KR101695577B1 - 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

둘 이상의 라우터를 포함하는 둘 이상의 클러스터로 구성된 데이터 플레인(Data Plane), 각각의 클러스터와 연결되는 둘 이상의 로컬 제어부를 포함하고, 둘 이상의 라우터에 제공되는 콘텐츠 정보에 대한 콘텐츠 리스트 테이블을 중앙 집권적으로 관리하는 제어 플레인(Control Plane), 및 콘텐츠 정보 및 콘텐츠 리스트 테이블을 저장 및 관리하는 어플리케이션 레이어(Application Layer)를 포함하고, 각각의 로컬 제어부는 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID), 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID), 및 데이터 패킷의 전송 시 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 콘텐츠 리스트 테이블에 기록하도록 제어하는 콘텐츠 중심 네트워크 장치를 제공한다.

Description

콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FORWARDING OF CONTENT CENTRIC NETWORK}

본 발명의 실시예들은 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

1) SDN(Software Defined Networking)
SDN은 네트워크 장비에서 하드웨어 기능(Data Plane)과 소프트웨어 기능(Control Plane)을 분리하여 소프트웨어 프로그래밍을 통해 네트워크 경로설정, 제어 및 관리를 유연하게 처리 할 수 있는 네트워킹 기술이다. SDN은 기존 네트워크 운영 자동화와 중앙관리의 어려움, 벤더 의존성, 개별 처리로 인한 복잡성 증가로 인한 문제를 해결하기 위해 SDN이 개발되었다. 따라서 SDN은 전형적인 네트워크의 비유연성과 복잡성을 제거하여 네트워크 관리를 단순화하고, 사용자 요청에 따른 동적 네트워크 구성을 지원하며, 새로운 마이그레이션 기능 제공을 통해 네트워크의 확장성을 보장 할 수 있다. SDN의 네트워크 구조는 Application Layer, Control Layer, Infrastructure Layer 총 3개의 Layer로 분리되어 있으며 각 Layer는 Open Interface를 통해 통신이 가능하다.

2) CCN(Content Centric Networking)
CCN은 현 인터넷의 근본적인 문제점인 호스트 중심의 구조에서 벗어나 콘텐츠를 중심으로 데이터 통신을 하여 이러한 문제점을 해결하는 것을 목표로 하고 있다. CCN의 장점으로는 콘텐츠 이름을 네트워킹을 위한 주소로 사용하여 사용자가 원하는 콘텐츠를 가장 가까운 노드로부터 전달 받을 수 있다. 그리고 중간 노드의 Content Store가 콘텐츠를 보관하여 콘텐츠의 집중된 요청을 막음으로써 병목현상을 방지할 수 있다. 또한 콘텐츠 자체에 인증 기능을 포함하여 네트워크 단에서 다양한 보안 기능을 제공할 수 있다. CCN라우터에는 Content Store(CS), Pending Interest Table(PIT), Forwarding Information Base(FIB) 총 3개의 Cache에 대한 정의를 하고 있다. Content Store는 해당 경로를 통해 지나간 콘텐츠를 보관하고 있으며, Pending Interest Table은 콘텐츠 요청 메시지를 나타내는 In/Out 경로를 기록하고, Forwarding Information Base는 Interest의 효율적인 Forwarding을 위해 사용된다.

3) K-means Algorithm
K-means Algorithm은 주어진 데이터를 k개의 클러스터로 군집화하는 알고리즘으로, 각 클러스터와 거리 차이의 분산을 최소화하는 방식으로 동작한다. 이 알고리즘은 자율 학습의 일종으로 레이블이 달려 있지 않은 입력 데이터에 레이블을 달아주는 역할을 수행한다. K-means Algorithm의 목표는 각 집합의 중심점에서 집합 내 오브젝트간 거리의 제곱 합을 최소로 하는 집합을 찾는 것이다.

4) 기존 기술의 문제점
기존 CCN은 콘텐츠를 요청하는 패킷인 Interest Packet을 전송 할 때, 이웃하는 모든 라우터에 해당 패킷을 브로드캐스트 하여 Data Packet을 전송 받는 메커니즘을 갖는다. 따라서 많은 노드들을 포함한 대규모 네트워상에 이를 적용하는 것은 많은 문제점을 갖는다. 첫 째, 수많은 노드들의 브로드캐스팅은 네트워크 트래픽에 악영향을 미치며, 이는 네트워크의 혼잡 문제로도 연관 될 수 있다. 둘 째, PIT, FIB 등의 지역적 관리는 패킷 전송 시 지연을 야기한다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 패킷 전송 방안이 요구되는 실정이다.

