KR101873110B1 - 애플리케이션의 경로 제어 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
애플리케이션의 경로 제어 장치 및 방법이 개시된다. 애플리케이션의 경로 제어 장치는 제어 계층(control layer)에 위치하는, 복수의 SDN(Software Defined Network) 컨트롤러와, 애플리케이션 계층(application layer)에 위치하고, 상기 SDN 컨트롤러에 의해 네트워크 디바이스에서 구현되는 애플리케이션을 유지하는 애플리케이션 유닛과, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이의 네트워크 상태를 모니터링하여, 상기 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로를 결정하는 NSAF(Network Situation Aware Framework)를 포함할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예는 SDN(Software Defined Network) 환경에서 네트워크 상황인지를 통해, 애플리케이션이 이동하는 네트워크 경로를 제어하는 기술에 관한 것이다.
기존 SDN(Software Defined Network) 환경은 애플리케이션 계층(application layer), 제어 계층(control layer) 및 인프라스트럭처 계층(infrastructure layer)로 구성되고, 제어 계층에 위치하는 SDN 컨트롤러가, 애플리케이션 계층과 인프라스트럭처 계층 사이의 네트워크 경로(또는, 트래픽)을 관리하는 구조로 형성되어 있다.
이때, 네트워크 경로를 통해, 이동되는 애플리케이션은 각각 요구하는 네트워크 품질 수준이 상이 함에 따라, 애플리케이션의 원활한 이동을 위하여, 애플리케이션에 적합한 최적의 네트워크 경로를 제공하는 기술이 필요하다.
본 발명의 실시예는 애플리케이션 계층과 제어 계층 사이에, 중개 계층(intermediation layer)을 구성하고, 상기 제어 계층에 위치하는 SDN 컨트롤러에 종속되지 않고, 독립적으로 상기 중개 계층에 위치하는 NSAF를 이용하여, 네트워크 경로 또는 트래픽을 용이하게 관리할 수 있으며, 다양한 SDN 컨트롤러와 연계될 수 있는 환경을 마련하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 상황인지(Situation Aware)를 통해, 제어 계층과 애플리케이션 계층 사이에, 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로가, 상기 애플리케이션에서 요구하는 네트워크 품질 수준을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 재구성하고, 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하는 제2 네트워크 경로를 결정하여, 상기 제1 네트워크 경로 대신에 제2 네트워크 경로로 대체 함으로써, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이의 네트워크 경로를 최적의 네트워크 경로로 유지하도록 지원하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치는 제어 계층(control layer)에 위치하는, 복수의 SDN(Software Defined Network) 컨트롤러와, 애플리케이션 계층(application layer)에 위치하고, 상기 SDN 컨트롤러에 의해 네트워크 디바이스에서 구현되는 애플리케이션을 유지하는 애플리케이션 유닛과, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이의 네트워크 상태를 모니터링하여, 상기 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로를 결정하는 NSAF(Network Situation Aware Framework)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 방법은 NSAF에서, 복수의 SDN 컨트롤러가 위치하는 제어 계층과, 애플리케이션 유닛이 위치하는 애플리케이션 계층 사이의 네트워크 상태를 모니터링하는 단계와, 상기 NSAF에서, 상기 애플리케이션 계층에 유지되는 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 애플리케이션은 상기 SDN 컨트롤러에 의해 네트워크 디바이스에서 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 애플리케이션 계층과 제어 계층 사이에, 중개 계층을 구성하고, 상기 제어 계층에 위치하는 SDN 컨트롤러에 종속되지 않고, 독립적으로 상기 중개 계층에 위치하는 NSAF를 이용하여, 네트워크 경로 또는 트래픽을 용이하게 관리할 수 있으며, 다양한 SDN 컨트롤러와 연계될 수 있는 환경을 마련할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상황인지(Situation Aware)를 통해, 제어 계층과 애플리케이션 계층 사이에, 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로가, 상기 애플리케이션에서 요구하는 네트워크 품질 수준을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 재구성하고, 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하는 제2 네트워크 경로를 결정하여, 상기 제1 네트워크 경로 대신에 제2 네트워크 경로로 대체 함으로써, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이의 네트워크 경로를 최적의 네트워크 경로로 유지하도록 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치에서의 네트워크 품질 수준에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF의 아키텍처의 동작흐름 및 상호작용을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 실시간 모니터링 및 상황 추론시 이용하는 모델의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 NSLA 위배 상황추론시 이용하는 온톨로지 모델의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 상황 추론을 위하여 정의하는 SWRL 룰에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 최적의 네트워크 경로를 도출하기 위한 알고리즘에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치에서의 네트워크 품질 수준에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF의 아키텍처의 동작흐름 및 상호작용을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 실시간 모니터링 및 상황 추론시 이용하는 모델의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 NSLA 위배 상황추론시 이용하는 온톨로지 모델의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 상황 추론을 위하여 정의하는 SWRL 룰에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 최적의 네트워크 경로를 도출하기 위한 알고리즘에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 애플리케이션의 경로 제어 장치(100)는 복수의 SDN(Software Defined Network) 컨트롤러(101), 애플리케이션 유닛(103) 및 NSAF(Network Situation Aware Framework)(105)를 포함할 수 있다. 또한, 애플리케이션의 경로 제어 장치(100)는 네트워크 디바이스(107)를 더 포함할 수 있다.
