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KR101625788B1 - 무선 메쉬망을 위한 노드 가용성 산출 방법 및 시스템 - Google Patents

무선 메쉬망을 위한 노드 가용성 산출 방법 및 시스템 Download PDF

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KR101625788B1
KR101625788B1 KR1020150023662A KR20150023662A KR101625788B1 KR 101625788 B1 KR101625788 B1 KR 101625788B1 KR 1020150023662 A KR1020150023662 A KR 1020150023662A KR 20150023662 A KR20150023662 A KR 20150023662A KR 101625788 B1 KR101625788 B1 KR 101625788B1
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South Korea
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value
node
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wireless mesh
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박홍식
이은정
김영민
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한국과학기술원
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Abstract

무선 메쉬망을 위한 노드 가용성 산출 방법 및 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 무선 메쉬망을 위한 노드 가용성 산출 방법은 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 단계, 상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 단계, 상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 단계, 상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 메쉬망을 위한 노드 가용성 산출 방법 및 시스템{Method and System for Estimation of Node Availability for Wireless Mesh Network}
본 발명은 무선 메쉬 망의 가용성에 있어서 서비스와 망 특성을 고려한 노드 가용성 산출 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 각 계층별 가용성을 분석하고, 각 계층 요소별 가용성의 곱으로 노드 가용성을 산출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 무선 망 환경에서 다양한 서비스의 등장과 더불어 모바일 트래픽의 급격한 증가로 인해 무선 메쉬 망 기술이 핵심 기술로 주목 받고 있다. 특히, 무선 메쉬 망에서의 서비스 가용성 보장 측면에서는 기존의 유선 메쉬 망과 달리 무선 환경 하에 링크가 연결되기 때문에 SLA(Service Level Agreement)에 명시된 목표 값을 보장하는 것이 매우 어려운 실정이다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 가용성 분석 및 서비스 가용성을 보장을 위한 많은 연구들이 이루어져 왔다. 하지만, 기존 연구들의 대부분은 오직 물리 레벨(다시 말해, 부품)의 가용성만을 고려한 채 서비스와 망의 특징을 고려하지 않았다는 점에서 한계점을 지닌다.
종래 기술에 따른 가용성 산출 방법에는 유선 망에서의 가용성 산출 방식과 무선 메쉬 망에서의 가용성 산출 방식이 있다.
유선 망에서의 가용성 산출 방식으로는 MTTR, MTTF를 이용한 가용성 산출 방식이 있고, 이러한 방식의 경우 다른 계층의 가용성은 고려하지 않은 채 물리 계층의 가용성을 전체 망의 가용성 산출에 활용한다는 문제점이 있다.
무선 메쉬 망에서의 가용성 산출 방식으로는 MTTR, MTTF를 이용한 가용성 산출 방식이 있고, 이때 링크 가용성만을 고려한다. 이러한 방식의 경우 다른 계층의 가용성은 고려하지 않은 채 물리 계층의 가용성이나 링크 가용성만을 전체 망의 가용성 계산에 활용한다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각 계층의 가용성간의 상관관계를 분석하고, 이를 토대로 새롭게 노드 가용성을 계산하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 제안된 노드 가용성 값을 서비스 가용성 계산식에 적용하여 무선 메쉬 망 환경에서의 서비스 가용성 산출에 활용하고자 한다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 무선 메쉬망을 위한 노드 가용성 산출 방법은 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 단계, 상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 단계, 상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 단계, 상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 단계는 미리 정해진 시간으로부터 고장 발생 시까지의 시간, 고장 수리 후 다음 고장까지의 평균 시간, 및 고장 후 수리까지의 평균 시간을 이용하여 계산할 수 있다.
상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 단계는 링크 연결 가용성 및 채널 할당 가용성의 곱을 이용하여 계산할 수 있다.
상기 링크 연결 가용성 값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값으로 나타내고, 상기 채널 할당 가용성 값은 채널 할당이 실패한 시간을 상기 채널 할당이 실패한 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간의 합으로 나눈 값으로 나타낼 수 있다.
상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 단계는 경로 설정이 실패한 시간을 상기 경로 설정이 실패한 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간의 합으로 나는 값으로 계산할 수 있다.
상기 경로를 복구하는데 걸리는 시간은 라우팅 프로토콜에 따라 달라질 수 있다.
상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 단계는 상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값의 곱으로 계산할 수 있다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 무선 메쉬망을 위한 노드 가용성 산출 시스템은 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 기계 가용성 계산부, 상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 링크 가용성 계산부, 상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 경로 가용성 계산부, 상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 노드 가용성 계산부를 포함할 수 있다. 하는 노드 가용성 산출 시스템.