한국등록특허 제10-1573150호 "SDN 네트워크 환경에서 플로우 테이블의 정합성 관리 방법" 한국등록특허 제10-1548822호 "콘텐츠 기반 네트워크의 콘텐츠 송신 방법"

한국통신학회지(정보와 통신) 제20권 제3호, 삼성전자 종합기술원, "콘텐츠 중심 네트워킹(CCN)과 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기술의 접목"

본 발명의 일실시예는 SDN 기반 콘텐츠 중심 네트워크 상에서 효율적인 콘텐츠 전송을 보장하며, 인터레스트 패킷(Interest Packet) 전송 기법이 야기하는 네트워크 트래픽 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예는 분산 SDN 컨트롤러를 이용한 클러스터 단위의 콘텐츠 관리 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예는 효율적 콘텐츠 전송을 위한 SDN 기반 CCN 네트워크 구조를 제공한다.

본 발명의 일실시예는 콘텐츠 리스트 테이블을 이용한 콘텐츠 정보 관리 및 포워딩 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예는 콘텐츠 리스트 테이블 업데이트 및 관리를 위한 인터레스트 패킷 및 데이터 패킷의 구조를 정의하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하는 단계, 및 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제2 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 패킷 플로우를 생성하는 단계는 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제2 라우터 정보로 설정하는 단계, 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제2 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하는 단계, 및 상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터 정보로 설정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 상기 제1 라우터 정보를 콘텐츠 리스트 테이블에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 상기 인터레스트 패킷을 상기 제2 라우터에 전송하는 단계, 및 상기 제2 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출하는 단계, 및 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전송하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 콘텐츠 리스트 테이블은 상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드, 및 상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 라우터 정보를 추출하는 단계는 상기 요청 노드 필드 및 상기 요청 클러스터 필드를 참조하여 상기 제1 라우터 정보를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 상기 인터레스트 패킷의 CID와 상기 데이터 패킷의 RCID가 동일한 경우, 상기 제1 라우터에서 요청한 콘텐츠 정보로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 제1 로컬 제어부가 제1 클러스터에 포함된 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하는 단계, 상기 제1 로컬 제어부가 상기 제1 클러스터의 게이트웨이 라우터인 제2 라우터 정보를 상기 인터레스트 패킷에 포함시키는 단계, 상기 제1 라우터로부터 상기 제2 라우터로 상기 인터레스트 패킷을 전달하는 단계, 상기 제2 라우터로부터 상기 제2 라우터와 연계된 제2 클러스터의 게이트웨이 라우터인 제3 라우터로 상기 인터레스트 패킷을 전달하는 단계, 및 제2 로컬 제어부가 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제4 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 패킷 플로우를 생성하는 단계는 상기 제2 로컬 제어부가 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제4 라우터 정보로 설정하는 단계, 상기 제2 로컬 제어부가 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제4 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하는 단계, 및 상기 제2 로컬 제어부가 상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터 정보로 설정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 상기 제1 로컬 제어부가 콘텐츠 리스트 테이블의 상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드에 상기 제1 라우터 정보를 저장하는 단계, 및 상기 제1 로컬 제어부가 상기 콘텐츠 리스트 테이블의 상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드에 상기 제1 클러스터 정보를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 상기 제2 로컬 제어부가 상기 제4 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하는 단계, 상기 제2 로컬 제어부가 콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출하는 단계, 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제4 라우터로부터 상기 제3 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하는 단계, 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제3 라우터로부터 상기 제2 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하는 단계, 및 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제2 라우터로부터 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치는 콘텐츠 정보를 요청하는 제1 라우터 및 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제2 라우터를 포함하는 클러스터, 상기 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하고, 상기 제2 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 로컬 제어부를 포함하고, 상기 로컬 제어부는 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제2 라우터 정보로 설정하고, 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제2 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하며, 상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터 정보로 설정한다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 로컬 제어부는 상기 제1 라우터 정보를 콘텐츠 리스트 테이블에 저장할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 라우터는 상기 로컬 제어부의 제어에 따라, 상기 인터레스트 패킷을 상기 제2 라우터에 전송하고, 상기 로컬 제어부는 상기 제2 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 로컬 제어부는 콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출하고, 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 콘텐츠 리스트 테이블은 상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드, 및 상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 로컬 제어부는 상기 요청 노드 필드 및 상기 요청 클러스터 필드를 참조하여 상기 제1 라우터 정보를 추출할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 로컬 제어부는 상기 인터레스트 패킷의 CID와 상기 데이터 패킷의 RCID가 동일한 경우, 상기 제1 라우터에서 요청한 콘텐츠 정보로 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치는 콘텐츠 정보를 요청하는 제1 라우터 및 게이트웨이 라우터인 제2 라우터를 포함하는 제1 클러스터, 게이트웨이 라우터인 제3 라우터 및 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제4 라우터를 포함하는 제2 클러스터, 상기 제1 라우터로부터 상기 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하고, 상기 제2 라우터 정보를 상기 인터레스트 패킷에 포함시켜, 상기 제1 라우터로부터 상기 제2 라우터을 통하여 상기 제3 라우터로 상기 인터레스트 패킷을 전달하도록 제어하는 제1 로컬 제어부, 및 상기 제4 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 제2 로컬 제어부를 포함하고, 상기 제2 로컬 제어부는 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제4 라우터 정보로 설정하고, 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제4 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하며, 상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터 정보로 설정한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 로컬 제어부는 콘텐츠 리스트 테이블의 상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드에 상기 제1 라우터 정보를 저장하고, 상기 콘텐츠 리스트 테이블의 상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드에 상기 제1 클러스터 정보를 저장할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제2 로컬 제어부는 상기 제4 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하고, 콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출하며, 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제4 라우터로부터 상기 제3 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하도록 제어하며, 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제3 라우터로부터 상기 제2 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 로컬 제어부는 상기 제1 라우터 정보를 기반으로 상기 제2 라우터로부터 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크 장치는 둘 이상의 라우터를 포함하는 둘 이상의 클러스터로 구성된 데이터 플레인(Data Plane), 상기 각각의 클러스터와 연결되는 둘 이상의 로컬 제어부를 포함하고, 상기 둘 이상의 라우터에 제공되는 콘텐츠 정보에 대한 콘텐츠 리스트 테이블을 중앙 집권적으로 관리하는 제어 플레인(Control Plane), 및 상기 콘텐츠 정보 및 상기 콘텐츠 리스트 테이블을 저장 및 관리하는 어플리케이션 레이어(Application Layer)를 포함하고, 상기 각각의 로컬 제어부는 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID), 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID), 및 데이터 패킷의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 콘텐츠 리스트 테이블에 기록하도록 제어한다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 콘텐츠 리스트 테이블은 상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드, 및 상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 SDN 기반 콘텐츠 중심 네트워크 상에서 효율적인 콘텐츠 전송을 보장하며, 인터레스트 패킷(Interest Packet) 전송 기법이 야기하는 네트워크 트래픽 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 분산 SDN 컨트롤러를 이용한 클러스터 단위의 콘텐츠 관리 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 효율적 콘텐츠 전송을 위한 SDN 기반 CCN 네트워크 구조를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 콘텐츠 리스트 테이블을 이용한 콘텐츠 정보 관리 및 포워딩 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 콘텐츠 리스트 테이블 업데이트 및 관리를 위한 인터레스트 패킷 및 데이터 패킷의 구조를 정의할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일측에 따른 K-means 알고리즘의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일측에 따른 중앙 집권적 클러스터 관리 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 리스트 테이블을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일측에 따른 인터레스트 패킷의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일측에 따른 데이터 패킷의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법을 도시한 흐름도이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치는 SDN(Software Defined Networking) 기반 콘텐츠 중심 네트워크 상에서 효율적인 콘텐츠 전송을 보장하며, 인터레스트 패킷(Interest Packet) 전송 기법이 야기하는 네트워크 트래픽 문제를 해결한다.

