KR101465451B1 - 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템, 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터 및 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법 - Google Patents

차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템, 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터 및 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법 Download PDF

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김영훈
염익준
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)은 인터레스트 패킷을 생성하는 클라이언트 장치(10), 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치와 직접 연결되고, 클라이언트 장치로부터 수신한 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 기준으로 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류를 결정하고, 결정한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷에 부가하는 에지 라우터(20) 및 트래픽 분류 정보가 부가된 인터레스트 패킷을 수신하면 트래픽 분류 정보를 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장하고, 인터레스트 패킷이 요청한 데이터를 트래픽 분류 정보에 따라 차등 전송하는 차등 서비스 라우터(30)를 포함한다.

Description

차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템, 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터 및 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법{CONTENT CENTRIC NETWORK SYSTEM FOR DIFFERENTIATED SERVICES, EDGE ROUTER CONNECTED WITH CLIENT TERMINAL IN CONTENT CENTRIC NETWORK AND DIFFERENTIATED SERVICES PROVIDING METHOD IN CONTENT CENTRIC NETWORK}
이하 설명하는 기술은 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법 및 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크에 관한 것이다.
IP 기반 인터넷 네트워크는 전달하는 데이터의 종류에 따라 전송 속도를 차등적으로 제공하는 차등 서비스(Differentiated Service, 이하 DiffServ)를 제공한다.
한편 IP 기반 네트워크와는 패러다임이 다른 콘텐츠 중심 네트워크(Content Centric Networking, 이하 CCN)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재의 인터넷 전송 방법은 송수신 호스트의 IP(Internet Protocol) 주소를 이용하여 서비스를 제공하므로, 동일한 데이터들이 사용자 수만큼 반복하여 전송한다. 이에 반하여 CCN은 IP 주소 대신 콘텐츠 이름을 사용하여 네트워크에서 데이터를 배포하도록 함으로써, 동일한 데이터의 반복 전송을 피하고, 빠른 서비스를 제공한다.
한국공개특허 제10-2013-0085558호 한국공개특허 제10-2013-0093812호
CCN이 종래 IP 기반 네트워크보다 많은 장점이 있지만 다양한 트래픽의 특성과 요구사항을 충족시켜줄 수 있는 차등 서비스 기술 도입이 필요하다. 이하 설명하는 기술은 CCN에서 차등 서비스를 제공하기 위한 네트워크 구조를 제공하고자 한다.
이하 설명하는 기술의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
콘텐츠 중심 네트워크 시스템은 인터레스트 패킷을 생성하는 클라이언트 장치, 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치와 직접 연결되고, 클라이언트 장치로부터 수신한 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 기준으로 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류를 결정하고, 결정한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷에 부가하는 에지 라우터 및 트래픽 분류 정보가 부가된 인터레스트 패킷을 수신하면 트래픽 분류 정보를 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장하고, 인터레스트 패킷이 요청한 데이터를 트래픽 분류 정보에 따라 차등 전송하는 차등 서비스 라우터를 포함한다.
에지 라우터는 콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보 중 적어도 하나에 따라 트래픽 분류 정보를 결정한다.
콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법은 클라이언트 장치가 사용자의 서비스 요청에 따라 인터레스트 패킷을 생성하는 단계, 네트워크상에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터가 클라이언트 장치의 인터레스트 패킷을 수신하는 단계, 에지 라우터가 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 이용하여 결정한 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷에 부가하는 단계, 에지 라우터로부터 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 차등 서비스 라우터가 순차적으로 트래픽 분류 정보가 부가된 인터레스트 패킷을 전달받고, 트래픽 분류 정보를 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장하는 단계 및 차등 서비스 라우터가 인터레스트 패킷이 요청한 데이터를 트래픽 분류 정보를 이용하여 클라이언트 장치에 이르는 경로에 존재하는 다른 차등 서비스 라우터 또는 에지 라우터에 차등 전송하는 단계를 포함한다.
부가하는 단계에서 에지 라우터는 콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보 중 적어도 하나에 따라 트래픽 분류 정보를 결정한다.
차등 서비스 라우터는 펜딩 인터레스트 테이블에 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠 이름이 이미 존재하고, 인터레스트 패킷에 포함된 트래픽 분류 정보가 이미 존재하는 콘텐츠 이름에 대응되는 트래픽 분류 정보보다 우선 순위가 높은 경우 인터레스트 패킷을 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 다음 최종 서비스 라우터 또는 콘텐츠 제공 장치에 전달한다.
콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터는 클라이언트 장치로부터 수신한 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 기준으로 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류 정보를 결정하고, 결정한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷 정보에 부가하는 프로세서 장치, 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름 및 인터레스트 패킷이 전달된 인터페이스 정보를 포함하는 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)을 저장하는 메모리 장치 및 클라이언트 장치 및 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 다음 라우터와의 통신을 위한 통신 인터페이스 장치를 포함한다.
프로세서 장치는 콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보 중 적어도 하나에 따라 트래픽 분류 정보를 결정한다.
이하 설명하는 기술은 CCN에서 사용자 또는 서비스 종류에 따라 차등적인 데이터 전송 서비스를 제공할 수 있다. 따라서 이하 설명하는 기술은 종래 IP 기반의 네트워크의 한계점을 극복하면서 동시에 콘텐츠 제공자 또는 네트워크 제공자의 설정에 따라 효율적인 데이터 전달이 가능하다.
또한 이하 설명하는 기술은 차등 서비스를 위한 트래픽 분류를 코어 라우터가 아닌 에지 라우터에서 수행하여 네트워크 전체의 부하를 낮추기도 한다.
이하 설명하는 기술의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 콘텐츠 중심 네트워크(CCN)의 기본 동작을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 콘텐츠 중심 네트워크에서 인터레스트 패킷을 처리하는 과정 및 라우터가 관리하는 정보를 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 콘텐츠 중심 네트워크 시스템에서 차등 서비스를 제공하기 위한 구성 및 방법을 예시적으로 설명한 도면이다.
도 4는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템에서 차등 서비스를 제공하기 위한 구성 및 방법을 예시적으로 설명한 다른 도면이다.
