KR101981334B1 - 분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템 및 방법 - Google Patents

분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른, 단말과 광역 통신망 중 어느 한 쪽으로부터 수신된 데이터 패킷을 다른 한 쪽으로 전송하기 위한 데이터 패킷 처리 장치는, 복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응되며, 입력된 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여 상기 입력된 데이터 패킷이 상기 수신처로 전송되도록 하는 복수의 DUP(distributed user plane) 모듈 및 상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 확인하여, 상기 복수의 DUP 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈에 상기 처리 대상 데이터 패킷을 입력하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.

Description

분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템 및 방법 {MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD APPLYING DISTRIBUTED DATA PACKET HANDLING}
본 발명은 데이터 패킷을 사용자 평면(user plane)을 통해 전송함에 있어서, 각기 다른 종류의 데이터 패킷을 서로 다른 분산형 사용자 평면(distributed user plane, DUP) 장치를 통해 처리하는 이동통신 시스템 및 방법에 관한 것이다.
생활수준의 향상과 정보통신 기술의 발달에 힘입어, 절대다수의 사람들이 휴대용 전화기(cell phone)와 같은 개인용의 이동 단말을 소지하여 사용하고 있다. 최근에는 단순히 통화나 문자메시지 서비스(SMS) 등의 고전적인 통신 기능뿐 아니라, 사용자에게 인터넷, 멀티미디어 서비스, 게임, 내비게이션(navigation) 등 다양한 종류의 이동통신 서비스를 제공하는 것이 가능한 스마트폰(smartphone)과 같은 다기능의 휴대용 단말이 대중화되었다.
특히 미래형 이동통신 시스템인 5G(5-Generation) 시스템에서는 보다 큰 용량의 데이터를 보다 빠른 속도로 전송하는 것이 가능해짐에 따라 지금에 비해 더욱 다양한 종류의 서비스가 사용자에게 제공될 것으로 예상된다. 이에, 인터넷과 같은 광역 통신망과 단말 사이에서 송수신되는 데이터 패킷의 종류(예컨대, 데이터 패킷의 용량) 역시 매우 다양한 분포를 보일 것으로 추측할 수 있다.
사용자 평면에서의 데이터 패킷 전송에 있어서, 특정 종류의 데이터 패킷을 처리하기에 적합한 하드웨어 장치는 데이터 패킷의 종류에 따라 다를 수 있다. 또한, 전체 데이터 패킷 중 특정 종류의 데이터 패킷이 차지하는 비중 역시 데이터 패킷의 종류에 따라 크게 다를 수 있다. 예컨대, 64바이트 이하의 소용량 데이터 패킷의 전송은 거의 이루어지지 않는 반면, 1024바이트 이상의 대용량 데이터 패킷의 전송은 매우 높은 빈도롤 이루어질 수 있다. 이와 같은 상황에서, 다양한 종류의 데이터 패킷의 전송을 구분 없이 일률적으로 수행하는 것은 비효율적일 수 있다.