SDN은 네트워크 장비에서 하드웨어 기능(Data Plane)과 소프트웨어 기능(Control Plane)을 분리하여 소프트웨어 프로그래밍을 통해 네트워크 경로 설정, 제어 및 관리를 유연하게 처리 할 수 있는 네트워킹 기술이다.

SDN은 기존 네트워크 운영 자동화와 중앙 관리의 어려움, 벤더 의존성, 개별 처리로 인한 복잡성 증가로 인한 문제를 해결하기 위해 SDN이 개발되었으며, 전형적인 네트워크의 비유연성과 복잡성을 제거하여 네트워크 관리를 단순화하고, 사용자 요청에 따른 동적 네트워크 구성을 지원하며, 새로운 마이그레이션 기능 제공을 통해 네트워크의 확장성을 보장 할 수 있다.

SDN의 네트워크 구조는 어플리케이션 레이어(Application Layer), 제어 레이어(Control Layer), 인프라스트럭쳐 레이어(Infrastructure Layer)의 3개 레이어(Layer)로 분리되어 있으며, 각각의 레이어는 오픈 인터페이스(Open Interface)를 통해 통신이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크 장치는 콘텐츠 정보 및 콘텐츠 리스트 테이블을 저장 및 관리하는 어플리케이션 레이어(Application Layer)(110), 제어 플레인(control plane)(120), 및 데이터 플레인(Data plane)(130)를 포함한다.

어플리케이션 레이어(110)는 데이터 플레인(130)에 전송되는 패킷을 수정하는 패킷 수정부(packet modifier)(111), 데이터 플레인(130)에 전송되는 패킷의 콘텐츠 리스트 테이블을 업데이트하는 테이블 관리부(Table update manager)(114), 및 업데이트되는 콘텐츠 리스트 테이블을 저장하는 테이블 저장부(117)를 포함한다.

패킷 수정부(111)는 인터레스트 패킷(interest packet)을 수정하는 인터레스트 수정부(interest modifier)(112) 및 데이터 패킷(data packet)을 수정하는 데이터 수정부(data modifier)(113)를 포함할 수 있다.

