In this paper we propose a novel recovery scheme to guarantee QoS (quality of service) and reduce spare capacity for restoration by introducing multiple classes based on $MP\lambdaS$ (MultiProtocol Lambda Switching) control plane in IP over WDM networks. We propose two novel recovery schemes for targeting: 1) QoS guaranteeing by focusing more on recovery time (Hybrid recovery scheme with multiple classes), and 2) saving spare resources for restoration and differentiating restoration time among diverse services (Shared recovery scheme with multiple classes). In these schemes, we assign one of three classes on a label request message for establishing backup path according to the diverse protection demands and apply dedicated or shared recovery strategies for each class.
The proposed schemes are compared with the 1+1 dedicated protection scheme and the SRLG (shared risk link group) applied recovery scheme in terms of the required number of wavelengths for satisfying OLSP (optical label switched paths) setup requests, blocking rate, and restoration time. The proposed recovery schemes satisfy the required QoS/CoS guarantee in restoration time and reduction in spare capacity for backup paths, and thus show better performance than the existing schemes through the modified $MP\lambdaS$ signaling messages.
본 논문에서는 $MP\lambdaS$ 제어 평면 기반의 IP over WDM 네트워크에서 다중 클래스를 이용한 QoS (Quality of Service) 보장 복구 기법을 제안하였다. $MP\lambdaS$ 망으로 들어온 패킷들은 주어진 광 경로 설정 요구에 따라 레이블 요구 메시지를 이용해서 광 경로를 설정하게 된다. 특히 장애 발생시 이를 처리하기 위해서 예비 경로를 구성할 때 원하는 복구 서비스에 따라 다른 클래스를 레이블 요구 메시지에 포함시킴으로 각 클래스마다 각기 다른 복구 서비스를 제공토록 한다. 제안한 방법은 복구 시간 측면에서 각 클래스 마다 다른 QoS를 제공하고, 예비 경로를 구성하는데 필요한 여유 자원의 양을 줄이는데 목표를 둔다. 이를 위해서 우리는 복구 시간 측면에서의 QoS를 제공하기 위해서 다중 클래스를 갖는 혼용 복구 방법(클래스 1; 전용 경로를 갖는 복구, 클래스 2: 높은 우선 순위를 갖는 공유 복구, 클래스 3: 낮은 우선 순위를 갖는 공유 복구를 적용)을 제안, 사용하였으며, 예비 자원의 양을 최소화하고 클래스 마다 상이한 CoS (Class of Service)를 제공하기 위해서 다중 클래스를 갖는 공유 복구 방법 (클래스 1: 가장 높은 우선 순위를 갖는 1:3 공유 복구, 클래스 2: 중간 우선 순위를 갖는 1:3 공유 복구, 클래스 3: 가장 낮은 우선 순위를 갖는 1:3 공유 복구를 적용)을 제안, 사용하였다.
제안한 방법은 광 경로 설정 요구를 만족시키기 위해서 필요한 자원량, 블록킹 율, 그리고 복구 시간 측면에서 1+1 복구 방법과 SRLG (shared risk link group) 개념이 적용된 공유 복구 방법과 비교하였다. 다중 클래스는 갖는 혼용 복구 방법은 1+1 보호 방법을 사용했을 때 필요한 자원량에 비해서 69~72%의 자원을 필요로 하였다. 이 경우에 클래스 1의 복구 시간은 16~28.2ms, 클래스 2 와 3의 복구 시간은 각각 47.8~68ms, 102~157.5ms을 보였다. 클래스 1의 경우는 APS (automatic protection switching)를 이용하는 SONET/SDH 네트워크의 50ms 제안을 만족시켰다. 다중 클래스를 갖는 공유 복구 방법의 경우, 1+1 보호 방법을 구성하기 위해서 필요한 자원량에 비해서 37~42%의 여유 용량만 있으면 예비 경로를 구성할 수 있었다. 또한 이 방법에서 클래스 1은 63~69ms, 클래스 2와 3은 각각 104.4~157.6ms, 105~162.5ms의 복구 시간을 나타냄으로 각 클래스마다 차등화된 복구 시간을 제공할 수 있었다. 두 째 방법은 SRLG를 적용한 복구 방법보다 더 적은 자원을 소모하였지만 클래스 3에서 약 1% 내외의 블록킹이 발생하였다.
본 논문에서는 다중 클래스를 이용한 복구 방법을 적용하기 위해서 $MP\lambdaS$의 시그널링 프로토콜 중에서 CR-LDP의 시그널링 메시지를 수정하였으며, 또한 각 노드가 유지해야 하는 레이블 정보 테이블과 파장 관리자를 복구 기능을 할 수 있도록 수정, 제안하였다.