한국공개특허공보, 제10-2017-0018338호 (2017.02.17. 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 데이터 패킷의 종류별 처리가 가능한 이동통신 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 단말과 광역 통신망 중 어느 한 쪽으로부터 수신된 데이터 패킷을 다른 한 쪽으로 전송하기 위한 데이터 패킷 처리 장치는, 복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응되며, 입력된 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여 상기 입력된 데이터 패킷이 상기 수신처로 전송되도록 하는 복수의 DUP(distributed user plane) 모듈 및 상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 확인하여, 상기 복수의 DUP 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈에 상기 처리 대상 데이터 패킷을 입력하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 단말과 광역 통신망 중 어느 한 쪽으로부터 수신된 데이터 패킷을 다른 한 쪽으로 전송하기 위한 데이터 패킷 처리 방법은, 상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 확인하는 단계, 복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응되는 복수의 DUP(distributed user plane) 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈에 상기 처리 대상 데이터 패킷을 입력하는 단계 및 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈을 이용하여, 상기 처리 대상 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여 상기 입력된 데이터 패킷을 상기 수신처로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 데이터 패킷을 데이터 패킷 처리 장치를 통해 광역 통신망으로 전송하기 위한 단말은, 상기 광역 통신망으로 전송될 처리 대상 데이터 패킷의 특성에 기초하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하고, 상기 결정된 종류에 관한 정보를 상기 처리 대상 데이터 패킷에 부가하는 분류부 및 상기 처리 대상 데이터 패킷을 상기 데이터 패킷 처리 장치로 전송함으로써, 상기 처리 대상 데이터 패킷이 상기 데이터 패킷 처리 장치에 포함된 복수의 DUP 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP(distributed user plane) 모듈을 통해 상기 광역 통신망으로 전달되도록 하는 통신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템은, 데이터 패킷의 송신 혹은 수신이 가능한 단말 및 상기 단말과 광역 통신망 중 어느 한 쪽으로부터 수신된 데이터 패킷을 다른 한 쪽으로 전송하기 위한 데이터 패킷 처리 장치를 포함하며, 상기 데이터 패킷 처리 장치는, 복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응되며, 입력된 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여 상기 입력된 데이터 패킷이 상기 수신처로 전송되도록 하는 복수의 DUP(distributed user plane) 모듈 및 상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 확인하여, 상기 복수의 DUP 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈에 상기 처리 대상 데이터 패킷을 입력하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자 평면 장치에 분산형 사용자 평면(DUP)의 개념을 도입하여, 각기 다른 종류의 데이터 패킷이 서로 다른 DUP 모듈에 의해 처리되도록 함으로써 각 데이터 패킷의 종류별로 최적화된 전송이 이루어지도록 할 수 있으며, 시스템 자원 사용의 효율화 역시 달성할 수 있다. 또한, 상기 DUP 모듈에 대한 시스템 자원 할당을 상황에 따라 적응적으로 조절할 수 있으며, 이로써 이동통신 가입자에게 최적의 이동통신 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리 장치에 대해 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리 장치 및 단말의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 처리 장치의 DUP 자원 할당 상태 업데이트 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말로부터 데이터 패킷 처리 장치로 전송되는 데이터 패킷의 처리 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 1의 이동통신 시스템(10)은 단말(200)의 사용자에게 이동통신 서비스를 제공하기 위한 시스템으로, 데이터 패킷 처리 장치(100), 단말(200), 제어 장치(300) 및 RAN(radio access network, 400)을 포함할 수 있다. 다만, 도 1의 이동통신 시스템(10)의 구성 요소 및 이하에서 설명할 각 구성 요소들의 연결 관계는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 2에 의해 본 발명의 기술적 사상이 한정 해석되는 것은 아니다. 이동통신 시스템(10)은 향후 구현될 5G 이동통신 시스템이라 가정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
단말(200)은 인터넷(internet)과 같은 광역 통신망(500)과의 사이에서 데이터 패킷의 송신 혹은 수신을 수행함으로써 단말(200)의 사용자에게 이동통신 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 단말(200)은 예컨대, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet PC), 스마트 워치(smart watch) 등 휴대성과 이동성이 보장되는 핸드헬드(hand-held) 기반의 이동통신 장치일 수 있다.
상기 단말(200)과 광역 통신망(500) 사이에는 RAN(400)과 데이터 패킷 처리 장치(100)가 존재할 수 있다. RAN(400)은 단말(200)에 이동통신 접속을 제공하기 위한 구성 요소로서, 예컨대 기지국(eNodeB)이 될 수 있다. 데이터 패킷 처리 장치(100)는 단말(200)이 RAN(400)을 통해 송신한 데이터 패킷을 광역 통신망(500)의 수신처까지 전달하기 위한 기능을 수행할 수 있으며, 물론 광역 통신망(500)으로부터 단말(200)로 전달되는 반대 방향의 데이터 패킷에 대해서도 같은 기능을 수행할 수 있다.
