KR101212645B1 - 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것으로, 가상 네트워크별로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 각각 구하는 단계, 상기 구해진 각 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭들을 구하고, 상기 유효 대역폭들에 대한 경로를 설정하는 단계, 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 근거로 각 가상 네트워크에 대역폭을 할당하는 단계를 포함한다.
따라서 본 발명에 따르면, 가상 네트워크 환경에서 가상 네트워크의 트래픽 변화에 따라 능동적으로 경로 설정 및 대역폭 할당을 수행할 수 있다.

Description

가상네트워크 환경에서의 자원 할당 방법 및 장치{Method and Apparatus for resource allocation in virtual network environment}
본 발명은 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가상 네트워크별로 엔드 노드(end node)들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하고, 각 평균 트래픽 수요에 따른 유효 대역폭들을 구하여 경로를 설정한 후, 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 근거로 각 가상 네트워크에 대역폭을 할당하는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
IDC에 따르면, 물리네트워크의 구매비용은 크게 증가하지 않으나, 소모전력 및 냉각 비용은 8배, 서버관리 및 운용비용은 4배 가까이 증가할 것으로 예측된 바 있다. 실제로, 자원의 효율성보다는 효과성만을 중시하여 데이터센터를 운영해옴에 따라 운영, 전력, 냉각 비용은 9 내지 24개월마다 두배로 증가하고 있다. 때문에, 물리적으로 데이터센터의 크기를 줄임으로써 운영/전력/냉각 등으로 발생하는 비용을 절감하는 등의 IT 자원을 효율적으로 사용할 필요성이 증가하였다.
이러한 필요성에 따라, 웹 서버, 웹 응용 서버, 대용량 연산을 위한 클러스터에 가상화 기술을 적용하여 일부 자원이 유휴상태에 머무르는 것을 방지하고 있다. 즉, 프로세서, 메모리, IO(Input/Output) 자원 등의 컴퓨팅 자원에서 사용되는 응용 패턴에 따라 물리 네트워크를 프로세서 중심 또는 IO 중심의 응용으로 운용함으로써, 물리 네트워크의 자원 사용률을 높이는 것이다. 다시 말해, 가상화 기술은 물리 네트워크가 아닌 물리 네트워크 내의 프로세서, 메모리 및 IO 수준에서 자원을 관리하여 응용에 있어 높은 중첩율과 높은 사용율을 지원하고자 한다.
네트워크 가상화는 하나의 물리적 네트워크 위에서 복수 개의 독립적인 가상 네트워크가 동시에 동작하도록 하기 때문에, 오늘날 테스트베드 네트워크의 기반 기술로써 널리 이용되고 있다.
이러한 네트워크 가상화 기반 테스트베드 환경에서는 각 사용자가 필요한 양의 자원(노드 및 링크 대역폭 등)을 요청하면 관리자는 현재 사용 가능한 자원을 고려하여 새로운 가상 네트워크를 배정한다. 사용자들은 자신만의 독립적인 네트워크를 할당받아, 그 위에서 다양한 기술 혹은 네트워크 프로토콜을 구현하고 성능을 분석할 수 있다.
가상 네트워크 환경에서는 복수 개의 가상 네트워크가 한정된 물리적 자원을 공유하기 때문에, 이들 간의 효율적인 자원 배분이 무엇보다 중요하다. 단일 네트워크 환경에서는 링크 대역폭 등의 물리적 자원의 크기가 고정되어 있기 때문에, 네트워크의 효율성을 높이기 위한 특별한 자원 할당 기술이 요구되지 않았다.
그러나, 가상 네트워크 환경에서는 각 가상 네트워크의 자원을 주어진 범위 내에서 유동적으로 변화시킬 수 있기 때문에, 네트워크 상황 변화에 따른 능동적인 자원 할당 기술이 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가상 네트워크 환경에서 네트워크 상황 변화에 따라 능동적으로 자원을 할당할 수 있는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 가상 네트워크 환경에서 가상 네트워크의 트래픽 변화에 따라 능동적으로 경로 설정 및 대역폭 할당을 수행할 수 있는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 자원 할당 장치가 가상네트워크 환경에서 자원을 할당하는 방법에 있어서, (a) 가상 네트워크별로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 각각 구하는 단계, (b) 상기 구해진 각 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭들을 구하고, 상기 유효 대역폭들에 대한 경로를 설정하는 단계, (c) 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 근거로 각 가상 네트워크에 대역폭을 할당하는 단계를 포함하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법이 제공된다.
