KR101967379B1 - Sdn 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법 및 장치 - Google Patents

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띠엔 중 응웬
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 SDN컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법방법은 상기 SDN 컨트롤러에 의하여 운영되는 제 1 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청(Router Solicitation) 메시지를 수신하는 단계; 상기 모바일 노드에 의하여 상기 라우터 접속 요청 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부(prefix)를 할당하는 단계; 상기 할당된 접두부 정보를 상기 모바일 노드 별로 BCE(Binding cache entry)에 저장하는 단계; 상기 플로우 유형에 대한 정보가 SDN 컨트롤러에 등록되었음을 확인하는 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지를 상기 제 1 AP를 통해 상기 모바일 노드에 전송하는 단계 및 상기 모바일 노드에서 전송되는 플로우를 상기 BCE에 저장된 접두부 정보에 따라 목적지 노드로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 라우터 접속 요청 메시지에는 상기 모바일 노드가 기록한 플로우의 세션 유지가 불필요한 제 1 유형, 플로우의 세션 유지가 필요한 제 2 유형 또는 플로우의 IP가 고정되는 제 3 유형을 구분하는 정보가 기록되고, 상기 접두부를 할당하는 단계는 상기 제 1 유형 및 제 3 유형의 플로우에 대하여 제 1 접두부를 할당하고, 상기 제 2 유형의 플로우에 대하여 제 2 접두부를 할당하는 것이다.

Description

SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING MOBILE NODE OF SDN CONTROLLER}
본 발명은 모바일 노드에서 사용하는 플로우의 유형을 구별하여 SDN 기반의 네트워크를 보다 유연학 관리할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 네트워크를 사용하는 단말의 수가 점점 증가함에 따라 단말이 사용하는 서비스도 다양해지고 있다. 이러한 환경에서 사용자는 높은 품질의 서비스를 안정적으로 제공하길 원하고 있다.
단말이 이동하지 않는 환경에서는 서비스를 안정적으로 제공할 수 있지만, 단말이 핸드오버를 수행하는 경우 일시적으로 액세스 포인트(access point; AP)와 연결이 끊기기 때문에 지속적인 서비스 제공에 어려움이 있다.
특히 실시간 서비스의 경우 서비스 끊김은 사용자에게 큰 불편을 야기하기 때문에 QoE(Quality of experience) 개선을 위한 서비스별 차별화된 이동성 관리가 필요하다.
SDN(Software Defined Network) 환경에서 IP 이동성은 단말에서 발생한 플로우에 대한 경로를 컨트롤러에서 재계산 및 설정을 해야 한다. 컨트롤러가 재계산 및 설정하는 부분에서는 시그널링 비용(Signaling cost)과 핸드오버 지연(Handover delay)를 초래한다. 특히 핸드오버 지연은 단말에서의 활성화된 플로우의 수에 직접 비례하기 때문에 플로우가 많아질수록 시그널링 비용과 핸드오버 지연이 증가할 수 밖에 없는 문제점이 발생한다.
