KR102021342B1

KR102021342B1 - Nfv 시스템 및 vnfm 연동 방법

Info

Publication number: KR102021342B1
Application number: KR1020150143714A
Authority: KR
Inventors: 윤승현
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2019-09-16
Also published as: KR20170043966A; US20170111207A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 NFV 시스템은 복수의 VNF; 상기 VNF의 제어 또는 생성을 요청하는 NFVO; 상기 VNF를 포함하는 분산된 NFVI; 상기 NFVI 각각에 대응하여, 상기 NFVI를 관리하는 복수의 VIM; 및 상기 VIM 및 상기 NFVO와 연동되며, 상기 VNF를 관리하는 VNFM를 포함한다.

Description

NFV 시스템 및 VNFM 연동 방법{NFV system and method for interworking VNFM}

본 발명은 NFV 시스템 및 VNFM 연동 방법에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 네트워크 기능 가상화 환경에서 NFVI가 분산 배치되어 다중 VIM이 존재하는 경우, VNFM을 효과적으로 운용하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

물리적인 네트워크 장비를 일반 서버상에서 가상화하여 제공하는 네트워크 기능 가상화(Network Function Virtualization, 이하 NFV) 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존의 물리적인 장비를 사용하는 경우와 달리, NFV는 클라우드 자원을 이용하여 네트워크 기능을 운용하기 때문에 이를 관리하고 제어하는 기능이 중요하다.

따라서 ETSI NFV 표준에서는 관리(Management) 및 오케스트레이션(Orchestration) 기능을 포함하는 참조 구조를 도 1과 같이 정의하고 있다.

도 1을 참조하면, 관리 및 오케스트레이션(Management and Orchestration, 이하 MANO)은 NFV 오케스트레이터(Orchestrator, 이하 NFVO), 복수의 VNFM 및 NFV 인프라스트럭쳐(NFV Infrastructure, 이하 NFVI)를 운용하는 가상 인프라스트럭쳐 매니저(Virtual Infrastructure Manager, 이하 VIM)을 포함한다.

VIM은 클라우드 센터를 관리 및 제어하는 클라우드 OS(클라우드 관리 플랫폼)와 유사한 기능을 수행한다. 이에 따라, NFV 기반으로 통신망을 본격적으로 구축할 경우, 지리적으로 분산된 다수의 NFVI가 구축될 것이며, 이를 근접 관리하기 위한 VIM 또한 분산되어 구축될 것으로 예상된다.

따라서 단일 VIM 및 NFVI를 운용하는 것과는 달리, 실제의 NFVO 및 VNFM(Virtual Network Function Manager)과 분산 VIM 사이에는 도 2 와 같은 구조를 갖게 된다.

도 2를 참조하면, VNFM은 VNF를 유지 및 관리하는 기능을 수행한다. 따라서, VNFM과 VNF 사이에는 신뢰성 있고 성능이 보장되는 연결이 필요하다. 다만, 도 2와 같은 구조로 NFV 시스템이 구축될 경우에는 VNFM에 과부하가 발생할 수 있어 원활한 VNF 운용상 문제가 발생할 수 있다. 또한, VIM이 늘어나면 VNFM의 확장성에 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예는 지리적으로 분산된 VIM 및 NFVI를 갖는 NFV 시스템에 있어서, 복수의 VNFM이 포함된 NFV 시스템 및 VNFM 연동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 VNFM은, 상기 NFVO와 연동되는 메인 VNFM; 및 상기 메인 VNFM과 연동되며, 상기 VNF를 관리하는 에이전트 VNFM을 포함할 수 있다.

상기 VNFM은, 상기 NFVO와 연동되며, 제조사 별로 위치하는 복수의 메인 VNFM; 및 상기 복수의 메인 VNFM으로부터 공통적으로 명령을 받으며, 상기 VNF를 관리하는 통합 에이전트 VNFM을 포함할 수 있다.

상기 NFVO는, 상기 VNF를 제어하거나 새로운 VNF를 생성할 때, 상기 VNF를 관리하는 VNFM을 검색할 수 있다.

상기 NFVO는, 상기 VNF를 제어하거나 새로운 VNF를 생성할 때, 상기 NFVI의 위치를 검색한 후, 상기 NFVI의 위치를 기준으로 상기 VNF를 관리하는 VNFM을 검색할 수 있다.