복수의 SDN 컨트롤러(101)는 제어 계층(control layer)에 위치한다.
애플리케이션 유닛(103)은 애플리케이션 계층(application layer)에 위치하고, SDN 컨트롤러에 의해 네트워크 디바이스(107)에서 구현되는 애플리케이션을 유지한다.
NSAF(105)는 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이의 네트워크 상태를 모니터링하여, 상기 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로를 결정한다. 이때, NSAF(105)는 상기 애플리케이션의 유형을 더 고려하여, 상기 제1 네트워크 경로를 결정할 수 있다. 상기 애플리케이션의 유형으로는 네트워크 디바이스에서 구동되는 OS에 따라 구분될 수 있고, 예컨대, NSAF(105)는 iOS 기반으로 작성된 애플리케이션일 경우, iOS 하에서 동작하는 OO 계열의 네트워크 디바이스가 연결되는 SDN 컨트롤러를 목적지로 하는 경로를, 상기 제1 네트워크 경로로 결정할 수 있다. 유사하게, NSAF(105)는 안드로이드 기반으로 작성된 애플리케이션일 경우, 안드로이드 하에서 동작하는 XX 계열의 네트워크 디바이스가 연결되는 SDN 컨트롤러를 목적지로 하는 다른 경로를, 상기 제1 네트워크 경로로 결정할 수도 있다.
또한, NSAF(105)는 상기 제어 계층과 구분되는 중개 계층(intermediation layer)에 위치하고, 상기 복수의 SDN 컨트롤러 각각과 통신하되, 상기 제1 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로, 애플리케이션 유닛(103)으로부터 애플리케이션을 전달할 수 있다. 여기서, 중개 계층은 애플리케이션 계층과 인프라스트럭처 계층 간에 중간 브로커의 역할을 수행할 수 있다.
상기 제1 네트워크 경로 결정시, NSAF(105)는 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 구성하고, 상기 구성된 네트워크 경로 각각에, AHP(Analytic Hierarchy Process) 계산법에 의한 점수(Score)를 계산하며, 상기 계산된 점수 중 가장 높은 네트워크 경로를, 상기 제1 네트워크 경로로 결정할 수 있다.
또한, NSAF(105)는 상황인지(Situation Aware)를 통해, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 애플리케이션에서 요구하는 네트워크 품질 수준(NSLA, Network Service Level Agreement)을 만족하는지 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하지 않으면, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 재구성할 수 있다. NSAF(105)는 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하는 제2 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로, 애플리케이션 유닛(103)으로부터 애플리케이션을 전달할 수 있다.
