KR101758207B1 - 서비스 기능 체이닝을 이용하는 네트워크 패킷 처리 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

서비스 기능 체이닝을 이용하는 네트워크 패킷 처리 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

서비스 기능 체이닝을 이용하는 네트워크 패킷 처리 장치 및 이의 제어 방법이 개시된다. 개시된 네트워크 패킷 처리 장치는 상기 서비스 기능 체이닝을 구성하는 다수의 서비스 기능 모듈 - 상기 서비스 기능 모듈은 stateful 서비스 기능 모듈 및 stateless 서비스 기능 모듈 중 하나임 -; 상기 서비스 기능 모듈 중 상기 stateful 서비스 기능 모듈의 결함 복구를 수행하기 위해 이용되는 입력 로거(logger) 및 출력 로거; 패킷에 명시된 경로를 따라 상기 패킷을 상기 다수의 서비스 기능 모듈, 상기 입력 로거 및 상기 출력 로거로 전달하는 서비스 기능 전달 모듈;을 포함한다.

Description

서비스 기능 체이닝을 이용하는 네트워크 패킷 처리 장치 및 이의 제어 방법{Apparatus for processing network packet using service function chaining and Method for controlling the same}
본 발명의 실시예들은 서비스 기능 체이닝(SFC: Service Function Chaining)을 이용하는 환경에서 효율적인 결함(fault) 복구 기능을 제공할 수 있는 네트워크 패킷 처리 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
NFV(Network Functions Virtualization) 시스템은 네트워크 기능을 소프트웨어적으로 가상화하여 제어 및 관리하는 기술이다. 특히 이러한 가상 네트워크 기능들을 순서화하여 연결 및 실행하는 서비스 기능 체이닝(SFC: Service Function Chaining) 기술은 주요 네트워크 서비스들의 자동화 및 커스터마이징을 가능케 한다는 점에서 NFV의 차기 연구 이슈로 주목을 받고 있다. 서비스 기능 체이닝 기술은 ETSI NFV ISG에서 VNF 포워딩 그래프라는 이름으로 기능 모델이 개발 중이며, IETF SFC WG에서 세부 기능 구조 및 프로토콜의 표준화가 진행 중이다.
서비스 기능 체이닝은 가상화된 환경에서 네트워크 오퍼레이터가 새로운 서비스 기능(SF: Service Function)을 동적으로 만들 수 있고, 서비스 기능에 대한 설정 복잡성을 줄일 수 있다. 서비스 기능 체이닝은 서비스 기능들의 순서화된 집합이고, 서비스 기능은 stateful SF 및 stateless SF으로 분류된다. 여기서, stateful SF는 state 정보들을 가지고 있어야 동작하는 SF를 의미하고, stateless SF는 state 정보들이 없이도 동작할 수 있는 SF를 의미한다.
현재 서비스 기능들에 대한 결함(fault) 복구 메커니즘들은 서로 다른 특징을 가지고 있다. 하지만 이 메커니즘들을 실제 구축망에 있는 stateful 서비스 기능 및 stateless 서비스 기능 모두에 적용시키는 경우 리소스 낭비가 심하게 되고, 이에 따라 비효율적으로 망을 관리하게 되는 단점이 있다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 서비스 기능 체이닝(SFC: Service Function Chaining)을 이용하는 환경에서 효율적인 결함(fault) 복구 기능을 제공할 수 있는 네트워크 패킷 처리 장치 및 이의 제어 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 서비스 기능 체이닝을 이용한 네트워크 패킷 처리 장치에 있어서, 상기 서비스 기능 체이닝을 구성하는 다수의 서비스 기능 모듈 - 상기 서비스 기능 모듈은 stateful 서비스 기능 모듈 및 stateless 서비스 기능 모듈 중 하나임 -; 상기 서비스 기능 모듈 중 상기 stateful 서비스 기능 모듈의 결함 복구를 수행하기 위해 이용되는 입력 로거(logger) 및 출력 로거; 패킷에 명시된 경로를 따라 상기 패킷을 상기 다수의 서비스 기능 모듈, 상기 입력 로거 및 상기 출력 로거로 전달하는 서비스 기능 전달 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치가 제공된다.
상기 다수의 서비스 기능 모듈 중 서비스 기능 모듈 A가 stateful 서비스 기능 모듈인 경우, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 패킷을 상기 입력 로거, 상기 서비스 기능 모듈 A 및 상기 출력 로거의 순서로 전달하고, 상기 다수의 서비스 기능 모듈 중 서비스 기능 모듈 B가 stateless 서비스 기능 모듈인 경우, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 패킷을 상기 서비스 기능 모듈 B로만 전달할 수 있다.
