KR101761702B1 - 분산된 게이트웨이들을 위한 중앙집중화된 ｉｐ 어드레스 관리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

분산된 게이트웨이들에 대한 중앙집중화된 IP 어드레스 관리를 위한 방안들이 제공된다. 이러한 방안들은 예시적으로, 중앙집중화된 제어기 엔티티에서 제 1 호스트-특정 터널을 통해 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과 링크되어 있는 호스트들에 대한 IP 어드레스들의 관리와, 호스트들에 대한 관리된 인터넷 프로토콜 어드레스들에 기반으로 하여 제 2 호스트-특정 터널을 통한 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터의 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 측면에서의 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들의 제어를 포함한다. 따라서, 제어-평면 및 사용자-평면 기능들은 중앙집중화된 제어기 엔티티와 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과의 사이에서 분리될 수도 있다.

Description

분산된 게이트웨이들을 위한 중앙집중화된 ＩＰ 어드레스 관리 방법 및 장치{CENTRALIZED IP ADDRESS MANAGEMENT METHOD AND APPARATUS FOR DISTRIBUTED GATEWAYS}

본 발명은 분산된 게이트웨이들을 위한 중앙집중화된 IP 어드레스 관리에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 예시적으로 분산된 게이트웨이들을 위한 중앙집중화된 IP 어드레스 관리를 실현하기 위한 방안들(방법들, 장치들 및 컴퓨터 프로그램 물건들을 포함함)에 관한 것이다.

전형적으로 IP 기반인 이동 및 고정식 네트워크들의 둘 모두를 포함하는 최신 통신 시스템들에서는, 미래에 데이터 트래픽에 있어서 상당한 성장이 예측된다. 따라서, 이러한 예측된 데이터 트래픽 성장에 대처하기 위한 노력들이 이동 및 고정식 IP-기반 통신 시스템들의 둘 모두에서 행해진다. 예를 들어, 이러한 노력들은 예를 들어, 현재의 EPC 네트워크 아키텍처에서의 최적화-관련 변화들을 포함한다.

이하에서는 3GPP 이동 네트워크들에 대해 주로 참조가 행해지지만, 이러한 참조는 하나의 예로서만 행해지고, 유사한 고려사항들이 이에 따라 다른 타입들의 이동 네트워크들 및/또는 고정식 네트워크들에 동일하게 적용된다는 것에 주목해야 한다.

증가하는 데이터 트래픽에 대처하기 위한 접근법으로서, 게이트웨이들(또한, "인터넷 게이트웨이들"이라고 지칭됨)의 분산이 적용된다. 분산되어야 할 이러한 게이트웨이들(GW)은 예를 들어, 3GPP 이동 네트워크들의 상황에서 S/PGW 및 GGSN을 포함할 수도 있다. 게이트웨이 분산은, 다양한 게이트웨이들이 제공되고, 여기서, 각각의 게이트웨이는 인터넷과 같은 외부 네트워크에 대한 액세스를 제공하기 위해서만 사용자들의 일부 또는 사용자 트래픽을 서빙(serve)한다는 것을 의미한다. 이것에 의하여, 더욱 직접적인/최적의 라우팅이 달성될 수 있고, 이것은 트래픽 지연시간을 감소시키고 및/또는 특히, 예를 들어, 로컬 트래픽(캐쉬들, CDN, 이동-대-이동(mobile-to-mobile) 트래픽)을 위한 전송 코스트를 절감한다. GW들의 분산은, 최적의 라우팅이 전송 자원들의 사용을 감소시키고, 컨텐츠 서버들 및 캐쉬들은 사용자에게 더욱 근접하게 위치될 수 있다는 점에서, 사용자 트래픽의 막대한 양들의 프로세싱을 더욱 효율적으로 허용한다.

그러나, GW들의 분산과, 이에 따라, 이러한 GW들로의/GW들로부터의 인터페이스들뿐만 아니라 증가하는 수의 GW들은 네트워크 관리를 더욱 복잡하게 만든다. 이것은 각각의 GW가 구성될 필요가 있고, 예를 들어, 동작들, 관리 또는 정책 제어를 위하여 상이한 서버들에 대한 인터페이스들을 유지할 필요가 있기 때문이다. 이와 동시에, 이러한 서버들은 예를 들어, 보안 특징들을 위하여 GW 마다 일부의 구성을 통상적으로 필요로 하고, 이에 따라, 전개(deployment) 및 계속적인 동작의 둘 모두의 측면에서 네트워크 관리 노력들을 여전히 증가시킨다. 이에 따라, GW 분산으로 인한 증가된 수의 네트워크 노드들은 복잡성을 추가하고, 네트워크의 관리가능성에 대한 과제를 제공한다.

더욱 구체적으로, GW 분산은 네트워크 관리 및 제어 기능들의 중앙집중화, 네트워크 노드들 및 디바이스들에 있어서의 가상화 및 네트워크 가상화, 및 프로그래밍가능한 네트워크들과 같은 접근법들에 대응하고, 이것은 또한, 증가하는 데이터 트래픽에 대처하는 것을 용이하게 하는 것에 기여할 수 있다. 따라서, GW 분산은 증가하는 데이터 트래픽을 대처하는 측면에서 유익할 수 있지만, 이와 같은 이러한 접근법은 동시에, 이와 관련하여 다른 상상가능한 접근법들의 방해하고 및/또는 그 유효성을 열화시킨다.

예를 들어, 이것은 이하에서 설명되는 바와 같이, IP 어드레스 배정을 포함하는 IP 어드레스 관리를 위해 특별히 유효할 수도 있다.

도 1은 게이트웨이 분산의 상황에서 적용가능한, 인터넷 액세스를 위한 일반적인 네트워크 아키텍처의 기존의 예의 개략도를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 사용자 장비 UE와 같은 최종 사용자 IP 디바이스 또는 호스트는 액세스 디바이스(즉, 이동 네트워크에서의 기지국 또는 예를 들어, 고정식 네트워크에서의 모뎀)를 거쳐 IP 네트워크를 통해 인터넷에 접속한다. 이 액세스 디바이스는 액세스 네트워크 특정 데이터 트래픽 터널을 통해 인터넷 GW(예를 들어, 3GPP에서의 GGSN 또는 PGW, 예를 들어, 고정식 네트워크에서의 BRAS)에 접속한다. 이것은, 호스트를 위한 IP 어드레스 관리가 수행되고, 예를 들어, 호스트에 IP 어드레스가 배정되고 호스트가 인터넷에서 가시적(visible)이 되는 포인트(이에 따라, 또한 접속 포인트 (Point of Presence), POP라고 지칭됨)이다. IP 어드레스 관리는 AAA 및/또는 DHCP 서버들과 협력하여 달성될 수도 있다. 따라서, 인터넷 GW는 데이터 트래픽 터널을 종결시키고, 서빙되는 모든 호스트를 위한 IP 어드레스를 관리함으로써, 이것은 GW 분산 환경에서의 모든 인터넷 GW들에 대해 동일하게 그러하다.

도 2는 게이트웨이 분산의 상황에서 적용가능한, 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 기존의 예의 개략도를 도시한다. 즉, 도 2는 3GPP-정의된 인터페이스들 또는 참조 포인트들을 갖는 EPS 네트워크 아키텍처를 예로 든다.

도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 일반적인 AD는 LTE 기지국을 예로 든 eNB에 의해 실현되고, 인터넷 GW는 S/PGW에 의해 실현된다. 기본적인 근본 동작 원리는 도 1과 관련하여 위에서 설명된 것과 동일하다. 이동성 관리 엔티티(mobility management entity; MME)는 eNB로부터 사용자 평면(user plane; UP) 터널이 구축되는 것까지의 GW를 선택한다. 터널은 예를 들어, 3GPP-기반 이동 네트워크에서의 GTP 프로토콜로 구현될 수도 있는 반면, 고정식 네트워크에서는, 이 터널이 사전구성된 선택들 및 사전구성된 접속들로부터 기인할 수도 있다.

도 3은 분산된 게이트웨이들을 나타내는, 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 기존의 예의 개략도를 도시한다.

도 3에 따른 3GPP-기반 네트워크 아키텍처는 도 2에 따른 복수의 3GPP-기반 네트워크 아키텍처에 기반한 GW 분산으로 이루어지는 전체 시스템에 대한 전체적인 뷰(view)를 나타낼 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, RAN(또는 다른 종류의 액세스 또는 접속성 네트워크)과 인터넷 사이에서 인터넷 액세스를 제공하기 위한 S/PGW들과 같은 복수의 인터넷 GW들이 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이 복수의 인터넷 GW들의 각각은 인터넷 액세스의 측면에서 어떤 수의 사용자들 또는 호스트들을 서빙하고, 구성될 필요가 있고, 도 3에서 점선들에 의해 표시된 바와 같이, MME, AAA 및 DHCP 엔티티들에 대한 각각의 인터페이스들을 유지할 필요가 있다. 구체적으로, IP 어드레스 배정을 포함하는 IP 어드레스 관리는 각각 이와 같이 서빙된 사용자들 또는 호스트들에 대하여, 국소적으로 임의의 인터넷 GW에서 개별적으로 수행되어야 한다.

그러므로, 네트워크 관리 노력들의 감소의 측면에서, 접속된 호스트들로의 분산된 게이트웨이들(또는 액세스 라우터들)을 갖는 네트워크 아키텍처에서의 IP 어드레스 배정을 포함하는 IP 어드레스 관리의 기능성을 개선시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 다양한 예시적인 실시예들은 상기 쟁점들 및/또는 문제점들 및 단점들의 적어도 일부를 다루는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 예시적인 실시예들의 다양한 양상들은 첨부된 청구항들에 기재되어있다.

본 발명의 예시적인 양상에 따르면, 중앙집중화된 제어기 엔티티에서, 제 1 호스트-특정 터널을 통해 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과 링크되어 있는 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스들을 관리하는 단계, 및 호스트들에 대한 관리된 인터넷 프로토콜 어드레스들에 기반으로 하여 제 2 호스트-특정 터널을 통해 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터의 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 측면에서 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들을 제어하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 예시적인 양상에 따르면, 제 1 호스트-특정 터널을 통해 링크되어 있는 호스트들에 대한 분산된 게이트웨이 기능을 제공하는 단계, 제 2 호스트-특정 터널을 통해 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 제어를 얻는 단계, 및 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 얻어진 제어에 기반으로 하여 제 1 호스트-특정 터널을 통해 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스 관리를 감독하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 예시적인 양상에 따르면, 적어도 또 다른 장치와 통신하도록 구성된 인터페이스, 컴퓨터 프로그램 코드를 저장하도록 구성된 메모리, 및 장치로 하여금: 중앙집중화된 제어기 엔티티에서, 제 1 호스트-특정 터널을 통해 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과 링크되어 있는 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스들을 관리하고, 그리고 호스트들에 대한 관리된 인터넷 프로토콜 어드레스들에 기반으로 하여 제 2 호스트-특정 터널을 통해 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터의 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 측면에서 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들을 제어하는 것을 수행하게 하도록 구성된 프로세서를 포함하는 장치가 제공된다.