한편, NSAF(105)는 상기 제1 네트워크 경로에 설정된 수치를 넘는 트래픽이 발생하여, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하지 않는 것으로 판단하는 경우, 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 트래픽이 가장 적은 네트워크 경로를, 상기 제2 네트워크 경로로 결정하고, 상기 제2 네트워크 경로로, 상기 설정된 수치를 넘는 트래픽을 분산시켜, 상기 애플리케이션을 전달할 수 있다. 여기서, 네트워크 품질 수준은 도 2에 도시된 바와 같이, 전송 과정에서 손실되는 패킷량(Packet loss), 네트워크에서 이용 가능한 최대 전송속도(Bandwidth), 패킷 전송에서 걸리는 지연시간(Delay), 전송 처리 시간의 변동폭(Jitter), 전송 처리의 가용성(Availability), 및 보안 지원 수준(Security) 중 적어도 하나를, QoS(Quality of Service) 파라미터로 포함할 수 있다. 여기서, 보안 지원 수준은 설정된 보안 레벨(security level) 중 어느 하나로 지정될 수 있다.
NSAF(105)는 상기 제1 네트워크 경로에 관한 '전체 이용시간' 및 '장애 시간'을 제외한 '정상 전송 시간'을 이용하여, 상기 가용성을 산출할 수 있다. 예컨대, NSAF(105)는 '정상 전송 시간'을 '전체 이용시간'으로 나눈 결과값(%)를 상기 가용성으로서 산출할 수 있다.
네트워크 디바이스(107)는 인프라스트럭처 계층(infrastructure layer)에 위치하여, SDN 컨트롤러로부터 애플리케이션을 전달받고, 전달된 애플리케이션을 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, NSAF(300)는 노스바운드 인터페이스(Northbound Interface)(301), 애플리케이션 매니저(Application Manager)(303), 시츄에이션 어웨어 SLA 매니저(305), 룰 매니저(Rule Manager)(307), 토폴로지 매니저(Topology Manager)(309) 및 데이터베이스(311)를 포함할 수 있다.
노스바운드 인터페이스(301)는 제어 계층과 애플리케이션 계층 간의 네트워크 경로에 대한 변경 기능을 지원할 수 있다.
애플리케이션 매니저(303)는 애플리케이션의 프로파일을 수집하고, 상기 애플리케이션에 대한 서비스 품질을 측정할 수 있다.
시츄에이션 어웨어 SLA 매니저(305)는 상기 애플리케이션에 대한 서비스 품질이, 상기 애플리케이션에 대응하여 설정된 기준치를 만족하지 않는 경우, 상기 기준치를 만족하도록 서비스 품질을 지원하는 네트워크 경로로의 변경 요청을, 노스바운드 인터페이스(301)로 전송할 수 있다.
룰 매니저(307)는 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 간의 네트워크 경로에 대한 변경을 위한 플로우 테이블(Flow Table)을 구성할 수 있다.
토폴로지 매니저(309)는 네트워크 상태를 모니터링하여, 토폴로지(Topology) 형태로 표시할 수 있다.
데이터베이스(311)는 애플리케이션 프로파일 데이터베이스(313), NSLA(Network Service Level Agreement) 데이터베이스(305), 토폴로지 정보 데이터베이스(317) 및 경로 정보 데이터베이스(319)를 포함한다.
애플리케이션 프로파일 데이터베이스(313)는 네트워크를 이용하는 애플리케이션에 대해 애플리케이션의 유형, 애플리케이션이 요구하는 네트워크 QoS 정보를 포함하는 애플리케이션 프로파일을 저장할 수 있다.
NSLA(Network Service Level Agreement) 데이터베이스(305)는 애플리케이션의 네트워크 품질 수준을 보장하기 위해, 네트워크 관리자가 네트워크 환경에서 보장받고자 하는 NSLA를 저장할 수 있다.
토폴로지 정보 데이터베이스(317)는 실시간 네트워크 모니터링을 통하여 구성되는 토폴로지에 대한 정보를 저장할 수 있다.
경로 정보 데이터베이스(319)는 애플리케이션별 경로 제어를 위하여 플로우 룰(Flow Rule)을 저장할 수 있다.
