KR102430960B1 - 패킷 교환 통신 네트워크 내 성능 측정 - Google Patents

Abstract

패킷 교환 통신 네트워크를 통한 경로를 따라 전송된 패킷 흐름에 관한 성능 측정을 수행하는 방법이 개시된다. 상기 경로 상에 구현된 적어도 두 개의 측정 포인트들은 패킷의 비트들의 마스크에 해시 함수를 적용함으로써 각 패킷에 대한 샘플링 시그니처를 계산하며, 그리고 측정 샘플들의 서브-흐름을 샘플링 시그니처들이 특정 값 H*와 동일한 패킷들로서 식별한다. 상기 측정 포인트들은 그 후에 상기 측정 샘플들을 위한 측정 파라미터들을 제공하며, 이는 전체 패킷 흐름에 대한 성능 측정들을 제공하기 위해 사용된다. 샘플링 시그니처의 길이를 재단하는 것은, 한편으로는 측정 샘플들 사이에서의 수신 시퀀스 오류들의 위험 및 계산 노력 그리고 다른 한편으로는 제공된 측정들의 정밀도의 균형을 잡기 위해서 샘플링 레이트를 통계적으로 제어하는 것을 가능하게 한다.

Description

패킷 교환 통신 네트워크 내 성능 측정

본 발명은 통신 네트워크의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 패킷 교환 통신 네트워크에서 성능 측정을 수행하기 위한 방법에 관련된다. 또한, 본 발명은 그런 방법을 구현하도록 구성된 통신 네트워크용 노드들 및 컴퓨터들에 그리고 그런 노드들 및 컴퓨터들을 포함하는 컴퓨터 네트워크들에 관련된 것이다.

패킷 교환 (packet-switched) 통신 네트워크에서, 있을 수 있는 중간 노드들을 통해서 소스 노드로부터 목적지 노드로 라우팅되는 패킷의 모습으로 데이터가 전송된다. 예시적인 패킷 교환 네트워크들은 IP (Internet Protocol) 네트워크들, 이더넷 네트워크들 및 MPLS (Multi-Protocol Label Switching) 네트워크들이다.

패킷들은 목적지 노드에 항상 도착하지는 않으며, 즉, 패킷들은 네트워크를 통한 전송 동안에 손실될 수 있다. 패킷 손실들은 상이한 이유들 때문이다. 예를 들면, 노드 또는 링크가 고장날 수 있으며, 또는 노드의 포트들의 혼잡으로 인해서 패킷들이 폐기될 수 있다. 그 외에도, 패킷들이 비트 오류들을 포함하기 때문에 노드에 의해서 그 패킷들이 폐기될 수 있다. 어떤 경우에, 패킷 교환 네트워크를 통해 데이터를 전송하여 서비스를 제공할 때에, 전송 동안에 손실된 패킷들의 레이트는 그 서비스의 서비스 품질 (QoS)에 영향을 준다.

게다가, 패킷은 소스 노드에 의해 전송 시각에 전송되며 그리고 목적지 노드에 의해 수신 시각에 수신된다. 전송 시각 및 수신 시각 사이에 경과된 시간은 보통은 "단방향 (one-way) 지연"으로 불린다. 패킷의 단방향 지연은 소스로부터 목적지까지 패킷이 지나가는 있을 수 있는 중간 노드들의 개수, 각 노드에서의 패킷의 수행 시간 및 상기 링크들을 따른 전파 (propagation) 시간에 주로 종속한다. 패킷들은 각 노드에 의해 호프 단위로 (hop-by-hop) 라우팅되기 때문에, 패킷들이 지나가는 있을 수 있는 중간 노드들의 개수 및 각 노드에서의 패킷들의 수행 시간 둘 모두는 예측가능하지 않다. 따라서, 패킷의 단방향 지연은 거의 예측불가능하다.

게다가, 동일한 패킷 흐름 (packet flow)의 패킷들은 상이한 단방향 지연들을 가질 수 있다. 동일한 데이터 흐름 중 두 패킷들의 단방향 지연들 사이의 차이는 "도착간 지터 (interarrival jitter)" (또는, 간단하게는 "지터")로 명명된다.

통신 서비스 (특히, 호출 (call), 컨퍼런스 호출, 비디오 컨퍼런스 등과 같은 실시간 음성 또는 데이터 서비스)가 패킷 교환 네트워크에 의해 제공될 때에, 서비스를 운반하는 패킷 흐름에 영향을 주는 패킷 손실, 단방향 지연 및 지터를 측정하는 것은 그 서비스의 최종 사용자들이 감지하는 서비스 품질 (QoS)의 표시를 제공한다. 추가로, 패킷 손실 및 높은 지연/지터는 재전송을 필요로 할 수 있으며 그래서 통신 네트워크의 효율성을 줄어들게 한다. 그러므로, 통신 네트워크 내 패킷 흐름들의 패킷 손실, 단방향 지연 및/또는 지터를 측정하는 것은 네트워크 오퍼레이너들게는 특별한 관심 대상이다.

WO 2015/042171은 네트워크를 지나가는 각 패킷에 대한 희소 해시 함수 (sparse hash function) 값을 생성하며 그리고 그것을 패킷들을 위한 유일 식별자 또는 섬프린트 (thumbprint)로 사용하는 네트워크 모니터링 및 분석 시스템을 설명한다. 각 패킷이 네트워크를 지나가기 때문에, 그 패킷은 그 패킷을 위해 생성된 해시 값 아이덴티티 (identity)에 의해 각 노드에서 식별가능하다. 특히, 상기 시스템은 다수의 관찰 포인트들을 포함하며, 이 관찰 포인트들은 그 관찰 포인트들을 통해서 지나가는 각 단일 패킷에 대해 희소 해시 함수 값을 계산하고 기록하며 그리고 분석 데이터를 생성한다. 동일한 패킷에 대해 상이한 측정 포인트들에서 생성된 분석 데이터는 상기 네트워크를 통한 각 패킷의 궤적을 추적하기 위해 그리고 그 패킷의 지연을 측정하기 위해 그 후에 상관된다.

본 발명은 패킷 교환 통신 네트워크 내 성능을 효과적으로 측정하려고 한다.

본 출원인은 WO 2015/042171에서 설명된 시스템은 몇몇의 결점들을 드러낸다는 것에 주목했다.

특히, 본 출원인은 네트워크를 지나가는 각 단일 패킷을 식별하고, 각 식별된 패킷에 대한 분석 데이터를 생성하고 그리고 각 단일 패킷을 위한 각 관찰 포인트에 의해 생성된 모든 분석 데이터를 수집하는 것이 아주 많은 양의 데이터를 생성하고, 전송하고 그리고 프로세싱하는 것을 수반한다는 것에 주목했다. 그래서, 네트워크에서는 많은 양의 계산 노력 및 대역폭 소비가 필요하다.

반면에, 해시 함수는 각 단일 패킷의 유일한 신원을 생기게 해야 하지만, 모호함들이 의견을 변경하지 않으면서 나타날 수 있다. 실제로, 패킷들 사이에서의 충돌들이 발생할 수 있으며, 즉, (해시 함수 값을 계산하기 위해 사용된 비트들이 상이한 패킷들에서 동일한 값을 가질 때에, 또는 그런 비트들이 상이한 패킷들에서 상이한 값들을 가지지만 해시 함수들은 동일한 결과를 제공할 때에) 상이한 패킷들은 동일한 해시 함수 값을 가질 수 있으며, 이는 그 패킷들이 관찰 포인트들에서 구별될 수 없다는 것을 의미한다. 구별될 수 없는 두 패킷들 사이에서 수신 시퀀스 오류가 발생한다면, 그 관찰 포인트들은 그 오류를 탐지할 수 없으며 그리고 그 수신 시퀀스 오류에 수반된 상기 패킷들에 대한 오류의 분석 데이터를 제공할 것이다.

위의 내용을 고려하여, 본 출원인은 패킷 교환 통신 네트워크에서 두 측정 포인트들 (노드들 또는 컴퓨터들) 사이에서 전송된 패킷 흐름 상에서의 성능 측정을 수행하기 위한 방법을 제공하는 문제에 달려들었으며, 이는 전술한 결점들을 극복하며, 즉, 많은 양의 데이터를 생성하고, 전송하고 그리고 프로세싱하는 것을 필요로 하지 않으며 그리고 수신 시퀀스 오류들에 대해 더욱 강건한 것이다.