상기 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법은 (d) 미리 정해진 일정 시간 구간 단위로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하고, 상기 구해진 평균 트래픽 수요가 일정 범위 이상 변화할 경우, 상기 (a)단계부터 상기 (c)단계를 반복 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계는, 미리 정해진 일정 시간 구간에서 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요 추정, 현재시점에서의 트래픽 수요 측정 또는 사용자의 트래픽 수요 요구 조사 중 적어도 하나의 방법에 의해 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 각각 구할 수 있다.
상기 유효 대역폭은 각 평균 트래픽 수요의 예측 오차와 확률적인 과잉 전송을 고려하여 구해진 것이다.
또한, 상기 유효 대역폭은 QoS 또는 트래픽 종류를 포함하는 기준이 가상 네트워크별로 다르게 설정되어 있는 경우, 상기 설정된 기준에 따라 각 가상 네트워크를 차별화하여 구해진 것이다.
상기 유효 대역폭들에 대한 경로는, 미리 정해진 라우팅 방법을 이용하여 엔드 노드들간에 해당 유효 대역폭을 수용할 수 있도록 구해진 경로일 수 있다.
상기 (c)단계는 상기 설정된 경로의 각 링크에서 그 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 가상 네트워크별로 구하는 단계, 상기 가상 네트워크들의 유효 대역폭 합에 대한 비율을 근거로 물리 네트워크에 할당된 대역폭을 각 가상 네트워크에 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 가상 네트워크의 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하는 평균 트래픽 수요 계산부, 상기 구해진 각 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭들을 구하고, 상기 유효 대역폭들에 대한 경로를 설정하는 경로 설정부, 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 근거로 각 가상 네트워크에 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부를 포함하는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 장치가 제공된다.
상기 평균 트래픽 수요 계산부는 미리 정해진 일정 시간 구간에서 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요 추정, 현재시점에서의 트래픽 수요 측정 또는 사용자의 트래픽 수요 요구 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구한다.
또한, 상기 평균 트래픽 수요 계산부는 상기 구해진 평균 트래픽 수요가 일정 범위 이상 변화하는지의 여부를 판단하고, 상기 판단결과 일정 범위 이상 변화할 경우, 새롭게 평균 트래픽 수요를 구하여 자원 할당을 위해 상기 경로 설정부에 경로 설정을 요청한다.
상기 경로 설정부는 각 평균 트래픽 수요의 예측 오차와 확률적인 과잉 전송을 고려하여 유효 대역폭을 구한다.
또한, 상기 경로 설정부는 QoS 또는 트래픽 종류를 포함하는 기준이 가상 네트워크별로 다르게 설정되어 있는 경우, 상기 설정된 기준에 따라 각 가상 네트워크를 차별화하여 유효 대역폭을 구한다.
또한, 상기 경로 설정부는 미리 정해진 라우팅 방법을 이용하여 엔드 노드들간에 해당 유효 대역폭을 수용할 수 있는 경로를 설정한다.
상기 대역폭 할당부는 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 가상 네트워크별로 구하고, 상기 가상 네트워크별 유효 대역폭들의 합에 대한 비율을 근거로 물리 네트워크에 할당된 대역폭을 각 가상 네트워크에 할당한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가상 네트워크 환경에서 가상 네트워크의 트래픽 변화에 따라 능동적으로 경로 설정 및 대역폭 할당을 수행할 수 있다.