상기 입력 로거는 상기 서비스 기능 전달 모듈에서 전달된 패킷을 저장한 후 상기 패킷을 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하고, 상기 서비스 기능 모듈 A는 상기 서비스 기능 전달 모듈에서 전달된 패킷을 프로세싱하고, 상기 패킷에 대한 패킷 액세스 로그(PAL: Packet Access Log)를 생성하며, 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하고, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 상기 출력 로거로 전송하고, 상기 출력 로거는 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 모듈 A의 백업 서비스 기능 모듈로 전송할 수 있다.
상기 서비스 기능 모듈 A에서 결함이 발생하는 경우, 상기 입력 로거는 상기 저장된 패킷을 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하고, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 저장된 패킷을 상기 백업 서비스 기능 모듈로 전송하며, 상기 백업 서비스 기능 모듈은 상기 저장된 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그에 기초하여 상기 결함이 발생한 서비스 기능 모듈 A을 대체할 수 있다.
상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 다수의 서비스 기능 모듈의 식별정보, 상기 입력 로거의 식별정보 및 상기 출력 로거의 식별정보를 저장하는 포워딩 테이블을 포함하며, 상기 포워딩 테이블에 기초하여 상기 패킷을 전달할 수 있다.
상기 서비스 기능 모듈 A에서 결함이 발생하는 경우, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 포워딩 테이블의 상기 서비스 기능 모듈 A의 식별정보를 상기 백업 서비스 기능 모듈의 식별정보로 변경할 수 있다.
상기 네트워크 패킷 처리 장치는 상기 입력 로거의 백업 입력 로거 및 상기 출력 로거의 백업 출력 로거를 더 포함하되, 상기 입력 로거 또는 출력 로거에 결함이 발생한 경우, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 포워딩 테이블의 상기 입력 로거의 식별정보 또는 상기 출력 로거의 식별정보를 상기 백업 입력 로거의 식별정보 또는 상기 백업 출력 로거의 식별정보로 변경할 수 있다.
상기 패킷은 네트워크 서비스 헤더(NSH: Network Service Header)를 포함하고, 상기 네트워크 서비스 헤더에는 상기 입력 로거, 상기 서비스 기능 모듈 A 및 상기 출력 로거로의 상기 패킷의 전달 순서를 표시하는 전달 순서 필드를 포함할 수 있다.
상기 전달 순서 필드는 2 bit의 값을 가지되, 초기 필드값이 "00"으로 설정되고, 상기 입력 로거가 상기 서비스 기능 전달 모듈에서 상기 패킷을 수신한 경우, 상기 입력 로거는 상기 전달 순서 필드의 필드값을 "01"로 변경하고, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 전달 순서 필드의 필드값에 기초하여 상기 패킷을 상기 서비스 기능 모듈 A로 전송하고, 상기 서비스 기능 모듈 A가 상기 패킷을 수신한 경우, 상기 서비스 기능 모듈 A가 상기 전달 순서 필드의 필드값을 "10"로 변경하고, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 전달 순서 필드의 필드값에 기초하여 상기 패킷을 상기 출력 로거로 전송하고, 상기 출력 로거가 상기 패킷을 수신한 경우, 상기 출력 로거는 상기 전달 순서 필드의 필드값을 "00"로 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서비스 기능 체이닝을 사용하며, 다수의 서비스 기능 모듈, 입력 로거(logger), 출력 로거 및 서비스 기능 전달 모듈을 포함하는 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 서비스 기능 전달 모듈이 상기 입력 로거로 패킷을 전송하는 단계 (a); 상기 입력 로거가 상기 패킷을 저장한 후 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하는 단계 (b); 상기 서비스 기능 전달 모듈이 상기 패킷을 상기 다수의 서비스 기능 모듈 중 stateful 서비스 기능 모듈인 서비스 기능 모듈 A로 전송하는 단계 (c); 상기 서비스 기능 모듈 A가 상기 패킷을 프로세싱하고, 상기 패킷에 대한 패킷 액세스 로그를 생성하며, 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하는 단계 (d); 상기 서비스 기능 전달 모듈이 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 상기 출력 로거로 전송하는 단계 (e); 및 상기 출력 로거가 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 모듈 A의 백업 서비스 기능 모듈로 전송하는 단계 (f);를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 서비스 기능 체이닝(SFC: Service Function Chaining)을 이용하는 환경에서 효율적인 결함 복구 기능을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 패킷 처리 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포워딩 테이블의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐화된 패킷 내의 네트워크 서비스 헤더(NSH: Network Service Header)의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFC 서비스 과정의 흐름을 도시한 도면이다
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서, SF 모듈 A(stateful SF 모듈)에 결함이 발생한 경우의 결함 복구 과정의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 입력 로거 내지 출력 로거에서 결함이 발생한 경우의 결함 복구 과정의 흐름을 도시한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 패킷 처리 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 패킷 처리 장치(100)는 다수의 서비스 기능(SF: Service Function) 모듈(110), 적어도 하나의 입력 로거(Input Logger)(120), 적어도 하나의 출력 로거(Output Logger)(130), 서비스 기능 전달(SFF: Service Function Forwarder) 모듈(140), SDN(Software Defined Networking) 제어부(150)를 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 각 구성 요소 별 기능을 상세하게 설명하기로 한다.
