Dept. Computer science of Engineering (imp@bravo.kwangju.ac.kr) RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술 Dept. Computer science of Engineering Moon Jun Hyun (imp@bravo.kwangju.ac.kr)

Introduction Multi-Media 응용에 대한 관심이 급증 실시간성을 지원할 수 있는 방안에 대한 연구 활발 RTP(Real-Time Transfer Protocol) 수신측에서 송신측으로 데이터 수신에 대한 피드백 정보를 제공함으로써 송신측에 현재의 데이터 전송 상황을 알려줌 멀티미디어 응용들이 지닌 다양한 QoS의 제공 서비스를 만족시키기는 역부족임 현재의 인터넷 서비스 모델 확장 RSVP, Integrated Services, Differentiated Services 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

Resource ReSerVation Protocol(RSVP) 일종의 QoS를 고려한 Signaling Protocol 종단간의 자원예약 Uni-cast, Multi-cast data 전송을 모두 지원 수신측에서 자원 예약 요구 수신자들의 다양한 QoS 요구 수용 단 방향 자원 예약 상태 설정 Uni-cast, Multi-cast Routing Protocol과 무관함 Soft-state로 자원예약 상태를 관리 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

RSVP 자원 예약 단계 자원예약 형식 자원예약 단계 PATH 메시지와 RESV메시지 사용 (단계1) 수신측으로의 경로 설정 단계 송신측에서 수신측으로 PATH메시지 전달 PATH메시지는 IP의 Routing 프로토콜에 의해 계산된 경로를 따라 전달됨 이 경로상의 Router들의 주소는 PHOP(Previous HOP) 객체들에 실려서 수신측에 전달 수신측에서는 이 정보를 근거로 송신측으로의 경로에 대한 역추적 함 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

RSVP 자원 예약 단계(con’t) (단계2) 송신측으로의 자원 예약 단계 PATH 메시지를 수신한 수신측에서는 송신측으로 RESV 메시지를 전달함으로써 자원 예약 RESV 메시지 Filterspec과 Flowspec으로 구성된 흐름 기술자(Flow descriptor)가 포함 Filterspec은 해당 자원 요구의 적용 대상이 되는 송신측(들)에 대한 정보를 지님 Flowspec은 실제 자원 요구에 해당하는 Traffic 및 QoS에 대한 정보 제공 Filterspec과 Flowspec은 각기 Packet Classifier와 Packet 스케줄러에 필요한 정보 제공 RESV 메시지를 수신한 경로 상의 각 Router들은 요구를 만족할 정도로 충분한 자원이 있는 경우 이 흐름에서 요구되는 자원만큼 할당 해줌 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

RSVP 자원 예약 방식 자원 예약 단계 중 단계1은 선택적임 단계1이 없는 경우 – 기본(Basic) 모델 단계1이 있는 경우 – OPWA(One Path With Advertising) 자원 예약 방식 WF(Wildcard Filter) - 하나의 자원 예약이 모든 송신측에 의해서 공유되며 음성회의 같은 응용에 적합 FF(Fixed Filter) – 하나의 자원예약은 하나의 송신측에 의해서 사용되고 Video conferencing에 적합 SE(Shared-Explicit) Filter – 같은 세션상의 여러 송신측들이 하나의 자원 예약을 공유함 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

RSVP 자원 예약 방식(con’t) 하나의 세션에는 하나의 예약방식만 사용 가능 다수의 수신측으로부터 오는 자원 예약들을 멀티캐스트 트리 경로상의 분기점에서 합병 Router에서 관리하는 Soft-state를 줄이는 방식 채택 Killer Reservation문제 야기 RSVP의 문제점 Scalability 상태 정보를 각각의 흐름별로 관리 해야 함 주기적으로 PATH와 RESV 메시지를 전송함으로써 재확인을 해야 함 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

IntServ(Integrated Services) Model 보장형 서비스(Guaranteed Services) 부하 제어형 서비스(Controlled-load Services) 구성요소 Packet 분류자 Packet Header와 분류번호를 근거로 해당 packet이 속하는 흐름을 구분 Packet 스케쥴러 특정 큐잉 방식을 이용하여 Packet을 전달 수락제어 기존의 자원예약 상황을 방해하지 않는 범위 내에서 새로운 흐름에 대한 자원 예약을 허락할 것인지 여부를 결정 자원예약 프로토콜 특정 흐름에게 자원을 할당하고 그 상태를 관리하는 역할을 하는 것(예 : RSVP) 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