또한, 가상 네트워크별로 평균 트래픽 수요의 유효 대역폭을 구하고 그만큼의 자원을 할당하기 때문에, 불필요한 자원의 낭비를 줄이고 네트워크의 효율성 및 서비스 사업자의 수익을 최대화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가상네트워크 환경에서 자원 할당을 위한 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 가상네트워크 환경에서 자원 할당을 위한 자원 할당 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 자원 할당 장치가 가상네트워크 환경에서 자원을 할당하는 방법을 나타낸 흐름도.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
이하에서 설명되는 가상 네트워크 환경은 사용자의 네트워크 자원 수요가 on-demand 방식으로 발생하는 상황이 아니라, 미리 모든 가상 네트워크에 대한 트래픽을 알 수 있는 상황의 환경을 말한다.
예를 들면, 현재 인터넷 환경과 같이 미리 사용자와 네트워크가 정해져 있고 사용자들 사이의 트래픽이 시간에 따라 변화하는 상황을 말한다.
도 1은 본 발명에 따른 가상네트워크 환경에서 자원 할당을 위한 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 가상 네트워크 환경에서 자원 할당을 위한 시스템은 복수개의 가상 네트워크(110a, 110b, .., 110n, 이하 110이라 칭함)로 구성된 물리 네트워크(100), 가상 네트워크(110)의 트래픽 변화를 근거로 각 가상 네트워크에 자원을 할당하는 자원 할당 장치(200)를 포함한다. 여기서, 상기 자원은 경로, 대역폭 등을 말할 수 있다.
상기 물리 네트워크(100)는 각 사용자에게 서비스를 제공하며, 가상화 기술에 기반하여 생성된 여러 개의 가상 네트워크(110)를 포함한다.
즉, 네트워크 가상화는 라우터 가상화 기술에 기반하여 복수 개의 가상 네트워크(110)가 하나의 물리 네트워크(100) 위에 공존하도록 하는 기술이다. 상기 라우터 가상화(Router Virtualization)는 네트워크 가상화의 기반 기술로, 네트워크를 구성하는 라우터를 여러 개의 가상 머신으로 분할하는 기술을 말한다. 구체적으로 라우터 가상화는 Routing table, CPU, I/O queue 등을 복수 개로 분할하여 한 대의 라우터 박스가 복수 개의 라우터로 기능하도록 하는 것을 말한다.
가상 네트워크 환경에서 서로 다른 가상 네트워크 간에는 독립성 및 고립성이 보장된다. 즉, 한 가상 네트워크에서 전송되는 트래픽은 특별한 요청이 없는 한 다른 가상 네트워크로 이동될 수 없으며, 한 가상 네트워크에서 congestion이 발생하더라도 다른 가상 네트워크의 성능에 영향을 미치지 않는다.
상기 자원 할당 장치(200)는 가상 네트워크(110)별로 엔드 노드(end node)들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하고, 상기 구해진 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭을 구한 후, 각 유효 대역폭에 대한 경로를 각 가상 네트워크별로 설정한다.
그런 다음 상기 자원 할당 장치(200)는 상기 설정된 경로의 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 구하고, 상기 합에 해당하는 대역폭을 해당 가상 네트워크에 할당한다.
상기와 같이 상기 자원 할당 장치(200)는 트래픽 변화에 따라 능동적으로 가상 네트워크(110)의 경로 설정 및 대역폭 할당을 수행한다.
또한, 상기 자원 할당 장치(200)는 평균 트래픽 수요에 따라 유효 대역폭을 구하고 그만큼의 자원을 할당하기 때문에 불필요한 자원의 낭비를 줄이고 네트워크의 효율성 및 서비스 사업자의 수익을 최대화할 수 있다.
상기 자원 할당 장치(200)는 가상 네트워크 환경을 구축하여 통신 서비스를 제공하는 서비스 제공자 측에 설치된 서버일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 가상네트워크 환경에서 자원 할당을 위한 자원 할당 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 자원 할당 장치(200)는 평균 트래픽 수요 계산부(210), 경로 설정부(220), 대역폭 할당부(230)를 포함한다.
상기 평균 트래픽 수요 계산부(210)는 가상 네트워크의 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구한다. 이때, 상기 평균 트래픽 수요 계산부(210)는 미리 정해진 일정 시간 구간에서 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요 추정, 현재시점에서의 트래픽 수요 측정, 사용자의 트래픽 수요 요구 조사 등의 방법을 이용하여 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구한다.