즉, 데이터 패킷 처리 장치(100)는 일반적인 이동통신 시스템의 사용자 평면(user plane)의 기능을 담당하는 장치에 대응된다고 볼 수 있다. 따라서, 데이터 패킷 처리 장치(100)는 데이터 패킷의 전달 기능과 함께, 전달의 대상이 되는 데이터 패킷의 변환(modification), QoS(Quality of Service) 관리, 데이터 패킷 필터링(filtering) 등의 기능을 수행할 수 있다.
제어 장치(300)는 제어 평면(control plane) 데이터의 전송을 통해 이동통신 시스템(10)의 타 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다. 제어 장치(300)는 제어 평면의 동작을 위한 다양한 하위 구성을 포함할 수 있지만, 여기에서는 이와 같은 하위 구성들 중 NEF(network exposure function)를 중심으로 설명하도록 한다. 제어 장치(300)는 경우에 따라서는 이동통신 시스템(10) 외부에 존재하는 별도의 어플리케이션 장치(600)와 연결되어, 어플리케이션 장치(600)로부터 특정한 서비스를 제공받을 수도 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리 장치에 대해 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 2a를 참조하면, 사용자 평면 장치(30) 내에 존재하는 단일한 하나의 모듈(31)이 단말(20)과 광역 통신망(50) 간의 데이터 패킷 전송 기능을 수행함을 볼 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 데이터 패킷은 용량(사이즈) 혹은 데이터 패킷에 의해 제공되는 서비스 등에 따라 복수의 종류로 구분될 수 있다. 이하에서는 데이터 패킷이 주로 용량에 따라 종류별로 구분될 수 있다고 가정한다.
일반적으로, 사용자 평면 장치(30) 내에 존재할 수 있는 다양한 유형의 하드웨어 장치들(예컨대, x86 CPU, FPGA, NPU, ARM, Exynos 등)은 처리의 대상이 되는 데이터 패킷의 용량에 따라 큰 성능의 편차를 보인다. 하지만 도 2a의 데이터 패킷 처리 장치(30)에 의하면, 모든 데이터 패킷들이 용량의 대소(大小)에도 불구하고 하나의 동일한 모듈(31)에 의해 처리된다. 이는 데이터 패킷의 용량별 특성을 고려하지 않은 것으로, 비효율 및 비용의 증대를 야기할 수 있다.
이에, 도 2b에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 처리 장치(100)는, 복수의 DUP 모듈(110)을 포함함으로써 전술한 바와 같은 문제를 해결할 수 있다. 각 DUP 모듈(110)은 복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응될 수 있으며, 이에 따라 자신과 대응되는 종류의 데이터 패킷을 입력받을 수 있다. 각 DUP 모듈(110)은 상기 입력된 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여, 상기 입력된 데이터 패킷이 수신처로 전송되게 할 수 있다.
도 2b의 예에 의하면, DUP 모듈(110) 중에는 64바이트 이하의 저용량 데이터 패킷을 처리하기 위한 모듈과, 1518바이트까지도 될 수 있는 고용량 데이터 패킷을 처리하기 위한 모듈이 있으며, 그 중간 용량의 데이터 패킷을 처리하기 위한 모듈들도 있음을 알 수 있다. 이와 같이 DUP 모듈(110)을 복수 개로 구성하고, 각 DUP 모듈(110)이 자신이 처리하기 적합한 종류의 데이터 패킷만을 처리하도록 함으로써, 효율적인 데이터 패킷의 전송이 달성될 수 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리 장치 및 단말의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 3a의 데이터 패킷 처리 장치(100)는 복수의 DUP 모듈(110), 인터페이스부(120), 분류부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 아래에서는 주로 단말(200)로부터 송신된 데이터 패킷이 데이터 패킷 처리 장치(100)를 거쳐 광역 통신망(500)으로 전송되는 경우를 가정하고 설명하겠지만, 그 반대 방향의 데이터 패킷 전송에 대해서도 해당 설명이 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 구성 요소들 중, 복수의 DUP 모듈(110)의 기본적인 사항은 도 2b를 참조하여 위에서 설명한 바와 같다. 따라서, 각 DUP 모듈(110)은 자신에게 대응되는 종류의 데이터 패킷을 전담하여 처리할 수 있다. 다만, 이와 같은 각 DUP 모듈(110)은 가상 머신(virtual machine)을 통하여 각각 구현될 수 있다. 즉, 하나의 DUP 모듈은 하나의 가상 머신에 대응될 수 있다.
