KR102021769B1 - 패킷 플로우 처리방법 및 장치 - Google Patents

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본 실시예는 단말기의 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 분석하고, 이를 통해 파악된 패킷 플로우의 서비스 상태에 따라 데이터 전송 효율이 최대화될 수 있도록 하는 최적의 패킷 처리장치를 선정함으로써 상시 높은 품질의 네트워크 서비스가 제공될 수 있도록 하는 패킷 플로우 처리방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

패킷 플로우 처리방법 및 장치{Method and Apparatus for Processing Packet Flow}
본 실시예는 패킷 플로우 처리방법 및 장치에 관한 것이다, 더욱 상세하게는, 단말기의 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 고려하여 패킷 플로우의 처리를 위한 최적의 전송경로가 선택될 수 있도록 하는 패킷 플로우 처리방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
5G 표준화를 진행하고 있는 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)는 2020년 5G 상용화를 목표로 모바일 코어 네트워크 시스템 및 모바일 액세스 네트워크 시스템을 위한 논의를 진행하고 있다. 특히 SA2 WG(System Architecture 2 Working Group)에서는 NextGen이라는 이름으로 5G 코어 네트워크의 구조 및 기능에 대한 표준화를 진행하고 있다.
도 1은 5G 코어 네트워크의 기본 구조를 예시한 도면이다.
도 1에 나타난 것과 같이, 5G 코어 네트워크에서는 UPF(User Plane Function)을 포함하는 사용자 평면(User Plane)과 제어 평면(Control Plane)이 분리되어 있다. 이러한, 5G 코어 네트워크는 NFV/SDN (Network Function Virtualization/Software Defined Networking) 기술을 사용하기 위한 환경을 마련하고 있으며, UPF의 물리적인 위치의 종속성을 없앰으로써 네트워크 설계 및 운영의 편의를 제공하고 있다.
최근, UPF에 대하여 사용자 및 서비스 특성에 따른 다양한 성능이 요구되고 있으며, 이와 더불어, 5G 코어 네트워크 상에도 서로 차별화된 패킷 처리 기능을 지원하는 복수 개의 UPF가 제공되고 있는 실정이다. 한편, 5G 코어 네트워크에서 정의된 UPF(User Plane Function)는 초고속, 초저지연적으로 패킷을 처리하여야 한다. 이를 위해, 종래의 경우 단말기의 무선 상태정보(ex: 무선 모뎀 성능) 및 UPF의 부하 정보 등을 고려하여 적절한 UPF를 선정하였다. 하지만, 이러한 종래의 UPF 선정 방법에 의하는 경우 사실 상 단말기와 UPF 사이에 전송되는 패킷 플로우에 대한 서비스 특성 및 이로 인한 성능 지연에 대해서는 전혀 고려되고 있지 않다는 문제점이 존재한다.
이에, 5G 코어 네트워크 상에서 패킷 처리 절차를 수행시 패킷 플로우 각각에 대한 서비스 특성에 따라 가장 최적화된 UPF가 적응적으로 선택될 수 있도록 하는 새로운 기술을 필요로 한다.
본 실시예는 세션 관리장치가 패킷 처리장치를 이용하여 단말기의 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 분석하고, 이를 통해 파악된 패킷 플로우의 서비스 상태에 따라 데이터 전송 효율이 최대화될 수 있도록 하는 최적의 패킷 처리장치를 선정함으로써 상시 높은 품질의 네트워크 서비스가 제공될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
본 실시예는, 무선 통신 네트워크 내 적어도 하나의 패킷 처리장치로부터 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 수집하는 수집부; 상기 지연시간 정보에 기초하여 상기 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 책정하고, 책정결과에 기반하여 상기 패킷 처리장치에 대한 플로우 처리정책을 수립하는 수립부; 및 상기 플로우 처리정책에 따라 상기 각각의 패킷 플로우의 처리와 관련한 최적화 요청신호를 생성하고, 생성한 최적화 요청신호를 상기 패킷 처리장치로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우를 분석하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출하고, 산출된 지연시간 정보를 세션 관리장치로 전송하는 분석부; 및 상기 세션 관리장치로부터 상기 지연시간 정보에 대응하여 생성된 최적화 요청신호를 수신하고, 상기 최적화 요청신호에 기반하여 상기 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 적응적 프로세스를 수행하는 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 세션 관리장치의 패킷 플로우 처리방법에 있어서, 무선 통신 네트워크 내 적어도 하나의 패킷 처리장치로부터 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 수집하는 과정; 상기 지연시간 정보에 기초하여 상기 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 책정하고, 책정결과에 기반하여 상기 패킷 처리장치에 대한 플로우 처리정책을 수립하는 과정; 및 상기 플로우 처리정책에 따라 상기 각각의 패킷 플로우의 처리와 관련한 최적화 요청신호를 생성하고, 생성한 최적화 요청신호를 상기 패킷 처리장치로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 플로우 처리방법을 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 패킷 처리장치의 패킷 플로우 처리방법에 있어서, 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우를 분석하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출하고, 산출된 지연시간 정보를 세션 관리장치로 전송하는 과정; 및 상기 세션 관리장치로부터 상기 지연시간 정보에 대응하여 생성된 최적화 요청신호를 수신하고, 상기 최적화 요청신호에 기반하여 상기 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 적응적 프로세스를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 플로우 처리방법을 제공한다.