테이블 관리부(114)는 인터레스트 패킷 및 데이터 패킷에 대한 콘텐츠 리스트 테이블을 기반으로 패킷 플로우를 생성하는 플로우 관리부(Flow manager)(115) 및 패킷 플로우에 따라 콘텐츠 정보를 관리하는 콘텐츠 관리부(Content manager)를 제어할 수 있다.

테이블 저장부(117)는 콘텐츠 리스트 테이블을 저장하여 관리하는 콘텐츠 리스트 관리부(118) 및 업데이트된 콘텐츠 정보를 저장하여 관리하는 콘텐츠 업데이트 관리부(119)를 포함할 수 있다.

제어 플레인(120)은 각각의 클러스터(131, 132, 133, 134)와 연결되는 둘 이상의 로컬 제어부(122, 123, 124, 125)를 포함하고, 둘 이상의 라우터(135, 136, 137, 138)에 제공되는 콘텐츠 정보에 대한 콘텐츠 리스트 테이블을 중앙 집권적으로 관리하는 네트워크 서비스 & APIs(121)을 더 포함할 수 있다.

데이터 플레인(Data Plane)은 둘 이상의 라우터(135, 136, 137, 138)를 포함하는 둘 이상의 클러스터(131, 132, 133, 134)로 구성된다.

각각의 라우터(135, 136, 137, 138)는 각각의 중간 라우터(135a, 136a, 137a, 138a) 및 다른 클러스터에 연계될 수 있는 각각의 게이트웨이 라우터(135b, 136b, 137b, 138b)를 포함할 수 있다.

각각의 로컬 제어부(122, 123, 124, 125)는 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID), 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID), 및 데이터 패킷의 전송 시 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 콘텐츠 리스트 테이블에 기록하도록 제어한다.

이때, 콘텐츠 리스트 테이블은 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드, 및 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일측에 따른 K-means 알고리즘의 예를 도시한 도면이다.

본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크 장치는 대규모 콘텐츠 중심 네트워크의 효율적인 관리를 위하여 도 2에 도시된 K-means 알고리즘을 이용하여 둘 이상의 라우터를 군집화 할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 데이터 플레인은 복수 개의 클러스터로 구성되며, 각각의 클러스터는 중간 라우터와 각 클러스터를 연결하는 게이트웨이 라우터로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일측에 따른 중앙 집권적 클러스터 관리 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크는 제어 플레인에 구성된 각각의 로컬 제어부에 의하여 각각의 클러스터(310, 320, 330, 334)가 중앙 집권적으로 관리되며, 각각의 클러스터(310, 320, 330, 334)에 포함된 라우터(311~313, 321~323, 331~333, 341~343)에 캐싱된 콘텐츠 정보는 어플리케이션 레이어에 저장 및 관리가 이루어질 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 콘텐츠 정보를 저장하는 콘텐츠 리스트 테이블의 구조와 이러한 테이블의 관리 및 효율적 패킷 전송을 위한 인터레스트 패킷 및 데이터 패킷 구조를 제공한다.

도 4는 본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 리스트 테이블을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일측에 따른 인터레스트 패킷의 구조를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일측에 따른 데이터 패킷의 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 콘텐츠 리스트 테이블은 콘텐츠의 이름을 저장하는 'Content Name', 콘텐츠가 캐싱된 라우터 정보를 저장하는 'RID', 콘텐츠가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보를 저장하는 'CID', 해당 콘텐츠 정보를 요청하는 노드의 정보를 저장하는 'Requesting Node' 및 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 'Requesting Cluster' 필드로 구성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 인터레스트 패킷은 클라이언트가 요청하는 콘텐츠의 이름 및 기타 정보를 저장하는 CCN 인터레스트 패킷의 구조에 RID 필드, CID 필드, 및 RCID 필드가 추가될 수 있다.

이때, RID 필드 및 CID 필드는 상기 콘텐츠 리스트 테이블에 구성된 RID 및 CID와 동일한 속성 정보가 저장되며, RCID 필드는 데이터 패킷의 전송 시 콘텐츠를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보를 알기 위한 Requesting Cluster 필드와 동일한 속성 정보가 저장될 수 있다.

아래에서는 본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 리스트 테이블에 요청 콘텐츠 정보가 저장되어 있는 경우, 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치를 설명하도록 한다.

본 발명을 이해를 돕기 위하여, 본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치는 로컬 제어부에 의해 관리되는 콘텐츠 리스트 테이블의 초기 값이 미리 설정되어 있는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치는 로컬 제어부(710) 및 클러스터(720)를 포함한다.

클러스터(720)는 둘 이상의 라우터(R1~R7)를 포함하며, 예를 들어, 콘텐츠 정보를 요청하는 제1 라우터(R1) 및 콘텐츠 정보가 캐싱된 제2 라우터(R3)를 포함한다.

로컬 제어부(710)는 제1 라우터(R1)로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하고, 제2 라우터(R3)를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성한다.