즉, 상기 평균 트래픽 수요 계산부(210)는 미리 정해진 일정 시간 구간에서 엔드 노드들간에 전송된 트래픽의 통계를 근거로 평균 트래픽 수요를 추정하게 된다. 상기 미리 정해진 일정 시간 구간은 사용자들의 트래픽 패턴을 반영하여 서비스 사용자가 정한 구간을 말한 것으로, 예를 들면, 업무시간, 점심시간, 새벽 시간 등으로 정할 수 있다.
또한, 상기 평균 트래픽 수요 계산부(210)는 현재 시점에서 엔드 노드들간에 전송되는 트래픽 수요를 측정하여 평균 트래픽 수요로 구할 수 있다.
또한, 상기 평균 트래픽 수요 계산부(210)는 사용자의 트래픽 수요 요구를 조사하고, 상기 조사된 트래픽 수요 요구를 해당 엔드 노드간의 평균 트래픽 수요로 구할 수 있다.
또한, 상기 평균 트래픽 수요 계산부(210)는 주기적(즉, 일정 시간 구간 단위)으로 엔드 노드들간의 평균 트래픽 수요를 구하고, 상기 구해진 평균 트래픽 수요가 일정 범위 이상 변화하는지의 여부를 판단하여, 일정 범위 이상 변화할 경우, 새롭게 평균 트래픽 수요를 구하여 새로운 자원 할당을 위해 상기 경로 설정부(220)에 경로 설정을 요청한다.
상기 경로 설정부(220)는 상기 평균 트래픽 수요 계산부(210)에서 구해진 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭들을 구하고, 상기 유효 대역폭들에 대한 경로를 설정한다. 이때, 상기 경로 설정부(220)는 상기 평균 트래픽 수요의 예측 오차와 확률적인 과잉 전송을 고려하여 유효 대역폭을 구한다. 또한, 상기 경로 설정부(220)는 QoS(Quality of Service) 또는 트래픽 종류를 포함하는 기준이 가상 네트워크별로 다르게 설정되어 있는 경우, 상기 설정된 기준에 따라 각 가상 네트워크를 차별화하여 유효 대역폭을 구한다.
즉, 유효 대역폭을 구하는 것은 실제 트래픽이 불규칙하게 변화하기 때문에 이를 수용할 수 있도록 평균 트래픽 수요보다 여유 있게 대역폭을 결정하기 위해서이다. 따라서, 유효 대역폭을 정하는 기준은 서비스 제공자의 정책에 따라 결정된다.
예를 들어, 가상 네트워크가 서로 다른 QoS를 보장하도록 차등화되어 있다거나, 혹은 서로 다른 종류의 트래픽을 운반하도록 나뉘어져 있을 경우 상기 경로 설정부(220)는 각각의 가상 네트워크에 대해 서로 다른 기준을 적용하여 유효 대역폭을 구한다.
다시 말하면, 상기 경로 설정부(220)는 각 가상 네트워크에 서로 다른 QoS가 기준으로 설정되어 있는 경우, QoS가 높은 가상 네트워크 순으로 평균 트래픽 수요에 여유를 두어 유효 대역폭을 구한다.
또한, 상기 경로 설정부(220)는 각 가상 네트워크에 서로 다른 종류의 트래픽을 운반하도록 설정되어 있는 경우, 트래픽의 종류에 따라 서로 다른 기준을 적용하여 유효 대역폭을 구한다.
상기와 같이 상기 경로 설정부(220)는 서비스 제공자에 의해 설정된 기준에 따라 유효 대역폭을 정하는 기준을 달리하여 각 가상 네트워크를 차별화하여 운영할 수 있다.
또한, 상기 경로 설정부(220)는 서비스 제공자에 의해 설정된 정책에 따라 미리 정해진 라우팅 방법을 이용하여 엔드 노드들간에 해당 유효 대역폭을 수용할 수 있는 경로를 설정한다.
상기 경로 설정부(220)에 의해 가상 네트워크의 각 엔드 노드간에는 해당 유효 대역폭을 수용할 수 있는 경로가 설정된다.