다음의 설명에서 그리고 청구항들에서, "패킷 흐름 상에서 성능 측정을 수행"한다는 표현은 다음의 것들을 측정하는 동작을 가리킬 것이다:

- 두 측정 포인트들 사이에서의 전송에 이해 상기 패킷 흐름의 패킷들 상에 유발된 단방향 지연, 양방향 지연 또는 지터; 및/또는

- 두 측정 포인트들 사이에서의 전송에 이해 상기 패킷 흐름의 패킷들 상에 유발된 패킷 손실.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 문제점은 통신 네트워크를 통해 전송된 패킷 흐름 사에서의 성능 측정을 수행하기 위한 방법에 의해 해소되며, 이는 샘플링 시그니처에 기반하여 측정 포인트들에서 패킷 흐름을 샘플링하는 것을 제공한다. 더 상세하게는, 측정 포인트를 통해 지나가는 각 패킷에 대해, 각 샘플링 시그니처는 패킷 내 비트들의 미리 정해진 마스크에 해시 함수를 적용함으로써 계산된다. 그러면, 샘플링 시그니처가 (해시 함수의 충돌들로 인해서 여러 패킷들에 대해 통계적으로 발생할 것인) 미리 정의된 값 H*와 동일하다면, 상기 측정 포인트는 상기 패킷이 측정 샘플이며, 따라서 이 패킷에 관련된 성능 측정을 위한 파라미터들을 생성하거나 업데이트한다. 샘플링 시그니처들이 H*와 상이한 패킷들은 대신에 무시된다. 그러므로, 패킷 흐름의 경로 상에서 구현된 각 측정 포인트에서, 샘플링 시그니처의 값 H*는 통과 중인 패킷들 중에서 각 측정 포인트에서 동일한 측정 샘플들의 특정 서브-흐름 (sub-flow)을 식별하는 것을 가능하게 한다.

패킷이 측정 샘플로서 식별될 것이거나 또는 자신의 샘플링 시그니처의 값에 종속하지 않을 것이기 때문에, 어느 패킷들이 측정 샘플들의 서브-흐름의 일부일 것인가를 선험적으로 아는 것은 가능하지 않다. 그러나, 샘플링 레이트는 샘플링 시그니처의 길이를 적합하게 재단함으로서 통계적으로 제어될 수 있다. 더 짧은 샘플링 시그니처는 더욱 많은 충돌들을 제공할 것이며 그래서 통계적으로 더 높은 샘플링 레이트를 제공할 것이며, 이는 더 많은 개수의 측정 샘플들의 결과를 긍극적으로 가져오지만, 측정 샘플들을 수반하는 수신 시퀀스 오류들의 더 높은 가능성의 결과 또한 가져온다. 반면에, 더 긴 샘플링 시그니처는 더 적은 충돌들을 제공하며 그래서 통계적으로 더 낮은 샘플링 레이트를 제공할 것이며, 이는 결국에는 측정 샘플들을 수반하는 더 낮은 확률의 수신 시퀀스 오류들의 결과를 가져오지만 더 낮은 개수의 측정 샘플들의 결과 또한 가져온다.

샘플링 시그니처의 길이는 따라서, 한편으로는 제공된 측정들의 정밀도 (이는 측정 샘플들의 개수가 증가하면 증가한다) 그리고 다른 한편으로는 수신 시퀀스 오류들에 대한 강건함과 계산 리소스들의 절약 (이는 측정 샘플들의 개수가 감소하면 둘 모두 향상된다) 사이에서의 트레이드 오프의 균형을 맞추기 위해 적합하게 재단될 수 있다.

첫 번째 모습에 따라, 본 발명은 패킷 교환 통신 네트워크를 통한 경로를 따라 전송된 패킷 흐름에 관한 성능 측정을 수행하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 상기 경로 상에 구현된 적어도 두 개의 측정 포인트들 중 각각의 하나에서:

a) 상기 패킷 흐름의 각 패킷에 대해 그 패킷의 비트들의 마스크에 해시 함수를 적용함으로써 샘플링 시그니처 (sampling signature)를 계산하는 단계;

b) 상기 샘플링 시그니처의 미리 정의된 샘플링 값 H*에 기반하여 측정 샘플들의 서브-흐름 (sub-flow)을 상기 패킷 흐름에서 식별하는 단계로, 각 패킷은 자신의 샘플링 시그니처가 상기 미리 정의된 샘플링 값 H*과 동일하면 측정 샘플로서 식별되는, 식별 단계; 그리고

c) 상기 측정 샘플들에 관련된 측정 파라미터들을 제공하는 단계를 포함하며,

상기 방법은 상기 측정 샘플들에 관련된 상기 측정 파라미터들을 사용하여 상기 패킷 흐름의 상기 성능 측정을 수행하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는:

o 단계 b)는 적어도 하나의 측정 샘플로서 식별된 패킷의 추가 마스크에 추가의 해시 함수를 적용함으로써 적어도 하나의 측정 샘플을 위한 신원 시그니처 (identification signature)를 계산하는 단계를 또한 포함하며; 그리고

o 단계 c)는 상기 계산된 신원 시그니처를 상기 적어도 하나의 측정 샘플에 관련된 측정 파라미터에 연관시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 추가의 마스크는 상기 마스크보다 더 많은 비트들을 포함하며 그리고 상기 신원 시그니처는 상기 샘플링 시그니처보다 더 길다.

바람직하게는, 상기 신원 시그니처를 계산하기 위해 사용된 상기 추가의 해시 함수는 상기 샘플링 시그니처를 계산하기 위해 사용된 상기 해시 함수와 동일하다.

실시예에 따라:

o 단계 b)는 상기 샘플링 시그니처의 k 개의 미리 정의된 샘플링 값들 H1*, … Hk*에 기반하여 측정 샘플들의 k 개 서브-흐름들을 상기 패킷 흐름에서 식별하는 단계를 포함하며, k는 2와 동일하거나 더 크며, 각 패킷은 자신의 샘플링 시그니처가 상기 k 개 미리 정의된 샘플링 값들 H1*, … Hk* 중 어느 하나와 동일하면 측정 샘플로서 식별되며; 그리고

o 단계 c)는 측정 샘플들의 상기 k 개 서브-흐름들에 관련된 k 개 측정 파라미터들을 제공하는 단계를 포함하며,

상기 방법은 상기 측정 샘플들의 상기 k 개 서브-흐름들에 관련된 상기 k 개 측정 파라미터들을 이용하여 상기 패킷 흐름의 상기 성능 측정을 수행하는 단계를 포함한다.

다른 실시예들에 따라, 상기 패킷 흐름은 블록들의 시퀀스로 분할되며, 각 블록은 다수의 패킷들을 포함하며, 상기 단계 c)는:

o 상기 블록들에 관련된 추가 측정 파라미터들을 제공하는 단계를 더 포함하며,

상기 방법은 상기 블록들에 관련된 상기 추가 측정 파라미터들을 또한 이용하여 상기 패킷 흐름의 상기 성능 측정을 수행하는 단계를 더 포함한다.

옵션으로, 상기 패킷 흐름의 상기 패킷들은 상기 패킷 흐름을 제1 블록들 및 제2 블록들로 분할하기 위해 마킹되며, 상기 제1 블록들은 제1 마킹 값을 포함하는 제1 패킷들을 포함하며 그리고 상기 제2 블록들은 제2 마킹 값을 포함하는 제2 패킷들을 포함하며, 상기 제1 블록들은 시간상 상기 제2 블록들과 교변하며, 그리고 상기 단계 c)는:

o 현재 블록이 상기 제1 블록들 중 하나인가 또는 제2 블록들 중 하나인가의 여부를 판별하며 그리고 상기 현재 블록에 관련된 상기 추가 측정 파라미터들을 제공하는 단계를 포함한다.

대안으로, 상기 단계 b)는:

o 상기 미리 정의된 샘플링 값과 동일한 상기 샘플링 시그너처를 구비한 상기 측정 샘플들을 상기 블록들의 경계 패킷들로서 식별하는 단계를 또한 포함하며, 블록은 두 개읜 연속 측정 샘플들 사이에 포함된 패킷을 포함한다.

바람직하게는, 상기 단계 c)는:

o 블록에 대한 경계 패킷들로서 식별된 상기 측정 샘플들의 상기 계산된 신원 시그니처들을 상기 블록에 관련된 적어도 하나의 추가 측정 파라미터들에 연관시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 단계 c)는 각 식별된 측정 샘플에 대해 적어도 하나의 측정 파라미터들 생성하고, 그리고/또는 측정 샘플들의 상기 서브-흐름에 관련된 적어도 하나의 측정 파라미터를 전체적으로 업데이트하는 단계를 포함한다.

