is input. Determining whether excess is exceeded and providing output bandwidth excess traffic information to at least one line card in a packet switching system for traffic exceeding a limited output bandwidth; Same as the output bandwidth exceeded traffic information If the packet having the input may include the step of controlling the traffic volume of the packet.
상기 출력 대역폭 초과 트래픽 정보를 패킷 교환 시스템내 적어도 하나 이상의 라인카드로 제공하는 단계에서, 상기 입력되는 패킷에 대한 트래픽이 설정된 대 역폭을 일시적으로 초과하는 경우, 대역폭 초과를 완화시키기 위해 버퍼에 임시 저장한 후 출력하는 단계를 더 포함한다.In the step of providing the output bandwidth excess traffic information to at least one or more line cards in a packet switching system, if the traffic for the incoming packet temporarily exceeds a set bandwidth, temporarily storing it in a buffer to mitigate the bandwidth excess. And then outputting further.
이하, 본 발명에 따른 라인카드의 입출력 패킷 제어장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a preferred embodiment of an input / output packet control apparatus and a method of a line card according to the present invention will be described in detail.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 패킷 교환 시스템은 스위칭 패브릭과 연동하여 트래픽을 송/수신하는 다수의 라인카드를 포함한다. 이러한 다수의 라인카드에 대해 본 발명의 실시예에 따른 입출력 패킷을 제어하기 위한 장치로서의 라인 카드 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. As shown in FIG. 1, the packet switching system includes a plurality of line cards that transmit / receive traffic in association with a switching fabric. With reference to the accompanying drawings, a structure of a line card as an apparatus for controlling an input / output packet according to an embodiment of the present invention for a plurality of such line cards will be described.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 교환 시스템에서 라인카드의 입출력 패킷 제어 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating a structure of an input / output packet control apparatus of a line card in a packet switching system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 라인 카드(100)는 패킷 분류부(110), 트래픽 제한부(120, 140), 패킷 포워딩부(130) 및 출력 패킷 처리부(150)로 구성된다. 여기서 본 발명과 직접적인 관련이 있는 패킷 분류부(110), 트래픽 제한부(120, 140)에 대하여 구체적으로 설명을 하며, 이외의 패킷 포워딩부(130) 및 출력 패킷 처리부(150)에 대하여는 종래 기술과 동일한 구성 및 동작을 수행하는 것으로 그 상세 설명은 생략하기로 한다. 상기 트래픽 제한부는 제1 트래픽 제한부(120)를 이하, 인그레스 제한부라 칭하며, 제2 트래픽 제한부(140)를 이하, 이그레스 제한부라 칭하기로 한다. Referring to FIG. 3, the
상기 패킷 분류부(110)는 입력되는 패킷들을 미리 설정된 패킷 분류 기준에 따라 입력율 또는 출력율 제한을 필요로 하는 패킷들로 분류한다. 여기서, 패킷 분류(110)는 패킷이 입력 또는 출력되는 물리적 포트별 또는 패킷 헤더 정보를 기반으로 하여 분류하며, 상기 패킷 헤더 정보에 따른 분류는 소스/목적지 IP 주소, 프로토콜 번호, TCP 또는 UDP의 소스/목적지 포트 번호, VLAN 태그, MPLS 레이블 정보에 따라 개별적으로 또는 조합에 의해 분류하게 된다. 상기 패킷 분류부(110)에서 분류된 패킷에 대해선 레이트 리미팅이 필요한 개별의 트래픽에 부여하는 식별자를 표시(marking) 함으로써, 해당 패킷에 부과된 분류기준과 그에 해당하는 처리 기준을 추후에 식별 할 수 있게 할 수 있다. 분류 기준 및 처리 기준과 식별자와의 관계에 담은 정보는 미리 시스템 내에 설정되어 있음을 전제로 한다. The
상기 인그레스 제한부(120)는 감시 모듈(121) 및 처치 모듈(122)을 포함하고, 이그레스 제한부(140)는 감시 모듈(141)을 포함한다.The
상기 인그레스 제한부(120)의 상기 감시 모듈(121)은 상기 패킷 분류부(110)로부터 출력되는 입력율 제한이 필요한 트래픽에 대해 패킷 입력율을 측정하여 미리 설정되어 있는 대역폭의 한도를 초과하는지를 판단한다. 그리고 인그레스 제한부(120)의 감시 모듈(121)은 내부에 버퍼를 가질 수 있으며 이를 이용하여 일시적으로 대역폭을 초과하는 패킷을 지연시킴으로써 대역폭 초과를 완화시키는 기능을 가질 수 도 있다. The