상기 기계 가용성 계산부는 미리 정해진 시간으로부터 고장 발생 시까지의 시간, 고장 수리 후 다음 고장까지의 평균 시간, 및 고장 후 수리까지의 평균 시간을 이용하여 계산할 수 있다.
상기 링크 가용성 계산부는 링크 연결 가용성 및 채널 할당 가용성의 곱을 이용하여 계산하고, 상기 링크 연결 가용성 값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값으로 나타내고, 상기 채널 할당 가용성 값은 채널 할당이 실패한 시간을 상기 채널 할당이 실패한 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간의 합으로 나눈 값으로 나타낼 수 있다.
상기 경로 가용성 계산부는 경로 설정이 실패한 시간을 상기 경로 설정이 실패한 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간의 합으로 나는 값으로 계산하고, 상기 경로를 복구하는데 걸리는 시간은 라우팅 프로토콜에 따라 달라질 수 있다.
상기 노드 가용성 계산부는 상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값의 곱으로 계산할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 무선 메쉬 망에 적용되는 다양한 기술을 반영한 노드 가용성 산출이 가능하고, 산출된 노드 가용성을 이용하여 단대단 서비스 가용성 계산 및 이로 인한 서비스 사업자의 SLA 만족 여부 판단에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 가용성 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 가용성 산출 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 노드의 계층 별 가용성을 나타내는 도면이다.
일반적으로 통용되고 있는 ITILv3(IT 서비스 관리에 대한 프레임워크 구현을 위한 사실상의 표준임)에 기술된 서비스 가용성에 대한 정의는 아래 수학식1과 같다. 이 수식에서 보듯이 서비스 가용성(= As)은 약속된 서비스 시간과 서비스 불가능 시간 간의 차이를 약속된 서비스 시간으로 나눈 값을 의미한다.
Figure 112015016460917-pat00001
수학식1
따라서, 무선 메쉬 망에서의 서비스 가용성도 ITILv3을 기반으로 아래 (정의 1)과 같이 정의한다.
(정의 1) 무선 메쉬 망의 서비스 가용성: 무선 메쉬 망의 서비스 가용성은 무선 메쉬 망 서비스의 요청이 들어올 때 약속된 기능을 수행 할 수 있는 능력이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 가용성 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
노드 가용성 산출 방법은 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 단계(110), 상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 단계(120), 상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 단계(130), 상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 단계(140)를 포함할 수 있다.
단계(110)에서 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산할 수 있다.
물리 계층의 가용성은 부품적인 측면에서의 가용성과 동일함으로 아래 수학식2와 같이 정의할 수 있다. 이 값은 무선 메쉬 노드의 데이터 쉬트를 통해 사전에 획득 가능하다.
Figure 112015016460917-pat00002
수학식2
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 물리 계층의 가용성 값은 부품적인 측면에서의 가용성과 동일한 기계 가용성 값(= Ami)으로 정의된다. 기계 관점에서 볼 때 주어진 시간에서 고장 발생 시까지의 시간으로 고장 수리 후 다음 고장까지의 평균 시간(= MTTFmi)과 고장 후 수리까지의 평균 시간(= MTTRmi) 을 이용하여 계산한다. 이때, 이 두 값은 노드가 제공될 당시 데이터 쉬트를 통해 사전 획득이 가능하며, 실제 운영 상황에서 측정되어 질 수 도 있다.
단계(120)에서, 상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산할 수 있다. 무선 메쉬 망의 경우 망의 특성 상 링크 계층이 무선 환경이기 때문에 링크 연결 확률과 채널 할당 여부에 대한 고려가 반드시 링크 가용성에 고려되어야 한다. 따라서, 링크 계층의 가용성은 아래 수학식3과 같이 링크 연결 가용성 (= Alci)과 채널 할당 가용성 (= Acai)의 곱으로 계산 가능하다. 이때, Alci값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값(= paccess)과 같으며, Acai값은 채널 할당이 실패한 시간 (= MTTFcai)을 그 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간 (= Tca)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다.
Figure 112015016460917-pat00003
수학식3
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 링크 계층의 가용성 값은(= Ali)은 링크 연결 가용성(= Alci)과 채널 할당 가용성(= Acai)의 곱으로 계산 가능하다. 이때, Alci값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값(= paccess)과 같으며, Acai값은 채널 할당이 실패한 시간(= MTTFcai)을 그 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간(= Tca)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다.
단계(130)에서, 상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산할 수 있다.
