KR101567386B1 - 콘텐츠 라우터 기반의 인터넷 프로토콜을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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궈-치앙 왕
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명의 IP 콘텐츠 라우터는 포워딩 명령을 포함하는 데이터 스토어(data store)를 가지는 FIB(Forwarding Information Base) 엔진; 제1 인입 IP 패킷을 ICN(Information Centric Networking) 패킷으로, 제2 인입 IP 패킷을 비-ICN 패킷으로 분류하는 프로세서를 포함하는 IP 패킷 분류기; 및 프로세서를 포함하고, 상기 FIB 엔진 및 상기 IP 패킷 분류기에 연결되는 IP 패킷 프로세서를 포함하고, 상기 IP 패킷 프로세서는, 상기 IP 콘텐츠 라우터에서 ICN이 더 프로세싱되도록/상기 IP 콘텐츠 라우터에서의 추가 ICN 프로세싱을 위해 상기 ICN 패킷을 인터셉팅하고(intercept), 비-ICN(non-ICN) 패킷에 대한 포워딩 명령에 관하여 상기 FIB 엔진을 탐색하고(consult), 상기 포워딩 명령에 따라 상기 비-ICN 패킷을 포워딩하도록 구성된다.

Description

콘텐츠 라우터 기반의 인터넷 프로토콜을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INTERNET PROTOCOL BASED CONTENT ROUTER}
본 출원은 Ravishankar Ravindran 등이 2012년 2월 28일에 출원한 ‘콘텐츠 라우터 기반의 인터넷 프로토콜을 위한 방법 및 장치(Method and Apparatus for Internet Protocol Based Content Router)’ 명칭의 미국 가출원 번호 61/604,056에 기초하여 Ravishankar Ravindran 등이 2012년 8월 20일에 출원한 ‘콘텐츠 라우터 기반의 인터넷 프로토콜을 위한 방법 및 장치(Method and Apparatus for Internet Protocol Based Content Router)’ 명칭의 미국 특허 출원 번호 13/589,530를 기초로 한 것으로서 상기 미국 특허 출원 등은 본 명세서 전체에 걸쳐 참조로서 통합되었다.
인터넷 프로토콜(IP) 포워딩은 호스트 대 호스트 통신(host-to-host communication), 즉, 두 개의 고정 엔드 포인트(static end points) 사이에서 일어나는 통신의 원리에 기초한다. IP 포워딩은 송신자에 의한 것으로서, 이는 수신자는 콘텐츠 버전, 퍼블리셔 등 자신이 필요한 정보에 관한 특징을 규정하는데 제어 능력이 없음을 의미한다. 또한, 사용자의 위치를 알 경우 악의적인 송신자는 사용자가 원하지 않는 스팸 콘텐츠를 보낼 수 있다. 종래의 IP 라우터는, 인-네트워크 캐싱(in-network caching) 등의 콘텐츠 멀티캐스팅 기술을 이용하여 효율적으로 포워딩될 수 있는 대중적인 콘텐츠를 검색하는 어플리케이션을 지원하지 않고, 이동성 및 보안 등의 네트워크 기능도 효율적으로 지원되지 않는다. 오늘날 사용자 구동 중심의 멀티미디어 콘텐츠의 성장을 보면, CDN(Content Distribution Network)는 콘텐츠의 분배를 지원하는 방향으로 발전해 왔다. 그러나, CDN은 IP에 오버레이된(overlaid) 기술로서 어플리케이션에 특화되어 있다.
대안적 접근으로서, 정보 중심 네트워킹(ICN, Information-Centric Networking) 리서치는 호스트 대 호스트 모델에서 호스트 대 콘텐츠(host-to-content) 모델로 통신의 패러다임을 전환시킴으로써 이러한 문제에 접근하였다. 이 경우, 사용자 요청은 관련 메타데이터와 함께 탐색된 정보의 명칭을 포함하는 패킷 데이터 유닛으로 변환된다. 이와 같은 쿼리를 수신하자마자 라우터는 데이터의 캐싱된 카피(copy)가 있을 경우 이를 자체적으로 해결하거나, 콘텐츠가 획득될 수 있는 방향을 따라 이를 포워딩한다. 또한, 모든 ICN 솔루션은 이동성 및 보안에 대한 고유의 지원책을 가진다. 종래의 ICN 제안 또는 CDN의 결점 중 하나는, 이들이 IP 프로토콜 스택을 대체하는 클린-슬레이트(clean-slate)이거나, 제공자의 도메인의 오버레이된 새로운 전용 프로토콜을 소개해야 한다는 점(DHT(Distributed Hash Table) 또는 DNS(Domain Name System) 구현 등)이다. 위의 두 가지 접근은 제공자에 의한 초기 투자로서 높은 CAPEX(Capital Expense) 및 OPEX(Operational Expense)가 발생하기 쉽기 때문에, 네트워크 효율을 향상시키고 제공자 측의 운영비를 줄이고자 하는 위와 같은 솔루션의 실현이 지연된다.
일 실시예에서, 본 발명은 포워딩 명령을 포함하는 데이터 스토어(data store)를 가지는 FIB(Forwarding Information Base) 엔진; 제1 인입(incoming) IP(Internet Protocol) 패킷을 ICN(Information Centric Networking) 패킷으로, 제2 인입 IP 패킷을 비-ICN 패킷으로 분류하는 프로세서를 포함하는 IP 패킷 분류기; 및 프로세서를 포함하고, 상기 FIB 엔진 및 상기 IP 패킷 분류기에 연결되는 IP 패킷 프로세서를 포함하고, 상기 IP 패킷 프로세서는, 상기 IP 콘텐츠 라우터에서 ICN이 더 프로세싱되도록/상기 IP 콘텐츠 라우터에서의 추가 ICN 프로세싱을 위해 상기 ICN 패킷을 인터셉팅하고(intercept), 비-ICN(non-ICN) 패킷에 대한 포워딩 명령에 관하여 상기 FIB 엔진을 탐색하고(consult), 상기 포워딩 명령에 따라 상기 비-ICN 패킷을 포워딩하도록 구성되는, IP 콘텐츠 라우터를 포함한다.
다른 일 실시예에서, 본 발명은 라우터에서 네트워크 노드로부터 IP 패킷을 수신하는 단계; 프로세서에 의해 상기 IP 패킷의 분류(classification)를 판정하는 단계로서, 상기 분류는 ICN(Information Centric Networking) 패킷 및 비-ICN 패킷 중 하나를 포함하는, 상기 판정하는 단계; 및 데이터 패킷이 (상기) ICN 패킷인 것으로 판정되면, 상기 데이터 패킷에 대하여 어플리케이션 프로토콜 레벨 프로세싱을 수행하는 단계를 포함하는, 네트워크에서의 패킷 포워딩 방법을 포함한다.
또 다른 일 실시예에서, 본 발명은 복수의 인터페이스; 상기 인터페이스에 연결되고, 상기 복수의 인터페이스 상의 인입 IP 트래픽(incoming IP traffic)으로부터 IP-I 패킷 및 IP-C 패킷을 식별하는 IP 패킷 분류기; 상기 IP 패킷 분류기에 연결되고, 복수의 세션 레벨 프로토콜 중 하나의 아이덴티티에 기초하여 상기 IP-I 패킷 및 상기 IP-C 패킷을을 분류하는 IP 프로토콜 분류기; 및 상기 IP 프로토콜 분류기에 연결되는 복수의 어플리케이션 프로세싱 엔진(APE)을 포함하고, 상기 복수의 APE 각각은, 상기 세션 레벨 프로토콜에 대응하며, 상기 IP-I 패킷 내의 명칭을 해석하고, 상기 콘텐츠가 어플리케이션 콘텐츠 스토어 내에 보유되었을 경우 콘텐츠에 대한 요청에 응답하고, 상기 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 상기 어플리케이션 콘텐츠 스토어에 저장하고, 상기 IP-C 패킷의 명칭을 기반으로 상기 어플리케이션 콘텐츠 스토어 내의 상기 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 인덱싱하는, IP 기반 네트워킹 환경에서의 ICN 라우팅 장치를 포함한다.
상기 및 다른 특징들은 참조 도면 및 청구범위와 함께 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다.
본원발명을 보다 완전하게 이해하기 위해, 이하에서는 참조된 도면과 상세한 설명에 관하여 간략하게 설명한다. 동일한 참조 번호는 동일한 구성을 나타낸다.
도 1은 본 실시예에 따른 IP 기반의 콘텐츠 라우터(IP-CR)의 블록도이다.
도 2는 본원발명의 일 실시예에 따른 IP-I 또는 IP-C 패킷 프로토콜 스택의 예시를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본원발명의 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 IP 기반의 콘텐츠 라우팅 시스템의 모식도이다.
도 4는 본원발명의 일 실시예에 따라 호스트가 IP-CR 도메인으로부터 콘텐츠를 페칭하는(fetch) 방법을 도시한 프로토콜도(protocol diagram)이다.
도 5는 본원발명의 일 실시예에 따른 IP-CR의 모식도이다.
도 6은 본원발명의 일 실시예에 따른 IP 패킷(602)의 헤더 부분의 모식도이다.
도 7은 본원발명의 일 실시예에 따라 콘텐츠 멀티캐스팅의 대칭 경로를 보장하기 위한 방법을 나타낸 모식도이다.
도 8은 콘텐츠 인식 네트워크 유닛의 일 실시예의 모식도이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 구성의 일 이상의 실시예를 구현하기에 적합한 전형적이고 일반적인 목적의 네트워크 컴포넌트를 도시한 것이다.
이하에서는 일 이상의 실시예의 구현예가 제공되지만, 본원발명의 시스템 및/또는 방법은 현재 알려졌거나 이미 존재하는 다양한 기술을 이용하여 구현될 수 있음을 먼저 이해할 필요가 있다. 본원발명은 본 명세서에서 설명 및 묘사되는 예시적 구조 및 구현을 포함한 구현예, 도면 및 이하에서 설명되는 기술에 재한되지 않으며, 첨부되는 청구항의 범위에 균등한 전체 범위 내에서 변경 가능하다.
