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KR20080052846A - 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법 - Google Patents

광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법 Download PDF

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KR20080052846A
KR20080052846A KR1020060124533A KR20060124533A KR20080052846A KR 20080052846 A KR20080052846 A KR 20080052846A KR 1020060124533 A KR1020060124533 A KR 1020060124533A KR 20060124533 A KR20060124533 A KR 20060124533A KR 20080052846 A KR20080052846 A KR 20080052846A
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정형석
이병준
정유현
이경호
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 MPLS(Multi-Protocol Label Switching) 망에서 다양한 IP 멀티미디어 서비스의 서비스 품질을 보장하기 위한 자원 승인 제어에 사용되는 망 자원 관리 기술에 관한 것으로, MPLS망에서 라벨 스위칭 경로(LSP) 정보들을 수집하고, LSP 정보들로부터 대역폭 자원 정보를 추출하여 상기 대역폭 자원을 다수의 서비스 대역폭 자원으로 분할하여 관리하며, 서비스 제어 서버로부터 특정 서비스에 대한 자원 승인 요청 메시지를 수신한 경우, 요청된 자원이 사용될 LSP를 파악하여 특정 서비스를 위한 대역폭 자원의 가용 여부를 판단하고, 판단된 특정 서비스 자원의 가용여부 응답 메시지를 서비스 제어 서버로 전송하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, MPLS기반 광대역통합망에서 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스의 자원 승인 제어를 위한 망 자원 관리 방법을 제시함으로써, 기존의 서비스별 전용망이 아닌 하나의 통합망에서 다중 서비스 응용에 대한 자원 승인 제어를 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.
Figure P1020060124533
MPLS(Multi-Protocol Label Switching), 다중 서비스 자원 관리, 서비스 품질(QoS)

Description

광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법{METHOD FOR NETORK RESOURCE MANAGING OF MULTIMEDIA SERVICES IN BROADBAND CONVERGED NETWORK}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 망 자원 관리 절차를 도시한 흐름도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 망 자원 관리를 수행하는 MPLS 망의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자원승인 제어서버의 동작 절차를 도시한 흐름도.
본 발명은 멀티 프로토콜 라벨 스위칭(Multi-Protocol Label Switching, 이하 MPLS라 한다)기반 광대역 통합망에서의 자원 관리 기술에 관한 것으로서 특히, 다양한 전송 서비스 품질(Quality Of Service, 이하 QoS라 한다) 보장형 IP(Internet Protocol) 멀티미디어 서비스의 자원 승인 제어를 위한 망 자원 관리 방법에 관한 것이다.
MPLS망은 데이터 패킷에 IP주소 대신 별도의 라벨을 붙여 스위칭하며 기존 IP주소 대신 라벨로 라우팅을 수행하는 것이다. 그러므로, 일반망은 데이터 패킷이 레이어3까지 올라간 다음 라우팅을 하는 반면에 MPLS 망에서는 레이터2에서 패킷의 라벨을 참조하여 고속으로 스위칭을 수행할 수 있다. 즉, 인입(ingress) 라우터와 인출(egress) 라우터 간에 명시적 경로를 갖는 라벨 스위치 경로(Label Switched Path, 이하 LSP라 한다)를 구성하여 스위칭을 수행하는 것이다. 이와 같은 MPLS망은 트래픽 분리기술로 주로 가상사설망(VPN: virtual private network)에 적용되며 기존 IP가 지원하기 힘든 QoS 지원과, 뛰어난 확장성을 보여준다.
상기와 같은 종래의 MPLS망에서의 자원 관리 방법은 특정 IP 서비스(예를 들어, VoIP(Voice over IP) 서비스)를 위한 전용망에서의 자원 관리에 대해 다루고 있다. 이러한 전용망에서는 콜 서버가 자원 관리 장치에게 망 자원에 대한 예약을 요청하면, 자원 관리 장치는 자원 관리 데이터베이스(DB)를 검색하여 해당 트래픽이 통과할 경로를 파악하고 경로 상에 가용 자원이 있는지를 검사하여 예약 요청에 대한 가용 여부를 결정하는 방식이었다.