다수의 SF 모듈(110)는 서비스 기능 체이닝을 구성하며, 네트워크 패킷에 대한 특정　처리를 수행한다.
여기서, 각각의 SF 모듈(110)은 stateful SF 모듈 및 stateless SF 모듈 중 어느 하나일 수 있다. stateful SF 모듈은 상태(state) 정보들을 서비스 제공에 이용하는 SF 모듈을 의미하고, stateless SF 모듈은 상태 정보 없이 클라이언트로부터 새롭게 도착한 명령문(request)에만 의존하여 서비스를 제공하는 SF 모듈을 의미한다.
이 때, 상태 정보는 과거의 동작(데이터 송수신 및 처리)의 결과로서, 상태 정보를 사용하여 SF 모듈이 동작하면, 현재의 상태에 따라 약속된 명령에 대하여 신속히 응답할 수 있으며, 클라이언트와 주고 받을 메시지의 크기를 줄일 수 있다.
또한, 다수의 SF 모듈(110)은 적어도 하나의 마스터(Master) SF 모듈 및 적어도 하나의 백업(Back-up) SF 모듈을 포함한다. 마스터 SF 모듈은 패킷(트래픽)을 프로세싱하고, 패킷 액세스 로그(PAL: Packet Access Log)를 생성한다. 백업 SF 모듈은 아래에서 설명하는 바와 같이 마스터 SF 모듈로 수신되는 패킷 및 PAL을 전달받아 마스터 SF 모듈에 결함(fault)이 발생하는 경우, 패킷 및 PAL를 이용하여 마스터 SF 모듈의 패킷 처리를 수행한다.
입력 로거(120) 및 출력 로거(120)는 SF 모듈 중 stateful SF 모듈의 결함 복구를 수행하기 위해 이용된다. SFF 모듈(140)은 패킷에 명시된 경로를 따라 패킷을 다수의 서비스 기능 모듈(110), 입력 로거(120) 및 출력 로거(130)로 전달하는 기능을 수행한다.
이 때, 다수의 SF 모듈(100) 중 SF 모듈 A가 stateful SF 모듈인 경우, SFF 모듈(140)은 패킷을 입력 로거(120), SF 모듈 A 및 출력 로거(130)의 순서로 전달할 수 있다. 또한, 다수의 SF 모듈(100) 중 SF 모듈 B가 stateless SF 모듈인 경우, SFF 모듈(140)은 패킷을 SF 모듈 B로만 전달한다. 즉, stateless SF 모듈인 SF 모듈 B의 경우, 패킷은 입력 로거(120) 및 출력 로거(130)로 전달되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시예들은 stateful SF 모듈인 마스터 SF 모듈에 결함이 발생하는 경우에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SF 모듈 A에서 결함이 발생하는 경우, 입력 로거(120)는 저장된 패킷을 SFF 모듈(140)로 전송하고, SFF 모듈(140)은 저장된 패킷을 백업 SF 모듈로 전송한다. 이 경우, 백업 SF 모듈은 아래에서 설명하는 바와 같이 저장된 패킷 및 패킷 액세스 로그에 기초하여 결함이 발생한 SF 모듈 A을 대체할 수 있다.
SDN 제어부(150)는 결함 매니저(151) 및 SFC 매니저(152)를 포함한다. 결함 매니저(151)는 다수의 SF 모듈(110)의 결함을 감지하며, 결함 감지 결과를 SFC 매니저(152)로 전달한다. SFC 매니저(152)는 네트워크 토폴로지에 대한 청사진을 가지고 있으므로, 결함 감지 결과를 이용하여 서비스 기능 체이닝을 생성할 수 있다.
이 때, SFC 매니저(152)는 입력 로거(120)와 출력 로거(130)에 대한 정보를 가질 수 있도록 기능을 확장해야 한다. 또한, SFC 매니저(152)는 SF 모듈의 타입(stateful, stateless)에 대한 정보를 보유하며, 결함 매니저(151)로부터 입력 로거(120) 및 출력 로거(130)의 상태 정보와 SF 모듈의 타입에 대한 정보를 수신한다. 이 정보들을 통해, SFC 매니저(151)는 SFF 모듈(140)에 있는 포워딩 테이블(forwarding table)을 재설정하게 되어 서비스 기능 체이닝 서비스를 제공하게 된다.
