종단간 QoS 보장을 위한 확장성 있는 자원 예약 및 연결 수락 제어 방안

Abstract

Emerging multimedia applications require QoS(Quality of service) support. QoS is the technology which enables classified services into the network. The most well-known IP QoS solutions are IntServ and DiffServ model. However, IntServ has severe scalability problem and the DiffServ model can not guarantee end-to-end QoS. So, IntServ/DiffServ model, hybrid of IntServ and DiffServ model, is proposed to provide QoS into the network without scalability problem. An important open point is that DiffServ architecture lacks a standardized admission control scheme, and does not intrinsically solve the problem of controlling congestion control in the Internet. Therefore the edge nodes in the customer network will not be aware of the traffic load in the nodes located within the DiffServ domain. In this paper, we propose DQSP(Dynamic QoS Support Protocol) for resource reservation and admission control to provide end-to-end QoS guarantee without scalability problem. In DQSP, we assign link bandwidth to each edge router and the edge routers re configure the allocated bandwidth depending on the traffic load, so DQSP is adaptive to traffic load and it overcomes the shortness of resource over-provisioning. In DQSP, call admission control is done at the edge routers without QoS signalling to destination. And the information related to each flow is only kept on the edge routers located at the edge of the network, so there is no scalability problem.;인터넷에서 멀티미디어 응용들이 증가함에 따라 차별화된 서비스의 품질을 보장해 줄 수 있는 QoS(Quality of Service) 기술이 필요하게 되었다. IETF는 네트워크에 QoS를 제공하기 위한 방안으로써 IntServ(Integrated Services) 모델과 DiffServ(Differentiated Services) 모델 및 이들을 혼합한 IntServ/DiffServ 모델을 제안하였다. 그러나 IntServ 모델은 플로우별 자원 예약을 위한 홉-바이-홉 시그널링으로 인해 확장성이 떨어진 다는 점과 라우터 기능이 복잡하다는 점이 약점으로 지적된다. DiffServ 모델은 플로우의 집합인 트래픽 클래스 별로 서비스를 차별화 함으로써 IntServ 모델의 확장성 문제를 해결하며, 복잡한 기능을 에지 라우터에서만 수행하도록 하여 코어 라우터의 기능을 간단히 하였다. 그러나 DiffServ 모델은 종단간 QoS를 보장하지 못한다. 이에 규모가 큰 코어에서는 DiffServ 망을 사용하고 규모가 작은 송신자와 수신자 측의 에지 망에서는 IntServ 망을 사용하는 식으로 IntServ 모델과 DiffServ 모델을 혼합하여 쓰는 IntServ/DiffServ 모델이 제안되었다. 그러나 이 방안에서도 역시 DiffServ 모델이 연결 수락 제어를 위한 표준화된 메커니즘을 제공하지 않으며 혼잡 제어 문제를 해결하지 않기 때문에, 사용자 네트워크의 에지 노드는 DiffServ 도메인 내의 노드의 트래픽 부하를 모른다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 한 도메인 안에서 확장성의 문제없이 종단간 QoS를 보장하기 위한 자원 예약과 연결 수락 메커니즘을 정의하는 DQSP(Dynamic QoS Support Protocol)을 제안한다. DQSP는 링크 자원을 네트워크의 경계에 위치한 각 에지 라우터로부터의 QoS 클래스별로 동적으로 할당하고 에지 라우터가 자신에게 할당된 링크 자원에 관한 정보를 유지하도록 한다. 에지 라우터는 네트워크 상에서 자신이 사용할 수 있는 자원의 양과 사용하고 있는 자원에 관한 정보를 유지하고, 이 정보에 기반하여 사용자가 요청한 목적지로의 경로 상에 자신으로부터의 트래픽을 위해 할당된 자원 가운데 새로운 사용자 플로우를 받아들여도 될 만큼 충분한 자원이 남아 있다면 사용자 요청의 연결을 수락한다. 제안하는 DQSP는 목적지로의 연결 수락 제어를 위한 QoS 신호 프로토콜이 필요 없이 에지 라우터에서 매 사용자 플로우별로 직접적으로 연결 수락 결정을 내리므로 연결 설정 시간이 짧고 오버 헤드가 거의 없으며 확장성 문제 및 코어 라우터의 복잡한 기능요구 사항 문제를 해결한다. 또한 DQSP는 에지 라우터가 트래픽 부하에 따라 자신에게 할당되어 있는 자원을 반납하거나 추가적인 자원을 제공받을 수 있도록 해 자원 오버 프로비져닝의 문제를 해결하며, 어떤 링크에 트래픽 부하게 지나치게 높으면 경로 재계산을 수행하여 현재의 라우팅에 의해서는 활용이 상대적으로 낮은 부분을 활용할 수 있도록 라우팅을 조정해 나감으로써 효율적인 네트워크 자원 활용이 가능하다.