도 5는 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터에 대한 구성을 도시한 블록도의 예이다.
도 6은 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법에 대한 순서도의 예이다.
도 7은 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스 라우터가 트래픽 분류 정보에 따라 차등 서비스를 제공하는 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 우선 순위가 서로 다른 동일한 콘텐츠에 대하여 콘텐츠 중심 네트워크 시스템에서 인터레스트 패킷 전달을 수행하는 예를 설명한 도면이다.
도 9는 도 8에서 차등 서비스 라우터 중 일부가 관리하는 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장되는 정보를 예시한 도면이다.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 이하 설명하는 기술의 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100), 에지 라우터(200), 차등 서비스 라우터(300)에 따른 구성부들의 구성은 이하 설명하는 기술의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 대응하는 도면과는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
콘텐츠 중심 네트워크(CCN)는 NDN(Named Data Network), ICN(Information Centric Network) 등과 같은 다양한 이름으로 불리기도 한다. 이하 설명하는 기술이 적용되는 네트워크는 CCN이라고 통일하기로 한다.
이하에서는 도면을 참조하면서 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100), 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터(200), 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법(500)에 관하여 구체적으로 설명하겠다. 설명의 편의를 위해 사용자가 요청하는 콘텐츠는 콘텐츠 제공 장치 또는 라우터에 존재한다고 가정한다.
먼저 콘텐츠 중심 네트워크(CCN)의 기본적인 동작을 설명하고자 한다. 도 1은 콘텐츠 중심 네트워크(CCN)의 기본 동작을 예시적으로 설명하는 도면이다. CCN은 본질적으로 일대다(one-to-many) 멀티캐스트 방식의 콘텐츠 배포가 가능하여, 콘텐츠 소스가 알려져 있는 경우 효율적인 콘텐츠 요청 및 배포가 이뤄진다.
도 1(a)는 사용자가 특정 콘텐츠(데이터)를 요청하는 과정을 예시한 도면이다. 클라이언트 장치(10)는 사용자가 특정 콘텐츠를 요청하는 컴퓨터 장치이고, 라우터(50)는 CCN에서 클라이언트 장치(10)와 콘텐츠 제공 장치(80) 사이에 신호 또는 데이터를 전달하는 중계 장치이다. 도 1에서 콘텐츠 제공 장치(80)는 동영상 스트리밍 서비스를 제공하는 "YouTube"를 예로 도시하였다. 도 1의 콘텐츠 제공 장치(80)는 동영상 콘텐츠를 제공하는 서버에 해당한다.
사용자는 클라이언트 장치(10)를 통해 제공받고자 하는 콘텐츠의 이름으로 콘텐츠 요청 메시지(Interest Packet)를 라우터(50)를 향하여 전송한다. 클라이언트 장치(10)는 사용자가 요청하는 콘텐츠를 찾기 위한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 인접한 라우터에 전달한다. 예컨대, 클라이언트 장치 A(10)는 인접한 라우터 R3(50)에 인터레스트 패킷을 전송하고, 라우터 R3(50)는 콘텐츠 제공 장치(80)에 이르는 경로에 있는 이웃 라우터 R1(50)에 인터레스트 패킷을 전송한다. 라우터 R1(50)은 콘텐츠 제공 장치(80)에 이르는 경로에 있는 이웃 라우터 R0(50)에 인터레스트 패킷을 전송한다. 라우터 R0(50)는 콘텐츠 제공 장치(80)에 인터레스트 패킷을 전송한다. 나머지 클라이언트 장치 B(10) 및 클라이언트 장치 C(10)도 유사한 방식으로 인터레스트 패킷을 콘텐츠 제공 장치(80)에 전달하게 된다.
도 1(b)는 콘텐츠 제공 장치(80)로부터 클라이언트 장치(10)에 데이터 패킷이 전달되는 과정에 대한 예이다. 데이터 패킷이 전달되는 경로는 인터레스트 패킷이 전달된 경로의 역순이다. CCN이 IP 기반 네트워크와 다른 또 다른 점은 라우터(50)가 데이터 패킷을 수신하는 경우 일정하게 해당 데이터를 자신의 저장 매체에 저장한다는 것이다. 예컨대, 라우터 R3(50)가 클라이언트 장치 A(10)로부터 종전과 동일한 콘텐츠 이름을 갖는 콘텐츠에 대한 인터레스트 패킷을 받는 경우 더 이상 인터레스트 패킷을 전달하지 않고, 자신의 저장 매체에 저장된 콘텐츠를 클라이언트 장치 A(10)에 전달한다.
도 2는 종래 콘텐츠 중심 네트워크에서 인터레스트 패킷을 처리하는 과정 및 라우터가 관리하는 정보를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 2는 라우터(50)에서 패킷 처리에 관여하는 구성만을 간략하게 도시한다.
라우터(50)는 콘텐츠 저장소(Content Store(이하 CS), 51), 펜딩 인터레스트 테이블(Pending Interest Table(이하 PIT), 52) 및 포워딩 인포메이션 베이스(Forwarding Information Base(이하 FIB), 53)를 포함한다. 또한 라우터(50)는 다른 노드와 통신하기 위한 인터페이스(55, 56, 57)를 포함한다.
CS(51)는 콘텐츠 제공 장치(80)로부터 전달되는 콘텐츠(데이터)를 저장한다. CS(51)는 콘텐츠 이름과 콘텐츠 이름에 대응되는 데이터를 포함한다. PIT는 Interest Aggregation 및 콘텐츠 데이터 전달 경로를 안내한다.
PIT(52)는 인터레스트 패킷을 다른 노드로 전달한 후 해당 인터레스트 패킷이 어떤 인터페이스(Face)로 전달되는지를 기록하고 관리한다. PIT(52)는 Interest Aggregation 및 콘텐츠 데이터 전달 경로를 안내한다. 이하 인터페이스 또는 페이스(face)는 동일한 대상을 지칭하는 것으로 라우터에서 다른 노드와 패킷을 주고 받는 경로를 의미한다.