대한민국 공개특허 제 2014-0088379 호(발명의 명칭: 무선 통신 시스템에서 이동국의 이동성을 지원하는 방법)
본 발명의 일 실시예는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모바일 노드에서 사용하는 플로우를 이동성 요구사항에 따라 구별하고, 플로우 유형에 대한 정보를 RS 메시지에 포함함으로써 SDN 컨트롤러가 플로우 유형의 정보에 기초하여 이동성을 필요로 하는 플로우에 대한 핸드오버를 우선적으로 수행할 수 있는 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 측면에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법은 SDN(Software-Defined Networking ) 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법에 있어서, 상기 SDN 컨트롤러에 의하여 운영되는 제 1 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청(Router Solicitation) 메시지를 수신하는 단계; 상기 모바일 노드에 의하여 상기 라우터 접속 요청 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부(prefix)를 할당하는 단계; 상기 할당된 접두부 정보를 상기 모바일 노드 별로 BCE(Binding cache entry)에 저장하는 단계; 상기 플로우 유형에 대한 정보가 SDN 컨트롤러에 등록되었음을 확인하는 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지를 상기 제 1 AP를 통해 상기 모바일 노드에 전송하는 단계 및 상기 모바일 노드에서 전송되는 플로우를 상기 BCE에 저장된 접두부 정보에 따라 목적지 노드로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 라우터 접속 요청 메시지에는 상기 모바일 노드가 기록한 플로우의 세션 유지가 불필요한 제 1 유형, 플로우의 세션 유지가 필요한 제 2 유형 또는 플로우의 IP가 고정되는 제 3 유형을 구분하는 정보가 기록되고, 상기 접두부를 할당하는 단계는 상기 제 1 유형 및 제 3 유형의 플로우에 대하여 제 1 접두부를 할당하고, 상기 제 2 유형의 플로우에 대하여 제 2 접두부를 할당하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치는, SDN(Software-Defined Networking ) 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치에 있어서, SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하기 위한 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 의해, 상기 SDN 컨트롤러에 의해 운영되는 제1 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청(Router Solicitation) 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부를 할당하고, 상기 할당된 접두부 정보를 모바일 노드별로 BCE(Binding Cache Entry)에 저장하며, 상기 플로우 유형에 대한 정보가 등록되었음을 알리는 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지를 상기 제1 AP를 통해 상기 모바일 노드로 전송하고, 상기 모바일 노드에서 전송되는 플로우를 상기 BCE에 저장된 접두부 정보에 따라 목적지 노드로 전송하되, 상기 라우터 접속 요청 메시지에는 상기 모바일 노드가 기록한 플로우의 세션 유지가 불필요한 제 1 유형, 플로우의 세션 유지가 필요한 제 2 유형 또는 플로우의 IP가 고정되는 제 3 유형을 구분하는 정보가 기록되고, 상기 프로세서는 상기 제 1 유형 및 제 3 유형의 플로우에 대하여 제 1 접두부를 할당하고, 상기 제 2 유형의 플로우에 대하여 제 2 접두부를 할당하는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 플로우의 유형을 세션 유지의 필요성, IP 고정성 등에 따라 구별한 후 RS 메시지에 플로우 유형에 대한 정보를 추가함으로써 SDN 컨트롤러는 플로우 유형에 대한 정보를 등록한 후 세션 유지가 필요한 플로우에 대한 핸드오버를 우선적으로 수행할 수 있다.
따라서, SDN 컨트롤러는 지연을 견디지 못하고 세션 연속성을 요구하는 플로우만을 우선적으로 처리하여 시그널링 비용 및 핸드오버 지연을 감소시킬 수 있고, 기존의 SDN 기반의 네트워크에 비해 더 유연한 관리를 수행할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 노드 등록 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 도 4에 의한BCE의 업데이트 상태를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 단말에서 다른 유형의 플로우를 사용하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7는 도 6에 의한BCE의 업데이트 상태를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 단말에서 동일 유형의 플로우를 사용하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 도 8에 의한BCE의 업데이트 상태를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법에서 핸드오버 과정을 설명하는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 노드의 핸드 오버 과정을 설명하는 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. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 도면을 참고하여 설명하면서, 같은 명칭으로 나타낸 구성일지라도 도면에 따라 도면 번호가 달라질 수 있고, 도면 번호는 설명의 편의를 위해 기재된 것에 불과하고 해당 도면 번호에 의해 각 구성의 개념, 특징, 기능 또는 효과가 제한 해석되는 것은 아니다.
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.
본 명세서에 있어서 ‘부(部)’ 또는 ‘모듈’이란, 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함하며, 하나의 유닛이 둘 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 둘 이상의 유닛이 하나의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 제시하는 방법은 SDN 기반 네트워크 환경에서 동작하며, 전체 시스템은 SDN 컨트롤러, 오픈플로우 앤에이블 스위치(OpenFlow-enabled switch)들과 AP들을 포함한다.
