KR101909557B1

KR101909557B1 - 모바일 네트워크에서의 sdn 기반 트래픽 데이터 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101909557B1
Application number: KR1020130087547A
Authority: KR
Inventors: 윤원동; 류정훈; 김남곤; 나상완; 백은경
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2018-10-19
Also published as: KR20150013978A

Abstract

모바일 네트워크에서의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법은 모바일 네트워크에 연결된 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집하는 단계, 수집된 트래픽 정보를 이용하여 모바일 네트워크의 미래 상태를 예측하는 단계, 예측된 미래 상태에 기초하여, 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정하는 단계 및 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달하는 단계를 포함한다.

Description

모바일 네트워크에서의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING TRAFFIC DATA IN SDN MOBILE NETWORK}

본 발명은 모바일 네트워크에서의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 통신(Mobile Telecommunication)이란 사용자가 단말기를 통해 음성이나 영상, 데이터 등을 장소에 구애받지 않고 통신할 수 있도록 이동성이 부여된 통신 체계를 말한다. 이동 통신 규격은 1G(아날로그), 2G(CDMA), 3G(WCDMA, CDMA2000)에 이어 최근의 4G(LTE, Wibro)까지 좀 더 빠른 전송속도를 제공하기 위해 발전되어 왔다. 이러한 이동 통신망과 관련하여, 선행기술인 한국공개특허 제 2012-7030415호에는 이동통신 시스템이 개시되어 있다.

최근에는 스마트폰과 태블릿 PC 등과 같은 모바일 기기의 보유가 늘어나고 있고, 모바일 기기의 보유에 비례하여 데이터 전송량의 증가도 폭발적으로 늘어나고 있다. 이로 인해 이동 통신망 내의 트래픽을 처리하는 각각의 요소 장치에 각기 다른 로드(Load)가 부과될 수 있으며, 특정 장치에 로드가 집중되면 원활한 서비스 제공에 어려움을 겪을 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, SDN(Software Defined Networking) 기반의 트래픽 데이터를 제어하는 기술을 모바일 네트워크에 적용함으로써, 과거 데이터를 이용한 경로 설정을 통해 효율적인 네트워크를 제공하는 모바일 네트워크에서의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다. 또한, SDN 기반의 트래픽 데이터를 제어하는 기술을 통해 트래픽 경로를 제어함으로써 데이터 전송 속도를 개선하고, 트래픽이 특정 지점에 집중되는 상황을 사전에 예방하는 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법 및 장치를 제공하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는 모바일 네트워크에 연결된 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집하는 단계, 수집된 트래픽 정보를 이용하여 모바일 네트워크의 미래 상태를 예측하는 단계, 예측된 미래 상태에 기초하여, 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정하는 단계 및 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달하는 단계를 포함하는 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 모바일 네트워크에 연결된 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집하는 정보 수집부, 수집된 트래픽 정보를 이용하여 모바일 네트워크의 미래 상태를 예측하는 상태 예측부, 예측된 미래 상태에 기초하여, 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정하는 정책 결정부 및 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달하는 정책 전달부를 포함하는 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 장치를 제공할 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예는, SDN(Software Defined Networking) 기반의 트래픽 데이터를 제어하는 기술을 모바일 네트워크에 적용함으로써, 과거 데이터를 이용한 경로 설정을 통해 효율적인 네트워크를 제공하는 모바일 네트워크에서의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 또한, SDN 기반의 트래픽 데이터를 제어하는 기술을 통해 트래픽 경로를 제어함으로써 데이터 전송 속도를 개선하고, 트래픽이 특정 지점에 집중되는 상황을 사전에 예방하는 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN(Software defined Networking) 기반 트래픽 데이터 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 SDN 컨트롤러의 구성도의 일 예이다.
도 3a 내지 도 3b는 도 1의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템에 포함된 각 구성들에 의하여 Info 신호 및 제어신호 메시지가 송수신되는 과정의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4b는 도 1의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템에 포함된 각 구성들에 의해 Info 신호 및 제어신호 메시지가 송수신되는 과정의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN(Software defined Networking) 기반 트래픽 데이터 제어 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템(1)은 제 1 네트워크(2), 제 2 네트워크(3), P-GW(Packet Data Network Gateway, 13) 및 SDN 컨트롤러(30)를 포함할 수 있다. 이 때, 도 1에 도시된 제 1 네트워크(2), 제 2 네트워크(3), P-GW(13) 및 SDN 컨트롤러(30)는 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템에 의하여 제어될 수 있는 구성요소들을 예시적으로 도시한 것이다.