본 실시예에 따르면, 세션 관리장치가 패킷 처리장치를 이용하여 단말기의 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 분석하고, 이를 통해 파악된 패킷 플로우의 서비스 상태에 따라 데이터 전송 효율이 최대화될 수 있도록 하는 최적의 패킷 처리장치를 선정함으로써 상시 높은 품질의 네트워크 서비스가 제공될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 세션 관리장치가 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 최적의 패킷 처리장치를 선정함에 있어서, 패킷 처리장치의 제원정보를 추가 고려함으로써 장치의 용량 미달로 인한 데이터 전송 효율 감소를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 5G 코어 네트워크의 기본 구조를 예시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 네트워크 시스템을 예시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 세션 관리장치 및 패킷 처리장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 패킷 플로우 처리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 세션 관리장치의 패킷 플로우 처리방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6는 본 실시예에 따른 패킷 처리장치의 패킷 플로우 처리방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7 내지 도 8은 본 실시예에 따른 패킷 플로우 처리방법의 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 패킷 처리장치로 트래픽이 들어올 시의 패킷 구조를 예시한 예시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 실시예에 따른 네트워크 시스템을 예시한 도면이다.
도 2에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 네트워크 시스템은 세션 관리장치(100), 복수 개의 패킷 처리장치(110) 및 제어 평면장치(120)를 포함하는 형태로 구현된다. 이때, 본 실시예에 따른 네트워크 시스템에 포함되는 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 2의 경우는 네트워크 시스템 내 포함되는 다양한 구성요소 중 본 실시예에 따른 패킷 플로우 처리 기능의 수행과 관련한 주요 구성요소만을 예시적으로 도시한 것으로서, 이러한, 네트워크 시스템은 기본적으로, 도 1에 도시된 5G 코어 네트워크의 구성요소와 동일한 구성을 가짐을 인식하여야 한다.
세션 관리장치(100)는 네트워크 및 사용자 단말기를 제어하기 위한 다양한 기능들을 수행하는 장치를 의미한다.
세션 관리장치(100)는 세션 관리(Session Management), 이동성 관리(Mobility Management), QoS(Quality of Service) 관리 등 사용자 서비스와 네트워크 상태를 고려하여 사용자 평면에서 사용될 트래픽 전송 파라미터를 최종적으로 결정하는 것이 주요한 기능이다.
이러한, 세션 관리장치(100)는 도 1에 도시된 5G 코어 네트워크의 구성 요소 중 SMF(Session Management Function)일 수 있으며, 사용자 단말기가 여러 개의 세션을 가질 경우 각 세션 별로 고유의 SMF가 할당되는 형태로 구현될 수 있다.
본 실시예에 따른 세션 관리장치(100)는 5G 코어 네트워크 상에서 패킷 처리 절차를 수행 시 패킷 플로우 각각에 대한 서비스 특성에 따라 가장 최적화된 전송경로가 적응적으로 선택될 수 있도록 동작한다. 즉, 세션 관리장치(100)는 단말기의 패킷 플로우별로 보다 자세하게는 그 서비스 특성에 따라 필요로 하는 자원이 상이하다는 점을 활용하여 상황에 맞게 적합한 패킷 처리장치(110)가 선택될 수 있도록 동작한다.
이를 위해, 세션 관리장치(100)는 패킷 처리장치(100)로부터 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 수집할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 세션 관리장치(100)가 패킷 플로우의 서비스 특성에 따라 최적화된 전송경로를 제공하는 구체적인 동작에 대해서는 도 3의 세션 관리장치(100)의 구성요소를 설명하는 과정에서 보다 자세하게 설명하도록 한다.