IntServ Model(con’t) 보장형 서비스 부하 제어형 서비스 엄밀한 실시간성 및 데이터 무손실성을 보장 큐잉 손실이 전혀 발생하지 않으며 종단간에 엄수될 수 있는 큐잉 지연에 대한 상한값이 계산 가능하며 이에 대한 보장이 되는 서비스 부하 제어형 서비스 과부하 상황이 아닐 때의 최선의 서비스와 유사한 서비스를 제공해 주는 서비스 보장형 서비스와 최선의 서비스의 중간 형태 큐잉 지연이나 데이터 손실에 대한 요구를 전혀 할 수 없는 서비스 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

Traffic 명시 방법 송신측 Traffic 명시 방법 QoS 요구 명시 방법 보장형 서비스와 부하 제어형 서비스 모두 필요 TSpec에 명시되고 여기에 포함되는 정보는 토큰 Bucket에 대한 정보(토큰 깊이 b와 토큰률 r)와 최소 데이터 전송률 p, 최소의 폴리싱 되는 단위 m, 최대의 데이터그램 크기 M QoS 요구 명시 방법 보장형 서비스에만 필요 RSpec에 명시되고 포함되는 정보는 전송률 R(R>r)과 여유분 S 여유분 S는 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는데 사용됨 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

Differentiated Services Model 여러 흐름을 집성(Aggregare)하여 집성된 흐름별로 자원을 할당해 주는 방식 집성된 흐름을 구분하기 위해서 DSCP(DS CodePoint)를 사용하여 데이터 전달 DSCP값 부여 및 Traffic 제어는 DS Domain의 경계 노드에서 담당 경계 노드에서는 단지 DSCP의 값만 보고 해당 PHP(Per-Hop Behavior)로 Mapping하여 전달 내부에서는 개별 Flow별로 상태를 관리할 필요가 없음 RSVP와 같은 Hop당 Signaling이 필요 없음 Scalability 문제가 발생하지 않음 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

Differentiated Services Model(con’t) DSCP IPv4 – TOS Field IPv6 – Traffic Class Field DSCP 값에 의해 해당하는 sPHP를 알 수 있음 PHP는 DS node에서 특정 DS behavior aggregate에 적용할 수 외부에서 관측 가능한 전달 형태가 되며 큐 관리 방식에 의해 구현됨 CodePoint Default PHP 최선의 전달 방식 : 000000 Class Selector PHP IP Precedence 필드와 호환 가능하도록 제안됨 : XXX000 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

DiffServ CodePoint EF(Expedited Forwarding) PHP 가상의 전용회선과 같은 서비스를 제공 가능 종단간에 작은 손실과 Delay 및 Jitter를 제공하고 대역폭을 확대해 주는 서비스 예 : Premium Services AF(Assured Forwarding) PHP Code 값 : XXXYY0 XXX는 Class 종류, YY는 폐기 우선 순위 예 : 올림픽 서비스 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

DiffServ의 구성요소 Meter : Traffic 관측 기능 Marker : DSCP값 부여 기능 Shaper/Dropper : Domain 간의 협약에 부응하도록 Traffic 특성을 변경하는 기능을 담당함 Meter Classifier Marker Shaper/ Dropper Traffic Conditioner 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

IntServ/RSVP와 DiffServ의 연동 DiffServ 영역의 RSVP 지원 여부에 따라 DiffServ 영역으로의 수락 제어를 IntServ/RSVP 영역의 Edge Router 또는 DiffServ 영역의 Border Router가 담당함 IntServ 모델의 서비스에 대응하는 DiffServ모델의 서비스로 매핑도 함께 이루어져야 함 이런 방안으로 IntServ/RSVP의 확장성 문제는 해결 가능 종단간의 완벽한 QoS 보장은 할 수 없음 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

IntServ/RSVP와 DiffServ의 연동(cont.) Sender Receiver DS IS BR1 ER1 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

Conclusion 자원예약 프로토콜 RSVP(Resource ReSerVation Protocol) 개별 흐름별로 Soft-State를 관리해야 함으로Scalability 문제 야기 Differentiated Services 유사한 특성을 지닌 개별 흐름들을 하나의 집성된 흐름(Aggregate)으로 대응시킴 관리해야 할 상태 정보의 양을 감소시킴 자원 및 Traffic 관리를 해당 Domain의 경계 노드에서만 수행하도록 함 특정 코드 값(DSCP)만을 참조해서 전달함으로써 RSVP와 같이 홉 당으로 Signaling을 하는 오버헤드를 제거 가능 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술

Conclusion DiffServ의 경우 완벽한 종단간 QoS 보장이 불가능함 소규모 망에서는 IntServ방식을 사용하고 중앙의 대규모 망에서는 DiffServ 방식을 사용 Scalability 문제를 완화시키고 보다 바람직한 QoS보장이 가능함 광주대학교 컴퓨터 학과 RSVP 및 실시간 인터넷 서비스 기술