망 계층의 가용성은 아래 수학식4와 같이 경로 설정이 실패한 시간 (= MTTFpi)을 그 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간(= Tpr)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다.
여기서, Tca와 Tpr값은 각각 적용되는 알고리즘에 따라 그 값이 달라질 수 있다.
Figure 112015016460917-pat00004
수학식4
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 망 계층의 가용성 값은(= Api)은 경로 설정이 실패한 시간(= MTTFpi)을 그 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간 (= Tpr)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다. 여기서, 무선 메쉬 망의 경우 라우팅 경로 설정이 링크 계층에서 이루어 질 수도 있음으로 경로 가용성 값은 라우팅 프로토콜에 따라 Tpr 값이 달라지게 된다.
단계(140)에서, 상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출할 수 있다.
따라서, 최종적으로 무선 메쉬 노드 i의 가용성 (= As ni)은 모든 계층에서 자원을 가용 가능한 경우에 해당함으로 아래 수학식5와 같이 각 계층별 가용성의 곱으로 계산이 가능하다.
Figure 112015016460917-pat00005
Figure 112015016460917-pat00006
수학식5
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 노드 가용성 값은 (= As ni)은 모든 계층에서 자원을 가용 가능한 경우에 해당함으로 각 계층별 가용성의 곱으로 계산이 가능하다. 여기서, Tca와 Tpr 값은 각각 적용되는 알고리즘에 따라 그 값이 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 가용성 산출 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 노드 가용성 산출 시스템(200)은 프로세서(210), 버스(220), 네트워크 인터페이스(230), 메모리(240) 및 데이터베이스(250)를 포함할 수 있다. 메모리(240)는 운영체제(241) 및 노드 가용성 산출 루틴(242)을 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 기계 가용성 계산부(211), 링크 가용성 계산부(212), 경로 가용성 계산부(213), 노드 가용성 계산부(214)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 노드 가용성 산출 시스템(200)은 도 2의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 노드 가용성 산출 시스템(200)은 디스플레이나 트랜시버(transceiver)와 같은 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다.
메모리(240)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(240)에는 운영체제(241)와 노드 가용성 산출 루틴(242)을 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(drive mechanism, 미도시)을 이용하여 메모리(240)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 네트워크 인터페이스(230)를 통해 메모리(240)에 로딩될 수도 있다.
버스(220)는 주차 공간 확보 시스템(200)의 구성요소들간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 버스(220)는 고속 시리얼 버스(high-speed serial bus), 병렬 버스(parallel bus), SAN(Storage Area Network) 및/또는 다른 적절한 통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.
네트워크 인터페이스(230)는 노드 가용성 산출 시스템(200)을 컴퓨터 네트워크에 연결하기 위한 컴퓨터 하드웨어 구성요소일 수 있다. 네트워크 인터페이스(230)는 노드 가용성 산출 시스템(200)은 무선 또는 유선 커넥션을 통해 컴퓨터 네트워크에 연결시킬 수 있다.
데이터베이스(250)는 노드 가용성 산출을 위해 필요한 모든 정보를 저장 및 유지하는 역할을 할 수 있다. 도 2에서는 노드 가용성 산출 시스템(200)의 내부에 데이터베이스(250)를 구축하여 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 시스템 구현 방식이나 환경 등에 따라 생략될 수 있고 혹은 전체 또는 일부의 데이터베이스가 별개의 다른 시스템 상에 구축된 외부 데이터베이스로서 존재하는 것 또한 가능하다.
프로세서(210)는 기본적인 산술, 로직 및 노드 가용성 산출 시스템(200)의 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(240) 또는 네트워크 인터페이스(230)에 의해, 그리고 버스(220)를 통해 프로세서(210)로 제공될 수 있다. 프로세서(210)는 기계 가용성 계산부(211), 링크 가용성 계산부(212), 경로 가용성 계산부(213), 노드 가용성 계산부(214)를 위한 프로그램 코드를 실행하도록 구성될 수 있다. 이러한 프로그램 코드는 메모리(240)와 같은 기록 장치에 저장될 수 있다.
기계 가용성 계산부(211), 링크 가용성 계산부(212), 경로 가용성 계산부(213), 노드 가용성 계산부(214)는 도 1의 단계들(110~1430)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.
노드 가용성 산출 시스템(200)은 기계 가용성 계산부(211), 링크 가용성 계산부(212), 경로 가용성 계산부(213), 노드 가용성 계산부(214)를 포함할 수 있다.