상기 메인 VNFM은, 상기 NFVO의 요청에 따른 상기 VNF의 제어 또는 생성을 위해, 상기 에이전트 VNFM의 매핑 정보를 관리하며, 상기 에이전트 VNFM은, 복수 개로 구성될 수 있다.

상기 통합 에이전트 VNFM은, VNFM 검색 데이터베이스를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 VNFM 연동 방법은 VNF의 제어 또는 생성을 요청 하는 단계; VNF를 관리하는 VNFM을 검색하는 단계; 및 NFVO와 상기 VNFM을 연동하는 단계를 포함한다.

상기 VNF의 제어를 요청 하는 단계 이후, 상기 VNF가 설치된 NFVI의 위치를 기준으로 상기 VNF를 관리하는 VNFM을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다중 VIM 및 NFVI를 지원할 수 있으므로 효율적인 NFV 환경을 구축할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 NFV 시스템 내의 VNFM과 VNF 사이에는 신뢰성 있고 성능이 보장되는 연결이 가능해지며, VIM이 늘어나더라도 VNFM을 확장할 수 있다.

도 1은 ETSI 표준에서 제공하는 NFV 참조 구조도를 설명하는 도면이다.
도 2는 분산 VIM이 구축된 NFV 시스템을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFV 시스템을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 NFV 시스템을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 NFV 시스템에서, 메인 VNFM 및 에이전트 VNFM을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 NFV 시스템을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VNFM 연동 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 “하나 이상”을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 NFV 시스템을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, NFV 시스템(300)은 NFVO(310), VNFM(320, 321), VIM(330), NFVI(340) 및 VNF(350)를 포함한다.

NFVO(310)는 복수의 VNFM(320, 321)을 이용해, NFVI(340)에 위치하는 리소스들을 관리할 수 있다. 예를 들어, NFVO(310)는 VNF(350)의 제어 또는 생성을 요청할 수 있다. 이때, NFVO(310)는 VNFM(320, 321)과 연동할 수 있다. NFVO(310)와 VNFM(320, 321)이 연동하는 방법은 도 7에서 자세히 설명하도록 한다.

VNFM(320, 321)은 NFVO(310)와 연동되며, 각각 복수의 VNF(350 내지 353)를 관리할 수 있다.

VIM(330, 331)은 NFVI(340, 341) 각각에 대응하여, NFVI(340, 341)를 관리할 수 있다. 또한, NFVI(340, 341)가 지역적으로 분산되어 복수 개로 구성된다면, VIM(330, 331) 역시 분산되어 복수 개로 구성될 수 있다.

NFVI(340)는 복수의 VNF(350, 351)를 포함할 수 있다.

도 3에 따른 NFV 시스템은, VNFM(320, 321)을 VIM(330, 331)마다 각각 위치시키기 때문에, VNFM(320, 321)은 NFVO(310) 및 VIM(330, 331) 각각과 연동할 수 있을 뿐 아니라, VIM(330, 331)이 관리하는 NFVI(340, 341) 내부에 위치하는 VNF(350 내지 353)를 표준 인터페이스 방식에 따라서 관리할 수 있다. 다만, 이 경우 동일한 VNFM(320, 321)을 VIM(330, 331)마다 설치하고, 복수의 VNFM(320, 321)을 NFVO(310)에서 통합 관리해야 하는 부담이 존재한다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 NFV 시스템을 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, NFV 시스템(400)은 NFVO(410), 메인 VNFM(420), 에이전트 VNFM(421, 422), VIM(430, 431), NFVI(440, 441) 및 VNF(450 내지 453)를 포함한다. 도 3과 동일한 점은 생략하고 차이점을 위주로 설명한다.

VNFM은 메인 VNFM(420) 및 에이전트 VNFM(421, 422)로 분리하여 구성될 수 있다. 이때, 도 4에 따른 NFV 시스템(400)의 NFVO(410)는 위치에 상관없이 메인 VNFM(420)과만 연동할 수 있다.