SDN 컨트롤러는 온-디맨드 모듈 어플리케이션(On-Demand Module Application)과 연동하여 모바일 노드에서 사용하는 플로우 유형을 구별하여 네트워크를 보다 유연하게 관리할 수 있다. 온-디맨드 모듈 어플리케이션은 관리 모듈, 경로설정 모듈, BCE(Binding Cache Entry) 모듈 및 접두부 할당 모듈을 포함한다.
먼저, 관리 모듈은 모바일 노드가 SDN 도메인에 접근시, 모바일 노드(mobile node, MN)의 연결을 감지한 후 이동 내용을 결정한다. 이때, 관리 모듈은 라우터 접속 요청(Rputer Solicitation, RS) 메시지를 이용하여 모바일 노드의 연결을 감지하고, 모바일 노드가 감지되면 이동성 여부에 따라 해당 모듈에 메시지를 전송한 후에 라우터 광고(Router Advertisement, RA) 메시지를 생성하여 모바일 노드에 알려준다.
경로설정 모듈은 모바일 노드와 목적지 노드간의 현재 경로에 위치한 스위치 정보를 이용하여 플로우 유형에 대한 정보에 따라 경로를 선택한다. BCE 모듈은 모바일 노드의 정보를 저장하고, 모바일 노드에서 사용하고 있는 플로우를 구별하기 위해 기존의 BCE를 확장하여 사용하는데 이는 도 5, 도 7 및 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
접두부 할당 모듈은 모바일 노드에서 사용하는 플로우마다 각기 다른 접두부(prefix)를 할당하여 플로우를 구별할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 플로우를 크게 세가지 유형으로 구분하는데, 플로우의 세션 유지가 불필요한 비실시간 서비스(Non-persistent)인 제1 유형, 플로우의 세션 유지가 필요하며 이동성이 요구되는 실시간 서비스(Session-lasting)인 제2 유형, IP 주소가 항상 유효한 상태로 유지되어야 하는 고정(Fixed) 형태의 제3 유형으로 구분한다. 접두부 할당 모듈은 제1 유형 및 제3 유형의 플로우에 대해 제1 접두부를 할당하고, 지연을 견디지 못하고 세션 연속성을 요구하는 제2 유형의 플로우에 대해 제2 접두부를 할당할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치(100)는 통신 모듈(110), 메모리(120), 프로세서(130) 및 데이터베이스(140)를 포함한다.
상세히, 통신 모듈(110)은 통신망과 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치(100)와 사용자 단말, 즉 모바일 노드 간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공한다. 나아가, 통신 모듈(110)은 모바일 노드로부터 데이터 요청을 수신하고, 이에 대한 응답으로서 데이터를 송신하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 통신 모듈(110)은 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.
메모리(120)는 SDN컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된다. 또한, 프로세서(130)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 여기서, 메모리(120)는 휘발성 저장 매체(volatile storage media) 또는 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(130)는 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법을 제공하는 전체 과정을 제어한다. 프로세서(130)가 수행하는 각 단계에 대해서는 도 3과 도 10을 참조하여 후술하기로 한다.
여기서, 프로세서(130)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터베이스(140)는 SDN 컨트롤러가 모바일 노드관리 방법을 수행하면서 누적되는 데이터가 저장된다.
예컨대, 데이터베이스(140)에는 모바일 노드 식별자, 모바일 노드가 접속된 AP의 식별자, 각 플로우 유형에 대한 정보 등이 저장될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법을 도시한 순서도이다.
도 3을 참고하면, SDN 컨트롤러는 자신이 운영하는 제1 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청(Rputer Solicitation, RS) 메시지를 수신한다(S310) .이때, 일반적인RS 메시지에는 코드 필드가 바이트 형태로 ‘0000’으로 정의되어있지만, 본 발명의 실시예에 따른 RS 메시지는 코드 필드에 플로우 유형에 대한 정보를 정의하여 변경한다. 예를 들어, RS 메시지의 코드 필드에 제1 유형은 Flow1=0001, 제2 유형은 Flow2=0002, 제3 유형은 Flow3=0003으로 각각 정의되고, 모바일 노드가 플로우 유형에 대한 정보를 기록한다.