FIB(53)는 인터레스트 패킷을 포워딩하는데 사용된다. FIB(53)는 콘텐츠 이름으로부터 패킷을 전달할 인터페이스를 결정하는 라우팅 테이블 역할을 한다. FIB(53)는 콘텐츠 제공 장치(80)가 CCN 코어에 등록 동작(registration operation)을 수행하여 생성된다.
CCN에서 콘텐츠 이름은 콘텐츠가 저장된 노드를 찾아가기 위한 식별자 역할을 한다. 그러므로, 각 콘텐츠는 고유한 이름을 사용하며 두 콘텐츠의 콘텐츠 이름이 서로 다르면 같은 내용의 콘텐츠도 다른 콘텐츠로 취급한다. 콘텐츠 이름은 도 2에 도시한 "/abc.com/audio/voice1.file"과 같이 일정한 경로를 포함하는 형태로 표현할 수 있다.
라우터(50)가 페이스 1(56)로부터 "/abc.com/video/video2.file"이라는 콘텐츠를 요청하는 인터레스트 패킷을 수신했다고 가정하자. 라우터(50)는 먼저 인터레스트 패킷 내에 있는 콘텐츠의 계층적 이름(/abc.com/video/video2.file)을 참조하여 해당 콘텐츠가 CS(510)에 있는지 확인한다.
CS(51) 내에 해당 콘텐츠가 저장되어 있으므로, 라우터(50)는 해당 콘텐츠를 인터레스트 패킷이 수신된 페이스 1(56)로 반환한다.
반면에, 라우터(50)가 페이스 0(55)로부터 "xxx.com/audio/voice1.file"이라는 콘텐츠 요청을 받았는데 해당콘텐츠가 CS(51)에 저장되어 있지 않다. 라우터(50)는 PIT(52) 내에 동일한 콘텐츠 이름으로 저장된 항목(entry)이 있는지 여부를 확인한다. 라우터(50)는 동일한 콘텐츠 이름으로 저장된 항목이 있으면, PIT(52) 내의 해당 항목에 콘텐츠 요청 패킷이 들어온 인터페이스(여기서는 페이스 0(55))에 대한 정보를 추가한다.
만약 PIT(52) 내에 동일 콘텐츠 이름으로 등록된 항목이 없다면, 라우터(50)는 PIT(52)에 콘텐츠 이름 및 인터페이스를 기록하고, FIB(53)에서 콘텐츠 이름에 기반한 검색(name lookup)을 수행하여 해당 엔트리를 찾는다. 이때, 라우터(50)는 최장 프리픽스 매칭(longest prefix matching)에 따라 검색을 수행할 수 있다.
라우터(50)는 FIB(53)에 등록되어 있는 정보에 기초하여 인터레스트 패킷을 전달할 페이스를 결정하고, 인터페이스 2(57)로 인터레스트 패킷을 전송한다.
라우터(50)는 인터레스트 패킷 내의 콘텐츠 이름을 보고 해당 콘텐츠의 소스 방향, 즉 콘텐츠 제공 장치(80)에 이르는 경로로 인터레스트 패킷을 전달한다. 이때, 라우터(50)는 일정 시간 동안 동일한 콘텐츠에 대한 인터레스트 패킷을 한 번만 전달하고, 이후에 동일한 콘텐츠에 대한 인터레스트 패킷을 수신하면 PIT(52)에 인터레스트 패킷을 수신한 인터페이스 정보만 추가한다.
즉, 도 1의 (a)와 같이 인기 있는 동일 콘텐츠를 다수의 사용자가 동시에 요청하더라도, 라우터들(R3, R5, R6, R1, R2, R0)은 콘텐츠 제공 장치(80) 방향으로 인터레스트 패킷을 한 번만 전달한다.
인터레스트 패킷이 콘텐츠 제공 장치(80)에 전달되면, 콘텐츠 제공 장치(80)는 도 1의 (b)와 같이 인터레스트 패킷이 전달된 역방향으로 데이터 패킷(콘텐츠)을 배포한다. 라우터(50)는 인터레스트 패킷을 수신한 인터페이스 정보를 PIT(52)에 저장하고 있으므로, 해당 콘텐츠의 데이터 패킷을 수신하면 PIT(52)를 참조하여 인터레스트 패킷을 수신했던 모든 인터페이스로 데이터 패킷을 전달할 수 있다.
도 3은 콘텐츠 중심 네트워크 시스템에서 차등 서비스를 제공하기 위한 구성 및 방법을 예시적으로 설명한 도면이다.
차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)은 인터레스트 패킷을 생성하는 클라이언트 장치(10), 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치와 직접 연결되고, 클라이언트 장치로부터 수신한 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 기준으로 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류를 결정하고, 결정한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷에 부가하는 에지 라우터(20) 및 트래픽 분류 정보가 부가된 인터레스트 패킷을 수신하면 트래픽 분류 정보를 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장하고, 인터레스트 패킷이 요청한 데이터를 트래픽 분류 정보에 따라 차등 전송하는 차등 서비스 라우터(30)를 포함한다.
에지 라우터(20)는 네트워크에서 클라이언트 장치(10)와 직접 연결된 라우터를 의미한다. 차등 서비스 라우터(30)는 에지 라우터(20)를 제외한 나머지 라우터를 의미한다. 나아가 후술하겠지만 차등 서비스 라우터(30)는 에지 라우터(20)를 포함한 의미일 수도 있다.
에지 라우터(20) 및 차등 서비스 라우터(30)는 도면 부호가 다르지만 도 1의 라우터(50)와 동일한 구조를 갖는 장치에 해당한다. 콘텐츠 중심 네트워크 시스템에서 차등 서비스를 제공하기 위하여 에지 라우터(20)는 수신한 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류를 결정하고, 차등 서비스 라우터(30)는 결정된 트래픽 분류에 따라서 수신한 데이터 패킷을 차등적으로 전달한다. 에지 라우터(21)가 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류를 수행하므로, 네트워크에서 오버헤드가 높은 코어 라우터는 패킷 전달에 집중할 수 있다.
에지 라우터(20)는 콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보 중 적어도 하나에 따라 트래픽 분류 정보를 결정할 수 있다. 구체적인 내용은 후술한다.
