KR101932872B1

KR101932872B1 - 네트워크 기능들 가상화의 관리 및 오케스트레이션을 위한 방법, 디바이스, 및 프로그램

Info

Publication number: KR101932872B1
Application number: KR1020177023557A
Authority: KR
Inventors: 준이찌 고꾸라꾸지; 마요 오오히라; 히로까즈 시노자와
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2019-03-15
Also published as: CN107210957A; JP6686910B2; EP3249860A1; US10678604B2; CA2974630A1; KR20170107531A; JPWO2016117697A1; EP3249860A4; US20180004576A1; WO2016117697A1

Abstract

VNFD(VNF descriptor)에 기초하여 생성되는 인스턴스들을, 명칭에 의해, 구별할 수 있는 정보 엘리먼트를 포함하는 VNFD를 갖는 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 시스템을 제공한다. 정보 엘리먼트는 VM(virtual machine) 명칭 정보 엘리먼트를 포함하며, 이는 VM에 관련된 명명 규칙을 설명한다.

Description

네트워크 기능들 가상화의 관리 및 오케스트레이션을 위한 방법, 디바이스, 및 프로그램

(관련 출원들에 대한 상호 참조)

본 발명은 일본 특허 출원 제2015-011811호(2015년 1월 23일 출원됨)에 기초하고 그 우선권의 혜택을 주장하며, 그 개시내용은 참조로 전부가 본 명세서에 원용된다.

본 발명은 네트워크 관리 및 오케스트레이션 기술에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 네트워크 기능들 가상화(Network Functions Virtualization) 관리 및 오케스트레이션에 적용하기에 적합한 방법, 시스템, 및 프로그램에 관한 것이다.

서버 상의 하이퍼바이저(HyperVisor)와 같은 가상화 레이어(Virtualization Layer) 상에 구현되는 가상 머신(VM: Virtual Machine)에 의해, 서버의 하드웨어 리소스들(컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 기능들 등)을 가상화하는 가상화 기술을 사용하여, 네트워크 장치 등을 소프트웨어로 구현하도록 구성되는 NFV(Network Functions Virtualization) 등이 알려져 있다. NFV는, 예를 들어, MANO(Management & Orchestration) 아키텍처에 기초하여 구현된다. 도 1은, 비특허문헌 1의 23페이지 상의 도 5.1(The NFV-MANO architectural framework with reference points)로부터 인용되는 도면이다.

도 1을 참조하면, VNF(Virtualized Network Function)는 서버 상의 VM(virtual machine) 상에서 동작하는 애플리케이션 등에 대응하고, 네트워크 기능을 소프트웨어로 구현한다. VNF로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크의 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core) 상의 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway) 등이 소프트웨어(가상 머신)에 의해 구현될 수 있다. 도 1의 예에서, 예를 들어, 각각의 VNF에 대해 EM(Element Manager: 엘리먼트 관리)으로서 참조되는 관리 기능이 제공된다.

각각의 VNF의 구현 기반을 구성하는 NFVI(Network Functions Virtualization Infrastructure)는, 컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 기능들과 같은 물리 머신(서버)의 하드웨어 리소스들을 하이퍼바이저와 같은 가상화 레이어를 사용하여 가상화된 가상화 컴퓨팅, 가상화 스토리지, 가상화 네트워크 등과 같은 가상화 하드웨어 리소스들로서 유연하게 취급되게 하는 기반이다.

NFV MANO(Management & Orchestration)는 NFVO(NFV-Orchestrator), VNFM(VNF-manager), VIM(Virtualized Infrastructure Manager)을 포함한다.

NFVO(NFV-Orchestrator)는 NFVI 리소스들의 오케스트레이션 및 NS들(Network Services)의 라이프 사이클 관리(각각의 NS인스턴스의 Instantiation, Scaling, Termination, Update 등)를 수행한다. NFV-Orchestrator는 또한 NS 카탈로그(NSD/VLD/VNFFGD) 및 VNF 카탈로그(VNFD/VM 이미지들/매니페스트 파일등 등)의 관리를 수행하고, NS 인스턴스들의 저장소 및 NFVI 리소스들의 저장소를 포함한다.

VNFM(VNF-Manager)는 VNF 라이프 사이클 관리(인스턴스화, 업데이트, 쿼리, 스케일링, 종료 등) 및 이벤트 통지를 행한다.

VIM(virtualized Infrastructure Manager)은 가상화 레이어를 통해 NFVI의 제어를 수행한다(컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 리소스 관리, NFV의 구현 기반인 NFVI의 결함 모니터링, 및 리소스 정보의 모니터링 등).

OSS(Operations Support Systems)는, 예를 들어, 통신 사업자들(carriers)이 서비스들을 구축하고 관리하는데 필요한 시스템들(장치들, 소프트웨어, 및 구조들 등)에 대한 총칭이다. BSS(Business Support systems)는 통신 사업자들에 의해 이용료의 처리 및 과금과, 고객 대응 등을 위해서 사용될 정보 시스템들(장치들, 소프트웨어, 및 구조들 등)에 대한 총칭이다.

NS 카탈로그(NS catalog: 도 1에서의 NS 카탈로그)는 네트워크 서비스들의 저장소를 나타낸다. NS 카탈로그는 NS 디플로이먼트 템플릿들(NSD(Network Service Descriptor), VLD(Virtual Link Descriptor), 및 VNFFGD(VNF Forwarding Graph Descriptor))의 생성과 관리를 지원한다.

VNF 카탈로그(VNF catalog: 도 1에서의 VNF 카탈로그)는 VNF 패키지들의 저장소를 나타낸다. VNF 카탈로그는 VNFD(VNF Descriptor), 소프트웨어 이미지, 매니페스트 파일 등의 각각의 VNF 패키지의 생성과 관리를 지원한다.