상기 대역폭 할당부(230)는 상기 경로 설정부(220)에서 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 근거로 각 가상 네트워크에 대역폭을 할당한다. 즉, 상기 경로 설정부(220)에서 설정된 경로는 적어도 하나 이상의 링크로 구성되어 있다. 따라서, 상기 대역폭 할당부(230)는 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 가상 네트워크별로 구하고, 상기 가상 네트워크별 유효 대역폭들의 합에 대한 비율을 근거로 물리 네트워크에 할당된 대역폭을 각 가상 네트워크에 할당한다.
도 3은 본 발명에 따른 자원 할당 장치가 가상네트워크 환경에서 자원을 할당하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 자원 할당 장치는 미리 정해진 일정 시간 구간동안 가상 네트워크별로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하여 가상 네트워크별로 자원을 할당한다(S302). 여기서, 상기 자원은 노드들간의 경로, 대역폭 등을 포함한다.
상기 자원 할당 장치가 가상 네트워크별로 자원을 할당하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하기로 한다.
상기 S302의 수행 후, 일정 주기가 되면(S304), 상기 자원 할당 장치는 가상 네트워크별로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하고(S306), 상기 구해진 평균 트래픽 수요가 일정 범위 이상 변화하는지의 여부를 판단한다(S308).
즉, 상기 자원 할당 장치는 주기적으로 가상 네트워크의 엔드 노드들간의 평균 트래픽 수요를 구하여 미리 정해진 일정 수준 이상 변화하는 가상 네트워크가 존재하는지를 검사한다. 여기서, 상기 일정 주기는 사용자들의 트래픽 패턴을 반영하여 서비스 사용자가 정한 주기로, 예를 들면, 업무시간, 점심시간, 새벽 시간 등일 수 있다. 상기 일정 범위는 서비스 제공자에 의해 미리 정해진 범위로, 예를 들면 평균 트래픽 수요 대비 ±10%의 범위일 수 있다.
상기 S308의 판단결과 평균 트래픽 수요가 일정 범위 이상 변화할 경우, 상기 자원 할당 장치는 상기 S302를 수행한다.
상기와 같은 방법에 의해 상기 자원 할당 장치는 일정 시간 구간 동안 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하고 그 구간에 대한 자원을 할당한 후, 다음 시간 구간에서 새롭게 평균 트래픽 수요를 구하여 평균 트래픽 수요의 변화가 일정 범위 이상이라면 새롭게 자원할당 과정을 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 자원 할당 장치가 가상네트워크 환경에서 자원을 할당하는 방법을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 자원 할당 장치는 가상 네트워크별로 엔드 노드(end-node) 사이의 평균 트래픽 수요를 구한다(S402).
예를 들어, M개의 엔드 노드로 구성된 물리 네트워크가 N개의 가상 네트워크로 분할되어 있다고 할 경우, 상기 자원 할당 장치는 N개의 MxM 행렬로 평균 트래픽 수요를 추정하게 된다.
또한, 상기 자원 할당 장치는 현재 시점에서 엔드 노드들간에 전송되는 트래픽 수요를 측정하여 평균 트래픽 수요를 구할 수 있다.
또한, 상기 자원 할당 장치는 사용자의 트래픽 수요 요구를 조사하고, 상기 조사된 트래픽 수요 요구를 해당 엔드 노드간의 평균 트래픽 수요로 구할 수 있다.
상기 S402의 수행 후, 상기 자원 할당 장치는 상기 구해진 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭을 각각 구한다(S404). 여기서, 상기 유효 대역폭은 상기 평균 트래픽 수요의 예측 오차와 확률적인 과잉 전송을 고려하여 책정된 대역폭일 수 있다. 예를 들어, 가상 네트워크1의 엔드 노드들간에 측정된 평균 트래픽 수요가 100 Mbps, 150 Mbps, 80 Mbps, 120 Mbps 의 4개인 경우, 상기 자원 할당 장치는 상기 평균 트래픽 수요의 예측 오차와 확률적인 과잉 전송을 고려하여 유효 대역폭을 100Mbps, 160 Mbps, 90 Mbps, 130 Mbps로 각각 구할 수 있다.