한편, 입력 로거(120), 출력 로거(130) 및 SFF 모듈(140)에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
입력 로거(120)는 SFF 모듈(140)에서 수신된 패킷을 메모리에 저장 내지 버퍼링하고, 이를 SFF 모듈(140)로 전달한다. 실제로, 서비스를 제공하는 환경에서 마스터 SF 모듈에 결함이 발생하는 경우 마스터 SF 모듈로 가는 수많은 패킷들이 드랍되게 된다. 최악의 경우 마스터 SF 모듈은 엔드포인트 프로토콜(일례로, TCP)을 사용하여 패킷을 전송하는데, 마스터 SF 모듈에 결함이 발생하는 경우 마스터 SF 모듈은 연결을 지속하기 위해 타임아웃이나 reset 모드를 진행한다. 이러한 경우 결함 복구 메커니즘을 비효율적으로 만들게 되는 단점이 있다. 따라서, 빠른 결함 복구를 위해 입력 로거(120)는 복사한 패킷을 저장하고, 추후 마스터 SF 모듈에 결함이 발생한 경우 복사한 패킷들을 백업 SF 모듈로 전송한다.
또한, SFF 모듈(140)은 마스터 SF 모듈에서 패킷 및 패킷 액세스 로그(PAL)를 수신하고 이를 출력 로거(130)로 전송하며, 출력 로거(130)는 패킷 액세스 로그를 백업 SF 모듈로 전송하며, 패킷을 다른 SFF 모듈로 전송할 수 있다.
세부적으로, 네트워크 패킷 처리 장치는 비결정성(non-determinism)으로 동작하게 되는데, 이는 병렬 처리에 있어서 나타나는 일반적인 특징이다. 예를 들어, 여러 쓰레드들이 공유되어 사용되면, 상태 정보들을 접근할 수 있는데, 이러한 쓰레드들의 접근 순서를 제어하는 것은 상당히 어렵다. 비결정성의 특징으로 인해 마스터 SF 모듈에 결함이 발생되게 되면, 백업 SF 모듈은 동일한 패킷에 대해서 정확하게 일치하는 동작을 수행하기 어렵다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 마스터 SF 모듈은 비결정성 이벤트에 대한 정보를 가지고 있는 패킷 액세스 로그를 생성한다. 생성된 패킷 액세스 로그는 출력 로거(130)로 전송되며, 출력 로거(130)는 이를 백업 SF 모듈로 전달한다.
SFF 모듈(140)은 인캡슐레이션을 통해 명시된 패킷의 전달 경로를 따라 패킷을 다수의 SF 모듈로 전달해주는 역할을 수행한다. 또한, SFF 모듈(140)은 포워딩 테이블을 포함하는데, 본 발명에 따르면, 포위딩 테이블은 입력 로거(120)의 식별정보(ID), 출력 로거(130)의 식별정보를 포함하도록 확장된다. 그리고, SFC 매니저(152)를 통해 수신한 SF 모듈의 타입(stateful, stateless) 정보들을 인지하며, 입력 로거(120)와 출력 로거(130)의 개수 및 입력 로거(120) 및 출력 로거(130)의 메모리에 저장하는 패킷의 개수를 줄여준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포워딩 테이블의 구조를 도시한 도면이다.
상기에서도 언급한 바와 같이, 포워딩 테이블(200)은 패킷을 전달하기 위해 이용되는 것으로서, Service Path ID를 저장하는 SPI(210), service Index를 저장하는 SI(220) 및 다수의 SF 모듈(110)의 식별정보를 저장하는 Service Function IP(IP address)(230)를 포함하며, 새롭게 추가된 입력 로거(120)의 식별정보인 InputLogger ID(IP address)(240)와, 출력 로거의 식별정보인 OutputLogger(IP address)(250)를 더 포함한다.
SPI(210), SI(220) 및 다수의 SF 모듈(110)의 식별정보는 포워딩 테이블(200)에 기존에 포함되어 있던 필드이므로, 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.
InputLogger ID(IP address)(240) 및 OutputLogger(IP address)(250)는 다음의 SF 모듈로 패킷을 전송하고자 하는 경우, 입력 로거(120) 및 출력 로거(130)을 거쳐야 되는지 여부 및 거쳐야 되는 경우의 입력 로거(120) 및 출력 로거(130)의 식별정보를 판단할 수 있다. 또한, 하기에서 설명하는 바와 같이, 입력 로거(120) 내지 출력 로거(130)의 결함이 발생하는 경우, 포워딩 테이블(200)을 수정함으로써 다른 입력 로거 내지 출력 로거의 상태 정보를 저장할 수 있다.