SDN 컨트롤러는 RS 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 접두부를 할당한다(S320). 이때, SDN 컨트롤러는 제1 유형 및 제3 유형의 플로우에 대해 제1 접두부를 할당하고, 제2 유형의 플로우에 대해 제2 접두부를 할당한다.
SDN 컨트롤러는 단계(S320) 를 통해 할당된 접두부 정보를 모바일 노드별로 BC E에 저장한다.(S330) SDN 컨트롤러는 플로우 유형에 대한 정보가 등록되었음을 확인하는 RA 메시지를 제 1 AP를 통해 모바일 노드에 전송한다(S340). 이때, RA 메시지는 RS 메시지와 동일하게 코드 필드에 플로우 유형에 대한 정보를 정의하여 전송된다.
SDN 컨트롤러는 모바일 노드에서 전송되는 플로우를 BCE에 저장된 접두부 정보에 따라 목적지 노드로 전송한다(S350). 즉, 플로우가 제1 AP로 전송됨에 따라 제 1 AP가 SDN 컨트롤러로 전송되는 패킷 인 메시지를 수신하고, SDN 컨트롤러가 플로우의 전송 경로를 설정하며, 전송 경로에 위치하는 스위치의 동작을 설정하면 해당 플로우는 제 1AP 및 설정된 스위치를 경유하여 목적지 노드로 전송되는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 노드 등록 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 도 4에 의한BCE의 업데이트 상태를 설명하는 도면이다.
도 4를 참고하면, 모바일 노드(MN)에서 사용하는 플로우가 제1 유형의 플로우인 경우에, 모바일 노드는 RS 메시지에 Flow1의 정보를 추가하여 제1 AP(AP1)를 통해 SDN 컨트롤러로 전송한다.
SDN 컨트롤러의 관리 모듈은 RS 메시지를 통해 모바일 노드의 연결을 감지하고, 접두부 할당 모듈에 RS 메시지를 전송한다. 접두부 할당 모듈은 RS 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보가 제1 유형이므로, 제1 접두부(Ip6prefix1)를 할당한 후 이를 BCE 모듈에 전송하고, BCE 모듈은 접두부 할당 모듈에서 할당된 접두부 정보를 BCE에 저장한다.
BCE 모듈은 호스트 식별자(HostID), AP의 식별자(AP ID), 접두부(Prefix1, Prefix2), 플로우 유형에 대한 정보(Flow1, Flow2, Flow3)를 BCE에저장한다. BCE 모듈은 모바일 노드에서 전송되는 플로우가 제1 유형이므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 호스트 식별자(Hostid), AP의 식별자(Devicedid), 제1 접두부(Ip6prefix1), 제1 접두부를 사용하는 플로우에 대한 정보(Flow1)를 업데이트하여 저장한다.
관리 모듈은 해당 플로우 유형에 대한 정보가 SDN 컨트롤러에 등록되었음을 확인하는 RA 메시지를 생성하여 모바일 노드에 전송한다.
SDN 컨트롤러는 모바일 노드에서 전송되는 플로우(Flow1)를 BCE에 저장된 접두부 정보(Ip6prefix1)에 따라 목적지 노드 CN1으로 전송한다.
한편, 모바일 노드에서 제1 AP를 통해 전송되는 Flow1을 목적지 노드 CN1으로 전송하는 동시에 동일한 모바일 노드에서 다른 유형 또는 동일 유형의 플로우, 즉 Flow2 또는 Flow3를 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 단말에서 다른 유형의 플로우를 사용하는 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 7는 도 6에 의한BCE의 업데이트 상태를 설명하는 도면이다.
도 6을 참고하면, SDN 컨트롤러는 모바일 노드에서 제1 AP를 통해 전송되는 Flow1을 목적지 노드 CN1으로 전송하고, 제1 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 RS 메시지를 수신한다.