주지된 바와 같이, 가상 머신은 실제 하드웨어 장치에 의해 제공되는 시스템 자원(resource) 위에서 동작할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 각 DUP 모듈(110)은 자신에게 적합한 하드웨어 장치 상에서 동작할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 데이터 패킷 처리 장치(100) 내에는 다양한 유형의 하드웨어 장치들이 존재할 수 있으며, 이들 각각의 성능은 처리 대상이 되는 데이터 패킷의 용량과 관계가 있다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 각 DUP 모듈(110)은, 자신이 처리하는 용량의 데이터 패킷을 처리하는 데 가장 적합한 하드웨어 장치를 주로 점유하는 가상 머신을 통해 구현될 수 있다. 이와 같은 본 발명의 특징을 통해, 데이터 패킷 처리가 더욱 효과적으로 수행될 수 있다.
각 DUP 모듈(110)은 제어부(111)에 의해 관리될 수 있다. 제어부(111)는 복수의 DUP 모듈(110) 각각이 점유하는 시스템 자원의 양을 결정할 수 있으며, 이와 같은 결정은 DUP 모듈(110) 각각에 의해 처리된 데이터 패킷에 대한 통계 자료에 기초하여 이루어질 수 있다. 예컨대, 기 정해진 시간 동안 측정된 특정 종류의 데이터 패킷의 전송량이 해당 시간 동안의 전체 데이터 패킷 전송량 중에서 차지하는 비중이 높다면, 제어부(111)는 상기 특정 종류의 데이터 패킷을 처리하는 DUP 모듈(110)에게 많은 시스템 자원을 할당할 수 있을 것이다. 이에 반해, 같은 시간 동안 측정된 다른 종류의 데이터 패킷의 전송량이 차지하는 비중은 비교적 낮았다면, 제어부(111)는 상기 다른 종류의 데이터 패킷을 처리하는 DUP 모듈(110)에게는 상대적으로 적은 시스템 자원을 할당할 수 있을 것이다.
상기 통계 자료는 실시간으로 변할 수 있으므로, 제어부(111)는 전술한 바와 같은 시스템 자원 할당 동작을 주기적으로 수행함으로써, 실시간적인 전송 현황 변화에 대응할 수 있다. 또한, 데이터 패킷의 종류별 전송 현황은 시간대별로 다를 수도 있고, 이동통신 시스템(10) 내에 존재하는 각 데이터 패킷 처리 장치(100)별 사용자 특성에 따라 다를 수도 있다. 따라서, 제어부(111)는 데이터 패킷 처리 장치(100)에 대한 시간대별 전송 현황에 관한 통계 자료에 기초하여, 각 시간대별로 적합한 자원 할당을 각 시간대마다 수행할 수 있다. 이와 같은 제어부(111)는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있으며, 이는 후술할 분류부(130, 210)에 있어서도 같다.
이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 처리 장치(100)에 의하면, 각 DUP 모듈(110)에 대한 시스템 자원의 할당을 적응적으로 수행하는 것이 가능함을 알 수 있다. 이를 통해, 데이터 패킷 전송의 효율적인 수행뿐만 아니라, 시스템 자원의 합리적인 사용까지도 가능하게 된다.
인터페이스부(120)는 데이터 패킷 처리 장치(100)에 수신된 데이터 패킷의 종류를 확인하여, 확인된 종류에 대응되는 DUP 모듈(110)로 상기 수신된 데이터 패킷을 입력시킬 수 있다. 또한, 각 DUP 모듈(110)은 입력된 데이터 패킷을 처리한 후 인터페이스부(120)를 통하여 수신처로 전달할 수 있다. 즉, 인터페이스부(120)는 각 DUP 모듈(110)을 위한 입출력 포트(I/O port)로서의 기능을 수행할 수 있으며, 상기 기능의 수행을 위한 하드웨어 장치를 이용하여 구현될 수 있다.
