KR102033339B1 - Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 네트워킹 자원과 프로세싱 자원이 공존하는 다수의 물리적 노드와 다수의 링크를 포함하는 네트워크 환경에서 각각의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하고, 정의된 후보 경로 중 효율이 높은 복수의 경로를 선택하여 서비스를 제공함으로써, 서비스 품질을 향상시키면서도 시스템 비용을 절감할 수 있는 다중자원 인프라구조 관리 방법 및 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention define a set of candidate paths for each service in a network environment including a plurality of physical nodes and a plurality of links where networking resources and processing resources coexist, and a plurality of highly efficient candidate paths among the defined candidate paths. By providing a service by selecting the path of the present invention, the present invention provides a method and apparatus for managing a multi-resource infrastructure that can reduce system cost while improving service quality.

Description

다중자원 인프라구조 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING MULTI-RESOURCE INFRASTRUCTURES}METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING MULTI-RESOURCE INFRASTRUCTURES}

본 발명의 실시예들은 다중자원 인프라구조 관리 방법 및 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 네트워킹 자원과 프로세싱 자원을 포함하는 다중자원 인프라구조 환경에서 일반적인 네트워킹 서비스를 포함하여 네트워크 기능 가상화(network function virtualization; NFV) 서비스와 컴퓨테이션 오프로딩(computation offloading; CO) 서비스를 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a method and apparatus for managing a multi-resource infrastructure, and more particularly, includes network function virtualization including general networking services in a multi-resource infrastructure environment including networking resources and processing resources. A method and apparatus for managing NFV) services and computation offloading (CO) services.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명에 따른 실시예들과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The following description merely provides background information related to the embodiments according to the present invention and does not constitute a prior art.

종래의 네트워크 환경에서, 심층패킷검사(deep packet inspection; DPI), 침입탐지시스템(intrusion detection system; IDS), 방화벽(firewall) 및 과금(charging)과 같은 네트워크 기능들은 특수한 하드웨어 상에서만 구현되었으며, 이에 따라 해당 네트워크 기능을 요구하는 서비스는 반드시 그 기능을 지원하는 하드웨어를 거쳐야 했다.In a conventional network environment, network functions such as deep packet inspection (DPI), intrusion detection system (IDS), firewall and charging are only implemented on special hardware. As a result, services that require that network function must go through hardware that supports that function.

도 1은 종래의 네트워크 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a conventional network routing environment.

예를 들어, 셀룰러 네트워크에서는 모든 패킷에 대해 과금이 이루어져야 하기 때문에, 모든 데이터 패킷은 과금을 지원하는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(packet data network gateway; P-GW)를 반드시 거쳐야 했다.For example, in a cellular network, since all packets must be charged, all data packets must pass through a packet data network gateway (P-GW) that supports charging.

그러나 최근에는 가상화(virtualization) 기술이 도입됨에 따라 네트워킹 자원(networking resource)과 프로세싱 자원(processing resource)을 함께 사용하는 다양한 서비스가 가능하게 되었다. 그 중 하나가 네트워크 기능 가상화(network function virtualization; NFV) 서비스이다.Recently, however, with the introduction of virtualization technology, various services using a networking resource and a processing resource are possible. One of them is network function virtualization (NFV) service.

도 2는 종래의 NFV 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a conventional NFV service routing environment.

NFV는 이러한 네트워크 기능들을 소프트웨어에 기반하여 가상화시켜 다양한 노드에서 구현될 수 있도록 만들었다. 네트워크 기능 가상화는 네트워크 서비스 체이닝(network service chaining)을 이용하여 자원의 효율성은 물론, 관리성, 확장성, 적용성 등을 높일 수 있는 장점이 있다. 미국의 대표 네트워크 사업자인 AT&T와 Verizon도 2016년부터 망 운용을 위해, NFV 기술을 적용하기 시작했다.NFV has virtualized these network functions based on software so that they can be implemented on various nodes. Network function virtualization has the advantage of increasing resource efficiency, manageability, scalability and applicability by using network service chaining. The leading US network operators AT & T and Verizon have also begun applying NFV technology for network operations in 2016.

네트워킹 자원과 프로세싱 자원을 함께 이용하는 다른 한 예는 컴퓨테이션 오프로딩(computation offloading; CO) 서비스이다.Another example of using networking and processing resources together is a computation offloading (CO) service.

도 3은 종래의 CO 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a conventional CO service routing environment.