본 발명의 예시적인 양상에 따르면, 적어도 또 다른 장치와 통신하도록 구성된 인터페이스, 컴퓨터 프로그램 코드를 저장하도록 구성된 메모리, 및 장치로 하여금: 제 1 호스트-특정 터널을 통해 링크되어 있는 호스트들에 대한 분산된 게이트웨이 기능을 제공하고, 제 2 호스트-특정 터널을 통해 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 제어를 얻고, 그리고 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 얻어진 제어에 기반으로 하여 제 1 호스트-특정 터널을 통해 호스트들에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스 관리를 감독하는 것을 수행하게 하도록 구성된 프로세서를 포함하는 장치가 제공된다.

본 발명의 예시적인 양상에 따르면, 컴퓨터-실행가능한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건으로서, 상기 컴퓨터-실행가능한 컴퓨터 프로그램 코드는, 프로그램이 컴퓨터(예를 들어, 본 발명의 상기 언급된 장치-관련 예시적인 양상들 중의 임의의 하나에 따른 장치의 컴퓨터) 상에서 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 본 발명의 상기 언급된 방법-관련 예시적인 양상들 중의 임의의 하나에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는 컴퓨터 프로그램 물건이 제공된다.

컴퓨터 프로그램 물건은 컴퓨터-실행가능한 컴퓨터 프로그램 코드가 저장되는 (실재적인) 컴퓨터-판독가능한 (저장) 매체 등을 포함할 수도 있거나 상기 컴퓨터-판독가능한 (저장) 매체로서 구체화될 수도 있고, 및/또는 프로그램은 컴퓨터 또는 그 프로세서의 내부 메모리로 직접 로딩가능하다.

본 발명의 상기 언급된 예시적인 양상들의 유익한 추가의 개발들 또는 수정들은 아래에 기재되어 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들을 통해, 분산된 게이트웨이들에 대한 IP 어드레스 배정을 포함하는 중앙집중화된 IP 어드레스 관리가 제공된다.

상기 양상들 중의 임의의 하나는 네트워크 관리 노력들의 감소의 측면에서 접속된 호스트들로의 분산된 게이트웨이들(또는 액세스 라우터들)을 갖는 네트워크 아키텍처에서의 IP 어드레스 배정을 포함하는 IP 어드레스 관리의 기능성을 개선시키는 것을 가능하게 한다.

따라서, 분산된 게이트웨이들에 대한 IP 어드레스 배정을 포함하는 중앙집중화된 IP 어드레스 관리를 가능하게 하는/실현하는 방법들, 장치들 및 컴퓨터 프로그램 물건들에 의해 개선사항이 달성된다.

이하에서, 본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 비-제한적인 예들로서 더욱 상세하게 설명될 것이고,
도 1은 게이트웨이 분산의 상황에서 적용가능한, 인터넷 액세스를 위한 일반적인 네트워크 아키텍처의 기존의 예의 개략도를 도시하고,
도 2는 게이트웨이 분산의 상황에서 적용가능한, 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 기존의 예의 개략도를 도시하고,
도 3은 분산된 게이트웨이들을 나타내는, 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 기존의 예의 개략도를 도시하고,
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 네트워크 아키텍처의 예의 개략도를 도시하고,
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제 1 예시적인 절차의 개략도를 도시하고,
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제 2 예시적인 절차의 개략도를 도시하고,
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 제 1 예의 개략도를 도시하고,
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 제 2 예의 개략도를 도시하고,
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 제 3 예의 개략도를 도시하고,
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 예시적인 장치들의 개략도를 도시한다.

본 발명은 특별한 비-제한적인 예들과, 본 발명의 상상가능한 실시예들인 것으로 현재 고려되는 것을 참조하여 본원에서 설명된다. 당해 분야의 당업자는 발명이 이 예들에 결코 제한되지 않고 더욱 폭넓게 적용될 수도 있다는 것을 인식할 것이다.

본 발명 및 그 실시예들의 다음의 설명은 어떤 예시적인 네트워크 구성들 및 전개들을 위한 비-제한적인 예들로서 이용되는 사양들을 주로 참조한다는 것에 주목해야 한다. 즉, 본 발명 및 그 실시예들은 이와 같이 설명된 예시적인 실시예들의 적용가능성에 대한 비-제한적인 예로서 이용되는 어떤 예시적인 네트워크 구성들 및 전개들에 대한 비-제한적인 예들로서 이용되고 있는 3GPP 사양들과 관련하여 주로 설명된다. 이와 같이, 본원에서 주어진 예시적인 실시예들의 설명은 구체적으로 그것에 직접 관련되는 용어를 참조한다. 이러한 용어는 제시된 비-제한적인 예들의 상황에서 이용되기만 하고, 당연히 발명을 어떤 방법으로든 제한하지 않는다. 오히려, 본원에서 설명된 특징들을 따르는 한, 임의의 다른 네트워크 구성 또는 시스템 전개 등이 또한 사용될 수도 있다.

특히, 본 발명 및 그 실시예들은 인터넷 액세스를 위한 분산된 게이트웨이들의 아키텍처를 갖는 임의의 고정식 또는 이동 통신 시스템 및/또는 네트워크 전개에서 적용가능할 수도 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들 및 그 구현예들과, 그 양상들 또는 실시예들은 몇몇 변형들 및/또는 대안들을 이용하여 설명된다. 어떤 필요성들 및 제약들에 따르면, 설명된 변형들 및/또는 대안들의 전부는 단독으로 또는 임의의 상상가능한 조합(또한, 다양한 변형들 및/또는 대안들의 개별적인 특징들의 조합들을 포함함)으로 제공될 수도 있다는 것에 일반적으로 주목해야 한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 일반적인 측면에서, 분산된 게이트웨이들을 위한 IP 어드레스 배정을 포함하는 중앙집중화된 IP 어드레스 관리를 (가능/실현하기) 위한 방안들 및 메커니즘들이 제공된다.

일반적인 측면에서, 본 발명 및 그 실시예들은 일부의 레벨의 GW 분산의 가정 하에서 네트워크 관리 및 제어 기능들의 중앙집중화에 관한 것이다. 추가적으로, 본 발명 및 그 실시예들은 네트워크 노드들 및 디바이스들에 있어서의 가상화 및/또는 네트워크 가상화 및 프로그래밍가능한 네트워크들에 기여할 수 있다.

다음에서, 본 발명 및 그 실시예들은 오직 예로서 예시적인 목적들을 위하여 참조되는 이동 네트워크들을 참조하여 설명된다. 따라서, 본원에서 설명된 바와 같은 본 발명 및 그 실시예들은 고정식 네트워크들에 마찬가지로 동일하게 적용가능하다는 것에 주목해야 한다.

또한, 추후의 설명은 호스트/UE가 한 번에 오직 하나의 PDN 접속, 주로 인터넷 또는 임의의 다른 외부/사설 네트워크로의 접속을 가지는 경우에 대해 주어진다. 이러한 경우에 있어서, 분산된 GW들은 예를 들어, 이하의 도 6 내지 도 8의 예시적인 예시들에서 가정된 바와 같이, 분산된 S/PGW에 의해 실현될 수 있다. 그렇지만, 본원에서 설명된 바와 같은 본 발명 및 그 실시예들은 호스트/UE의 복수의 PDN 접속들을 갖는 시나리오들에 동일하게 적용가능하다는 것에 주목해야 한다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 네트워크 아키텍처의 예의 개략도를 도시한다.

오직 예로서 3GPP-정의된 인터페이스들 또는 참조 포인트들로 예로 든 EPS 네트워크 아키텍처를 예로 드는 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 제어기(즉, 중앙집중화된 제어기 엔티티)가 도입된다는 것이 분명하다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기는 MME, AAA 및 DHCP 서버들 등과, (UE들과 같은) 그 링크된 호스트에 대한 인터넷 액세스를 각각 제공하는 분산된 (인터넷) 게이트웨이들 GW 중의 임의의 하나 또는 그보다 많은 것의 중앙 제어기로서 기능들을 인터페이스한다. 이하에 개략적으로 설명되는 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기는 특히, IP 어드레스 배정을 포함하는 IP 어드레스 관리의 측면에서, 기존의 (인터넷) 게이트웨이들의 기능성의 일부를 채택하고, 이에 따라, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 (인터넷) 게이트웨이들은 중앙 제어기로 전달된 이러한 기능성을 결여한다. 따라서, 도 1 내지 도 3 중의 임의의 하나와, 도 4 및 도 7 내지 도 9 중의 임의의 하나와의 비교로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 (인터넷) 게이트웨이들은, 이들이 AAA 및/또는 DHCP 서버들/기능들/엔티티들에 대한 임의의 인터페이스를 필요로 하지 않는다는 점에서 간략화된다. 그렇게 함으로써, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전체 네트워크 아키텍처에서의 요구된 인터페이스들의 총 수는 감소되고, 이와 같이 전체 네트워크 아키텍처가 간략화된다.

따라서, 이하에서 분산된 GW(또는 액세스 라우터)에 대해 참조가 행해질 때, 의도되는 바는, 그것에 접속된 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리의 기능성을 결여하지만, 그 대신에, 이 기능성이 중앙 제어기에 의해 인계되도록 하기 위하여 본원에서 개략적으로 설명된 기능성을 제공하는 물리적 GW(또는 액세스 라우터) 디바이스이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 제어기는 터널(두꺼운 선들에 의해 표시됨) 및 제어 인터페이스(점선들에 의해 표시됨)을 거쳐 분산된 (인터넷) 게이트웨이들 GW와 링크되고, 여기서, 제어 인터페이스는 분산된 GW 제어를 위한 전용일 수도 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 두꺼운 선들 및 점선들의 각각의 쌍 주위의 타원체들에 의해 도 4에서 표시된 바와 같이, 링크되는 중앙 제어기와 각각의 분산된 (인터넷) 게이트웨이 GW 와의 사이의 이러한 링크들은 이하에서 설명되는 바와 같이, S11+ 인터페이스라고 지칭될 수도 있는 인터페이스에 의해 실현될 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기는 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들(GW)과 링크되어 있는 호스트들에 대한 IP 어드레스들을 관리, 예를 들어, 배정하고, 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들(GW)을 제어하도록 구성된다. 이러한 제어는 상기 언급된 터널(링크)을 통해 달성될 수도 있는, 호스트들에 대한 관리된 인터넷 프로토콜 어드레스들에 기반으로 한 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 측면에서의 제어를 포함한다. 이러한 제어는 상기 언급된 제어 인터페이스(링크)에 의해 달성될 수도 있는, 제어 인터페이스를 통한 분산된 게이트웨이 제어를 또한 포함할 수도 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들(GW) 중의 임의의 하나는 그것에 링크되고 있는 호스트들에 대한 분산된 게이트웨이 기능을 제공하고, 중앙 제어기로부터 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리, 예를 들어, 배정의 제어를 얻고(즉, 획득하고), 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리의 얻어진(즉, 획득된) 제어에 기반으로 하여 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리를 감독하도록 구성된다. 이들은 중앙 제어기로부터 분산된 게이트웨이 제어를 얻고(즉, 취득하고), 획득된(즉, 취득된) 분산된 게이트웨이 제어에 기반으로 하여 호스트들의 트래픽을 제어하도록 더 구성될 수도 있다. IP 어드레스 관리 제어는 상기 언급된 터널(링크)을 통해 중앙 제어기로부터 (예를 들어, 분산된 GW의 관점으로부터 풀 방식(pull manner)으로) 얻어질 수도 있고, 분산된 GW 제어는 상기 언급된 제어 인터페이스(링크)를 통해 중앙 제어기로부터 (예를 들어, 중앙 제어기의 관점으로부터 푸쉬 방식(push manner)으로) 얻어질 수도 있다.