최근에 인터넷은 콘텐츠 명칭을 도메인으로 하던 것을 콘텐츠가 처음 저장된 IP 주소로 하게 되었다. 이와 같은 방법론의 단점은, 동일한 콘텐츠가 먼저 요청되었던 것인지 여부와는 상관 없이, 콘텐츠가 리-페칭(re-fetching)되어야 한다는 점이다. 콘텐츠 리-페칭의 아이디어는 네트워크 효율성(즉, 라우터 및 링크 용량 사용량의 관점) 및 경제성의 측면에서, 특히 인터넷 연결을 위해 높은 계층의 오퍼레이터에게 지불을 해야하는 낮은 계층의 제공자 입장에서, 모두 비효율적이다. 또한, 콘텐츠 서빙 서버(content serving server)는 동일한 정보를 반복하여 검색하는 수많은 사용자들을 수용하기 위해 그 크기가 조정되어야 한다는 한 가지 단점의 가능성이 있는 과부하 시나리오가 되는 경향이 있다. CDN과 같은 솔루션은 오버레이(overlay)된 분배 콘텐츠를 캐싱(caching)하는 인프라스트럭쳐를 통해 이러한 문제를 해결하고자 한다. 최초의 서버를 오프로딩(offloading)하는 것에 더하여. CDN은 사용자 요청을 가장 가까운 오버레이된 캐시 포인트로 해결하여, 콘텐츠 획득의 잠복기를 늘리고자 한다. CDN이 서비스 제공자(SP, Service Provider)의 네트워크 효율을 향상시켜 SP의 문제를 완화시킴에도 불구하고, CDN 최초 데이터는 CDN에게 들어가는 비용 없이 SP의 인프라스트럭쳐를 통해 전달되기 때문에 CDN은 경제적으로 SP에게 손해를 미친다. 또한, 언더레이는 최종 최적화 목적으로부터는 완전히 의식할 수 없는 것이기 때문에, 오버레이 캐시의 분배 최적화는 SP의 언더레이 네트워크에 불안정성을 야기할 수 있다.
ICN은 콘텐츠 서버 위치가 아닌 명칭에 대한 인터네트워킹(internetworking) 계층을 기반으로 호스트로부터 콘텐츠를 분리한다. ICN 제안은 PULL 구동 모델로, 사용자는 자신이 원하는 콘텐츠를 명백하게 요청하고(예를 들어, 인터레스트(interest) 표출), 네트워크는 요청을 가장 가까운 위치로 라우팅하는 지능을 가진 것으로 간주된다. ICN 네트워크의 중추는 콘텐츠 라우터이다. 콘텐츠 라우터는 리소스를 캐싱 및 컴퓨팅하는 콘텐츠 인식 라우터이다. 라우터를 통해 콘텐츠 흐름을 기억할 수 있는 PULL 구동 모델과 콘텐츠 라우터의 조합은 IP에 관한 종래의 많은 문제점을 해결한다. 예를 들어, 캐싱(caching)의 피쳐(feature)는, 콘텐츠 멀티캐스팅을 이네이블하고, 사용자가 동작을 먼저 취함으로 인해 네트워크가 콘텐츠를 이미 확인한 경우 콘텐츠를 리-페칭하지 않는 문제를 해결한다. 콘텐츠 명칭은 ICN 프레임워크 내에서 유지되므로, 동일한 명칭으로 인터레스트를 표출함으로써 가장 가까운 콘텐츠 라우터로부터 동일한 콘텐츠가 회수될 수 있다. 또한 ICN은, 인-네트워크(in-network) 캐싱 피쳐를 레버리지하고(leverage), 핸드오프 중에 맞닥뜨린 정전 기간 이후에 인터레스트를 다시 표출함으로써 이동성의 문제를 해결한다. 수신자가 모든 콘텐츠 청크(chunk)가 어디에서 수신되었는지에 상관 없이 스스로 입증 가능하게 함으로써 안정성 확보가 가능하다.
ICN 솔루션은 세 가지 방식 중 하나가 될 수 있다. 첫 번째 방법은 증가 중인 접근으로서 실용적인 오버레이 모델이다. 이러한 방법은 도메인의 경계에의 ICN 라우터 배치를 수반한다. 여기서 언더레이는, IP 등 배치된(deployed) 임의의 레벨 3(L3) 기술, 이더넷(Ethernet) 등 임의의 레벨 2(L2) 기술, 또는 MPLS(Multiprotocol Label Switching) 등 몇몇의 다른 프로토콜일 수 있다. 여기서, 이와 같은 배치로 ICN의 효율 이득을 최대로 실현시키지 못하더라도, 콘텐츠 전달 효율의 측면에서는 현재의 네트워크보다 ICN이 낫다. 제공자의 관리 업무 중 하나는 새로운 프로토콜을 수반하는 새로운 네트워크 요소(사용자 단말 및 네트워크 장치 모두)를 배치 및 관리하는 것이며, 더하여 최대 효율을 달성하도록 새로운 네트워크 장치(NE, Network Equipment)를 조율하는 것이다.
두 번째 접근은 통합 모델로서, ICN 구성의 바람직한 피쳐를 이네이블(enable)하기 위해 HTTP(IP/Hypertext Transfer Protocol) 등의 알려진 프로토콜을 레버리지(leverage)하는 것이다. 이러한 접근은 CAPEX 및 OPEX 모두의 측면에서 새로운 네트워크 기능의 구현 비용을 최소화한다. 이와 같은 피쳐는 단말과 라우터 모두에 있어서 IP 프로토콜 스택을 교체하지 않고 기존의 네트워크 요소로의 소프트웨어 업그레이드를 이용함으로써 잠재적으로 구현될 수 있기 때문에 자본 비용이 감소할 수 있다. 종래의 문헌 상 제안 중 하나는 HTTP를 내로 웨이스트(narrow waist)로 이용하는 것이다. 그러나, 이에 관해서는, 1) HTTP가 콘텐츠 전달에 이용되는 유일한 프로토콜이라는 가정이라는 점(RTP(Real-time Transport Protocol)은 IPTv(Internet Protocol Television) 어플리케이션 선택의 또 다른 대중적인 프로토콜임); 2) HTTP 사용은, IP가 호스트 대 호스트 어플리케이션에 대해 제공하는 단순성을 무시하여, Popa가 제안한 S-GET(Subscriber-Get) 등의 HTTP 시멘틱(semantic)으로 맵핑되어야 한다는 점에서 일부 문제가 있다. 이에 관한 부가적인 사항은 ‘HTTP As a Narrow Waist for Future Internet(Lucian Popa 등, Hot-ICE, 2011)’에서 논의되었으며, 이는 사실상 전체가 복제되어 본 명세서에 참조로서 통합되었다.
세 번째 접근은 클린-슬레이트(clean-slate) 접근으로서, 현재 기술의 교체를 수반하기 때문에 가장 번거롭다. 이 접근에서는 새로운 하드웨어 및 소프트웨어가 새로운 솔루션에 따라 배치되어야 한다. 또한, 클린-슬레이트 접근은 가장 비싼 방식이기도 하다.
본 명세서에 개시된 시스템, 장치 및 방법은 종래의 IP가 하는 일과 ICN이 IP 내의 몇몇 ICN 피쳐를 이네이블함으로써 달성하고자 하는 것 사이의 격차를 연결시키기 위한 것이다. 본 명세서에서는 이와 같은 피쳐를 지지하는 라우터를 IP 콘텐츠 라우터(IP-CR)라 칭한다. 이와 같은 피쳐는 IP 상에 세워지므로, 본원에서 제안하는 인핸스먼트(enhancement)의 이점은 특정 소프트웨어 업데이트와 종래 IP 라우터의 캐싱 능력을 리퍼포징(re-purposing), 필요한 경우 캐시(cache) 사이즈를 증가하여 즉시 구현 가능하다. 본 시스템, 장치 및 방법은 종래에 존재하지 않는 어떠한 새로운 프로토콜도 필요하지 않다. 그러므로 이와 같은 피쳐는 운용비를 최소화할 수 있다.
일 실시예에서, IP 패킷은, 해당 패킷이 종래의 IP 패킷인지, IP-인터레스트 패킷(즉, 콘텐츠에 관한 ICN 인터레스트 또는 요청을 포함하는 IP 패킷)인지, 또는 IP-콘텐츠 패킷(즉, ICN 콘텐츠를 포함하는 IP 패킷)인지를 지시하는 필드를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, IP 패킷이 종래의 IP 패킷이면, IP-CR은 패킷을 일반적으로(예를 들어, 주지의 IP 처리 방법에 따라) 처리한다. 그러나, IP 패킷이 IP-인터레스트 패킷 또는 IP-콘텐츠 패킷이면, 패킷은 부가 처리로 인터셉팅된다(intercepted). 추가적인 처리로서, 로컬 데이터 스토어(local data store)로부터 콘텐츠를 회수하여, 콘텐츠를 보내온 서버로 요청을 포워딩하지 않고 요청 클라이언트에게로 콘텐츠를 리터닝시키는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, IP-콘텐츠 패킷의 콘텐츠는 IP-CR의 로컬 데이터 스토어에서 캐싱될 수 있으며, 이로써 IP-콘텐츠 패킷이 회수되고, IP-콘텐츠 패킷을 보내온 서버로부터 콘텐츠를 리패칭할 필요 없이 다른 사용자들에게 제공될 수 있다. 따라서, 개시된 IP-CR은, 정보 중심 네트워킹을 지원하지 않는 종래의 IP 패킷 및 ICN 데이터를 모두 네트워크 기반의 IP를 통해 라우팅할 수 있다.
본원의 방법, 시스템 및 장치는 이하의 이점 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 본원의 방법, 시스템 및 장치는, PULL 모드에서 작동할 수 있도록 IP를 이네이블할 수 있으며, 이에 따라 어플리케이션은 명백한 콘텐츠 명칭 및 네트워크가 위상학적으로 보다 가까운 위치로 접근할 수 있게 해주는 관련 특징과 함께, ‘인터레스트’ 프로토콜 데이터 유닛(PDU, Protocol Data Unit)을 표출할 수 있다. 본원의 방법, 시스템 및 장치는 ‘콘텐츠’ PDU를 이용하여 IP가 캐싱 콘텐츠에 적용 가능하게 할 수 있으며, 이에 따라 네트워크로부터의 콘텐츠는 다양하게 캐싱되고, 자유롭게 회수될 수 있으며, 따라서 네트워크에서의 콘텐츠 멀티캐스팅 피쳐를 이네이블할 수 있게 된다. 본원의 방법, 시스템 및 장치는 효율적인 콘텐츠 전송을 이네이블하기 위해 멀티캐스트 트리(tree)의 다양한 구조를 가능케하는 사용자 요청 수집을 이네이블할 수 있다. 본원의 방법, 시스템 및 장치는, IP 계층이, 공유 불가한 특징의 콘텐츠 소모적인 포인트 투 포인트(point-to-point) 어플리케이션과, 본래 공유 가능한, 네트워크의 분배 어플리케이션을 모두 지원하게 할 수 있다. 본원의 방법, 시스템 및 장치는, 종래의 IP 인프라스트럭쳐를 최소로 업그레이드함으로써 현재의 IP 네트워크(예를 들어, 인터넷)에서 구현될 수 있는 솔루션을 제공할 수 있다. 본원의 방법, 시스템 및 장치는, 예를 들면 UDT/TCP(user data gram/transfer connect protocol) 등의, 비연결 및 연결 지향의 세션 계층 프로토콜에 대해 구동될 수 있다. 본원의 방법, 시스템 및 장치는 IP 도메인 내에서 전파된 콘텐츠에 대한 다양한 레벨의 안정성을 강화할 수 있다.
