KR101861654B1 - 서비스 기능 체인을 운용하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 네트워크 기능 가상화를 적용한 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하는 방법에 대한 것으로, 상기 서비스 기능 체인의 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제하기 위한 HA 대상을 설정하는 A 단계; 상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정하는 B 단계; 및 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 HA 대상을 상기 HA 레벨에 따라 복제하고, 복제된 서비스 기능 체인을 생성하는 C 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

서비스 기능 체인을 운용하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 {METHOD, APPARATUS AND COMPUTER PROGRAM FOR ERVICE FUNCTION CHAINNING}
본 발명은 네트워크 기능 가상화(NFV, Network Function Virtualization)에서 서비스 기능 체인 (SFC, Service Function Chain)을 운용하는 방법에 대한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 NFV 플랫폼에서 서비스 기능 체인에 대한 고가용성 (HA, High Availability)을 구현하는 방법에 대한 것이다.
최근 네트워크 기능 가상화 기술은 하드웨어 위주였던 네트워크 아키텍처 전반에 새로운 변화를 일으키고 있다. 네트워크 기능 가상화, 즉 NFV는 네트워크의 구성 요소인 하드웨어와 소프트웨어를 분리하고, 물리적인 네트워크 설비의 기능을 가상화하여 VM(Virtual Machine) 서버, 범용 프로세서를 탑재한 하드웨어, 클라우딩 컴퓨터에서 실행하는 개념이다.
이에 따르면 라우터, 로드 밸런서, 방화벽, 침입 방지, 가상 사설망 등 다양한 네트워크 장비들을 일반 서버에서 소프트웨어로 구현할 수 있어 네트워크 구성의 벤더 의존성에서 벗어날 수 있다. 값비싼 전용 장비를 범용 하드웨어와 전용 소프트웨어로 대체할 수 있기 때문이다. 나아가 장비 운영 비용 절감은 물론 트래픽 변화 등에 신속하게 대처할 수 있는 장점이 있다.
한편 소프트웨어 정의 네트워킹, 즉 SDN (Software Defined Networking) 기술은 복잡한 컨트롤 플레인(control plane)의 기능을 데이터 플레인(data plane)과 분리하는 것이 특징이다. 이에 따르면 컨트롤 플레인의 복잡한 기능을 소프트웨어로 처리하고, 데이터 플레인은 네트워크 패킷의 전달, 무시, 변경 등 컨트롤 플레인이 지시하는 단순한 기능만을 수행할 수 있다. 이런 변화로, 복잡한 하드웨어의 제약 없이 소프트웨어로 새로운 네트워크 기능을 개발할 수 있으며, 동시에 이전 네트워크 구조에서 불가능했던 다양한 시도를 할 수 있게 되었다.
상기 NFV와 SDN은 별개의 기술이지만 상호 보완적으로 작용할 수 있다. NFV에 의해 소프트웨어로 구현된 각종 네트워크 기능을 SDN을 이용하여 효율적으로 제어할 수 있기 때문이다.
본 발명은 NFV 플랫폼에서 서비스 기능 체인의 고가용성을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예를 따르는 네트워크 기능 가상화를 적용한 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하는 방법은, 상기 서비스 기능 체인의 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제하기 위한 HA 대상을 설정하는 A 단계; 상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정하는 B 단계; 및 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 HA 대상을 상기 HA 레벨에 따라 복제하고, 복제된 서비스 기능 체인을 생성하는 C 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 실시예를 따르는, 네트워크 기능 가상화를 적용한 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하는 장치는, 네트워크 기능 가상화 장치와 통신하는 통신부; 및 상기 서비스 기능 체인의 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제하기 위한 HA 대상을 설정하고, 상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정하고, 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 HA 대상을 상기 HA 레벨에 따라 복제하고, 복제된 서비스 기능 체인을 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가 본 발명의 실시예를 따는 네트워크 기능 가상화를 적용한 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하기 위하여 서버에 설치된 컴퓨터 판독가능한 컴퓨터 프로그램은, 상기 서비스 기능 체인의 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제하기 위한 HA 대상을 설정하는 A 기능; 상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정하는 B 기능; 및 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 HA 대상을 상기 HA 레벨에 따라 복제하고, 복제된 서비스 기능 체인을 생성하는 C 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, NFV 플랫폼에서 서비스 기능 체인의 고가용성을 탄력적으로 설계할 수 있어, 가상 네트워크의 탄력성과 안정성을 동시에 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술을 따르는 NFV의 HA를 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 실시예를 따르는 NFV에서 HA를 제공하는 프레임워크의 구성을 설명하기 위한 블록도
도 3은 본 발명의 실시예를 따라 NFV에서 HA 구현하는 방법을 설명하기 위한 순서도
도 4는 본 발명의 제 1 실시예를 따라 NFV 박스 단위의 HA를 제공하는 예시를 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 따라 서비스 기능 체인 단위의 HA를 제공하는 예시를 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 따라 가상 네트워크 기능 단위의 HA를 제공하는 예시를 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 제 4 실시예를 따라 서비스 기능 체인의 HA를 탄력적으로 설계하는 예시를 설명하기 위한 도면
본 발명은 이하에 기재되는 실시예들의 설명 내용에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가해질 수 있음은 자명하다. 그리고 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 널리 알려져 있고 본 발명의 기술적 요지와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
본 명세서에서 레가시라는 개념은 네트워크 가상화 기술이 적용되지 않고, 하드웨어 장비에 결합되어 네트워킹을 제공하는 기술을 의미하는 것으로 넓게 해석될 수 있다.