그러나 네트워크 기술의 발달과 함께 다양한 IP 멀티미디어 서비스를 하나의 통합망을 통해 지원하는 광대역통합망(Broadband Converged Network, 이하 BCN이라 한다) 개념이 도입되면서 다중 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한 자원 관리 방법이 필요하게 되었으나, 이에 대한 별다른 방안이 없었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 한계를 극복하기 위한 것으로, 광대역 통합망 에서 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스의 자원 승인 제어를 위한 망 자원 관리를 할 수 있는 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스 트래픽을 하나의 통합망을 통해 전송하기 위해 물리적인 자원(대역폭)을 서비스별 논리적인 자원(대역폭)으로 분할하고 관리함으로써 서로 다른 서비스 응용이 요청하는 자원 승인 요구를 처리할 수 있는 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 관점에서는, 멀티 프로토콜 라벨 스위칭(MPLS)기반 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법으로서, 상기 MPLS망에서 라벨 스위칭 경로(LSP) 정보들을 수집하는 과정과, 상기 LSP 정보들로부터 대역폭 자원 정보를 추출하여 상기 대역폭 자원을 다수의 서비스 대역폭 자원으로 분할하여 관리하는 과정과, 상기 서비스 제어 서버로부터 특정 서비스에 대한 자원 승인 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 요청된 자원이 사용될 LSP를 파악하여 상기 특정 서비스를 위한 대역폭 자원의 가용 여부를 판단하는 과정과, 상기 판단된 특정 서비스 자원의 가용여부 응답 메시지를 상기 서비스 제어 서버로 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명은 MPLS 기반 광대역 통합망에서 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스의 자원 승인 제어를 위한 망 자원 관리를 수행하는 것으로서, 자원승인 제어서버에서 다중 서비스 제어 서버의 자원 사용 승인 요청에 대한 서비스별 자원 가용 현황을 파악하여 자원 사용에 대한 승인 여부를 결정하는 것이다.
VoIP(Voice over IP), VoD(Video on Demand), 화상 회의(Tele-conference) 서비스와 같은 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스 응용들은 종단 사용자 간에 멀티미디어 정보를 교환하기 위해 먼저 서비스 세션을 설정한다. 서비스 세션은 서비스 개시자가 종단 사용자 간의 서비스 세션 설정을 요청하는 SIP(Session Initiation Protocol)와 같은 시그널링 메시지를 서비스 제어 서버에게 보냄으로써 이루어진다.
이에 서비스 제어 서버가 서비스 개시자로부터 서비스 세션 설정에 대한 요청을 수신하게 되면, 세션을 개설하기에 앞서 해당 서비스 트래픽에 대한 전송 서비스 품질을 보장하기 위한 조치로, 자원 승인 제어 서버에게 망 자원 사용에 대한 승인을 요청한다. 서비스 제어 서버는 서비스 응용마다 하나씩 존재하며, 광대역통합망의 경우 서비스 제어 서버와 자원 승인 제어 서버는 다대일의 관계를 갖는다.
즉, 하나의 통합 전달망에서 다양한 IP 멀티미디어 서비스 트래픽에 대한 전송 QoS를 보장하기 위해서는 다대일 관계의 서비스 제어 서버와 자원 승인 제어 서버가 필요하다. 서비스 제어 서버는 서비스 응용별로 존재하며, 자원 승인 제어 서버는 관리망별로 하나씩 존재하는 것이다.
자원 승인 제어 서버에서의 서비스 세션 설정을 위한 자원 사용 요청 및 승인 과정을 수행하기 위해서는 일차적으로 망 자원으로서 LSP(Label Switched Path) 자원 수집, 수집된 자원에 대한 서비스별 가용 대역폭 할당 및 관리가 필요하다. 이후, LSP 자원 수집이 종료되면, 서비스 제어 서버로부터 자원 사용에 대한 승인 요청을 받아 처리하게 된다. 서비스 세션 설정을 위한 자원 승인 요청 메시지를 수신한 경우 자원 승인 제어 서버는 요청된 서비스 세션 트래픽이 관리망 내의 어떤 인입 라우터로 들어와서 어떤 인출 라우터로 빠져 나가는지를 파악한다.
인입 라우터와 인출 라우터가 파악되면 두 라우터 간에 설정된 LSP를 찾을 수 있으며, LSP의 전체 대역폭 자원 중에서 해당 서비스를 위해 할당된 대역폭 자원을 알 수 있다. 하나의 서비스를 위해 할당된 LSP 대역폭 자원에서 현재 사용 중인 대역폭 자원을 차감하면 가용 대역폭 자원을 계산할 수 있으며, 가용 대역폭 자원이 요청된 자원보다 클 경우 자원 사용 요청을 승인한다. 반대로 가용 대역폭 자원이 요청된 자원보다 적을 경우 그 요청은 거부된다.
자원 사용 요청이 승인된 경우 자원 승인 제어 서버는 해당 LSP의 사용 서비스 대역폭을 요청된 대역폭만큼 증가시킨다. 반대로 서비스 제어서버로부터 사용자인 자원의 해제 요청을 수신한 경우 자원 승인 제어 서버는 해당 LSP의 사용 서비스 대역폭을 반환된 대역폭만큼 감소시킨다.