이하에서 개략적으로 설명되는 바와 같이, 중앙 제어기와 분산된 GW(이하, 제 2 (호스트-특정) 터널이라고 지칭됨)와의 사이의 터널은 이와 같이 논의 중인 호스트의 관리된 IP 어드레스, 또는 논의 중인 호스트의 임의의 다른 상상가능한 식별자와 링크될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기는 (분산된 GW 제어 기능과 관련하여) IP 관리(배정) 기능을 가진다. 즉, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기는 IP 어드레스들을 분산된 GW들 또는 액세스 라우터들 대신에 디바이스들/UE들에 관리, 예를 들어, 배정하거나 할당함으로써, 3GPP-기반 아키텍처들에서의 S/PGW와 같은 분산된 GW들 또는 액세스 라우터들에서 기존에 존재하였던 제어 기능들을 중앙집중화한다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기는 예를 들어, 청구 인터페이스(charging interface)들의 지원(및 중앙집중화된 제어기에서의 그 종결)과 같은 추가적인 기능들을 가질 수도 있다. 이에 따라, 중앙 제어기는 예를 들어, 오프라인 청구를 위한 청구 레코드 발생 또는 온라인 청구를 위한 예산 관리를 수행할 수도 있고, 여기서, 그것은 예를 들어, OF 프로토콜의 일부이며 중앙 제어기로 전송되는 과금 메시지들에 의존할 수도 있다.

중앙 제어기는 또한 중앙/중앙집중화된 게이트웨이 엔티티(분산된 게이트웨이 엔티티들에 추가하여 제공됨)로서 간주될 수 있다. 중앙 제어기와, 분산된 GW들 또는 액세스 라우터들의 그룹(예를 들어, 서브세트)의 조합은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 논리적 게이트웨이 엔티티로서 간주될 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 분산된 GW들은 트래픽 검사 및 분리 기능을 가진다. 즉, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 분산된 GW들 중의 임의의 하나는 이 트래픽으로부터 "IP 계층 제어 메시지들"을 분리하고 이를 중앙 제어기로 중계할뿐만 아니라, 그 서빙된 호스트들로부터의 트래픽을 검사할 수도 있다. 다음으로, 중앙 제어기는 이 "IP 계층 제어 메시지들"을 수신하고(즉, 얻고) 각각의 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리(배정)의 측면에서 이들을 이용할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 트래픽 검사는 패킷 헤더 정보에 기반으로 할 수 있고, 임의의 심층 패킷 검사(deep packet inspection)를 요구하지 않는다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 네트워크 아키텍처에서, 인터페이스-관련 양상들은 다음과 같이 간주될 수 있다.

오직 MME의 관점으로부터, 중앙 제어기에 의해 표현된 하나의 GW(또는 S/PGW)가 존재한다. 결과적으로, MME는 중앙 제어기에 접속하여, 예를 들어, 표준화된 S11 인터페이스를 갖는 GW 제어 기능을 나타낸다. 중앙 제어기와 분산된 GW들 또는 액세스 라우터들과의 인터페이스는 표준화된 S11 인터페이스 기능성의 서브세트를 제공할 수도 있고, 실제의 구현에 따라서는 일부의 수정들 및 추가들을 또한 지원할 수도 있다. 그것은 (이하의 도 7 내지 도 9 뿐만 아니라) 도 4에서 S11+ 라고 칭해지는 이유이다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 이와 같이 나타낸 S11+ 인터페이스는 터널(IP 어드레스 관리 제어를 위해 이용가능함) 및 제어 인터페이스(분산된 GW 제어를 위해 이용가능함)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 중앙 제어기는 일종의 프록시 모드에서 분산된 GW들 또는 액세스 라우터들에 메시지 분산 기능을 제공할 수도 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 네트워크 아키텍처에서의 터널들이 표준화된 GPRS 터널링 프로토콜(GPRS tunneling protocol; GTP)에 따라 동작가능한 경우, 중앙 제어기는 S11 GTP-C 제어 메시지들에 대한 메시지 분산 기능을 제공할 수도 있는 반면, GTP-C는 또한 S11+ 인터페이스에 대한 후보 프로토콜이다.

상기 도 1 내지 도 3의 네트워크 아키텍처들에서와 같이, 물리적 분산된 GW들은 최종 디바이스들/UE들을 향하도록 예정된 패킷들이 라우팅되는 인터넷 또는 다른 사설/외부 네트워크들에 대한 액세스의 측면에서 최종 디바이스들/UE들에 대한 접속 포인트(POP)를 여전히 나타낸다는 것에 주목해야 한다. 글로벌 인터넷 또는 사설/외부 네트워크들의 라우팅 토폴로지(routing topology)에 있어서의 그 위치는 특별한 IP 어드레스들을 이들이 서빙하는 최종 디바이스들/UE들에 관리, 예를 들어, 배정하거나 할당하는 것을 이와 같이 요구한다. 이 기능성은 이와 같이 통상적으로 각각의 물리적 GW에서 위치되지만, 그것은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기에서 위치된다. POP로부터 원격지인 사이트로의 그 기능성의 분리 및 중앙집중화는 이와 같은 라우팅을 변화시키지 않을 것이지만, GW/POP 선택 및 네트워크 관리에 관한 상이한 타입들의 최적화를 허용한다.

예를 들어, IP 어드레스 관리 기능성의 중앙 제어기로의 분리 및 중앙집중화는 분산된 GW들을 갖는 네트워크 아키텍처의 (특히, (중앙) 네트워크 관리 및 제어의 측면에서의) 과제들을 완화시키기에 효과적이다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, (3GPP에서의 S/PGW와 같은) 게이트웨이 또는 액세스 라우터가 IP 어드레스 관리를 위한 제어 평면 동작/기능들과 같이, 중앙집중화될 수 있는 기능성들을 포함하는 것이 효과적으로 사용될 수도 있다. 이와 다르게, 네트워크 인터페이스들 사이에서의 사용자 데이터 포워딩을 위한 사용자 평면 동작들/기능들과 같이, (POP에서) 분산된 방식으로 유지되어야 하는 그러한 기능성들은 분산된 게이트웨이들 또는 액세스 라우터들에서 유지된다. 그렇게 함으로써, 중앙 도메인과 로컬/분산된 도메인 사이의 동작/기능들의 바람직한 확산이 달성될 수도 있다.

이하의 도 7 내지 도 9에서 예시되는 바와 같이, 호스트와 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 분산된 게이트웨이 엔티티들(GW) 사이를 링크하는 것은 (제 1) 호스트-특정 터널을 통해 달성되고, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기와, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 분산된 게이트웨이 엔티티들(GW) 사이의 접속은 (제 2) 호스트-특정 터널 및 제어 인터페이스를 포함하는 인터페이스 링크(예를 들어, S11+ 인터페이스)를 통해 달성된다.

즉, 호스트/UE-특정 (예를 들어, GTP) 터널이 (기지국과 같은) 액세스 디바이스와 임의의 분산된 GW 와의 사이에 구축될 수도 있다. 또한, 호스트/UE-특정 (예를 들어, GTP) 터널은 (제어 인터페이스에 추가하여) 임의의 분산된 GW와 중앙 제어기와의 사이에 구축될 수도 있다. 터널 구축의 측면에서의 세부사항들은 이하에서 설명된다.

따라서, IP 어드레스 관리의 상황에서의 현존하는 터널-기반 개념들은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 효과적으로 사용될 수도 있다.

더욱 구체적으로, 예를 들어, 이동 노드들과 같은 호스트들로의 중앙 제어기에 의한 IP 어드레스 관리는 이러한 터널 개념들에 기반으로 하여 실현될 수도 있다. IPv6의 경우, 고정식 및 이동 호스트들에 대한 유사한 IP 스택 기능들을 허용하기 위한 고정식 네트워크들과 상당히 유사한 "터널에서의" 3GPP-정의된 할당 방식이 채택될 수도 있다. IPv4의 경우, 소위 "연기된 IP 어드레스 할당" 방식이 채택될 수도 있고, 이것은 또한 DHCP로 IP 어드레스 배정을 실행하기 위하여 UE와 GW와의 사이의 사용자 평면(UP) 터널을 이용한다. 일반적으로, DHCP는 IPv6에 대해서도 마찬가지로 동일하게 이용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제 1 예시적인 절차의 개략도를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 절차는 개별적인 엔티티들, 즉, 중앙 제어기와, 분산된 GW들 또는 액세스 라우터들(중의 임의의 하나)의 각각의 기능들에 기반으로 한 다음의 동작들을 포함할 수도 있다.

중앙 제어기에서, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 절차는 제 1 호스트-특정 터널을 통해 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과 링크되고 있는 호스트들에 대한 IP 어드레스들을 관리하는 동작과, 호스트들에 대한 관리된 IP 어드레스들에 기반으로 하여 제 2 호스트-특정 터널을 통한 IP 어드레스 관리의 측면에서 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들을 제어하는 동작을 포함한다. 제 1 호스트-특정 터널을 통해 링크되고 있는 호스트들에 대한 분산된 게이트웨이 기능을 제공하는 상기/임의의 분산된 게이트웨이 디바이스에서, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 절차는 제 2 호스트-특정 터널을 통해 중앙 제어기로부터 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리의 제어를 얻는 동작과, 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리의 얻어진 제어에 기반으로 하여 제 1 호스트-특정 터널을 통해 호스트들의 트래픽에 대한 IP 어드레스 관리를 감독하는 것을 제어하는 동작을 포함한다.

도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제 2 예시적인 절차의 개략도를 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 절차는 개별적인 엔티티들, 즉, 중앙 제어기와, 분산된 GW들 또는 액세스 라우터들(중의 임의의 하나)의 각각의 기능들에 기반으로 한 다음의 동작들을 포함할 수도 있다.