이하에서는 IP로의 두 가지 확장에 대해 개시한다. 제1 확장은 어플리케이션이 표출된 PDU(expressed PDU)가 콘텐츠에 대한 인터레스트인 IP 계층을 지시하게 할 수 있다. 제2 확장은 IP PDU가 콘텐츠 객체를 포함함을 지시할 수 있다. 인터레스트 IP 패킷(IP-I)는 콘텐츠 객체를 탐색하려는 인터레스트로서 IP콘텐츠 라우터(IP-CR)에 의해 해석될 수 있다. IP-I는 HTTP의 PULL 모드를 모방(mimic)할 수 있다. 콘텐츠 IP 패킷(IP-CR)은 네트워크에서 잠재적으로 캐싱될 수 있는 콘텐츠 객체를 포함하는 응답 패킷(response packet)으로서 해석될 수 있다. 실제로는 IP 패킷의 단일 비트는 두 종류의 패킷을 마킹(marking)할 수 있다. IP 헤더에서 이러한 정보를 인코딩하는 관점에서는, 이를 달성하기 위한 몇 가지 접근이 있을 수 있다.
한 가지 접근은 차등화 서비스 코드 포인트(DSCP, Differentiated Services Code Point) 비트를 이용하는 것이다. 이 같은 방식에서는, IP-(I/C) PDU가, 라우터 내에서 차등화되어야 하고, 서로 다르게 처리되어야 하는, 서로 다른 클래스의 트래픽을 나타낼 수 있다. IP 패킷의 8-13 비트의 헤더는 DSCP 코드 포인트를 지시하는데 이용되며, RFC(Request For Comment) 2747은 이러한 비트 공간의 세 가지 풀(pool)을 정의한다. RFC 2747, ‘Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 Headers’는 사실상 전체가 복제되어 본 명세서에 참조로서 통합되었다. 풀 3은 장래의 표준화를 위해 인정되어 온 것으로서, 풀 3의 비트 범위는 IP-I 또는 IP-C 패킷을 식별하는데 이용될 수 있다. 다른 접근으로서 IP의 ‘Option’ 프로비젼이 레버리지될 수 있다. 일반적으로, Option 필드는 제어 및 디버그(debug)에 이용된다. 그러나, 이와 같은 목적으로 확장이 가능하기도 하다. 이하에서는 이러한 두 가지 타입의 패킷에 대해 설명한다. 이와 같은 확장은 IP version 6(IPv6)의 경우에 적용 가능하다. 이들은 모두 타입-길이-값(TLV, Type-Length-Value) 포맷을 따르며, 아래와 같이 인코딩될 수 있다.
표 1에서 보여지는 바와 같이, IP-인터레스트(IP-I) PDU에 대해서는, IPv4 내 IP-I PDU로서의 패킷을 식별하기 위해 이하의 옵션 설정이 이용될 수 있다. 아래는 IP-I를 식별하기 위한 Option 필드의 타입-길이-값(TLV)의 세부 내용이다.
필드(field) 사이즈(Size,b) 설정(Setting)
Copied 1 1
Option Class 2 (표준화 기초)
Option Number 5 (표준화 기초)
Option Length 8 인터레스트 특성에 기초한 변수
Option Data Variable(변수) IP 계층에 유용한 인터레스트 세부 속성
표 2에서 보여지는 바와 같이, 옵션 데이터 필드는 IP 계층에 유용한 어떠한 인터레스트 세부 속성을 지시하는데 이용될 수 있다. IP-콘텐츠(IP-C) PDU에 대해서는, ‘Option Nmuber’가 콘텐츠 패킷을 지시하고, ‘Option Data’가 콘텐츠 객체와 관련된 속성을 맵핑한다는 점을 제외하고, 옵션 필드 설정은 IP-I 옵셜 필드와 유사하다.
필드(field) 사이즈(Size,b) 설정(Setting)
Copied 1 1
Option Class 2 (표준화 기초)
Option Number 5 (표준화 기초)
Option Length 8 콘텐츠 특성에 기초한 변수
Option Data Variable(변수) IP 계층에 유용한 인터레스트 세부 속성
도 1은 본 실시예에 따른 IP 기반의 콘텐츠 라우터(IP-CR)(102)의 블록도이다. IP-CR(102)은 IP 패킷 분류기(IP packet classifier)(104), IP 패킷 프로세서(IP Packet Processor)(106), 포워딩 정보 기반(FIB, Forwarding Information Based) 엔진(108), 프로토콜 분류기(protocol classifier)(110), 복수의 어플리케이션 프로세스 컴포넌트(application process components)(118, 120, 122, 124) 및 복수의 인터페이스(interface)(150)를 포함할 수 있다. 인터페이스(150)는 패킷을 수신 및 전송하기 위한 IP-CR(102)로의 네트워크 연결성을 제공할 수 있고, 포트(port)라 불리기도 한다. 인터페이스(150)는 트랜스미터(transmitter)(도시되지 않았음) 및/또는 리시버(receiver)(도시되지 않았음)에 연결되거나 이들을 포함할 수 있다. 프로토콜 분류기(110)는 TCP 포트 분류기(Transfer Connect Protocol port classifier)(112), UDP 포트 분류기(User Datagram Protocol port classifier)(114), 및 다른 종류의 프로토콜에 대한 다른 포트 분류기들(116)을 포함할 수 있다. 각각의 어플리케이션 프로세스 컴포넌트(118, 120, 122, 124)는 어플리케이션 처리 엔진(APE, Application Processing Engine)(126), 어플리케이션 펜딩 인터레스트 테이블(A-PIT, Application Pending Interest Table)(124), 콘텐츠 스토어 엔진(content store engine)(132) 및 어플리케이션 콘텐츠 스토어(A-CS, Application Content Store)(130)을 포함할 수 있다. FIB 엔진(108)은 포워딩 테이블을 포함할 수 있다. FIB 엔진(108)은 보급을 위해 IP-패킷이 전송되어야 할 IP-CR(102) 내 적정 인터페이스(150)를 결정할 수 있다.
IP-CR(102)은, IP 패킷(140), IP-I 패킷(142) 및 IP-C 패킷(144)의 세 가지 종류의 패킷을 수신, 처리 및 전송할 수 있다. IP 패킷(140)은 종래의 IP 패킷이다. IP-I 패킷(142)은 네트워크로부터 콘텐츠 객체를 요청하는 IP 인터레스트 패킷이다. IP-C 패킷(144)은 캐싱될 수 있는 콘텐츠 객체를 포함하는 IP 콘텐츠 패킷이다. IP-C 패킷(144)은, IP-C 패킷(144)을 어플리케이션 프로토콜 계층의 명명(naming) 시멘틱으로 인덱싱(indexing)함으로써 IP-CR(102)의 캐시 내에 저장될 수 있다. IP 패킷은 주지의 방법에 따라 IP-CR(102)에 의해 수신 및 포워딩될 수 있다. IP-I(142) 및 IP-C(144) 패킷은 어플리케이션 프로토콜 레벨의 처리를 위해 IP-CR(102)에 의해 인터셉팅될 수 있다. 인터셉팅되면, 콘텐츠 분배 또는 변형 등 어떤 종류의 서비스라도 구현 가능하다. 도메인 네임 서버(Domain Name Server, DNS)는 IP-I(142) 및 IP-C(144) 패킷의 IP 목적지 주소럴 설정하도록 레버리지될 수 있다. 목적지는, 콘텐츠가 IP-CR(102)의 캐시 또는 근방의 콘텐츠 라우터의 캐시에서 발견되지 못할 경우의 디폴트(default) 대비책이다. IP-CR(102)은, 예를 들어 이더넷, IP, HTTP(hypertext transfer protocol) 및 RTP(real-time transport protocol)과 같은 하나, 몇몇 또는 모든 어플리케이션 레벨 프로토콜을 지원할 수 있다.
IP 패킷 분류기(104)는 IP-CR(102)의 좌측 및 우측의 하단부에 도시된 물리적 인터페이스(150) 상의 인입 IP 트래픽(incoming IP traffic)으로부터 IP-I 및 IP-C를 식별한다. IP-I 및 IP-C 패킷은 IP 패킷 분류기(104) 및 IP 패킷 프로세서(106)에 의해 프로토콜 분류기(110)로 포워딩된다. 프로토콜 분류기(110)는 TCP 또는 UDP 등 세션 레벨 프로토콜 기반의 IP 패킷을 분류한다. 세션 레벨 프로토콜이 식별되면, 포트 분류기(112)는 프로토콜 기반의 추가 처리를 위해 그 패킷을 대응하는 APE(126)로 넘긴다.
APE(126)는 어플리케이션 계층 프로토콜을 프로토콜 데이터 유닛(PDUs, Protocol Data Units)으로 처리하기 위해 로직을 수행한다. PDUs는 HPPT, RTP 또는 다른 어플리케이션 계층 프로토콜 PDUs일 수 있다. APE(126)는 콘텐츠 라우터 기반의 다른 IP와 협동하여 콘텐츠/위치 결정을 위한 DHT(Distributive Hash Table), 보안 서비스, 협동 캐싱 등의 서비스를 구현할 수 있다. APE(126)는, 인입 IP-I 또는 IP-C 패킷 기반의 미디어 프로세싱 등의 복합 어플리케이션 데이터 복제, 콘텐츠 보급 로직, 로컬 캐싱, 서비스 지점 위치 재지정(즉, 목적지 IP 주소 변경에 의한 늦은 바인딩)을 포함하는 어플리케이션 프로토콜 계층 함수를 처리한다. 보다 중요한 점은, APE(126)가 APE(126)의 로컬 콘텐츠 스토어(130) 내에 요청된 콘텐츠를 가질 경우, APE(126)가 어플리케이션에 의한 명명 시멘틱을 인지하기 때문에, APE(126)는 IP-I 패킷 내의 명칭을 해석하고 콘텐츠에 대한 요청에 응답할 수 있다는 것이다. 동시에, IP-C 패킷으로부터의 명칭은 장래 이용을 위해 로컬 콘텐츠 스토어(130) 내의 콘텐츠를 인덱싱하는데 이용될 수 있다. 콘텐츠가 APE(126)의 로컬 콘텐츠 스토어(130)에서 발견되지 않고 정보/서비스 제공자의 이동성으로 인해 콘텐츠/서비스 위치가 변한 경우, 포워딩 프로세스를 계속 하기 위해 패킷이 FIB 엔진(108)으로 전송되기 전에 목적지 지시자(destination locator)(예를 들어, IP 주소 또는 명칭 등의 서비스 속성)가 업데이트될 수 있다.