메인 VNFM(420)은 NFVO(410)와 연동되며, 복수의 에이전트 VNFM(421, 422)를 관리할 수 있다. 예를 들어, 메인 VNFM(420)은 NFVO(410)로부터 요청 받은 VNF의 생성을 위해, 에이전트 VNFM 매핑 정보를 기준으로 에이전트 VNFM과 연동할 수 있다. 더욱 구체적으로, NFVO(410)가 새로운 VNF의 생성을 요청할 때, NFVO(410)는 메인 VNFM(420)에게 새로운 VNF를 설치할 NFVI(440, 441)를 알려줄 수 있다. 이때, 메인 VNFM(420)은 설치될 NFVI(440, 441)의 위치에 대응하는 에이전트 VNFM(421, 422)과 연동할 수 있다. 따라서, 메인 VNFM(420)은 에이전트 VNFM 매핑 정보를 관리할 수 있다.

에이전트 VNFM(421, 422)은 메인 VNFM(420)과 연동되며, 각각 복수의 VNF(450 내지 453)를 관리할 수 있다. 따라서, 에이전트 VNFM(421, 422)은 각각 대응되는 VIM(430, 431)과 연동할 수 있을 뿐 아니라, VIM(430, 431)이 관리하는 NFVI(440, 441) 내부에 위치하는 VNF(450 내지 453)를 표준 인터페이스 방식에 따라서 관리할 수 있다.

도 5는 도 4에 따른 NFV 시스템에서, 메인 VNFM 및 에이전트 VNFM을 설명하는 도면이다.

도 5를 참조하면, VNFM(500)은 메인 VNFM(510) 및 에이전트 VNFM(520)을 포함한다. 도 4와 동일한 점은 생략하고 차이점을 위주로 설명한다.

VNFM(500)은 NFVO와의 연동 기능을 중심으로 한 메인 VNFM(510)과 VIM/VNF와의 연동 기능을 중심으로 한 에이전트 VNFM(520)으로 분리되어 구성될 수 있다.

메인 VNFM(510)은 형상관리 VNF 제어부(511) 및 VNF 소프트웨어 설치/설정부(512)를 포함한다.

형상관리 VNF 제어부(511)는 NFVO의 요구 또는 정책에 따라서 부정기적으로 수행되는 VNF에 대한 라이프사이클 관리, 오토 스케일링 작업, VNF의 자동복구를 수행하는 부분으로서 시스템 설계에 따라서 서로 다른 SW 블록으로 구현될 수도 있으며, 단일 SW 블록으로 구현될 수 있다. 본 발명에서는 이를 통합하여 형상관리 VNF 제어부로 명칭하였다.

형상관리 VNF 제어부(511)는 NFVO의 요구 또는 정책에 따라 정기적 또는 비정기적으로 VNF에 대한 라이프사이클 관리, 오토 스케일링, 자동복구 등을 수행한다. 또한, 형상관리 VNF 제어부(511)는 시스템에 따라 서로 다른 소프트웨어 블록으로 구현되거나 단일 소트프웨어 블록으로 구현될 수 있다.

VNF 소프트웨어 설치/설정부(512)는 VNF 소프트웨어를 설치 및 설정할 수 있다. 구체적으로, VNF 소프트웨어 설치/설정부(512)는 형상 관리 VNF 제어부(511)와 연동되며, VNF를 만들기 위한 소프트웨어를 설치, 업그레이드, 패치 등과 VNF를 위한 기본적인 동작설정 기능 등을 수행할 수 있다. 또한, VNF 소프트웨어 설치/설정부(512)는 시스템 구현 방법에 따라 형상 관리 VNF 제어부(511)와 통합되어 구현될 수 있다.

에이전트 VNFM(520)은 VNF 성능/장애 관리부(521) 및 VNF 운용 설정부(522)를 포함한다.

VNF 성능/장애 관리부(521)는 VNF의 성능 및 장애를 관리할 수 있으며, 이를 위해 VIM 또는 VNF로부터 주기적 또는 비주기적으로 성능, 장애 여부 등에 대한 정보를 수집할 수 있다. 이를 위하여 VNFM은 VIM 또는 VNF로부터 주기적으로 성능 및 장애에 대한 대량의 정보를 손실 및 지연 없이 수집해야 하며, 따라서 VNF 및 VIM과 자주 연동되어야 하는 부분이다.

VNF 운용 설정부(522)는 VNF의 운용에 관련된 설정을 수행한다.

상기와 같이 빈도, 손실 및 지연 등의 조건을 기준으로 메인 VNFM과 에이전트 VNFM의 기능을 분리한 것은 하나의 실시예에 해당되며, 실제 다양한 분배가 가능할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 NFV 시스템을 설명하는 도면이다.