분산된 GW 제어의 측면에서, 중앙 제어기는 상기 언급된 제어 인터페이스를 통해 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들의 제어를 수행한다. 이러한 분산된 GW 제어는 각각 터널들 등등 뿐만 아니라, 컨텍스트(context)(및/또는 세션(의 일부))의 설정/구축을 포함할 수도 있다. 이와 관련하여, 대응하는 요청 등은 중앙 제어기로부터 각각의 분산된 GW로 송신될 수도 있다. 또한, 전용 파라미터(IP 어드레스 관리 파라미터라고 지칭될 수도 있음) 및/또는 특정 트리거가 송신/시그널링될 수도 있다(이에 대한 세부사항들은 이하에서 설명됨). 그 결과, 각각의 분산된 GW는 대응하는 컨텍스트(및/또는 세션(의 일부)) 및 (요청되는 바와 같은) 터널 구축 등을 수행할 수도 있고, 그 확인을 중앙 제어기에 송신할 수도 있고, 그 다음으로, 각각의 분산된 GW는 이에 따라 호스트 트래픽을 제어할 수도 있다.

이와 관련하여 교환된 2개의 메시지들은 S11+ 인터페이스의 제어 메시지 부분(예를 들어, GTP-C 제어 부분)에 관한 것이다.

따라서, 도 4 및 도 7 내지 도 9에서 점선들에 의해 표시된 바와 같이, S11+ 인터페이스의 제어 인터페이스 부분(예를 들어, GTP-C 제어 부분)은 이와 같이 분산된 GW/GW들을 제어하기 위하여 이용된다. 이것은 컨텍스트(및/또는 세션)의 설정/구축과, 제 1 및 제 2 터널들의 설정/구축을 포함할 수도 있다. MME가 중앙 제어기에 의해 나타낸 하나의 GW만을 인식하므로, 중앙 제어기는 분산된 GW 제어의 측면에서 상이한 분산된 GW들을 다루기 위하여 메시지 분산 기능을 가진다.

그 트래픽 분리 및 제어 기능의 측면에서, 분산된 GW는 (즉, 제 1 호스트-특정 터널 상에서의) 그 서빙된 호스트들의 트래픽을 검사할 수도 있고, 호스트들의 트래픽으로부터 검사된 IP 계층 제어 메시지들을 분리할 수도 있고, 분리된 IP 계층 제어 메시지들을 (즉, 제 2 호스트-특정 터널을 통해) 중앙 제어기로 중계할 수도 있다. 즉, 이러한 "IP 계층 제어 메시지들"(호스트/UE와 GW와의 사이에서 여하튼 교환되어야 함)은 데이터 트래픽으로부터 분리될 수도 있고, 액세스 디바이스로부터의 UP 터널과, 중앙 제어기로의 UP 터널과의 사이에서 중계(즉, 터널링)될 수도 있다. 다른 패킷들에 대하여, 액세스 디바이스로부터의 (예를 들어, GTP) 터널은 분산된 GW에서 종결되고, 사용자 패킷들은 외부 네트워크/인터넷으로 그리고 외부 네트워크/인터넷으로부터 라우팅된다. 이것은 분산된 GW가 이웃 탐색 프로토콜(neighbor discovery protocol) 메시지들(예를 들어, 라우팅 유도(Routing Solicitation) 및/또는 DHCP 프로토콜 메시지들과 같이, IP 어드레스들(IPv4 및 IPv6 어드레스들의 둘 모두를 포함함)의 관리(예를 들어, 배정 또는 할당)를 위해 필요한 시그널링을 특히 참조할 수도 있는 것인 "IP 계층 제어 메시지들"에 대한 UP 트래픽을 검사할 것을 요구한다.

그 IP 어드레스 관리 기능의 측면에서, 중앙 제어기는 (즉, 제 2 호스트-특정 터널을 통해) 복수의 분산된 GW들 중의 임의의 하나 또는 그보다 더 많은 것으로부터 호스트들의 트래픽으로부터의 (터널링된) IP 계층 제어 메시지들을 수신할(즉, 얻을) 수도 있고, 호스트들에 대한 IP 어드레스들을 관리함에 있어서 수신된(즉, 얻어진) IP 계층 제어 메시지들을 사용할 수도 있다. 즉, 중앙 제어기는 호스트들에 대한 이와 같이 관리된(예를 들어, 배정된) IP 어드레스들에 기반으로 하여 IP 어드레스 관리의 측면에서 복수의 분산된 GW들을 제어한다. 이러한 제어는 예를 들어, 각각의 분산된 GW에 터널링되고 있는 특정 (IP 계층) 제어 메시지들 및/또는 전용 파라미터(IP 어드레스 관리 파리미터라고 지칭될 수도 있음)의 송신/시그널링 및/또는 특정 트리거의 형태로 달성될 수도 있다. 이와 관련한 세부사항들은 이하에서 설명된다.

따라서, IP 계층 제어 메시지들은 각각 제 2 터널을 통해 분산된 GW와 중앙 제어기와의 사이에서 교환된다. 중앙 제어기와 분산된 GW 들의 임의의 하나와의 사이의 각각의 (제 2) 터널은 터널 식별자(터널 ID)와 연관된다. 이에 따라, 중앙 제어기는 각각의 메시지를 운반하는 터널의 터널 ID를 통해, 각각의 수신된 IP 계층 제어 메시지를 전송하는 분산된 GW와 연관시킬 수 있고, 중앙 제어기는 논의 중인 호스트(예를 들어, UE)와 관련된 정보 및 (관리, 예를 들어, 배정되어야 할) IP 어드레스를 터널 ID와 연관시킬 수 있고, 중앙 제어기는 대응하는 IP 계층 제어 메시지를 적절한 분산된 GW로 송신할 수 있다. 호스트(예를 들어, UE)와 관련된 정보는 예를 들어, IMSI(예를 들어, IP 어드레스가 그 호스트에 이전에 배정되지 않았을 때), IP 어드레스(예를 들어, IP 어드레스가 그 호스트에 이전에 배정되었을 때), 등과 같은 임의의 상상가능한 호스트/UE 식별자를 포함할 수도 있다.

상기한 바를 고려하면, 호스트-특정 컨텍스트는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 IP 어드레스 관리를 위한 터널 개념의 측면에서 구축될 수도 있다. 즉, 각각의 호스트는 그 자신의 제 1 및 제 2 터널들을 가질 수도 있다.

따라서, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 IP 어드레스 관리의 측면에서 이용될 제 2 터널은 이와 같이 논의 중인 호스트의 관리된 IP 어드레스, 또는 (임의의 (무선) 액세스 네트워크 관련된 (사용자/가입자/호스트) 식별, 예를 들어, IMSI 등과 같은) 논의 중인 호스트의 임의의 다른 상상가능한 식별자와 링크될 수도 있다.

IP 어드레스 관리의 측면에서 (즉, 중앙 제어기의 제어 하에서) 중앙 제어기로부터 얻어진 제어에 기반으로 하여, 분산된 GW는 (즉, 제 1 호스트-특정 터널을 통해) 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리를 감독할 수 있다. 이러한 감독 제어에서는, IP 계층 제어 메시지들이 호스트들로/호스트들로부터 적절하게 포워딩될 수도 있다.

이와 관련된 2 개의 메시지들은 S11+ 인터페이스의 IP 어드레스 관리 제어 부분에 관한 것이다.

점선 위에 있는 예시적인 절차의 부분은 분산된 GW 제어를 위한 (S11+ 인터페이스 링크의) 제어 인터페이스, 예를 들어, GTP-C 제어 부분에 관한 것이다. 점선 아래에 있는 예시적인 절차의 부분은 (터널내(in-tunnel)) IP 어드레스 관리 제어를 위한 (S11+ 인터페이스 링크의) 터널에 관한 것이다.

즉, 위에서 설명된 바와 같이, 중앙 제어기와, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 분산된 GW/GW들과의 사이의 (예를 들어, S11+) 인터페이스 링크는 제어 인터페이스 및 대응하는 제어 메시지들(예를 들어, GTP-C 프로토콜)과, 제 2 호스트-특정 터널 및 대응하는 제어 메시지들의 둘 모두를 포함한다.

상기한 바로부터 분명한 바와 같이, 기존의 솔루션들과 대조적으로, 본 발명의 예시적인 실시예들은 중앙집중화된 IP 어드레스 관리 기능을 나타내는 중앙 제어기를 효과적으로 사용한다. 따라서, GW들/PGW들은 연결 절차(attach procedure)와 관련된 (예를 들어, 3GPP-특정) 시그널링을 종결하지 않고, 최종적으로 IP 어드레스 관리를 구현하지 않는다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 터널 구축은 다음과 같이 실현될 수도 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 제 2 터널은 임의의 분산된 GW와 중앙 제어기와의 사이에 구축되고, 호스트들의 액세스 또는 접속성 네트워크에서의 액세스 디바이스와 임의의 분산된 GW와의 사이에서 구축된 제 1 터널에 추가하여, 분산된 GW로부터 원격으로 IP 어드레싱 쟁점들을 처리하기 위하여 이용된다. 두 터널들은 동시에, 예를 들어, 세션 구축 시에 구축될 수도 있다.

3GPP-기반 시스템에서, 3GPP-정의된 절차들은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 이러한 터널 구축을 위해 기본적으로 이용될 수 있다. 호스트/UE의 네트워크 시스템으로의 연결 절차 동안, (예를 들어, GTP) 터널들은 세션 관리 메시지들로 설정될 수도 있다. 병치된(collocated) SGW 및 PGW가 있을 때, PGW는 SGW에 로컬이고, SGW와 PGW와의 사이의 터널을 위한 S5 인터페이스 설정을 필요로 하지 않는다. 따라서, 중앙 제어기는 제 2 터널을 위한 S5 인터페이스 설정을 이용할 수 있다. 여기서, 분산된 GW는 SGW의 역할일 수도 있고, 중아 제어기는 PGW의 역할일 수도 있다. 중앙 제어기는 그 자신의 IP 어드레스를 예를 들어, S11+ 메시지들에서 PGW 어드레스(분산된 GW/GW들을 향하는 터널의 구축을 위해 이용가능함)로서 설정할 수도 있다. 그것에 추가하여, 전용 파라미터(IP 어드레스 관리 파라미터라고 지칭될 수도 있음)는 중앙 제어기 및/또는 임의의 분산된 GW에서 대응하는 기능들을 시그널링 및 인에이블하기 위하여 중앙 제어기에 의해 설정될 수도 있다. 더욱 구체적으로, 이러한 전용 파라미터는 "원격 IP 어드레스 관리/배정 및 로컬 SGi 인터페이스(로컬 PGW)"를 표시할 수도 있다. 임의의 분산된 GW는 사용자 평면 상에서 PGW로서 여전히 기능할 수도 있고, 외부 네트워크들/인터넷으로의 패킷 라우팅을 제공할 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, IP 어드레스 관리의 상황에서의 IP 어드레스 배정은 다음과 같이 실현될 수도 있다.