한편, SF 모듈 A에서 결함이 발생하는 경우, SDN 제어부(150)가 SFF 모듈(140)에게 새로운 포워딩 테이블을 전송한다. 따라서, 포워딩 테이블의 SF 모듈 A의 식별정보가 백업 SF 모듈의 식별정보로 변경된다. 이는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐화된 패킷 내의 네트워크 서비스 헤더(NSH: Network Service Header)의 구조를 도시한 도면이다.
NSH는 서비스 기능 패스(Service Function Path)들의 정보를 포함한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, NSH에 있는 6 비트의 예약된 비트 중 2개의 비트(CID, Connection ID)를 사용하여 패킷의 전달 순서를 표시할 수 있다. 즉, NSH에는 입력 로거(120), SF 모듈 A 및 출력 로거(130)로의 패킷의 전달 순서를 표시하는 전달 순서 필드(CID)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 일례로서, 전달 순서 필드(CID)는 초기 필드값이 "00"으로 설정되어 있고, "01"인 경우에는 다음 목적지가 SF 모듈 A(stateful SF 모듈)라는 것을 의미하고. "10"인 경우에는 다음 목적지가 출력 로거(130)라는 것을 의미한다. 즉, 패킷이 SFF 모듈(140)로 수신되는 경우, SFF 모듈(140)은 입력 로거의 식별정보(InputLogger ID)(230)를 이용하여 입력 로거(120)로 패킷을 전달하고, 입력 로거(120)는 다음 목적지가 SF 모듈 A(stateful SF 모듈)이라는 것을 알려주기 위해 전달 순서 필드(CID)를 "01"로 설정한다. SF 모듈 A에서도 마찬가지로 다음 목적지가 출력 로거(130)임을 알려주기 위해 전달 순서 필드(CID)를 "10"으로 설정한다.
즉, 입력 로거(120)가 SFF 모듈(140)에서 패킷을 수신한 경우, 입력 로거(120)는 전달 순서 필드(CID)의 필드값을 "00"에서 "01"로 변경하고, SFF 모듈(140)은 전달 순서 필드(CID)의 필드값에 기초하여 패킷을 SF 모듈 A로 전송한다. 그리고, SF 모듈 A가 패킷을 수신한 경우, SF 모듈 A가 전달 순서 필드(CID)의 필드값을 "01"에서 "10"로 변경하고, SFF 모듈(140)은 전달 순서 필드(CID)의 필드값에 기초하여 패킷을 출력 로거(130)로 전송한다. 또한, 출력 로거(130)가 패킷을 수신한 경우, 출력 로거(130)는 전달 순서 필드(CID)의 필드값을 "10"에서 "00"으로 변경한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SFC 서비스 과정의 흐름을 도시한 도면이다
여기서, SFC은 두 개의 SF로 구성되되, 첫번째 SF는 stateless SF로서 제1 SF 모듈(110A)에서 수행되고, 두번째 SF는 stateful SF로서 제2 SF 모듈(110B)에서 수행하는 것으로 가정한다.
먼저, 제1 SFF 모듈(140A)은 패킷을 수신하고, NSH 내의 SPI를 확인하며, 패킷과 포워딩 테이블(200)과 맵핑을 수행한다(S402). 이 때, 맵핑은 패킷이 전송되는 SF 모듈이 stateful SF 모듈인지 stateless SF 모듈인지를 결정하기 위해 수행된다. 여기서, 포워딩 테이블(200)의 InputLogger ID와 OutputLogger ID의 정보가 존재하지 않으므로, 패킷은 입력 로거(120)를 거치지 않고 제1 SF 모듈(110A)로 직접 전송된다(S404).
다음으로, 제1 SF 모듈(110A)은 수신된 패킷에 대해 프로세싱을 수행한 후 NSH를 업데이트한다(SI 감소)(S406). 그 후, 패킷은 제1 SFF 모듈(140A)로 전송된다(S408).
계속하여, 패킷을 수신한 제1 SFF 모듈(140A)은 NSH를 확인하여 포워딩 테이블(200)의 정보(SPI, SI)와 NSH의 정보(SPI, SI)를 매칭시킨다(S410). 이를 통해, 제1 입력 로거(120A)와 제1 출력 로거(130A)를 검색한다.
그 후, 제1 SFF 모듈(140A)는 포위딩 테이블(200)에 매칭되는 제1 입력 로거(120A)로 패킷을 전송한다(S412). 제1 입력 로거(120A)는 버퍼에 패킷을 복사하고, NSH에 있는 전달 순서 필드(CID)의 값을 "00"에서 "01"로 변경하고(S414), 패킷을 제1 SFF 모듈(140A)로 전송한다(S416).