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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MPLS기반 광대역통합망에서 다양 한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스의 자원 승인 제어를 위해 망 자원을 수집하고 관리하며, 자원 승인 요청 시에 자원 가용 여부를 판단하기 위한 절차를 도시한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 자원 승인 제어 서버(106)의 전송 자원 제어부(108)는 단계 114에서 MPLS 망 장비(104)로부터 망에 설정된 LSP 자원을 요청하여 수집한다. 전송 자원 제어부(108)가 LSP 자원을 수집하기 위해 SNMP(Simple Network Management Protocol)나 CLI(Command Line Interface) 등을 이용하게 된다. 수집된 LSP 자원 정보에는 LSP 이름, LSP 아이디(ID), 인입 라우터 주소, 인출 라우터 주소, 네트워크 주소(해당 LSP를 통해 전송되는 IP 서브넷 주소 그룹), 대역폭 등이 포함된다.
LSP 자원 수집이 완료되면 망 관리자(102)는 물리적인 LSP 대역폭 자원을 논리적인 서비스 자원을 나누어 관리하게 된다. 예를 들면, LSP의 대역폭이 1 Gbps인 경우 VoIP 서비스 대역폭을 200 Mbps, VoD 서비스 대역폭을 500 Mbps, 원격화상회의(Tele-Conference) 서비스 대역폭을 300 Mbps 등과 같이 할당할 수 있다. 또는 망 관리자(102)가 전송 자원 제어부(108)상에 서비스별 대역폭을 미리 설정해 두어 전송 자원 제어부(108)에서 망 관리자(102)의 할당 없이 자동적으로 설정될 수도 있다.
서비스 응용마다 별도로 관리되는 서비스 자원 정보는 LSP 자원 정보에 서비스 할당 대역폭, 서비스 사용 대역폭 정보가 추가된다. 예를 들어, VoIP 서비스를 위해 LSP 자원 중에서 해당 서비스 대역폭을 200 Mbps로 할당하였고 현재 서비스 사용 대역폭이 150 Mbps라면, 가용 대역폭 자원은 50 Mbps가 되며 이 범위 내에서 요구되는 자원 사용 요청은 승인될 수 있다.
자원 수집 및 서비스별 할당이 완료되면, 자원 승인 제어 서버(106)는 서비스 제어 서버(112)로부터 수신되는 자원 승인 요청을 처리할 수 있다. 서비스 제어 서버(112)로부터 전송된 자원 승인 요청은 자원 승인 제어 서버(106)내의 정책 결정부(110)가 수신하며, 정책 결정부(110)는 자원의 가용 여부를 판단하기 위해 전송 자원 제어부(104)를 조회한다. 전송 자원 제어부(108)는 자원 가용여부 조회 요청 메시지에 포함된 서비스 세션 정보를 바탕으로 해당 트래픽이 관리망 내의 어떤 인입 라우터로 들어와서 어떤 인출 라우터로 나갈지를 파악한다. 인입과 인출 라우터가 파악되면 단계 124에서 수집된 LSP 자원 상에서 두 라우터 간에 설정된 LSP를 찾게 되며, 단계 126에서 해당 서비스 대역폭 자원의 가용 여부를 판단한다.
전송 자원 제어부(108)는 단계 128에서 요청된 대역폭 자원이 가용 대역폭 자원보다 적을 경우 단계 130에서 사용 대역폭 자원량을 요청된 자원만큼 증가시킨 후 단계 132에서 정책 결정부(110)에게 OK 응답을 전달하여 정책 결정부(110)에서 서비스 제어 서버(112)로 요청된 자원에 대한 승인 응답 메시지를 전송한다.
그러나 가용 대역폭 자원이 부족한 경우는 단계 138에서 정책 결정부(110)로 NOT_OK 응답을 전달한다. 이에 정책 결정부(110)는 전송 자원 제어부(108)로부터 전달받은 NOT_OK 응답에 따라 단계 140에서 자원 거부 응답 메시지를 서비스 제어 서버(112)에게 전송한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 망 자원 관리를 수행하는 MPLS 망 의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 MPLS 관리망(210)은 망 관리자의 운영 정책에 따라 인입과 인출 라우터 간에 LSP(212)를 설정한다. 응용 서비스 트래픽은 관리망의 임의 지점에서 유입되어 임의 지점으로 유출될 수 있으므로 관리망의 가장자리(Edge)를 구성하는 모든 라우터 간을 통과하는 LSP(212) 경로를 설정하는 것이다.
자원 승인 제어 서버(202)는 전송 자원 제어부(204)와 정책 결정부(206)로 구성된다. 정책 결정부(206)는 다양한 서비스 제어 서버(201-x)와 상호 동작하며, 이들 서버로부터 전달된 자원 승인 요청을 처리한다. 서비스 제어 서버(201-x)가 요청한 자원 사용에 대해 승인 결정을 내리면 정책 결정부(206)는 필요에 따라 라우터를 제어할 수 있다.