예를 들어 레가시 스위치는 하드웨어에 스위칭 기능에 일체로 형성되어 중앙의 제어를 받지 않고 자체적으로 패킷의 경로를 설정하고 송수신하며, 레가시 네트워크는 레가시 네트워크 장비로 구성된 네트워크로, 네트워크의 관리 및 제어가 각 노드에 분산되어 처리되는 네트워크를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 첨부된 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 부호로 표현된다. 그리고 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수도 있다. 이는 본 발명의 요지와 관련이 없는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 명확히 설명하기 위함이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
예를 들어 NFV 장치를 하나의 물리적인 서버로 구현하는 경우, 도 1의 예시에서 NFV 장치 (100)는 가상 네트워크 기능을 제공하는 적어도 하나 이상의 가상 머신 (144, 145, 146) 및 소프트웨어 스위치 (142), 다른 서버와의 물리적인 네트워크를 연결하는 포트 (112, 113)을 포함할 수 있다.
소프트웨어 스위치(142)는 설치된 서버 상에서 구동되는 가상 네트워크 장비들과 외부의 물리적인 네트워크를 연결하는 가상 네트워크 허브 (Virtual Network Hub) 역할을 수행할 수 있다. 가상 머신(144, 145, 146)은 로드 밸런싱, 가상 사설망, 방화벽, 침입 방지 기능 등 종래의 하드웨어 기반의 네트워크 장비가 제공하던 기능을 수행할 수 있다.
개념적으로 NFV 장치는 네트워크를 통과하는 트래픽에 하나 이상의 가상 네트워크 기능 (VNF, Virtual Network Function, 144, 145, 146) 이 적용되도록 하여 서비스 체인을 제공할 수 있다. 도 1의 예에서 NFV 장치를 통과하는 트래픽은 인풋 포트 (112)를 통해 수신되어 가상 스위치 (142)를 통과하면서 복수의 가상 머신 (144, 145, 146)이 제공하는 서비스 기능 체인을 통과해 아웃풋 포트 (113)을 통해 포워딩될 수 있다.
한편, 가상화 기술이 적용된 네트워크의 경우, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 장애로 인한 리스크는 레가시 네트워크에 비해 매우 크다. 레가시 네트워크 인프라 스트럭처에서는 특정 위치에 장애가 발생한다 하더라도 전체 네트워크에 미치는 영향이 한정되어 있다. 장애의 물리적인 위치를 특정할 수 있기 때문에 장애가 발생한 네트워크 장비 한대만 해결하면 네트워크의 안정성을 담보할 수 있기 때문이다.
그러나 가상 네트워크 환경에서는 물리적인 서버 한대에 여러 개의 가상 머신을 구현할 수 있으므로 서버의 하드웨어, 소프트웨어, 운영 체제의 문제 등으로 장애가 발생하면 그 여파는 매우 크게 확산될 수 있다. 따라서 가상화 네트워크는 고가용성, 즉 HA를 필수적으로 동반하여 설계되는 것이 적절하다.
그러나 현재 NFV 및/또는 SFC은 안정적인 서비스 구축을 위해 세부적인 사양들을 개발하고 기술 이슈를 해결하는 단계로, 고가용성 보장 및 서비스 지속을 위한 프레임워크는 확립되어 있지 않은 상황이다. 특히 NFV의 고가용성은 통신 네트워크에 필수적인 안정성과 NFV의 특징이라고 할 수 있는 탄력성을 동시에 고려하여 설계되어야 할 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예를 따르면, NFV 플랫폼 수준에서 SFC의 HA를 설계할 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 실시예를 따르면, 고가용성 보장을 위해 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 NFV 장치에 복제하기 위한 대상을 NFV 장치, 서비스 기능 체인 및/또는 특정 가상 네트워크 기능 단위로 설정할 수 있다.