도 6을 참조하면, NFV 시스템(600)은 NFVO(610), 메인 VNFM(620), 통합 에이전트 VNFM(621, 622), VIM(630, 631), NFVI(640, 641) 및 VNF(650 내지 653)를 포함한다. 도 3 및 도 4와 동일한 점은 생략하고 차이점을 위주로 설명한다.

ETSI NFV 표준에 따르면, VNFM은 VNF 제조사(vendor)에 의해 공급된다. 따라서, VNFM이 메인 VNFM 및 에이전트 VNFM으로 분리하여 구성될 경우, 메인 VNFM 및 에이전트 VNFM은 제조사 별로 설치되어야 한다. 이에 따라, 메인 VNFM 및 에이전트 VNFM이 모두 조사 별로 설치된다면, 설치 및 운용 시 부담이 발생될 수 있다. 따라서, 도 6에 따른 NFV 시스템(600)은 제조사 별로 위치하는 메인 VNFM(620) 및 메인 VNFM(620)으로부터 공통적으로 사용되는 통합 에이전트 VNFM(621, 622)을 포함한다.

메인 VNFM(620)은 NFVO(610) 및 통합 에이전트 VNFM(621, 622)과 연동할 수 있다.

통합 에이전트 VNFM(621, 622)은 제조사 별로 위치한 복수의 메인 VNFM(620)의 명령에 따라 VNF(620 내지 623)를 관리할 수 있다. 통합 에이전트 VNFM(621, 622)은 통신 사업자로부터 미리 설치될 수 있다. 또한, 통합 에이전트 VNFM(621, 622)은 메인 VNFM(620)과 연동하기 위해 VNFM 검색 데이터베이스를 포함할 수 있다. VNFM 검색 데이터베이스는 VNF와 VNFM 매핑 정보 등 해당 VNF를 관장하는 VNFM 정보를 포함할 수 있다. 또한, 통합 에이전트 VNFM(621, 622)은 VNF가 설치될 때, 해당 VNF에 대한 VNFM 매핑 정보를 업데이트해 VNFM 검색 데이터베이스 정보를 유지 및 관리할 수 있다.

도 6에 따른 NFV 시스템은 통합 에이전트 VNFM(621, 622)을 설치할 때, 각 NFVI(640, 641) 용량에 맞추어 시스템 용량을 설정할 수 있다는 장점을 가진다. 또한, NFVI(640, 641)가 분산된 모든 지역마다 에이전트 VNFM을 설치해야 하는 부담이 줄어들 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VNFM 연동 방법을 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 단계(S700)에서, NFVO가 VNF의 제어를 요청한다. 또한, NFVO는 VNF의 생성을 요청할 수 있다. VNF의 제어 또는 생성을 위해서, NFVO는 VNFM과 연동되어야 한다. 이때, 동일한 제조사의 VNFM은 VIM의 위치마다 설치되어 있기 때문에, NFVO는 제조사별 VNFM의 정보뿐 만이 아니라, 설치 위치에 대한 정보도 검색해야 한다.

단계(S710)에서, NFVO는 VNF의 제어를 위해, VNF가 설치된 NFVI를 관리하는 VIM을 검색한다. 또한, NFVO는 VNF를 설치하고자 하는 NFVI를 관리하는 VIM을 검색할 수 있다.

단계(S720)에서, NFVO는 VIM의 위치를 기준으로 VNF를 관리하는 VNFM을 검색한다. 구체적으로, NFVO는 VIM을 검색하여 해당되는 지역을 찾으면, 해당 지역을 기준으로 VNF를 관리하는 VNFM을 검색한다. 단계(S710) 및 단계(S720)의 순서는 변경될 수 있다. 예를 들어, NFVO는 VNF의 제어 또는 생성 요청에 따른 상기 VNF를 관리하는 VNFM을 검색할 수 있다. 이후, NFVO는 VIM을 검색하여 VNFM과 연동할 수 있다.

단계(S730)에서, NFVO와 검색된 VNFM이 연동된다.