통상적인 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, IP 어드레스 배정은 호스트/UE의 네트워크 시스템으로의 연결 절차 동안에 발생할 수도 있다. 추가적인 IP 어드레스들은 예를 들어, 다수의 네트워크들이 호스트/UE에 접속될 때, PDN 접속성 절차와 함께, 더 이후에 여전히 배정될 수도 있다.

3GPP-기반 시스템에서는, 3GPP-정의된 절차들이 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 IP 어드레스 배정을 위해 기본적으로 이용될 수 있다. (즉, S11 인터페이스 상에서의) MME와 SGW와의 사이의 표준 3GPP 시그널링 메시지들은 중앙집중화된 제어기에서 종결된다. IPv6 베어러(bearer)들에 대하여, 중앙 제어기는 호스트/UE에 대하여 고유의 인터페이스 식별자를 배정하거나 할당하고, S11 인터페이스, S1 인터페이스 및 NAS 세션 관리 시그널링을 통해 연결 절차 동안에 그것을 호스트/UE로 전송한다. 분산된 GW/POP의 선택 후에, 중앙 제어기는 (예를 들어, 라우팅 요구들에 따라) 선택된 GW/POP의 이용가능한 프리픽스/어드레스 범위들로부터의 UE IP 어드레스(IPv6에서, 프리픽스)를 배정하거나 할당한다. 이 목적을 위하여, 중앙 제어기는 AAA 및/또는 DHCP 서버들에 의해 전형적으로 제공되는 내부 데이터베이스들 및/또는 기능들을 이용할 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 제어기는 S11+ 인터페이스 상에서 선택되는 분산된 GW에서의 컨텍스트 구축을 트리거할 수도 있다. 이것은 예를 들어, S11 "세션 생성" 메시지들에 의해 달성될 수도 있다. 상기 언급된 전용 파라미터는 중앙 제어기에서의 원격 IP 어드레스 배정의 선택되는 분산된 GW로의 적용을 표시할 수도 있다. 다음으로, 분산된 GW에서의 컨텍스트 구축은 분산된 GW와 중앙 제어기와의 사이의 터널 뿐만 아니라, 분산된 GW에서의 트래픽 검사 및 분리 기능을 활성화할 수도 있다. 그렇게 함으로써, 분산된 GW에서 종결된 S1(예를 들어, GTP) 터널이 UE에 의해 전송된 IP 제어 메시지들(호스트와 제 1 홉 라우터(hop router)와의 사이에서 통상적으로 교환됨)에 대해 검사되는 것이 가능하게 된다. 다음으로, 이 메시지들은 중앙 제어기로 더욱 터널링될 수도 있다.

PDN 접속(예를 들어, 라디오 베어러, S1 GTP 터널, 등을 포함함)의 구축 후에, UE는 예를 들어, IPv4 어드레스를 얻기 위한 "연기된 어드레스 할당"을 위한 IPv6 어드레스 또는 DHCP 메시지들을 얻기 위하여 (IPv6를 위한) 라우터 유도(Router Solicitation) 메시지들을 통신적인 바와 같이 네트워크로 전송할 수도 있다. 이와 관련하여, 중앙 제어기는 제 1 홉 라우터(그리고 아마 인터넷 또는 외부 네트워크를 향한 심지어 유일한 라우터)의 역할이고, 어드레스 할당을 완결시킨다. 이것은 예를 들어, 라우터 광고(Router Advertisement; RA) 메시지들을 전송하거나 DHCP-기반 어드레스 할당을 위한 DHCP 중계기로서 작동함으로써, 그리고 제 2 터널에서의 응답들을 분산된 GW로 그리고 다시 UE로 전송함으로써 달성될 수도 있다. IPv4가 PDN 접속을 위해 이용될 때, IP L3 제어 메시지 포워딩은 DHCPv4에 의한 "연기된 IPv4 어드레스 할당"을 위해서만 필요하다. 그렇지 않을 경우, (예를 들어, S11, S1, NAS 상에서의/S11, S1, NAS에 의한) 호스트/UE-특정 ("대역외(out of band)") 시그널링은 IP 어드레스를 호스트/UE에 이미 제공하였다.

아래에서는, 네트워크 아키텍처들의 3 개의 예들이 단지 예로서 예시적인 목적들을 위하여 3GPP-기반 네트워크 시스템들에 대해 주어진다.

이하의 도 7 내지 도 9 중의 임의의 하나에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 일반적인 양상들로서, S/PGW 기능성이 중앙 제어기에서의 S/PGW (제어) 부분 및 분산된 GW에서의 S/PGW 부분으로 분리될 수도 있고, (도 7 내지 도 9에서 IP 어드레스 배정 기능으로서 예를 드는) IP 어드레스 관리 기능이 중앙 제어기에 위치된다는 것이 명백하다. 즉, 본 발명의 예시적인 실시예들은 예를 들어, (논리적) PGW와 같은 (논리적) 게이트웨이 엔티티 내에서 제어 평면 및 사용자 평면의 분리를 가능하게 한다.

중앙 제어기는 분산된 액세스 라우터들 또는 분산된 GW들 대신에 또는 이들을 위하여 호스트들/UE들을 위한 논리적 링크에 대한 IP 계층 시그널링을 포함하는 (IP 어드레스 배정과 같은) IP 어드레스 관리를 처리한다. 이에 추가하여, 중앙 제어기는 분산된 GW 제어를 처리한다.

중앙 제어기는 표준 SGW 및 PGW의 CP 기능들에 특히 대응하고, 분산된 GW는 표준 SGW 및 PGW의 UP 기능들에 특히 대응한다. 이에 관계없이, 또한, 중앙 제어기는 백업 솔루션으로서 및/또는 합법적 차단과 같은 다른 목적을 위하여 구체적으로 효과적일 수도 있는 전체 S/PGW 기능성(CP 및 UP 부분들을 포함함)을 포함할 수도 있다.

중앙 제어기는 이웃하는 네트워크들을 향한 라우팅 프로토콜 기능성(예를 들어, OSPF, BGP)을 제공한다는 것에 주목해야 한다. 또한, 중앙 제어기는 IP 어드레스 관리의 목적을 위하여 AAA 서버 및/또는 DHCP 서버와 연동할 수 있다. 또한, 중앙 제어기는, 트래픽이 어떻게 라우팅되고 어떤 포인트/분산된 GW에서 다른 (사설/외부) 네트워크들/인터넷에 핸드오버되는지에 관계없이 네트워크에서 제 1 홉 라우터의 기능성을 제공한다.

상기 도 4와 유사한 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 (예를 들어, GTP) 터널은 분산된 GW와 액세스 네트워크/노드와의 사이에 구축되고, 제 2 (예를 들어, GTP) 터널은 분산된 GW와 중앙 제어기와의 사이의 제어 인터페이스에 추가하여 구축된다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 터널 및 제어 인터페이스를 포함하는, 중앙 제어기와 분산된 GW와의 사이의 인터페이스 링크는 S11+ 인터페이스로서 동작가능하다.

터널들이 도 7 내지 도 9에서 GTP 터널들로서 예시적으로 도시되어 있지만, 임의의 터널링 프로토콜이 이와 관련하여 이용될 수도 있다는 것에 주목해야 한다. 그렇지만, 동일한 터널링 프로토콜이 두 터널들에 대해 이용되는 것이 바람직하다.

일반적으로, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 2 개의 터널들에 대해 이용되는 프로토콜은 (분산된 GW들에서의 AAA 및/또는 DHCP 프로토콜 애플리케이션 대신에) 중앙집중화된 IP 어드레스 관리를 위한 프로토코로서 사용될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 제 1 실시예의 개략도를 도시한다. 도 7의 예시적인 네트워크 아키텍처는 S1-U 및 S11+ 인터페이스들에서 사용자/호스트-특정 GTP 터널들을 예시하고, 중앙 제어기는 MME 기능을 전혀 가지지 않는다.

도 7에 도시된 바와 같이, 중앙집중화된 제어기는 이동성 관리 엔티티(MME)와, 적어도 하나의 S/PGW와 같은 적어도 하나의 분산된 GW를 접속시키는 엔티티에서 또는 이러한 엔티티에 의해 동작가능하다. 따라서, 중앙 제어기는 MME, 즉, 이동성 제어기와의 관련된 GW 시그널링을 종결시키고, 이에 따라, MME와 연동한다.

즉, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 S/PGW 제어는 스탠드-얼론(stand-alone)일 수 있다.

도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 제 2 예의 개략도를 도시한다. 도 8의 예시적인 네트워크 아키텍처는 S1-U 및 S11+ 인터페이스들에서의 사용자/호스트-특정 GTP 터널들을 예시하고, 중앙 제어기는 MME 기능을 가진다.

도 8에 도시된 바와 같이, 중앙집중화된 제어기는 이동성 관리 엔티티(MME)에서 또는 이동성 관리 엔티티(MME)에 의해 동작가능하다. 따라서, 이와 같은 중앙 제어기, 또는 중앙 제어기를 구현하는 엔티티는 이동성 제어기 기능성을 또한 포함한다.

즉, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 S/PGW 제어는 MME 기능/엔티티와 조합될 수 있다.

도 9는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 인터넷 액세스를 위한 3GPP-기반 네트워크 아키텍처의 제 3 예의 개략도를 도시한다. 도 9의 예시적인 네트워크 아키텍처는 개방흐름(OpenFLow) 스위치를 갖는 분산된 GW 및 개방흐름 제어기를 갖는 중앙 제어기의 조합과 함께, S1-U 및 S11+ 인터페이스들에서의 사용자/호스트-특정 GTP 터널들을 예시한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 중앙집중화된 제어기는 개방흐름(OF) 제어 엔티티, 또는 개방흐름(OF) 제어 엔티티를 포함하는 엔티티에서 또는 이러한 엔티티에 의해 동작가능하다. 따라서, 이와 같은 중앙 제어기, 또는 중앙 제어기를 구현하는 엔티티는 개방흐름 제어 기능성을 또한 포함한다. 또한, 임의의 분산된 GW는, 중앙 제어기에서 개방흐름(OF) 제어 엔티티와 대응하는 개방흐름(OF) 메시지 터널을 구성하는 개방흐름(OF) 스위치를 포함한다.

도 9의 예시적인 네트워크 아키텍처에서는, OF 메시지 터널 및 S11+ 인터페이스(터널 및 그 제어 인터페이스를 포함함)가 별도의 접속들로서 예시되어 있다. 대안적으로, OF 메시지 터널이 S11+ 제어 메시지들을 분산된 GW에 운반하기 위해 이용되는 것이 또한 실현가능하다. 이 경우, OF 메시지 터널은 추가적으로 S11+ 의 제어 인터페이스로서 서빙할 수 있고, S11+ 인터페이스는 그 터널을 포함하기만 할 수 있다.

즉, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 S/PGW 제어는 개방흐름 제어 기능/엔티티와 조합될 수 있다.