나아가 본 발명의 실시예를 따르면 인스턴스의 복제 개수, 인스턴스를 위치시킬 NFV 장치, HA 모드 및 모드 변경 조건 등을 사용자의 설정 및/또는 자원의 상황 등을 고려하여 유연하게 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 HA를 제공하는 서비스 기능 체이닝은 첨부된 도면을 참고하여 후술된다.
도 2는 본 발명의 실시예를 따르는 NFV에서 HA를 제공하는 프레임워크의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 실시예를 따르는 NFV 프레임워크는 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 NFV의 관리를 위한 관리부 (MANO, management and orchestration, 240) 및 NFV의 기능적인 측면을 담당하는 인프라부를 포함할 수 있다.
관리부 (240)는 그래픽 유저 인터페이스 (215), VNF를 관리하는 VNF 매니저 (220), 많은 NFV를 운영자가 서비스 수준에서 제어하는 서비스 오케스트레이터 (230), 가상화 자원 관리부 (235)를 포함할 수 있다.
특히 본 발명의 실시예를 따르는 관리부 (240)는 서비스 기능 체인의 고가용성을 제공하기 위한 HA 관리부 (240)를 더 포함할 수 있다.
상기 HA 관리부 (240)는 그래픽 유저 인터페이스 (215), VNF 매니저 (220), NFV 오케스트레이터 (230), 가상화 자원 관리부 (235)와 연동하여 서비스 기능 체인의 고가용성을 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 HA 관리부는, 오케스트레이터 (230)에서 임의의 서비스 기능 체인이 작성되면, 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 복제할 다른 네트워크 기능 가상화 장치를 결정하여 클러스터링할 수 있다.
나아가 상기 HA 관리부는, 클러스터 장치에 복제할 HA 대상, 각 클러스터 장치의 상태 및 상태 변경 조건, 나아가 상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정할 수 있다.
특히 본 발명의 실시예를 따르면 상기 HA 관리부는, 상기 HA 대상, HA 레벨, 인스턴스를 복제할 장치, 장치들의 클러스터링, 및/또는 인스턴스 상태의 변경 조건 등을 GUI (215)를 통해 사용자가 지정하는 매뉴얼 방식으로 설정하거나, 자원 상황 등을 고려하여 자동으로 계산할 수도 있다.
HA 관리부 (240)의 HA 설정 정보는 VFN 매니저(220), 오케스트레이터 (230) 및 가상 자원 관리부(235)에 전달되며, 상기 모듈들은 통합적으로 인프라부 (260, 280)를 제어하여 HA를 제공하는 서비스 기능 체인을 구성하게 할 것이다. 도 2의 예에서 HA 관리부 (240)는 제 1 NFV 장치 (260) 및 제 2 NFV 장치 (280)를 하나의 클러스터 (250)로 구성하여 HA를 제공하고 있다.
한편, 본 발명의 실시예를 따르는 인프라부 (260, 280)는 클러스터 NFV 장치, 서비스 기능 체인 및/또는 가상 네트워크 기능의 상태를 변경하는 체크포인트 조건에 따라 동작하는 HA 트래픽 분배기 (297)를 더 구비할 수 있다.
예를 들어, HA 관리부(240)가 클러스터 NFV 장치 (260, 280)의 상태를 각각 엑티브/스탠바이로 설계한 경우, HA 트래픽 분배기 (297)는 FO (Fail Over) 방식으로 동작할 수 있다.
이때, 제 1 NFV 장치 (260)에 장애가 발생하면 트래픽 분배기 (297)가 동작하고, 트래픽은 인터커넥트 노드 (298)를 통해 제 2 NFV 장치로 전달될 것이다. (스탠바이 / 엑티브 상태로 변경)
예를 들어 도 2에서 소프트웨어 스위치 (244) 는 NFV 장치의 네트워크 포트, VM의 가상 포트 상태 등을 미리 설정된 주기로 확인하고 포트 상태 정보를 관리부 (240)에 전송할 수 있다. 관리부 (240)는 포트 상태 정보로부터 비정상 상태를 발견하면 네트워크로 유입되는 모든 트래픽을 제 1 NFV (260)가 아닌 제 2 NFV (280)로 견인하도록 트래픽 분배기 (295)를 동작시킬 것이다.