로컬 제어부(710)는 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 제2 라우터 정보로 설정하고, 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 제2 라우터(R3)가 속한 클러스터 정보로 설정하며, 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 제1 라우터 정보로 설정한다.

로컬 제어부(710)는 제1 라우터 정보를 콘텐츠 리스트 테이블에 저장할 수 있다.

예를 들어, 콘텐츠 리스트 테이블은 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드, 및 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드를 포함할 수 있다.

제1 라우터(R1)는 로컬 제어부의 제어에 따라, 인터레스트 패킷을 제2 라우터(R3)에 전송하고, 로컬 제어부(710)는 제2 라우터(R3)로부터 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신할 수 있다.

로컬 제어부(710)는 콘텐츠 리스트 테이블로부터 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출하고, 제1 라우터 정보를 기반으로 제1 라우터로 데이터 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다.

로컬 제어부(710)는 요청 노드 필드 및 요청 클러스터 필드를 참조하여 제1 라우터 정보를 추출할 수 있다.

로컬 제어부(710)는 인터레스트 패킷의 CID와 데이터 패킷의 RCID가 동일한 경우, 제1 라우터(R1)에서 요청한 콘텐츠 정보로 판단할 수 있다.

예를 들어, 클러스터(720)에 속한 사용자가 'A'라는 이름의 콘텐츠 정보를 요청하는 경우, 로컬 제어부(710)는 제2 클러스터(R3)에 해당하는 정보를 가지고 있다.

제1 라우터(R1)은 요청 패킷을 로컬 제어부(710)에 전달하여 해당 콘텐츠 정보의 위치를 알아 낼 수 있다.

로컬 제어부(710)는 'A'가 캐싱된 제2 라우터(R3)를 목적지로 하여 플로우를 생성하고, 인터레스트 패킷의 RID 필드, CID 필드, 및 RCID 필드를 각각 R3, C1, C1으로 설정하여 인터레스트 패킷을 브로드캐스팅이 아닌 유니캐스팅을 통한 전송을 보장 할 수 있다.

로컬 제어부(710)는 데이터 패킷의 전송을 위하여 인터레스트 패킷을 전송한 노드인 제1 라우터(R1)의 정보를 콘텐츠 리스트 테이블에 저장할 수 있다.

인터레스트 패킷이 목적지 노드인 제2 라우터(R3)에 도착하면, 제2 라우터(R3)는 인터레스트 패킷에 해당하는 데이터 패킷을 전송할 목적지에 대한 정보를 로컬 제어부(710)에 요청할 수 있다.

콘텐츠 리스트 테이블의 해당 요청에 대한 정보와 관련 있는 필드는 Requesting Node 필드 및 Requesting Cluster 필드에 대응될 수 있다.

Requesting Node 필드 및 Requesting Cluster 필드에 기록된 정보를 기반으로, 데이터 패킷은 해당 콘텐츠 정보를 요청한 노드인 제1 라우터(R1)로 전송될 수 있다.

해당 콘텐츠 정보가 자신이 요청한 콘텐츠 정보가 맞는지에 대한 여부는 제1 라우터(R1)의 CID와 데이터 패킷에 포함된 RCID 필드의 매칭 여부를 통하여 검수할 수 있다.

아래에서는 본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 리스트 테이블에 요청하는 콘텐츠 정보가 없는 경우, 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치를 설명하도록 한다.

본 발명을 이해를 돕기 위하여, 본 발명의 일측에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치는 2개의 클러스터와 각각의 클러스터를 관리하는 2개의 로컬 제어부를 포함하며, 각각의 로컬 제어부에 의해 관리되는 콘텐츠 리스트 테이블의 초기 값이 미리 설정되어 있는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치는 제1 로컬 제어부(810), 제1 클러스터(820), 제2 로컬 제어부(830), 및 제2 클러스터(840)를 포함한다.

제1 클러스터(820)는 둘 이상의 라우터(R1~R7)를 포함하며, 예를 들어, 콘텐츠 정보를 요청하는 제1 라우터(R1) 및 게이트웨이 라우터인 제2 라우터(R7)를 포함한다.

제2 클러스터(840)는 둘 이상의 라우터(R8~R14)를 포함하며, 예를 들어, 게이트웨이 라우터인 제3 라우터(R11) 및 콘텐츠 정보가 캐싱된 제4 라우터(R12)를 포함한다.

제1 로컬 제어부(810)는 제1 라우터(R1)로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하고, 제2 라우터 정보를 인터레스트 패킷에 포함시켜, 제1 라우터(R1)로부터 제2 라우터(R7)을 통하여 제3 라우터(R11)로 인터레스트 패킷을 전달하도록 제어한다.

제2 로컬 제어부(830)는 제4 라우터(R12)를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성한다.

제2 로컬 제어부(830)는 제1 로컬 제어부(810)가 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 제4 라우터 정보로 설정한다.

제2 로컬 제어부(830)는 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 제4 라우터(R12)가 속한 클러스터 정보로 설정하며, 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 제1 라우터 정보로 설정한다.