NSAF(300)는 제어 계층의 상위 즉, 중개 계층에 위치 함으로써, 다양한 SDN 컨트롤러를 통합하여, 제어 및 관리를 할 수 있다. 또한,
또한, NSAF(300)는 노스바운드 인터페이스(301)를 통해, 레스트(REST) 구조의 오픈 API(Open Application Programmer Interface)를 지원 함으로써, 네트워크 관리자, 애플리케이션 관리자로 하여금, 다양한 SDN 컨트롤러에 종속적인 사용법을 익히지 않아도, NSAF(300)를 활용하여 네트워크 모니터링, 애플리케이션의 네트워크 요구사항을 만족하는 네트워크 경로 변경 및 다수의 SDN 컨트롤러의 통합 제어를 가능하게 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF의 아키텍처의 동작흐름 및 상호작용을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, NSAF는 NSAF 인터페이스(401)를 통해, 네트워크 관리자 또는 애플리케이션 관리자가 네트워크 경로를 제어할 수 있게 한다.
네트워크 경로 제어를 위하여, 먼저 NSAF는 애플리케이션에 관한 QoS 정보와 NSLA를 등록받을 수 있다(403).
NSAF는 SDN 컨트롤러(411)를 통해, 실시간 네트워크 상태에 대한 정보를 모니터링하고(405), 상황 추론 통해, 상기 실시간 네트워크 상태가 상기 등록된 NSLA를 충족(또는, 위배)하는지에 대한 여부를 판별한다(407).
NSAF는 NSLA를 위배한 경우, 전체 네트워크 경로 정보를 갱신하고, 최적의 네트워크 경로 알고리즘을 적용하여 최적의 네트워크 경로를 도출한 후, 최적의 네트워크 경로로의 변경을 위해 플로우 룰(Flow rule)을 추가함으로써, 경로를 제어하여 최적의 네트워크 경로를 지속적으로 유지할 수 있다(409).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 실시간 모니터링 및 상황 추론시 이용하는 모델의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, NSAF는 실시간 모니터링 및 상황 추론을 위한 모델로서, NSAM(Network Status Analysis Model)를 이용할 수 있다. 즉, NSAF는 NSAM 기반으로 실시간 네트워크 상태에 대한 정보를 각 SDN 컨트롤러에서 가져와 실시간 네트워크 모니터링을 하고, 모니터링한 결과에 기초하여, 실시간 네트워크 상태가 애플리케이션에 관한 NSLA를 만족하는지를 판별하여, 상황 추론을 수행할 수 있다.
NSAF는 네트워크 상태에 대한 모델링 구성시, 토폴로지(Topology) 모델로 구성하고, 상황 추론을 위하여 애플리케이션에 관한 QoS와 NSLA를 NSAM로 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 NSLA 위배 상황추론시 이용하는 온톨로지 모델의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, NSAF는 상황인지를 통하여 현재 이용 중인 네트워크가, NSLA를 위배하는지를 판별하기 위해, NSAM에 기초하여 온톨로지를 구축할 수 있다.
NSAF는 OWL(Web Ontology Language)을 사용하여 온톨로지 요소들을 정의할 수 있으며, 온톨로지 추론 엔진인 제스(Jess)를 사용하여, 최종적으로 NSLA의 위배 상황을 판별할 수 있다.
NSAF는 SWRL(Semantic Web Rule Language)을 이용하여, NSLA별 모든 위배 상황을 정의 함으로써, NSLA의 위배 상황에 대한 판별 규칙을 정의할 수 있다.
NSAF는 예컨대, 상황 추론을 위하여 SWRL 룰(Rule)을 도 7과 같이 정의할 수 있다. 이때, NSAF는 각 애플리케이션이 사용하고 있는 네트워크 경로의 링크(Link)에 대해 네트워크 QoS[Link(?x)]와 기설정된 애플리케이션에 관한 NSLA의 값[Application(?y)]을 비교할 수 있다. 즉, NSAF는 NSLA의 QoS 값이 현재 네트워크 경로의 값(QoS[Link(?x)])보다 큰 값인지[greaterThan(?x, ?y)], 작은 값인지[lessThan(?x, ?y)]를 비교하여, NSLA의 QoS를 위반하는지 판별할 수 있다.
구체적으로, Packet loss에서의, '1. Link(?x)∧Application(?y)∧Current_PacketLoss(?x,?curVal)∧Req_Packet_Loss(?y,?reqVal)∧swrlb:greaterThan(?curVal, ?reqVal)→hasFailedApp(?x,?y)'는 Link x와 Application y에서, Link x의 현재 packetloss값을 curVal에 얻고, Application y가 요구하는 packet loss를 reqVal값에 얻으며, curVal이 reqVal보다 크면(packet loss가 많으면), hasFailedApp(?x,?y)가 되는 것을 의미한다.