도 2에서 필터 (295)는 HA와 무관하게 유입된 트래픽이 어떤 서비스 기능 체인을 이용할지 필터링하는 역할을 수행한다. 필터 (295) 및 트래픽 분배기 (298)는 가상 네트워크 기능으로 구현될 수 있지만, 소프트웨어 스위치 (244)가 오픈플로우 프로토콜을 지원하는 경우, 오픈플로우 스위치에서 플로우 테이블의 형태로 제공될 수 있다.
한편 HA 관리부(240)가 클러스터 NFV 장치 (260, 280)의 상태를 각각 엑티브/액티브로 설계한 경우, HA 트래픽 분배기 (297)는 로드밸런싱 방식으로 동작할 수 있다.
예를 들어 소프트웨어 스위치 (244)는 NFV 장치 (260, 280)의 트래픽 상태를 미리 설정된 주기로 모니터링하고 트래픽 상태 정보를 관리부 (240)에 전송할 수 있다. 관리부 (240)는 미리 설정된 범위 이상의 트래픽이 유입되면 초과 트래픽을 분할 (split)하여 다른 NFV 장치로 견인하도록 트래픽 분배기 (298)를 제어할 것이다.
이때 HA 관리부(240)가 HA 대상을 서비스 기능 체인 또는 특정 서비스 기능 체인의 일부를 이루는 VNF로 설정한 경우, 트래픽은 해당 NFV 내부에서 NFV 장치간의 인터커넥트 노드 (298)를 통해 다른 NFV 장치로 포워딩될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예를 따라 HA를 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3의 단계 310에서 관리부 (240)는 임의의 서비스 기능 체인에 고가용성 (HA, High Availability) 보장을 위해 인스턴스를 구현할 NFV 장치를 결정하고 해당 NFV 장치들을 클러스터링 할 수 있다.
특히 본 발명의 실시예를 따르면 이와 같은 HA 관련 설정은 GUI (215)를 통해 매뉴얼을 제공하고 사용자 입력을 수신해서 설정할 수 있지만, 관리부에서 자원 상황 등을 고려하여 계산할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예를 따르면, 관리부는 자원 운용의 효율성을 높이기 위하여, 특정 서비스 기능 체인을 직렬 연결된 NFV 장치에 분산하여 설계할 수 있다. 이 경우 관리부는 HA를 보장하고자 하는 가상 네트워크 기능의 위치를 고려하여 클러스터 그룹을 설정할 수 있다.
단계 320에서 관리부는 서비스 기능 체인에서 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제할 HA 대상, HA 운영 방식, 인스턴스 상태 변경 조건 등을 클러스터 단위로 설정할 수 있다.
예를 들어 관리부는 NFV 장치 단위, 서비스 체인 단위, 가상 네트워크 기능 단위로 HA 대상을 설정할 수 있다.
NFV 장치 단위로 HA 대상을 설정한 경우, 해당 NFV 장치에서 구현되는 모든 서비스 기능 체인이 클러스터 그룹의 다른 NFV 장치에 그대로 설치될 것이다.
서비스 기능 체인 단위로 HA 대상을 설정한 경우, 해당 서비스 기능 체인이 클러스터 그룹의 다른 NFV 장치에 설치되며, 가상 네트워크 기능 단위로 HA 대상을 설정한 경우 해당 서비스 체인에서 해당 가상 네트워크 기능 이후의 가상 네트워크 기능들이 클러스터 그룹의 다른 NFV 장치에 설치될 것이다.
HA 대상의 설정에 따른 HA 운용은 첨부된 도 4 내지 6을 참고하여 후술된다.
한편, 관리부는 HA 운영 방식, 즉 클러스터 그룹의 인스턴스의 상태를 액티브 - 스탠바이, 액티브 - 액티브 등으로 설정할 수 있다.
보다 구체적으로, 클러스터의 HA 모드를 액티브 - 스탠바이로 설정한 경우, 기본 서비스 기능 체인과 보조 서비스 기능 체인이 해당 NFV 장치에 모두 설치되나, 기본 서비스 기능 체인에 상태 변경 조건이 발생할 때까지 보조 서비스 기능 체인은 트래픽을 처리하지 않고 대기하게 될 것이다.
상태 변경 조건으로는 전력공급 중단, 디스크 오류 등 NFV 장치 하드웨어의 오류, NFV 장치에 탑재된 스위치, 하이퍼바이저 등 소프트웨어의 오류, 물리적, 논리적 네트워크 인터페이스의 오류 등 해당 서비스 기능 체인에 발생할 수 있는 다양한 장애를 고려할 수 있다.