A-CS(130)는 IP-C 패킷으로부터 획득한 어플리케이션 계층 페이로드를 캐싱할 수 있다. 콘텐츠는 차후 회수를 위해 콘텐츠 명칭의 함수로 인덱싱되는 데이터-스트럭쳐(data-structure)에 저장될 수 있다. A-CS(130)는 또한 어플리케이션 계층 프로토콜, URI(Uniform Resource Identifier), 또는 데이터 패킷 헤더의 프로토콜 필드의 다른 필드에 특화된 명명 시멘틱에 의해 해싱된 콘텐츠를 저장할 수 있다.
A-PIT(124) 사용은 어플리케이션에 따라 선택적일 수 있다. A-PIT(124)는 디맨드(demand)를 수집하여 다중 IP-I 패킷(142)이 업스트림 IP 기반의 콘텐츠 라우터 또는 서버로 포워딩되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, A-PIT(124)는 캐싱되지 않은 콘텐츠에 대한 역경로(reverse-path) 멀티캐스팅을 위해 에지(edge) 라우터에서 이네이블된다. 단대단(end-to-end) PIT 사용은, 예를 들면 OpenFlow와 같이, 네트워크 사용에서 엔트리와 출구 포인트(exit points) 사이에 대칭적인 포워딩을 필요로 할 수 있다. 일 실시예에서, A-PIT(124)는, 단대단 A-PIT를 이네이블하기 위해 동일한 콘텐츠를 탐색하는 인입 인터레스트 목록을 보유한 상태 보존형(stateful)의 A-PIT일 수 있다. 이와 같은 일 실시예에서, IP-C 패킷(144)을 위한 목적지 포워딩은 A-PIT(124)에 저장된 로컬 정보에 의해 오버라이딩될(overridden) 수 있다. A-PIT(124)는 또한 사용자 요청 모니터링이 활성화됨으로써 DDoS(Distributed Denial of Service)를 완화할 수 있다.
A-PIT(124)는 콘텐츠가 서빙(serving)이 가능해지기 전에 A-PIT(124)의 콘텐츠 요청을 수집한다. 여기서, IP 라우팅이 두 지점(예를 들어, 일반적으로 네트워크의 엔트리와 출구 포인트) 간의 대칭적 라우팅을 보장할 수 있는 한, 수집(aggregation)은 단대단으로 이루어질 수 있다. 일반적인 IP 라우팅은 이와 같은 피쳐를 이네이블할 수 없으나, OpenFlow와 같은 프레임워크(framework)에서는 가능하기도 하다. 디맨드 수집은 업스트림 라우터로부터 콘텐츠가 도착하기 전에 콘텐츠를 탐색하는 호스트를 위한 상태를 유지할 필요가 있다. 이러한 특성은 단 하나의 요청만이 콘텐츠 소스로 포워딩되는 것을 보장함으로써 서버의 부담을 경감시킬 수 있게 한다. IP-C 라우터(102)가 응답을 수신하면, 대응하는 APE(126)는 A-PIT(124)를 체크하여, 콘텐츠를 이미 요청한 다른 사용자를 찾고, 콘텐츠의 카피를 더 생성하며, 콘텐츠를 각각의 엔드 포인트로 유니캐스팅 하도록(unicast) 한다. 나아가 APE(126)는 콘텐츠 정책에 기초하여 콘텐츠를 캐싱하도록 결정할 수 있다. 각각의 프리픽스(prefix)에 대한 트래픽의 트랙을 유지하고, APE(126)가 특정 콘텐츠 또는 서비스에 대한 요청의 급증을 알릴 때 IP-I 패킷을 종결시키기 위한 로직이 APE(126)에 구비될 수 있음을 감안하면, A-PIT(124)는 DDoS 공격에 대한 방어 역할까지 수행할 수 있다. A-PIT(124)는 모든 콘텐츠 라우터에서 구현될 수 있으며, 특히 IP 라우팅 집합 라우터(IP routing aggregation router)(액세스 또는 백본(backbone))에서 구현될 수 있다.
IP패킷 프로세서(106)는 필요에 따라 APE(126)으로부터의 오프로드된 IP 프로세싱 함수를 수행할 수 있다. 이러한 함수는, FIB(108)을 통한 프로세싱 이전에, IP 주소 스왑핑(swapping) 또는 IP 패킷의 복수의 카피 생성 등의 예와 같이 페이로드(payload) 및 해당 액션에 대해 인코딩된 명령을 서브미팅함(submit)으로써 처리될 수 있다.
IP에서, 콘텐츠 지향 어플리케이션(content oriented applications)은 콘텐츠 생성 호스트 및 콘텐츠 그 자체의 명칭으로 작동한다. 콘텐츠 명명은 어플리케이션에 대해 특화될 수 있다. URI 기반의 접근이 가장 대중적이기는 하나, NetFlix 또는 Google과 같은 특정 콘텐츠의 콘텐츠 객체 각각에 대한 콘텐츠 제공자에 의해 이용되는 포맷은 일반적이지 않다. 오늘날 콘텐츠의 대부분은 HTTP를 통해 전달된다. 콘텐츠의 매니페스트(manifest)에 대한 초기 요청은, 콘텐츠의 메타데이터를 제공하는 서버에 리졸브(resolve)되는 file://<location>/<content>의 URI 포맷을 따를 수 있다. 그 후에, 어플리케이션 프로토콜은 엔드 유저(end user)에게 전달된 콘텐츠를 이네이블링하는 Get and Post와 같은 표준화된 액션을 통해 클라이언트-서버의 상호작용을 이네이블한다.
어플리케이션은 제안된 네트워크 기능을 레버리지하도록 이네이블될 수 있다. 네트워크 효율성이 향상됨에도 불구하고 새롭게 제안된 IP로의 확장은 콘텐츠 전달을 촉진해야 한다. 어플리케이션은 어떤 어플리케이션이 몇몇의 콘텐츠 요청 및 스트리밍 로직을 전달할 수 있는지를 ㅌㅇ해 그것만의 고유한 명명 시멘틱으로 HTTP, RTP 등의 어플리케이션 계층 프로토콜을 레버리지한다. 소켓(socket)은 낮은 세션 및 네트워크 계층의 기능성을 레버리지하기 위한 어플리케이션 계층 프로토콜에 관한 표준 추상화(abstraction)이다. 새로운 소켓 추상화는 IP-CR(102)를 통해 콘텐츠 전달 로직을 수행하기 위하여 어플리케이션으로 하여금 네트워크로 IP-I 및 IP-C 패킷을 생성하게 하여 실현될 수 있다.
도 2는 본원발명의 일 실시예에 따른 IP-I 또는 IP-C 패킷 프로토콜 스택(200)의 예시를 나타낸 블록도이다. IP 패킷 프로토콜 스택(200)은 어플리케이션 계층 프로토콜(field 206)으로 하여금 IP-CR을 활용하게 할 수 있다. 이는 소캣 i/f로의 간단한 확장으로서 엔드 호스트(end host)에서 실현될 수 있다. 이와 같은 확장과 더불어 어플리케이션 레벨 프로토콜은, Reg. 레귤러 필드(Regular field)(208)라고 도시된 표준 소켓 인터페이스로 작동할지, 또는 Ext(field 210)라고 도시된 IP-I/C 마킹(marking)을 지원하는 확장된 소켓으로 작동할지에 대한 선택권을 갖는다. 인터레스트/콘텐츠(I/C) 확장 필드(210)는 패킷이 IP-I/C 패킷(220)(즉, IP-I 패킷 또는 IP-C 패킷)인지 또는 IP 패킷(222)인지 여부를 지시할 수 있다. I/C 확장 필드(210)는 패킷 타입을 지시하기 위해 이용되는 1 이상의 비트를 포함할 수 있다.
IP-CR 노드가 IP-I 또는 IP-C 패킷을 종결시킨 것을 감안함으로써 엔드 호스트 간의 세션 레벨 프로토콜에 영향을 미친다. 콘텐츠가 UDP를 통해 요청되고 전달될 경우, 제안된 IP 확장은 UDP의 비보존적 특성을 감안하여 상대적으로 용이하게 구현될 수 있다. TCP의 경우, 세션은 IP-CR 또는 다른 특정 라우터에서 관리된 프록시(proxy)에서 종결되었을 수 있고, 이후에 TCP 세션 패킷(어플리케이션의 종류 면에서 더 필터링될 수 있음)을 오리지널 서버로의 IP-I 인터레스트 요청으로 전환시킬 수 있다. 오리지널 서버가 TCP를 통해서만 콘텐츠를 서빙하고 서버 단의 인프라스트럭쳐가 IP-CR 노드를 지원하지 않을 경우에는 도메인의 출구 포인트로부터 오리지널 서버까지 다른 적응 계층이 필요할 것이므로 콘텐츠는 차후 회수를 위해 네트워크 내에 캐싱된 TCP를 통해 회수될 수 있다.
콘텐츠 객체(Content Object)와 IP 레벨 MTU(Maximum Transmission Unit)의 부정합(mismatch)는 ICN 제안에서도 문제가 될 수 있다. 이하에서는 가능한 솔루션을 설명한다. 첫째, 미디어 계층은 미디어 계층의 콘텐츠 객체 사이즈를 IP가 조정할 수 있을 정도로 적응시키고 이에 따라 명명을 함으로써, IP-CR 노드는 어떠한 단편화(fragmentation) 및 재조립(reassembly)의 문제 없이 콘텐츠를 캐싱 및 서빙할 수 있다. 둘째, 적응 계층이 어플리케이션 프로토콜과 IP 계층(TCP와 유사한 것) 사이에 홉(hop)마다 도입됨으로써, APE 내의 로직이 IP-CR의 콘텐츠 스토어 내의 콘텐츠를 캐싱하기 전에 IP 전송 요청 기반의 이러한 청크(chunks)를 분할하고 재조립할 수 있다.