Packet loss에서의, '2. Link(?x)∧Application(?y)∧hasFailedApp(?x,?y)→hasDetectViolation(?x, PacketLoss_Violation)'은 Link x와 Application y에서, hasFailedApp(?x,?y)이면, Link x에서 packet loss violation이 발생한 것으로 판단될 수 있다.
NSAF는 최종 추론 결과로서, 어떠한 애플리케이션이 NSLA를 위반하였는지 판별할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 장치 내 NSAF에서 최적의 네트워크 경로를 도출하기 위한 알고리즘에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, NSAF는 애플리케이션이 사용 중인 네트워크 환경에서 NSLA을 만족하는 최적의 네트워크 경로를 도출하기 위한 최적의 네트워크 경로 알고리즘을 의사코드로 정의할 수 있다.
먼저, NSAF는 최적의 네트워크 경로 도출을 위한 기준을 세우기 위해, NSAF에 등록된 애플리케이션의 NSLA를 읽어온다.
NSAF는 현재 네트워크의 연결 상태(Topology)를 분석하여, 현재 이용 가능한 모든 네트워크 경로를 인접 행렬(Adjust Matrix) 형태로 정의할 수 있다. 또한, NSAF는 인접 행렬 형태로 구성된 상기 네트워크 경로에 AHP(Analytic Hierarchy Process) 계산법을 이용하여 점수(Score)를 계산하고, 상기 계산한 점수와 네트워크 관리자가 정의한 애플리케이션 프로파일의 NSLA를 기반으로, 애플리케이션의 네트워크 경로로서, 최적의 네트워크 경로를 도출할 수 있다. 예컨대, NSAF는 모든 네트워크 경로에 대한 점수를 비교하여, 가장 높은 점수를 가진 네트워크 경로를 최적의 네트워크 경로로 도출하고, 애플리케이션의 네트워크 경로를 상기 도출된 최적의 네트워크 경로로 변경할 수 있다.
NSAF는 최적의 네트워크 경로를 도출하는 과정을, 설정된 주기(예컨대, 30분) 마다 반복 함으로써, 네트워크에 대한 지속적인 업데이트를 통해, 현 네트워크 상태에서 우수한 네트워크 경로를, 최적의 네트워크 경로로 유지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 애플리케이션의 경로 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 단계 901에서, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 NSAF를 통해, 제어 계층과 애플리케이션 계층 사이의 네트워크 상태를 모니터링하여, 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로를 결정할 수 있다.
상기 애플리케이션은 애플리케이션 계층에 위치하는 애플리케이션 유닛에 유지될 수 있으며, SDN 컨트롤러에 의해 네트워크 디바이스에서 구현될 수 있다. 여기서, SDN 컨트롤러는 제어 계층에 위치할 수 있다.
또한, 상기 NSAF는 상기 제어 계층과 구분되는 중개 계층에 위치하여, 복수의 SDN 컨트롤러 각각과 통신할 수 있다.
상기 제1 네트워크 경로 결정시, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 구성하고, 상기 구성된 네트워크 경로 각각에, AHP 계산법에 의한 점수를 계산하며, 상기 계산된 점수 중 가장 높은 네트워크 경로를, 상기 제1 네트워크 경로로 결정할 수 있다.
또한, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 상기 애플리케이션의 유형을 더 고려하여, 상기 제1 네트워크 경로를 결정할 수 있다.
단계 903에서, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 애플리케이션 계층에 위치하는 애플리케이션 유닛으로부터, 제1 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로 애플리케이션을 전달할 수 있다.
단계 905에서, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 애플리케이션에서 요구하는 네트워크 품질 수준을 만족하지 않으면, 제어 계층과 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 재구성할 수 있다. 이때, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 상황인지를 통해, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 애플리케이션에서 요구하는 네트워크 품질 수준을 만족하는지 판단할 수 있다. 여기서, 네트워크 품질 수준은 전송 과정에서 손실되는 패킷량, 네트워크에서 이용 가능한 최대 전송속도, 패킷 전송에서 걸리는 지연시간, 전송 처리 시간의 변동폭, 전송 처리의 가용성, 및 보안 지원 수준 중 적어도 하나를, QoS 파라미터로 포함할 수 있다.