또 다른 예로 관리부가 클러스터의 HA 모드를 액티브- 액티브로 설정한 경우, 기본 서비스 기능 체인과 보조 서비스 기능 체인 모두 액티브 상태에서 트래픽을 병렬로 처리할 수 있다. 다만 기본 서비스 기능 체인에서 상태 변경 조건이 발생하면 트래픽 유입량이 변경되며, 상태 변경 조건으로는 미리 설정된 범위 이상의 트래픽 발생, 기본 서비스 기능 체인의 리소스 부족 상태 등을 고려할 수 있다.
이후 관리부는 클러스터 그룹에 설치할 서비스 기능 체인을 HA 설정을 반영하여 작성하고 (단계 330) 상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 각 HA 대상마다 설정할 수 있다. (단계 340)
나아가 상기 HA 레벨은, 사용자가 인스턴스 개수의 최대, 최소 값만 지정하면 NFV 관리부에서 자원 상황 및/또는 사용자가 미리 설정한 지표 등을 고려하여 최적화된 값으로 계산할 수 있다. 이를 위해 사용자는 단계 340에서 HA 레벨의 최적화 계산에 적용할 조건, 명령, 우선순위 등 스케일 지표를 개별적으로 설정할 수도 있다.
이후 관리부는 NFV 장치에 트래픽 분배 기능을 연결한 서비스 기능 체인을 설치하고, HA 설정에 따라 클러스터 그룹의 NFV 장치에 인스턴스를 복제하여, 고가용성을 보장하는 서비스 기능 체인을 운용할 수 있다. (단계 350)
도 4 내지 7은 본 발명을 따르는 서비스 기능 체이닝의 보다 구체적인 예시를 설명하기 위한 도면이다. 보다 구체적으로, 도 4는 NFV 박스 단위, 도 5는 서비스 기능 체인 단위, 도 6은 가상 네트워크 기능 단위의 HA를 제공하는 예시에 대한 도면이다. 나아가 도 7은 서비스 기능 체인의 HA를 탄력적으로 설계하는 예시에 대한 도면이다. 이하 첨부된 도면을 참고하여 실시예를 설명한다.
도 4는 NFV 장치 단위의 고가용성을 제공하는 예시에 대한 것으로, NFV 장치의 이중화로 이해될 수 있다.
도 4의 예시에서, 제 1 NFV 장치 (420) 및 제 2 NFV 장치 (425)는 하나의 클러스터를 이루고 있어 어느 하나의 장치의 장애가 전체 서비스 단절로 이어지는 것을 방지하고 있다.
이를 위해 제 1 NFV 장치 (420)의 모든 서비스 체인, 즉 제 1 서비스 체인 (440) 및 제 2 서비스 체인 (450)은 제 2 NFV 장치 (425)에 설치되어 있다. 도 4에서 필터 (410)는 유입된 트래픽에 어떤 서비스 체인을 제공할지 필터링하는 역할을 수행한다.
특히 HA 방식을 액티브- 스탠바이로 지정한 경우, 제 1 NFV 장치 (420)를 액티브, 제 2 NFV 장치 (425)가 스탠바이 일 때, 제 1 NFV 장치 (430)에 장애가 발생하면, 모든 트래픽이 제 2 NFV 장치 (425)로 넘어가면서 액티브 - 스탠바이 상태가 변경된다.
도 5는 서비스 기능 체인 단위의 고가용성을 제공하는 예시에 대한 것이다.
도 5의 예시에서 제 1 NFV 장치 (530) 및 제 2 NFV 장치 (540)는 제 1 클러스터 (510)을 이루고, 제 2 NFV 장치 (540) 및 제 3 NFV 장치 (550)은 제 2 클러스터 (520)를 이루는 경우이다.
특히 도 5의 예에서 하나의 클러스터에 속하는 NFV 장치에서 구현되는 서비스 체인은 도 4와 달리 동일하지 않음을 알 수 있다.
도 5의 예에서 제 1 클러스터 (510)는 제 1 서비스 체인 (560)의 HA를 제 1 NFV (530) 및 제 2 NFV (540)를 통해 2개의 인스턴스로 제공하기 위한 그룹이며, 제 2 클러스터 (520)는 제 3 서비스 체인의 HA를 제 2 NFV (540) 및 제 3 NFV (550)를 통해 2개의 인스턴스로 제공하기 위한 그룹이다.
도 5의 예에서 제 1 서비스 체인(560)의 HA 레벨은 1, 제 2 서비스 체인 (570)의 HA 레벨은 0, 제 3 서비스 체인(580)의 HA 레벨은 1, 제 4 서비스 체인 (590)의 HA 레벨은 0 으로, 각 서비스 체인은 해당 HA 레벨만큼의 인스턴스가 다른 NFV 장치에 복제되어 있다.