도 3(a)는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)에서 인터레스트 패킷이 전송되는 과정을 도시한 예이다. 클라이언트 장치(11)는 "X"라는 콘텐츠를 요청하고, 클라이언트 장치(12)는 "Y"라는 콘텐츠를 요청한다. 클라이언트 장치(11, 12)에서 괄호로 표시한 것은 해당 콘텐츠를 요청한 상태를 의미한다.
클라이언트 장치(11)가 생성한 인터레스트 패킷 X는 클라이언트 장치(11)에 직접 연결된 에지 라우터(21)에 전송된다. 인터레스트 패킷 X는 콘텐츠 X를 요청한 인터레스트 패킷을 의미한다. 에지 라우터(21)는 인터레스트 패킷 X에 대한 트래픽 분류 정보를 결정하고, 해당 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷 X에 추가한다. 따라서 인터레스트 패킷은 트래픽 분류 정보를 저장하는 필드를 갖고 있어야 한다. 마찬가지로 에지 라우터(22)는 인터레스트 패킷(Y)에 대한 트래픽 분류 정보를 결정하고, 인터레스트 패킷 Y에 해당 트래픽 분류 정보를 저장한다.
트래픽 분류 정보는 차등 서비스 라우터(30)가 인터레스트 패킷이 요청한 콘텐츠를 차등적으로 전달하는데 사용한다. 이를 위해 차등 서비스 라우터(30)는 트래픽 분류 정보가 포함된 인터레스트 패킷에서 트래픽 분류 정보를 추출하여 자신의 PIT에 트래픽 분류 정보를 저장해야 한다. 따라서 차등 서비스 라우터(30)가 인터레스트 패킷을 전달하는 과정에서 차등 서비스 라우터(31, 32, 33)의 PIT는 인터레스트 패킷 X의 트래픽 분류 정보를 저장하고, 차등 서비스 라우터(34, 35)의 PIT는 인터레스트 패킷 Y의 트래픽 분류 정보를 추가로 저장한다. 따라서 PIT는 트래픽 분류 정보를 저장하는 필드를 더 포함한다.
도 3은 콘텐츠 Y가 라우터(35)에 저장된 상태를 도시한다. 따라서 인터레스트 패킷 Y는 차등 서비스 라우터(35)에서 더 이상 전달되지 않는다.
도 3(b)는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)에서 데이터 패킷이 전달되는 과정을 도시한 예이다. 콘텐츠 X는 데이터 패킷을 통해 콘텐츠 제공 장치(80)에서 인터레스트 패킷 X가 전달된 경로의 역순으로 클라이언트 장치(11)에 전달된다. 콘텐츠 제공 장치(80)에서 클라이언트 장치(11)에 이르는 경로에 존재하는 라우터(21, 31, 32, 33)는 자신의 CS에 콘텐츠 X를 저장한다.
또한 콘텐츠 Y는 차등 서비스 라우터(35)에서 인터레스트 패킷 Y가 전달된 경로의 역순으로 클라이언트 장치(12)에 전달되고, 전달되는 과정에 콘텐츠 Y가 각 라우터의 CS에 저장된다.
데이터 패킷이 전송되는 과정에서 차등 서비스 라우터(31, 32, 33)는 각각의 PIT에 저장된 인터레스트 패킷 X의 트래픽 분류 정보를 기준으로 인터레스트 패킷 X에 대응되는 데이터 패킷을 차등적으로 전송한다. 차등 서비스 라우터(30)가 데이터 패킷을 차등적으로 전송하는 방법은 종래 IP 기반 네트워크에서 제공하는 차등 서비스와 유사한 방법을 사용할 수 있다. 구체적인 내용은 후술한다.
도 3(b)에서 데이터 패킷을 수신한 에지 라우터(21, 22)는 데이터 패킷에 대한 차등 전달을 수행하지 않고 각각의 클라이언트 장치(11, 12)에 데이터 패킷을 단순 전달하는 역할을 한다.
도 4는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)에서 차등 서비스를 제공하기 위한 구성 및 방법을 예시적으로 설명한 다른 도면이다. 도 4(a)는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)에서 인터레스트 패킷을 전달하는 과정에 대한 예이고, 도 4(b)는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)에서 데이터 패킷을 전달하는 과정에 대한 예이다.
도 4(a)는 기본적으로 도 3(a)와 유사하나, 에지 라우터(21, 22)가 트래픽 분류를 결정하고, 자신의 PIT에 자신이 결정한 트래픽 분류를 저장한다는 점이 다르다. 도 4(b)에서 에지 라우터(21, 22)가 자신의 PIT에 저장한 트래픽 정보를 이용하여 수신한 데이터 패킷을 차등적으로 각 클라이언트 장치(11, 12)에 전달한다. 즉 도 4의 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)이 도 3과 다른 점은 에지 라우터(20)도 데이터 패킷을 차등적으로 전달한다는 것이다.
도 3에 도시한 실시예 및 도 4에 도시한 실시예는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)을 구성하고 운영하는 사업자 내지 관리자가 결정할 수 있을 것이다.
도 5는 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터(200)에 대한 구성을 도시한 블록도의 예이다. 도 5의 에지 라우터(200)는 도 3 내지 도 4의 에지 라우터(20)와 도면 부호가 다르지만 동일한 장치를 의미한다. 도 5는 에지 라우터(200)의 하드웨어 구성을 모두 도시한 것은 아니며, 트래픽 분류 과정에 관여하는 구성만을 간략하게 도시한 것이다.
콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터(200)는 클라이언트 장치로부터 수신한 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 기준으로 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류 정보를 결정하고, 결정한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷 정보에 부가하는 프로세서 장치(210), 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름 및 인터레스트 패킷이 전달된 인터페이스 정보를 포함하는 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)을 저장하는 메모리 장치(220) 및 클라이언트 장치(10) 및 콘텐츠 제공 장치(80)에 이르는 경로에 존재하는 다음 라우터와의 통신을 위한 통신 인터페이스 장치(230)를 포함한다. 메모리 장치(220)는 PIT 외에도 CS, FIB 등의 항목을 저장할 것이다.