전송 자원 제어부(204)는 하나의 전송망을 통해 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스 트래픽을 전송하기 위해 MPLS 망 장비(210)로부터 물리적인 LSP 대역폭 자원을 수집하고 이를 서비스별 대역폭 자원으로 분할한 후 서비스 별로 자원의 가용 여부를 판단하여 정책결정부(206)로 전달한다. 이후 정책결정부(206)에서는 전송 자원 제어부(204)로부터 전달받은 자원 가용 승인 여부 정보를 서비스 제어 서버(208-x)로 전달하게 된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자원승인 제어서버에서의 동작 절차를 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 단계 302에서 자원승인 제어서버는 서비스 세션 설정을 위한 자원 사용 요청 및 승인 과정을 수행하기 위해 MPLS망으로부터 LSP 자원을 수집 하고, 단계 304에서는 MPLS망으로부터 수집된 LSP 자원에 대해 저장 및 관리를 수행하며, 단계 306에서 수집된 LSP 자원에 대한 서비스별 가용 대역폭 할당을 수행한다.
단계 308에서 자원 승인 제어 서버가 서비스 제어 서버로부터 전송된 특정 서비스 자원 사용에 대한 승인 요청 메시지를 수신하였다면, 단계 310에서 자원 승인 제어 서버는 자원 승인 요청 메시지를 바탕으로 해당 서비스 트래픽이 어떤 경로를 통해 전송되는지를 파악하여 이에 해당하는 LSP를 검색하고, 단계 312에서는 검색된 LSP의 전체 대역폭 자원 중에서 해당 서비스를 위해 할당된 대역폭 자원 즉, 요청된 자원의 가용 여부를 판단하게 된다.
이는 가용자원과 요청자원을 비교하여 요청된 자원의 가용여부를 판단하는 것으로서, 가용자원은 하나의 서비스를 위해 할당된 LSP 대역폭 자원에서 현재 사용 중인 대역폭 자원을 차감하여 가용 자원을 계산하며, 가용 대역폭 자원이 요청된 자원보다 크거나 같은 경우는 단계 314단계로 진행하여 해당 LSP의 사용 서비스 대역폭을 요청된 대역폭만큼 증가시킨 후, 단계 316에서 요청된 자원에 대한 서비스 승인 응답 메시지를 서비스 제어 서버로 전달한다.
그러나 단계 312에서 가용 대역폭 자원이 요청된 자원보다 적을 경우 단계 318로 진행하여 요청된 자원에 대한 거절 응답 메시지를 서비스 제어 서버로 전달한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스 트래픽을 하나의 통합망을 통해 전송하기 위해 물리적인 자원을 서비스별 논리적인 자원으로 분할하고 관리함으로써 서로 다른 서비스 응용이 요청하는 자원 승인 요구를 처리한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, MPLS기반 광대역통합망에서 다양한 QoS 보장형 IP 멀티미디어 서비스의 자원 승인 제어를 위한 망 자원 관리 방법을 제시함으로써, 기존의 서비스별 전용망이 아닌 하나의 통합망에서 다중 서비스 응용에 대한 자원 승인 제어를 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 멀티 프로토콜 라벨 스위칭(MPLS)기반 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법으로서,
    상기 MPLS망에서 라벨 스위칭 경로(LSP) 정보들을 수집하는 과정과,
    상기 LSP 정보들로부터 대역폭 자원 정보를 추출하여 상기 대역폭 자원을 다수의 서비스 대역폭 자원으로 분할하여 관리하는 과정과,
    상기 서비스 제어 서버로부터 특정 서비스에 대한 자원 승인 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 요청된 자원이 사용될 LSP를 파악하여 상기 특정 서비스를 위한 대역폭 자원의 가용 여부를 판단하는 과정과,
    상기 판단된 특정 서비스 자원의 가용여부 응답 메시지를 상기 서비스 제어 서버로 전송하는 과정
    을 포함하는 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 판단하는 과정은,
    상기 LSP 자원에서 할당된 서비스 대역폭 자원과 현재 사용하는 서비스 대역폭 자원 간의 차를 계산하여 가용 서비스 대역폭 자원을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 가용서비스 대역폭 자원이 요청된 특정 서비스 대역폭 자원보다 크거나 같은 경우, 자원 승인 응답 메시지를 서비스 제어 서버로 전송하는 과정과,
    상기 계산된 가용서비스 대역폭자원이 요청된 특정 서비스 대역폭 자원보다 적은 경우, 자원 거절 응답 메시지를 서비스 제어 서버로 전송하는 과정
    을 더 포함하는 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 계산된 가용서비스 대역폭자원이 요청된 특정 서비스 대역폭 자원보다 크거나 같은 경우, 상기 LPS에서 사용 중인 대역폭 자원량을 요청된 자원량 만큼 증감하는 것을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스의 망 자원 관리 방법.
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