KR970002749B1 - 적응제어 대역관리 방법 - Google Patents

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내용없음.

Description

적응제어 대역관리 방법

제 1 도는 본 발명에 따른 대역 분할 예시도,

제 2 도는 본 발명이 적용되는 블럭 구성도 및 정합도,

제 3 도는 본 발명에 따른 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 호 수락 제어 블럭 22 : 대역관리 블럭

23 : 측정 블럭

본 발명은 비동기 전달 방식(ATM:Asyncronous Transfer Mode)을 이용한 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)에서 망의 중요한 자원인 대역을 효과적으로 관리하기 위한 적응제어 대역관리 방법에 관한 것이다.

광대역 종합정보통신망(B-ISDN)은 음성 및 저속데이타 뿐만 아니라 고속데이타, 정지화상 그리고 고해상도의 동화상에 이르는 다양한 서비스를 제공하여야 한다. 이러한 다양한 서비스를 제공하는 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)을 효율적으로 구현하기 위해서 ITU-T(구 CCITT)에서는 비동기 전달 방식(ATM:Asynchronous Transfer Mode)에 대한 표준화를 채택하고 있다.

광대역 종합정보통신망(B-ISDN)의 경우 종래의 협대역 종합정보통신망(N-ISDN)에 비해 매우 다양한 서비스 품질과 비트 속도가 요구될 뿐만 아니라 다양한 연결 형태 즉, 다중 연결, 멀티 파티 그리고 방송형연결 등의 제공이 필요하게 된다. 그러므로, 궁극적으로 광대역 종합정보통신망(B-ISDN) 신호 방식 프로토콜에서는 다자간 다중 연결 서비스를 처리하여야 한다.

점진적인 망의 진화를 위하여 ITU-T에서는 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)에 대한 신호 방식 프로토콜 구현을 릴리스(Release) 1,2,3의 3단계로 분리하여 권고할 예정이다. 릴리스(Release) 1은 점대점 연결을 구현하고, 릴리스(Release) 2/3은 다중 연결 및 멀티 파티를 구현하기 위한 것이다. 이 중 릴리스(Release) 1은 협대역 종합정보통신망(N-ISDN)의 신호 능력을 재사용하고, 기본 및 부가 서비스에 대하여 지원할 수 있는 기준을 가지고 있으며, ATM 전달 기술을 도입하고 있다. 릴리스(Release) 1에 의해 제공될 수 있는 주요 서비스들은 회선 에뮬레이션 서비스와 비연결형 데이타 서비스이다. ATM 연결에 대한 대역폭의 할당은 최대 대역폭 할당 방법을 사용하며, 연결 구성으로는 점대점 연결 그리고 한 호에 대하여 한개의 연결만이 허용된다.

본 발명은 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)에 대한 신호 방식 프로토콜에서 릴리스(Release) 1에 적용되는 적응제어 대역관리 방법(a scheme of bandwidth management with adaptive control)에 관한 것이다.

이와 같이 ATM망에서는 소요대역이나 서비스 요구품질이 다른 다양한 호들이 망자원을 공유하여야 하고 고속의 셀전송 특성 때문에 망차원에서의 폭주 상태가 발생할 수 있으며, 예측할 수 없는 트래픽의 변화로 인하여 셀 전송지연 및 손실이 발생할 수도 있다. 따라서, ATM망에서는 망이 주어진 성능 목표치에 도달하도록 망을 보호하고, 망자원 활용의 최적화를 위하여 호 수락 제어, 대역관리, 우선 순위 제어, 사용파라미터 제어 등과 같은 트래픽 제어가 수행되어야 한다.

이 중 대역관리의 주목적은 다양한 트래픽들에 대해 각각의 호 블럭킹율을 일정 수준 이하로 보장하면서 가능하면 많은 트래픽들을 수용함으로써 대역의 이용율을 최대화 하는데 있다. 이러한 대역관리는 호수락 제어와 밀접한 연관을 맺고 있으며 망의 혼잡(congestion)을 방지하기 위한 예방 제어 기능을 수행한다.