한편, 상기 인터페이스부(120)가 데이터 패킷의 종류, 즉 해당 데이터 패킷이 어느 DUP 모듈(110)로 입력되어야 하는지를 분별하기 위해서는, 각 데이터 패킷에 해당 데이터 패킷의 종류를 나타내는 정보가 부가될 필요가 있다. 도 3a에 의하면, 이와 같은 정보의 부가는 분류부(130)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 분류부(130)는 데이터 패킷 처리 장치(100)로 수신된 데이터 패킷이 인터페이스부(120)로 전달되기 전에 데이터 패킷에 종류를 나타내는 정보를 부가할 수 있다. 예컨대, 분류부(130)는 데이터 패킷의 헤더에 식별자(marker)를 추가하거나 데이터 패킷이 입력될 DUP 모듈(110)의 주소 등을 부가하는 방식 등을 통해 데이터 패킷에 정보를 부가할 수 있으며, 인터페이스부(120)는 데이터 패킷의 헤더를 분석함으로써 상기 정보를 추출할 수 있다.
전술한 바와 같은 데이터 패킷의 분류는 기본적으로 데이터 패킷의 용량이나 데이터 패킷에 의해 제공되는 서비스 등 패킷 자체의 속성에 따라서 이루어질 것이다. 하지만 경우에 따라서는, 데이터 패킷의 속성이 아닌 단말(200)이 가입한 멤버십(membership) 등 단말(200)에 대한 정보에 기초해서도 이루어질 수 있다. 예컨대, 상위 클래스의 멤버십에 가입한 어떤 단말(200)의 경우, 데이터 패킷의 용량 등에 상관없이 모든 데이터 패킷이 가장 고용량의 데이터 패킷을 처리하는 DUP 모듈(110), 즉 데이터 패킷 처리 능력이 가장 우수한 DUP 모듈(110)을 통해 전송되도록 설정되어 있을 수 있다. 그러면 상기한 바와 같은 단말(200)에 대한 정보에 따라, 분류부(130)는 상기 단말(200)로부터 전송된 모든 데이터 패킷을 상기 데이터 패킷 처리 능력이 가장 우수한 DUP 모듈(110)에 대응되는 종류로 분류할 수 있다.
분류부(130)는 전술한 바와 같이 데이터 패킷 처리 장치(100)에 마련될 수도 있지만, 단말(200)에 마련될 수도 있다. 단말(200)에 마련되는 분류부(210)의 기능 자체는 데이터 패킷 처리 장치(100)에 마련되는 분류부(130)와 실질적으로 동일하다. 단말(200)은 상기 분류부(210)에 의해 분류된 데이터 패킷을, 통신부(220)를 통해 데이터 패킷 처리 장치(100)로 전송할 수 있다. 다만, 단말(200)의 종류에 따라 분류부(210)가 마련되기 어려운 단말(200)이 있을 수 있으므로, 이 경우에는 전술한 바와 같이 데이터 패킷 처리 장치(100)의 분류부(130)에 의해 데이터 패킷의 분류가 수행될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 데이터 패킷 처리 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하여 상기 방법의 각 단계를 설명하면 아래와 같으며, 도 1 내지 3b를 참조하여 설명한 바와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략할 수 있다.
우선, NEF를 포함하는 제어 장치(300)는 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 수행하는 데이터 패킷 처리 장치(100)에 DUP 모듈(110)에 대한 자원 할당 상태에 관한 정보를 요청할 수 있다(S101). 그러면, 데이터 패킷 처리 장치(100)는 상기 요청에 대한 응답으로 DUP 모듈(110)에 대한 자원 할당 상태에 대한 정보를 제어 장치(300)로 전송할 수 있으며(S102), 상기 정보는 제어 장치(300)로부터 이동통신 시스템(10) 외부의 어플리케이션 장치(600)로 전송될 수 있다(S103).