도 1의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템(1)의 각 구성요소들은 일반적으로 네트워크(network)를 통해 연결된다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예는, Wi-Fi, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 3G, 4G, LTE 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.

도 1을 참조하면, 제 1 네트워크(2)와 제 2 네트워크(3)는 서로 다른 유형의 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 제 1 네트워크(2)는 광대역 네트워크이고, 제 2 네트워크(3)는 근거리 네트워크일 수 있다. 이 때, 광대역 네트워크의 일 예는 LTE 네트워크이고, 근거리 네트워크의 일 예는 Wireless LAN일 수 있다.

SDN 컨트롤러(30)는 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집할 수 있다. 이 때, 복수의 노드는 서로 다른 이종망에 속할 수 있다. 예를 들어, 복수의 노드 중 일부는 광대역 네트워크인 제 1 네트워크(2)에 포함될 수 있다. 또한, 복수의 노드 중 일부는 근거리 네트워크인 제 2 네트워크(3)에 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, SDN 컨트롤러(30)는 제 1 네트워크(2)로부터 트래픽 정보를 수집할 수 있다. 제 1 네트워크(2)는 광대역 네트워크인 LTE(Long Term Evolution)망으로서, e-NodeB(evolved NodeB, 10), MME(Mobility Management Entity, 11) 및 S-GW(Serving Gateway, 12)를 포함할 수 있다. 이 때, 제 1 네트워크(2)는 P-GW(13)를 더 포함할 수 있다.

e-NodeB(10)는 일종의 기지국과 같은 역할을 하며, 무선 인터페이스 전송 및 수신과 같은 LTE망 액세스 네트워크의 기능의 대부분을 담당 한다. e-NodeB(10)는 모바일 디바이스로부터 다른 모바일 디바이스로의 통화 연결 요청 또는 데이터를 요청받으면, 셀렉션 과정을 거쳐 특정 MME(11)를 선택하고, 모바일 디바이스의 요청을 선택된 MME(11)로 전송할 수 있다.

MME(11)는 e-NodeB(10)로부터 수신한 모바일 디바이스의 정보를 바탕으로 모바일 디바이스의 위치 정보를 기록한다. 또한, MME(11)는 e-NodeB(10)와 S-GW(12) 사이의 신호 제어를 담당한다. 예를 들어, MME(11)는 모바일 디바이스로부터 인입되는 통화 연결 요청 또는 데이터 요청을 어느 경로로 라우팅 할지를 결정할 수 있다. 즉, MME(11)는 라우팅 결정에 필요한 채널 생성을 위해 S-GW(12) 및 P-GW(13)에게 자원 할당을 요청할 수 있다.

S-GW(12)는 e-NodeB(10)와 다른 e-NodeB(미도시) 간의 핸드오버 시, 앵커링(anchoring) 역할을 하게 된다. 예를 들어, 제 1 e-NodeB(10)를 통해 인터넷을 사용하던 모바일 디바이스가 이동을 하여 제 1 e-NodeB(10)와의 접속이 해지되고, 제 2 e-NodeB(미도시)와 접속을 하게 되는 경우, S-GW(12)가 앵커링 역할을 하게 되어 S-GW(12)를 중심으로 제 1 e-NodeB(10)에서 제 2 e-NodeB(미도시)로의 핸드오버를 발생시킬 수 있다.

P-GW(13)는 LTE에서 데이터 트래픽(data traffic)이 IMS(IP Multimedia Subsystem)로 인입되는 접점의 역할을 하면서, 모바일 디바이스에 IP 주소를 할당할 수 있다. P-GW(13)는 LTE와 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크 간의 단말 이동에 대한 앵커링 역할을 담당한다. 또한, P-GW(13)는 S-GW(12)와 다른 S-GW(미도시)간의 앵커링 역할을 수행할 수 있다. 즉, 모바일 디바이스가 제 1 S-GW(12)에서 관리하는 e-NodeB(10)에서 제 2 S-GW(미도시)가 관리하는 e-NodeB(미도시)로 이동하는 경우, P-GW(13)는 앵커링 포인트 역할을 수행하게 된다.