종래의 대역관리 방법으로는 완전 공유 방법(complete sharing policy), 완전 분할 방법(complete partitioning policy)등이 있다. 완전 공유 방법은 모든 트래픽들이 전 대역을 공유하는 방법이고, 완전 분할 방법은대역을 각 트래픽 유형별로 논리적으로 완전히 분할하여 할당하는 방법이다. 일반적으로 완전 공유 방법은 트래픽의 부하가 작을 때에는 다른 방법에 비해 이상적인 성능을 보장하지만, 트래픽의 부하가 커지면 협대역의 트래픽이 광대역 트래픽의 링크 점유 기회를 방해하여 발생하는 현상(reverse pecking order)이 일어나는 단점이 존재한다. 반면에 완전 분할 방법은 대역을 트래픽의 종류에 따라 완전히 분할하기 때문에 트래픽의 부하가 작을 때에는 대역의 효율을 저하시키나, 트래픽의 부하가 매우 크게 되면 어느 정도 이상의 성능을 보장한다. 그러나, 완전 분할 방법은 트래픽 부하가 변화하여 초기의 트래픽 부하 상태와 다르게될 때 대역의 이용율이 저하되는등 트래픽양의 변동에 효과적으로 대응할 수 없어 성능의 저하가 발생하는 단점이 있다.

또한, 완전 공유 방법과 완전 분할 방법의 절충적인 방법으로 부분 공유 방법이 존재한다. 부분 공유 방법은 각 트래픽별로 독점적으로 사용할 수 있는 대역과 모든 트래픽들이 사용할 수 있는 공유 대역이 동시에 존재한다.

완전 분할 방법과 부분 공유 방법은 각 트래픽들이 망에 부과하는 트래픽 부하(traffic load)에 따라 대역을 분할하여 관리하는 방법이다. 그러나 망에 부과되는 각 트래픽들의 부하는 계절마다 다르고, 다달이 다르며, 나날이 다를 뿐만 아니라 시시로도 변화한다. 따라서 각 트래픽별로 일정한 부하를 가정하고 대역을 분할하는 방법들은 이와 같은 트래픽 부하 변동에 효과적으로 대처하지 못하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 시간에 다른 트래픽들의 부하 변동에 효과적으로 대응하기 위해서 각 트래픽별 호 블럭킹율을 측정하는 측정 블럭을 두어 각 트래픽에 독점적으로 할당되는 대역과 공유되는 대역을 동적으로 관리하여 각 트래픽들의 호 블럭킹율을 일정 수준 이하로 균등하게 보장하는 적응제어 대역관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반영구적 분할 대역(SPB:Semi-permanently Partitioned Bandwidth)과 변경 가능한 분할 대역(CPB:Changeably Partitioned Bandwidth)과 완전 공유 대역(CSB:Completely Shared Bandwidth)을 포함하는 링크; 호를 제어하는 호 수락 제어부; 상기 링크 대역을 관리하는 대역관리부, 및 호를 측정하는 측정부를 구비하는 장치에 적용되는 대역관리 방법에 있어서, 적응제어 대역관리알고리즘이 시동되면 측정 결과를 바탕으로 소정의 주기 동안의 트래픽별 호 블럭킹율을 산출하여 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)을 선택한 후에 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 적응제어 대역관리의 수위를 조절하는 소정의 제1기준치(a)를 초과하는지를 판단하는 제1단계; 상기 제1단계 수행 후, 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)를 초과하면 호 블럭킹율이 가장 작은 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)에서 소정폭의 제1변경 대역을 호 블럭킹율이 가장 큰 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)으로 재할당하고 종료하는 제2단계; 상기 제1단계 수행 후, 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a) 이하인 경우에는 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)와 상기 소정의 제1기준치(a)보다 작은 소정의 제2기준치(b) 사이에 존재하는지를 판단하여 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)와 상기 소정의 제2기준치(b) 사이에 존재하면 호 블럭컹율이 가장 작은 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)에서 소정폭의 제2변경 대역을 모든 트래픽들이 완전히 공유하는 공유 대역(CSB)으로 재할당하고 종료하며, 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)와 상기 소정의 제2기준치(b) 사이에 존재하지 않으면 바로 종료하는 제3단계를구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명에 따른 적응제어 대역관리 방법에서의 대역 분할을 나타낸 것이다. 여기서 볼 수 있는바와 같이 링크의 대역은 각 트래픽 유형별 반영구적 분할 대역(SPB:Semi-permanently Partitioned Bandwidth)과 동적인 대역의 변경이 가능한 공유 대역(SB:Shared Bandwidth)으로 나뉘어 있다. 이중 공유 대역은 다시 각 트래픽 유형별로 할당된 변경 가능한 분할 대역(CPB:Changeably Partitioned Bandwidth)과 완전히 공유되는 대역(CSB:Completely Shaared Bandwidth)으로 구분되어 있다. 반영구적 분할 대역(SPB)은 각 트래픽들에 할당된 최소한의 대역으로 동적인 대역관리 도중에도 보장된다. 변경 가능한 분할 대역(CPB)은 각 트래픽별로 독점적으로 할당되어 있는 대역을 동적으로 관리하기 위한 대역으로 트래픽 측정블럭에서 측정된 호 블럭킹율에 따라 동적으로 변경된다. 따라서, 어느 한 시점에서 각 트래픽에 독점적으로 할당된 대역은 그 트래픽에 할당된 반영구적 분할 대역(SPB)와 변경 가능한 분할 대역(CPB)가 된다.