제1 로컬 제어부(810)는 콘텐츠 리스트 테이블의 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드에 제1 라우터 정보를 저장하고, 콘텐츠 리스트 테이블의 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드에 제1 클러스터 정보를 저장할 수 있다.

제2 로컬 제어부(830)는 제4 라우터(R12)로부터 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하고, 콘텐츠 리스트 테이블로부터 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출하며, 제1 라우터 정보를 기반으로 제4 라우터(R12)로부터 제3 라우터(R11)로 데이터 패킷을 전달하도록 제어하며, 제1 라우터 정보를 기반으로 제3 라우터(R11)로부터 제2 라우터(R7)로 데이터 패킷을 전달하도록 제어할 수 있다.

제1 로컬 제어부(810)는 제1 라우터 정보를 기반으로 제2 라우터(R7)로부터 제1 라우터(R1)로 데이터 패킷을 전달하도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 제1 클러스터(820)에 속한 사용자가 'X'라는 이름의 콘텐츠 정보를 요청하는 경우, 제1 로컬 제어부(810)는 이에 해당하는 정보를 갖고 있지 않다.

각각의 로컬 제어부(810, 830)는 서로에 대한 정보를 공유하지 않으므로 다음과 같은 패킷 플로우를 수행할 수 있다.

제1 라우터(R1)는 요청 패킷을 제1 로컬 제어부(810)에게 전송하여 해당 콘텐츠 정보를 요청할 수 있다.

제1 로컬 제어부(810)는 해당 정보를 갖고 있지 않으므로 제1 클러스터(820)의 게이트웨이 라우터인 제2 라우터(R7)에 대한 정보를 인터레스트 패킷에 포함 할 수 있도록 하며, 이러한 요청에 대한 정보를 콘텐츠 리스트 테이블의 Requesting Node, Requesting Cluster필드에 저장할 수 있다.

제2 라우터(R7)는 해당 콘텐츠를 갖고 있는 라우터가 아니므로, CID 필드는 0으로 설정될 수 있다.

인터레스트 패킷이 제2 라우터(R7)에 도착하면 CID 필드의 매칭이 이루어지지 않으므로, 제1 클러스터(820)는 패킷을 이웃한 제2 클러스터(840)에게 전송할 수 있다.

제2 클러스터(840)의 제3 라우터(R11)는 인터레스트 패킷을 수신하며, 제2 로컬 제어부(830)에게 해당 콘텐츠에 대한 정보를 요청할 수 있다.

제2 로컬 제어부(830)는 콘텐츠 정보 'X'에 대한 정보가 저장되어 있으므로, 전술한 패킷 플로우 방식으로 인터레스트 패킷이 제4 라우터(R12)로 전송될 수 있다.

데이터 패킷은 콘텐츠 리스트 테이블의 저장된 Requesting Node를 통해 제2 클러스터(840) 내부에 존재하는 제3 라우터(R11)로 전달될 수 있다.

Requesting Cluster가 제3 라우터(R11)의 CID와 매칭이 되지 않으므로, 데이터 패킷은 제1 클러스터(820)으로 전송될 수 있다.

해당 콘텐츠 정보는 제1 라우터(R1)로 전송이 되며, 패킷 전송 장치는 CID 매칭이 이루어지므로 패킷 플로우를 종료할 수 있다.

아래에서는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치의 제1 라우터, 로컬 제어부, 제2 라우터에 의하여 수행 될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법을 도시한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 로컬 제어부는 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신한다(910).

로컬 제어부는 콘텐츠 정보가 캐싱된 제2 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성한다(920).

예를 들어, 로컬 제어부는 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 제2 라우터 정보로 설정하고, 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 제2 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하며, 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 제1 라우터 정보로 설정할 수 있다.

로컬 제어부는 제1 라우터 정보를 콘텐츠 리스트 테이블에 저장할 수 있다.

예를 들어, 콘텐츠 리스트 테이블은 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드, 및 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드를 포함할 수 있다.

로컬 제어부는 인터레스트 패킷을 제2 라우터에 전송한다(930).

로컬 제어부는 제2 라우터로부터 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신한다(940).

로컬 제어부는 콘텐츠 리스트 테이블로부터 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출하고(950), 제1 라우터 정보를 기반으로 제1 라우터로 데이터 패킷을 전송하도록 제어한다(960).

예를 들어, 로컬 제어부는 요청 노드 필드 및 요청 클러스터 필드를 참조하여 제1 라우터 정보를 추출할 수 있다.

아래에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법은 전술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치의 제1 라우터, 제1 로컬 제어부, 제2 라우터, 제3 라우터, 제2 로컬 제어부, 제4 라우터에 의하여 수행 될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법을 도시한 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 제1 로컬 제어부는 제1 클러스터에 포함된 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신한다(1001).

제1 로컬 제어부는 제1 클러스터의 게이트웨이 라우터인 제2 라우터 정보를 인터레스트 패킷에 포함시킨다(1002).