즉, 상기 단계 S101 내지 S103에 의해, 어플리케이션 장치(600)가 갖고 있는 DUP 모듈(110)에 대한 자원 할당 상태 정보는 최신 정보로 업데이트된다. 여기서 어플리케이션 장치(600)는 DUP 모듈(110)에 대한 자원 할당을 관리하기 위한 장치로서, 상기 관리를 이동통신 시스템(10)으로부터 의뢰받은 서비스 주체에 의해 운영되는 장치일 수 있다. 물론, 이동통신 시스템(10)은 상기 자원 할당의 관리를 어플리케이션 장치(600)가 아닌 제어 장치(300)를 통해 자체적으로 수행할 수도 있을 것이다.
다음으로, 제어 장치(300)는 단말(200)에 단말(200)에 대한 정보를 요청할 수 있다(S104). 그러면, 단말(200)은 상기 요청에 대한 응답으로 자신에 대한 정보를 제어 장치(300)로 전송할 수 있으며(S105), 상기 정보는 제어 장치(300)로부터 어플리케이션 장치(600)로 전송될 수 있다(S106). 이로써 어플리케이션 장치(600)가 갖고 있는 단말(200)에 대한 정보 역시 업데이트될 수 있다.
지금까지 수행된 단계들을 통해 데이터 패킷 처리 장치(100)와 단말(200)에 대한 최신 정보를 획득한 어플리케이션 장치(600)는, DUP(110) 모듈에 대한 자원 할당에 관한 업데이트된 설정 정보를 생성하고, 상기 업데이트된 설정 정보대로 DUP(110) 모듈에 대한 자원 할당을 수행할 것을 제어 장치(300)를 통해(S107) 데이터 패킷 처리 장치(100)에 요청할 수 있다(S108). 상기 업데이트된 설정 정보를 수신한 데이터 패킷 처리 장치(100)는, 상기 업데이트된 설정 정보에 따라 DUP(110) 모듈에 대한 자원 할당을 수행함으로써, 자원 할당 상태를 업데이트할 수 있다(S109).
제어 장치(300)는 데이터 패킷의 분류를 위한 기준을 설정할 것을 데이터 패킷 처리 장치(100)의 분류부(130) 혹은 단말(200)의 분류부(210)에 요청할 수 있으며(S110), 상기 설정에 따라 단말(200)과 데이터 처리 장치(100)는 데이터 패킷의 송수신을 수행할 수 있다(S111).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 처리 장치의 DUP 자원 할당 상태 업데이트 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다. 즉, 도 5는 데이터 패킷 처리 장치(100)에 의해 수행되는 DUP 자원 할당 상태 업데이트의 과정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
우선, 데이터 패킷 송수신에 관한 정보를, NEF를 포함하는 제어 장치(300)로 전송할 수 있으며(S201), 제어 장치(300)로부터 DUP 모듈(110)의 자원 할당에 대한 업데이트 정보를 수신할 수 있다(S202). 만일 상기 업데이트 정보가 현재의 DUP 모듈(110)에 대한 자원 할당 현황과 상이하여, DUP 모듈(110)에 대한 자원 할당 상태를 업데이트할 필요가 있다고 판단되면(S203), 업데이트를 수행할 수 있다(S204). 즉, 상기 업데이트 정보에 기초하여, DUP 모듈(110) 각각을 위한 자원 할당을 다시 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말로부터 패킷 처리 장치로 전송되는 데이터 패킷의 처리 과정에 대해 설명하기 위한 도면이다. 즉, 도 6은 단말(200)에 의해 수행되는 데이터 패킷 처리 장치(100)로의 데이터 패킷 전송 과정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
우선, 단말(200)의 어플리케이션 버퍼(application buffer)로부터 데이터 패킷을 획득하여(S301), 데이터 패킷의 용량 등 데이터 패킷의 종류별 분류를 위한 정보를 획득할 수 있다(S302). 만일 단말(200)에 분류부(210)가 구비되어 있어 데이터 패킷의 분류가 가능하다면(S303), 분류부(210)는 데이터 패킷의 종류에 대한 정보 및 대응되는 DUP 모듈(110)에 관한 정보를 데이터 패킷에 부가하여 통신부(220)를 통해 전송할 수 있다(S304). 하지만 분류부(210)가 구비되지 않은 단말(200)이라면, 통신부(220)를 통해 데이터 패킷을 전송하기만 함으로써 데이터 패킷 처리 장치(100)에 마련된 분류부(130)를 통해 데이터 패킷의 분류가 수행되도록 할 수 있을 것이다(S305).