패킷 처리장치(110)는 패킷 처리와 관련한 다양한 기능을 지원하는 장치를 의미한다. 이러한, 패킷 처리장치(100)는 도 1에 도시된 5G 코어 네트워크의 구성요소 중 UPF(User Plane Function)일 수 있다.
패킷 처리장치(110)는 네트워크 상에 복수 개가 배치될 수 있으며, 각각이 서로 차별화된 패킷 처리 기능을 지원 가능토록 구현될 수 있다.
패킷 처리장치(110)는 세션 관리장치(100) 예컨대, SMF(Session Management Function)의 제어에 따라 그 설정 여부가 결정될 수 있으며, 이를 통해, 사용자의 요구사항에 적합한 네트워크 서비스가 제공될 수 있도록 동작한다.
본 실시예에 있어서, 패킷 처리장치(110)는 단말기 사이에 송수신되는 패킷 플로우의 서비스 특성에 따라 차별화된 패킷 처리 기능을 지원 가능토록 구현될 수 있다.
이를 위해, 패킷 처리장치(110)는 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우를 분석하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출하고, 산출된 지연시간 정보를 세션 관리장치(100)로 전송할 수 있다.
마찬가지로, 본 실시예에 따른 패킷 처리장치(110)가 패킷 플로우의 서비스 특성에 따라 차별화된 패킷 처리 기능을 지원하는 구체적인 동작에 대해서는 도 3의 패킷 처리장치(110)의 구성요소를 설명하는 과정에서 보다 자세하게 설명하도록 한다.
제어 평면장치(120)는 외부 관리 영역과 네트워크망과 관련한 정보를 서로 공유하는 기능을 담당하는 기능을 수행한다. 이러한, 제어 평면장치(120)는 도 1에 도시된 5G 코어 네트워크 내 AF 및 NEF 중 어느 하나의 장치일 수 있다.
본 실시예에 따른 제어 평면장치(120)는 세션 관리장치(100)와 연동되며, 이를 통해 외부 관리 영역으로부터 수집한 네트워크망 관련 정보들을 필요에 따라 세션 관리장치(100)로 제공할 수 있다. 한편, 본 실시예에 있어서, 네트워크망 관련 정보는 세션 관리장치(100)가 트래픽 전송 파라미터를 결정하는 과정에서 기준값으로서 사용 가능한 부가정보인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 실시예에 따른 세션 관리장치 및 패킷 처리장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
이하, 도 3에서는 본 실시예에 따른 세션 관리장치(100) 및 패킷 처리장치(110)에 포함되는 구성요소에 대하여 순차적으로 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 세션 관리장치(100)는 수집부(300) 및 조절부(310)를 포함한다.
수집부(300)는 무선 통신 네트워크 내 적어도 하나의 패킷 처리장치(110)로부터 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 수집한다.
수집부(300)는 패킷 처리장치(110)로 지연시간 정보에 대한 측정 요청신호를 송신하고, 측정 요청신호에 대응하여 패킷 처리장치(110)로부터 각각의 패킷 플로우에 대하여 측정된 지연시간 정보를 수신할 수 있다. 이때, 수집부(300)가 패킷 처리장치(110)로 전송하는 측정 요청신호에는 상기 지연시간 정보와 관련하여 추출하여야 하는 정보의 종류 및 해당 정보에 대한 추출 방법과 같은 다양한 가이드라인 정보가 포함될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 수집부(300)는 패킷 처리장치(110)별로 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 시작시간, 종료 시간 및 소요 시간정보(Lifetime) 중 일부 또는 전부를 포함하는 지연시간 정보를 수집할 수 있다.
본 실시예에서는, 수집부(300)가 패킷 처리장치(110)별 수집하는 패킷 플로우 관련정보에 대해서 특정 정보로 한정하지는 않는다.
예컨대, 수집부(300)는 패킷 처리장치(110)로부터 각각의 패킷 플로우에 대응되는 서비스의 종류, 패킷 개수 및 패킷 크기 중 일부 또는 전부의 특성 정보를 추가로 수집할 수도 있다.
이와 더불어, 수집부(300)는 제어 평면장치(120)와 통신을 수행하고, 이를 통해, 제어 평면장치(120)로부터 외부 관리 영역과의 연동을 통해 수집한 네트워크망 관련 정보들을 필요에 따라 수신할 수도 있다.