상기 인그레스 제한부(120)의 상기 처치모듈(122)은 감시 모듈(121)에서 감당할 수 없는 대역폭 초과 패킷 즉, 입력율 제한을 위반한 패킷의 폐기를 수행한다. The
상기 이그레스 제한부(140)의 감시 모듈(141)은 출력율 제한에 해당하는 번호 또는 표시를 가진 패킷의 해당 트래픽에 대해 미리 설정되어 있는 대역폭의 한도를 초과하는지를 판단한다. 그리고 감시 모듈(141)은 인그레스 제한부(120) 내의 감시 모듈(121)과 마찬가지로 내부에 버퍼를 가질 수 있으며 이를 이용하여 일시적으로 대역폭을 초과하는 패킷을 지연시킴으로써, 대역폭 초과를 완화시킬 수 있다. The
이와 같은 구조를 갖는 패킷 교환 시스템의 라인 카드에서 입출력되는 패킷을 제어하기 위한 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. A method for controlling a packet input and output from a line card of a packet switching system having such a structure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
라인카드(100)의 패킷 분류부(110)는 입력되는 패킷들을 미리 설정된 분류 기준에 따라 입력율 또는 출력율 제한을 필요로 하는 패킷으로 분류한다. The
그리고 상기 패킷 분류부(110)는 입력율 제한으로 선별된 트래픽은 인그레스 제한부(120)의 감시 모듈(121)로 출력하고, 입력율 제한이 필요 없는 트래픽은 인그레스 제한부(120)의 처치 모듈(122)을 통해 패킷 포워딩부(130)로 출력한다. 여기서, 분류 결과로 입력율 제한과 출력율 제한을 동시에 받는 패킷이 있을 수도 있으며, 아무런 제한을 받지 않는 패킷도 있을 수 있다. 본 발명에서는 레이트 리미팅을 필요로 하는 패킷에 대해서만 설명을 하며, 제한을 받지 않는 패킷에 대한 처리는 생략하기로 한다. The
이와 같이 패킷 분류부(110)에서 패킷 분류 후, 레이트 리미팅이 필요한 트래픽은 입력율 제한과 출력율 제한의 구분 없이 모두 인그레스 제한부(120)로 출력하게 된다. As such, after classifying the packet in the
우선, 입력율을 제한하는 경우의 라인카드의 동작에 대해 설명하기로 한다. First, the operation of the line card in the case of limiting the input rate will be described.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 패킷 교환 시스템에서 입력 제어를 위한 라인 카드의 동작을 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating an operation of a line card for input control in a packet switching system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 1010단계에서 상기 라인카드(100)는 상기 패킷 분류부(110)에서 분류된 입력율 제한이 필요한 트래픽을 인그레스 제한부(120) 내의 감시 모듈(121)로 제공한다. 그러면 1020단계에서 인그레스 제한부(120) 내의 감시 모듈(121)은 패킷 분류부(110)로부터 출력되는 트래픽을 수신하여 패킷 입력율을 측정한다. Referring to FIG. 4, in
그런 다음 1030단계에서 상기 감시 모듈(121)은 상기 측정된 입력율과 미리 설정된 대역폭의 한도 즉, 임계값을 초과하는지를 판단한다. 상기 판단 결과, 대역폭 한도를 초과하지 않는 경우에는 1050단계로 진행하여 해당 패킷을 패킷 포워딩부(130)로 전송한다. In
반면, 1030단계에서 판단한 결과, 대역폭을 초과하는 경우에는 1040단계에서 상기 감시 모듈(121)은 입력율 제한을 위반한 패킷으로서 초과된 패킷을 모두 폐기한다. 여기서 상기 대역폭을 초과하는 경우 초과된 대역폭은 버퍼에 일시적으로 저장하여 패킷을 지연시킬 수 있다. 그러나 상기 감시 모듈에서 감당할 수 없는 대역폭 초과가 발생하는 경우에는 초과된 패킷에 대해서는 모두 폐기한다. On the other hand, if it is determined in
그런 다음 1050단계에서 입력율 제한을 거친 트래픽 또는 입력율 제한이 필요 없는 트래픽을 패킷 포워딩부로 전송한다. Then, in
다음으로 출력율을 제한하는 라인카드의 동작에 대해 설명하기로 한다. Next, the operation of the line card to limit the output rate will be described.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 패킷 교환 시스템에서 출력 제어를 위한 라인 카드의 동작을 도시한 흐름도이다. 여기서 라인카드는 상기 도 4에서 설명한 바와 같은 동작으로 입력 제한을 통과한 패킷들을 전송하는 라인카드 또는 연동하는 라인카드들로부터 전송되는 패킷들의 목적지에 해당하는 라인카드임을 예를 들어 설명하기로 한다. 5A and 5B are flowcharts illustrating an operation of a line card for output control in a packet switching system according to an embodiment of the present invention. For example, the line card will be described as an example of a line card corresponding to a destination of packets transmitted from a line card or an interlocking line card that transmits packets that have passed the input restriction by the operation described with reference to FIG. 4.