옵션으로, 상기 단계 c)는:

o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 중 제1 측정 포인트에서, 각 식별된 측정 샘플에 대한 전송 타임스탬프를 생성하는 단계; 그리고

o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 중 제2 측정 포인트에서, 각 식별된 측정 샘플에 대한 수신 타임스탬프를 생성하는 단계를 포함하며,

상기 패킷 흐름의 상기 성능 측정을 상기 수행하는 단계는 상기 전송 타임스탬프들 및 상기 수신 타임스탬프들에 기반하여 각 식별된 측정 샘플에 대한 단방향 (one-way) 지연을 계산하는 단계를 포함한다.

추가로 또는 대안으로, 상기 단계 c)는:

o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 중 제1 측정 포인트에서, 전송된 측정 샘플들의 개수를 카운트하여 전송 카운터를 증가시키고 그리고 계산된 누적 전송 타임스탬프를 상기 전송된 측정 샘플들의 전송 타임스탬프들의 합계로서 업데이트하는 단계; 그리고

o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 중 제2 측정 포인트에서, 수신된 측정 샘플들의 개수를 카운트하여 수신 카운터를 증가시키고 그리고 계산된 누적 수신 타임스탬프를 상기 수신된 측정 샘플들의 수신 타임스탬프들의 합계로서 업데이트하는 단계를 포함하며,

상기 패킷 흐름의 상기 성능 측정을 상기 수행하는 단계는 상기 전송 카운터, 수신 카운터, 누적 전송 타임스탬프 및 누적 수신 타임스탬프에 기반하여 측정 샘플들의 상기 서브-흐름의 패킷 손실 및/또는 측정 샘플들의 상기 서브-흐름의 평균 단방향 지연을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.

두 번째 모습에 따라, 본 발명은 패킷 교환 통신 네트워크를 위한 노드를 제공하며, 상기 노드는 구성되어:

o 수신된 패킷 흐름의 각 패킷에 대해, 상기 패킷의 비트들의 마스크에 해시 함수를 적용함으로써 샘플링 시그니처를 계산하도록 하며;

o 상기 샘플링 시그니처의 미리 정의된 샘플링 값 H*에 기반하여 측정 샘플들의 서브-흐름을 상기 패킷 흐름에서 식별하도록 하고, 각 패킷은 자신의 샘플링 시그니처가 상기 미리 정의된 샘플링 값 H*과 동일하면 측정 샘플로서 식별되며; 그리고

o 상기 측정 샘플들에 관련된 측정 파라미터들을 제공하도록 한다.

세 번째 모습에 따라, 본 발명은 위에서 제시된 제1 노드 및 제2 노드를 적어도 포함하는 통신 네트워크를 제공한다.

네 번째 모습에 따라, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하며, 이 컴퓨터 프로그램 제품은 적어도 하나의 컴퓨터의 메모리에 적재가능하며 그리고 상기 제품이 적어도 하나의 컴퓨터 상에서 동작할 때에 위에서 제시된 방법의 단계들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드부들을 포함한다.

본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

예로 주어진 것이며 제한하는 것이 아닌 다음의 상세한 설명을 동반 도면들을 참조하여 읽어보면 본 발명은 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 패킷 교환 네트워크를 개략적으로 보여준다.
도 2는 예시적인 패킷 헤더의 구조를 개략적으로 보여준다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 성능 측정을 수행하기 위한 방법이 구현되는 예시적인 패킷 교환 통신 네트워크 CN을 개략적으로 보여준다. 상기 통신 네트워크 CN은 IP 네트워크, 이더넷 네트워크, MPLS 네트워크 또는 패킷 교환 통신 네트워크의 어떤 다른 알려진 유형일 수 있다.

상기 통신 네트워크 CN은 어떤 알려진 토폴로지에 따라 링크들에 의해 상호 서로 연결된 복수의 노드들을 포함한다. 특히, 상기 통신 네트워크 CN은 제1 노드 N1 및 제2 노드 N2를 포함한다.

바람직하게는, 상기 통신 네트워크 CN에는 관리 서버 MS가 또한 제공된다. 그 관리 서버 MS는 상기 통신 네트워크 CN의 노드들 중 어느 하나에 연결된 단독의 서버일 수 있다. 대안으로, 상기 관리 서버 MS는 상기 통신 네트워크 CN의 노드들 중 어느 하나에서 구현될 수 있다.

패킷 흐름 PF는 아마도 통신 네트워크 CN의 중간 노드들 (도 1에는 도시되지 않음)을 통해서 제1 노드 N1으로부터 제2 노드 N2로 바람직하게 전송된다. 상기 제1 노드 N1은 패킷 흐름 PF의 소스 노드 또는 상기 소스 노드로부터 목적지 노드로의 경로의 중간 노드 중 어느 하나일 수 있다. 유사하게, 상기 제2 노드 N2는 패킷 흐름 PF의 목적지 노드 또는 상기 소스 노드로부터 목적지 노드로의 경로의 중간 노드 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 패킷 흐름 PF는 동일한 소스 노드에 의해 생성되어 동일한 목적지 노드로 주소지정된 패킷들을 포함할 수 있다. 대안으로, 상기 패킷 흐름 PF는 상이한 소스 노드들에 의해 생성되며 그리고/또는 상기 제1 노드 N1 및 상기 제2 노드 N2 사이에서 자신들의 경로들의 길이만을 공유하는 상이한 목적지 노드들로 주소지정된 패킷들을 포함하는 "매크로 흐름 (macro-flow)"일 수 있다.

바람직하게는, 상기 패킷 흐름 PF의 각 패킷 Pki는 헤더 및 페이로드를 포함한다. 페이로드는 사용자 데이터를 포함한다. 게다가, 바람직하게는, 상기 헤더는 패킷 Pki를 라우팅하기 위한 정보를 포함한다. 헤더 포맷은 상기 패킷들 Pki가 포맷되는 프로토콜에 종속한다.

비 제한적 예로서, 도 2는 알려진 TCP (Transmission Control Protocol) 오버 (over) IPv4 (Internet Protocol Version 4)에 따라 포맷된 패킷 Pki의 헤더 Hi를 보여준다. 헤더 Hi는, IP 헤더를 위한 20 바이트 및 TCP 헤더를 위한 20 바이트로 분할되는 40 바이트를 포함한다. 특히 상기 TCP 헤더는 소스 포트 (Source Port), 목적지 포트 (Destination Port), 시퀀스 넘버 (Sequence Number), 수신확인 넘버 (Acknowledge Number), 데이터 오프셋 (Data Offset), RSV (reserved), 플래그들 (Flags), 윈도우 크기 (Window Size), 체크섬 (Checksum) 및 긴급 포인트 (Urgent Point) 필드들을 포함한다.

바람직하게는, 적어도 하나의 측정 포인트가 상기 패킷 흐름 PF의 경로 상에 배치된다. 도 1에서, 비 제한적인 예로서, 두 측정 포인트들이 보인다: 제1 노드 N1에서 구현된 제1 측정 포인트 MP1 및 제2 노드 N2에서 구현된 제2 측정 포인트 MP2. 특히, 제1 측정 포인트 MP1은 패킷 흐름 PF가 제2 노드 N2로 전송되는 제1 노드 N1의 출력 포트에서 바람직하게 구현되며, 반면에 제2 측정 포인트 MP2는 패킷 흐름 PF가 제1 노드 N1로부터 수신되는 제2 노드 N2의 입력 포트에서 바람직하게 구현된다.

각 측정 포인트 MP1, MP2는 각자의 노드 N1, N2 내에 내장되거나 또는 각자의 노드 N1, N2에 연결된 단독의 머신으로서 구현되는 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따라, 상기 제1 측정 포인트 MP1 및 상기 제2 측정 포인츠 MP2 둘 모두는 상기 패킷 흐름 PF를 샘플링하며, 즉, 그 측정 포인트들은 패킷 흐름 PF의 각 패킷을 위해 계산된 샘플링 시그니처의 값에 기반하여 상기 패킷 흐름 PF에서 측정 샘플들의 서브-흐름을 식별한다.

더 상세하게는, 본 발명의 실시예들에 따라, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 패킷 내, 바람직하게는 패킷 헤더 내 비트들의 미리 정해진 마스크에 미리 정해진 해시 함수를 적용함으로써, 상기 패킷 흐름 PF의 각 패킷 Pki에 대해 각 패킷의 샘플링 시그니처를 계산한다

바람직하게는, 해시 함수가 적용되는 비트들의 마스크는 패킷 포맷에 종속하며, 즉, 패킷들 Pki가 포맷되는 프로토콜들에 종속한다. 일반적으로, 상기 해시 함수가 적용될 비트들의 마스크는 다음의 기준들 중 하나 이상에 따라서 선택된다:

(i) 그것들의 값들은 패킷 흐름 PF의 경로의 처음부터 끝까지, 또는 측정 포인트들이 제공된 노드들에 의해 정해진 경로 길이의 적어도 처음부터 끝까지는 변하지 않아야 한다. 각 측정 포인트가 해시 함수를 어떤 패킷 Pki의 비트들의 마스크에 적용하는 이 방식은 그 패킷에 대해 동일한 샘플링 시그니처 값을 획득할 것이다. 그것은 그러므로 예를 들면 IP 헤더의 체크섬 (CheckSum) 및 TTL 필드처럼 각 노드에서 값들이 변하는 헤더 필드들의 비트들을 바람직하게 피하게 한다. NAT (Network Addres Translation) 기술들이 사용된다면, IP 주소들의 비트들은 또한 회피될 것이다.