SDN 컨트롤러는 도 6에서 설명한 동작 과정과 동일하게 RS 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 접두부를 할당하고, 할당된 접두부 정보를 BCE에 저장한다. 예를 들어, 모바일 노드에서 메신저 기능을 이용하면서 스트리밍 동영상을 이용할 수 있다. 이 경우, 메신저 기능에 대한 플로우 유형은 세션 유지가 불필요한 제1 유형이고, 스트리밍 동영상에 대한 플로우 유형은 세션 유지가 필요한 제2 유형이 될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, SDN 컨트롤러는 도 5의 BCE 상태에서 제2 접두부(Ip6prefix2), 제2 접두부를 사용하는 플로우에 대한 정보(Flow2)를 업데이트하여 저장한다.
SDN 컨트롤러는 제1 AP를 통해 모바일 노드로 RA 메시지를 전송하고, BCE에 저장된 제2 접두부 정보에 따라 모바일 노드에서 전송되는 Flow2를 제1 AP를 통해 목적니 노드 CN 2에 전송한다.
이와 같이, 단말에서 제1 유형의 플로우가 생성된 후에 동일한 단말에서 제2 유형의 플로우를 이용할 수 있어 SDN 기반의 네트워크를 보다 유연하게 관리할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 단말에서 동일 유형의 플로우를 사용하는 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 도 8에 의한BCE의 업데이트 상태를 설명하는 도면이다.
도 8을 참고하면, SDN 컨트롤러는 모바일 노드에서 제1 AP를 통해 전송되는 Flow1을 목적지 노드인 CN1으로 전송하고, Flow2를 CN2로 전송하는데 이러한 과정 중에 Flow1의 유형과 동일한 유형인 Flow3가 수신될 수 있다. 예를 들어, 모바일 노드에서 메신저 기능 및 인터넷 검색을 이용하면서 스트리밍 동영상을 이용할 수 있다. 이 경우에, 메신저 기능에 대한 플로우 유형은 세션 유지가 불필요한 제1 유형이고, 스트리밍 동영상에 대한 플로우 유형은 세션 유지가 필요한 제2 유형이며, 인터넷 검색에 대한 플로우 유형은 IP가 고정된 제3 유형이 될 수 있다.
SDN 컨트롤러는 Flow1을 설정하는 과정에서 제1 접두부(Ip6prefix1)를 할당받은 상태이므로, 제3 유형의 플로우인 Flow3에 대한 접두부를 할당받는 과정을 생략할 수 있다.
따라서, 모바일 노드는 접두부 할당 과정없이SDN 컨트롤러에 패킷인 메시지를 전송하고, SDN 컨트롤러는 목적지 노드의 주소를 포함하는 응답 메시지를 패킷아웃 메시지(packet out message)의 형태로 제1 AP에 전송한다. 따라서 SDN 컨트롤러는 모바일 노드로부터 전송되는 Flow3를 목적지 노드인 CN3로 전송한다.
도 9에 도시된 바와 같이, SDN 컨트롤러는 도 7의 BCE 상태에서 제1 접두부를 사용하는 플로우에 대한 정보에 Flow3를 추가하여 Flow1과 Flow3를 함께 저장한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법에서 핸드오버 과정을 설명하는 순서도이다.
도 10을 참고하면, SDN 컨트롤러가 제2 AP를 통해 모바일 노드로부터 전송되는 RS 메시지를 수신하면, RS 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부를 할당한다 (S410, S420).
SDN 컨트롤러는BCE에 접두부 정보를 저장하고, 접두부 정보가 제2 접두부를 나타내는 경우에, 모바일 노드에서 제1 AP에서 제2 AP로의 핸드오버 발생으로 판단한다 (S430, S440, S450). SDN 컨트롤러는 핸드오버가 발생된 플로우가 원래 목적지에 전송될 수 있도록 스위치를 설정하고, 제2 AP 를 통해 RA 메시지를 모바일 노드에 전송한다 (S460, S470).