NFV 인스턴스 저장소(NFV instance Repository: 도 1에서의 NFV 인스턴스들)는 모든 VNF 인스턴스들 및 네트워크 서비스 인스턴스들의 정보를 보유한다. 각각의 VNF 인스턴스 및 각각의 NS인스턴스는 각각 VNF 레코드에 의해 및 NS 레코드에 의해 표현된다. 이러한 레코드들은 각각의 인스턴스들의 라이프 사이클 동안 업데이트되어, NS 라이프 사이클 관리 조작들 및/또는 VNF 라이프 사이클 관리 조작들의 실행 결과인 변경들을 반영한다.

NFVI 리소스들 저장소(NFVI Resources Repository: 도 1에서의 NFVI 리소스들)는, 오퍼레이터의 기반 도메인들에 걸쳐 VIM에 의해 추출되는 이용 가능한/예약된/할당된 리소스들에 관한 정보를 보유한다.

도 1을 참조하면, 참조 포인트 Os-Nfvo는 OSS(Operations Support Systems)/BSS(Business Support Systems)와 NFVO 사이의 참조 포인트이며, 각각의 네트워크 서비스의 라이프 사이클 관리 요구, VNF 라이프 사이클 관리 요구, NFV와 관련된 상태 정보, 정책 관리 정보의 교환 등을 전송하는데 사용된다.

참조 포인트 Vnfm-Vi는 VNFM으로부터의 리소스 할당 요구 및 가상화 리소스 구성과 상태 정보의 교환에 사용된다.

참조 포인트 Ve-Vnfm-em은 EM과 VNFM 사이에서 VNF 인스턴스화, VNF 인스턴스 검색, VNF 인스턴스 업데이트, VNF 인스턴스 종료, VNF 인스턴스 스케일링-아웃/인, VNF 인스턴스 스케일링-업/다운, EM으로부터 VNFM으로의 구성 및 이벤트들의 전달, 및 VNFM으로부터 EM으로의 VNF에 관한 구성 및 이벤트들의 통지 등에 사용된다.

참조 포인트 Ve-Vnfm-Vnf는 VNF와 VNFM 사이에서 VNF 인스턴스화, VNF 인스턴스 검색, VNF 인스턴스 업데이트, VNF 인스턴스 종료, VNF 인스턴스 스케일링-아웃/인, VNF 인스턴스 스케일링-업/다운, VNF로부터 VNFM으로의 구성 및 이벤트들의 전달, 및 VNFM으로부터 VNF로의 VNF의 구성 및 이벤트들의 통지 등에 사용된다.

참조 포인트 Nf-Vi는 컴퓨트/스토리지 리소스, VM 리소스들 할당의 업데이트, VM 마이그레이션, VM 종료, VM들 사이의 접속의 생성 및 제거 등의 표시가 있는 VM 할당, 리소스 할당 요구에 응답하는 가상 리소스들 할당, 가상 리소스 상태 정보의 전달, 하드웨어 리소스들의 구성 및 상태의 정보 교환 등에 사용된다.

참조 포인트 Vn-Nf는 NFVI에 의해 VNF에 제공될 실행 환경을 나타낸다.

참조 포인트 Nfvo-Vnfm은 VNFM(VNF-manager)에 의한 리소스 관련 요구(확인, 예약(reservation), 할당 등) 및 VNFM으로의 구성 정보의 전달, 및 VNF 상태 정보의 수집에 사용된다.

참조 포인트 Nfvo-Vi는 NFVO로부터의 리소스 예약 요구 및 리소스 할당 요구, 및 가상 리소스의 구성 및 상태 정보의 교환에 사용된다(상세사항들에 대해서는, 비특허문헌 1이 참조될 수 있음).

도 2는, 비특허문헌 1의 40페이지 상의 도 6.2(Information elements in different context)로부터 인용된다. 인스턴스화 입력 파라미터가 입력된다.

도 2를 참조하면, 네트워크 서비스 디스크립터(Network Service Descriptor: NSD)는 NS(network service)를 구성하는 컴포넌트들을 설명하는 다른 디스크립터들을 참조하기 위한 네트워크 서비스 디플로이먼트 템플릿이다.

VNF 디스크립터(VNF Descriptor: VNFD)는 디플로이먼트 및 조작 거동 요건들의 관점에서 VNF를 설명하는 디플로이먼트 템플릿이다.

VNFD는 VNF 인스턴스화(instantiation) 및 VNF 인스턴스의 라이프 사이클 관리에서 VNFM에 의해 주로 사용된다. VNFD는 NFVO에 의해 네트워크 서비스와, NFVI 상의 가상화 리소스들의 관리 및 오케스트레이션(컴퓨터 시스템/미들웨어/서비스의 디플로이먼트/설정/관리의 자동화)에 사용된다. VNFD는 또한 NFVI 내에서 VNFC 인스턴스들 사이에, 또는, VNF 인스턴스와 다른 네트워크 기능들로의 엔드포인트 인터페이스 사이에 적절한 가상 링크들을 수립하는데 NFV-MANO에 의해 사용될 수 있는 접속성, 인터페이스 및 KPI들 요건들을 포함한다.

VNFFGD(VNF Forwarding Graph Descriptor)는 네트워크 서비스 토폴로지 또는 이러한 토폴로지의 일부를 VNF들, PNF들 및 이러한 VNF들과 PNF들을 접속하는 가상 링크들을 참조하여 설명하는 디플로이먼트 템플릿이다.

가상 링크 디스크립터(Virtual Link Descriptor: VLD)는 NFVI에 의해 사용될 수 있는 VNF들 사이의, PNF들 사이의, 그리고 NS의 엔드포인트들(endpoints) 사이의 링크들에 필요한 리소스 요건들을 설명하는 디플로이먼트 템플릿이다.

물리 네트워크 기능 디스크립터(Physical Network Function Descriptor: PNFD)는 첨부되는 물리 네트워크의 기능에 대한 가상 링크의 접속성(connectivity), 인터페이스 및 KPI들 요건들을 설명한다. PNFD는 물리 디바이스가 NS에 통합될 때 필요하게 되고, 네트워크의 추가를 용이하게 한다.