(ii) 그것들의 값들은 패킷 흐름 PF 내에서 가능한 엔트로픽 (entropic)해야 하며, 이는 패킷 흐름 PF의 상이한 패킷들 Pki가 상기 선택된 마스크의 비트들과 동일한 값들을 가지는 확률이 가능한 낮다는 것을 의미한다. 그것은 그러므로 예를 들어 그 값이 종종 80인 TCP 포트 필드처럼 값들이 항상 또는 종종 동일한 헤더 필드들의 비트들을 바람직하게 피하게 한다. 동일한 이유로, 측정 포인트가 패킷 흐름 PF를 운반하는 터널의 중간 노드에 배치된다면, 패킷 흐름 PF의 패킷들 Pki는 모두 동일한 터널 헤더를 가지기 때문에 상기 터널 헤더는 회피될 것이다; 그리고

(iii) 그것들은 패킷들 Pki 내에서 쉽게 액세스가능해야 한다. 특히, 선택된 마스크의 비트들은 그 패킷 헤더 내 동일한 위치에 항상 존재하는 것이 바람직하며, 그래서 패킷들을 해석하거나 또는 그 패킷들에 대해 다른 복잡한 프로세싱을 수행할 필요 없이 상기 측정 포인트들에 의해 그 비트들이 쉽게 인출될 수 있도록 한다.

예를 들면, 패킷들 Pki가 상기 언급된 TCP 오버 IPv4 프로토콜에 따라서 포맷되면, 해시 함수가 적용될 비트들의 마스크는 바람직하게는 TCP 헤더 내에 포함되며, TCP 소스 포트 필드 및 TCP 목적지 포트 필드, 즉, 헤드 Hi의 25 바이트부터 40 바이트까지는 배제한다. 특히, TCP 헤더의 체크섬 필드는 특별하게 높은 엔트로피를 나타내며 (즉, 패킷 흐름 PF의 상이한 패킷들 Pki가 체크섬 필드들과 동일한 값을 가지는 확률이 특별하게 낮다), 따라서 샘플링 시그니처 계산을 위해서 특히 적합하다.

상기 패킷 Pki가 알려진 TCP 오버 IPv6 프로토콜에 따라 대신에 포맷되면, TCP 헤더에 관한 상기의 고려들이 여전히 적용된다. 45 내지 60 바이트들은 그러면 샘플링 시그니처의 계산을 위해 특히 선호된다 (20 바이트의 오프셋이 고려될 것이며, 이는 IPv6 용의 IP 헤더가 IPv4 용의 IP 헤더보다 20 바이트 더 길기 때문이다).

패킷들이 레이어 2 프로토콜 (예를 들면, 이더넷) 또는 MPLS (Multi Protocol Label Switching)에 따라 포맷되었다면, 적합한 오프셋이 고려되면 상기의 고려들이 여전히 적용되며, 이는 대부분의 모든 트래픽이 IP이기 때문이다.

패킷들 Pki 내 비트들의 선택된 마스크에 적용될 해시 함수에 관하여, 예를 들면 다음과 같은 어떤 알려진 해시 함수가 사용될 수 있다:

o 항등 함수 (identity function)로, 상기 마스크의 비트들의 값들을 출력으로 제공한다. 마스크의 비트들이 더 높은 엔트로피를 나타낸다면, 예를 들면, 그것들의 값들이 해시 함수 (예를 들면, TCP 체크섬 필드로, 이것은 TCP 패킷 및 IP 헤더의 일부로부터 계산되어 고도의 엔트로픽 값의 결과를 가져온다)를 적용함으로써 (예를 들면, 소스 노드에 의해) 계산된다면 이 해시 함수가 선호된다;

o 이진 XOR;

o 1의 보수 (one's complement) 합으로, 이것은 예를 들면 IP 체크섬의 계산을 위해 노드들에서 보통 사용되며 범용 HW를 이용하여 쉽게 구현가능하다;

o CRC (Cyclic Redundancy Check)로, 이것은 이더넷에서 오류 검출을 위해 보통 사용되며 전용 HW 상에서 쉽게 구현가능하다;

o MD5 (Message Digest 5)로, 이것은 낮은 보안 암호화를 위해 보통 사용되며 범용 HW 상에서 구현될 수 있다;

o SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1)로, 이것은 중간의 보안 암호화를 위해 보통 사용되며 범용 HW 상에서 구현될 수 있다.

단지 필요한 것은 해시 함수가 패킷 흐름 PF의 각 패킷 Pki 상에서 자신을 계산하는 것을 허용하도록 충분하게 간단하는 것이다.

도 3의 흐름도를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정 포인트들 MP1, MP2의 동작이 상세하게 설명될 것이다.

위에서 언급되었듯이, 측정 포인트들 MP1, MP2는 패킷 흐름 PF의 각 패킷을 위해 계산된 샘플링 시그니처의 값에 기반하여 상기 패킷 흐름 PF에서 측정 샘플들의 서브-흐름을 식별하도록 구성된다. 이 목적을 위해서, 측정 세션을 시작하기 이전에, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 적절하게 지시받으며, 그 지시들은 해시 함수, 그 해시 함수가 적용되어야 할 비트들의 마스크 그리고 샘플링 값 H*를 포함한다.

그 후에, 측정 세션이 시작되면, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 노드 N1을 떠나고 그리고 노드 N2로 진입하는 패킷 흐름 PF의 복제를 각각 수신하는 것을 바람직하게 시작한다.

측정 포인트 MP1, MP2가 패킷 Pki의 복제를 수신하면 (단계 300), 그것은 위에서 설명된 것처럼, 즉, 미리 정해진 해시 함수를 패킷 Pki 내 비트들의 미리 정해진 마스크에 적용함으로써, 자신의 샘플링 시그니처 SS를 바람직하게 계산한다 (단계 301).

측정 포인트 MP1, MP2는 그 후에 상기 계산된 샘플링 시그니처 SS의 값을 상기 샘플링 값 H*와 바람직하게 비교한다 (단계 S302). 상기 계산된 샘플링 시그니처 SS의 값이 H*와 상이하면, 측정 포인트 MP1, MP2는 상기 패킷 Pki를 바람직하게 무시하고 그리고 상기 패킷 흐름 PF의 다음 패킷 Pki를 고려한다.

그렇지 않고, 상기 계산된 샘플링 시그니처 SS의 값이 H*와 동일하면, 측정 포인트 MP1, MP2는 상기 패킷 Pki를 측정 샘플로서 식별한다 (단계 304). 이 방식에서 각 수신된 패킷 Pki에 대해 단계들 300 - 304를 반복함으로써 각 측정 포인트 MP1, MP2는 패킷 흐름 PF에서 측정 샘플들의 서브-흐름을 기본적으로 식별하며, 그 패킷의 샘플링 시그니처 SS는 모두 H*와 동일하다. 측정 포인트들 MP1, MP2 둘 모두가 비트들의 동일한 마스크, 동일한 해시 함수 및 동일한 샘플링 값 H*를 패킷이 측정 샘플인지 아닌지의 여부를 판별하기 위한 판별식으로서 사용하기 때문에, 그 측정 포인트들 둘 모두는 패킷 흐름 PF 내에서 측정 샘플들의 동일한 서브-흐름을 식별한다 (N1 및 N2 사이에서의 측정 샘플들을 포함하는 가능한 패킷 손실들 또는 수신 시퀀스 오류들은 제외하며, 이에 대해서는 나중에 본원에서 설명될 것임).

각 측정 샘플을 식별하면, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 마지막 식별된 측정 샘플에 관련된 적어도 하나의 측정 파라미터를 바람직하게 생성하고, 그리고/또는 측정 샘플들의 전체 서브-흐름에 관련된 측정 파라미터들을 업데이트한다 (단계 305).

단계 305에서 생성되고 그리고/또는 업데이트된 측정 파라미터들은 그 후에 주기적으로 또는 측정 세션의 끝 부분에서 중 어느 하나의 방식으로 관리 서버 MS로 송신된다 (단계 306). 그 관리 서버 MS는 적어도 하나의 성능 측정을 수행하기 위해 그 후에 그 측정 파라미터들을 사용할 것이다.