이후에 SDN 컨트롤러는 모바일 노드에서 제2 AP를 통해 전송되는 플로우를 설정된 스위치를 경유하여 목적지 노드로 전송한다(S480). 이와 같이, SDN 컨트롤러는 세션을 유지해야하는 Flow2에 대해 IP 주소를 그대로 유지하여 플로우가 전송될 수 있도록 한다.
한편, SDN 컨트롤러는 접두부 정보가 제1 접두부인 경우에, RA 메시지를 제2 AP를 통해 모바일 노드로 전송하고, 모바일 노드로부터 플로우가 제2 AP를 통해 전송됨에 따라 제2 AP가 SDN 컨트롤러로 전송되는 패킷 인 메시지를 수신한다 (S510, S520, S530). SDN 컨트롤러는 플로우의 전송 경로 및 전송 경로에 위치하는 스위치의 동작을 설정한다(S540).
모바일 노드로부터 플로우가 제2 AP와 설정된 스위치를 경유하여 목적지 노드로 전송된다(S550).
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 노드의 핸드 오버 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 11을 참고하면, 모바일 노드는 핸드오버 동안 상이한 플로우들에 의해 현재 어떤 IP 주소들이 사용중인지를 SDN 컨트롤러에 RS 메시지를 통해 통지한다. SDN 컨트롤러는 제2 AP를 통해 모바일 노드로부터 전송되는 RS 메시지를 수신하면, RS 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부를 할당한 후 할당된 접두부 정보를 BCE에 저장한다.
SDN 컨트롤러는 접두부 정보가 제2 접두부인 경우에, 제1 AP에서 제2 AP로의 핸드 오버 발생으로 판단하고, 세션을 유지하지 않아도 되는 제1 유형의 플로우(Flow1)의 경우에 제2 AP를 통해 RA 메시지를 모바일 노드로 전송하며, 모바일 노드에서 전송되는 Flow1을 제2 AP를 통해 목적지 노드로 전송한다.
한편, SDN 컨트롤러는 모바일 노드의 플로우별로 접속 요청이 있는 경우에 세션을 유지해야 하는 제2 유형의 플로우(Flow2), IP가 고정된 제3 유형의 플로우(Flow3)에 대해 IP 주소를 그대로 유지하여 플로우가 전송되도록 한다. 즉, 플로우가 제2 AP로 전송됨에 따라, 제2 AP가 SDN 컨트롤러로 전송되는 패킷인 메시지를 수신하고, SDN 컨트롤러가 플로우의 전송 경로와 전송경로에 위치하는 스위치의 동작을 설정한 후 플로우가 제2 AP와 설정된 스위치를 경유하여 목적지 노드로 전송되도록 한다.
이와 같이, SDN 컨트롤러는 Flow2에 대한 경로를 지연에 민감한 것으로 판단하여 Flow2의 전송 경로를 설정함으로써 핸드 오버 지연을 감소시키면서 핸드 오버 동안에 시그널링 비용을 제어할 수 있다. 또한, SDN 컨트롤러는 세션 연속성이 요구되지 않는 나머지 플로우에 대한 새로운 경로 설정을 무시하고, 핸드 오버 도중에 각 플로우(Flow1, Flow2, Flow3)에 대한 IP 주소와 해당 IP 주소를 사용하는 플로우에 대한 접두부 정보를 저장한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 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 매체를 포함하며, 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.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 조사 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.
또한, 본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수도 있다.
본 발명의 범위는 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.
