Thanks to great advancements of Ethernet technologies, now Ethernet networks are considered as the future replacement of existing expensive large-scale networks such as SONET/SDH. Recently introduced Provider Backbone Bridge (PBB) and Ethernet ring network are notable examples where Ethernet is used for large scale networks. However, as they are just introduced, they are not mature in technology. Therefore in this paper, we will focus mainly on fundamental issues of Ethernet ring networks.
This thesis is divided into two parts. In the first half of this thesis, we study about Ethernet ring network design. In this part, based on investigation of traditional design issues of SOENT/SDH networks and Ethernet ring characteristics, we go over network design processes from ring topology planning to port block position planning from the views of network cost and protection provisioning. In the later half of this thesis, we optimize protection performance of Ethernet ring network. In this part, we first motivate our works by bringing up a specific phenomenon happening after ring protection, which is a traffic overshoot, and evaluate the performance of existing protection system in terms of delays and link loads. Then, we propose efficient protection systems that can reduce traffic overshoot, and we compare the performance by simulation study.
이더넷 기술은 급속도로 발전하여 이제 대용량의 네트워크를 지원할 수 있는 수준에 이르렀다. 이러한 기술의 발전 흐름에 맞추어 ITU-T 에서는 대용량 이더넷 링 네트워크의 보호 시스템이 제안되었으며 현재 표준화 진행 단계에 있다. 하지만 대용량 이더넷 링 기술은 아직 학계에서 많은 연구가 이루어 지지 않은 실정으로 네트워크 디자인 및 보호 방법 등 많은 이슈를 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 이더넷 링 의 가장 근본적인 문제인 네트워크 디자인 과 보호 방법에 대해서 연구한다.
이더넷 링 기술은 기존 SONET/SDH망과 규모면에서나 네트워크 위상면에서나 많이 흡사하지만 서로 다른 기술을 기반으로 하고 있어 서로 상이한 네트워크 디자인 문제를 갖는다. 대표적인 예로 이더넷은 트리구조의 네트워크를 필요로 하는 반면 SONET/SDH는 그래프 구조의 네트워크를 필요로 한다. 이러한 상이한 네트워크 특성을 고려하여 본 논문에서는 이더넷 링 네트워크를 clean-slate에서부터 시작하여 각각 링을 결정하는 단계, 링의 계층을 결정하는 단계, 링크 용량을 결정하는 단계, 그리고 RPL owner를 결정하는 단계로 나누고 각각 단계마다 디자인 목표를 설정하여 효율적인 네트워크를 디자인 할 수 있는 방법을 제안하였다.
현재 이더넷 보호 시스템은 다중 링 네트워크에 최적화 되어 있지 않다. 하부 링에서 장애가 발생한 경우 일부 상위 링은 FDB 플러시가 필요하지 않음에도 불구하고 일부 플러시가 필요한 노드를 보호하기 위해서 현재 보호 시스템은 모든 상위 링이 플러시가 되는 구조를 가지고 있다. 이러한 무분별한 FDB 플러시는 대용량 네트워크에서 심각한 혼잡을 가져올 수 있으므로 최소화 되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 상위 링에 대해서 FDB 플러시가 필요한 조건을 명확히 하고 이들 노드에 대해서 효율적인 FDB 플러시가 이루어 질 수 있는 방법을 제시하였다.