패킷을 수신한 제1 SFF 모듈(140A)은 NSH의 정보(CID:01, SPI, SI)를 확인하고(S418), 이에 기초하여 제2 SF 모듈(110B)로 패킷을 전송한다(S420). 제2 SF 모듈(110B)은 stateful SF 모듈이므로, 패킷을 프로세싱할 뿐만 아니라 process state 정보인 PAL을 생성하고 전달 순서 필드(CID)를 "01"에서 "10"으로 변경한다(S422). 그리고, 패킷 및 PAL를 제1 SFF 모듈(140A)로 전송한다(S424). 제1 SFF 모듈(140A)은 NSH의 정보(CID:10, SPI, SI)를 확인하고(S426), 이에 기초하여 제1 출력 로거(130A)로 패킷 및 PAL를 전송한다(S428).
패킷 및 PAL를 수신한 제1 출력 로거(130A)은 패킷과 관련된 정보가 전부 로깅(logging)되었는지 확인하고, NSH의 전달 표시 필드(CID)를 "10"에서 "00"으로 변경한다(S430). 이 후, 제1 출력 로거(130A)은 제2 SFF 모듈(140B)로 패킷을 전송하고(S432), PAL을 제2 SF 모듈(110B)의 백업 SF 모듈(110C)로 전송한다(S434).
정리하면, 도 4의 단계(즉, 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법)는, 제1 SFF 모듈(140A)가 제1 입력 로거(120A)로 패킷을 전송하는 단계, 제1 입력 로거(120A)가 패킷을 저장한 후 제1 SFF 모듈(140A)로 전송하는 단계; 제1 SFF 모듈(140A)이 패킷을 stateful SF 모듈인 제2 SF 모듈(110B)로 전송하는 단계; 제2 SF 모듈(110B)이 패킷을 프로세싱하고, 패킷 액세스 로그를 생성하며, 패킷 및 패킷 액세스 로그를 제1 SFF 모듈(140A)로 전송하는 단계; 제1 SFF 모듈(140A)이 패킷 및 패킷 액세스 로그를 제1 출력 로거(130A)로 전송하는 단계; 및 제1 출력 로거(130A)가 패킷 액세스 로그를 백업 SF 모듈(110C)로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서, SF 모듈 A(stateful SF 모듈)에 결함이 발생한 경우의 결함 복구 과정의 흐름을 도시한 도면이다. 여기서, 도 4의 과정들이 수행된 후에 도 5의 과정들이 수행될 수 있다.
먼저, stateful SF 모듈인 제2 SF 모듈(110B)에서 결함이 발생하면(S502), SDN 제어부(150)는 결함 발생 여부를 감지한다(S504). 이 후, SDN 제어부(150)은 감지된 결함 발생 여부에 기초하여 정책(policy)에 따라 결정을 내린 후 제1 SFF 모듈(140A)에게 명령을 전송한다(S506). 상기한 명령에 기초하여 제1 SFF 모듈(140A)은 포워딩 룰(forwarding rule)을 재설정한다(S508). 따라서, 포워딩 테이블(200) 있는 마스터 SF 모듈인 제2 SF 모듈(110B)의 IP 주소는 백업 SF 모듈(110C)의 IP 주소로 변경된다. 그러나, 제1 입력 로거(110A)와 제2 출력 로거(110B)은 변경되지 않는다.
다음으로, SDN 제어부(150)는 제1 입력 로거(110A)로 트리거 신호를 전송하고(S510), 제1 입력 로거(110A)은 저장된 패킷(상태 정보 포함)을 추출한 후(S5120), 제1 SFF 모듈(140A)로 패킷을 전송한다(S514).
패킷을 수신한 제1 SFF 모듈(140A)은 NSH의 정보(CID:01, SPI, SI)를 확인하고(S516), 이에 기초하여 백업 SF 모듈(110C)로 패킷을 전송한다(S518). 백업 SF 모듈(110C) 역시 stateful SF 모듈이므로, 패킷을 프로세싱하고 PAL들을 생성하며 전달 순서 필드(CID)를 "01"에서 "10"으로 변경한다(S520). 그리고, 패킷 및 PAL를 제1 SFF 모듈(140A)로 전송한다(S522). 제1 SFF 모듈(140A)은 NSH의 정보(CID:10, SPI, SI)를 확인하고(S524), 이에 기초하여 제1 출력 로거(130A)로 패킷을 전송한다(S526).
패킷을 수신한 제1 출력 로거(130A)은 이전의 인스턴스가 이미 해제된 경우 폐기되었는지 여부를 검토한 후 NSH의 전달 표시 필드(CID)를 "10"에서 "00"으로 변경하며(S528), 제2 SFF 모듈(140B)로 패킷을 전송한다(S530).