한편 제 1 클러스터의 HA 방식을 액티브- 스탠바이로 지정한 경우, 제 1 NFV 장치 (530)를 액티브, 제 2 NFV 장치 (540)가 스탠바이 일 때, HA 트래픽 분배기 (555)를 활용하여 제 1 서비스 체인에서 발생한 장애 등을 체크 포인트 조건으로 액티브 - 스탠바이 상태를 변경할 수 있다.
나아가 제 2 클러스터의 HA 방식을 액티브 - 액티브로 지정한 경우, 제 3 서비스 기능 체인 (570) 앞에 위치한 트래픽 분배기 (575)을 이용하여, 제 3 서비스 체인 (575)에 유입되는 트래픽을 제 2 NFV 장치 (540) 및 제 3 NFV 장치 (550)로 분할 (split)할 수 있다. 이때 트래픽 분배기 (575)는 로드 밸러싱 기능처럼 동작할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예를 따라 가상 네트워크 기능 단위의 고가용성을 제공하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 예시에서 서비스 기능 체인은 제 1 VNF (660) - 제 2 VNF (670) - 제 3 VNF (680) - 제 4 VNF (690) 순서로 설계되어 있으며, 상기 서비스 기능 체인의 고가용성을 위해서 제 1 NFV 장치 (630), 제 2 NFV 장치 (640), 제 3 NFV 장치 (650)이 하나의 클러스터 (610)를 이루는 경우이다.
도 6의 예에서 제 1 VNF (660)의 HA 레벨은 1, 제 2 VNF (670)의 HA 레벨은 2, 제 3 VNF (680)의 HA 레벨은 1, 제 4 VNF (690)의 HA 레벨은 0 으로, 각 서비스 체인은 해당 HA 레벨만큼의 인스턴스가 다른 NFV 장치에 복제되어 있다.
도 6과 같이 서비스 기능 체인의 가상 네트워크 기능 단위로 HA 대상을 지정한 경우, 클러스터 NFV 장치들은 서비스 기능 체인에서 해당 가상 네트워크 기능 이전의 가상 네트워크 기능들은 제외하고 서비스 기능 체인을 복사할 수 있다.
도 6의 예에서 제 3 NFV (650)는 제 2 VNF (670)에 대한 고가용성을 위해 설계되었기 때문에 제 2 VNF (670) 이전의 제 1 VNF (660)는 제외하고 서비스 기능 체인이 복사되어 있다.
나아가 도 6의 실시예를 따르면 HA 대상인 가상 네트워크 기능 앞에 트래픽 분배기가 위치할 수 있다.
도 6의 예에서 클러스터의 HA 방식을 액티브 - 액티브로 지정한 경우, 제 1 VNF (660) 앞에 위치한 트래픽 분배기 (655)를 이용하여 제 1 NFV (650)와 제 2 NFV (640) 으로 트래픽을 분할할 수 있으며, 제 2 VNF (670) 앞에 위치한 트래픽 분배기 (665)를 이용하여 제 1 NFV (650), 제 2 NFV (640), 제 3 NFV (650) 으로 트래픽을 분할할 수 있다.
나아가 제 3 VNF (680) 앞에 위치한 트래픽 분배기 (675)를 이용하여 제 1 NFV (650), 제 3 NFV (650) 으로 트래픽을 분할할 수 있다. 특히 도 6의 예시를 따르면 해당 서비스 기능 체인을 통과하는 중에 다른 장치로 트래픽이 분할되었다 할지라도 다른 장치에서 이후의 가상 네트워크 기능을 제공받을 수 있으므로 서비스의 단절이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따라 서비스 기능 체인의 HA를 탄력적으로 설계하는 예시를 설명하기 위한 도면이다. .
도 7의 예시에서 서비스 기능 체인은 제 1 VNF (770) - 제 2 VNF (780) - 제 3 VNF (790) - 제 4 VNF (795) 순서로 설계되어 있으며, 상기 서비스 기능 체인의 고가용성을 위해서 제 1 NFV 장치 (710), 제 2 NFV 장치 (720), 제 3 NFV 장치 (730), 제 4 NFV 장치 (740), 제 5 NFV 장치 (750), 제 6 NFV 장치 (760)가 이 하나의 클러스터를 이루는 경우이다.
도 7의 예에서 제 1 VNF (770)의 HA 레벨은 2, 제 2 VNF (780)의 HA 레벨은 1, 제 3 VNF (790)의 HA 레벨은 1, 제 4 VNF (795)의 HA 레벨은 0 으로, 각 서비스 체인은 해당 HA 레벨만큼의 인스턴스가 다른 NFV 장치에 복제되어 있다.