달리 말하자면, 중앙 IP 어드레스 관리/배정은, 또한 중앙집중화되어 있는 네트워크의 개방흐름 제어와 조합될 수 있다. 다음으로, 개방흐름 제어기는 중앙 제어기의 부분일 수 있고, 분산된 GW는 또한 개방흐름-제어된 스위치를 포함할 수 있고, 여기서, 흐름 라우팅의 이러한 기능성은 분산된 GW에서의 트래픽 검사 및 분리 기능을 위하여 이용될 수도 있다. 이것은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 트래픽 검사가 패킷 헤더 정보에 기반으로 하여 OF 스위치에 의해 실현될 수도 있기 때문이다.

중앙 제어기는 또한, MME 기능성 및 개방흐름 제어 기능성을 포함하는 엔티티에서 또는 이러한 엔티티에 의해 동작가능할 것이라는 것에 주목해야 한다. 즉, 상기 도 8 및 도 9에 따른 네트워크 아키텍처들의 기초가 되는 개념들의 조합조차도 실현가능하다. 즉, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 중앙 S/PGW 제어는 MME 기능/엔티티 및 개방흐름 제어 기능/엔티티의 둘 모두와 조합될 수 있다.

도 7에 따른 네트워크 아키텍처와 비교되는 바와 같이, 도 8, 도 9, 및 도 8 및 도 9의 조합에 따른 네트워크 아키텍처들 중의 임의의 하나는 전체 시스템 아키텍처에서 추가적인 네트워크 엘리먼트의 도입을 유익하게 회피할 수 있다.

상기한 바를 고려하면, 본 발명의 예시적인 실시예들은 분산된 게이트웨이들을 IP 어드레스 배정을 포함하는 중앙집중화된 IP 어드레스 관리를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 접속된 호스트들로의 분산된 게이트웨이들(또는 액세스 라우터들)을 갖는 네트워크 아키텍처에서의 IP 어드레스 배정을 포함하는 IP 어드레스 관리의 기능성은 네트워크 관리 노력들의 감소의 측면에서 개선될 수도 있다. 또한, 이러한 중앙집중화된 IP 어드레스 관리는 유연성의 측면에서, 예를 들어, 전체 아키텍처 및/또는 GW 분산 시나리오에서의 잠재적인 변화들 및/또는 재위치결정들을 또한 고려한 완만한 IP 어드레스 변화의 측면에서 장점들을 제공함으로써, 라우팅 최적화, 부하 균형(load balancing), 등의 측면에서 효율성을 또한 지원한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 모든 사용자 트래픽을 중앙 제어기에 강제적으로 라우팅하는 것을 회피하면서, 접속된 디바이스들로의 분산된 게이트웨이들 또는 액세스 라우터들에 의해 IP 어드레스들을 관리/배정하기 위한 기능성은 중앙 제어기 내로 중앙집중화될 수 있다. 그렇게 함으로써, IP 어드레스 관리/배정에 기여할 수도 있는 "IP 제어 계층 패킷들" 등은 중앙 제어기를 통해 이동하게 되는 것이 가능하게 되지만, 표준 사용자 IP 트래픽이 중앙집중화된 사이트로 가야하는 것은 가능한 한 회피된다.

그 결과로서, 분산된 스위치들/GW들은 예를 들어, (로컬 캐쉬들에 대한 액세스, IMS UP 트래픽, 등과 같은) 로컬 트래픽에 대한 최대의 라우팅 최적화를 위한 (예를 들어, 3GPP-특정) 터널링을 종결시키도록 배정될 수 있다. 이와 동시에, 운영자는 IP 어드레스 관리를 위해 필요한 모든 관리 인터페이스들을, 중앙집중화된 네트워크의 관점으로부터 네트워크에서의 분산된 라우터들/GW들을 나타내는 하나의 중앙 제어기(라우터/GW)에만 배정할 수 있다. 이 종류의 중앙집중화는 중앙집중화된 네트워크 엘리먼트들의 더욱 효율적인 하드웨어 사용을 위한 장점들을 또한 제공할 수 있다(예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 환경에서 실행될 수 있음). 이와 관련하여, 제어 평면은 더욱 양호한 전체 네트워크 뷰를 가지고, 그 정보에 기반으로 하여, 그것은 더욱 네트워크를 통한 최적의 GW 할당 및 IP 어드레스 관리를 제공할 수 있다는 점이 효과적으로 사용된다.

구체적으로, (더욱 직접/최적의 라우팅과 같은) (인터넷) 게이트웨이들의 분산으로부터 기인하는 상기 언급된 장점들 외에도, 다음의 장점들이 달성될 수도 있다. 즉, 중앙집중화된 IP 어드레스 관리에 관계없이, 사용자 평면 프로세싱은 비집중화된 상태로 유지될 수도 있음(또는 훨씬 더 분산될 수도 있음)으로써, 효율적인 라우팅을 보장한다.

첫째, 네트워크 관리 및 제어 기능들의 중앙집중화가 증대될 수도 있다. 그렇게 함으로써, 전체 시스템의 운영 비용 및 자본 지출의 둘 모두가 감소될 수도 있다. 이와 관련하여, 중앙 제어기 및 분산된 GW 사이의 CP 및 UP 제어 기능성 사이의 분할이 특히 효과적이다. 이러한 중앙집중화는 본원에서 채택된 분산된 GW들의 경우와 같이, 많은 수의 다른 네트워크 기능들/노드들을 갖는 네트워크 아키텍처들에 대해 특히 유익하다.

둘째, 가상 머신(virtual machine)들과 같은 디바이스들 및 네트워크 노드들에서의 가상화 기술들, 클라우드 컴퓨팅이 증대될 수도 있다. 그렇게 함으로써, 설치된 하드웨어의 사용 레벨이 증가될 수도 있고, 중앙집중화의 추세/유효성이 지원될 수도 있다.

셋째, 네트워크 가상화 및 프로그래밍가능한 네트워크들이 달성될 수도 있다. 그렇게 함으로써, 예를 들어, 네트워크 공유로 인한 미래의 네트워크들의 비용 효율성이 얻어질 수도 있다. 이것은 구체적으로, 개방흐름 프로토콜이 전송 네트워크들에서의 제어 및 사용자 평면 기능들의 분리를 표준화하도록 설계되었으므로, 개방흐름-기반 솔루션들을 이용할 때에 효과적이다. 따라서, 라우팅 및 스위칭을 위한 네트워크 노드들이 간략화된 기능성을 제공하고 및/또는 제어 평면이 중앙집중화될 수 있으므로, 라우팅 및 스위칭을 위한 네트워크 노드들이 덜 고가가 될 수 있다는 점에서 추가의 비용 절감들이 실현될 수도 있다. 이러한 제어 평면 중앙집중화는 궁극적으로, 운영자를 위한 덜 고가의 네트워크 관리와, 전체 네트워크 뷰의 정보를 이용한 의사 결정을 허용한다. 전송 네트워크 제어 평면은 (이동) 네트워크 제어 기능들과 협력할 수 있거나 조합될 수 있고, 이것은 자원 사용의 추가의 최적화를 허용한다.

상기 언급된 절차들 및 기능들은 이하에서 설명되는 바와 같이, 각각의 기능적 엘리먼트들, 프로세서들, 등에 의해 구현될 수도 있다.

본 발명의 상기한 예시적인 실시예들은 방법들, 절차들 및 기능들을 참조하여 주로 설명되지만, 본 발명의 대응하는 예시적인 실시예들은 그 소프트웨어 및/또는 하드웨어의 둘 모두를 포함하는 각각의 장치들, 네트워크 노드들 및 시스템들을 또한 포괄한다.

본 발명의 각각의 예시적인 실시예들은 도 10을 참조하여 이하에서 설명되는 반면, 간결함을 위하여, 도 4 내지 도 9에 따른 각각의 대응하는 방식들, 방법들 및 기능성, 원리들 및 동작들의 상세한 설명에 대해 참조가 행해진다.

이하의 도 10에서, 실선 블록들은 기본적으로 위에서 설명된 바와 같은 각각의 동작들을 수행하도록 구성된다. 실선 블록들의 전체는 기본적으로 위에서 설명된 바와 같은 방법들 및 동작들을 각각 수행하도록 구성된다. 도 10에 대하여, 개별적인 블록들은 각각의 기능, 프로세스 또는 절차를 각각 구현하는 각각의 기능적 블록들을 예시하도록 의도된 것이라는 것에 주목해야 한다. 이러한 기능적 블록들은 구현-독립적이고, 즉, 임의의 종류의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의하여 각각 구현될 수도 있다. 개별적인 블록들을 상호접속하는 화살표들 및 선들은 그 사이의 동작 결합을 예시하도록 의도된 것이고, 이 결합은 물리적 및/또는 논리적 결합일 수도 있으며, 한편으로 구현-독립적(예를 들어, 유선 또는 무선)이고 다른 한편으로 도시되지 않은 임의적인 수의 중간 기능적 엔티티들을 또한 포함할 수도 있다. 화살표의 방향은 어떤 동작들이 수행되는 방향 및/또는 어떤 데이터가 전송되는 방향을 예시하도록 의도된 것이다.

또한, 도 10에서는, 그러한 기능적 블록들만이 예시되어 있고, 이 기능적 블록들은 상기 설명된 방법들, 절차들 및 기능들 중의 임의의 하나에 관한 것이다. 당업자는 예를 들어, 전력 공급 장치, 중앙 프로세싱 유닛, 각각의 메모리들 등과 같은 각각의 구조적 배치들의 동작을 위해 요구되는 임의의 다른 기존의 기능적 블록들의 존재를 인식할 것이다. 그 중에서도, 본원에서 설명된 바와 같이 동작하도록 개별적인 기능적 엔티티들을 제어하기 위한 프로그램들 또는 프로그램 명령들을 저장하기 위한 메모리들이 제공된다.

도 10은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 예시적인 장치들의 개략도를 도시한다.

상기한 바를 고려하면, 이와 같이 예시된 장치들(10 및 20)은 본원에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들을 실시함에 있어서 이용하기에 적당하다.

이와 같이 예시된 장치(10)는 중앙 제어기(의 일부)를 나타낼 수도 있고, 도 4 내지 도 9 중의 임의의 하나와 관련하여 설명된 바와 같이 절차를 수행하고 및/또는 기능성을 나타내도록 구성될 수도 있다. 이와 같이 예시된 장치(20)는 게이트웨이 또는 액세스 라우터 엔티티(의 일부)를 나타낼 수도 있고, 도 4 내지 도 9 중의 임의의 하나와 관련하여 설명된 바와 같이 절차를 수행하고 및/또는 기능성을 나타내도록 구성될 수도 있다.

이와 같이 예시된 장치들(10 및 20) 중의 임의의 하나뿐만 아니라, 그 구조적 관계 및/또는 시스템-관련 상호 관계도 도 4 및 도 7 내지 도 9 중의 임의의 하나에서 도시된 바와 같이 구성될 수도 있다. 장치들(10 및 20)의 조합은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 논리적 게이트웨이 엔티티를 구성할 수도 있다.