상기 도 5a는 목적지 라인카드의 동작을 도시한 흐름도이며, 도 5b는 목적지 라인카드에서 전송한 메시지를 수신한 적어도 하나의 라인카드의 동작을 도시한 흐름도이다. 5A is a flowchart illustrating an operation of a destination line card, and FIG. 5B is a flowchart illustrating an operation of at least one line card that receives a message transmitted from a destination line card.
상기 도 5a를 참조하면, 1110단계에서 라인카드(100)는 이그레스 제한부(140)의 감시 모듈(141)을 통해 상기 패킷 포워딩부(130)로부터 출력 제한에 해당하는 번호 또는 표시를 갖는 패킷의 트래픽이 입력되는지를 감시하여 해당 트래픽이 입력되면 1120단계에서 해당 트래픽이 미리 설정된 대역폭 한도(임계값)를 초과하는지를 판단한다. 판단 결과, 해당 트래픽이 대역폭을 초과하는 경우 1130단계에서 이그레스 제한부(140)의 감시 모듈(141)은 대역폭 한도 초과 알림 메시지를 모든 라인카드의 인그레스 제한부(120)의 처치 모듈(122)로 전송한다. 여기서 상기 대역폭 한도 초과 알림 메시지는 제한된 출력 대역폭을 초과하는 트래픽의 식별자와 초과율(규정된 출력 대역폭을 얼마만큼 초과했는지를 비율(%))에 대한 정보를 포함한다. 이때, 대역폭 한도 초과 알림 메시지 전송 즉, 출력율 제한을 초과하는 트래픽에 대한 보고는 주기적으로 이루어질 수도 있으며, 또는 출력율 초과 현상이 발생되는 경우에만 보고할 수 있을 수 있다. 또한, 초과율을 별도로 명시하여 보고하지 않고, 초과율이 사전에 약속된 값보다 커질 때 초과된 트래픽의 식별자만을 보고하는 방식을 적용할 수도 있다. Referring to FIG. 5A, in
반면, 1120단계에서 판단한 결과, 대역폭 한도를 초과하지 않은 경우에는 1140단계에서 라인카드(100)는 출력 제한 없이 출력 패킷 처리부(150)를 통해 소스 라인카드로 발생된 트래픽의 패킷을 전송한다. 이후, 1150단계에서 상기 대역폭 한도 초과 알림 메시지를 수신한 적어도 하나의 라인카드 또는 상기 소스 라인카드로부터 패킷 제어에 대한 결과를 수신한다. On the other hand, when it is determined in
이와 같은 동작에서 이그레스 제한부(140) 내의 감시 모듈(141)은 내부에 버퍼를 가질 수 있으며 이러한 버퍼를 이용하여 일시적으로 대역폭을 초과하는 패킷을 지연시킴으로써 대역폭 초과를 완화시킬 수도 있다. 따라서 이러한 경우 상기 감시 모듈(141)은 대역폭을 초과하는 패킷을 일시적으로 저장한 후 지연시켜 전송한다. 그러나 상기 버퍼를 초과하는 트래픽 발생하는 경우 상기 감시 모듈(141)은 상기 대역폭 한도 초과 알림 메시지를 전송한다. In such an operation, the
그러면 상기 목적지 라인카드(100)에서 전송한 대역폭 한도 초과 알림 메시지를 수신한 적어도 하나의 라인카드(100)는 출력하는 출력 대역폭 초과 트래픽의 일부 패킷에 대해 폐기하게 된다. 이러한 라인카드(100)의 동작을 첨부된 상기 도 5b를 참조하여 설명하기로 한다. Then, at least one
상기 도 5b를 참조하면, 1210단계에서 라인카드(100)는 상기 목적지 라인카 드로부터 대역폭 한도 초과 알림 메시지를 수신하고, 1220단계에서 인그레스 제어부(120)에서 상기 수신된 대역폭 한도 초과 알림 메지지를 해석하여 출력 제한을 넘은 트래픽의 식별자 및 초과율을 확인한다. Referring to FIG. 5B, in
1230단계에서 라인카드(100)는 인그레스 제어부(120)에서 상기 확인된 트래픽의 식별자를 가진 패킷들 중 상기 확인된 초과율 만큼의 패킷을 확률적으로 랜덤하게 선택한 다음 1240단계에서 선택된 패킷들을 폐기한 후 1250단계에서 상기 목적지 라인카드로 패킷 제어에 대한 결과를 전송한다. In
그런 다음 1260단계에서 라인카드(100)는 다른 대역폭 한도 초과 알림 메시지 즉, 초과 현상이 보고되었는지를 확인하여 일정시간동안 보고가 없으면 동작을 종료하고, 보고가 있는 경우 다시 1220단계로 진행하여 이후 과정들을 반복 수행한다. Then, in