PULL 모드에서 작동하는 프로토콜을 사용하는 어플리케이션은 본 발명의 제안을 레버리지하여 이동성 서비스의 전반적인 품질을 향상시킬 수 있다. 그러한 어플리케이션에 있어서, 네트워크 캐싱과 명칭으로 데이터를 표출하는 어플리케이션 능력의 조합은 트랜지션 중의 패킷 손실을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 로컬 재지정 및 터널링 기술에 의존적인 모바일-IP 프로토콜 내에서는, IP-CR이 콘텐츠를 캐싱할 수 있는 동안에, 홈 에이전트가 이동에 관하여 시그널링될 수 있다. 핸드오프 이후에, 콘텐츠는 모바일/프록시 에이전트와 홈 에이전트 사이의 시그널링에 의해 회수될 수 있다. PUSH 모델에서 작동하는 어플리케이션에 있어서는, 캐싱된 콘텐츠의 회수를 돕기 위해 재지정 포인트와 모바일 노드의 최근 앵커(anchor) 포인트 사이에서 작동하는 PULL 모델을 플립핑하여(flip), 작동 중인 디폴트 PUSH 모델로 넘어가는 것이 하나의 접근일 수 있다.
개시된 IP-CR 아키텍쳐는 승인, 콘텐츠 검증, 신뢰 및 사생활과 관련된 다양한 레벨의 보안 정책의 도입을 가능하게 한다. 낮은 레벨에서는, 사실상 전체가 복제되어 본 명세서에 참조로서 통합된 V. Jacobson 등(PARC)의 ‘Networking named content(CoNext, 2009)’에 언급된 보안 구조가 이용되고, 수신기에 의해 수신된 모든 콘텐츠의 완전성(integrity)을 검증할 수 있다. 이러한 PDU 단위의 시그니쳐 로직은 또한 다른 ICN 아키텍쳐 제안으로부터 나올 수도 있다. 상술한 바와 같이, 라우터 내의 어플리케이션 로직은 어플리케이션 요청에 기반한 상기 또는 다른 보안 정책을 포함할 만큼 유연하다.
콘텐츠가 보내지는 다른 도메인과는 무관하게 로컬 도메인으로부터 콘텐츠를 서빙하는 것이 하나의 목적이므로, 인터-도메인(inter-domain) 라우팅 또는 포워딩 메커니즘은 본원발명의 방법, 시스템 및 장치에 의해 영향받지 않을 것이다. 그렇게 함으로써, 이러한 문제점은 콘텐츠 전달과 관련된 경제적 이득을 고려하여 차후에 해결될 수 있을 것이다.
이와 같은 제안은 또한 전송 계층(transport layer)이 본 발명의 라우터 아키텍쳐를 논리적으로 전환시킬 수 있는 한 SDN(Software Defined Networking)에서 실현될 수 있다.
개시된 IP-CR, 방법 및 시스템은 정적 콘텐츠를 지원할 수 있다. 그러한 콘텐츠는 제공자의 관점에서 특정 요청에 기반한 네트워크에 놓여진다. 이 경우 인입 IP-I 패킷은 콘텐츠가 존재하는 네트워크 내에서 하나 이상의 위치로 리졸빙되어야 한다. 이는, APE의 일종으로서 구현되는 DHT 등의 오버레이된 <key,value> 인덱싱 로직을 이용하여 구현될 수 있다. 이 경우, IP-C 도메인의 엔트리 포인트에서의 인입 IP-I 패킷은 대응하는 콘텐츠를 네트워크 내의 특정 위치로 리졸빙할 수도 있다.
또한 통합형(integrated) IP 라우팅 프로토콜도 지원될 수 있다. IP-CR 라우터는, 배치(deployment)가 에지로만 제한되고 또한 네트워크 내에서 IP-CR 라우터 간의 상호작용을 이네이블함으로써 콘텐츠 레벨 최적화를 수행하는 시나리오에서, 자동 토폴로지 디스커버리(automatic topology discovery)에 대한 확장형 OSPF/BGP(Open Shortest Path First/Border Gateway Protocol) 라우팅 프로토콜을 구현할 수 있다.
IP-CR 노드는 콘텐츠 멀티캐스트를 이네이블하는 에지에서 네트워크 에지로 시작함으로써 증가하는 방식으로 배치될 수 있다. IP-CR 기능성을 이네이블하도록 더 많은 중심 라우터들을 전환시킴으로써 콘텐츠 전달 효율성은 더 높아진다. 콘텐츠 보급 로직은 또한 오버레이된 모델에서 작동할 수 있으며, IP-CR 노드는 자기들끼리 협동하여 콘텐츠 라우팅과 사용자에게로의 전달을 달성할 수 있다. 이 경우, 언더레이 IP 또는 MPLS 등의 다른 전송은 전송 네트워크로서 역할을 수행할 수 있다.
도 3은 본원발명의 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 IP 기반의 콘텐츠 라우팅 시스템(300)의 모식도이다. 시스템(300)은 IP-CR 도메인(302), 클라이언트(308), 복수의 서버(314, 316, 318), 복수의 다른 도메인(303-306) 및 DNS 서버(312)를 포함할 수 있다. IP-CR 도메인(302)은 복수의 IP-CRs(320, 322, 324, 326, 328, 330)을 포함할 수 있다.
도 3은 원문자의 숫자로 표시된 프로세스의 단계에 따라서 콘텐츠 획득 처리를 보여준다. 클라이언트(308)가 콘텐츠를 원할 때, 클라이언트(308)는 도메인을 리졸브하기 위해 단계 1의 DNS(312)를 탐색하고(consult), DNS(312)로부터 IP 주소를 포함한 응답을 수신한다. 단계 2에서, 클라이언트(308)는 IP-I 패킷(310)을 네트워크(303)로 전송한다. IP-I 패킷(308)은 패킷이 인터레스트 패킷임을 지시하는 패킷 타입 필드(311)를 포함한 복수의 필드를 포함할 수 있다. IP-I 패킷(310)은 또한 콘텐츠 메타데이터 정보, 청크의 수, 세그먼트 기간, 비트레이트 인코딩 등을 비롯하여 종래 IP 패킷 필드도 포함할 수 있다. IP-I 패킷은 IP 목적지 주소를 오리지널 서버(314) IP 주소로 설정할 수 있으며, 이는 네트워크(302) 내에 캐싱된 콘텐츠가 없을 경우에 대한 대비책이 될 수 있다. 이후에 IP-I 패킷(310)은 IP-CR(320)으로 포워딩된다.
단계 3에서, ‘인터레스트’ IP-I 패킷(310)은 IP-CR 도메인(302)에 도달하고, IP-I 패킷(310)은 적절한 APE에 의해 처리될 수 있다. 명칭을 전달하는 IP-CR(320) 내 어플리케이션(APP) 프로토콜 헤더는 콘텐츠를 탐색하여 콘텐츠가 콘텐츠 스토어 내에 보유되어 있는지, 또 페칭될 수 있는지 여부를 판정한다. 콘텐츠가 발견되면, APP 프로토콜 헤더는 적절한 응답과 함께 프레이밍되고(framed), IP 목적지는 IP-I 헤더 내 소스로 설정되며, IP 패킷은 요청 클라이언트(308)에게로 전송된다. 콘텐츠가 IP-CR(310)에서 발견되지 않을 경우, 콘텐츠는 APE의 PIT에 대하여 매칭되어 이전의 어떤 사용자가 해당 콘텐츠를 요청한 적이 있는지 확인할 수 있다. 해당 콘텐츠가 요청된 적이 있는 경우, 호스트의 소스가 기록되며 IP-CR(310)은 업스트림 라우터로부터 응답을 기다린다. 이 사용자가 해당 콘텐츠를 요청한 첫 번째 사용자일 경우, 콘텐츠 명칭에 대한 엔트리가 PIT에 생성되고, 패킷은 오리지널 서버(314)로 포워딩된다. 타겟 콘텐츠/서비스 위치가 이동성으로 인해 변경될 경우에는, 포워딩 프로세스를 계속하기 위한 FIB로의 전송 이전에, 정책에 기초하여 목적지 지시자(예를 들면, IP 주소)가 업데이트되고, 이는 늦은 바인딩의 피쳐를 이네이블한다.
단계 4에서는 단계 3에서와 동일한 처리가 업스트림 IP-CRs(322, 324)에서 수행된다. 단계 5에서는, 서버에서, 콘텐츠 패킷은 IP-C PDUs로서의 소스로부터 비롯될 수 있다. 콘텐츠 데이터가 IP-CR을 통해 이동할 때, PDU는 APP 프로토콜 콘텐츠 명칭에 대해 해싱되고 그것의 콘텐츠 스토어에 카피될 수 있다. 이와 같은 방식으로 여기서 설명되는 IP-CR은 IP 패킷이 데이터를 포함함을 인지한다. IP 패킷이 ‘인터레스트’ 패킷인지 또는 ‘콘텐츠’ 패킷인지 여부를 전달하는데는 단일 비트가 사용될 수 있다.
단계 6에서는, IP-C 패킷(도시되지 않음)이 IP-CR(322) 등의 IP-CR에 도달한다. 그 후에 IP-CR은 PIT를 탐색하여 동일한 콘텐츠에 대해 어떠한 사전 요청이 있었는지를 확인한다. 있었을 경우에는, APE가 콘텐츠에 대한 복수의 카피를 생성하고 각각의 요청 소스로 유니캐스팅한다. 없었을 경우에는, APP 패킷이 캐싱되고 요청 소스로 포워딩된다.
도 4는 본원발명의 일 실시예에 따라 호스트가 IP-CR 도메인으로부터 콘텐츠를 페칭하는(fetch) 방법(400)을 도시한 프로토콜 도면이다. 단계 402에서, 도메인 http://domain.com/comtent에서 콘텐츠를 검색하는 사용자(450)는 http://domain.com를 리졸빙하기 위해 검색하는 DNS(440)로 메시지를 전송할 수 있다. 단계 404에서, DNS(440)는 http://domain.com에 대한 IP 주소를 포함한 응답 메시지를 사용자에게(450) 리턴한다. 그 후에 단계 406에서, 사용자(450)는 패킷과 함께 IP-CR(460)로 메시지를 전송한다. IP-CR(460)은, 패킷 타입을 판정하고 매니페스토(매니페스토는 요청된 콘텐츠에 대한 메타데이터를 포함할 수 있으며, 이로써 수신기로 하여금 나머지 콘텐츠를 적절하게 명명하고 요청하게 할 수 있음)에 대한 라우터 캐시를 체크하기 위해 패킷을 검사할 수 있고, A-PIT를 이용하여 유사한 인터레스트를 수집할 수 있다. 콘텐츠가 IP-CR(460)에 관한 라우터 캐시에서 발견되면, 단계 408에서 IP-CR(460)이 패킷을 IP-CR(470)로 포워딩할 수 있다. IP-CR(470)은 패킷의 패킷 타입을 검사하고 IP-CR(470) 라우터 캐시에 대한 매니페스토를 체크할 수 있다. 콘텐츠가 발견되지 않을 경우에는, 단계 410에서 IP-CR(470)이 패킷을 서버(480)로 포워딩할 수 있다.