조절부(310)는 사용자의 요구사항에 적합한 네트워크 서비스가 제공될 수 있도록 패킷 처리 기능을 선택하는 장치를 의미한다.
본 실시예에 따른 조절부(310)는 수립부(320) 및 제어부(330)를 포함한다.
수립부(320)는 상기의 패킷 플로우의 전송과 관련하여 패킷 처리장치(110)의 플로우 처리정책을 수립하는 기능을 수행한다.
본 실시예에 따른 수립부(320)는 수집부(300)로부터 수집된 지연시간 정보에 기반하여 각각의 패킷 처리장치(110)에 대한 플로우 처리정책을 수립할 수 있다.
이하, 수립부(320)가 패킷 처리장치(110)에 대한 플로우 처리정책을 수립하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
수립부(320)는 수집부(300)로부터 수집된 지연시간 정보에 기초하여 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 책정한다. 한편, 패킷 플로우의 경우 단말기에 의해 현재 제공되는 서비스 특성(ex: VoD, 다운로드, Web, P2p 트래픽)에 따라 그 처리 시간(=지연 시간)에 있어서 편차가 존재하게 된다. 이러한, 서비스 특성에 따른 패킷 플로우의 처리 시간의 편차는 데이터 전송 효율을 결정짓는데 있어서 중요 요인이 될 수 있다.
이 점에 기인하여, 본 실시예에 따른 수립부(320)는 상기의 지연시간 정보에 기초하여 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 지속형(Long-Lived) 플로우 타입 및 단기형(Short-Lived) 플로우 타입 중 어느 하나의 타입으로 책정한다. 이때, 지속형 플로우 타입 및 단기형 플로우 타입을 결정짓는 지연시간 정보에 대한 임계값은 상황에 따라 다양한 값이 설정될 수 있다.
수립부(320)는 각각의 패킷 플로우에 대하여 책정된 서비스 유형에 기반하여 패킷 처리장치(110)에 대한 플로우 처리정책을 수립한다.
보다 자세하게는, 수립부(320)는 각각의 패킷 플로우에 대하여 책정된 서비스 유형 및 패킷 처리장치(110)의 제원정보에 기반하여 패킷 처리장치(110)에 대한 플로우 처리정책을 수립할 수 있다. 이때, 패킷 처리장치(110)의 제원정보는 패킷 처리장치(110)의 CPU, Memory 성능 및 부하 정보 등이 포함될 수 있다.
다른 실시예에서, 수립부(320)는 각각의 패킷 플로우에 대하여 추가 수집된 서비스의 종류, 패킷 개수 및 패킷 크기 중 일부 또는 전부의 특성 정보를 추가 고려하여 상기의 플로우 처리정책을 수립할 수도 있다.
수립부(320)는 각각의 패킷 플로우에 대하여 책정된 서비스 유형 및 패킷 처리장치(110)의 제원정보에 기반하여 각각의 패킷 플로우에 대한 패킷 처리장치의 처리 가능 여부를 판별한다. 즉, 수립부(320)는 각각의 패킷 플로우에 대응되는 패킷 처리장치(110)가 각각의 패킷 플로우를 책정된 서비스 유형에 기반하여 처리 가능한지 여부를 판별한다.
이후, 수립부(320)는 상기의 판별결과에 따라 패킷 처리장치(110)로 하여금 패킷 플로우 중 일부 또는 전부를 대응되는 서비스 유형에 기반하여 처리토록 하는 플로우 처리정책을 수립할 수 있다.
즉, 수립부(320)는 상기의 판별결과에 따라 각각의 패킷 플로우가 책정된 서비스 유형에 기반하여 대응되는 패킷 처리장치(110)에 의해 처리되도록 하는 플로우 처리정책을 수립할 수 있다. 이때, 대응되는 패킷 처리장치(110)는 해당 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 세션 관리장치(100)로 송신한 패킷 처리장치를 의미한다.
다른 실시예에서, 수립부(320)는 상기의 판별결과에 따라 패킷 플로우 중 일부가 대응되는 서비스 유형에 특화된 플로우 처리정책을 갖는 다른 패킷 처리장치에 의해 처리되도록 하는 플로우 처리정책을 수립할 수 있다. 이 경우는, 각각의 패킷 플로우에 대응되는 패킷 처리장치에서 각각의 패킷 플로우를 책정된 서비스 유형에 기반하여 모두 처리 불가능한 경우에 적용될 수 있다.