특히 도 7의 예에서 제 1 NFV 장치 (710) 및 제 2 NFV 장치 (720)는 직렬 연결되어 있으며, 각 장치의 직렬 연결 순서대로 가상 네트워크 기능을 구현하여 전체 서비스 기능 체인을 설계한 경우이다. 나아가 제 4 NFV 장치 (740)는 제 3 NFV 장치 (730)와 직렬 연결되어 클러스터 그룹에 속해 있을 뿐, 실질적인 HA를 위한 인스턴스는 구현되어 있지 않다.
도 7과 같이 서비스 기능 체인의 가상 네트워크 기능 단위로 HA 대상을 지정한 경우, 클러스터 NFV 장치들은 서비스 기능 체인에서 해당 가상 네트워크 기능 이전의 가상 네트워크 기능들은 제외하고 서비스 기능 체인을 복사할 수 있다.
도 7의 예에서 제 6 NFV (760)는 제 3 VNF (790)에 대한 고가용성을 위해 설계되었기 때문에 제 3 VNF (790) 이전의 제 1 VNF (770), 제 2 VNF (780)는 제외하고 서비스 기능 체인이 복사되어 있다.
나아가 도 7의 실시예를 따르면 HA 대상인 가상 네트워크 기능 앞에 트래픽 분배기가 위치될 수 있다.
도 7의 예에서 클러스터의 HA 방식을 액티브 - 액티브로 지정한 경우, 제 1 VNF (770) 앞에 위치한 트래픽 분배기 (765)를 이용하여 제 1 NFV (710), 제 3 NFV (730), 제 5 NFV (750)으로 트래픽을 분할할 수 있으며, 제 2 VNF (7800) 앞에 위치한 트래픽 분배기 (775)를 이용하여 제 1 NFV (710), 제 3 NFV (730) 으로 트래픽을 분할할 수 있다.
나아가 제 3 VNF (790) 앞에 위치한 트래픽 분배기 (785)를 이용하여 제 2 NFV (720), 제 6 NFV (760) 으로 트래픽을 분할할 수 있다. 특히 도 7의 예시를 따르면 해당 서비스 기능 체인을 통과하는 중에 다른 장치로 트래픽이 분할되었다 할지라도 다른 장치에서 이후의 가상 네트워크 기능을 제공받을 수 있으므로 서비스의 단절이 방지될 수 있다.
본 명세서와 도면에 게시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 게시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (8)

  1. 네트워크 기능 가상화를 적용한 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하는 방법에 있어서,
    상기 서비스 기능 체인의 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제하기 위한 HA 대상을 설정하는 A 단계;
    상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정하는 B 단계; 및
    상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 HA 대상을 상기 HA 레벨에 따라 복제하고, 복제된 서비스 기능 체인을 생성하는 C 단계를 포함하며,
    상기 C 단계는,
    상기 HA 대상을 특정 서비스 기능 체인의 특정 가상 네트워크 기능으로 지정한 경우, 상기 특정 서비스 기능 체인에서 상기 특정 가상 네트워크 기능 이전의 가상 네트워크 기능들은 제외한 인스턴스를 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복사하는 단계; 및
    상기 특정 가상 네트워크 기능 앞에 트래픽 분배 조건 확인 기능을 위치시켜 상기 특정 서비스 기능 체인 및 상기 인스턴스를 생성하고, 상기 트래픽 분배 조건에 따라 트래픽을 상기 특정 가상 네트워크 기능과 상기 인스턴스에 분할하여 유입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기능 체인 운용 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 A 단계 이전에, 상기 인스턴스를 복제할 적어도 하나 이상의 다른 네트워크 기능 가상화 장치를 결정하여 클러스터링하는 단계를 더 포함하고,
    상기 A 단계는, 상기 인스턴스의 상태 및/또는 상태 변경 조건을 지정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 A 단계는,
    상기 HA 대상을, 네트워크 기능 가상화 장치, 서비스 기능 체인, 또는 가상 네트워크 기능 중 적어도 하나 이상으로 설정하는 단계이며,
    상기 B 단계는,
    상기 인스턴스 개수의 최소값 및 최대값을 지정하는 단계; 및
    미리 설정된 지표를 고려하여, 상기 최소값 및 최대값 사이의 숫자 중 상기 인스턴스 개수를 확정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기능 체인 운용 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 C 단계는,
    상기 HA 대상을 특정 네트워크 기능 가상화 장치로 설정한 경우, 상기 특정 네트워크 기능 가상화 장치에서 구현할 서비스 기능 체인 전체를 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 인스턴스로 복제하는 단계; 및