도 10에서 표시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 장치들(10/20)의 각각은 프로세서(11/21), 메모리(12/22) 및 인터페이스(13/23)를 포함하고, 이들은 버스(14/24) 등에 의해 접속되고, 장치들은 각각 링크(30)를 통해 접속될 수도 있다.

프로세서(11/21) 및/또는 인터페이스(13/23)는 또한 (하드와이어 또는 무선) 링크를 통한 통신을 각각 용이하게 하기 위한 라인 인터페이스 등을 포함할 수도 있다. 인터페이스(13/23)는 각각 링크된 또는 접속된 디바이스(들)과의 (하드와이어 또는 무선) 통신들을 위한 적당한 트랜시버 통신 수단을 포함할 수도 있다. 인터페이스(13/23)는 일반적으로 적어도 하나의 다른 장치, 즉, 그 인터페이스와 통신하도록 구성된다.

메모리(12/22)는, 각각의 프로세서에 의해 실행될 때, 각각의 전자 디바이스 또는 장치가 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 동작하는 것을 가능하게 하는 프로그램 명령들 또는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하도록 가정된 각각의 프로그램들을 저장할 수도 있다.

일반적인 측면에서, 각각의 디바이스들/장치들(및/또는 그 일부들)은 각각의 동작들을 수행하고 및/또는 각각의 기능성들을 나타내기 위한 수단을 나타낼 수도 있고, 및/또는 각각의 디바이스들(및/또는 그 일부들)은 각각의 동작들을 수행하고 및/또는 각각의 기능성들을 나타내기 위한 기능들을 가질 수도 있다.

추후의 설명에서, 프로세서(또는 일부의 다른 수단)가 일부의 기능을 수행하도록 구성되는 것으로 기재되어 있을 때, 이것은, (즉, 적어도 하나의) 프로세서 또는 대응하는 회로부가 잠재적으로 각각의 장치의 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램 코드와 협력하여, 장치로 하여금 적어도 이와 같이 언급된 기능을 수행하게 하도록 구성된다고 기재하는 설명과 동등한 것으로 해석되어야 한다. 또한, 이러한 기능은 각각의 기능을 수행하기 위한 특별히 구성된 회로부 또는 수단에 의해 동등하게 구현가능한 것으로 해석되어야 한다(즉, 표현 "[장치로 하여금] xxx 하는 것을 수행하게 하도록 구성된 프로세서"는 "xxx 하기 위한 수단"과 같은 표현과 동등한 것으로 해석된다).

그 가장 기본적인 형태에서, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 장치(10) 또는 그 프로세서(11)는 중앙집중화된 제어기 엔티티에서, 제 1 호스트-특정 터널을 통해 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과 링크되어 있는 호스트들에 대한 IP 어드레스들을 관리하는 것과, 호스트들에 대한 관리된 IP 어드레스들에 기반으로 하여 제 2 호스트-특정 터널을 통한 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터의 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 측면에서 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들을 제어하는 것을 수행하도록 구성된다.

따라서, 달리 말하자면, 장치(10)는 IP 어드레스들을 관리하기 위한 각각의 수단과, 하나 또는 그보다 더 많은 분산된 게이트웨이 엔티티들을 제어하기 위한 수단을 포함할 수도 있다.

위에서 개략적으로 설명된 바와 같이, 다양한 형태들에서, 장치(10)는, 분산된 게이트웨이 제어의 측면에서 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들을 제어하고, IP 계층 제어 메시지들을 수신하고, IP 어드레스 관리에서 IP 계층 제어 메시지들을 사용하고, 제 2 사용자-특정 터널을 구축하고, IP 어드레스를 설정하고, IP 어드레스 관리의 적용을 표시하는 파라미터를 시그널링하고, 컨텍스트 구축을 트리거링하고, 및/또는 호스트들에 대한 인터넷 접속성을 제공하기 위한 제 1-홉 라우터 기능을 제공하기 위한 각각의 기능성들 또는 수단 중의 하나 또는 그보다 더 많은 것을 포함할 수도 있다.

그 가장 기본적인 형태에서, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 장치(20) 또는 그 프로세서(21)는 제 1 호스트-특정 터널을 통해 링크되어 있는 호스트들에 대한 분산된 게이트웨이 기능을 제공하는 것, 제 2 호스트-특정 터널을 통해 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리의 제어를 얻는 것, 및 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리의 얻어진 제어에 기반으로 하여 제 1 호스트-특정 터널을 통해 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리를 감독하는 것을 수행하도록 구성된다.

따라서, 달리 말하자면, 장치(20)는 분산된 게이트웨이 기능을 제공하기 위한 각각의 수단, IP 어드레스 관리의 제어를 얻기 위한 수단, 및 호스트들에 대한 IP 어드레스 관리를 감독하기 위한 수단을 포함할 수도 있다.

위에서 개략적으로 설명된 바와 같이, 다양한 형태들에서, 장치(20)는, 분산된 게이트웨이 제어를 얻으며 얻어진 분산된 게이트웨이 제어에 기반으로 하여 호스트들의 트래픽을 제어하고, 호스트들의 트래픽을 검사하고, 트래픽으로부터 검사되는 검사된 IP 계층 제어 메시지들을 분리하며 분리된 IP 계층 제어 메시지들을 중앙집중화된 제어기로 중계하고, 제 1 호스트-특정 터널 및/또는 제 2 호스트-특정 터널을 구축하고, 중앙집중화된 제어기 엔티티에서 IP 어드레스 관리의 적용을 표시하는 파라미터를 수신하고, 컨텍스트 구축을 수행하고, 및/또는 호스트들의 트래픽을 라우팅하기 위한 사용자-평면 라우팅 기능을 제공하기 위한 각각의 기능성들 또는 수단 중의 하나 또는 그보다 더 많은 것을 포함할 수도 있다.

개별적인 장치들의 동작성/기능성에 관한 추가의 세부사항들에 대해서는, 각각 도 4 내지 도 9 중의 임의의 하나와 관련된 상기 설명에 대해 참조가 행해진다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 프로세서(11/21), 메모리(12/22) 및 인터페이스(13/23)는 개별적인 모듈들, 칩들, 칩셋들, 회로부들 등으로서 구현될 수도 있거나, 이들 중의 하나 또는 그보다 더 많은 것은 공통의 모듈, 칩, 칩셋, 회로부 등으로서 각각 구현될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 시스템은, 위에서 설명된 바와 같이 협력하도록 구성되는 이와 같이 도시된 디바이스들/장치들 및 다른 네트워크 엘리먼트들의 임의의 상상가능한 조합을 포함할 수도 있다.

일반적으로, 임의의 알려진 수단이 각각의 부분들의 설명된 기능들을 수행하도록 구비되기만 할 경우, 상기 설명된 양상들에 따른 각각의 기능적 블록들 또는 엘리먼트들은 각각, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 어느 하나로, 임의의 알려진 수단에 의해 구현될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 언급된 방법 단계들은 개별적인 기능적 블록들로 또는 개별적인 디바이스들에 의해 실현될 수 있거나, 방법 단계들 중의 하나 또는 그보다 더 많은 것은 단일 기능적 블록으로 또는 단일 디바이스에 의해 실현될 수 있다.

일반적으로, 임의의 방법 단계는 본 발명의 사상을 변화시키지 않으면서 소프트웨어로서 또는 하드웨어에 의해 구현되기에 적당하다. 방법 단계들에 의해 정의된 기능성이 보존되는 한, 이러한 소프트웨어는 소프트웨어 코드 독집적일 수도 있고, 예를 들어, 자바(Java), C++, C, 및 어셈블러(Assembler)와 같은 임의의 알려진 또는 미래에 개발되는 프로그래밍 언어를 이용하여 특정될 수 있다. 이러한 하드웨어는 하드웨어 타입 독립적일 수도 있고,

그런 하드웨어는 하드웨어 타입에 무관할 수 있고 예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit; 응용 특정 집적 회로) 컴포넌트들, FPGA(Field-programmable Gate Arrays; 필드-프로그래밍가능한 게이트 어레이들) 컴포넌트들, CPLD(Complex Programmable Logic Device; 복합 프로그래밍가능한 로직 디바이스) 컴포넌트들 또는 DSP(Digital Signal Processor; 디지털 신호 프로세서) 컴포넌트들을 이용하는 MOS(Metal Oxide Semiconductor; 금속 산화물 반도체), CMOS(Complementary MOS; 상보형 MOS), BiMOS(Bipolar MOS; 바이폴라 MOS), BiCMOS(Bipolar CMOS; 바이폴라 CMOS), ECL(Emitter Coupled Logic; 에미터 결합 로직), TTL(Transistor-Transistor Logic; 트랜지스터-트랜지스터 로직), 등과 같은, 임의의 알려진 또는 미래에 개발되는 하드웨어 기술 또는 이들의 임의의 하이브리드들을 이용하여 구현될 수 있다. 디바이스/장치는 반도체 칩, 칩셋, 또는 이러한 칩 또는 칩셋을 포함하는 (하드웨어) 모듈에 의해 표현될 수도 있지만; 이것은, 디바이스/장치의 기능성 또는 모듈이 하드웨어 구현되는 대신에, 프로세서 상에서 실행하기 위한/실행되기 위한 실행가능한 소프트웨어 코드 부분들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 물건과 같은 (소프트웨어) 모듈에서 소프트웨어로서 구현될 수도 있다는 가능성을 배제하지 않는다. 디바이스는, 기능적으로 서로 협력적이든지, 또는 기능적으로 서로 독립적이든지, 그러나 예를 들어, 동일한 디바이스 하우징에서, 디바이스/장치로서 또는 하나를 초과하는 디바이스/장치의 어셈블리로서 간주될 수도 있다.

장치들 및/또는 수단 또는 그 일부분들은 개별적인 디바이스들로서 구현될 수 있지만, 디바이스의 기능성이 보존되는 한, 이것은 시스템의 전반에 걸쳐 분산된 방식으로 구현될 수도 있다는 것을 배제하지 않는다. 이러한 그리고 유사한 원리들은 당업자에게 알려진 것으로서 간주되어야 한다.

본 설명의 의미에서의 소프트웨어는, 잠재적으로 그 프로세싱 동안에, 각각의 데이터 구조 또는 코드 수단/부분들을 저장한 컴퓨터-판독가능한 (저장) 매체와 같은 실재적인 매체(tangible medium) 상에 구체화되거나 신호 또는 칩에서 구체화된 소프트웨어(또는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 물건)뿐만 아니라, 각각의 기능들을 수행하기 위한 코드 수단 또는 부분들 또는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 물건을 포함하는 이와 같은 소프트웨어 코드를 포함한다.