NSD, VNFFGD 및 VLD는 NS 카탈로그(도 2에서의 Network Service Catalogue)에 포함되고, VNFD는 VNF 패키지로서 VNF 카탈로그(도 2에서의 VNF Catalogue)에 포함된다.

OSS/BSS 또는 VNFM으로부터 NFVO로 NS 또는 VNF 인스턴스화 조작이 수행된다. 인스턴스화 조작의 결과로서, 새롭게 생성된 인스턴스를 나타내는 각각의 레코드가 생성된다. 예를 들어, 각각의 디스크립터에 의해 부여될 정보 및 컴포넌트 인스턴스에 관련된 추가의 런타임 정보에 기초하여 생성될 각각의 레코드는 NS(network service) 인스턴스 상태를 모델링하기 위한 데이터를 제공한다.

생성될 (NFV 인스턴스들의) 인스턴스 레코드들의 타입들로서, 예를 들어, 다음과 같은 타입들이 나열될 수 있다:

- NSR(Network Service Record);

- VNFFGR(VNFFG Record);

- VLR(Virtual Link Record);

- VNFR(VNF(Virtualized Network Function) Record); 및

- PNFR(PNF(Physical Network Function) Record).

NSR, VNFR, VNFFGR, 및 VLR의 정보 엘리먼트들은 NS 인스턴스, VNF 인스턴스, VNFFG 인스턴스, 및 VL 인스턴스의 상태들을 모델링하는데 필요한 데이터 아이템 그룹을 제공한다.

PNFR(PNF Record)은 NS의 부분인 미리 존재하는 PNF에 관련된 인스턴스를 나타내고, PNF 정보에 관한 런타임 속성들의 세트를 포함한다(NFVO에 관한 접속성을 포함함). NFV의 각각의 엘리먼트의 개요가 표들 1 및 2에 나열되는 바와 같이 요약된다.

ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf

본 발명의 발명자에 의한 분석이 이하에 주어질 것이다.

VNF, VNFC들(VNF Components) 및 VDU(Virtualization Deployment Unit) 사이의 관계의 예가 도 3을 참조하여 설명될 것이다. 도 3은 S-GW(Serving gateway)를 가상화하는 것에 의해 획득되는 VNF에서 각각의 논리 인터페이스에 대해 VNFC가 설정되는 예를 개략적으로 도시한다. 각각의 VDU는 VNF의 일부의 또는 전체의 디플로이먼트 및 조작 거동들의 설명을 지원하도록 구성되는 정보 모델에 사용되는 엔티티이다. VNF의 구현 기반을 제공하도록 구성되는 NFVI는, 하이퍼바이저와 같은 가상화 레이어 상에서 각각 가상화되는, 가상 컴퓨팅, 가상 스토리지, 및 가상 네트워크를 포함한다. 가상화 레이어 상에 가상 머신이 제공되며(가상 머신은 가상 CPU(Central Processing Unit), 가상 메모리, 가상 스토리지, 및 게스트 OS(Operating System)를 포함함), 게스트 OS 상에서 애플리케이션이 실행된다. 가상화 레이어 아래의 Compute, Storage, 및 Network는, CPU, 스토리지, 및 네트워크 인터페이스 제어기(Network Interface Controller: NIC)와 같은 하드웨어 리소스들을 개략적으로 나타낸다. Vn-Nf는 NFVI에 의해 VNF에 제공될 실행 환경을 나타낸다.

SGW가 VNF에 의해 구성되는 도 3에서, 각각의 논리 인터페이스에 대해 VNFC이 설정되고, C-Plane(Control Plane)에 관한 논리 인터페이스들 S11, Gx, 및 S5/S8-C가 하나의 VDU(VM)로서 집합적으로 정의되고, U-Plane에 관한 논리 인터페이스들 S1U, S5/S8-U, 및 S12가 하나의 VDU(VM)로서 집합적으로 정의된다. S5/S8-C에서의 C는 제어 평면(Control Plane)을 나타낸다. S1U 및 S5/S8-U에서의 U는 사용자 평면(User-plane)을 나타낸다.

EPC에서, S11은 MME와 SGW 사이의 제어 평면 인터페이스이고, S5/S8은 SGW와 PGW 사이의 사용자 평면 인터페이스이고, S1U는 eNodeB(evolved NodeB)와 코어 네트워크 사이의 인터페이스이고, Gx는 PGW와 PCRF(Policy and Charging Rules Function) 사이의 인터페이스이고, S11은, MME와 S-GW 사이의 인터페이스이고, S12는 UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)과 S-GW 사이의 인터페이스이다.

제어 신호들의 혼잡이 발생할 때, 예를 들어, S11, Gx, 및 S5/S8-C(C는 제어 평면(Control Plane)을 나타냄)에 대응하는 VM들이 추가된다(증가됨)(Scaled-out).

데이터 신호들의 혼잡이 발생할 때, S1U, 및 S5/S8-U(U는 사용자 평면(User-Plane)을 나타냄)에 대응하는 VM이 추가된다(증가됨)(Scaled-out).

도 4는 각각의 디스크립터들 사이의 논리 관계를 도시하는 도면이다(비특허문헌 1의 60페이지 상의 도 6.4로부터 인용됨). 도 4는 내부 가상 링크들(internal Virtual Links)과 외부 가상 링크들(external Virtual Links) 사이의 관계들을 도시한다. 도 4는 또한 NS(network service)에서의 VNF들, VNFC들, 및 VL들(Virtual Links) 사이의 접속 포인트들(Connection Points)의 관계들을 도시한다.