기계 가용성 계산부(211)는 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산할 수 있다. 물리 계층의 가용성은 부품적인 측면에서의 가용성과 동일함으로 수학식2와 같이 정의할 수 있다. 기계 가용성 계산부(211)는 이 값을 무선 메쉬 노드의 데이터 쉬트를 통해 사전에 획득 가능하다.
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 물리 계층의 가용성 값은 부품적인 측면에서의 가용성과 동일한 기계 가용성 값(= Ami)으로 정의된다. 기계 관점에서 볼 때 주어진 시간에서 고장 발생 시까지의 시간으로 고장 수리 후 다음 고장까지의 평균 시간(= MTTFmi)과 고장 후 수리까지의 평균 시간(= MTTRmi) 을 이용하여 계산한다. 이때, 이 두 값은 노드가 제공될 당시 데이터 쉬트를 통해 사전 획득이 가능하며, 실제 운영 상황에서 측정되어 질 수 도 있다.
링크 가용성 계산부(212)는 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산할 수 있다. 무선 메쉬 망의 경우 망의 특성 상 링크 계층이 무선 환경이기 때문에 링크 연결 확률과 채널 할당 여부에 대한 고려가 반드시 링크 가용성에 고려되어야 한다. 따라서, 링크 계층의 가용성은 수학식3과 같이 링크 연결 가용성 (= Alci)과 채널 할당 가용성 (= Acai)의 곱으로 계산 가능하다. 이때, Alci값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값(= paccess)과 같으며, Acai값은 채널 할당이 실패한 시간 (= MTTFcai)을 그 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간 (= Tca)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다.
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 링크 계층의 가용성 값은(= Ali)은 링크 연결 가용성(= Alci)과 채널 할당 가용성(= Acai)의 곱으로 계산 가능하다. 이때, Alci값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값(= paccess)과 같으며, Acai값은 채널 할당이 실패한 시간(= MTTFcai)을 그 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간(= Tca)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다.
경로 가용성 계산부(213)는 상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산할 수 있다.
망 계층의 가용성은 수학식4와 같이 경로 설정이 실패한 시간 (= MTTFpi)을 그 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간(= Tpr)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다. 여기서, Tca와 Tpr값은 각각 적용되는 알고리즘에 따라 그 값이 달라질 수 있다.
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 망 계층의 가용성 값은(= Api)은 경로 설정이 실패한 시간(= MTTFpi)을 그 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간 (= Tpr)의 합으로 나눈 값으로 계산이 가능하다. 여기서, 무선 메쉬 망의 경우 라우팅 경로 설정이 링크 계층에서 이루어 질 수도 있음으로 경로 가용성 값은 라우팅 프로토콜에 따라 Tpr 값이 달라지게 된다.
노드 가용성 계산부(214)는 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출할 수 있다.
따라서, 최종적으로 무선 메쉬 노드 i의 가용성 (= As ni)은 모든 계층에서 자원을 가용 가능한 경우에 해당함으로 수학식5와 같이 각 계층별 가용성의 곱으로 계산이 가능하다.
다시 말해, 무선 메쉬 노드 i에서의 노드 가용성 값은 (= As ni)은 모든 계층에서 자원을 가용 가능한 경우에 해당함으로 각 계층별 가용성의 곱으로 계산이 가능하다. 여기서, Tca와 Tpr 값은 각각 적용되는 알고리즘에 따라 그 값이 달라질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 노드의 계층 별 가용성을 나타내는 도면이다.
앞서 정의한 무선 메쉬 망(310)의 서비스 가용성 보장을 위해서는 먼저, 무선 메쉬 망에서의 노드 가용성을 계산해야 한다. 도 2와 같이 무선 메쉬 노드 i(320)의 계층별 가용성은 기계 가용성(330), 링크 가용성(340), 그리고 경로 가용성(350)으로 구성되어 있다.
물리 계층의 가용성은 기계 가용성을 나타내며, 기계 가용성에 대한 계산은 수학식 2과 같다. 링크 계층의 가용성은 링크 가용성을 나타내며, 링크 가용성에 대한 계산은 수학식 3와 같다. 망 계층의 가용성은 경로 가용성을 나타내며, 경로 가용성에 대한 계산은 수학식 4과 같다.
<표 1>
Figure 112015016460917-pat00007
표 1은 본 발명에서 제시한 노드 가용성 계산 방법을 기반으로 각 계층의 적용 알고리즘에 따른 가용성 산출방법에 관한 것으로써 보호복구 기술이 적용되지 않은 무선 메쉬 망에서의 가용성 관련 요소 값을 도출 하는 실시 예이다.