SDN 컨트롤러(30)는 제 1 네트워크(2)인 LTE(Long Term Evolution)망에 포함된 e-NodeB(10), MME(11), S-GW(12) 및 P-GW(13)로부터 트래픽 정보를 수집할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, SDN 컨트롤러(30)는 제 2 네트워크(3)로부터도 트래픽 정보를 수집할 수 있다. 제 2 네트워크(3)는 근거리 네트워크인 WLAN(Wireless LAN)망으로서, 액세스 포인트(20) 및 TWAG(Trusted Wireless Access Gateway, 21)를 포함할 수 있다. 이 때, 제 2 네트워크(3)는 P-GW(13)를 더 포함할 수 있다.

액세스 포인트(Access Point, 20)는 근거리 네트워크인 제 2 네트워크(3)에서 네트워크의 기간 회선과 중계 회선을 접속하고 있는 기본 장치를 설치한 노드를 말한다. 액세스 포인트(20)는 복수의 액세스 포인트(20)와 WLAN Gateway와의 연결을 제공할 수 있다. 이 때, WLAN Gateway는 TWAG(21)이 될 수 있다.

TWAG(21)은 인터넷 데이터의 오프로드를 할당하는 동안 WLAN 망과 LTE 망을 통합시킬 수 있다. TWAG(21)은 인터넷으로 직접 접속할 수 있는 확실한 트래픽의 경로를 설정함으로써, 불필요한 트래픽의 양을 감소시킬 수 있다.

SDN 컨트롤러(30)는 제 2 네트워크(3)인 WLAN망에 포함된 액세스 포인트(20), TWAG(21) 및 P-GW(13) 등으로부터 트래픽 정보를 수집할 수 있다.

SDN 컨트롤러(30)는 수집된 트래픽 정보를 이용하여 모바일 네트워크의 미래상태를 예측하고, 예측된 미래 상태에 기초하여 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정할 수 있다. 이 때, 데이터 라우팅 정책은 미래의 상태를 예측하는 알고리즘을 이용하며, 미래의 상태를 예측하는 알고리즘은 예를 들어, 마르코프 체인(Markov Chain) 또는 베이즈 정리(Bayes' Theorem) 중 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

SDN 컨트롤러(30)는 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달할 수 있다. SDN 컨트롤러(30)는 결정된 라우팅 정책을 통해 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템(1)에 포함된 서로 다른 이종망을 전체적으로 제어할 수 있다. 이 때, 서로 다른 이종망은 예를 들어, 제 1 네트워크(2), 제 2 네트워크(3), 뿐만 아니라 도시하지 않은 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 망, Wibro(Wireless Broadband Internet) 망 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, SDN 컨트롤러(30)는 결정된 라우팅 정책을 통해 서로 다른 이종망 내의 각 장비를 제어할 수 있다.

즉, SDN 컨트롤러(30)는 결정된 라우팅 정책을 제 1 네트워크(2), 제 2 네트워크(30), WCDMA 망 및 Wibro 망 중 적어도 하나로 전달하여 이종망 내의 각 장비를 제어할 수 있다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(30)는 제 1 네트워크(2)인 LTE망에서 e-NodeB(Remote Unit/Date Unit), S-GW, P-GW 및 MME 중 적어도 어느 하나 이상의 장비를 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, SDN 컨트롤러(30)는 제 2 네트워크(3)인 WLAN망에서는 AP, ePDG(enhanced Packet Data Gateway) 및 TWAG 중 적어도 하나 이상의 장비를 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, SDN 컨트롤러(30)는 WCDMA망에서는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network), GPRS(General Packet Radio Service), RNC(Radio Network Controller), SGSN(Serving GPRS Support Node) 및 GGSN(Gateway GPRS Support Node) 중 적어도 어느 하나 이상의 장비를 제어할 수 있다. 이 때, UTRAN은 Base station, GSM(Global System for Mobile communication), RAN(Radio Access Network), NodeB 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, SDN 컨트롤러(30)는 WiBro 망에서는 기지국(RAS: Radio Access Station), 제어국(ACR: Access Control Router) 중 적어도 어느 하나 이상의 장비를 제어할 수 있다.