    상기 특정 네트워크 기능 가상화 장치는 활성화, 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치는 비활성 상태로 지정한 경우, 상기 특정 네트워크 기능 가상화 장치의 장애를 조건으로, 상기 특정 네트워크 기능 가상화 장치를 비활성화하고, 상기 인스턴스를 활성화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기능 체인 운용 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 C 단계는,
    상기 HA 대상을 특정 네트워크 기능 가상화 장치의 특정 서비스 기능 체인으로 설정한 경우, 상기 특정 서비스 기능 체인을 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 인스턴스로 복제하는 단계;
    상기 특정 서비스 기능 체인은 활성화, 상기 인스턴스는 비활성화 상태로 지정한 경우, 상기 특정 네트워크 기능 가상화 장치 및 상기 특정 서비스 기능 체인 중 적어도 하나 이상의 장애를 조건으로, 상기 특정 서비스 기능 체인을 비활성화하고, 상기 인스턴스를 활성화하는 단계; 및
    상기 특정 서비스 기능 체인과 상기 인스턴스를 활성화 상태로 지정한 경우, 서비스 기능 체인 앞에 트래픽 분배 조건 확인 기능을 위치시켜 상기 특정 서비스 기능 체인 및 상기 인스턴스를 생성하고, 상기 트래픽 분배 조건에 따라 트래픽을 상기 특정 서비스 기능 체인과 상기 인스턴스에 분할하여 유입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기능 체인 운용 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 A 단계는, 상기 서비스 기능 체인의 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 직렬 연결된 복수의 가상 네트워크 장치에 설계하는 단계를 포함하고,
    상기 C 단계는, 상기 가상 네트워크 기능의 위치를 고려하여, 상기 인스턴스를 복제할 다른 네트워크 기능 가상화 장치를 적어도 하나 이상 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 서비스 기능 체인 운용 방법.
  7. 네트워크 기능 가상화를 적용한 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하는 장치에 있어서,
    네트워크 기능 가상화 장치와 통신하는 통신부; 및
    상기 서비스 기능 체인의 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제하기 위한 HA 대상을 설정하고, 상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정하고, 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 HA 대상을 상기 HA 레벨에 따라 복제하고, 복제된 서비스 기능 체인을 생성하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 HA 대상을 특정 서비스 기능 체인의 특정 가상 네트워크 기능으로 지정한 경우, 상기 특정 서비스 기능 체인에서 상기 특정 가상 네트워크 기능 이전의 가상 네트워크 기능들은 제외한 인스턴스를 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복사하고, 상기 특정 가상 네트워크 기능 앞에 트래픽 분배 조건 확인 기능을 위치시켜 상기 특정 서비스 기능 체인 및 상기 인스턴스를 생성하고, 상기 트래픽 분배 조건에 따라 트래픽을 상기 특정 가상 네트워크 기능과 상기 인스턴스에 분할하여 유입시키는 것을 특징으로 하는 서비스 기능 체인 운용 장치.
  8. 네트워크 기능 가상화를 적용한 적어도 하나 이상의 가상 네트워크 기능을 제공하는 서비스 기능 체인을 운용하기 위하여 서버에 설치된 컴퓨터 판독가능한 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 서비스 기능 체인의 고가용성(HA, High Availability) 보장을 위해 상기 서비스 기능 체인의 적어도 일부를 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복제하기 위한 HA 대상을 설정하는 A 기능;
    상기 HA 대상을 복제할 인스턴스 개수인 HA 레벨을 설정하는 B 기능; 및
    상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 상기 HA 대상을 상기 HA 레벨에 따라 복제하고, 복제된 서비스 기능 체인을 생성하는 C 기능을 수행하며,
    상기 C 기능은,
    상기 HA 대상을 특정 서비스 기능 체인의 특정 가상 네트워크 기능으로 지정한 경우, 상기 특정 서비스 기능 체인에서 상기 특정 가상 네트워크 기능 이전의 가상 네트워크 기능들은 제외한 인스턴스를 상기 다른 네트워크 기능 가상화 장치에 복사하는 기능;
    상기 특정 가상 네트워크 기능 앞에 트래픽 분배 조건 확인 기능을 위치시켜 상기 특정 서비스 기능 체인 및 상기 인스턴스를 생성하고, 상기 트래픽 분배 조건에 따라 트래픽을 상기 특정 가상 네트워크 기능과 상기 인스턴스에 분할하여 유입시키는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
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