도 5은 트래픽 분류 정보(Traffic classification) 정보가 포함된 PIT(221) 및 트래픽 분류 정보가 포함되지 않은 PIT(222)를 도시한다. 에지 라우터(200)가 도 4와 같이 데이터 패킷의 차등 전송을 수행하는 경우 PIT(221)을 이용하고, 데이터 패킷의 차등 전송에 관여하지 않는 경우 PIT(222)를 이용할 수 있다.
도 5에서는 두 개의 PIT(221, 222)를 도시하였으나 실제 구현에서는 트래픽 분류 필드를 두고, 트래픽 필드에 값이 설정되지 않았거나 0인 값이 설정되면 차등 전송을 수행하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
프로세서 장치(210)는 콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보 중 적어도 하나에 따라 트래픽 분류 정보를 결정할 수 있다.
트래픽 분류 정보는 다양한 기준 내지 약정에 따라 분류될 수 있다.
예컨대, (1) 트래픽 분류 정보는 서비스를 요청하는 사용자와 서비스 제공자 사이에 계약, 약정 등에 따라 결정될 수도 있다. 즉 서비스 제공자(기업)는 저렴한 통신 요금제를 선호하는 사용자에게 다소 데이터 전송률이 낮은 서비스를 제공하고, 높은 통신 요금제를 선택한 사용자에게는 높은 데이터 전송률을 유지하는 서비스를 제공할 수 있다. 이 경우 에지 라우터(200) 또는 프로세서 장치(210)가 트래픽 분류 정보를 결정하기 위해 필요한 것이 서비스 사용자에 대한 식별 정보이다.
(2) 트래픽 분류 정보는 사용자와 서비스 제공자의 약정 등과는 관계없이 콘텐츠를 요청한 클라이언트 장치에 따라 결정될 수 있다. 즉, 서비스 사업자는 공공 장소에서 무료로 제공하는 서비스에 대해서는 낮은 데이터 전송률을 제공하고, 기업에서 유료로 사용하는 서비스에 대해서는 높은 데이터 전송률을 제공할 수 있다. 이 경우 에지 라우터(200)가 트래픽 분류 정보를 결정하기 위해 필요한 것은 클라이언트 장치에 대한 식별 정보이다.
(3) 트래픽 분류 정보는 사용자가 요청한 콘텐츠 이름에 따라 결정될 수도 있다. 즉 서비스 제공자는 사전에 특정 콘텐츠에 대해서는 일정한 데이터 전송률을 유지하도록 설정할 수 있다. 예컨대, 서비스 제공자는 조회 수가 매우 높은 동영상 콘텐츠에 대해서는 적당한 서비스가 가능한 수준의 전송률을 유지할 수 있다. 네트워크 전체에 부하를 줄이면서도 만족할 만한 서비스를 제공하기 위한 것이다. 이 경우 에지 라우터(200)가 트래픽 분류 정보를 결정하기 위해 필요한 것은 콘텐츠 이름이다.
(4) 나아가 트래픽 분류 정보는 사용자가 요청한 콘텐츠(데이터)의 종류에 따라 결정될 수 있다. 콘텐츠 종류는 콘텐츠의 데이터 타입, 특정 애플리케이션에 이용되는 파일 등을 의미한다. 이 경우 에지 라우터(200)가 트래픽 분류 정보를 결정하기 위해 필요한 것은 콘텐츠(데이터)의 종류에 대한 정보이다.
(5) 또한 트래픽 분류 정보가 일정하게 고정되지 않고, 동적인(dynamic) 형태일 수 있다. 예컨대, 동일한 콘텐츠 이름에 대해서도 사용자별로 선택에 따라 과금별, 시간별, 네트워크 상황별 다른 트래픽 분류로 결정될 수 있다. 또는 네트워크 관리자가 네트워크의 혼잡 정도에 따라 효율적인 네트워크 자원 사용을 위해 동적으로 트래픽 분류 정보를 설정할 수도 있다.
도 6은 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법(500)에 대한 순서도의 예이다. 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법(500)은 전술한 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)이 동작하는 방법이다. 따라서 전술한 내용과 중복되는 내용은 간단히 설명하거나 설명을 생략한다. 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법(500)에 대한 설명에서는 장치의 도면 부호를 생략하기로 한다. 다만 동일한 명칭의 장치는 전술한 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)의 장치와 동일 내지 유사한 장치이다.
콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법(500)은 클라이언트 장치가 사용자의 서비스 요청에 따라 인터레스트 패킷을 생성하는 단계(510), 네트워크상에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터가 클라이언트 장치의 인터레스트 패킷을 수신하는 단계(520), 에지 라우터가 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 이용하여 결정한 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷에 부가하는 단계(530), 에지 라우터로부터 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 차등 서비스 라우터가 순차적으로 트래픽 분류 정보가 부가된 인터레스트 패킷을 전달받고, 트래픽 분류 정보를 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장하는 단계(540) 및 차등 서비스 라우터가 인터레스트 패킷이 요청한 데이터를 트래픽 분류 정보를 이용하여 클라이언트 장치에 이르는 경로에 존재하는 다른 차등 서비스 라우터 또는 에지 라우터에 차등 전송하는 단계(550)를 포함한다.
부가하는 단계(530)에서 에지 라우터는 콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보 중 적어도 하나에 따라 트래픽 분류 정보를 결정할 수 있다.
부가하는 단계(530)에서 에지 라우터가 자신의 PIT에 트래픽 분류 정보를 저장할 수 있고, 이 경우 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법(500)은 에지 라우터가 저장한 트래픽 분류 정보를 이용하여 클라이언트 장치에 데이터를 차등 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 6에 도시하지 않았지만 이 과정은 550 단계 이후에 수행될 것이다.
차등 전송하는 단계(550)에서 차등 서비스 라우터는 트래픽 분류 정보를 기준으로 홉 단위 행동(per-hop behavior) 방식으로 다른 차등 서비스 라우터 또는 에지 라우터에 차등 전송할 수 있다. 홉 단위 행동 방식은 IP 기반 네트워크에서 차등 서비스를 제공하기 위해 사용하는 방식과 동일 내지 유사한 것이다.