정리하면, 도 5의 단계(즉, 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법)는, 제2 SF 모듈(110B)에서 결함이 발생하는 경우, 제1 입력 로거(130A)가 저장된 패킷을 제1 SFF 모듈(110B)로 전송하는 단계; 제1 SFF 모듈(110B)이 저장된 패킷을 백업 SF 모듈(110C)로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 백업 SF 모듈(110C)은 저장된 패킷 및 패킷 액세스 로그에 기초하여 제2 SF 모듈(110B)을 대체할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 입력 로거 내지 출력 로거에서 결함이 발생한 경우의 결함 복구 과정의 흐름을 도시한 도면이다. 여기서, 도 4의 과정들이 수행된 후에 도 6의 과정들이 수행될 수 있다.
먼저, 제1 입력 로거(120A)에서 결함이 발생하면(S602), SDN 제어부(150)는 결함 발생 여부를 감지한다(S604). 이 후, SDN 제어부(150)은 SDN 제어부(150)은 감지된 결함 발생 여부에 기초하여 정책에 따라 결정을 내린 후 제1 SFF 모듈(140A)에게 명령을 전송한다(S606). 상기한 명령에 기초하여 제1 SFF 모듈(140A)은 포워딩 룰(forwarding rule)을 재설정한다(S608). 따라서, 포워딩 테이블(200) 있는 제1 입력 로거(120A)의 IP 주소는 제2 입력 로거(120B)의 IP 주소로 변경된다.
마찬가지로, 제1 출력 로거(130A)에서 결함이 발생하면(S610), SDN 제어부(150)는 결함 발생 여부를 감지한다(S612). 이 후, SDN 제어부(150)은 제1 SFF 모듈(140A)로 제1 출력 로거(130A)의 결함 발생 정보를 전송하고(S614), 제1 SFF 모듈(140A)은 포워딩 룰을 재설정한다(S616). 따라서, 포워딩 테이블(200) 있는 제1 출력 로거(130A)의 IP 주소는 제2 출력 로거(130B)의 IP 주소로 변경된다.
정리하면, 입력 로거(120A) 또는 출력 로거(130B)에 결함이 발생한 경우, SFF 모듈(140)은 포워딩 테이블(200)의 입력 로거(120A)의 식별정보 또는 출력 로거(130A)의 식별정보를 백업 입력 로거(120A)의 식별정보 또는 백업 출력 로거(130B)의 식별정보로 변경할 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 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 실시예들을 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. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 서비스 기능 체이닝을 이용한 네트워크 패킷 처리 장치에 있어서,
    상기 서비스 기능 체이닝을 구성하는 다수의 서비스 기능 모듈;
    상기 다수의 서비스 기능 모듈 중 상태(state) 정보들을 서비스 제공에 이용하는 stateful 서비스 기능 모듈의 결함 복구를 수행하기 위해 이용되는 입력 로거(logger) 및 출력 로거;
    패킷에 명시된 경로를 따라 상기 패킷을 전달하는 서비스 기능 전달 모듈;을 포함하되,
    상기 다수의 서비스 기능 모듈 중 서비스 기능 모듈 A가 stateful 서비스 기능 모듈인 경우, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 패킷을 상기 입력 로거, 상기 서비스 기능 모듈 A 및 상기 출력 로거의 순서로 전달하되, 상기 입력 로거는 상기 서비스 기능 전달 모듈에서 전달된 패킷을 저장한 후 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하고, 상기 서비스 기능 모듈 A는 상기 서비스 기능 전달 모듈에서 전달된 패킷의 프로세싱, 상기 패킷의 비결정성 이벤트에 대한 정보를 포함하는 패킷 액세스 로그의 생성 및 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하는 동작을 수행하고, 상기 출력 로거는 상기 패킷 액세스 로그에서 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 전달받고 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 모듈 A의 백업 서비스 기능 모듈로 전송하고,
    상기 서비스 기능 모듈 A에서 결함이 발생하는 경우, 상기 입력 로거는 상기 저장된 패킷을 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하고, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 저장된 패킷을 상기 백업 서비스 기능 모듈로 전송하며, 상기 백업 서비스 기능 모듈은 상기 저장된 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그에 기초하여 상기 결함이 발생한 서비스 기능 모듈 A을 대체하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 서비스 기능 모듈 중 서비스 기능 모듈 B가 상태 정보들을 서비스 제공에 이용하지 않는 하는 stateless 서비스 기능 모듈인 경우, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 패킷을 상기 입력 로거 및 상기 출력 로거로 전송하지 않고, 상기 서비스 기능 모듈 B로만 전달하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 다수의 서비스 기능 모듈의 식별정보, 상기 입력 로거의 식별정보 및 상기 출력 로거의 식별정보를 저장하는 포워딩 테이블을 포함하며, 상기 포워딩 테이블에 기초하여 상기 패킷을 전달하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치.