예를 들면, 단계 305에서 각 측정 포인트 MP1, MP2는 각 식별된 측정 샘플에 관련된 전송 또는 수신 타임스탬프를 생성할 수 있다. 이 방식에서 각 측정 포인트 MP1, MP2는 측정 샘플들의 서브-흐름에 관련된 전송 또는 수신 타임스탬프들의 시퀀스를 제공한다. 타임스탬프들의 이 시퀀스들은 각 측정 포인트 MP1, MP2에 의해 관리 서버 MS로 주기적으로 송신될 수 있으며, 관리 서버는 노드 N1으로부터 노드 N2로의 측정 샘플들의 단방향 지연들을 계산하기 위해 그 시퀀스들을 사용한다.

대안으로 또는 추가로, 단계 305에서 각 측정 샘플를 식별한 각 측정 포인트 MP1, MP2는전송된 또는 수신된 측정 샘플들의 개수를 카운트하는 전송 또는 수신 카운터를 증가시킬 수 있으며, 동시에, 계산된 누적 전송 또는 수신 타임스탬프를 이미 식별된 측정 샘플들 모두의 전송 또는 수신 타임스탬프들의 합계로서 업데이트할 수 있다. 상기 전송 및 수신 카운터들 및 상기 누적 전송 및 수신 타임스탬프들은 그 후에 각 측정 포인트 MP1, MP2에 의해 상기 관리 서버 MS로 주기적으로 바람직하게 송신되며, 관리 서버는 노드 N1으로부터 노드 N2로 측정 샘플들의 서브-흐름의 평균 지연을 계산하기 위해 그것들을 사용하며, 이는 동일한 출원인의 명의인 WO 2013/174417에서 설명되었다.

그래서, 유리하게는, 측정 포인트들 MP1, MP2는 패킷 흐름 PF의 모든 단일 패킷 Pki에 대해 측정 파라미터들을 제공하지 않지만, 어떤 값 H*를 가진 샘플링 시그니처 SS를 구비한 그런 패킷들 Pki로서 상기 측정 포인트들 MP1, MP2에 의해 식별된 측정 샘플들의 서브-흐름에 대해서만은 측정 파라미터들을 제공한다.

상기 측정 포인트들에 의해 상기 패킷들 Pki에서 해시 함수가 적용될 것인 마스크들의 비트들의 값들이 선험적으로 알려지지 않았기 때문에, 어느 패킷들 Pki가 H*와 동일한 샘플링 시그니처 SS를 가질 것인가를 미리 아는 것을 가능하지 않으며, 그러므로 어느 패킷들이 측정 포인트들에 의해 측정 샘플들로서 간주될 것인가를 선험적으로 아는 것이 가능하지 않다. 이것은 측정 샘플들이 기본적으로 랜덤 방식으로 선택된다는 것을 의미한다.

이 랜덤함은 그러나 모든 측정 포인트들이 동일한 패킷들 Pki를 측정 샘플들로서 식별한다면 상기 측정 방법을 손상시키지 않으며, 이는 모든 측정 포인트들에서 비트들의 동일한 마스크, 동일한 해시 함수 그리고 동일한 샘플링 값 H*을 사용하는 것에 의해 보장된다.

게다가, 위에서의 랜덤함에도 불구하고 평균 샘플링 레이트는 상기 샘플링 시그니처 SS의 길이를 적절하게 재단함으로써 통계적으로 제어될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 해시 함수의 이론으로부터 알수 있듯이, N이 샘플링 시그니처의 비트들의 개수라면, 그 샘플링 시그니처에 대해 값 H*를 가지는 확률은 2^-N이며, 이는 그 값 H*가 평균적으로 매 2^N개 패킷들에서 발견될 것이라는 것을 의미한다. 예를 들어, N=8이고 측정 샘플들이 값 H*="00000000"에 기반하여 식별된다면, 패킷 Pki는 매 2^N=256 개 패킷들마다 평균적으로 측정 샘플로서 식별될 것이다.

그래서, 샘플링 시그니처 SS가 더 길 수록, 측정 샘플들의 서브-흐름을 형성하는 패킷들 Pki의 개수는 더 작아진다.

한편으로는, 더 작은 개수의 측정 샘플들을 가지는 것은 측정 포인트들 MP1, MP2에 의한 감소된 계산 노력 그리고 상기 측정 포인트들로부터 상기 관리 서버 MS로 측정 파라미터들을 전달하기 위한 통신 네트워크 CN에서의 더 낮은 대역폭 소비의 결과를 유리하게도 가져온다. 더욱이, 더 작은 개수의 측정 샘플들을 가지는 것은 측정 샘플들을 수반하는 수신 시퀀스 오류들의 위험을 또한 줄어들게 하며, 이는 상기 측정 샘플들이 패킷 흐름 PF 내에서 통계적으로 더 많이 이격되기 때문이다. 더 작은 개수의 측정 샘플들은 따라서 성능 측정 결과들의 신뢰성 그리고 패킷 흐름 PF에 아마도 영향을 미치는 수신 시퀀스 오류들에 대항하는 성능 측정 방법의 강건함을 증가시킨다. 그러나, 반면에서, 더 작은 개수의 측정 샘플들이 전체 패킷 흐름 PF의 실제의 행동을 더 대략적으로 반영한다는 점에서, 더 작은 개수의 측정 샘플들은 성능 측정 결과들을 덜 정밀하게 만든다.

제1 실시예에 따라, 샘플링 시그니처 SS의 길이 N은 한편으로는 제공된 측정들의 정밀도 (이는 측정 샘플들의 개수가 증가하면 증가한다) 그리고 다른 한편으로는 수신 시퀀스 오류들에 대한 강건함과 계산 리소스들의 절약 (이는 측정 샘플들의 개수가 감소하면 둘 모두 향상된다) 사이에서의 트레이드 오프의 균형을 맞추기 위해 바람직하게 재단된다.

본 발명자들은 6 및 10 사이에 포함된 N을 가진 샘플링 시그니처 SS가 (전형적인 상황에서) 상기의 트레이드-오프의 양호한 균형을 제공한다고 판단했다. 예를 들면, N=1이면 측정 샘플들의 서브-흐름은 패킷 흐름 PF의 50%이며, N=2이면 측정 샘플들의 서브-흐름은 패킷 흐름 PF의 25%이며, 이는 측정 샘플들을 포함하는 수신 시퀀스 오류들의 위험 및 계산 노력 둘 모두가 여전히 아주 높다는 것을 의미한다. N=6이면 측정 샘플들의 서브-흐름은 패킷 흐름 PF의 약 1.5%이며, 반면에 N=10이면 서브-흐름은 약 0.1%이며, 이 값들은 적덩한 계산 노력 및 수신 시퀀스 오류들의 감소된 위험을 제공한다. 더 긴 샘플링 시그니처들 (즉, N>10)을 제공하는 것은 수신 시퀀스 오류들에 강건함을 더 제공할 것이지만, 전체 패킷 흐름 PF의 실제의 행동을 아주 부정확하게 반영하는 결과를 또한 제공할 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따라, 측정 포인트들 MP1, MP2는 샘플링 시그니처 SS의 k (k>1)개의 상이한 샘플링 값들 H1*, … Hk*에 기반하여 측정 샘플들의 k (k>1)개의 상이한 서브-흐름들을 식별하도록 구성되며, 각 서브-흐름은 H1*, … Hk* 중에서 동일한 값을 구비한 샘플링 시그니처를 가진 패킷들을 포함한다. 상기 측정 포인트들은 각 서브-흐름에 관련된 측정 파라미터들을 공급함으로써 상기 서브-흐름들을 분리하여 처리하는 것이 바람직하다. k 개 서브-흐름들에 관련된 측정 파라미터들은 전체적인 성능 측정들을 제공하기 위해 (예를 들면, 관리 서버 MS에서) 그 후에 합체된다.

이 제2 실시예에 따른 측정 포인트들 MP1, MP2의 동작은 도 4에 도시된다. 도 4에서 알 수 있듯이, 이 제2 실시예에 따른 측정 포인트들 MP1, MP2의 동작은 다음의 면에서 제1 실시예와는 상이하다:

(i) (제1 실시예의 단계 302에 대응하는) 단계 302'에서, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 각 패킷 Pki의 샘플링 시그니처 SS를 k 개 샘플링 값들 H1*, … Hk* 중 각 하나와 비교한다,

(ii) (제1 실시예의 단계 304에 대응하는) 단계 304'에서. 샘플 시그니처 SS의 값이 상기 값들 H1*, … Hk* 중 어느 하나와 동일하면 각 측정 포인트 MP1, MP2는 패킷 Pki를 측정 샘플로 식별하며, 그럼으로써 k 개의 상이한 서브-흐름들을 형성한다

(iii) (제1 실시예의 단계 305에 대응하는) 단계 305'에서, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 각 단일의 허브-흐름에 관련된 측정 파라미터들을 생성하고 그리고/또는 업데이트한다.