도 7은 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스 라우터(300)가 트래픽 분류 정보에 따라 차등 서비스를 제공하는 예를 설명하는 도면이다. 도 7은 차등 서비스 라우터(300)가 홉 단위 행동 방식에 따라 데이터 패킷을 차등 전송하는 과정에 대한 예이다. 차등 서비스 라우터(300)는 도면 부호가 다르지만 도 3 내지 도 4에 도시한 차등 서비스 라우터(30)와 동일한 것이다.
도 7은 차등 서비스 라우터(300)에서 수행되는 과정 및 차등 서비스 라우터(300)에 포함된 장치 구성의 일부를 도시한다. 전술한 바와 같이 차등 서비스 라우터(300)는 IP DiffServ와 유사한 방식으로 차등 서비스를 제공할 수 있다. 나아가 차등 서비스 라우터(300)는 데이터 전송률을 선별적으로 적용할 수 있는 다양한 알고리즘을 사용할 수도 있다.
도 7은 우선 순위 기반의 스케줄링 기법의 일반적인 예를 도시한다. 도 7에서 PIT는 차등 서비스 라우터(300)의 메모리 장치에 저장되는 것이다. 분류기(classifier, 311)가 PIT에 저당된 콘텐츠 이름 및 트래픽 정보를 이용하여 수신한 특정 데이터 패킷을 트래픽 정보에 대응되는 큐(queue)에 삽입한다. 분류기(311)는 임베디드 소프트웨어가 설치된 별도의 칩셋으로 구현되거나, 차등 서비스 라우터(300)에 포함된 프로세서 장치 및 메모리에 저장된 프로그램을 통해 구현될 수 있다.
CCN의 차등 서비스에 대하여 표준(standard)이나 학계에서 사용하는 정립된 용어가 없기 때문에 도 7에서는 일단 IP DiffServ에서 사용하는 분류 용어를 사용하였다. 예컨대, Default PHB(per-hop behavior) 또는 Best Effort(BE) PHB는 최소의 자원을 할당하는 우선 순위를 의미하고, Assured Forwarding(AF) PHB는 내부 등급에 따라 여러 등급으로 나누어진 우선 순위를 의미하고, Expedited Forwarding(EF) PHB는 자원을 많이 할당하여 품질 좋은 서비스를 제공해야 하는 우선 순위를 의미한다. 이러한 우선 순위는 전술한 방법에 따라 사용자의 식별 정보, 클라이언트 장치의 식별 정보, 콘텐츠 이름, 데이터의 종류 등에 따라 사전에 결정되어야 한다.
도 7은 PIT를 살펴보면 "/abc.com/video/video2.file"은 트래픽 분류 정보가 BE PHB이고, "/xxx.com/audio/voice1.file"는 트래픽 분류 정보가 EF PHB이다. 따라서 차등 서비스 라우터(300)가 "/xxx.com/audio/voice1.file"에 해당하는 데이터 패킷을 수신하면 해당 데이터 패킷을 EF 큐(321)에 삽입한다. EF 큐에 삽입된 데이터 패킷은 EF 큐의 순서에 따라 높은 우선 순위(High priority)로 큐 332에 전달되고 이후 인터페이스 0을 통해 다음 라우터로 전달된다. 또한 차등 서비스 라우터(300)가 "/abc.com/video/video2.file"에 해당하는 데이터 패킷을 수신하면 이를 디폴트 큐(default queue, 324)에 삽입하고, 순서에 따라 큐 331 및 큐 332를 거친 후 인터페이스 1을 통해 다음 라우터로 전달된다.
차등 서비스를 위한 EF 큐(321), AF1X 큐(322), AF2X 큐(323) 및 디폴트 큐(324)는 서로 다른 버퍼 크기 또는 큐의 크기를 가질 수 있다. 데이터 패킷의 차등 전달을 위한 구조 및 방법은 종래 공개된 다양한 기술을 사용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 우선 순위가 서로 다른 동일한 콘텐츠에 대하여 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)에서 인터레스트 패킷 전달을 수행하는 예를 설명한 도면이다. 도 9는 도 8에서 차등 서비스 라우터 중 일부가 관리하는 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장되는 정보를 예시한 도면이다.
종래 CCN는 라우터가 동일한 이름의 인터레스트 패킷이 자신의 PIT에 존재하는 경우 더 이상 인터레스트 패킷을 전달할 이유가 없었다. 그러나 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템(100)은 인터레스트 패킷에 대한 우선 순위가 존재하기 때문에 양상이 다르다.
두 가지 경우가 가능하다. 첫 째는 특정 라우터에 현재 수신한 인터레스트 패킷의 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠에 대한 우선 순위가 PIT에 존재하고, 새로 도착한 인터레스트 패킷이 PIT에 이미 존재하는 콘텐츠 이름 보다 우선 순위가 같거나 낮은 경우(제1 케이스)이다. 둘째는 현재 수신한 인터레스트 패킷의 우선 순위가 이미 PIT에 존재하는 동일한 콘텐츠 이름에 대한 우선 순위보다 높은 경우(제2 케이스)이다.
제1 케이스 경우 라우터(차등 서비스 라우터 또는/및 에지 라우터)는 자신의 PIT에 새로 수신한 인터레스트 패킷의 우선 순위 및 인터페이스를 저장하고, 더 이상 인터레스트 패킷을 전달하지 않는다.
그러나 제2 케이스 경우 라우터(차등 서비스 라우터 또는/및 에지 라우터)는 자신의 PIT에 새로 수신한 인터레스트 패킷의 우선 순위 및 인터페이스를 저장하고, 새로운 인터레스트 패킷을 다음 라우터에 전달하는 것이 바람직하다. 예컨대, 동일한 콘텐츠일지라도 우선 순위가 높은 사용자가 요청하는 경우 콘텐츠 제공자는 우선 순위가 높은 사용자의 요구를 만족시키기 위해 모든 라우터에서 데이터 패킷이 빠르게 전달되도록 할 필요가 있다.
차등 서비스 라우터(30, 300)는 PIT에 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠 이름이 이미 존재하고, 인터레스트 패킷에 포함된 트래픽 분류 정보가 이미 존재하는 콘텐츠 이름에 대응되는 트래픽 분류 정보보다 우선 순위가 높은 경우 인터레스트 패킷을 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 다음 최종 서비스 라우터(30, 300) 또는 콘텐츠 제공 장치(80)에 전달할 수 있다.