SDN 컨트롤러(30)는 오픈 플로우 프로토콜(Open Flow Protocol)을 이용하여 복수의 노드로부터 트래픽 정보를 수집하고, 복수의 노드에 대응하는 라우팅 정책을 결정하여 전달할 수 있다. 이 때, SDN 컨트롤러(30)는 오픈 플로우 프로토콜 외에 다른 프로토콜을 사용할 수도 있다.

도 2는 도 1에 도시된 SDN 컨트롤러의 구성도의 일 예이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, SDN 컨트롤러(30)는 정보 수집부(31), 상태 예측부(32), 정책 결정부(33) 및 정책 전달부(34)를 포함할 수 있다.

다만, 도 2에 도시된 SDN 컨트롤러(30)는 본원의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 2에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 여러 형태로 변형이 가능함은 본원의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

정보 수집부(31)는 모바일 네트워크에 연결된 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집한다. 이 때, 복수의 노드는 서로 다른 이종망에 속할 수 있으며, 정보 수집부(31)는 오픈 플로우 프로토콜(Open Flow Protocol)을 이용하여 복수의 노드와 신호를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 정보 수집부(31)는 복수의 노드 각각으로부터 주기적으로 트래픽 정보를 수신할 수 있다. 이 때, 수집된 정보는 Northbound API(Application Programming Interface) 등의 응용프로그램에 의해 복수의 노드의 트래픽 제어, 모니터링 및 분석에 사용될 수 있다. 다른 예를 들어, 정보 수집부(31)는 복수의 노드 각각으로 트래픽 정보 요청을 전송하고, 트래픽 정보 요청에 대한 응답을 복수의 노드 각각으로부터 수신할 수 있다. 이 때, 정보 수집부(31)는 트래픽 정보를 주기적 또는 비주기적으로 복수의 노드 각각으로 요청할 수 있다.

상태 예측부(32)는 정보 수집부(31)에서 수집된 트래픽 정보를 이용하여 모바일 네트워크의 미래 상태를 예측한다. 이 때, 미래 상태 예측에 사용되는 알고리즘은 마르코프 체인(Markov Chain) 또는 베이즈 정리(Bayes' Theorem) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 마르코프 체인은 과거와 현재 상태가 주어졌을 때의 미래 상태의 조건부 확률 분포가 과거 상태와는 독립적으로 현재 상태에 의해서만 결정된다는 것을 의미한다. 즉, 현재의 상태는 과거의 유한한 몇 가지 상태에 의해 발생하고, 이러한 일련의 과정을 마르코프 체인이라고 한다. 베이즈 정리(Bayes' Theorem)는 특정한 사건이 발생한 후 그 사건의 원인이 될 수 있는 사건들에 대한 사건확률분포(사건발생 전에 사건의 원인이 될 수 있는 사건들에 관한 분포)를 이용하여 사후에 원인이 될 수 있는 사건들에 관한 사후확률분포(사건발생 후 그 사건의 원인이 발생할 수 있는 사건이 무엇인지를 추정하여 그 가능성을 나타내는 변수의 분포)를 도출하는 방법을 말한다. 상태 예측부(32)는 수집된 트래픽 정보를 기초로, 베이즈 정리를 이용하여 트래픽 정보의 원인이 될 수 있는 요소들에 대한 분포인 사전확률분포를 생성할 수 있다. 또한, 상태 예측부(32)는 생성된 사전확률분포를 기초로, 미래 상태에 대한 원인이 될 수 있는 요소들에 관한 사후확률분포를 생성할 수 있다.