상기와 같이 각 유효 대역폭은 해당 엔드 노드간의 평균 트래픽 수요와 같거나 더 큰 값을 가져야 하고, 상기 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭을 구하는 기준은 서비스 제공자의 정책에 의해 결정된다. 따라서, 상기 예측 오차와 확률적인 과잉 전송 조건은 서비스 제공자의 정책에 의해 결정될 수 있다.
상기 S404의 수행 후, 상기 자원 할당 장치는 상기 구해진 유효 대역폭에 대한 경로를 각 가상 네트워크별로 설정한다(S406). 이때, 상기 자원 할당 장치는 최소 경로 라우팅 방법 등과 같은 서비스 제공자의 정책에 따라 정해진 라우팅 방법을 이용하여 엔드 노드들간에 해당 유효 대역폭을 수용할 수 있는 경로를 설정한다.
예를 들어, 3개의 가상 네트워크로 이루어진 가상 네트워크 환경에서 가상 네트워크1의 유효 대역폭이 100Mbps, 130Mbps, 90Mbps, 120Mbps인 경우를 살펴보기로 한다.
상기 자원 할당 장치는 기 설정된 라우팅 방법을 이용하여 100Mbps, 130Mbps, 90Mbps, 120Mbps의 유효 대역폭들을 수용할 수 있는 링크를 선택하여 경로를 설정하게 된다.
상기와 같은 방법은 가상 네트워크2, 가상 네트워크3에도 동일하게 적용되어, 상기 자원 할당 장치는 가상 네트워크1, 가상 네트워크2, 가상 네트워크3 각각에 대한 경로를 설정하게 된다.
상기 S406의 수행 후, 상기 자원 할당 장치는 상기 설정된 경로의 각 링크에서 그 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 가상 네트워크별로 구하고(S408), 상기 유효 대역폭들의 합을 근거로 물리 네트워크에 할당된 대역폭을 각 가상 네트워크에 할당한다(S410).
예를 들어, 물리 네트워크에 할당된 대역폭이 1Gbps이고, 가상 네트워크1의 유효 대역폭의 합이 500Mbps, 가상 네트워크2의 유효 대역폭의 합이 300Mbps, 가상 네트워크3의 유효 대역폭의 합이 150Mbps인 경우, 상기 자원 할당 장치는 각 가상 네트워크별 유효 대역폭들의 합에 대한 비율을 근거로 가상 네트워크1에 500Gbps, 가상 네트워크2에 300Gbps, 가상 네트워크3에 200Gbps의 대역폭을 할당할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 물리 네트워크 110 : 가상 네트워크
200 : 자원 할당 장치 210 : 평균 트래픽 수요 추정부
220 : 경로 설정부 230 : 대역폭 할당부

Claims (14)

  1. 자원 할당 장치가 가상네트워크 환경에서 자원을 할당하는 방법에 있어서,
    (a) 가상 네트워크별로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 각각 구하는 단계;
    (b) 상기 구해진 각 평균 트래픽 수요에 따른 유효 대역폭을 각각 구하고, 상기 유효 대역폭들에 대한 경로를 설정하는 단계; 및
    (c) 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 근거로 각 가상 네트워크에 대역폭을 할당하는 단계;
    를 포함하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (d) 미리 정해진 일정 시간 구간 단위로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하고, 상기 구해진 평균 트래픽 수요가 일정 범위 이상 변화할 경우, 상기 (a)단계부터 상기 (c)단계를 반복 수행하는 단계를 더 포함하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    미리 정해진 일정 시간 구간에서 트래픽의 통계를 근거로 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 추정하는 방법, 현재시점에서 엔드 노드들 사이의 트래픽 수요를 측정하는 방법 또는 사용자의 트래픽 수요 요구를 조사하는 방법 중 적어도 하나의 방법에 의해 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 각각 구하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유효 대역폭은 각 평균 트래픽 수요의 예측 오차와 확률적인 과잉 전송을 고려하여 구해진 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유효 대역폭은 QoS 또는 트래픽 종류를 포함하는 기준이 가상 네트워크별로 다르게 설정되어 있는 경우, 상기 설정된 기준에 따라 각 가상 네트워크를 차별화하여 구해진 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유효 대역폭들에 대한 경로는, 미리 정해진 라우팅 방법을 이용하여 각 엔드 노드간에 해당 유효 대역폭을 수용할 수 있도록 구해진 경로인 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계는,
    상기 설정된 경로의 각 링크에서 그 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 가상 네트워크별로 구하는 단계; 및
    상기 가상 네트워크별 유효 대역폭 합에 대한 비율을 근거로 물리 네크워크에 할당된 대역폭을 각 가상 네트워크에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 방법.