VNF가 설치된 VIM에 대한 정보 또는 VNF를 관리하는 VNFM에 대한 정보는 별도의 데이터베이스 테이블(예를 들어, NS(Network Service) 데이터베이스 또는 VNF 관리 데이터베이스)로 관리될 수 있다. 해당 정보는 VNF를 새롭게 생성할 때마다 업데이트되어 관리될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

310: NFVO
320: VNFM
330: VIM
340: NFVI
350: VNF

Claims

복수의 VNF(Virtual Network Functions);
상기 VNF의 제어 또는 생성을 요청하는 NFVO(NFV Orchestrator);
상기 VNF를 포함하는 분산된 NFVI(NFV Infrastructure);
상기 NFVI 각각에 대응하여, 상기 NFVI를 관리하는 복수의 VIM(Virtual Infrastructure Manager); 및
상기 VIM 및 상기 NFVO와 연동되며, 상기 VNF를 관리하는 적어도 하나의 VNFM(Virtual Network Function Manager)을 포함하되,
상기 VNFM은,
상기 NFVO와 연동되어, 상기 NFVO의 요구 또는 정책에 따라 상기 VNF를 제어하고, VNF 소프트웨어를 설치 및 설정하는 메인 VNFM; 및
상기 메인 VNFM 및 상기 VIM과 연동되어, 상기 VNF의 성능 및 장애를 관리하고, 상기 VNF의 운용을 위한 설정을 수행하는 에이전트 VNFM을 포함하는 NFV 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 메인 VNFM은 복수개로 제공되어 제조사 별로 위치되고,
상기 에이전트 VNFM은 상기 복수의 메인 VNFM으로부터 공통적으로 명령을 받아 상기 VNF를 관리하는 NFV 시스템.
제3항에 있어서,
상기 NFVO는,
상기 VNF를 제어하거나 신규 VNF를 생성할 때, 상기 신규 VNF를 관리하는 VNFM을 검색하는 NFV 시스템.
제4항에 있어서,
상기 NFVO는,
상기 VNF를 제어하거나 신규 VNF를 생성할 때, 상기 NFVI의 위치를 검색한 후, 상기 NFVI의 위치를 기준으로 상기 신규 VNF를 관리하는 VNFM을 검색하는 NFV 시스템.
제3항에 있어서,
상기 메인 VNFM은,
상기 NFVO의 요청에 따른 상기 VNF의 제어 또는 생성을 위해, 상기 에이전트 VNFM의 매핑 정보를 관리하며,
상기 에이전트 VNFM은,
복수 개로 구성되는 NFV 시스템.
NFV(Network Functions Virtualization) 시스템을 이용하여, VNFM(Virtual Network Function Manager)을 NFVO(NFV Orchestrator)와 연동하는 방법에 있어서,
상기 NFVO가 VNF(Virtual Network Functions)의 제어 또는 생성을 요청하는 단계;
상기 NFVO가 상기 VNF를 관리하는 상기 VNFM을 검색하는 단계; 및
상기 NFVO와 상기 검색된 VNFM을 연동하는 단계를 포함하되,
상기 VNFM은 메인 VNFM 및 에이전트 VNFM을 포함하며,
상기 메인 VNFM은 상기 NFVO와 연동될 경우, 상기 NFVO의 요구 또는 정책에 따라 상기 VNF를 제어하고, VNF 소프트웨어를 설치 및 설정하고,
상기 에이전트 VNFM은 상기 메인 VNFM 및 VIM(Virtual Infrastructure Manager)연동되어, 상기 VNF의 성능 및 장애를 관리하고, 상기 VNF의 운용을 위한 설정을 수행하는 VNFM 연동 방법.
제7항에 있어서,
상기 VNF의 생성을 요청 하는 단계 이후,
상기 VNF를 설치하고자 하는 NFVI(NFV Infrastructure)의 위치를 기준으로 상기 VNF를 관리하는 VNFM 정보를 기록하는 단계를 더 포함하는 VNFM 연동 방법.
삭제
제7항에 있어서,
상기 메인 VNFM은 복수개로 제공되어 제조사 별로 위치되고,
상기 에이전트 VNFM은 상기 복수의 메인 VNFM으로부터 공통적으로 명령을 받아, 상기 VNF를 관리하는 VNFM 연동 방법.
제7항에 있어서,
상기 메인 VNFM은,
상기 NFVO의 요청에 따른 상기 VNF의 제어 또는 생성을 위해, 상기 에이전트 VNFM의 매핑 정보를 관리하며,
상기 에이전트 VNFM은,
복수 개로 구성되는 VNFM 연동 방법.
제10항에 있어서,
상기 에이전트 VNFM은 ,
VNFM 검색 데이터베이스를 포함하는 VNFM 연동 방법.