정책 결정부(33)는 상태 예측부(32)에서 예측된 미래 상태에 기초하여 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정한다. 예를 들어, 마르코프 체인의 알고리즘을 통해 미래 상태가 예측된 경우, 정책 결정부(33)는 각 노드들로부터 수신한 트래픽 정보(과거의 상태)에 기초하여 현재의 라우팅 정책(현재의 상태)을 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 베이즈 정리를 통해 미래 상태가 예측된 경우, 정책 결정부(33)는 생성된 사후확률분포를 이용하여 라우팅 정책을 결정할 수 있다. 이 때, 라우팅 정책 결정은 높은 확률의 경로를 선택하는 것을 의미한다.

정책 전달부(34)는 정책 결정부(33)에서 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달한다. 이 때, 정책 전달부(34)는 오픈 플로우 프로토콜을 이용하여 복수의 노드와 신호를 주고 받을 수 있다. 정책 전달부(34)에 의해 전달된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각이 실행할 수 있다.

도 3a 내지 도 3b는 도 1의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템에 포함된 각 구성들에 의하여 Info 신호 및 제어신호 메시지가 송수신되는 과정의 일 예를 나타내는 흐름도이다.

도 3a를 참조하면, 복수의 노드 각각은 SDN 컨트롤러(30)로 트래픽 정보를 포함하는 Info 메시지를 전송한다(S310). SDN 컨트롤러(30)는 복수의 노드로부터 Info 메시지를 수신하면, 결정된 라우팅 정책을 포함하는 제어 신호 메시지를 전송한다(S320). 예를 들어, 복수의 노드와 SDN 컨트롤러(30)는 Info 메시지와 제어 신호 메시지를 주기적으로 서로 한 번씩 주고 받을 수 있다.

도 3b를 참조하면, 복수의 노드 각각은 SDN 컨트롤러(30)로 트래픽 정보를 포함하는 Info 메시지를 복수회 전송한다(S350). SDN 컨트롤러(30)는 복수의 노드 각각으로부터 Info 메시지를 복수회 수신하면, 결정된 라우팅 정책을 포함하는 제어 신호 메시지를 전송한다(S360). 예를 들어, SDN 컨트롤러(30)는 Info 메시지를 3회 수신한 후, 제어 신호 메시지를 복수의 노드 각각으로 한 번 전송할 수 있다.

이 때, 복수의 노드는 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템(1)에 포함된 노드를 말한다.

도 4a 내지 도 4b는 도 1의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 시스템에 포함된 각 구성들에 의해 Info 신호 및 제어신호 메시지가 송수신되는 과정의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.

도 4a를 참조하면, SDN 컨트롤러(30)는 트래픽 정보를 요청하는 요청 메시지를 복수의 노드 각각으로 전송한다(S410). 복수의 노드 각각은 요청된 트래픽 정보를 포함하는 Info 메시지를 SDN 컨트롤러(30)로 전송한다(S420). SDN 컨트롤러(30)는 복수의 노드 각각으로부터 Info 메시지를 수신하면, 결정된 라우팅 정책을 포함하는 제어 신호 메시지를 전송한다(S430). 예를 들어, 복수의 노드와 SDN 컨트롤러(30)는 SDN 컨트롤러(30)로부터 트래픽 정보 요청 메시지를 수신 한 후, Info 메시지와 제어 신호 메시지를 주기적으로 서로 한 번씩 주고 받을 수 있다.

도 4b를 참조하면, SDN 컨트롤러(30)는 트래픽 정보를 요청하는 요청 메시지를 복수의 노드 각각으로 전송한다(S450). 복수의 노드 각각은 SDN 컨트롤러(30)로 트래픽 정보를 포함하는 Info 메시지를 복수회 전송한다(S460). SDN 컨트롤러(30)는 복수의 노드 각각으로부터 Info 메시지를 복수회 수신하면, 결정된 라우팅 정책을 포함하는 제어 신호 메시지를 전송한다(S470). 예를 들어, SDN 컨트롤러(30)는 트래픽 정보 요청 메시지를 복수의 노드 각각으로 전송한 후, 복수의 노드로부터 Info 메시지를 3회 수신한 후, 제어 신호 메시지를 복수의 노드로 한 번 전송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5에 도시된 실시예에 따른 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법은 도 2에 도시된 실시예에 따른 SDN 컨트롤러(30)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 2에 도시된 실시예에 따른 SDN 컨트롤러(30)에 관하여 이미 기술된 내용은 도 5에 도시된 실시예에 따른 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법에도 적용된다.

