데이터 패킷 전송 방법 및 시스템 document_id A220623067576

인터넷 프로토콜(IP) 네트워크들에서의 서비스 품질(QoS: quality of service)은, IP 네트워크를 통해 전송되는 상이한 데이터 스트림들에 대한 IP 네트워크에 의해 제공된 처리율 보증이다(즉, 보증된 처리율 정도). 라우터들과 같은 네트워크 구성요소들은 흔히, 패킷을 정확하게 라우팅하기 위해 패킷의 IP 헤더의 표시 메커니즘들에 의존한다. 여러 IP 패킷 표준들 또는 버전들이 존재한다. 예를 들면, 패킷들은 인터넷 프로토콜 버전 4(IPv4)(즉, IPv4 패킷들) 또는 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6)(즉, IPv6 패킷들)에 의해 규정된 표준들을 따른다. 도 1은 서비스 타입(TOS: Type of Service) 필드(104)를 포함하는 IPv4 패킷 헤더(100)의 블록도이다. TOS 필드(104)는 인터넷 서비스 품질 선택을 위한 것이다. 서비스 타입은 선행(precedence), 지연, 처리율 및 신뢰도와 같은 파라미터들을 통해 특정된다. IPv4 헤더(100)는 또한 유지 시간(TTL: Time-To-Live) 필드(108)를 포함한다. TTL 필드(108)는 패킷이 네트워크에 너무 오래 있었는지와 폐기되어야 할지의 여부를 네트워크 라우터 또는 스위치에 표시하는 값을 포함한다. 다수의 이유들로, 패킷들은 적당한 길이의 시간 내에 그 목적지(destination)에 전달되지 않을 수 있다. 예를 들면, 부정확한 라우팅 테이블들은 패킷을 2개의 라우터들 사이에 끝없이 루핑(loop)하게 할 수 있다. 해결책은 특정한 시간 후에 패킷을 폐기하는 것이다. 초기 TTL 값(108)이 패킷 헤더의 8비트 필드에 설정된다. 각각의 라우터가 TTL 필드로부터 적어도 하나의 카운트를 차감하도록 요구되기 때문에, 카운트는 일반적으로, 패킷이 폐기되어야 하기 전에 허용되는 라우터 홉들(router hops)의 수를 표시하기 위해 사용된다. 도 2는 트래픽 클래스(TC: Traffic Class) 필드(204)를 포함하는 IPv6 헤더(200)의 블록도이다. IPv6 헤더(200)는 또한 홉 제한 필드(208)를 포함한다. 홉 제한 필드(208)는 패킷이 폐기되기 전에 이동할 수 있는 홉들의 최대 수를 표시한다. 홉 제한 필드(208)는 IPv4 패킷의 TTL 값과 유사하다. 도 3(a)은 IPv4 TOS 필드(104)의 더 많은 상세를 제공한다. TOS 필드(104)는 선행 필드(304) 및 우선순위(priority) 필드(306)를 포함한다. 선행 필드(304)는 IPv4 패킷을 우선순위화하는데 사용되는 필드이다. 선행 필드(304)는 네트워크가 우선순위 필드(306)를 사용하여 패킷의 우선순위를 판정하는지 또는 우선순위 필드(306)가 무시되고 네트워크가 패킷의 우선순위를 판정하지 않는지의 여부를 표시한다. 우선순위 필드(306)는 네트워크가 네트워크 내에 존재할 수 있는 혼잡 제어 메커니즘 및 다양한 큐잉(queuing)의 이점을 취하도록 허용한다. 도 3(b)은 IPv6 TC 필드(204)의 더 많은 상세를 제공한다. TC 필드(204)는 IPv6 패킷들의 우선순위들 또는 상이한 등급들을 식별하고 구별하기 위해 발신 라우터들 및/또는 전송 라우터들에 의해 사용하기 위해 이용가능하다. TC 필드(204)는 IPv6 패킷들을 위해 "차별화된 서비스(differentiated service)"의 다양한 형태들을 제공하기 위해 사용된다. 