100: 학습 모델 선택 장치 110: 데이터 입출력 모듈
120: 메모리 130: 프로세서

Claims (11)

  1. SDN(Software-Defined Networking ) 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법에 있어서,
    상기 SDN 컨트롤러에 의하여 운영되는 제 1 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청(Router Solicitation) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 모바일 노드에 의하여 상기 라우터 접속 요청 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부(prefix)를 할당하는 단계;
    상기 할당된 접두부 정보를 상기 모바일 노드 별로 BCE(Binding cache entry)에 저장하는 단계;
    상기 플로우 유형에 대한 정보가 SDN 컨트롤러에 등록되었음을 확인하는 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지를 상기 제 1 AP를 통해 상기 모바일 노드에 전송하는 단계 및
    상기 모바일 노드에서 전송되는 플로우를 상기 BCE에 저장된 접두부 정보에 따라 목적지 노드로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 라우터 접속 요청 메시지에는 상기 모바일 노드가 기록한 플로우의 세션 유지가 불필요한 제 1 유형, 플로우의 세션 유지가 필요한 제 2 유형 또는 플로우의 IP가 고정되는 제 3 유형을 구분하는 정보가 기록되고,
    상기 접두부를 할당하는 단계는 상기 제 1 유형 및 제 3 유형의 플로우에 대하여 제 1 접두부를 할당하고, 상기 제 2 유형의 플로우에 대하여 제 2 접두부를 할당하는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 BCE에 저장하는 단계는
    모바일 노드의 식별자, 상기 모바일 노드가 접속된 제 1 AP의 식별자 및 상기 플로우에 대하여 상기 모바일 노드가 전송한 플로우 유형에 대한 정보를 매칭하여 저장하는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플로우를 목적지 노드로 전송하는 단계는,
    상기 플로우가 제1 AP로 전송됨에 따라, 상기 제 1 AP가 상기 SDN 컨트롤러로 전송되는 패킷 인 메시지를 수신하는 단계;
    상기 SDN 컨트롤러가 상기 플로우의 전송 경로를 설정하고, 전송 경로에 위치하는 스위치의 동작을 설정하는 단계 및
    상기 플로우가 상기 제 1AP 및 상기 설정된 스위치를 경유하여 목적지 노드로 전송되는 단계를 포함하는 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 SDN 컨트롤러에 의하여 운영되는 제 2 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 모바일 노드에 의하여 상기 라우터 접속 요청 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부를 할당하는 단계;
    상기 할당된 접두부 정보를 상기 모바일 노드 별로 BCE에 저장하는 단계;
    상기 접두부 정보가 상기 제 2 접두부를 나타내는 경우, 상기 모바일 노드의 제 1 AP에서 제 2 AP로의 핸드오버 발생으로 판단하고, 해당 플로우가 원래 목적지에 전송되도록 스위치를 설정하는 단계;
    상기 플로우 유형에 대한 정보가 SDN 컨트롤러에 등록되었음을 확인하는 라우터 광고 메시지를 상기 제 2 AP를 통해 상기 모바일 노드에 전송하는 단계 및
    상기 모바일 노드에서 상기 제 2 AP를 통해 전송되는 플로우를 상기 스위치 설정에 따라 목적지 노드로 전송하는 단계를 포함하는 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 SDN 컨트롤러에 의하여 운영되는 제 2 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 모바일 노드에 의하여 상기 라우터 접속 요청 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부를 할당하는 단계;
    상기 할당된 접두부 정보를 상기 모바일 노드 별로 BCE에 저장하는 단계;
    상기 접두부 정보가 상기 제 1 접두부를 나타내는 경우, 상기 플로우 유형에 대한 정보가 SDN 컨트롤러에 등록되었음을 확인하는 라우터 광고 메시지를 상기 제 2 AP를 통해 상기 모바일 노드에 전송하는 단계;
    상기 플로우가 제2 AP로 전송됨에 따라, 상기 제2 AP가 상기 SDN 컨트롤러로 전송되는 패킷 인 메시지를 수신하는 단계;
    상기 SDN 컨트롤러가 상기 플로우의 전송 경로를 설정하고, 전송 경로에 위치하는 스위치의 동작을 설정하는 단계 및
    상기 플로우가 상기 제 2AP 및 상기 설정된 스위치를 경유하여 목적지 노드로 전송되는 단계를 포함하는 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우터 접속 요청 메시지는 상기 플로우 유형에 대한 정보를 코드 필드(Code field)에 추가하는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법.