단계 S510에서 SDN 컨트롤러(30)의 정보 수집부(31)는 모바일 네트워크에 연결된 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집한다. 단계 S520에서 상태 예측부(32)는 수집된 트래픽 정보를 이용하여 모바일 네트워크의 미래 상태를 예측한다. 단계 S530에서 정책 결정부(33)는 예측된 미래 상태에 기초하여, 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정한다. 단계 S540에서 정책 전달부(34)는 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달한다.

도 5를 통해 설명된 일 실시예에 따른 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: e-NodeB
11: MME
12: S-GW
13: P-GW
20: Access Point
21: TWAG
30: SDN 컨트롤러
31: 정보 수집부
32: 상태 예측부
33: 정책 결정부
34: 정책 전달부

Claims

모바일 네트워크에서의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법에 있어서,
상기 모바일 네트워크에 연결된 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집하는 단계;
상기 수집된 트래픽 정보를 이용하여 상기 모바일 네트워크의 미래 상태를 예측하는 단계;
상기 예측된 미래 상태에 기초하여, 상기 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달하는 단계
를 포함하되,
상기 복수의 노드는 서로 다른 이종망에 속한 것이며, 상기 복수의 노드 각각으로 전달된 라우팅 정책을 통해 상기 서로 다른 이종망 내의 각 장비를 제어하는 것이되,
상기 미래 상태를 예측하는 단계는,
상기 수집된 트래픽 정보를 기초로, 상기 트래픽 정보의 원인이 될 수 있는 요소들에 대한 분포인 사전확률분포를 생성하는 단계,
상기 생성된 사전확률분포를 기초로, 상기 미래 상태에 대한 원인이 될 수 있는 요소들에 관한 사후확률분포를 생성하는 단계
를 포함하는 것인, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 트래픽 정보를 수집하는 단계는
상기 복수의 노드 각각으로부터 주기적으로 상기 트래픽 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것인, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 트래픽 정보를 수집하는 단계는
상기 복수의 노드 각각으로 트래픽 정보 요청을 전송하는 단계,
상기 트래픽 정보 요청에 대한 응답을 상기 복수의 노드 각각으로부터 수신하는 단계
를 포함하는 것인, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
알고리즘은 마르코프 체인(Markov Chain)인 것을 특징으로 하는, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 전달된 라우팅 정책을 상기 복수의 노드 각각이 실행하는 단계를 더 포함하는, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 방법.
모바일 네트워크에서의 SDN 기반 트래픽 데이터 제어 장치에 있어서,
상기 모바일 네트워크에 연결된 복수의 노드 각각으로부터 트래픽 정보를 수집하는 정보 수집부;
상기 수집된 트래픽 정보를 이용하여 상기 모바일 네트워크의 미래 상태를 예측하는 상태 예측부;
상기 예측된 미래 상태에 기초하여, 상기 복수의 노드의 데이터 라우팅 정책을 결정하는 정책 결정부; 및
상기 결정된 라우팅 정책을 복수의 노드 각각에게 전달하는 정책 전달부
를 포함하되,
상기 복수의 노드는 서로 다른 이종망에 속한 것이며, 상기 복수의 노드 각각으로 전달된 라우팅 정책을 통해 상기 서로 다른 이종망 내의 각 장비를 제어하는 것이되,
상기 상태 예측부는,
상기 수집된 트래픽 정보를 기초로, 상기 트래픽 정보의 원인이 될 수 있는 요소들에 대한 분포인 사전확률분포를 생성하고, 상기 생성된 사전확률분포를 기초로, 상기 미래 상태에 대한 원인이 될 수 있는 요소들에 관한 사후확률분포를 생성하는 것인, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 정보 수집부 및 상기 정책 전달부는 오픈 플로우 프로토콜(Open Flow Protocol)을 이용하여 상기 복수의 노드와 신호를 주고 받는 것을 특징으로 하는, SDN 기반 트래픽 데이터 제어 장치.
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