MPLS 네트워크에서의 다중 경로 부하 분산 방안

Abstract

MPLS(Multiprotocol Label Swithing)은 LSPs(Label Switching Paths)로 효과적인 명시적 라우팅(explicit routing)을 할 수 있어서, 네트워크 자원을 최적화해서 트래픽 엔지니어링을 지원할 수 있다. 명시적 라우팅은 홉-바이-홉(hop-by-hop) 목적지 기반에 의해서 경로를 계산하는 것 보다 미리 정해진 경로를 따라 개별적인 패킷 스트림을 전송하는 것을 효과적으로 허용한다. 기존의 MPLS를 도입한 망에서의 다중경로 라우팅 및 부하 분산 방식은 짧은 경로와 긴 경로가 동일하게 활용되어 대역폭을 낭비할 수 있다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 좀 더 MPLS 네트워크 자원을 효과적으로 사용하는 새로운 다중 경로 상에 부하 분산을 하는 방법(LBM: Load Balancing over MultiPath in MPLS networks)을 제안한다. 제안한 다중 경로 부하 분산 방식은 최단경로의 활용률이 낮을때는 최단경로를 사용하고, 최단경로의 활용률이 높아지면 좀 더 길지만 활용률이 더 낮은 대체 경로 집합을 계산하여 대체 경로 집합의 경로들 중 홉 수와 활용률을 반영해 무작위로 한 경로를 선택한다. 또한, 링크가 낭비되는 것을 막기 위해 링크의 활용률이 클수록 더 짧은 경로에 의해서만 사용되도록 제한한다. 그리고 계산한 대체 경로 집합의 활용률이 임계치 이상인 경우에는 대체 경로 집합의 크기를 늘린다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 LBM 방식과 기존의 여러 가지 라우팅 알고리즘들의 성능을 비교한 결과 LBM이 더 효율적으로 다중 경로상에 부하를 분산하는 것을 볼 수 있었다.;MPLS has many great advantages in supporting traffic engineering. Explicit routing allows a particular packet stream to follow a pre-determined path rather than a path computed by hop-by-hop destination-based routing. Existing multipath routing and load balancing in MPLS networks does not consider path length, therefore it can waste throughput. So, I proposed new load distribution over multipath in MPLS networks, which can be used to optimize the utilization of network resources and enhance traffic oriented performance characteristics. When shortest path's utilization below the threshold, use shortest path. When above the threshold, add the longer but less congested path to the alternate pathset and a path is selected at random according to the set of probability values that are inversely proportional to the number of hops on that path and in proportion to the utilization. And the more link's utilization is used by the shorter path for preventing the link overuse. And when alternate pathset's utilization is over the threshold, add the path to the alternate pathset. I show through simulations that my algorithms can enhance effectiveness of load balancing better than existing ones.