도 5는 NFV-MANO의 표준 사양에 관한 비특허문헌 1에서의 VNFD(VNF descriptor)의 구조(계층 구조, 또는 트리 구조)를 개략적으로 도시하는 도면이다(비특허문헌 1이 참조될 수 있음). 도 6은, 비특허문헌 1의 44페이지 상의 6.3.1.1(vnfd base information elements)을 인용하는 것에 의해 획득되는 도면이며, VNF를 디플로이먼트 및 조작 거동 요건들의 관점에서 설명하는 디플로이먼트 템플릿인 VNFD(VNF descriptor)의 기본 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이다.

도 6 등에서 그 타입이 리프(Leaf)인 엔트리(엘리먼트)는 트리 구조(계층 구조)의 템플릿에서의 리프(엔드 노드)를 지정하며, 다른 엘리먼트를 포함하지 않는 엘리먼트를 나타낸다. 일반적으로, 리프 엘리먼트는 비어 있는 엘리먼트 또는 텍스트이다. Element(Element Tree)는 자식 노드(ID를 가짐)를 포함한다.

트리 구조(계층 구조)의 템플릿의 루트 엘리먼트인 VNFD에 관하여, VNF에 대한 요건들 및 제약 조건들을 정의하는 다음과 같은 정보 아이템들이 VNFD로서 동일한 레이어 상에 정의된다:

VDU(Virtualized Deployment Unit);

가상 링크(Virtual Link)(0 내지 N);

접속 포인트들(Connection Points)(1 내지 N); 및

디플로이먼트 플레이버(Deployment Flavor)(1 내지 N), 여기서 N은 1보다 작지 않은 정수임.

도 7a는 표의 형태로 정의되는 VDU 기본 엘리먼트들(vdu base elements)을 도시하는 도면이다(비특허문헌 1에서의 6.3.1.2.1). VDU는, VNF를 구성하는 VDU에 대한 요건들 및 제약 조건들을 정의하는 정보로서, 하나 이상의 VNFC들을 자식 노드들로서 포함한다. VNFC의 정보 엘리먼트들이 도 7b에 도시된다(비특허문헌 1에서의 6.3.1.2.1.1이 참조될 수 있음). VNFC는 하나 이상의 접속 포인트들(Connection point)을 리프 엘리먼트들로서 포함한다. 접속 포인트(Connection point)의 정보 엘리먼트들이 도 7c에 도시된다(비특허문헌 1에서의 6.3.1.2.1.2가 참조될 수 있음).

VDU에 대해, VDU에 의해 사용될 다양한 리소스들에 대한 요건들 및 제약 조건들(예를 들어, CPU들, 가상 스위치들, 보안, 하이퍼바이저, PCIe(PCI express), 신뢰성과 가용성(reliability and availability), 및 스토리지(도 8a 참조: 비특허문헌 1에서의 6.3.1.2.10이 참조될 수 있음), 네트워크 인터페이스 등에 대한 VDU 정보)이 정의된다. 도 9a에 도시되는 바와 같이, 스토리지의 템플릿(디스크립터)은 리프 엘리먼트들로서 스토리지 요건(storage requirement), rdma(Remote Direct Memory Access)-support-bandwidth 등을 포함한다. 본 명세서에서는, 스토리지의 정보 엘리먼트들이 예로서 도시된다. CPU들, 가상 스위치들, 보안, 하이퍼바이저, PCIe(PCE express), 및 신뢰성과 가용성과 같은 정보 엘리먼트들에 관해서는 비특허문헌 1이 필요에 따라 참조될 수 있다.

도 5에서의 VNFD(VNF descriptor)에서의 가상 링크(Virtual Link), 접속 포인트(Connection Point), 디플로이먼트 플레이버(Deployment Flavor), 및 Constituent VDU에 대한 템플릿들이, 각각 도 8b, 도 8c, 도 9a, 및 도 9b에 도시된다. 가상 링크(Virtual Link), 접속 포인트(Connection Point), 디플로이먼트 플레이버(Deployment Flavor), 및 Constituent VDU에 관해서는, 비특허문헌 1에서의 6.3.1.3, 비특허문헌 1에서의 6.3.1.4, 비특허문헌 1에서의 6.3.1.5, 및 비특허문헌 1에서의 6.3.1.5.1이 참조될 수 있다.

전용 하드웨어 기반의 네트워크 기기(Network Appliance)를 사용하는 캐리어의 조작들에서는, 조작 및 관리를 간소화하기 위해 그리고 결함의 대응 부분을 결함 시에 식별하기 위해, 예를 들어, 다음과 같은 데이터가 즉각 결정될 수 있도록, 각각의 하드웨어 장치에 대해 명칭 매핑 및 관리가 수행될 수 있다:

- 어느 역사(station house)(건물);

- 통신 노드; 및

- 기능.

예를 들어, 게이트웨이, 네트워크 기기 등의 하드웨어 장치에 할당되는 명칭 "Osaka SGW001-U-Plane001"은 "Osaka building"의 SGW(service gateway) "SGW001"의 U-Plane(User-Plane) 기능 "001"을 나타낸다.

NFV 아키텍처에 대해서도 마찬가지로 유사한 필요성이 존재한다. 가상화에 의해 하드웨어가 소프트웨어로부터 분리되는 하드웨어 상에서 어떤 타입의 VNF/VNFC(VNF Component) 인스턴스 (VM: Virtual Machine)이 실행되고 있는지 관리하는 것은 중요하다(본 발명의 발명자들에 의해 발견된 것들임).

예를 들어, 도 6 등을 참조하여 설명되는 NFV에 대한 표준 사양에서는, VNFD(VNF descriptor), VDU 및 VNFC에 관하여, 각각, 도 6, 도 7a, 도 7b에 도시되는 바와 같이, 각각의 VNFD에 대해, 각각의 VDU에 대해, 그리고 각각의 VNFC에 대해 ID가 부여될 수 있다.