제 2 도는 적응제어 대역관리를 위한 블럭간 인터페이스 및 흐름도를 표시한 것으로 그 절차는 다음과 같다.

사용자가 호 설정 요구시 그 호의 트래픽 특성들과 필요한 서비스 요구 수준(QOS)을 망에 알려주면(1) 호 수락 제어 블럭(21)은 사용자 신고한 트래픽 특성과 서비스 요구 수준(QOS)으로부터 트래픽 유형 및 소요 대역을 산정한다(2).

산정된 트래픽 유형 및 소요 대역을 바탕으로 대역관리 블럭(22)은 현재 가용한 대역의 존재 여부를 조사한다. 여기에서 특정 트래픽 유형에 가용한 대역은 그 시점에서 특정 트래픽에 독점적으로 할당된 대역(반영구적 분할 대역(SPB)과 변경 가능한 분할 대역(CPB)의 합)과 모든 트래픽이 완전히 공유할 수 있는 공유 대역(CSB) 중에서 할당 가능한 대역을 의미한다. 가용한 대역이 존재하면 이를 호 수락 제어 블럭(21)에 통보하고, 현재 가용 대역을 갱신한다(4).

호 수락 제어 블럭(21)은 호를 수용할 수 있는 가용 대역이 존재하므로 호를 수락하고, 또한 호의 수락 사실을 측정 블럭(23)에 통보한다(5). 사용자에게 호의 수락을 알린다(6).

가용한 대역이 없으면 호 거부를 호 수락 제어 블럭(21)에 통보한다. 호 수락 제어 블럭(21)은 호를 수용할 수 있는 가용 대역이 없으므로 호를 블럭킹하고, 또한 호의 블럭킹 사실을 측정 블럭(23)에 통보한다(8). 사용자에게 호의 블럭킹을 알린다(9).

측정 블럭(23)은 호 수락 제어 블럭(21)으로부터 호의 수락/블럭킹에 대한 사실을 통보받고 이로부터 측정 데이터를 갱신한다(10). 또한, 일정 기간 동안 각 트래픽 유형별 호 블럭킹율을 관측하고 이를 토대로 할당 대역의 조정이 필요한지를 판단한다(11).

대역의 할당이 요구되어지면, 대역관리 블럭(22)은 적응제어 대역관리 방법에 의해서 대역을 재할당한다(12). 대역을 재할당할 필요가 없으면 측정 블럭(23)은 다시 측정을 계속한다(13).

제 3 도는 본 발명에 따른 적응제어 대역관리의 흐름도를 나타낸 것이다.

적응제어 대역관리 방법의 기본 개념은 일정 주기동안 관측된 각 트래픽별 호 블럭킹율을 토대로 호 블럭킹율이 가장 큰 트래픽과 가장 낮은 트래픽의 대역을 조정하여 각 트래픽별 호 블럭킹율이 일정 이내의 범위에서 유지되도록 하며, 이와 같이 조정함으로써 트래픽의 부하가 커지면 협대역의 트래픽이 광대역 트래픽의 링크 점유 기회를 방해하여 발생하는 현상(reverse pecking order)과 같은 호 블럭킹율에서 트래픽별 불균등 현상을 방지하고 각 트래픽의 호 블럭킹율을 1O^-3과 같은 일정 수준 이하로 보장해 주는 것이다.