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따라 패킷 교환 시스템에서 라인카드는, 패킷 교환기로 입력 또는 출력되는 패킷의 트래픽에 대하여 레이트 리미트 기능을 지원하여 입력되는 특정 트래픽에 대한 제한뿐만 아니라 출력되는 특정 트래픽에 대해서도 입력단에서 제어함으로써, 한도를 초과하는 패킷들로 인한 패킷 처리장치와 스위칭 패브릭의 불필요한 부하를 제거할 수 있다. In the packet switching system according to the embodiment of the present invention as described above, the line card supports the rate limit function for the traffic of the packet input or output to the packet switch, so that not only the restriction on the specific traffic input but also the specific traffic output By controlling at the input side, it is possible to eliminate unnecessary load on the packet processing device and switching fabric due to packets exceeding the limit.
따라서 본 발명은 출력율 제한이 가해지는 트래픽은 하나의 출력 포트로 출력되지만, 다수의 라인 카드를 통해 유입되는 상황에서 출력 단의 측정을 바탕으로 입력 단에서 폐기가 이루어지므로 출력율 초과 트래픽으로 인한 시스템의 자원 낭비를 막을 수 있다. 더욱이, 본 발명은 출력율 초과 트래픽에 대한 폐기가 각각의 라인카드 별로 같은 비율로 이루어지므로 라인카드 별로 초과 트래픽에 대해 공평하게 제한을 가할 수 있다. 즉, 입력되는 특정 트래픽에 대한 제한뿐만 아니라 출력되는 특정 트래픽에 대해서도 입력단에서 제어함으로써, 한도를 초과하는 패킷들로 인한 패킷 처리장치와 스위칭 패브릭의 불필요한 부하를 제거할 수 있으며, 출력율 초과 트래픽에 대한 패킷의 공평한 처리가 이루어질 수 있다.Therefore, in the present invention, although the output rate limiting traffic is output to one output port, in the case of flowing through a plurality of line cards, the output is discarded at the input stage based on the measurement of the output stage. It can prevent the system from wasting resources. Furthermore, the present invention can impose a fair restriction on excess traffic for each line card since the discarding for excess output rate is made at the same rate for each line card. In other words, by controlling not only the restriction on the specific traffic input but also the specific traffic output, the unnecessary load on the packet processing device and the switching fabric due to the packets exceeding the limit can be eliminated. Equivalent processing of the packet may be made.
상기한 바와 같은 본 발명은 패킷 교환 시스템의 라인카드에 패킷 교환기로 입력 또는 출력 되는 특정한 트래픽에 대한 레이트 리미트 기능을 지원함으로써 출력율 초과 트래픽으로 인한 시스템의 자원 낭비를 막을 수 있으며, 출력율 초과 트래픽에 대해 공평한 폐기를 보장할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention supports a rate limiting function for specific traffic input or output to the line switch of the packet switching system, thereby preventing the system from wasting resources due to the excess output rate traffic. It has the effect of ensuring fair disposal for
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