단계 412에서, 서버(480)는 요청된 콘텐츠를 회수하고, 요청된 콘텐츠를 포함한 패킷을 IP-CR(470)로 포워딩할 수 있다. 서버(480)로부터 IP-CR(470)로 포워딩된 패킷은 패킷이 포함한 콘텐츠를 지시하는 패킷 타입 필드를 포함할 수 있다. IP-CR(470)은 서버(480)로부터 패킷을 수신하는 즉시 자체 콘텐츠 스토어 내에 콘텐츠를 저장하거나 캐싱할 수 있으며, 이후에 단계 414에서 패킷을 IP-CR(460)로 포워딩할 수 있다. IP-CR(460)은 패킷을 수신하는 즉시 (콘텐츠 오너에 의해 승인되었을 경우) 자체 콘텐츠 스토어 내에 콘텐츠를 저장하거나 캐싱할 수 있다. 콘텐츠 캐싱 이후에 IP-CR(460)은 리턴 패킷을 사용자(450)에게 포워딩할 수 있다. 사용자(450)는 단게 418, 420 및 422에서 다른 인터레스트 패킷을 IP-CR(460)로 전송할 수 있다. 이후에 IP-CR(460)은 상술한 것과 유사한 방식으로 인터레스트 패킷을 프로세싱할 수 있다. IP-CR(460)이 자체 콘텐츠 스토어에 콘텐츠를 포함하는 경우, IP-CR(460)은 IP-CR(460) 콘텐츠 스토어로부터 콘텐츠를 회수하고 그 콘텐츠를 사용자(450)에게 제공할 수 있다. 또는 IP-CR(460)은 남아있는 인터레스트 패킷을 IP-CR(470), 그리고 서버(480)로도 포워딩할 수 있으며, 이 때 콘텐츠는 회수되어 사용자(450)에게로 리턴될 수 있다. 콘텐츠가 사용자(450)에게로 포워딩되면 IP-CRs(460, 470)은 리턴 콘텐츠를 자체 콘텐츠 스토어에 캐싱할 수 있다.
도 5는 본원발명의 일 실시예에 따른 IP-CR(520)의 구조도이다. IP-CR(520)은 HTTP 프로세싱 유닛(504) 및 모빌리티(mobility) 서비스 프로세싱 유닛(506)을 포함할 수 있다. HTTP 프로세싱 유닛(504)은 HTTP 프로세싱 엔진(508), PIT(510), 콘텐츠 스토어 엔진(512) 및 콘텐츠 스토어(514)를 포함할 수 있다. 콘텐츠 스토어 514는 캐싱된 콘텐츠를 포함할 수 있다. 콘텐츠 스토어(514)는 또한 명칭(예를 들어, URIs), 키(keys) 및 콘텐츠가 콘텐츠 스토어(514) 내의 어디에 위치해 있는지에 대한 연관 포인터에 관한 테이블(516)을 포함할 수 있다. HTTP 프로세싱 유닛(504)은 패킷 레벨 로컬 캐싱/콘텐츠 멀티캐스팅을 이네이블하고, 플래시 크라우드(flash crowd) 시나리오를 관리하며, 사용자 인터레스트를 수집할 수 있고, 이에 따라 로컬 캐싱 전의 많은 이동(flow)을 줄일 수 있다. HTTP 프로세싱 엔진(508)은 인입 패킷의 IP 패킷 타입(예를 들어, IP-C 또는 IP-I)을 결정할 수 있다. PIT(510)는 인터레스트의 명칭(즉, 콘텐츠 명칭)을 포함한 엔트리 및 매칭(matching)되는 인터레스트가 수신되어진 인터페이스 세트를 포함할 수 있다. IP-I 패킷이 IP-CR(502)에 도달하면, HTTP 프로세싱 엔진(508)은 매칭되는 PIT를 찾고, 콘텐츠가 콘텐츠 스토어(514)에서 발견되지 않을 경우 PIT 엔트리에 열거된 하나 이상의 인터페이스로 IP-I 패킷을 포워딩할 수 있다. 콘텐츠 스토어 엔진(512)은 HTTP 프로세싱 엔진(508)과 통신할 수 있으며 IP-I 패킷과 관련된 콘텐츠가 콘텐츠 스토어(514)에 보유되어 있는지 여부를 판정할 수 있다. 더하여, 콘텐츠 스토어 엔진(512)은 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 콘텐츠 스토어(514)에 저장할 수 있다.
모빌리티 서비스 프로세싱 유닛(506)은 모빌리티 서비스 프로세싱 엔진(520), PIT(522), 콘텐츠 스토어 엔진9524) 및 콘텐츠 스토어(526)를 포함할 수 있다. 이와 같은 피쳐는 모바일 노드가 접속단일지점(one point-of-attachment)에서 또 다른 지점으로 핸딩오프(handing-off)할 때 적용될 수 있다. 콘텐츠 스토어(526)는 캐싱된 콘텐츠를 포함할 수 있다. 콘텐츠 스토어(526)는 또한 명칭(예를 들어, URIs), 키(keys) 및 콘텐츠가 콘텐츠 스토어(526) 내의 어디에 위치해 있는지에 대한 연관 포인터에 관한 테이블(528)을 포함할 수 있다. PIT(522)는 인터레스트의 명칭(즉, 콘텐츠 명칭)을 포함한 엔트리 및 매칭되는 인터레스트가 수신되어진 인터페이스 세트를 포함할 수 있으며, 데이터 도착을 기다린다. 일반적으로 전송자 지향 방식으로 이루어지는 둘 이상의 모바일 노드 간의 통신(conversation)은 로컬적으로, 즉, 접속된 PoA(attachd PoA)의 콘텍스트 또는 PULL 모드 동작으로 핸드오퍼링된(hand-offered) 것에서, 스위칭될 수 있다. 이는 IP 패킷 프로세싱 엔진에 적절한 규칙을 주입하여 모빌리티 서비스 엔진의 일부로서 데이터를 저장하기 위한 일시적인 홈 에이전트를 필요로 한다. 모바일 장치로부터 IP-I 패킷이 IP-CR(502), 핸드오프 이후에는 새로운 PoA의 모빌리티 서비스 엔진(520)에 도착하면, 통신 세션에서 사용되는 어플리케이션 계층 프로토콜의 명명 시멘틱을 기반으로 하여 데이터가 회수될 수 있다. 콘텐츠 스토어 엔진(524)은 모빌리티 서비스 엔진(520)과 통신할 수 있으며 IP-I 패킷과 연관된 콘텐츠가 콘텐츠 스토어(526) 내에 보유되어 있는지 여부를 판정할 수 있다. 더하여, 콘텐츠 스토어 엔진(526)은 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 콘텐츠 스토어(526)에 저장할 수 있다. 종래의 IP는 이동 중의 패킷 손실이 문제가 되었다. IP-I 및 IP-C는 콘텐츠 스토어(526)에 콘텐츠를 캐싱하고 집합 지점(aggregation point)에서 이후에 콘텐츠를 회수함으로써 모바일 클라이언트(예를 들어, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터 등)의 무손실 핸드오버를 구현하기 위해 사용될 수 있다. 모빌리티 서비스 프로세싱 유닛(506)은, 적절한 시그널링에 의하여, 통신 세션의 핸드오프 동안에 송신자 및 수신자 지향 모드 사이를 플립핑하고(flip), IP-CR(502)가 또한 PoA로서 역할을 할 때 IP-CR(502)의 캐싱 능력을 레버리지하도록 구성될 수 있다.
도 6은 본원발명의 일 실시예에 따른 IP 패킷(602)의 ToS 필드의 모식도이다. IP 패킷(602)은 DSCP(Differentiated Services Code Point) 필드를 포함할 수 있다. DSCP 필드는 복수의 DSCP 비트 및 복수의 ECN(Explicit Congestion Notification) 비트를 포함할 수 있다. DSCP 비트는 약 6 비트를 포함할 수 있으며 일 실시예에 따르면 0-5비트를 포함할 수 있다. ECN 비트는 약 2비트를 포함할 수 있으며, 일 실시예에 따르면 6 및 7비트일 수 있다. DSCP는 우선시되는 홉별 행위(hop behavior)에 종속되는 서로 다른 트래픽 클래스를 식별한다. 풀 3은 IP-I 및 IP-C 패킷을 마킹하기 위해 이용될 수 있으며, 나아가 DSCP는, 예를 들면, 콘텐츠 지향 트래픽 기반의 HTTP/RTP만이 인터셉팅되는 등의 비트 공간 내의 어플리케이션 레벨 프로토콜을 나타내기 충분한 공간을 포함한다. IPv4의 ToS(Type of Service) 바이트는 IPv4에서 DSCP+ECN 비트로 재정의되었다. IPv6는 IPv4로부터 ToS 바이트를 보존하며, 이로써 IP-I 및 IP-C 패킷을 마킹하는 풀 3을 이용한 동일 해석이 적용될 수 있다.
IPv4에서, ‘option’ 설정은 또한 아래의 표 3에 나타난 것과 같이 IP-I PDU로ㅅ\서의 패킷을 식별하는데 이용될 수 있다.
IP-인터레스트/콘텐츠 PDU
필드( field ) Size(사이즈,b) 설정(Setting)
Copied 1 1
Option Class 2 1 또는 3(이와 같은 IP 패킷의 타입에 대한 새로운 클래스 이용 가능)
Option Number 5 1/2(인터레스트/콘텐츠 위함)
Option Length 8 인터레스트 특성에 기초한 변수
Option Data Variable(변수) IP 계층에 유용한 인터레스트 세부 속성
IPv6에서, ‘Next-Header’ 피쳐는 IP-I 또는 IP-C로서의 패킷을 식별하기 위해 레버리지될 수 있다. IPv6의 ‘Next-Header’ 피쳐는 TLV(Type-Length-Value) 포맷의 ‘Options’를 인코딩한다.
도 7은 본원발명의 일 실시예에 따라 콘텐츠 멀티캐스팅의 대칭 경로를 보장하기 위한 방법을 나타낸 모식도이다. IP 라우팅은 대칭적이지 않다. 그러나 PIT를 이용하여 구현한 멀티캐스트 트리는 반드시 콘텐츠가 IP-I PDUs에 의해 구현된 트리를 따라 동일한 경로를 따라 돌아가도록 한다. 두 가지 옵션이 멀티캐스트 트래픽에 대해 대칭 경로를 보장할 수 있다. 옵션 1(702)은 OpenFlow(OF)를 이용하여 경로 흐름을 구성함으로써 경로가 대칭이 된다. 옵션 2(704)는 IP-Src(IP 소스)와 인입 터널 사이의 맵핑으로 콘텐츠 라우터 사이에 생성된 터널을 제공함으로써 IP-C 패킷이 정확하게 터널로 맵핑되어 돌아갈 수 있게 한다.