도 8(a)는 클라이언트 장치(11)가 먼저 콘텐츠 X를 요청하여 콘텐츠 제공 장치(80)로 인터레스트 패킷 X를 전달한 상태라고 가정한다. 따라서 클라이언트 장치(11)에서 콘텐츠 제공 장치(80)에 이르는 경로에 존재하는 모든 라우터(21, 31, 32, 33)는 클라이언트 장치(11)가 생성한 인터레스트 패킷 X에 대한 우선 순위 5를 PIT에 저장하고 있다. 이때 클라이언트 장치(12)가 동일한 콘텐츠 X를 요청하였는데 클라이언트 장치(12)의 인터레스트 패킷 X에 대한 우선 순위는 1이다. 즉, 클라이언트 장치(12)의 인터레스트 패킷 X에 대한 우선 순위가 클라이언트 장치(11)가 생성한 인터레스트 패킷 X에 대한 우선 순위보다 높다.
도 8(a)는 클라이언트 장치(12)가 생성한 인터레스트 패킷 X를 라우터(32)까지 전달한 상태이다. 이때 라우터 32의 PIT는 도 9(a)와 같은 상태라고 가정한다. 즉, 라우터 32는 클라이언트 장치(11)가 생성한 인터레스트 패킷 X에 대한 콘텐츠 이름 및 트래픽 분류 정보 등을 자신의 PIT에 저장하고 있다.
도 9는 인터페이스 필드에서 괄호에 라우터 번호를 표시하였는데 이는 설명의 편의를 위해 임의로 기재한 것이다.
라우터 32는 현재 자신의 PIT에 저장하고 있는 콘텐츠 X 보다 우선 순위가 높은 인터레스트 패킷을 수신한 상태이다. 라우터 32는 우선 순위와 관계없이 새롭게 수신한 인터레스트 패킷에 대한 정보를 자신의 PIT에 저장한다. 도 9(b)는 클라이언트 장치(11)가 생성한 인터레스트 패킷 X에 대한 정보를 저장한 상태에서 클라이언트 장치(12)이 생성한 인터레스트 패킷 X에 대한 정보를 부가한 PIT를 도시한다. 도 9(b)를 살펴보면 콘텐츠 X는 트래픽 분류 정보가 5인 항목과 트래픽 분류 정보가 1인 항목이 존재한다. PIT에 동일한 콘텐츠 이름을 갖는 인터레스트 패킷에 대한 정보를 저장하는 것은 우선 순위와는 관계없는 것이다. 이는 해당 라우터가 인터레스트 패킷 X에 대응하는 콘텐츠 X를 수신하는 경우 콘텐츠 X를 요청한 라우터 31 및 라우터 35로 데이터 패킷을 전송하기 위해 필요한 것이다.
도 8(b)를 살펴보면 라우터 32는 다음 라우터 33으로 클라이언트 장치(12)가 생성한 인터레스트 패킷 X를 전달한다.
정리하면 라우터는 제1 인터레스트 패킷을 수신하여 제1 인터레스트 패킷에 포함된 제1 트래픽 정보를 펜딩 인터레스트 테이블에 저장한 후 제1 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠 이름을 갖고, 제1 인터레스트 패킷보다 높은 우선순위의 트래픽 분류 정보를 포함하는 제2 인터레스트 패킷을 수신하는 경우 제2 인터레스트 패킷에 포함된 제2 트래픽 정보를 펜딩 인터레스트 테이블에 저장하고, 제2 인터레스트 패킷을 콘텐츠 제공 장치 방향으로 전달할 수 있다. 에지 라우터(20, 200) 및 차등 서비스 라우터(30, 300)가 모두 동일한 동작을 수행할 수 있다.
따라서 클라이언트 장치(11)를 이용한 사용자는 적어도 라우터 32, 라우터 33 및 콘텐츠 제공 장치(80)가 구성하는 경로에서는 자신의 우선 순위보다 빠른 서비스를 제공받을 수 있다.
한편 도 8에서 설명한 방식으로 인터레스트 패킷을 전송할지 여부는 CNN 관리자 또는 콘텐츠 제공자가 결정할 수 있다. 경우에 따라서는 종래 CNN과 같이 라우터가 동일한 콘텐츠 이름을 수신하는 경우 더 이상 인터레스트 패킷을 전달하지 않을 수도 있을 것이다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
50 : 라우터 51 : 콘텐츠 저장소(CS)
52 : 펜딩 인터레스트 테이블 53 : 포워딩 인포메이션 베이스
55, 56, 57 : 인터페이스
100 : 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템
10 : 클라이언트 장치 11, 12 : 클라이언트 장치
20 : 에지 라우터 21, 22 : 에지 라우터
200 : 에지 라우터 210 : 프로세서 장치
220 : 메모리 장치 221, 222 : PIT
230 : 통신 인터페이스 장치 30 : 차등 서비스 라우터
31, 32, 33, 34, 35 : 차등 서비스 라우터
300 : 차등 서비스 라우터 331 : 분류기
321, 322, 323, 324, 331, 332 : 큐
80 : 콘텐츠 제공 장치

Claims (16)

  1. 콘텐츠 중심 네트워크 시스템에 있어서,
    인터레스트 패킷을 생성하는 클라이언트 장치;
    콘텐츠 중심 네트워크에서 상기 클라이언트 장치와 직접 연결되고, 상기 클라이언트 장치로부터 수신한 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 기준으로 상기 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류를 결정하고, 결정한 트래픽 분류 정보를 상기 인터레스트 패킷에 부가하는 에지 라우터; 및
    상기 트래픽 분류 정보가 부가된 상기 인터레스트 패킷을 수신하면 상기 트래픽 분류 정보를 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장하고, 상기 인터레스트 패킷이 요청한 데이터를 상기 트래픽 분류 정보에 따라 차등 전송하는 차등 서비스 라우터를 포함하는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에지 라우터는
    콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 상기 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보, 콘텐츠를 요청한 시간 정보, 사용자의 과금 정보 또는 네트워크의 혼잡도 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 트래픽 분류 정보를 결정하는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차등 서비스 라우터는
    상기 트래픽 분류 정보에 따른 홉 단위 행동(per-hop behavior) 방식으로 상기 데이터를 전송하는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인터레스트 패킷은 상기 트래픽 분류 정보를 저장하는 필드를 포함하고, 상기 펜딩 인터레스트 테이블은 상기 트래픽 분류 정보를 저장하는 필드를 포함하는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차등 서비스 라우터는
    제1 인터레스트 패킷을 수신하여 제1 인터레스트 패킷에 포함된 제1 트래픽 정보를 상기 펜딩 인터레스트 테이블에 저장한 후 상기 제1 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠 이름을 갖고, 상기 제1 인터레스트 패킷보다 높은 우선순위의 트래픽 분류 정보를 포함하는 제2 인터레스트 패킷을 수신하는 경우
    상기 제2 인터레스트 패킷에 포함된 제2 트래픽 정보를 상기 펜딩 인터레스트 테이블에 저장하고, 상기 제2 인터레스트 패킷을 콘텐츠 제공 장치 방향으로 전달하는 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템.