이것은 샘플링 시그니처 SS의 길이 N을 수신 시퀀스 오류들을 피하기에 (또는 적어도 그 오류들을 최소화하기에) 충분하게 높게 세팅하는 것을 가능하게 하며, 그리고, 동시에 전체 패킷 흐름 PF의 행동을 적당하게 반영하는 다수의 측정 샘플들을 제공한다. 실제로, 패킷은 매 2N/k 패킷들마다 측정 샘플로 식별된다. 이것은 고속 레이트 패킷 흐름들 (예를 들면, 10 Gbps 또는 그 이상)에서 또는 특별하게 높은 개수의 패킷들을 포함한 수신 시퀀스 오류들의 위험이 존재하는 통신 네트워크들에서 특히 유리하다. 예를 들면, 본 제2 실시예에 따라, N은 12와 동일하게 세팅될 수 있으며, 그리고 그 후에 측정 샘플들의 k=4개 서브-흐름들은 동일한 값 (예컨데, "0000000000") 및 "00", "01", "10" 또는 "11"과 동일한 마지막 2 비트들을 구비한 처음 10 비트들을 가진 샘플링 시그니처들 SS를 가진 패킷들 Pki을 포함하는 것으로 식별될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따라, 한편으로는 제공된 측정들의 정밀도 (이는 측정 샘플들의 개수가 증가하면 증가한다) 그리고 다른 한편으로는 수신 시퀀스 오류들에 대한 강건함 (이는 측정 샘플들의 개수가 감소하면 대신 향상된다) 사이에서의 위에서의 트레이드 오프를 해결하기 위해, 상기 측정 샘플들은 상기 샘플링 시그니처 SS에 의해서만이 아니라, 측정 샘플들의 서브-흐름 내에서 각 단일 측정 샘플의 유일 신원을 허용하는 신원 시그니처 (identification signature) IS에 의해서 또한 식별된다.

이것은 측정 샘플들의 충분하게 많은 개수를 보장하기에 충분하게 짧게 상기 샘플링 시그니처 SS의 길이 N을 선택하는 것을 가능하게 하며, 그러면서도 불명료함들의 위험, 즉, 두 측정 샘플들이 동일한 신원 시그니처 IS를 가지는 위험을 최소화하기 위해 충분하게 높은 길이 N'을 신원 시그니처 IS에게 제공함에 의해 그 측정 샘플들을 포함하는 있을 수 있는 수신 시퀀스 오류들의 유해한 영향들은 회피한다.

샘플링 시그니처 SS와 유사하게, 상기 신원 시그니처 IS는 각 패킷의, 특히 각 패킷 헤더 비트들의 마스크에 해시 함수를 적용함으로써 바람직하게 계산된다. 바람직하게는, 신원 시그니처 IS를 계산하기 위해 사용된 비트들의 마스크는 샘플링 시그니처 SS를 계산하기 위해 사용된 비트들의 마스크와는 상이하다. 특히, 신원 시그니처 IS를 계산하기 위해 사용된 비트들의 마스크는 샘플링 시그니처 SS를 계산하기 위해 사용된 비트들의 마스크보다 더 많은 비트들을 포함한다. 신원 시그니처 SS 계산을 위한 비트들의 더 긴 마스크는 측정 샘플들 사이에서의 충돌들의 위험을 최소화하는 것을 유리하게도 가능하게 하며, 그 후에 각 단일 측정 샘플의 유일 신원의 확률을 최대화한다.

게다가, 신원 시그니처 SS를 계산하기 위해 사용된 해시 함수는 샘플링 시그니처 SS를 계산하기 위해 사용된 해시 함수와 동일할 수 있다. 대안으로, 신원 시그니처 IS를 게산하기 위해 (바람직하게는, 위에서 언급된 것들 중의) 상이한 해시 함수가 사용될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 측정 포인트들의 동작은 도 5에 도시된다.

도 5에서 알 수 있듯이, 제3 실시예에 따른 측정 포인트들 MP1, MP2의 동작은 패킷 Pki의 샘플링 시그니처 SS가 H*와 동일하기 때문에 패킷 Pki를 측정 샘플로 식별하는 단계 304 이후에, 각 측정 포인트 MP1, MP2가 측정 샘플에 대해 신원 시그니처 IS를 또한 계산 (단계 304a)한다는 점에서 제1 실시예와 상이하다.

그 후에, 단계 305에서 단일의 측정 샘플 (예를 들면, 전송 또는 수신 타임스탬프)에 관련된 측정 파라미터들이 생성된다면, 생성된 측정 파리미터들은 신원 시그니처 IS의 값과 연관된다.

게다가, 단계 306에서 각 측정 샘플의 측정 파라미터들은 신원 시그니처 IS의 각 값과 함께 관리 서버 MS로 전송된다. 이것은 관리 서버가 동일한 측정 샘플에 관련된 그리고 상이한 측정 포인트들에서 비롯된 측정 파라미터들을 유일하게 식별하는 것을 가능하게 한다. 둘 이상의 측정 샘플들을 포함하는 있을 수 있는 수신 시퀀스 오류들은 (발생할 수 있으며, 이는 충분하게 많은 개수의 측정 샘플들을 제공하기 위해서 샘플링 시그니처 SS의 길이 N이 아주 짧기 때문이다) 따라서 동일한 측정 샘플에 관련된 측정 파라미터들을 알맞게 식별하기 위한 그리고 그 오류들로부터의 면역성을 가진 정확한 성능 측정들을 제공하기 위한 관리 서버 MS의 능력을 해치지 않는다.

예를 들면, 예컨데 N=8 비트의 샘플링 시그니처 SS 및 예컨데 N'=64 비트의 신원 시그니처 IS는 패킷 흐름의 매 256개 패킷들 Pki마다 측정 샘플을 제공하며, 그리고 동시에 측정 샘플들 중에서 0.5*10^-19의 불명료함의 확률을 제공한다.

본 발명의 제4 실시예에 따라, 샘플링 시그니처 SS는 동일한 출원인의 명의인 WO 2010/072251에 의해 설명된 것처럼 패킷 흐름 PF의 패킷들 Pki를 교대로 마킹하는 것과 결합하여 측정 포인트들 MP1, MP2에 의해 사용된다.

더 상세하게는, 제4 실시예에 따라, 패킷 흐름 PF의 패킷들 Pki는 패킷 흐름 PF를 블록들로 분할하기 위해 (노드 N1에서, 또는 패킷 흐름 PF를 시작시켰던 노드 N1 업스트림에 배치된 추가의 노드에서) 마킹된다. 패킷들 Pki는 "1"로 마킹된 패킷들의 블록들이 "0"으로 마킹된 패킷들의 블록들과 시간 상 교번하는 방식으로, 예를 들면, 자신들의 헤더의 비트를 "1"이나 "0"으로 세팅함으로써 마킹된다. 상기 블록들은 "블록 구간"으로도 명명된 동일한 지속시간 Tb (예를 들면, 5초)를 가질 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 측정 포인트들의 동작은 도 6에서 보인다.

도 6에서 알 수 있듯이, 제4 실시예에 따른 측정 포인트들 MP1, MP2의 동작은 제1 실시예와 동일하며, 즉, 그것들은 단계 301 (샘플링 시그니처 SS 계산), 단계 302 (샘플링 값 H*와의 비교), 단계 304 (SS=H*이면 패킷을 측정 샘플로서 식별) 그리고 단계 305 (측정 샘플들에 관련된 측정 파라미터들을 생성 및/또는 업데이트)를 수행한다.

상기 단계들에 추가로, 제4 실시예에 따라 각 측정 포인트 MP1, MP2는 패킷이 측정 샘플인지 아닌지의 여부에 무관하게, 각 패킷 Pki의 마킹을 또한 읽는다 (단계 307). 그 마킹에 기반하여, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 패킷 Pki가 짝수 블록 또는 홀수 블록에 속하는가의 여부를 판별한다 (단계 308).

그 후에, 패킷 Pki가 짝수 블록에 속하면, 각 측정 포인트는 패킷 흐름 PF의 짝수 블록들에 관련된 적어도 하나의 측정 파라미터를 바람직하게 업데이트하며 (단계 309a) 그리고, 유사하게, 패킷 Pki가 홀수 블록에 속하면, 각 측정 포인트는 패킷 흐름 PF의 홀수 블록들에 관련된 적어도 하나의 측정 파라미터를 바람직하게 업데이트한다 (단계 309b).