터널은 GRE(Generic Routing Encapsulation) 기반일 수 있다. IP-I 및 IP-C 패킷로부터의 맵핑은 외부 GRE 헤더로 맵핑되어 터널 엔드 포인트에서 그 PDUs를 적절하게 핸들링하게 할 수 있다. 프로토콜 헤더는 2B일 수 있으며 IP-I 및 IP-C 패킷을 지시하기에 충분하다. 터널은 오로지 콘텐츠 지향의 IP 트래픽만을 포워딩하도록 구성될 수 있다. 이러한 기술은 특히 IP-CRs가 제공자의 네트워크에서 증가하는 방식으로 배치될 경우에 필요하다.
도 8은 네트워크를 통해 데이터를 전송 및 처리하는 임의의 장치가 될 수 있는, 콘텐츠 인식 네트워크 유닛(800)의 일 실시예를 나타낸다. 예를 들어, 네트워크 유닛(800)은 IP-CR(102), IP-CR(502) 또는 IP-CR 도메인(302)의 임의의 노드, 또는 상술한 기법(scheme) 중의 임의의 노드에 위치할 수 있다. 네트워크 유닛(800)(즉, 콘텐츠 라우터)는 또한 상술한 IP 기반의 콘텐츠 중심 라우팅 및 방법을 구현 및 지원하도록 구성될 수 있다. 네트워크 유닛(800)은 다른 네트워크 컴포넌트들로부터 신호 및 프레임/데이터를 수신하는 리시버(RX, receiver)(812)에 연결되는 하나 이상의 입력 포트 또는 유닛(ingress ports or units)(810)을 포함할 수 있다. 네트워크 유닛(800)은 어떤 네트워크 컴포넌트가 콘텐츠를 전송할지 결정하는 콘텐츠 인식 유닛(content aware unit)(820)을 포함할 수 있다. 콘텐츠 인식 유닛(820)은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 둘 모두를 이용하여 구현될 수 있다. 네트워크 유닛(800)은 또한 신호 및 프레임/데이터를 다른 네트워크 컴포넌트로 전송하는 트랜스미터(TX, transmitter)(832)에 연결되는 하나 이상의 출력 포트 또는 유닛(egress ports or units)(830)을 포함할 수 있다. 리시버(812), 콘텐츠 인식 유닛(820) 및 트랜스미터(832)는 또한 하드웨어, 소프트웨어 또는 이 둘 모두에 기반할 수 있는 개시된 스킴 및 방법 중 적어도 몇 가지를 구현하도록 구성될 수 있다. 네트워크 유닛(800)의 컴포넌트는 도 8에 도시된 바와 같이 배열될 수 있다.
콘텐츠 인식 유닛(820)은 또한 프로그래머블 콘텐츠 포워딩 평면 블록(programmable content forwarding plane block)(828) 및 프로그래머블 콘텐츠 포워딩 평면 블록(828)에 연결될 수 있는 하나 이상의 저장 블록(storage blocks)(822)을 포함할 수 있다. 프로그래머블 콘텐츠 포워딩 평면 블록(828)은, 어플리케이션 계층 또는 L3 등에서 콘텐츠 포워딩 및 프로세싱 함수를 처리하도록 구성될 수 있으며, 여기서 콘텐츠는 콘텐츠 명칭 또는 프리픽스, 나아가 콘텐츠를 네트워크 트래픽에 맵핑하는 다른 콘텐츠 관련 정보를 기반으로 포워딩될 수 있다. 이와 같은 맵핑 정보는 콘텐츠 인식 유닛(820) 또는 네트워크 유닛(800)에서 콘텐츠 테이블 내에 보유될 수 있다. 프로그래머블 콘텐츠 포워딩 평면 블록(828)은 콘텐츠에 대한 사용자 요청을 해석하고 이에 따라 콘텐츠를, 예를 들면, 메타데이터 및/또는 콘텐츠 명칭을 기반으로, 네트워크 또는 다른 콘텐츠 라우터로부터 페칭하고, 예를 들면, 일시적으로, 저장 블록(822)에, 콘텐츠를 저장할 수 있다. 프로그래머블 콘텐츠 포워딩 평면 블록(828)은 소프트웨어, 하드웨어 또는 이 둘 모 두를 이용하여 구현될 수 있으며 IP 계층 또는 L2 위에서 작동할 수 있다. 저장 블록(822)은, 가입자(subscriber)에 의해 요청된 콘텐츠 등의 콘텐츠를 일시적으로 저장하기 위한 캐시(824)를 포함할 수 있다. 나아가, 저장 블록(822)은 퍼블리셔(publisher)에 의해 의뢰된(submitted) 콘텐츠 등의 콘텐츠를 상대적으로 더 길게 저장하기 위한 롱텀 스토리지(long-term storage)(826)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐시(824) 및 롱텀 스토리지(826)는 DRAMs(Dynamic Random-Access Memories), SSDs(Solid-State Drives), 하드 디스크 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상술한 네트워크 컴포넌트 및 장치는, 충분한 프로세싱 전력, 메모리 리소스 및 주어진 필요 작업량을 핸들링할 수 있는 네트워크 처리 능력 등 임의의 일반적인 목적의 네트워크 컴포넌트 상에서 구현될 수 있다.
도 9는 본 명세서에 개시된 구성의 일 이상의 실시예를 구현하기에 적합한 전형적이고 일반적인 목적의 네트워크 컴포넌트(900)를 도시한 것이다. 네트워크 컴포넌트(900)는 이차 스토리지(secondary storage)(904), ROM(Read Only Memory)(906), RAM(Random Access Memory)(908), 입출(I/O, Input/Output) 장치(910) 및 네트워크 연결성 장치(network connectivity devices)(912)를 포함하는 메모리 장치와 통신하는 프로세서(902)(중앙 처리 장치 또는 CPU라 불림)를 포함한다. 프로세서(902)는 하나 이상의 CPU 칩으로서 구현되거나, 하나 이상의 ASICs(Application-Specific Integrated Circuits) 또는 DSPs(Digital Signal Processors)의 일부일 수 있다.
이차 스토리지(904)는 전형적으로 하나 이상의 디스크 드라이브 또는 테이프 드라이브로 구성되며 데이터 비휘발성 스토리지에 사용되고, RAM(908)이 모든 작업 데이터를 수용하기에 충분히 크지 않을 경우에는 오버플로우(overflow) 데이터 스토리지 장치로서 사용된다. 이차 스토리지(904)는, 프로그램 실행이 선택된 때에 RAM(908)으로 로딩되는 프로그램을 저장하는데 이용될 수 있다. ROM(906)은 명령, 나아가 프로그램 실행 중에 판독되는 데이터를 저장하는데 이용될 수 있다. ROM(906)은 전형적으로 이차 스토리지(904)의 큰 저장 능력에 비하여 상대적으로 저장 능력이 작은 비휘발성 메모리 장치이다. RAM(908)은 휘발성 데이터를 저장하고, 나아가 명령을 저장하는데 이용될 수 있다. ROM(906) 및 RAM(908) 모두로의 액세스는 전형적으로 이차 스토리지(904)보다 빠르다.
적어도 하나의 실시예가 개시되었으며 당업자에 의한 본 실시예(들) 및/또는 본 실시예(들)의 특징의 변형, 조합 및/또는 변경은 본 개시의 범위에 포함된다. 본 실시예(들)의 조합, 통합 및/또는 생략의 결과인 다른 실시예 역시 본 개시의 범위에 포함된다. 수치 범위 또는 한정이 분명하게 언급된 부분에 있어서는, 그러한 명백한 범위 또는 한정은 분명하게 언급된 범위 또는 한정 내에 포함되는 유사 수치의 반복적인 범위 또는 한정을 포함하는 것으로 이해될 수 있다(예를 들어, 1에서 10은 2, 3, 4 등을 포함하고; 0.10 이상은 0.11, 0.12, 0.13 등을 포함). 예를 들어, 수치 범위에서의 하한 한정, Rl 및 상한 한정, Ru가 개시되었더라도, 해당 범위에 포함되는 어떤 숫자라도 구체적으로 개시된 것으로 본다. 특히, 범위 내의 이하 숫자들은 구체적으로 개시된 것으로 본다: R=Rl+k*(Ru-Rl), k는 1퍼센트에서 100퍼센트의 범위에서 1퍼센트씩 증가하는 변수, 즉, k는 1퍼센트, 2퍼센트, 4퍼센트, 7퍼센트, …, 70퍼센트, 71퍼센트, 72퍼센트, …, 97퍼센트, 96퍼센트, 97퍼센트, 98퍼센트, 99퍼센트, 또는 100퍼센트이다. 또한, 상기 정의한 두 R 숫자에 의해 정의되는 임의의 수치 범위 또한 구체적으로 개시된 것으로 본다. ‘약, 대략(about)’등이 용어 사용은 다른 언급이 없는 한 그 이후 숫자의 ±10%를 의미한다. 청구항의 어느 구성요소에 관한 ‘선택적으로(optionally)’라는 용어의 사용은 그 구성요소가 필요하거나 필요하지 않은 모든 경우를 의미하며, 두 가지 경우 모두 청구항의 보호범위 내에 포함된다. ‘포함(comprises, includes, having)’ 등의 포괄적 용어의 사용은 ‘이루어진다, 필수적으로 포함한다, 실질적으로 포함한다’는 등의 좁은 범위의 용어를 지지하기 위해 제공된 것으로 이해될 필요가 있다. 이에 따라, 보호 범위는 상술한 내용에 의하여 제한되지는 않으나, 청구항의 요지의 모든 균등물을 포함하는 범위를 따르는 청구항에 의해 정의된다. 각각의 모든 청구항은 본 명세서에 추가 개시로서 통합되었으며 청구항은 본 개시의 실시예(들)이다. 본 개시의 참조 설명은 종래 기술, 특히 본 출원의 우선일 이후의 공개일자를 가지는 임의의 참조에 대한 입증이 아니다. 모든 특허, 특허 출원 및 본 개시에서 언급된 공지물의 개시는 본 명세서에 참조로서 통합되었으며, 이들은 어디까지나 본 개시의 예시, 처리, 또는 다른 상세 보충으로서 제공되는 것이다.
본 개시에서는 몇몇 실시예가 제공되었으며, 개시된 시스템 및 방법이 본 개시의 본질 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 다양한 특정 형식으로 구현될 수 있음을 이해할 필요가 있다. 본 예시들은 설명을 위한 것들이지 제한하기 위한 것이 아니며, 본 명세서의 상세 설명으로 그 의도가 제한되지 않는다. 예를 들어, 다양한 구성요소 또는 컴포넌트는 다른 시스템에서 결합 또는 통합될 수 있거나, 특정 피쳐는 생략될 수도, 구현되지 않을 수도 있다.