  7. SDN(Software-Defined Networking ) 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치에 있어서,
    SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및
    상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하기 위한 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 의해, 상기 SDN 컨트롤러에 의해 운영되는 제1 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청(Router Solicitation) 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부를 할당하고,
    상기 할당된 접두부 정보를 모바일 노드별로 BCE(Binding Cache Entry)에 저장하며,
    상기 플로우 유형에 대한 정보가 등록되었음을 알리는 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지를 상기 제1 AP를 통해 상기 모바일 노드로 전송하고,
    상기 모바일 노드에서 전송되는 플로우를 상기 BCE에 저장된 접두부 정보에 따라 목적지 노드로 전송하되,
    상기 라우터 접속 요청 메시지에는 상기 모바일 노드가 기록한 플로우의 세션 유지가 불필요한 제 1 유형, 플로우의 세션 유지가 필요한 제 2 유형 또는 플로우의 IP가 고정되는 제 3 유형을 구분하는 정보가 기록되고,
    상기 프로세서는 상기 제 1 유형 및 제 3 유형의 플로우에 대하여 제 1 접두부를 할당하고, 상기 제 2 유형의 플로우에 대하여 제 2 접두부를 할당하는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 의해, 상기 SDN 컨트롤러에 의하여 운영되는 제 2 AP를 통해 전달되는 모바일 노드의 라우터 접속 요청 메시지를 수신하고,
    상기 라우터 접속 요청 메시지에 포함된 플로우 유형에 대한 정보에 기초하여 각 플로우에 대해 접두부를 할당하고,
    상기 할당된 접두부 정보를 상기 모바일 노드 별로 BCE에 저장하되,
    상기 접두부 정보가 상기 제 2 접두부를 나타내는 경우,
    상기 모바일 노드의 제 1 AP에서 제 2 AP로의 핸드오버 발생으로 판단하고, 해당 플로우가 원래 목적지에 전송되도록 스위치를 설정한 후 라우터 광고 메시지를 상기 제 2 AP를 통해 상기 모바일 노드에 전송하며, 상기 모바일 노드에서 상기 제 2 AP를 통해 전송되는 플로우를 상기 스위치 설정에 따라 목적지 노드로 전송하는 핸드오버 기능을 수행하는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 접두부 정보가 상기 제 1 접두부를 나타내는 경우,
    상기 라우터 광고 메시지를 상기 제 2 AP를 통해 상기 모바일 노드에 전송하고, 상기 플로우가 제2 AP로 전송됨에 따라 상기 제2 AP가 상기 SDN 컨트롤러로 전송되는 패킷 인 메시지를 수신하고, 상기 SDN 컨트롤러가 상기 플로우의 전송 경로를 설정하고, 전송 경로에 위치하는 스위치의 동작을 설정하며, 상기 플로우가 상기 제2 AP 및 상기 설정된 스위치를 경유하여 목적지 노드로 전송되는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 모바일 노드에서 제1 유형의 플로우가 생성된 이후에 제2 유형의 플로우를 사용하는 경우에,
    상기 제2 유형의 플로우에 대한 제2 접두부를 할당하고, 상기 할당된 접두부 정보를 BCE에 저장하며, 상기 제1 AP를 통해 모바일 노드에 RA 메시지를 전송하고, 상기 BCE에 저장된 접두부 정보에 따라 모바일 노드에서 전송되는 제2 유형의 플로우를 제1 AP를 통해 목적지 노드로 전송하는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 모바일 노드에서 제1 유형의 플로우와 제2 유형의 플로우가 생성된 이후에 제3 유형의 플로우를 사용하는 경우에,
    상기 SDN 컨트롤러는 제3 유형의 플로우에 대한 정보를 BCE에 추가하고,
    상기 모바일 노드는 상기 제1 AP를 통해 패킷인 메시지를 상기 SDN 컨트롤러로 전송하고, 상기 SDN 컨트롤러는 목적지 노드의 주소를 포함하는 패킷 아웃 메시지를 상기 제1 AP 로 전송한 후, 상기 모바일 노드로부터 전송되는 제3 유형의 플로우를 목적지 노드로 전송하는 것인 SDN 컨트롤러의 모바일 노드 관리 장치.
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