특히, 단계들 309a, 309b에서, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 짝수 블록이나 홀수 블록의 전송 또는 수신 패킷들의 개수를 카운트하는 전송 카운터 또는 수신 카운터를 증가시킬 수 있으며, 그리고 동시에, 계산된 누적 전송 또는 수신 스탬프들을 짝수 또는 홀수 블록들을 형성하는 모든 패킷들의 전송 또는 수신 타임스탬프들의 합계로서 업데이트할 수 있으며, 이는 동일한 출원인 명의의 WO 2013/174417에서 설명되었다.

그 후에, 단계 306에서, 측정 포인트들 MP1, MP2는 관리 서버 MS에게 제4 실시예에 따라 이전에 생성된 모든 측정 파라미터들을 바람직하게 송신하며, 그 측정 파라미터들은 단계 305에서 생성된 그리고/또는 업데이트된 측정 샘플들의 서브-흐름에 관련된 것들만이 아니라 단계들 309a, 309b에서 업데이트된 패킷 흐름 PF의 짝수 및 홀수 블록들에 관련된 추가의 측정 파라미터들 또한 포함한다.

제1 실시예와 비슷하게, 관리 서버 MS는 그러면 이 서브-흐름에 관련된 성능 측정들을 제공하기 위해 측정 샘플들의 서브-흐름에 관련된 측정 파라미터들, 즉: 각 단일 측정 샘플에 대한 단방향 지연 및/또는 측정 샘플들의 서브-흐름의 패킷 손실 및/또는 측정 샘플들의 서브-흐름의 평균 단방향 지연을 바람직하게 사용한다.

추가로, 제4 실시예에 따라, 관리 서버 MS는 동일한 출원인 명의인 WO 2013/174417에 의해 설명된 것처럼 패킷 흐름 PF의 패킷 손실 및/또는 패킷 흐름 PF의 평균 단방향 지연과 같은 전체 패킷 흐름 PF에 관련된 다른 성능 측정들을 제공하기 위해 패킷 흐름 PF의 짝수 및 홀수 블록들에 관련된 추가의 측정 파라미터들을 또한 바람직하게 사용한다.

이 제4 실시예는 측정 샘플들의 서브-흐름 상에서 수행된 패킷 손실 계산이 있을 수 있는 패킷 손실들을 탐지하는 것을 가능하게 하며 그래서 패킷 손실이 탐지되었을 때에 블록 구간 Tb 동안에 전송된 홀수 또는 짝수 블록에 관련된 성능 측정을 폐기하는 것을 가능하게 한다.

샌플링 시그니처 SS가 모든 측정 샘플들에 대해 H*와 동일해야 하기 때문에, 그 측정 샘플들이 홀수 블록 또는 짝수 블록이 일부인가의 여부에 무관하게, 샘플링 시그니처 SS를 계산하기 위해 해시 함수가 적용되는 비트들의 마스크는 바람직하게 마킹 비트(들)를 포함하지 않는다는 것에 유의한다.

제5 실시에에 따라, 위에서 설명된 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 방법들이 결합된다. 제4 실시예와 유사하게, 패킷 흐름 PF는 위에서 설명된 교번하는 마킹 기법을 사용함으로써 블록들의 시퀀스로 분할되며, 측정 샘플들의 서브-흐름은 샘플링 시그니처 SS의 값에 기반하여 측정 포인트들 MP1, MP2에 의해 식별된다. 추가로, 제3 실시예와 유사하게, 측정 포인트들 MP1, MP2는 단일 측정 샘플의 신원 시그니처 SS의 값에 기반하여 그 각 단일 측정 샘플을 또한 유일하게 식별한다.

제3 실시예와 유사하게, 샘플링 시그니처 SS는 충분하게 많은 개수의 측정 샘플들을 제공하기 위해서 아주 짧을 수 있으며 (예를 들면, N=8), 반면에 신원 시그니처 IS는 신원 불명료함들의 위험을 최소화하기 위해서 더 길다 (예를 들면, N'=32).

그래서, 이 제5 실시예에 따라, 각 측정 샘플에 관련된 측정 파라미터들은 측정 샘플 및 그 측정 샘플의 측정 파라미터들을 유일하게 식별하는 신원 시그니처의 값과 연관된다. 있을 수 있는 수신 시퀀스 오류들 및 있을 수 있는 패킷 손실들은 따라서 성능 측정 결과들의 정밀도에 영향을 주지 않는다.

제6 실시예에 따라, - 위에서 설명된 마킹을 사용하는 것 대신에 - H*와 동일한 샘플링 시그니처를 이용하여 상기 패킷들을 측정 샘플들로서만이 아니라 블록들 내 패킷 흐름 PF를 분할하는 경계 패킷들로서도 식별함으로써 패킷 흐름 PF의 블록들 내 분할이 달성될 수 있다. 그래서 제6 실시예에 따라, 패킷들 Pki에 대한 어떤 마킹도 존재하지 않으며, 그리고 블록은 H*와 동일한 샘플링 시그니처 SS를 가지는 두 개의 연속 패킷들 Pki 사이에 포함된 패킷들 Pki의 시퀀스로서 정의된다. 예를 들면, N=10 비트의 샘플링 시그니처 SS는 평균적으로 약 2^N=1024개 패킷들의 블록들을 제공한다.

또한, 제6 실시예에 따라, 각 단일 블록은 자신의 두 경계 패킷들의 신원 시그니처들 IS에 의해 유일하게 식별되는 것이 바람직하다. 상기 경계 패킷들에 대한 신원 시그니처들 IS는 제3 실시예을 참조하여 위에서 설명되었듯이 계산되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제6 실시예에 따른 측정 포인트들의 동작은 도 7에 도시된다.

도 7의 흐름도에 의해 알 수 있듯이, 제6 실시예에 따른 측정 포인트들 MP1, MP2의 동작은 제4 실시예에서의 동작과 유사하며, 다음과 같은 차이들이 있다:

(i) (제4 실시예의 단계 304에 대응하는) 단계 304"에서, 각 측정 포인트 MP1, MP2는 샘플링 시그니처 SS가 H*와 동일한 패킷 Pki를 측정 샘플로서만이 아니라 두 개의 연속 블록들 사이의 경계 패킷으로서도 식별한다;

(ii) 각 측정 포인트 MP1, MP2는 각 경계 패킷에 대해 신원 시그니처 SS를 또한 계산하다 (단계 304a);

(iii) 각 측정 포인트 MP1, MP2는 패킷 흐름 PF의 현재 블록에 관련된 적어도 하나의 추가 측정 파라미터를 또한 바람직하게 업데이트한다 (단계 309).

각 측정 포인트 MP1, MP2는 각 단일 블록의 범위를 정하는 두 개의 경계 패킷들의 두 신원 시그니처들 IS를 이용하여 그 각 단일 블록을 유일하게 식별할 수 있다는 것에 주목한다. 그런 신원 시그니처들은 단계 309에서, 현재 블록에 관련된 생성된 그리고/또는 업데이트된 파라미터들에 또한 바람직하게 연관된다.

그런 연관은 단계 306에서 관리 서버 MS로 또한 전송된다. 이것은 관리 서버 MS가 동일한 블록에 관련된 그리고 상이한 측정 포인트들로부터 비롯된 측정 파라미터들을 유일하게 식별하는 것을 가능하게 한다.