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각기 다른 종류의 데이터 패킷이 서로 다른 DUP 모듈에 의해 처리되도록 함으로써 각 데이터 패킷의 종류별로 최적화된 전송이 이루어지도록 할 수 있으며, 시스템 자원 사용의 효율화 역시 달성할 수 있다. 또한, 상기 DUP 모듈에 대한 시스템 자원 할당을 상황에 따라 적응적으로 조절할 수 있으며, 이로써 이동통신 가입자에게 최적의 이동통신 서비스를 제공할 수 있다.
10: 이동통신 시스템
100: 데이터 패킷 처리 장치
110: DUP 모듈
111: 제어부
120: 인터페이스부
130: 분류부
200: 단말
210: 분류부
220: 통신부
300: 제어 장치
400: RAN
500: 광역 통신망
600: 어플리케이션 장치

Claims (16)

  1. 단말과 광역 통신망 중 어느 한 쪽으로부터 수신된 데이터 패킷을 다른 한 쪽으로 전송하기 위한 데이터 패킷 처리 장치로서,
    복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응되며, 입력된 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여 상기 입력된 데이터 패킷이 상기 수신처로 전송되도록 하는 복수의 DUP(distributed user plane) 모듈; 및
    상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 확인하여, 상기 복수의 DUP 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈에 상기 처리 대상 데이터 패킷을 입력하는 인터페이스부를 포함하고,
    상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류는,
    상기 처리 대상 데이터 패킷에 포함된 데이터의 용량에 기초하여 결정되는
    분산형 데이터 패킷 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 DUP 모듈 각각은 가상 머신(virtual machine)을 이용하여 구현되며,
    상기 복수의 DUP 모듈을 통하여 전송되는 전체 데이터 패킷 중 상기 DUP 모듈 각각에 대응되는 종류의 데이터 패킷의 비율에 관한 통계 자료에 기초하여 상기 가상 머신 각각이 점유하는 시스템 자원의 양을 결정하는 제어부를 더 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 상기 처리 대상 데이터 패킷의 상기 데이터 용량에 기초하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는 분류부를 더 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분류부는, 상기 처리 대상 데이터 패킷에 의해 제공되는 서비스의 종류, 상기 단말의 종류에 따라 기 정해진 설정 정보 중 적어도 하나를 참조하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는
    분산형 데이터 패킷 처리 장치.
  5. 단말과 광역 통신망 중 어느 한 쪽으로부터 수신된 데이터 패킷을 다른 한 쪽으로 전송하기 위한 데이터 패킷 처리 방법으로서,
    상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 확인하는 단계;
    복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응되는 복수의 DUP(distributed user plane) 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈에 상기 처리 대상 데이터 패킷을 입력하는 단계; 및
    상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈을 이용하여, 상기 처리 대상 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여 상기 입력된 데이터 패킷을 상기 수신처로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류는,
    상기 처리 대상 데이터 패킷에 포함된 데이터의 용량에 기초하여 결정되는
    분산형 데이터 패킷 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 DUP 모듈 각각은 가상 머신(virtual machine)을 이용하여 구현되며,
    상기 가상 머신 각각이 점유하는 시스템 자원의 양은, 상기 복수의 DUP 모듈을 통하여 전송되는 전체 데이터 패킷 중 상기 DUP 모듈 각각에 대응되는 종류의 데이터 패킷의 비율에 관한 통계 자료에 기초하여 결정되는
    분산형 데이터 패킷 처리 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 상기 처리 대상 데이터 패킷의 상기 데이터 용량에 기초하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는 단계를 더 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 처리 대상 데이터 패킷에 의해 제공되는 서비스의 종류, 상기 단말의 종류에 따라 기 정해진 설정 정보 중 적어도 하나를 참조하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는 단계를 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리 방법.