제어부(330)는 수립부(320)에서 수립된 플로우 처리정책에 따라 각각의 패킷 플로우의 처리와 관련한 최적화 요청신호를 생성하고, 생성한 최적화 요청신호를 관련된 패킷 처리장치(110)로 전송한다.
한편, 제어부(330)로부터 생성되는 최적화 요청신호에 포함되는 정보는 앞서, 수립부(320)에서 수립한 플로우 처리정책에 포함되는 정보와 동일하며 이에 자세한 설명은 생략하도록 한다.
본 실시예에 따른 패킷 처리장치(110)는 분석부(340) 및 수행부(350)를 포함한다.
분석부(340)는 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우를 분석하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출하고, 산출된 지연시간 정보를 세션 관리장치(100)로 전송하는 장치를 의미한다.
분석부(340)는 세션 관리장치(100)로부터 수신한 측정 요청신호에 기반하여, 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출할 수 있다. 예컨대, 분석부(340)는 각각의 패킷 플로우에 대응되는 패킷을 파싱하고, 파싱결과 및 측정 요청신호에 포함된 가이드라인 정보에 기반하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출할 수 있다.
참고로 패킷 플로우란 도 9와 같이 패킷 처리장치(110) 입장에서 N-tuple (헤더) 기준으로 정리될 수 있으며, 운영 방법에 따라 tuple의 기준을 변경할 수 있다. 예컨데, 패킷 플로우가 모바일 망 내의 inner 주소 기반 2-tuple(srcIP, dstIP)로 정해져서 단말기와 서버 구간이 될 수 있다. 또한 포괄적으로 outer IP 기준 (예: RAN과 UPF 주소)으로 정리될 수 있다. 즉, N-tuple 에 따라, 패킷 플로우 기간은 단말기와 서버, 또는 단말기와 패킷 처리장치(110), 또는 심지어 단말기가 아닌, 망 내의 노드1, 노드2 구간이 될 수 있다. 즉, 패킷 처리장치(110)는 이런 N-tuple을 기반해서 플로우를 정하고 이에 대한 1번째 패킷, 마지막 패킷, 그리고 관련에 대한 정보 (예: 해당 기간 내 용량, packet 개수, 특정 필드를 기준으로 계산)들을 수집할 수 있다.
패킷 처리장치(110) 입장에서 특히 플로우에 대한 기간을 정할 시 예를 들어, TCP/IP 플로우인 경우, 첫번째 start 패킷은 TCP SYN Flag, 마지막 end 패킷은 TCP FIN Flag를 보고 판단하여 기간(end time - start time)을 계산할 수 있다. 만약 TCP/IP가 아닌 타 플로우(예: UDP, GTP 등)인 경우, 1번째 패킷은 start time을 기준으로 할 수 있고, 마지막 패킷은 end time을 기준으로 할 수 있다. 이 때 start time은, 패킷 처리장치(110) 입장에 해당 플로우에 대한 패킷이 처음 들어 왔을 때, 그리고 end time은 패킷 처리장치(110) 입장에서 마지막으로 본 패킷이 기준이 될 수 있다. End time은 해당 플로우에 대한 패킷이 일정 기간(flow expiry timeout) 동안 들어오지 않을 시 end time으로 정해서 기간을 산출할 수 있다.
분석부(340)는 산출한 상기의 지연시간 정보를 포함하는 응답 신호를 세션 관리장치(100)로 전송한다. 실시예에 따라 분석부(340)는 각각의 패킷 플로우에 대응되는 서비스의 종류, 패킷 개수 및 패킷 크기 중 일부 또는 전부의 특성 정보를 추가로 산출하고, 이를 응답 신호에 포함시켜 세션 관리장치(100)로 전송할 수도 있다.
수행부(350)는 패킷 처리와 관련한 다양한 기능을 지원 가능토록 패킷 처리장치(110)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
수행부(350)는 기본적으로, Intra/Inter-RAT 이동성을 위한 앵커 포인트(Anchor point), 데이터 네트워크에 대한 상호연결의 외부 PDU 세션 포인트, 패킷 라우팅 및 포워딩, 패킷 검사 및 정책 규칙 적용의 사용자 평면 부분, 트래픽 사용량 보고, 데이터 네트워크로 트래픽 흐름 라우팅을 지원하는 상향링크 분류, 상향링크 트래픽 검증, 하향링크 패킷 버퍼링 및 하향링크 데이터 알림 트리거링(Notification Triggering) 등의 기능을 수행 가능도록 동작한다.