트래픽별 호 블럭킹율의 측정 결과를 토대로 적응제어 대역관리 알고리즘이 시동되면(3l) 일정한 시간 주기 동안의 트래픽별 호 블럭킹율이 측정 결과를 바탕으로 산출된다(32). 이때, 호 블럭킹율의 산출은 단지 일정 주기동안의 측정 결과로만 산출될 수도 있고, 호 블럭킹율에서 시계열적 추세(time trend)를 반영하기 위해 과거 주기동안의 측겅 결과를 반영하여 산출될 수도 있다. 산출된 트래픽별 호 블럭킹율로부터 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)을 각각 산출한다(33).

산출된 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 일정 수준 a를 초과하는지의 여부를 판단한다(34). 여기서 a는 미리 산정된 0부터 1 사이의 값으로 적응제어 대역관리의 수위를 조절하는 값이다.

가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 일정 수준 a를 초과하는 경우에는 호 블럭킹율이 가장 큰 트래픽과 가장 작은 트래픽간에 심각한 불균형이 존재하는 경우로, 이때에는 호 블럭킹율이 가장 작은 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)에서 일정한 대역만큼을 호 블럭킹율이 가장 큰 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)으로 재할당하고 종료한다(35).

가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 일정 수준 a 이하인 경우에는 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 a와 b 사이에 존재하는지를 판단한다(36). 여기서 b는 0부터 1 사이의 값으로 b는 a보다 작은 값이다. 즉, 본 발명에서 제안한 적응제어 대역관리 방법은 대역관리의 수준을 두 단계로 구분하여 관리하는 것이다.

가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 a와 b 사이에 존재하면 호 블럭킹율이 가장 작는 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)에서 일정한 대역만큼을 모든 트래픽들이 완전히 공유하는 공유 대역(CSB)으로 재할당하고 종료한다(37).

가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 a와 b 사이이 존재하지 않으면 한 주기의 적응제어 대역관리가 종결되고 다시 새로운 주기가 시작된다.

상기와 같은 본 발명은 각 트래픽 유형별 호 블럭킹율을 적정 수준 이하로 균등하게 보장하면서 가능하면 많은 트래픽들을 수용함으로써 대역의 이용율을 최대화하여 망 자원을 효율적 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 반영구적 분할 대역(SPB:Semi-permanently Partitioned Bandwidth)과 변경 가능한 분할 대역(CPB:Changeably Partitioned Bandwidth)과 완전 공유 대역(CSB:Completely Shared Bandwidth)을 포함하는 링크; 호를 제어하는 호 수락 제어부(21); 상기 링크 대역을 관리하는 대역관리부(22); 및 호를 측정하는 측정부(23)를 구비하는 장치에 적용되는 대역관리 방법에 있어서, 적응제어 대역관리 알고리즘이 시동되면 측정결과를 바탕으로 소정의 주기 동안의 트래픽별 호 블럭킹율올 산출하여 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)을 선택한 후에 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 적응제어 대역관리의 수위를 조절하는 소정의 제1기준치(a)를 초과하는지를 판단하는 제1단계(31내지 34): 상기 제1단계(31 내지 34) 수행 후, 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)를 초과하면 호 블럭킹율이 가장 작은 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)에서 소정폭의 제1변경 대역을 호 블럭킹율이 가장 큰 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)으로 재할당하고 종료하는 제2단계(35); 상기 제1단졔(31 내지 34) 수행 후, 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a) 이하인 경위에는 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)와 상기 소정의 제1기준치(a)보다 작은 소정의 제2기준치(b) 사이에 존재하는지를 판단하여 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)와 상기 소정의 제2기준치(b) 사이에 존재하면 호 블럭킹율이 가장 작은 트래픽의 변경 가능한 분할 대역(CPB)에서 소정폭의 제2변경 대역을 모든 트래픽들이 완전히 공유하는 공유 대역(CSB)으로 재할당하고 종료하며, 가장 큰 호 블럭킹율(Bmax)과 가장 작은 호 블럭킹율(Bmin)의 차이가 상기 소정의 제1기준치(a)와 상기 소정의 제2기준치(b) 사이에 존재하지 않으면 바로 종료하는 제3단계(36,37)를 구비하는 것을 특징으로 하는 적응 제어 대역관리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단계(31 내지 34)의 호 블럭킹율 산출 과정은, 호 블럭킹율에서 시계열적 추세(time trend)를 반영하기 위해 과거 주기 동안의 측정 결과를 반영하여 산출하도록 하는 것을 특징으로 하는 적응제어 대역관리 방법.