  6. 클라이언트 장치가 사용자의 서비스 요청에 따라 인터레스트 패킷을 생성하는 단계;
    네트워크상에서 상기 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터가 상기 클라이언트 장치의 인터레스트 패킷을 수신하는 단계;
    상기 에지 라우터가 상기 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 이용하여 결정한 상기 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류 정보를 상기 인터레스트 패킷에 부가하는 단계;
    상기 에지 라우터로부터 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 차등 서비스 라우터가 순차적으로 상기 트래픽 분류 정보가 부가된 인터레스트 패킷을 전달받고, 상기 트래픽 분류 정보를 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)에 저장하는 단계; 및
    상기 차등 서비스 라우터가 상기 인터레스트 패킷이 요청한 데이터를 상기 트래픽 분류 정보를 이용하여 상기 클라이언트 장치에 이르는 경로에 존재하는 다른 차등 서비스 라우터 또는 상기 에지 라우터에 차등 전송하는 단계를 포함하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부가하는 단계에서
    상기 에지 라우터는 콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 상기 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보, 콘텐츠를 요청한 시간 정보, 사용자의 과금 정보 또는 네트워크의 혼잡도 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 트래픽 분류 정보를 결정하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 차등 전송하는 단계에서
    상기 차등 서비스 라우터는 상기 트래픽 분류 정보를 기준으로 홉 단위 행동(per-hop behavior) 방식으로 상기 다른 차등 서비스 라우터 또는 상기 에지 라우터에 차등 전송하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 저장하는 단계에서
    상기 차등 서비스 라우터는
    상기 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠 이름이 상기 펜딩 인터레스트 테이블에 이미 존재하는 경우, 상기 트래픽 분류 정보 및 상기 인터레스트 패킷을 전달한 인터페이스 정보를 상기 펜딩 인터레스트 테이블에 저장하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법.
  10. 제9항에 있어서
    상기 차등 서비스 라우터는
    상기 펜딩 인터레스트 테이블에 상기 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠 이름이 이미 존재하고, 상기 인터레스트 패킷에 포함된 트래픽 분류 정보가 상기 이미 존재하는 콘텐츠 이름에 대응되는 트래픽 분류 정보보다 우선 순위가 높은 경우 상기 인터레스트 패킷을 상기 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 다음 최종 서비스 라우터 또는 상기 콘텐츠 제공 장치에 전달하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법.
  11. 제9항에 있어서
    상기 차등 서비스 라우터는
    상기 펜딩 인터레스트 테이블에 상기 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름과 동일한 콘텐츠 이름이 이미 존재하고, 상기 인터레스트 패킷에 포함된 트래픽 분류 정보가 상기 이미 존재하는 콘텐츠 이름에 대응되는 트래픽 분류 정보보다 우선 순위가 낮거나 같은 경우 상기 인터레스트 패킷을 더 이상 전달하지 않는 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 부가하는 단계에서 상기 에지 라우터가 자신의 펜딩 인터레스트 테이블에 상기 트래픽 분류 정보를 저장하고,
    상기 에지 라우터가 상기 데이터를 전달받은 경우 상기 데이터에 대응되는 트래픽 분류 정보를 이용하여 상기 클라이언트 장치에 상기 데이터를 차등 전송하는 단계를 더 포함하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법.
  13. 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터에 있어서,
    상기 클라이언트 장치로부터 수신한 인터레스트 패킷에 포함된 정보를 기준으로 상기 인터레스트 패킷에 대한 트래픽 분류 정보를 결정하고, 상기 결정한 트래픽 분류 정보를 인터레스트 패킷에 부가하는 프로세서 장치;
    상기 인터레스트 패킷에 포함된 콘텐츠 이름 및 상기 인터레스트 패킷이 전달된 인터페이스 정보를 포함하는 펜딩 인터레스트 테이블(PIT)을 저장하는 메모리 장치; 및
    상기 클라이언트 장치 및 콘텐츠 제공 장치에 이르는 경로에 존재하는 다음 라우터와의 통신을 위한 통신 인터페이스 장치를 포함하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서 장치는
    콘텐츠 이름, 요청한 데이터의 종류, 상기 클라이언트 장치에 대한 식별 정보, 서비스를 요청한 사용자에 대한 식별 정보, 콘텐츠를 요청한 시간 정보, 사용자의 과금 정보 또는 네트워크의 혼잡도 정보 중 적어도 하나에 따라 상기 트래픽 분류 정보를 결정하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서 장치는
    상기 인터레스트 패킷을 통해 서비스를 요청하는 사용자와 서비스 제공자의 약정에 따라 상기 트래픽 분류 정보를 결정하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 펜딩 인터레스트 테이블은 상기 트래픽 분류 정보를 더 포함하는 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터.
KR1020140036529A 2014-03-28 2014-03-28 차등 서비스를 제공하는 콘텐츠 중심 네트워크 시스템, 콘텐츠 중심 네트워크에서 클라이언트 장치에 연결된 에지 라우터 및 콘텐츠 중심 네트워크에서 차등 서비스를 제공하는 방법 KR101465451B1 (ko)

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