  9. 데이터 패킷을 데이터 패킷 처리 장치를 통해 광역 통신망으로 전송하기 위한 단말로서,
    상기 광역 통신망으로 전송될 처리 대상 데이터 패킷의 데이터 용량에 기초하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하고, 상기 결정된 종류에 관한 정보를 상기 처리 대상 데이터 패킷에 부가하는 분류부; 및
    상기 처리 대상 데이터 패킷을 상기 데이터 패킷 처리 장치로 전송함으로써, 상기 처리 대상 데이터 패킷이 상기 데이터 패킷 처리 장치에 포함된 복수의 DUP 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP(distributed user plane) 모듈을 통해 상기 광역 통신망으로 전달되도록 하는 통신부를 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리 방법이 적용된 단말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분류부는, 상기 처리 대상 데이터 패킷에 의해 제공되는 서비스의 종류, 상기 단말의 종류에 따라 기 정해진 설정 정보 중 적어도 하나를 참조하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는
    분산형 데이터 패킷 처리 방법이 적용된 단말.
  11. 데이터 패킷의 송신 혹은 수신이 가능한 단말; 및
    상기 단말과 광역 통신망 중 어느 한 쪽으로부터 수신된 데이터 패킷을 다른 한 쪽으로 전송하기 위한 데이터 패킷 처리 장치를 포함하며,
    상기 데이터 패킷 처리 장치는,
    복수의 데이터 패킷 종류 중 어느 하나의 종류에 각각 대응되며, 입력된 데이터 패킷으로부터 수신처에 관한 정보를 추출하여 상기 입력된 데이터 패킷이 상기 수신처로 전송되도록 하는 복수의 DUP(distributed user plane) 모듈; 및
    상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 확인하여, 상기 복수의 DUP 모듈 중 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류에 대응되는 DUP 모듈에 상기 처리 대상 데이터 패킷을 입력하는 인터페이스부를 포함하고,
    상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류는,
    상기 처리 대상 데이터 패킷에 포함된 데이터의 용량에 기초하여 결정되는
    분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 DUP 모듈 각각은 가상 머신(virtual machine)을 이용하여 구현되며,
    상기 데이터 패킷 처리 장치는, 상기 복수의 DUP 모듈을 통하여 전송되는 전체 데이터 패킷 중 상기 DUP 모듈 각각에 대응되는 종류의 데이터 패킷의 비율에 관한 통계 자료에 기초하여 상기 가상 머신 각각이 점유하는 시스템 자원의 양을 결정하는 제어부를 더 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단말 혹은 상기 데이터 패킷 처리 장치에 의한 데이터 패킷의 송수신에 관한 정보를 획득하여 주기적으로 상기 통계 자료를 생성하며, 상기 통계 자료에 기초하여 상기 제어부가 상기 가상 머신 각각이 점유하는 시스템 자원의 양을 재설정하도록 제어하는 제어 장치를 더 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터 패킷 처리 장치는, 상기 단말 혹은 상기 광역 통신망으로부터 수신된 상기 처리 대상 데이터 패킷의 상기 데이터 용량에 기초하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는 분류부를 더 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 단말로부터 상기 데이터 패킷 처리 장치로 송신되는 상기 처리 대상 데이터 패킷의 상기 데이터 용량에 기초하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는 분류부를 더 포함하는
    분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 분류부는, 상기 처리 대상 데이터 패킷에 의해 제공되는 서비스의 종류, 상기 단말의 종류에 따라 기 정해진 설정 정보 중 적어도 하나를 참조하여 상기 처리 대상 데이터 패킷의 종류를 결정하는
    분산형 데이터 패킷 처리가 적용된 이동통신 시스템.
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