그러나, NFV에 대한 표준 사양의 관점에서, 명칭(VM Name)은 각각의 VM(인스턴스)에 대해 부여될 수 없다. 예를 들어, 도 6 등을 참조하여 설명되는 NFV에 대한 표준 사양에 따른 VNFD(VNF descriptor)에서는, 다음과 같은 것까지 통합하는 것이 가능하다.

- VNF에 대해 "SGW"와 같은 VNF ID가 부여될 수 있음; 및

- VNFC으로서 VNFC ID가 부여될 수 있음.

그러나, SGW들의 어떤 노드 또는 GWU(gateway unit)의 어떤 인스턴스인지는 명시될 수 없다(본 발명의 발명자들에 의해 발견된 것에 따름).

위에 언급된 표준 사양에서의 VNF 디스크립터에 관하여, 예를 들어, 자동 스케일링(scaling-out)에 대해 서버 상에 가상 머신들 VM의 추가(생성)시 복수의 VM들(virtual machines)이 생성될 때, 복수의 VM들(virtual machines)에 동일한 VNFC ID가 부여되고, 따라서 관리의 관점에서, 인스턴스들 사이의 구별이 행해질 수 없는 상황에 이르게 된다(본 발명의 발명자들에 의해 발견된 것임).

따라서, 본 발명은, 위에 언급된 문제점을 고려하여 창안되었고, 본 발명의 목적은, 관리의 관점에서, 디스크립터에 기초하여 생성되는 인스턴스의 구별을 허용하는, 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 방법, 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 시스템, 및 프로그램을 저장하는 매체를 제공하는 것이다.

본 발명에 일 양상에 따르면, 방법이 제공되며, 이는, 템플릿의 정보를 스토리지 유닛으로부터 수신하는 것; 및 템플릿의 정보에 기초하여 인스턴스를 생성하는 것- 스토리지 유닛에 저장되는 템플릿에는 인스턴스를 명칭에 의해 구별되게 하는 정보 엘리먼트가 제공됨 -을 포함한다. 인스턴스를 명칭에 의해 구별되게 하는 정보 엘리먼트는 인스턴스의 명칭에 대한 명명 규칙을 부여하는 정보 엘리먼트를 포함한다. 본 발명에 따르면, NFV(network functions virtualization) 관리 및 오케스트레이션 방법이 제공되며, 이는, 예를 들어, VNFD(VNF(Virtualized Network Function) descriptor)에서, 인스턴스의 명칭에 대한 명명 규칙을 부여하는 정보 엘리먼트를 제공하는 것- VNFD의 정보에 기초하여 생성되는 인스턴스를 명칭에 의해 구별되게 함 -을 포함한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 시스템이 제공되며, 이는, 템플릿의 정보를 스토리지 유닛으로부터 수신하는 입력 유닛; 및 템플릿의 정보에 기초하여 인스턴스를 생성하는 생성 유닛- 템플릿은 템플릿의 정보에 기초하여 생성되는 인스턴스를 명칭에 의해 구별되게 하는 정보 엘리먼트를 포함함 -을 포함한다. 인스턴스를 명칭에 의해 구별되게 하는 정보 엘리먼트는 인스턴스의 명칭에 대한 명명 규칙을 부여하는 정보 엘리먼트를 포함한다. 본 발명에 따르면, 예를 들어, 인스턴스의 명칭에 대한 명명 규칙을 부여하는 정보 엘리먼트와 함께 VNFD(VNF(Virtualized Network Function) descriptor)를 수신하는 수단 및 VNFD의 정보에 기초하여 인스턴스를 생성하는 수단을 포함하는 시스템(NFV-MANO)이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 저장되는 프로그램이 제공되며, 이는 컴퓨터로 하여금,

수신된 템플릿의 정보에 기초하여 생성되는 인스턴스를 명칭에 의해 구별되게 하는 정보 엘리먼트를 포함하는 템플릿을 스토리지 유닛으로부터 수신하는 것; 및

수신된 템플릿의 정보에 기초하여 인스턴스를 생성하는 것을 포함하는 것을 포함하는 처리를 실행하게 하도록 구성된다.

인스턴스를 명칭에 의해 구별되게 하는 정보 엘리먼트는 인스턴스의 명칭에 대한 명명 규칙을 부여하는 정보 엘리먼트를 포함한다. 본 발명에 따르면, 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 저장되는 프로그램이 제공되며, 이는 컴퓨터로 하여금, 예를 들어, 인스턴스의 명칭에 대한 명명 규칙을 부여하는 정보 엘리먼트와 함께 VNFD(VNF(Virtualized Network Function) descriptor)를 수신하는 것 및 VNFD의 정보에 기초하여 인스턴스를 생성하는 것을 포함하는 처리를 실행하게 한다. 본 발명에 따르면, 기록 매체는 이러한 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 자기 디스크 또는 반도체 메모리와 같은 비-일시적 컴퓨터 판독가능 기록 매체일 수 있다.

본 발명에 따르면, 관리의 관점에서, 템플릿(디스크립터)에 기초하여 생성되는 인스턴스의 구별이 가능하게 된다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 이점들은, 단지 본 발명을 수행하는 것으로 고려되는 최상의 모드를 도시하는 것에 의해, 본 발명의 예시적인 실시들만이 도시되고 설명되는 첨부 도면들과 함께 이하의 상세한 설명으로부터 본 분야에서의 숙련된 자들에게는 쉽게 명백해질 것이다. 이해될 바와 같이, 본 발명은 다른 상이한 실시들일 수 있고, 그 몇몇 상세사항들은 전부 본 발명을 벗어나지 않고 다양한 명백한 면들에서의 수정들일 수 있다. 따라서, 도면 및 설명은 제한적인 것으로서가 아니라 본질적으로 예시적인 것으로서 고려되어야 한다.