본 실시예에 따른 수행부(350)는 세션 관리장치(100)로부터 생성된 최적화 요청신호를 수신하고, 수신한 최적화 요청신호에 기반하여 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 적응정 프로세스를 수행한다.
수행부(350)는 최적화 요청신호에 따라 패킷 플로우 중 일부 또는 전부에 대하여 대응되는 서비스 유형에 기반한 처리가 이루어지도록 제어한다. 한편, 수행부(350)가 최적화 요청신호에 기반하여 패킷 플로우에 대한 처리를 수행하는 방법은 앞서, 세션 관리장치(100)에서 수립된 플로우 처리정책의 내용과 동일하며 이에 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 패킷 플로우 처리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에서 도시하듯이, 본 실시예에 따른 패킷 프로우 처리방법은 ① 내지 ⑫의 단계로 이루어진다. 한편, 도 1에서는 현재 단말기와의 사이에 PDU 세션이 형성된 패킷 처리장치가 제1 패킷 처리장치(110a)인 것으로 예시하여 설명하도록 한다.
① 제1 패킷 처리장치(110a)는 단말기와의 사이에 데이터 전송을 위한 PDU 세션을 형성한다. 한편, 단계 ①에서는 제1 패킷 처리장치(110a)와 단말기와의 사이에 형성된 PDU 세션을 통해 총 2개의 패킷 플로우에 대한 처리가 이루어지고 있는 것으로 예시하여 설명하도록 한다.
② 세션 관리장치(100)는 제1 패킷 처리장치(110a)로 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보와 관련한 측정 요청신호를 송신한다.
③, ④ 제1 패킷 처리장치(110a)는 단계 ②에서 수신한 측정 요청신호에 기반하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출하고, 산출한 지연시간 정보를 세션 관리장치(100)로 전송한다.
⑤, ⑥ 세션 관리장치(100)는 단계 ③에서 수신한 지연시간 정보에 기초하여 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 책정하고, 책정된 서비스 유형에 기반하여 패킷 처리장치에 대한 플로우 처리정책을 수립한다.
한편, 세션 관리장치(100)는 상기의 플로우 처리정책을 수립하는 과정에서 제어 평면장치(120)와 통신을 수행하고, 제어 평면장치(120)로부터 외부 관리 영역과의 연동을 통해 수집한 네트워크망 관련 정보들을 필요에 따라 수신할 수도 있다.
⑦ 세션 관리장치(100)는 단계 ⑤에서 수립된 플로우 처리정책에 따라 각각의 패킷 플로우의 처리와 관련한 최적화 요청신호를 생성하고, 생성한 최적화 요청신호를 관련된 패킷 처리장치로 전송한다.
⑧ ~ ⑫ 제1 패킷 처리장치(110a)는 단계 ⑦에서 수신한 최적화 요청신호에 기반하여 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 적응정 프로세스를 수행한다.
제1 패킷 처리장치(110a)는 단계 ⑦에서 수신한 최적화 요청신호에 기반하여 각각의 패킷 플로우를 대응되는 서비스 유형에 기반하여 처리할 수 있다.
다른 실시예에서 제1 패킷 처리장치(110a)는 단계 ⑦에서 수신한 최적화 요청신호에 기반하여 패킷 플로우 중 일부(ex: Flow2)가 대응되는 서비스 유형에 특화된 플로우 처리정책을 갖는 다른 패킷 처리장치(ex: 제2 패킷 처리장치(110b))에 의해 처리되도록 동작할 수 있다.
한편, 제1 패킷 처리장치(110a)는 단계 ⑦에서 수신한 최적화 요청신호에 기반한 패킷 플로우의 처리 여부가 가능하진 여부를 추가로 확인하고, 확인결과에 따라 각각의 패킷 플로우에 대한 처리를 선택적으로 수행할 수도 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 세션 관리장치의 패킷 플로우 처리방법을 설명하기 위한 순서도이다.
세션 관리장치(100)는 패킷 처리장치(110)로부터 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 수집한다(S502). 단계 S502에서 세션 관리장치(100)는 패킷 처리장치(110)로 지연시간 정보에 대한 측정 요청신호를 송신하고, 측정 요청신호에 대응하여 패킷 처리장치(110)로부터 각각의 패킷 플로우에 대하여 측정된 지연시간 정보를 수신할 수 있다.