단계 907에서, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 애플리케이션 유닛으로부터, 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서 네트워크 품질 수준을 만족하는 제2 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로 애플리케이션을 전달할 수 있다.
또한, 애플리케이션의 경로 제어 장치는 상기 제1 네트워크 경로에 설정된 수치를 넘는 트래픽이 발생하여, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하지 않는 것으로 판단하는 경우, 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 트래픽이 가장 적은 네트워크 경로를, 상기 제2 네트워크 경로로 결정하고, 상기 제2 네트워크 경로로, 상기 설정된 수치를 넘는 트래픽을 분산시켜, 상기 애플리케이션을 전달할 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, FPA(field programmable 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.
100: 애플리케이션의 경로 제어 장치
101: SDN 컨트롤러 103: 애플리케이션 유닛
105: NSAF 107: 네트워크 디바이스
101: SDN 컨트롤러 103: 애플리케이션 유닛
105: NSAF 107: 네트워크 디바이스
Claims (14)
- 애플리케이션 계층(application layer), 제어 계층(control layer), 및 인프라스트럭처 계층(infrastructure layer)으로 구성되는 SDN(Software Defined Network) 환경에서의 애플리케이션의 경로 제어 장치에 있어서,
상기 제어 계층에 위치하는, 복수의 SDN(Software Defined Network) 컨트롤러;
상기 애플리케이션 계층에 위치하고, 상기 복수의 SDN 컨트롤러에 의해 네트워크 디바이스에서 구현되는 애플리케이션을 유지하는 애플리케이션 유닛; 및
상기 애플리케이션 계층과 상기 제어 계층 사이의, 상기 제어 계층과 구분되는 중개 계층(intermediation layer)에 위치하고, 상기 애플리케이션 계층 내 애플리케이션 유닛과, 상기 제어 계층 내 복수의 SDN 컨트롤러 사이에 복수의 네트워크 경로를 구성하며, 상기 복수의 네트워크 경로 중, 상기 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로를 결정하는 NSAF(Network Situation Aware Framework)
를 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 NSAF는,
상기 복수의 SDN 컨트롤러 각각과 통신하되, 상기 제1 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로, 상기 애플리케이션 유닛으로부터 상기 애플리케이션을 전달하는
애플리케이션의 경로 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 NSAF는,
상기 애플리케이션의 유형을 더 고려하여, 상기 제1 네트워크 경로를 결정하는
애플리케이션의 경로 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 NSAF는,
상기 구성된 복수의 네트워크 경로 각각에, AHP(Analytic Hierarchy Process) 계산법에 의한 점수(Score)를 계산하며,
상기 계산된 점수 중 가장 높은 네트워크 경로를, 상기 제1 네트워크 경로로 결정하는
애플리케이션의 경로 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 NSAF는,
상황인지(Situation Aware)를 통해, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 애플리케이션에서 요구하는 네트워크 품질 수준(NSLA, Network Service Level Agreement)을 만족하는지 판단하고,
상기 판단 결과, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하지 않으면, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 재구성하며,
상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하는 제2 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로, 상기 애플리케이션 유닛으로부터 상기 애플리케이션을 전달하는
애플리케이션의 경로 제어 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1 네트워크 경로에 설정된 수치를 넘는 트래픽이 발생하여, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하지 않는 것으로 판단하는 경우,
상기 NSAF는,
상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 트래픽이 가장 적은 네트워크 경로를, 상기 제2 네트워크 경로로 결정하고, 상기 제2 네트워크 경로로, 상기 설정된 수치를 넘는 트래픽을 분산시켜, 상기 애플리케이션을 전달하는
애플리케이션의 경로 제어 장치. - 제5항에 있어서,
상기 네트워크 품질 수준은,