도 1은 NFV 아키텍처의 NFV-MANO를 도시하는 도면이다(비특허문헌 1에서의 도 5.1로부터 인용됨).
도 2는 비특허문헌에 따른 템플릿들 및 인스턴스 레코드들을 도시하는 도면이다(비특허문헌 1에서의 도 6.2로부터 인용됨).
도 3은 VNF, VNFC들, 및 VDU들 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 디스크립터들 사이의 논리 관계를 개략적으로 도시하는 도면이다(비특허문헌 1에서의 도 6.4로부터 인용됨).
도 5는 vnfd(VNF descriptor)의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 vnfd(VNF descriptor)의 표에서의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이다(비특허문헌 1에서의 6.3.1.1로부터 인용됨).
도 7a는 VDU의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이고, 도 7b는 VNFC의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이며, 도 7c는 Connection point의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이다(도 7a 내지 도 7c는 비특허문헌 1에서의 6.3.1.2.1, 6.3.1.2.1.1, 및 6.3.1.2.1.2로부터 각각 인용됨).
도 8a는 스토리지에 관련된 VDU 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이고, 도 8b는 각각의 VNF 내부 가상 링크의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이며, 도 8c는 접속 포인트들의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이다(도 8a 내지 도 8c는 비특허문헌 1에서의 6.3.1.2.10로부터 각각 인용됨).
도 9a는 디플로이먼트 플레이버(Deployment Flavor)의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이고, 도 9b는 각각의 구성 VDU의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이다(도 9a 및 도 9b는 비특허문헌 1에서의 6.3.1.5 및 6.3.1.5.1로부터 각각 인용됨).
도 10은 예시적인 실시예에서의 vnfd(VNF descriptor)의 정보 엘리먼트들을 도시하는 도면이다.
도 11은 예시적인 실시예에서의 vnfd(VNF descriptor)의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 예시적인 실시예에서의 VM들의 스케일링-아웃의 예를 도시하는 도면이다.
도 13은 예시적인 실시예에서의 디스크립터를 처리하도록 구성되는 NFV-MANO를 도시하는 도면이다.

일부 예시적인 실시예들 중 하나에 따르면, VNFD(VNF(Virtualized Network Function) descriptor)는, 예를 들어, ID(identifier) 및 VDU(Virtualized Deployment Unit)의 정보 엘리먼트들과 동일한 레이어 상에(VNFD 루트 바로 아래에) VM(virtual machine)에 대한 명명 규칙을 설명하는 VM 명칭의 엔트리(정보 엘리먼트들)을 포함한다. 디스크립터에 기초하여 생성되는 인스턴스(VM(virtual machine) 등)는 명칭에 의해 구별될 수 있다. 이것은 관리의 관점에서 인스턴스들(VM 등) 사이의 구별을 가능하게 한다.

위에 설명된 바와 같이, NFV에 대한 표준 사양에서는, VNFD, VDU 및 VNFC에 대해, 각각, 도 6, 도 7a, 및 도 7b에서 도시되는 바와 같이, VNFD에 대해, VDU에 대해, 그리고 VNFC에 대해 ID가 부여될 수 있다. 그러나, 예를 들어, VM(인스턴스)에 대해 명칭이 부여될 수 없고, 그 결과, 예를 들어, 혼잡(VM의 능력을 초과한 부하로 인한 처리 혼잡), 결함 등이 발생하고, 스케일링-아웃(VM의 추가 등)이 수행될 때, 관리의 관점에서, VM들(인스턴스들) 사이의 구별이 행해질 수 없다. VNF 또는 VDU의 경우에도 마찬가지로 유사한 문제점이 발생할 수 있다.

이러한 타입의 문제점을 해결하기 위해, 본 예시적인 실시예에 따르면, 예를 들어, 도 10에 도시되는 바와 같이, VNFD(VDN descriptor)에서, 예를 들어, 루트 바로 아래의 레이어 상에 위치되는 식별자(ID(identifier)), 벤더(Vendor), 버전(Version), 및 VDU와 같은 엔트리들과 동일한 레이어 상에, 예를 들어, VM 명칭에 대한 명명 규칙을 부여하는 정보 엘리먼트(VM 명칭)가 리프의 타입(Leaf)으로서 제공된다.

도 11은 도 10에 도시되는 예시적인 실시예에서의 VNF 디스크립터의 구조를 도시하는 도면이며, 위에 설명된 도 5에 대응한다.

도 11을 참조하면, vnfd(VNF descriptor)는, vdu, Virtual Link, Connection Points, 및 Deployment Flavor와 동일한 레이어 상에, 1 내지 N개의(N은 1이상의 정수임) 가상 머신 명칭들(VM names)의 정보 엘리먼트들(엔트리들)을 포함한다. 이러한 정보 엘리먼트들(VM names)은 VNF 디스크립터의 구조에서의 엔드 노드들(Leaves)로서 접속된다. NNFV-MANO(도 2 참조)는, 인스턴스화 조작을 사용하여, 디스크립터에서 VM에 대한 VM 명칭의 명명 규칙에 기초하여 각각의 VM 명칭을 생성한다.

도 12는 본 예시적인 실시예의 구체적인 예를 도시하는 도면이다. 도 12는 물리 머신 PM(Physical Machine), 가상 머신 VM(Virtual Machine), 및 가상 머신 상의 애플리케이션(APL)의 각각의 명칭들(물리 서버 명칭, VDU 명칭, 논리 노드 명칭)을 도시하며, 스케일링-아웃(2대의 서버들이 추가됨) 전과 후의 서버들에 대응한다. 다음은 서버 장치에서, 결함, 혼잡 등의 검출 결과로서, NFV-MANO가 자동 스케일-아웃을 실행하는 경우를 설명하며, 이는,

물리 서버 명칭: PM01,

VDU 명칭: OsakaSGW001 U-Plane001, 및

논리 노드 명칭: OsakaSGW001 U-Plane001을 포함한다.