세션 관리장치(100)는 단계 S502에서 수집한 지연시간 정보에 기초하여 각각의 패킷 플로에 대한 서비스 유형을 책정한다(S504). 단계 S504에서 세션 관리장치(100)는 단계 S502에서 수집한 지연시간 정보에 기초하여 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 지속형(Long-Lived) 플로우 타입 및 단기형(Short-Lived) 플로우 타입 중 어느 하나의 타입으로 책정한다.
세션 관리장치(100)는 단계 S504의 책정결과에 기반하여 패킷 처리장치(110)에 대한 플로우 처리정책을 수립한다(S506).
세션 관리장치(100)는 단계 S506에서 수립한 플로우 처리정책에 따라 각각의 패킷 플로우의 처리와 관련한 최적화 요청신호를 생성하고(S508), 생성한 최저고하 요청신호를 패킷 처리장치(110)로 전송한다(S510).
여기서, 단계 S502 내지 S510은 앞서 설명된 세션 관리장치(100)의 각 구성요소의 동작에 대응되므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 6는 본 실시예에 따른 패킷 처리장치의 패킷 플로우 처리방법을 설명하기 위한 순서도이다.
패킷 처리장치(110)는 단말기와 서버 구간 사이에 전송되는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 산출하고(S602), 산출한 지연시간 정보를 세션 관리장치(100)로 전송한다(S604). 단계 S604에서 패킷 처리장치(110)는 세션 관리장치(100)로부터 수신한 측정 요청신호에 기반하여, 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출할 수 있다.
패킷 처리장치(110)는 세션 관리장치(100)로부터 단계 S604에서 전송한 지연시간 정보에 대응하여 생성된 최적화 요청신호를 수신한다(S606).
패킷 처리장치(110)는 단계 S606에서 수신한 최적화 요청신호에 기반하여 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 적응적 프로세스를 수행한다(S608).
여기서, 단계 S602 내지 S608은 앞서 설명된 패킷 처리장치(110)의 각 구성요소의 동작에 대응되므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 5 및 도 6에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 5및 도 6은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 도 5 및 도 6에 기재된 패킷 플로우의 처리방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 기록매체(CD-ROM, RAM, ROM, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등)에 기록될 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 실시예에 따른 패킷 플로우 처리방법의 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 예시한 예시도이며, 도 8은 도 7의 서비스 유형에 따른 최적의 전송 경로를 예시한 예시도이다.
본 실시예에 따른 세션 관리장치(100)는 패킷 처리장치(110)를 통해 수집된 지연시간 정보에 기초하여 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 책정한다. 한편, 패킷 플로우의 경우 단말기에 의해 현재 제공되는 서비스 특성(ex: VoD, 다운로드, Web, P2p 트래픽)에 따라 그 처리 시간(=지연 시간)에 있어서 편차가 존재하게 된다. 이러한, 서비스 특성에 따른 패킷 플로우의 처리 시간의 편차는 데이터 전송 효율을 결정짓는데 있어서 중요 요인이 될 수 있다.
이 점에 기인하여, 본 실시예에 따른 세션 관리장치(100)는 각각의 패킷 플로우에 대하여 수집된 지연시간 정보에 기초하여 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 지속형 플로우 타입 및 단기형 플로우 타입 중 어느 하나의 타입으로 책정한다.