  6. [청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제5항에 있어서,
    상기 서비스 기능 모듈 A에서 결함이 발생하는 경우, 상기 포워딩 테이블의 상기 서비스 기능 모듈 A의 식별정보는 상기 백업 서비스 기능 모듈의 식별정보로 변경되는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치.
  7. [청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제5항에 있어서,
    상기 네트워크 패킷 처리 장치는 상기 입력 로거의 백업 입력 로거 및 상기 출력 로거의 백업 출력 로거를 더 포함하되,
    상기 입력 로거 또는 출력 로거에 결함이 발생한 경우, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 포워딩 테이블의 상기 입력 로거의 식별정보 또는 상기 출력 로거의 식별정보를 상기 백업 입력 로거의 식별정보 또는 상기 백업 출력 로거의 식별정보로 변경하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패킷은 네트워크 서비스 헤더(NSH: Network Service Header)를 포함하고, 상기 네트워크 서비스 헤더에는 상기 입력 로거, 상기 서비스 기능 모듈 A 및 상기 출력 로거로의 상기 패킷의 전달 순서를 표시하는 전달 순서 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치.
  9. [청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    제8항에 있어서,
    상기 전달 순서 필드는 2 bit의 값을 가지되, 초기 필드값이 "00"으로 설정되고,
    상기 입력 로거가 상기 서비스 기능 전달 모듈에서 상기 패킷을 수신한 경우, 상기 입력 로거는 상기 전달 순서 필드의 필드값을 "01"로 변경하고, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 전달 순서 필드의 필드값에 기초하여 상기 패킷을 상기 서비스 기능 모듈 A로 전송하고,
    상기 서비스 기능 모듈 A가 상기 패킷을 수신한 경우, 상기 서비스 기능 모듈 A가 상기 전달 순서 필드의 필드값을 "10"로 변경하고, 상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 전달 순서 필드의 필드값에 기초하여 상기 패킷을 상기 출력 로거로 전송하고,
    상기 출력 로거가 상기 패킷을 수신한 경우, 상기 출력 로거는 상기 전달 순서 필드의 필드값을 "00"로 변경하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치.
  10. 서비스 기능 체이닝을 사용하며, 다수의 서비스 기능 모듈, 입력 로거, 출력 로거 및 서비스 기능 전달 모듈을 포함하는 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 서비스 기능 전달 모듈이 상기 입력 로거로 패킷을 전송하는 단계 (a);
    상기 입력 로거가 상기 패킷을 저장한 후 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하는 단계 (b);
    상기 서비스 기능 전달 모듈이 상기 패킷을 상기 다수의 서비스 기능 모듈 중 상태 정보들을 서비스 제공에 이용하는 stateful 서비스 기능 모듈인 서비스 기능 모듈 A로 전송하는 단계 (c);
    상기 서비스 기능 모듈 A가 상기 패킷을 프로세싱하고, 상기 패킷의 비결정성 이벤트에 대한 정보를 포함하는 패킷 액세스 로그를 생성하며, 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하는 단계 (d);
    상기 서비스 기능 전달 모듈이 상기 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그를 상기 출력 로거로 전송하는 단계 (e); 및
    상기 출력 로거가 상기 패킷 액세스 로그를 상기 서비스 기능 모듈 A의 백업 서비스 기능 모듈로 전송하는 단계 (f);
    상기 서비스 기능 모듈 A에서 결함이 발생하는 경우, 상기 입력 로거가 상기 저장된 패킷을 상기 서비스 기능 전달 모듈로 전송하는 단계 (g);
    상기 서비스 기능 전달 모듈이 상기 저장된 패킷을 상기 백업 서비스 기능 모듈로 전송하는 단계 (h);를 포함하며,
    상기 백업 서비스 기능 모듈은 상기 저장된 패킷 및 상기 패킷 액세스 로그에 기초하여 상기 결함이 발생한 서비스 기능 모듈 A을 대체하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 서비스 기능 전달 모듈은 상기 다수의 서비스 기능 모듈의 식별정보, 상기 입력 로거의 식별정보 및 상기 출력 로거의 식별정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 포워딩 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 패킷은 네트워크 서비스 헤더를 포함하고, 상기 네트워크 서비스 헤더에는 상기 입력 로거, 상기 서비스 기능 모듈 A 및 상기 출력 로거로의 상기 패킷의 전달 순서를 표시하는 전달 순서 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 패킷 처리 장치의 제어 방법.
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