추가될 2대의 서버들 중 1대는, 물리 서버 명칭: PM02 및 OsakaSGW001 U-Plane002의 VM 명칭(VDU 명칭)을 갖는 것이다. 추가될 2대의 서버들 중 나머지는

물리 서버 명칭: PM03 및

OsakaSGW001 U-Plane003의 VM 명칭(VDU 명칭)을 갖는 것이다.

이러한 VM 명칭들은, VM에 대한 명명 규칙을 정의한 VM 명칭의 정보 엘리먼트(VM names)의 설명에 따라, NFV-MANO에 의한 인스턴스화에 의해 인스턴스 명칭(VDU name)으로서 각각 생성된다.

예를 들어, VNF 디스크립터의 VM 명칭의 정보 엘리먼트(VM name)에 설정되는 VM에 대한 명명 규칙은 "OsakaSGW001 U-Plane” && ”++integer-value”로 설정된다. 다음으로, integer-value의 초기값이 0으로 설정된다. 인스턴스화시에, 예를 들어, 규칙에서의 "++integer-value”로 인해 "Osaka SGW001 U-Plane"의 문자열(character string)을 뒤따르는 "integer-value"가 자동-증분되고(1만큼 자동으로 증가됨), 그 결과인 정수 값은 3개의 십진수들의 문자열로 변환되며("002" 등), "002"의 문자열은 연산자 "&&"을 사용하여 "OsakaSGW001 U-Plane"의 문자열로 연관되며, 그렇게 함으로써 "OsakaSGW001 U-Plane002"의 VDU 명칭이 생성되는 등이다.

따라서, "OsakaSGW001 U-Plane002" 및 "OsakaSGW001 U-Plane003"의 명칭들은 자동 스케일링(auto-scale V-MANO)에 의해 추가되는 제2 및 제3 VM들에 각각 할당된다. 즉, 본 예시적인 실시예에 따르면, 관리의 관점에서 구별이 행해질 수 있다.

명령 규칙의 "++integer-value"에서의 연산자 ++은 자동 증대에 대한 명명 규칙의 예들 사이의 가장 간단한 예로서 부여된다(명령 규칙의 신택스는 임의임). 물론, 본 발명이 이러한 명명 규칙에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, "OsakaSGW001 U-Plane" ++integer-value"" 대신에, 명명 규칙의 인수(변수)로서 "Osaka"의 필드 대신에 "building name"의 텍스트 코드를 삽입하라는 명령어가 내장될 수 있다. 오케스트레이션이 수행될 때, 예를 들어, NFVO는 리소스들(resources)이 충분한 건물 등을 선택할 수 있다. 그 경우, "building name"을 자동 삽입하라는 명령어가 명명 규칙으로 명시되고, NFVO가 오케스트레이션시 관리하는 NFVI 및 VNF의 저장소 정보를 참조하는 것에 의해 NFVO가 VM 명칭(VDU 명칭)을 부여하도록 정리될 수 있다.

도 13은 도 10 및 도 11을 참조하여 설명된 본 예시적인 실시예에서의 vnfd(VNF descriptor)를 로딩하여 NFV 인스턴스를 생성하는 처리를 실행하도록 구성되는 (도 2에서의) NFV-MANO를 도시하는 도면이다. 이러한 프로세스는 NFV-MANO의 NFVO 또는 VFNM 등에서 프로그램으로서 구현될 수 있다. 이러한 경우에, NFV-MANO의 NFVO 또는 VNFM 등을 구성하는, 도시되지 않은, 프로세서(CPU(Central Processing Unit))는, 반도체 메모리 또는 HDD(Hard Disk Drive) 등에 저장되는 프로그램을 주 메모리에 로딩하고, 프로그램을 실행하며, 그렇게 함으로써 스토리지 유닛으로부터의 VNF 디스크립터 로딩 프로세스 및 NFV 인스턴스 생성 프로세스를 구현한다.

NFV-MANO(100)는, 도 10등에 도시되는 본 예시적인 실시예서 vnfd(VNF descriptor)(VM name의 정보 엘리먼트를 포함함)를 수신하도록 구성되는 디스크립터 입력 유닛(101), 인스턴스화 입력 파라미터를 수신하도록 구성되는 인스턴스화 입력 파라미터 입력 유닛(102), 인스턴스화 조작을 실행하도록 구성되는 인스턴스화 실행 유닛(103), 및 인스턴스 레코드를 출력하도록 구성되는 인스턴스 레코드 출력 유닛(104)을 포함한다. 인스턴스 레코드 및 데이터는 인스턴스 레코드 스토리지 유닛(112)에 저장된다.

예를 들어, OSS/BSS 또는 VNFM으로부터 NFVO로, NS(Network Service) 또는 VNF 인스턴스화 조작이 실행된다. 인스턴스화 입력 파라미터는, 예를 들어, 네트워크 서비스 NS 또는 VNF를 구체적인 인스턴스화에 커스터마이징하는데 사용된다. 인스턴스화 입력 파라미터로서, 사용될 디플로이먼트 플레이버(Deployment Flavor)를 식별하기 위한 정보, 및 인스턴스화 조작에 의해 통합될 VNF 및 PNF가 참조된다. 인스턴스화 실행 유닛(103)은 새롭게 생성된 인스턴스를 나타내는 레코드들(NSR, VNFR, VLR, VNFFGR 등)을 생성한다. 각각의 디스크립터에 의해 부여되는 정보 및 컴포넌트 인스턴스에 관련된 추가의 런타임 정보에 기초하여 생성되는 각각의 레코드는, NS(network service) 인스턴스, VNF 인스턴스, VNFFG 인스턴스, 또는 VL(Virtual Link) 인스턴스의 상태를 모델링하는데 필요한 데이터 그룹을 제공한다. 생성된 복수의 VM들(VDU들)과 같은 인스턴스들 사이의 구별은 (VDU 명칭들과 같은) 명칭들에 의해 행해질 수 있다.