본 발명은 또한, 방법론 및 구조적 배치의 상기 설명된 개념들이 적용가능한 한, 상기 설명된 방법 단계들 및 동작들의 임의의 상상가능한 조합과, 상기 설명된 노드들, 장치들, 모듈들 또는 엘리먼트들의 임의의 상상가능한 조합을 포괄한다.

상기한 바를 고려하면, 분산된 게이트웨이들을 위한 중앙집중화된 IP 어드레스 관리를 위한 방안들이 제공된다. 이러한 방안들은 예시적으로, 중앙집중화된 제어기 엔티티에서 제 1 호스트-특정 터널을 통해 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과 링크되어 있는 호스트들에 대한 IP 어드레스들의 관리와, 호스트들에 대한 관리된 인터넷 프로토콜 어드레스들에 기반으로 하여 제 2 호스트-특정 터널을 통한 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터의 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 측면에서의 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들의 제어를 포함한다. 따라서, 제어-평면 및 사용자-평면 기능들은 중앙집중화된 제어기 엔티티와 복수의 분산된 게이트웨이 엔티티들과의 사이에서 분리될 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 방안들은, 예를 들어, 임의의 관련된 IEEE/IETF 표준에 따른 예를 들어, 고정식 통신 시스템들, 및/또는 3GPP 및/또는 3GPP2 등의 임의의 관련된 표준들, 예를 들어, UMTS 표준들 및/또는 HSPA 표준들 및/또는 LTE 표준들(LTE-어드밴스드(advanced) 및 그 진화된 것들을 포함) 및/또는 WCDMA 표준들에 따른 이동 통신 시스템들에 대한 것과 같은 임의의 종류의 네트워크 환경에 대해 적용될 수도 있다.

발명이 첨부한 도면들에 따른 예들을 참조하여 위에서 설명되어 있지만, 발명은 그것으로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 본원에서 개시된 바와 같은 발명의 사상의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다수의 방법들로 수정될 수 있다는 것이 당해 분야의 당업자들에게 명백하다.

두음문자들 및 약어들의 리스트

3GPP : 3세대 파트너쉽 프로그램(Third Generation Partnership Program)

AAA : 인증 허가 및 과금(Authentication Authorization and Accounting)

BRAS : 브로드밴드 원격 액세스 서버(Broadband Remote Access Server)

BGP : 경계 게이트웨이 프로토콜(Border Gateway Protocol)

BS : 기지국(Base Station)

CDN : 컨텐츠 전달 네트워크(Content Delivery Network)

CP : 제어 평면(Control Plane)

DHCP : 동적 호스트 구성 프로토콜(Dynamic Host Configuration Protocol)

eNB : 진화된 노드 B(E-UTRAN 기지국)[evolved Node B]

EPC : (EPS에서의) 진화된 패킷 코어(Evolved Packet Core)

EPS : 진화된 패킷 시스템(즉, LTE RAN 및 EPC)[Evolved Packet system]

GGSN : GPRS 지원 노드(GPRS Support Node)

GPRS : 일반 패킷 무선 서비스(General Packet Radio Service)

GTP : GPRS 터널링 프로토콜(GPRS Tunneling Protocol)

GW : 게이트웨이(Gateway)

IEEE : 전기전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineer)

IETF : 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(Internet Engineering Task Force)

IMSI : 국제 이동 가입자 식별번호(International Mobile Subscriber Identity)

IP : 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)

LTE : 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution)

MME : 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity)

NAS : 비액세스 계층(즉, MME와 UE와의 사이의 시그널링)[Non Access Stratum]

OF : 개방흐름(OpenFlow)

OSPF : 최단 경로 우선 개방(Open Shortest Path First)

PDN : 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network)

PGW : PDN GW

RAN : 무선 액세스 네트워크(Radio Accesss Network)

SGW : 서빙 GW(Serving GW)

UE : 사용자 장비(User Equipment)

UP : 사용자 평면(User Plane)

UMTS : 범용 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunication System)

UTRAN : 범용 지상 무선 액세스 네트워크(Universal Terrestrial Radio Access Network)

WCDMA : 와이드밴드 코드 분할 다중 액세스(Wideband Code Division Multiple Access)

Claims (34)

1. 중앙집중화된 제어기 엔티티(entity)에서의 방법으로서,
   사용자 평면 기능들을 관리하는 분산된 게이트웨이 엔티티를 대신하여 제어 평면 기능들을 관리하고, 상기 분산된 게이트웨이 엔티티와 링크되는 호스트(host)에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스들을 관리하는 단계를 포함하고, 상기 관리하는 단계는,
   상기 분산된 게이트웨이 엔티티와 링크되는 상기 호스트의 트래픽으로부터의 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을, 상기 분산된 게이트웨이 엔티티로부터 수신하는 단계, 및
   상기 호스트에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스를 할당하기 위해, 상기 수신된 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을 활용하는 단계를 포함하는,
   중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   제어 인터페이스를 통해 상기 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터의 분산된 게이트웨이 제어의 측면에서 상기 분산된 게이트웨이 엔티티를 제어하는 단계를 더 포함하는,
   중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   호스트-특정 터널을 통해 상기 분산된 게이트웨이 엔티티로부터 상기 호스트의 트래픽으로부터의 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을 수신하는 단계를 더 포함하는,
   중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   제어 인터페이스를 통한 세션(session) 구축의 컨텍스트(context)에서 상기 분산된 게이트웨이 엔티티로의 상기 호스트-특정 터널을 구축하는 단계,
   상기 호스트-특정 터널을 구축하기 위한 상기 중앙집중화된 제어기 엔티티의 인터넷 프로토콜 어드레스를 설정하는 단계,
   상기 중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 적용을 표시하는 파라미터를 상기 분산된 게이트웨이 엔티티로 시그널링하는 단계, 및
   상기 분산된 게이트웨이 엔티티에서 컨텍스트 구축을 트리거링하는 단계
   를 더 포함하는,
   중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 호스트에 대한 인터넷 접속성을 제공하기 위한 제 1 홉 라우터 기능을 제공하는 단계를 더 포함하는,
   중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 방법.
6. 제 3 항에 있어서,
   동적 호스트 구성 엔티티 및 인증, 허가 및 과금 엔티티 중의 적어도 하나와 연동하는 단계,
   이동성 관리 엔티티와 연동하는 단계, 및
   상기 호스트-특정 터널이 GPRS 터널링 프로토콜에 따라 동작가능한 것
   중 적어도 하나를 더 포함하는,
   중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 중앙집중화된 제어기 엔티티는, 서빙 및 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이 엔티티 중 적어도 하나 그리고 이동성 관리 엔티티를 접속하는 엔티티에서 또는 상기 엔티티에 의해 동작가능하거나, 또는
   상기 중앙집중화된 제어기는 이동성 관리 엔티티에서 또는 상기 이동성 관리 엔티티에 의해 동작가능하거나, 또는
   상기 중앙집중화된 제어기는 개방흐름 제어 엔티티 또는 개방흐름 제어 엔티티를 포함하는 엔티티에서 또는 상기 엔티티에 의해 동작가능한,
   중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 방법.
8. 분산된 게이트웨이 엔티티에 의해 구현되는 방법으로서,
   상기 분산된 게이트웨이 엔티티와 링크되는 호스트에 대한 사용자 평면 기능들을 관리하는 단계,
   상기 분산된 게이트웨이 엔티티를 대신하여 제어 평면 기능들을 관리하는 중앙집중화된 제어기 엔티티에, 상기 분산된 게이트웨이 엔티티와 링크되는 상기 호스트의 트래픽으로부터의 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을 전송하는 단계, 및
   상기 호스트에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스들을 할당하기 위해 상기 수신된 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을 활용하는 상기 중앙집중화된 제어기 엔티티를 감독하는 단계
   를 포함하는,
   분산된 게이트웨이 엔티티에 의해 구현되는 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   제어 인터페이스를 통해 상기 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터 분산된 게이트웨이 제어를 얻는 단계, 및
   얻어진 분산된 게이트웨이 제어에 기초하여 제 1 호스트-특정 터널을 통해 상기 호스트의 트래픽을 제어하는 단계
   를 더 포함하는,
   분산된 게이트웨이 엔티티에 의해 구현되는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 호스트-특정 터널 상에서의 상기 호스트의 트래픽을 검사하는 단계, 및
    상기 호스트의 트래픽으로부터 검사되는 검사된 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을 분리하고, 제 2 호스트-특정 터널을 통해 상기 분리된 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을 상기 중앙집중화된 제어기 엔티티로 중계하는 단계
    를 더 포함하는,
    분산된 게이트웨이 엔티티에 의해 구현되는 방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    세션 구축의 컨텍스트에서 상기 분산된 게이트웨이 엔티티 및 상기 호스트 사이에서 상기 제 1 호스트-특정 터널을 구축하는 단계,
    세션 구축의 컨텍스트에서 상기 분산된 게이트웨이 엔티티 및 상기 중앙집중화된 제어기 엔티티 사이에서 제 2 호스트-특정 터널을 구축하는 단계,
    상기 중앙집중화된 제어기 엔티티로부터 상기 중앙집중화된 제어기 엔티티에서의 인터넷 프로토콜 어드레스 관리의 적용을 표시하는 파라미터를 수신하는 단계, 및
    상기 중앙집중화된 제어기 엔티티에 의해 트리거링 시에 컨텍스트 구축을 수행하는 단계
    중 적어도 하나를 더 포함하는,
    분산된 게이트웨이 엔티티에 의해 구현되는 방법.
12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 호스트의 트래픽을 라우팅하기 위한 사용자-평면 라우팅 기능을 제공하는 단계를 더 포함하는,
    분산된 게이트웨이 엔티티에 의해 구현되는 방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 호스트-특정 터널들은 GPRS 터널링 프로토콜에 따라 동작가능한,
    분산된 게이트웨이 엔티티에 의해 구현되는 방법.
14. 사용자 평면 기능들을 관리하는 분산된 게이트웨이 엔티티를 대신하여 제어 평면 기능들을 관리하고, 상기 분산된 게이트웨이 엔티티와 링크되는 호스트에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스들을 관리하는 중앙집중화된 제어기 엔티티로서,
    상기 분산된 게이트웨이 엔티티와 통신하도록 구성된 인터페이스,
    컴퓨터 프로그램 코드를 저장하도록 구성된 메모리, 및
    상기 중앙집중화된 제어기 엔티티로 하여금:
    상기 분산된 게이트웨이 엔티티와 링크되는 상기 호스트의 트래픽으로부터의 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을, 상기 분산된 게이트웨이 엔티티로부터 수신하는 것, 및
    상기 호스트에 대한 인터넷 프로토콜 어드레스를 할당하기 위해, 상기 수신된 인터넷 프로토콜 계층 제어 메시지들을 활용하는 것
    을 수행하게 하도록 구성된 프로세서를 포함하는,
    중앙집중화된 제어기 엔티티.
15. 컴퓨터-실행가능한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 컴퓨터-실행가능한 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금 제 1 항, 제 2 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는,
    컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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