더하여, 별개로 또는 분리된 다양한 실시예에서 설명 및 도시된 기술, 시스템, 서브시스템 및 방법은 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 시스템, 모듈, 기술 또는 방법에 결합 또는 통합될 수 있다. 연결 또는 직접 연결되거나 서로 통신하는 도시 또는 설명된 다른 아이템들은 몇몇 인터페이스, 장치 또는 중계 컴포넌트를 통해 전기적, 기계적 또는 다른 방식으로서 간접적으로 연결되거나 통신할 수 있다. 변경, 치환 및 개조의 다른 예시는 당업자에 의해 확인 가능하며 본 개시의 본질 및 범위를 벗어나지 않으면서 도출될 수 있다.

Claims (20)

  1. IP(Internet Protocol) 콘텐츠 라우터에 있어서,
    포워딩 명령을 포함하는 데이터 스토어(data store)를 가지는 FIB(Forwarding Information Base) 엔진;
    제1 인입(incoming) IP 패킷을 ICN(Information Centric Networking) 패킷으로, 제2 인입 IP 패킷을 비-ICN 패킷으로 분류하는 프로세서를 포함하는 IP 패킷 분류기;
    프로세서를 포함하고, 상기 FIB 엔진 및 상기 IP 패킷 분류기에 연결되는 IP 패킷 프로세서;
    상기 IP 패킷 분류기에 연결되고, 복수의 세션(sessions) 레벨 프로토콜 중 하나의 아이덴티티(identity)에 기초하여 상기 ICN 패킷을 분류하는 IP 프로토콜 분류기; 및
    상기 IP 프로토콜 분류기에 연결되는 복수의 어플리케이션 프로세싱 엔진(APE, Application Processing Engine)
    을 포함하고,
    상기 IP 패킷 프로세서는,
    상기 IP 콘텐츠 라우터에서의 추가 ICN 프로세싱을 위해 상기 ICN 패킷을 인터셉팅하고(intercept);
    비-ICN(non-ICN) 패킷에 대한 포워딩 명령에 관하여 상기 FIB 엔진을 탐색하며(consult); 그리고
    상기 포워딩 명령에 따라 상기 비-ICN 패킷을 포워딩하도록 구성되고,
    상기 복수의 APE 각각은,
    세션 레벨 프로토콜에 대응하며,
    IP 인터레스트(IP-I) 패킷 내의 명칭을 해석하고, 어플리케이션 콘텐츠 스토어 내에 콘텐츠가 보유되어 있을 경우 상기 콘텐츠에 대한 요청에 응답하는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ICN 패킷은 IP 인터레스트(IP-I, IP-Interest) 패킷 및 IP 콘텐츠(IP-C, IP-Content) 패킷 중 하나인,
    IP 콘텐츠 라우터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세션 레벨 프로토콜은 TCP(Transport Connect Protocol) 및 UDP(User Datagram Protocol)를 포함하는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 콘텐츠가 발견되지 않고 콘텐츠/서비스 위치가 정보/서비스 제공자 이동성으로 인해 변경된 경우, 포워딩 프로세스가 계속되게 하기 위하여, 상기 복수의 APE가 상기 패킷이 상기 FIB로 전송되기 전에 목적지 지시자(destination locator)를 업데이트하도록 더 구성되는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 목적지 지시자는 IP 주소, 서비스 속성 및 명칭 중 하나를 포함하는, IP 콘텐츠 라우터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 APE 각각은, IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 상기 어플리케이션 콘텐츠 스토어에 저장하고, 상기 어플리케이션 콘텐츠 스토어 내의 상기 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 상기 IP-C 패킷의 명칭에 기초하여 인덱싱하도록(index) 구성되는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 APE에 연결되는 포트 분류기(port classifier)를 더 포함하고,
    상기 포트 분류기는, 상기 세션 레벨 프로토콜이 식별되면 프로토콜 번호에 기초하여 추가적인 처리를 위해 상기 IP-I 패킷 및 IP 콘텐츠(IP-C, IP-Content) 패킷을 대응하는 APE로 전송하는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 APE 각각에 대하여 A-PIT(Application Specific Pending Interest Table)을 더 포함하고,
    상기 A-PIT는, 상기 콘텐츠가 서빙(serving)이 가능해지기 전에 펜딩 인터레스트 테이블(pending interest table) 내에 콘텐츠 요청을 수집하며,
    상기 콘텐츠 요청의 수집은 상기 콘텐츠가 업스트림 라우터로부터 도착하기 전에 콘텐츠를 검색하는 호스트를 위한 상태를 유지하는 것을 포함하는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 APE 각각을 위한 콘텐츠 스토어를 더 포함하고,
    상기 콘텐츠 스토어는 IP-C 패킷으로부터 획득된 어플리케이션 계층 페이로드(payload)를 캐싱하며,
    상기 콘텐츠는 상기 IP-C 패킷의 명칭의 함수로서 인덱싱되는 데이터-스트럭쳐(data-structure)에 저장되는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 IP 패킷 프로세서는, 상기 복수의 APE 중 하나로부터 오프로딩된(off-loaded) IP 프로세싱 함수를 처리하고, 페이로드 및 동작에 대한 인코딩된 명령을 수신하는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 IP 프로토콜 분류기에 연결되는 모빌리티 서비스(mobility service) 프로세싱 유닛을 더 포함하고,
    상기 모빌리티 서비스 프로세싱 유닛은 IP-I(IP-Interest) 및 IP-C(IP-Content) 패킷을 캐싱하여(cache) 모바일 클라이언트의 무손실 핸드오버(handover)를 구현하는,
    IP 콘텐츠 라우터.
  12. 네트워크에서의 패킷 포워딩 방법으로서,
    라우터에서 네트워크 노드로부터 IP 패킷을 수신하는 단계;
    프로세서에 의해 상기 IP 패킷의 분류(classification)를 판정하는 단계로서, 상기 분류는 ICN(Information Centric Networking) 패킷 및 비-ICN 패킷 중 하나를 포함하는, 상기 판정하는 단계; 및
    상기 IP 패킷이 ICN 패킷인 것으로 판정되면, 상기 IP 패킷에 대하여 어플리케이션 프로토콜 레벨 프로세싱을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 IP 패킷에 대하여 어플리케이션 프로토콜 레벨 프로세싱을 수행하는 단계는
    상기 ICN 패킷과 연관된 세션 레벨 프로토콜의 아이덴티티(identity)에 기초하여 상기 ICN 패킷을 분류하는 단계;
    상기 ICN 패킷을, 상기 ICN 패킷과 연관된 세션 레벨 프로토콜에 대응되는 어플리케이션 프로세싱 엔진(APE, Application Processing Engine)으로 포워딩하는 단계;
    상기 ICN 패킷이 IP-I(IP-Interest) 패킷임을 판정하는 단계;
    상기 APE에 의하여, 상기 IP-I 패킷의 명칭을 해석하는 단계; 및
    상기 APE에 의하여, 상기 IP-I 패킷 내에 인코딩된 콘텐츠에 대한 요청에 대해, 상기 요청에 대응하는 콘텐츠가 애플리케이션 콘텐츠 스토어 내에 보유되어 있을 경우, 상기 요청에 응답하는 단계;
    를 포함하는,
    네트워크에서의 패킷 포워딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    IP-C(IP-Content) 패킷으로부터의 콘텐츠를 어플리케이션 콘텐츠 스토어에 저장하는 단계; 및
    상기 어플리케이션 콘텐츠 스토어에 있는 상기 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 상기 IP-C 패킷의 명칭을 기반으로 인덱싱하는 단계
    를 더 포함하는 네트워크에서의 패킷 포워딩 방법.
  14. IP 기반 네트워킹 환경에서의 ICN(Information Centric Networking) 라우팅 장치에 있어서,
    복수의 인터페이스;
    상기 인터페이스에 연결되고, 상기 복수의 인터페이스 상의 인입 IP 트래픽(incoming IP traffic)으로부터 IP-I 패킷 및 IP-C 패킷을 식별하는 IP 패킷 분류기;
    상기 IP 패킷 분류기에 연결되고, 복수의 세션 레벨 프로토콜 중 하나의 아이덴티티에 기초하여 상기 IP-I 패킷 및 상기 IP-C 패킷을을 분류하는 IP 프로토콜 분류기; 및
    상기 IP 프로토콜 분류기에 연결되는 복수의 어플리케이션 프로세싱 엔진(APE)
    을 포함하고,
    상기 복수의 APE 각각은, 상기 세션 레벨 프로토콜에 대응하며,
    상기 IP-I 패킷 내의 명칭을 해석하고,
    요청된 콘텐츠가 어플리케이션 콘텐츠 스토어 내에 보유되었을 경우 콘텐츠에 대한 요청에 응답하고,
    상기 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 상기 어플리케이션 콘텐츠 스토어에 저장하고,
    상기 IP-C 패킷의 명칭을 기반으로 상기 어플리케이션 콘텐츠 스토어 내의 상기 IP-C 패킷으로부터의 콘텐츠를 인덱싱하며,
    상기 세션 레벨 프로토콜이 식별되면 프로토콜 번호에 기초하여 추가적인 처리를 위해 상기 IP-I 패킷 및 상기 IP-C 패킷 중 하나를 상기 복수의 APE 중 대응하는 APE로 전송하는 포트 분류기를 더 포함하는 IP 기반 네트워킹 환경에서의 ICN 라우팅 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 APE 각각에 대하여 A-PIT(Application Specific Pending Interest Table)을 더 포함하고,
    상기 A-PIT는, 상기 콘텐츠가 서빙(serving)이 가능해지기 전에 펜딩 인터레스트 테이블(pending interest table) 내에 콘텐츠 요청을 수집하며,
    상기 콘텐츠 요청의 수집은 상기 콘텐츠가 업스트림 라우터로부터 도착하기 전에 콘텐츠를 검색하는 호스트를 위한 상태를 유지하는 것을 포함하는,
    IP 기반 네트워킹 환경에서의 ICN 라우팅 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 APE 각각에 대한 콘텐츠 스토어를 더 포함하고,
    상기 콘텐츠 스토어는 상기 IP-C 패킷으로부터 획득된 어플리케이션 계층 페이로드(payload)를 캐싱하며,
    상기 콘텐츠는 상기 IP-C 패킷의 명칭의 함수로 인덱싱되는 데이터-스트럭쳐(data-structure)에 저장되는,
    IP 기반 네트워킹 환경에서의 ICN 라우팅 장치.
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