위에 언급된 예시적인 실시예에서는, 예로서, 디스크립터의 정보 등에 기초하여 인스턴스화되는 VM들(virtual machines)을 사용하여 설명이 주어졌다. 마찬가지로 VNF, VNFC 및 VDU에 대해, 생성될 인스턴스와 관련될 명칭(명명 규칙)을 설정하기 위한 정보 엘리먼트를 포함하는 것에 의해, 디스크립터에 기초하여 생성되는 인스턴스들(VNF, VNFC, 및 VDU) 사이의 구별이 관리의 관점에서 가능하게 된다.

위에 열거된 비특허문헌의 각각의 개시내용이 본 명세서에서 참조로 원용된다. 본 발명의 전체 개시내용(청구범위를 포함함)의 범위 내에서 그리고 본 발명의 기본적 기술 개념에 기초하여, 각각의 예시적인 실시예 또는 각각의 예의 수정 및 조절이 가능하다. 본 발명의 청구범위의 범위 내에서 다양한 개시된 엘리먼트들(각각의 청구항에서의 각각의 엘리먼트, 각각의 예에서의 각각의 엘리먼트, 각각의 도면에서의 각각의 엘리먼트 등을 포함함)의 다양한 조합들 및 선택들이 가능하다. 즉, 본 발명은, 청구범위 및 기술적 개념을 포함하는 전체 개시내용에 따라 관련분야에서의 숙련된 자들에 의해 행해질 수 있는 다양한 변형들 및 수정들을 포함한다.

삭제

Claims

네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 방법으로서,
복수의 VM(Virtual Machine) 인스턴스에 대하여 공통으로 적용되고, 상기 복수의 VM 인스턴스에 할당되는 복수의 명칭을 가변으로 생성하기 위해 이용되는 명명 규칙을 포함하는 정보 엘리먼트를 포함하는 VNFD(VNF(Virtualized Network Function) descriptor)를 스토리지 유닛으로부터 수신하는 단계; 및
상기 VNFD에 포함되고 복수의 VM 인스턴스에 공통으로 적용되는 상기 명명 규칙에 기초하여, 명칭으로 구별 가능한 복수의 VM 인스턴스를 생성하는 단계
를 포함하는 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 방법.
제1항에 있어서,
상기 정보 엘리먼트의 명명 규칙은, 변수와, 상기 변수에 대하여 연산을 행하여 복수의 VM 인스턴스에 대하여 서로 상이한 값을 규칙적으로 생성하는 연산자를 포함하고, 상기 복수의 VM 인스턴스에 할당되는 복수의 명칭에는, 상기 복수의 상이한 값이 각각 포함되는, 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 VNFD의 ID(Identifier) 및 VDU(Virtualized Deployment Unit)의 정보 엘리먼트들과 동일한 레이어 상에, 명명 규칙을 설명하는 VM 명칭의 정보 엘리먼트를 제공하는, 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 방법.
네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 시스템으로서,
복수의 VM 인스턴스에 대하여 공통으로 적용되고, 상기 복수의 VM 인스턴스에 할당되는 복수의 명칭을 가변으로 생성하기 위해 이용되는 명명 규칙을 포함하는 정보 엘리먼트를 포함하는 VNFD(VNF(Virtualized Network Function) descriptor)를 스토리지 유닛으로부터 수신하는 입력 유닛; 및
상기 VNFD에 포함되고 복수의 VM 인스턴스에 공통으로 적용되는 상기 명명 규칙에 기초하여, 명칭으로 구별 가능한 복수의 VM 인스턴스를 생성하는 생성 유닛
을 포함하는 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 시스템.
제4항에 있어서,
상기 정보 엘리먼트의 명명 규칙은, 변수와, 상기 변수에 대하여 연산을 행하여 복수의 VM 인스턴스에 대하여 서로 상이한 값을 규칙적으로 생성하는 연산자를 포함하고, 상기 복수의 VM 인스턴스에 할당되는 복수의 명칭에는, 상기 복수의 상이한 값이 각각 포함되는, 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 시스템.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 VNFD에 있어서, 상기 VNFD의 ID(Identifier) 및 VDU(Virtualized Deployment Unit)의 정보 엘리먼트들과 동일한 레이어 상에, 상기 명명 규칙을 설명하는 VM 명칭의 정보 엘리먼트가 제공되는, 네트워크 기능들 가상화 관리 및 오케스트레이션 시스템.
컴퓨터 판독가능 기록 매체에 저장되는 프로그램으로서,
복수의 VM 인스턴스에 대하여 공통으로 적용되고, 상기 복수의 VM 인스턴스에 할당되는 복수의 명칭을 가변으로 생성하기 위해 이용되는 명명 규칙을 포함하는 정보 엘리먼트를 포함하는 VNFD(VNF(Virtualized Network Function) descriptor)를 스토리지 유닛으로부터 수신하는 것; 및
상기 VNFD에 포함되고 복수의 VM 인스턴스에 공통으로 적용되는 상기 명명 규칙에 기초하여, 명칭으로 구별 가능한 복수의 VM 인스턴스를 생성하는 것
을 포함하는 처리를 컴퓨터로 하여금 실행하게 하도록 구성되는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 저장되는 프로그램.
제7항에 있어서,
상기 정보 엘리먼트의 명명 규칙은, 변수와, 상기 변수에 대하여 연산을 행하여 복수의 VM 인스턴스에 대하여 서로 상이한 값을 규칙적으로 생성하는 연산자를 포함하고, 상기 복수의 VM 인스턴스에 할당되는 복수의 명칭에는, 상기 복수의 상이한 값이 각각 포함되는 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 저장되는 프로그램.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 VNFD에 있어서, ID 및 VDU(Virtualized Deployment Unit)의 정보 엘리먼트들과 동일한 레이어 상에, 상기 명명 규칙을 설명하는 VM 명칭의 정보 엘리먼트가 제공되는, 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 저장되는 프로그램.
삭제
삭제
삭제