제1 라우터는 제2 라우터로 인터레스트 패킷을 전달한다(1003).

제2 라우터는 제2 라우터와 연계된 제2 클러스터의 게이트웨이 라우터인 제3 라우터로 인터레스트 패킷을 전달한다(1004).

제3 라우터는 제2 로컬 제어부에 인터레스트 패킷을 전달할 수 있다(1005).

제2 로컬 제어부는 콘텐츠 정보가 캐싱된 제4 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성한다(1006).

예를 들어, 제2 로컬 제어부는 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 제4 라우터 정보로 설정하고, 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 제4 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하며, 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 제1 라우터 정보로 설정할 수 있다.

제2 로컬 제어부는 제4 라우터로부터 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신할 수 있다(1007).

제2 로컬 제어부는 콘텐츠 리스트 테이블로부터 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터 정보를 추출할 수 있다(1008).

제4 라우터는 제1 라우터 정보를 기반으로 제3 라우터로 데이터 패킷을 전달할 수 있다(1009).

제3 라우터는 제1 라우터 정보를 기반으로 제2 라우터로 데이터 패킷을 전달할 수 있다(1010).

제2 라우터는 제1 라우터 정보를 기반으로 제1 라우터로 데이터 패킷을 전달할 수 있다(1011).

본 발명의 일측에 따른 패킷 전송 방법은 많은 수의 노드가 존재하는 콘텐츠 중심 네트워크 환경에서 효율적인 콘텐츠 전송 및 스트리밍 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명의 일측에 따른 패킷 전송 방법은 네트워크 트래픽, 지연 등의 상태를 고려하여 분산 컨트롤러를 동적으로 할 당 할 수 있고, 중앙 집권적 관리가 가능하므로 중앙 집권적 콘텐츠 전송 및 관리할 수 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

110: 어플리케이션 레이어
120: 제어 플레인
130: 데이터 플레인

Claims (24)