전송 과정에서 손실되는 패킷량(Packet loss), 네트워크에서 이용 가능한 최대 전송속도(Bandwidth), 패킷 전송에서 걸리는 지연시간(Delay), 전송 처리 시간의 변동폭(Jitter), 전송 처리의 가용성(Availability), 및 보안 지원 수준(Security) 중 적어도 하나를, QoS(Quality of Service) 파라미터로 포함하고,
상기 NSAF는,
상기 제1 네트워크 경로에 관한 '전체 이용시간'에서 '장애 시간'을 제외한 '정상 전송 시간'을 이용하여, 상기 가용성을 산출하는
애플리케이션의 경로 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 NSAF는,
상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 간의 네트워크 경로에 대한 변경 기능을 지원하는 노스바운드 인터페이스(Northbound Interface);
상기 애플리케이션의 프로파일을 수집하고, 상기 애플리케이션에 대한 서비스 품질을 측정하는 애플리케이션 매니저(Application Manager);
상기 서비스 품질이, 상기 애플리케이션에 대응하여 설정된 기준치를 만족하지 않는 경우, 상기 기준치를 만족하도록 서비스 품질을 지원하는 네트워크 경로로의 변경 요청을, 상기 노스바운드 인터페이스로 전송하는 시츄에이션 어웨어 SLA 매니저(Situation Aware Service Level Agreement Manager); 및
상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 간의 네트워크 경로에 대한 변경을 위한 플로우 테이블(Flow Table)을 구성하는 룰 매니저(Rule Manager)
를 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 장치. - 애플리케이션 계층, 제어 계층 및 인프라스트럭처 계층으로 구성되는 SDN 환경에서의 애플리케이션의 경로 제어 방법에 있어서,
상기 애플리케이션 계층과 상기 제어 계층 사이의, 상기 제어 계층과 구분되는 중개 계층에 위치하는 NSAF에서, 상기 애플리케이션 계층 내 애플리케이션 유닛과, 상기 제어 계층 내 복수의 SDN 컨트롤러 사이에 복수의 네트워크 경로를 구성하는 단계; 및
상기 NSAF에서, 상기 복수의 네트워크 경로 중, 상기 애플리케이션 계층에 유지되는 애플리케이션이 이동하는 제1 네트워크 경로를 결정하는 단계 -상기 애플리케이션은 상기 복수의 SDN 컨트롤러에 의해 네트워크 디바이스에서 구현됨-
를 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 방법. - 제9항에 있어서,
상기 NSAF에서, 상기 복수의 SDN 컨트롤러 각각과 통신하되, 상기 제1 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로, 상기 애플리케이션 유닛으로부터 상기 애플리케이션을 전달하는 단계
를 더 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 네트워크 경로를 결정하는 단계는,
상기 애플리케이션의 유형을 더 고려하여, 상기 제1 네트워크 경로를 결정하는 단계
를 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제1 네트워크 경로를 결정하는 단계는,
상기 구성된 복수의 네트워크 경로 각각에, AHP 계산법에 의한 점수를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 점수 중 가장 높은 네트워크 경로를, 상기 제1 네트워크 경로로 결정하는 단계
를 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 방법. - 제9항에 있어서,
상기 NSAF에서, 상황인지를 통해, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 애플리케이션에서 요구하는 네트워크 품질 수준(NSLA, Network Service Level Agreement)을 만족하는지 판단하는 단계;
상기 NSAF에서, 상기 판단 결과, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하지 않으면, 상기 제어 계층과 상기 애플리케이션 계층 사이에 네트워크 경로를 재구성하는 단계; 및
상기 NSAF에서, 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하는 제2 네트워크 경로에서 지정한 SDN 컨트롤러로, 상기 애플리케이션 유닛으로부터 상기 애플리케이션을 전달하는 단계
를 더 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제1 네트워크 경로에 설정된 수치를 넘는 트래픽이 발생하여, 상기 제1 네트워크 경로가, 상기 네트워크 품질 수준을 만족하지 않는 것으로 판단하는 경우,
상기 NSAF에서, 상기 재구성된 네트워크 경로 중에서, 트래픽이 가장 적은 네트워크 경로를, 상기 제2 네트워크 경로로 결정하고, 상기 제2 네트워크 경로로, 상기 설정된 수치를 넘는 트래픽을 분산시켜, 상기 애플리케이션을 전달하는 단계
를 더 포함하는 애플리케이션의 경로 제어 방법.
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Cited By (1)
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