  8. 가상 네트워크의 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하는 평균 트래픽 수요 계산부;
    상기 구해진 평균 트래픽 수요에 대한 유효 대역폭을 각각 구하고, 상기 유효 대역폭들에 대한 경로를 설정하는 경로 설정부; 및
    상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 근거로 각 가상 네트워크에 대역폭을 할당하는 대역폭 할당부;
    를 포함하는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 평균 트래픽 수요 계산부는 미리 정해진 일정 시간 구간에서 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요 추정, 현재시점에서 엔드 노드들 사이의 트래픽 수요 측정 또는 사용자의 트래픽 수요 요구 조사 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 엔드 노드들 사이의 평균 트래픽 수요를 구하는 것을 특징으로 하는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 평균 트래픽 수요 계산부는 상기 구해진 평균 트래픽 수요가 일정 범위 이상 변화하는지의 여부를 판단하고, 상기 판단결과 일정 범위 이상 변화할 경우, 새롭게 평균 트래픽 수요를 구하여 자원 할당을 위해 상기 경로 설정부에 경로 설정을 요청하는 것을 특징으로 하는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 경로 설정부는 각 평균 트래픽 수요의 예측 오차와 확률적인 과잉 전송을 고려하여 유효 대역폭을 구하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 경로 설정부는 QoS 또는 트래픽 종류를 포함하는 기준이 가상 네트워크별로 다르게 설정되어 있는 경우, 상기 설정된 기준에 따라 각 가상 네트워크를 차별화하여 유효 대역폭을 구하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 환경에서의 자원 할당 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 경로 설정부는 미리 정해진 라우팅 방법을 이용하여 엔드 노드들간에 해당 유효 대역폭을 수용할 수 있는 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 대역폭 할당부는 상기 설정된 경로의 각 링크를 지나는 트래픽에 대한 유효 대역폭들의 합을 가상 네트워크별로 구하고, 상기 가상 네트워크별 유효 대역폭들의 합에 대한 비율을 근거로 물리 네트워크에 할당된 대역폭을 각 가상 네트워크에 할당하는 것을 특징으로 하는 가상네트워크 환경에서의 자원 할당 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9736041B2 (en) * 2013-08-13 2017-08-15 Nec Corporation Transparent software-defined network management
KR101496058B1 (ko) * 2013-12-27 2015-02-26 한국과학기술원 회선 활용도 기반 네트워크 코딩 방식 결정 방법 및 장치
WO2016092851A1 (ja) 2014-12-10 2016-06-16 日本電気株式会社 制御装置、制御方法、通信システム及び記憶媒体
CN111884854B (zh) * 2020-07-29 2022-09-02 中国人民解放军空军工程大学 基于多模式混合预测的虚拟网络流量迁移方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA959722B (en) * 1994-12-19 1996-05-31 Alcatel Nv Traffic management and congestion control for packet-based networks
KR20060065427A (ko) * 2004-12-10 2006-06-14 한국전자통신연구원 2계층 가상 사설 네트워크에서의 프레임 처리장치 및 그방법
KR101033519B1 (ko) * 2007-12-18 2011-05-09 삼성전자주식회사 이동 가상 망 운영자 간 비례적인 자원 할당을 위한 스케줄링 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9507625B2 (en) 2014-07-21 2016-11-29 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for generating software defined network(SDN)-based virtual network according to user demand

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