1. 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하는 단계; 및
   상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제2 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 단계
   를 포함하고,
   상기 패킷 플로우를 생성하는 단계는,
   상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제2 라우터의 정보로 설정하는 단계;
   상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제2 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하는 단계; 및
   상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터의 정보로 설정하는 단계
   를 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 라우터의 정보를 콘텐츠 리스트 테이블에 저장하는 단계
   를 더 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 인터레스트 패킷을 상기 제2 라우터에 전송하는 단계; 및
   상기 제2 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하는 단계
   를 더 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
4. 제3항에 있어서,
   콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터의 정보를 추출하는 단계; 및
   상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전송하도록 제어하는 단계
   를 더 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 콘텐츠 리스트 테이블은,
   상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드; 및
   상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드
   를 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 라우터의 정보를 추출하는 단계는,
   상기 요청 노드 필드 및 상기 요청 클러스터 필드를 참조하여 상기 제1 라우터의 정보를 추출하는 단계
   를 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
7. 제4항에 있어서,
   상기 인터레스트 패킷의 CID와 상기 데이터 패킷의 RCID가 동일한 경우, 상기 제1 라우터에서 요청한 콘텐츠 정보로 판단하는 단계;
   를 더 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
8. 제1 로컬 제어부가 제1 클러스터에 포함된 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하는 단계;
   상기 제1 로컬 제어부가 상기 제1 클러스터의 게이트웨이 라우터인 제2 라우터의 정보를 상기 인터레스트 패킷에 포함시키는 단계;
   상기 제1 라우터로부터 상기 제2 라우터로 상기 인터레스트 패킷을 전달하는 단계;
   상기 제2 라우터로부터 상기 제2 라우터와 연계된 제2 클러스터의 게이트웨이 라우터인 제3 라우터로 상기 인터레스트 패킷을 전달하는 단계; 및
   제2 로컬 제어부가 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제4 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 패킷 플로우를 생성하는 단계는,
   상기 제2 로컬 제어부가 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제4 라우터의 정보로 설정하는 단계;
   상기 제2 로컬 제어부가 상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제4 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하는 단계; 및
   상기 제2 로컬 제어부가 상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터의 정보로 설정하는 단계
   를 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 로컬 제어부가 콘텐츠 리스트 테이블의 상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드에 상기 제1 라우터의 정보를 저장하는 단계; 및
   상기 제1 로컬 제어부가 상기 콘텐츠 리스트 테이블의 상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드에 상기 제1 클러스터의 정보를 저장하는 단계
   를 더 포함하는,
   콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 로컬 제어부가 상기 제4 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하는 단계;
    상기 제2 로컬 제어부가 콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터의 정보를 추출하는 단계;
    상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제4 라우터로부터 상기 제3 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하는 단계;
    상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제3 라우터로부터 상기 제2 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하는 단계; 및
    상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제2 라우터로부터 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하는 단계
    를 더 포함하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
12. 콘텐츠 정보를 요청하는 제1 라우터 및 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제2 라우터를 포함하는 클러스터;
    상기 제1 라우터로부터 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하고, 상기 제2 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 로컬 제어부
    를 포함하고,
    상기 로컬 제어부는,
    상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제2 라우터의 정보로 설정하고,
    상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제2 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하며,
    상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터의 정보로 설정하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 로컬 제어부는,
    상기 설정된 제1 라우터의 정보를 콘텐츠 리스트 테이블에 저장하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 라우터는 상기 로컬 제어부의 제어에 따라, 상기 인터레스트 패킷을 상기 제2 라우터에 전송하고,
    상기 로컬 제어부는 상기 제2 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 로컬 제어부는,
    콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터의 정보를 추출하고,
    상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전송하도록 제어하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 콘텐츠 리스트 테이블은,
    상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드; 및
    상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드
    를 포함하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 로컬 제어부는,
    상기 요청 노드 필드 및 상기 요청 클러스터 필드를 참조하여 상기 제1 라우터의 정보를 추출하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
18. 제15항에 있어서,
    상기 로컬 제어부는,
    상기 인터레스트 패킷의 CID와 상기 데이터 패킷의 RCID가 동일한 경우, 상기 제1 라우터에서 요청한 콘텐츠 정보로 판단하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
19. 콘텐츠 정보를 요청하는 제1 라우터 및 게이트웨이 라우터인 제2 라우터를 포함하는 제1 클러스터;
    게이트웨이 라우터인 제3 라우터 및 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 제4 라우터를 포함하는 제2 클러스터;
    상기 제1 라우터로부터 상기 콘텐츠 정보에 대한 인터레스트 패킷(Interest Packet)을 수신하고, 상기 제2 라우터의 정보를 상기 인터레스트 패킷에 포함시켜, 상기 제1 라우터로부터 상기 제2 라우터을 통하여 상기 제3 라우터로 상기 인터레스트 패킷을 전달하도록 제어하는 제1 로컬 제어부; 및
    상기 제4 라우터를 데이터 목적지로 하여 패킷 플로우를 생성하는 제2 로컬 제어부
    를 포함하고,
    상기 제2 로컬 제어부는,
    상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID) 필드를 상기 제4 라우터의 정보로 설정하고,
    상기 인터레스트 패킷에 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID)를 상기 제4 라우터가 속한 클러스터 정보로 설정하며,
    상기 인터레스트 패킷에 데이터 패킷(Data Packet)의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 제1 라우터의 정보로 설정하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 로컬 제어부는,
    콘텐츠 리스트 테이블의 상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드에 상기 제1 라우터의 정보를 저장하고,
    상기 콘텐츠 리스트 테이블의 상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드에 상기 제1 클러스터의 정보를 저장하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
21. 제19항에 있어서,
    상기 제2 로컬 제어부는,
    상기 제4 라우터로부터 상기 데이터 패킷을 전송하기 위한 인터레스트 목적지에 대한 요청 신호를 수신하고,
    콘텐츠 리스트 테이블로부터 상기 인터레스트 목적지에 대응하는 제1 라우터의 정보를 추출하며,
    상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제4 라우터로부터 상기 제3 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하도록 제어하며,
    상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제3 라우터로부터 상기 제2 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하도록 제어하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 로컬 제어부는,
    상기 추출된 제1 라우터의 정보를 기반으로 상기 제2 라우터로부터 상기 제1 라우터로 상기 데이터 패킷을 전달하도록 제어하는,
    콘텐츠 중심 네트워크의 패킷 전송 장치.
23. 둘 이상의 라우터를 포함하는 둘 이상의 클러스터로 구성된 데이터 플레인(Data Plane);
    상기 각각의 클러스터와 연결되는 둘 이상의 로컬 제어부를 포함하고, 상기 둘 이상의 라우터에 제공되는 콘텐츠 정보에 대한 콘텐츠 리스트 테이블을 중앙 집권적으로 관리하는 제어 플레인(Control Plane); 및
    상기 콘텐츠 정보 및 상기 콘텐츠 리스트 테이블을 저장 및 관리하는 어플리케이션 레이어(Application Layer)
    를 포함하고,
    상기 각각의 로컬 제어부는,
    상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터 정보(RID), 상기 콘텐츠 정보가 캐싱된 라우터가 속한 클러스터 정보(CID), 및 데이터 패킷의 전송 시 상기 콘텐츠 정보를 요청한 사용자가 속한 클러스터 정보(RCID)를 상기 콘텐츠 리스트 테이블에 기록하도록 제어하는,
    콘텐츠 중심 네트워크 장치.
24. 제23항에 있어서,
    상기 콘텐츠 리스트 테이블은,
    상기 콘텐츠 정보를 요청한 노드 정보인 요청 노드(Requesting Node) 필드; 및
    상기 요청 노드의 클러스터 정보를 저장 하는 요청 클러스터(Requesting Cluster) 필드
    를 포함하는 콘텐츠 중심 네트워크 장치.

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