차별화된 서비스 코드 지점들(DSCP: Differentiated Service Code Points), 또는 DiffServe는, 네트워크 라우터들이 다양한 패킷 스트림들에 차별화된 등급들의 서비스를 적용하도록 촉진하여 상이한 홉당 동작들(PHBs: Per-Hop Behaviors)에 따라 그들을 전송하는 각각의 IP 패킷의 헤더에서의 마커(marker)이다. 이것은 인터넷 및 다른 IP 기반 네트워크 서비스 제공자들이 고객들 및 그들 정보 스트림들에 대한 차별화된 레벨들의 서비스를 제공할 수 있게 한다. DiffServ는 또한 IPv4 패킷의 TOS 필드에서 구현되었다. 패킷이 IP 라우터에 진입할 때, IP 헤더가 검사된다. 검사는 패킷이 현재 라우터로부터 전송될 다음 홉 및 우선순위를 결정한다. 우선순위는 IPv4 패킷의 TOS 필드(104)에 대한 선행 필드(304) 및 우선순위 필드(306)와, IPv6 패킷의 TC 필드(204)의 차별화된 서비스 코드 지점들(DSCP) 값을 해석함으로써 결정된다. 패킷의 헤더 필드들이 그 우선순위를 결정하기 위한 충분한 안내를 제공하지 않으면, 더 많은 정보를 얻기 위해 심층된 패킷 검사가 수행되어, 그로부터 우선순위 결정이 이루어질 수 있다. 패킷의 우선순위는 패킷이 다음 홉에 전송되도록 스케줄링될 때 영향을 미친다. 유선 네트워크들에서, 패킷 스케줄링의 작업은 패킷을 타임 슬롯과 연관시키는 것이다(일정한 전력으로, 데이터율로, 및 하나의 공유 채널을 통해). 무선 네트워크들에서, 패킷 스케줄링은 그보다 더욱 일반적으로 될 수 있다 - 패킷들이 전송될 때 그 기능은 타임 슬롯들, 전력들, 데이터율들, 채널들 또는 그 조합들과 같은 소스들(sources)을 스케줄링하는 것이다. 특히, 소스의 특성들, QoS 요건들, 채널 상태들, 및/또는 큐 길이들에 기초하여, 무선 스케줄러는 전송을 위한 패킷들에 타임 슬롯들, 전력들, 데이터율들, 및/또는 채널들을 할당한다. 실시간 전송 프로토콜(RTP: Real-time Transport Protocol)은 오디오 및 비디오와 같은 실시간 데이터를 전송하기 위한 인터넷 프로토콜이다. RTP는 데이터 스트리밍을 지원한다. 무선 채널을 통해 RTP 음성 스트림을 스케줄링하기 위해, 패킷이 목적지 라우터에 도착할 예정인 시간(즉, 패킷의 기한)은 음성 스트림을 전송하는 라우터에 의해 알려져야 한다. 그러나, RTP 음성 스트림의 패킷들은 암호화될 수 있다. 음성 스트림이 암호화되면, 기한은 패킷으로부터 검색될 수 없다. 특히, 패킷이 암호화되면, 패킷 데이터의 중요성에 대한 추가 지식이 암호화로 인해 획득될 수 없기 때문에 패킷 검사를 수반하는 어떠한 방법도 통상적으로 효과적이지 않을 것이다. 통상적으로 무선 링크들은 네트워크의 처음 또는 최종 링크이다. 대부분의 QoS는 흔히 최종 무선 홉 노드(예를 들면 라우터)의 동작에 의해 결정된다. 최종 무선 홉 노드는 통상적으로 동일한 서비스 조합의 패킷들(예를 들면 단일 인터넷 프로토콜을 통한 음성(voice over internet protocol;VoIP) 전화 호출과 연관된 패킷들) 중 한 패킷의 상대적 중요성을 결정하기 위해 패킷 헤더를 단독으로 사용할 수 없을 것이다. 따라서, 최종 홉 노드에서의 패킷의 우선순위를 식별하는 개선된 방법이 필요하다.