이후, 세션 관리장치(100)는 책정된 서비스 유형에 따라 각각의 패킷 플로우의 전송과 관련한 패킷 처리장치(110)의 플로우 처리 정책을 수립함에 따라 데이터 전송 효율이 최대가 될 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 세션 관리장치 110: 패킷 처리장치
120: 제어 평면장치 300: 수집부
320: 수립부 330: 제어부
340: 분석부 350: 수행부

Claims (13)

  1. 무선 통신 네트워크 내 적어도 하나의 패킷 처리장치로부터 현재 처리하고 있는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 수집하는 수집부;
    상기 지연시간 정보에 기초하여 상기 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 책정하고, 상기 책정결과 및 상기 패킷 처리장치의 제원정보에 기반하여 상기 각각의 패킷 플로우를 현재 처리하고 있는 패킷 처리장치가 처리토록 하거나 다른 패킷 처리장치가 처리하도록 하는 패킷 플로우 처리정책을 수립하는 수립부; 및
    상기 패킷 플로우 처리정책에 따라 상기 각각의 패킷 플로우의 처리와 관련한 최적화 요청신호를 생성하고, 생성한 최적화 요청신호를 상기 패킷 처리장치로 전송하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수집부는,
    상기 지연시간 정보에 대한 요청신호를 상기 패킷 처리장치로 전송하고, 상기 패킷 처리장치로부터 상기 요청신호에 기반하여 계산된 상기 지연시간 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수집부는,
    상기 패킷 처리장치로부터 상기 각각의 패킷 플로우에 대한 시작시간, 종료시간 및 소요 시간정보(Lifetime)를 포함한 상기 지연시간 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수립부는,
    상기 지연시간 정보에 기초하여 상기 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 지속형(Long-Lived) 플로우 타입 및 단기형(Short-Lived) 플로우 타입 중 어느 하나의 타입으로 책정하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수립부는,
    상기 각각의 패킷 플로우에 대하여 책정된 서비스 유형 및 상기 패킷 처리장치의 제원정보에 기반하여 상기 각각의 패킷 플로우에 대한 상기 패킷 처리장치의 처리 가능 여부를 판별하고, 판별결과에 따라 상기 플로우 처리정책을 수립하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수립부는,
    상기 패킷 처리장치로부터 상기 각각의 패킷 플로우에 대응되는 서비스의 종류, 패킷 개수 및 패킷 크기 중 일부 또는 전부의 특성 정보를 추가로 수집하고, 상기 특성 정보를 추가 고려하여 상기 플로우 처리정책을 수립하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 플로우 처리정책에 기초하여 상기 패킷 플로우 중 일부가 대응되는 서비스 유형에 특화된 플로우 처리정책을 갖는 다른 패킷 처리장치에 의해 처리되도록 하는 상기 최적화 요청신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 세션 관리장치.
  9. 현재 처리하고 있는 패킷 플로우를 분석하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출하고, 산출된 지연시간 정보를 세션 관리장치로 전송하는 분석부; 및
    상기 세션 관리장치로부터 상기 지연시간 정보에 기초하여 책정된 서비스 유형 책정결과 및 패킷 처리장치의 제원정보에 근거하여 생성된 최적화 요청신호를 수신하고, 상기 최적화 요청신호에 기반하여 상기 각각의 패킷 플로우를 현재 처리하고 있는 상기 패킷 처리장치가 처리토록 하거나 다른 패킷 처리장치가 처리하도록 상기 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 적응적 프로세스를 수행하는 수행부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 수행부는,
    상기 최적화 요청신호에 따라 상기 패킷 플로우 중 일부가 대응되는 서비스 유형에 특화된 플로우 처리정책을 갖는 다른 패킷 처리장치에 의해 처리되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 패킷 처리장치.
  12. 세션 관리장치의 패킷 플로우 처리방법에 있어서,
    무선 통신 네트워크 내 적어도 하나의 패킷 처리장치로부터 현재 처리하고 있는 패킷 플로우 각각에 대한 지연시간 정보를 수집하는 과정;
    상기 지연시간 정보에 기초하여 상기 각각의 패킷 플로우에 대한 서비스 유형을 책정하고, 상기 책정결과 및 상기 패킷 처리장치의 제원정보에 기반하여 상기 각각의 패킷 플로우를 현재 처리하고 있는 패킷 처리장치가 처리토록 하거나 다른 패킷 처리장치가 처리하도록 하는 패킷 플로우 처리정책을 수립하는 과정; 및
    상기 패킷 플로우 처리정책에 따라 상기 각각의 패킷 플로우의 처리와 관련한 최적화 요청신호를 생성하고, 생성한 최적화 요청신호를 상기 패킷 처리장치로 전송하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 플로우 처리방법.
  13. 패킷 처리장치의 패킷 플로우 처리방법에 있어서,
    현재 처리하고 있는 패킷 플로우를 분석하여 각각의 패킷 플로우에 대한 지연시간 정보를 산출하고, 산출된 지연시간 정보를 세션 관리장치로 전송하는 과정; 및
    상기 세션 관리장치로부터 상기 지연시간 정보에 기초하여 책정된 서비스 유형 책정결과 및 상기 패킷 처리장치의 제원정보에 근거하여 생성된 최적화 요청신호를 수신하고, 상기 최적화 요청신호에 기반하여 상기 각각의 패킷 플로우를 현재 처리하고 있는 상기 패킷 처리장치가 처리토록 하거나 다른 패킷 처리장치가 처리하도록 상기 각각의 패킷 플로우의 처리를 위한 적응적 프로세스를 수행하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 플로우 처리방법.
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