Claims (15)

1. 패킷 교환 통신 네트워크 (CN)를 통한 경로를 따라 전송된 패킷 흐름 (PF)에 관한 성능 측정을 수행하는 방법으로,
   상기 패킷 흐름 (PF)은 블록들의 시퀀스로 분할되며, 각 블록은 다수의 패킷들 (Pki)을 포함하며,
   상기 패킷 흐름 (PF)의 상기 패킷들 (Pki)은 상기 패킷 흐름 (PF)을 제1 블록들 및 제2 블록들로 분할하기 위해 마킹되며,
   상기 제1 블록들은 제1 마킹 값을 포함하는 제1 패킷들 (Pki)을 포함하며 그리고 상기 제2 블록들은 제2 마킹 값을 포함하는 제2 패킷들 (Pki)을 포함하며, 상기 제1 블록들은 시간상 상기 제2 블록들과 교변하며,
   상기 방법은 상기 경로 상에 구현된 적어도 두 개의 측정 포인트들 (MP1, MP2) 중 각각의 하나에서:
   a) 상기 패킷 흐름 (PF)의 각 패킷 (Pki)에 대해 그 패킷 (Pki)의 비트들의 마스크에 해시 함수를 적용함으로써 샘플링 시그니처 (sampling signature (SS))를 계산하는 단계;
   b) 상기 샘플링 시그니처 (SS)의 미리 정의된 샘플링 값 (H*)에 기반하여 측정 샘플들의 서브-흐름 (sub-flow)을 상기 패킷 흐름 (PF)에서 식별하는 단계로, 각 패킷 (Pki)은 자신의 샘플링 시그니처 (SS)가 상기 미리 정의된 샘플링 값 (H*)과 동일하면 측정 샘플로서 식별되는, 식별 단계 및 적어도 하나의 측정 샘플로서 식별된 패킷 (Pki)의 추가 마스크에 추가의 해시 함수를 적용함으로써 적어도 하나의 측정 샘플을 위한 신원 시그니처 (identification signature (IS))를 계산하는 단계; 그리고
   c) 상기 측정 샘플들에 관련된 측정 파라미터들을 제공하는 단계 및 상기 계산된 신원 시그니처 (IS)를 상기 적어도 하나의 측정 샘플에 관련된 측정 파라미터에 연관시키는 단계
   를 포함하며,
   상기 방법은 상기 측정 샘플들에 관련된 상기 측정 파라미터들을 사용하여 상기 패킷 흐름 (PF)의 상기 성능 측정을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 추가의 마스크는 상기 마스크보다 더 많은 비트들을 포함하며 그리고 상기 신원 시그니처 (IS)는 상기 샘플링 시그니처 (SS)보다 더 긴, 방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 신원 시그니처 (IS)를 계산하기 위해 사용된 상기 추가의 해시 함수는 상기 샘플링 시그니처 (SS)를 계산하기 위해 사용된 상기 해시 함수와 동일한, 방법.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   o 단계 b)는 상기 샘플링 시그니처 (SS)의 k 개의 미리 정의된 샘플링 값들 (H1*, … Hk*)에 기반하여 측정 샘플들의 k 개 서브-흐름들을 상기 패킷 흐름 (PF)에서 식별하는 단계를 포함하며, k는 2와 동일하거나 더 크며, 각 패킷 (Pki)은 자신의 샘플링 시그니처 (SS)가 상기 k 개 미리 정의된 샘플링 값들 (H1*, … Hk*) 중 어느 하나와 동일하면 측정 샘플로서 식별되며; 그리고
   o 단계 c)는 측정 샘플들의 상기 k 개 서브-흐름들에 관련된 k 개 측정 파라미터들을 제공하는 단계를 포함하며,
   상기 방법은 상기 측정 샘플들의 상기 k 개 서브-흐름들에 관련된 상기 k 개 측정 파라미터들을 이용하여 상기 패킷 흐름 (PF)의 상기 성능 측정을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 단계 c)는:
   o 상기 블록들에 관련된 추가 측정 파라미터들을 제공하는 단계를 더 포함하며,
   상기 방법은 상기 블록들에 관련된 상기 추가 측정 파라미터들을 또한 이용하여 상기 패킷 흐름 (PF)의 상기 성능 측정을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 단계 c)는:
   o 현재 블록이 상기 제1 블록들 중 하나인가 또는 제2 블록들 중 하나인가의 여부를 판별하며 그리고 상기 현재 블록에 관련된 상기 추가 측정 파라미터들을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 단계 b)는:
   o 상기 미리 정의된 샘플링 값 (H*)과 동일한 상기 샘플링 시그니처 (SS)를 구비한 상기 측정 샘플들을 상기 블록들의 경계 패킷들로서 식별하는 단계를 또한 포함하며, 블록은 두 개의 연속 측정 샘플들 사이에 포함된 패킷 (Pki)을 포함하는, 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 단계 c)는:
   o 블록에 대한 경계 패킷들로서 식별된 상기 측정 샘플들의 상기 계산된 신원 시그니처들 (IS)을 상기 블록에 관련된 적어도 하나의 추가 측정 파라미터들에 연관시키는 단계를 포함하는, 방법.
10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    단계 c)는 각 식별된 측정 샘플에 대해 적어도 하나의 측정 파라미터들을 생성하고, 그리고/또는 측정 샘플들의 상기 서브-흐름에 관련된 적어도 하나의 측정 파라미터를 업데이트하는 단계를 포함하는, 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 단계 c)는:
    o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 (MP1, MP2)) 중 제1 측정 포인트 (MP1)에서, 각 식별된 측정 샘플에 대한 전송 타임스탬프를 생성하는 단계; 그리고
    o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 (MP1, MP2)) 중 제2 측정 포인트 (MP2)에서, 각 식별된 측정 샘플에 대한 수신 타임스탬프를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 패킷 흐름 (PF)의 상기 성능 측정을 상기 수행하는 단계는 상기 전송 타임스탬프들 및 상기 수신 타임스탬프들에 기반하여 각 식별된 측정 샘플에 대한 단방향 (one-way) 지연을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 단계 c)는:
    o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 (MP1, MP2)) 중 제1 측정 포인트 (MP1)에서, 전송된 측정 샘플들의 개수를 카운트하여 전송 카운터를 증가시키고 그리고 계산된 누적 전송 타임스탬프를 상기 전송된 측정 샘플들의 전송 타임스탬프들의 합계로서 업데이트하는 단계; 그리고
    o 상기 적어도 두 개의 측정 포인트들 (MP1, MP2)) 중 제2 측정 포인트 (MP2)에서, 수신된 측정 샘플들의 개수를 카운트하여 수신 카운터를 증가시키고 그리고 계산된 누적 수신 타임스탬프를 상기 수신된 측정 샘플들의 수신 타임스탬프들의 합계로서 업데이트하는 단계를 포함하며,
    상기 패킷 흐름 (PF)의 상기 성능 측정을 상기 수행하는 단계는 상기 전송 카운터, 수신 카운터, 누적 전송 타임스탬프 및 누적 수신 타임스탬프에 기반하여 측정 샘플들의 상기 서브-흐름의 패킷 손실 및/또는 측정 샘플들의 상기 서브-흐름의 평균 단방향 지연을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 패킷 교환 통신 네트워크 (CN)를 통한 경로를 따라 전송된 패킷 흐름 (PF)에 관한 성능 측정을 수행하는 노드 (N1, N2)로서,
    상기 패킷 흐름 (PF)은 블록들의 시퀀스로 분할되며, 각 블록은 다수의 패킷들 (Pki)을 포함하며,
    상기 패킷 흐름 (PF)의 상기 패킷들 (Pki)은 상기 패킷 흐름 (PF)을 제1 블록들 및 제2 블록들로 분할하기 위해 마킹되며,
    상기 제1 블록들은 제1 마킹 값을 포함하는 제1 패킷들 (Pki)을 포함하며 그리고 상기 제2 블록들은 제2 마킹 값을 포함하는 제2 패킷들 (Pki)을 포함하며, 상기 제1 블록들은 시간상 상기 제2 블록들과 교변하며,
    상기 노드 (N1, N2)는 구성되어:
    o 수신된 패킷 흐름 (PF)의 각 패킷 (Pki)에 대해, 상기 패킷 (Pki)의 비트들의 마스크에 해시 함수를 적용함으로써 샘플링 시그니처 (SS)를 계산하도록 하며;
    o 상기 샘플링 시그니처 (SS)의 미리 정의된 샘플링 값 (H*)에 기반하여 측정 샘플들의 서브-흐름을 상기 패킷 흐름 (PF)에서 식별하도록 하고, 각 패킷 (Pki)은 자신의 샘플링 시그니처 (SS)가 상기 미리 정의된 샘플링 값 (H*)과 동일하면 측정 샘플로서 식별되며 그리고 적어도 하나의 측정 샘플로서 식별된 패킷 (Pki)의 추가 마스크에 추가의 해시 함수를 적용함으로써 적어도 하나의 측정 샘플을 위한 신원 시그니처 (identification signature (IS))를 계산하도록 하며; 그리고
    o 상기 측정 샘플들에 관련된 측정 파라미터들을 제공하도록 하며 상기 계산된 신원 시그니처 (IS)를 상기 적어도 하나의 측정 샘플에 관련된 측정 파라미터에 연관시키도록 하는, 노드.
14. 제13항에 따른 제1 노드 (N1) 및 제2 노드 (N2)를 적어도 포함하는 통신 네트워크 (CN).
15. 컴퓨터 판독가능 매체 상에 기록된 컴퓨터 프로그램으로,
    상기 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 컴퓨터의 메모리에 적재가능하며 그리고 상기 컴퓨터 프로그램이 적어도 하나의 컴퓨터 상에서 동작할 때에 제1항 또는 제3항의 방법의 단계들을 수행하기 위한 소프트웨어 코드부들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체 상에 기록된 컴퓨터 프로그램.

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