먼저, 무선 메쉬 망에서 각 계층별 보호복구 방법 없이 802.11s HWMP 라우팅을 사용한다고 가정하자. 각 계층별 적용된 알고리즘에 따른 가용성 관련 요소는 아래 표 1과 같은 값을 가질 수 있다.
<표 2>
Figure 112015016460917-pat00008
표 2는 본 발명에서 제시한 노드 가용성 계산 방법을 기반으로 각 계층의 적용 알고리즘에 따른 가용성 산출방법에 관한 것으로써 보호복구 기술이 적용된 무선 메쉬망에서의 가용성 관련 요소 값을 도출 하는 실시 예이다.
먼저, 무선 메쉬 망에서 각 계층별 보호복구 방법을 적용한 802.11s HWMP 라우팅을 사용한다고 가정하자. 각 계층별 적용된 알고리즘에 따른 가용성 관련 요소는 아래 도 2(b)와 같은 값을 가질 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 노드 가용성 산출 방법에 있어서,
    무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 단계;
    상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 단계;
    상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 단계; 및
    상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 단계는,
    각 계층의 가용성 값 간의 상관관계를 분석하고, 분석된 상관관계를 기반으로 노드 가용성을 산출하고,
    산출된 노드 가용성을 서비스 가용성 계산식에 적용하여 무선 메쉬 망 환경에서의 서비스 가용성 산출에 활용하고,
    산출된 노드 가용성을 이용하여 단대단 서비스 가용성 계산 및 서비스 사업자의 SLA 만족 여부 판단에 활용하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 단계는,
    미리 정해진 시간으로부터 고장 발생 시까지의 시간, 고장 수리 후 다음 고장까지의 평균 시간, 및 고장 후 수리까지의 평균 시간을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 단계는,
    링크 연결 가용성 및 채널 할당 가용성의 곱을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 링크 연결 가용성 값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값으로 나타내고, 상기 채널 할당 가용성 값은 채널 할당이 실패한 시간을 상기 채널 할당이 실패한 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간의 합으로 나눈 값으로 나타내는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 단계는,
    경로 설정이 실패한 시간을 상기 경로 설정이 실패한 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간의 합으로 나는 값으로 계산하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경로를 복구하는데 걸리는 시간은 라우팅 프로토콜에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 단계는,
    상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값의 곱으로 계산하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 방법.
  8. 노드 가용성 산출 시스템에 있어서,
    무선 메쉬 노드에서의 기계 가용성 값을 계산하는 기계 가용성 계산부;
    상기 무선 메쉬 노드에서의 링크 가용성 값을 계산하는 링크 가용성 계산부;
    상기 무선 메쉬 노드에서의 경로 가용성 값을 계산하는 경로 가용성 계산부; 및
    상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값을 포함하는 각 계층의 가용성 값을 이용하여 상기 무선 메쉬 노드에서의 노드 가용성을 산출하는 노드 가용성 계산부
    를 포함하고,
    상기 노드 가용성 계산부는,
    각 계층의 가용성 값 간의 상관관계를 분석하고, 분석된 상관관계를 기반으로 노드 가용성을 산출하고,
    산출된 노드 가용성을 서비스 가용성 계산식에 적용하여 무선 메쉬 망 환경에서의 서비스 가용성 산출에 활용하고,
    산출된 노드 가용성을 이용하여 단대단 서비스 가용성 계산 및 서비스 사업자의 SLA(Service Level Agreement) 만족 여부 판단에 활용하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기계 가용성 계산부는,
    미리 정해진 시간으로부터 고장 발생 시까지의 시간, 고장 수리 후 다음 고장까지의 평균 시간, 및 고장 후 수리까지의 평균 시간을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 링크 가용성 계산부는,
    링크 연결 가용성 및 채널 할당 가용성의 곱을 이용하여 계산하고,
    상기 링크 연결 가용성 값은 링크 계층의 측정을 통해 구한 링크 연결 확률 값으로 나타내고, 상기 채널 할당 가용성 값은 채널 할당이 실패한 시간을 상기 채널 할당이 실패한 시간과 채널을 재 할당하는데 걸리는 시간의 합으로 나눈 값으로 나타내는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 경로 가용성 계산부는,
    경로 설정이 실패한 시간을 상기 경로 설정이 실패한 시간과 경로를 복구하는데 걸리는 시간의 합으로 나는 값으로 계산하고,
    상기 경로를 복구하는데 걸리는 시간은 라우팅 프로토콜에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 노드 가용성 계산부는,
    상기 기계 가용성 값, 상기 링크 가용성 값, 및 상기 경로 가용성 값의 곱으로 계산하는 것을 특징으로 하는 노드 가용성 산출 시스템.
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