컴퓨테이션 기능 (computation function)의 예로는 트랜스코딩, 음성·이미지 프로세싱 등이 있다. 과거에는 엔드 호스트에서 요구되는 컴퓨테이션 기능을 호스트 노드에서 직접 처리해야 했지만 지금은 CO 서비스를 통해 가까운 엣지 클라우드나 멀리있는 원격 클라우드로 해당 컴퓨테이션 기능을 오프로딩시켜 대신 처리하도록 할 수 있다.Examples of computation functions include transcoding, audio and image processing. In the past, the compute functionality required by the end host had to be handled directly on the host node, but now CO services can be used to offload the compute capability to a nearby edge cloud or a remote remote cloud.

이러한 기술을 통해 엔드 호스트는 해당 노드의 에너지 소모나 프로세싱 지연을 감소시킬 수 있으며, 더 높은 처리율로 컴퓨테이션 기능을 수행함으로써 서비스의 품질을 높일 수 있다. 현재 Amazon, Windows, Google, Microsoft 등 다양한 IT 회사에서 CO 서비스를 지원하고 있다.This technology allows end hosts to reduce the energy consumption and processing delays of their nodes and to improve the quality of service by performing computational functions at higher throughput rates. Currently, various IT companies, including Amazon, Windows, Google, and Microsoft, support CO services.

전술한 NFV 서비스와 CO 서비스는 모두 네트워킹 자원과 프로세싱 자원을 함께 이용하는 서비스로 다음과 같은 공통점을 지닌다. NFV 서비스와 CO 서비스가 제공되는 네트워크 환경에는 주어진 가상 기능을 수행할 수 있는 물리적 노드(physical node)가 여러 개 존재하며, 각 서비스의 엔드 호스트는 해당 기능을 수행하기 위해 어떤 자원을 사용할지를 선택한다. 이는 네트워크 라우팅과와 유사하지만, 네트워킹 자원 즉, 링크 가용 용량(link capacity)뿐만 아니라 프로세싱 자원 즉, 프로세서 가용 용량(CPU capacity)도 함께 고려해야 한다. 예를 들어, 네트워킹 자원이 아무리 풍부하더라도 해당 경로 노드의 프로세싱 자원이 부족하다면 서비스 품질이 떨어지게 된다. 또한, 네트워킹 자원의 집합으로 정의되었던 경로는 네트워킹 자원과 프로세싱 자원의 집합으로 정의된다. 이때, 주어진 경로 중 어떤 경로를 통해 서비스가 이루어지느냐에 따라 비용, 지연, 처리율 등의 특성이 달라지게 되고, 자원 이용의 효율성이나 서비스의 품질이 달라지게 된다. 또한, 하나의 서비스가 주어진 여러 개의 후보 경로(multiple candidate path)를 동시에 활용할 수 있다면, 추가적인 서비스 품질의 향상이나 시스템 비용의 감소를 기대할 수 있을 것이다.The aforementioned NFV service and CO service are services that use networking resources and processing resources together, and have the following commonalities. In a network environment where NFV service and CO service are provided, there are several physical nodes capable of performing a given virtual function, and the end host of each service selects which resource to use to perform the function. . This is similar to network routing, but considers not only networking resources, ie, link capacity, but also processing resources, ie, processor capacity. For example, no matter how rich the networking resources are, if the processing resources of the corresponding path nodes are insufficient, the quality of service will be reduced. In addition, a path defined as a collection of networking resources is defined as a collection of networking resources and processing resources. In this case, depending on which of the given paths the service is performed, characteristics such as cost, delay, and throughput will be changed, and resource efficiency or service quality will be different. In addition, if one service can simultaneously use multiple candidate paths, additional service quality or system cost can be expected.

기존 연구들은 NFV 환경과 CO 환경에서의 연구를 각각의 환경에서만 진행해왔고, 이 둘을 하나의 프레임워크(framework)에서 고려한 연구는 없었다. 그러나 실제 네트워크 환경에서는 일반 네트워크 서비스를 비롯하여 NFV 서비스와 CO 서비스가 공존하고 있으며, 이러한 서비스들이 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원을 공유하고 있다.Existing studies have been conducted in the NFV environment and the CO environment only in each environment, and none of them have been considered in one framework. However, in a real network environment, NFV service and CO service coexist as well as general network service, and these services share networking resources and processing resources.

따라서 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원 등의 여러 가지 자원이 공존하는 네트워크 환경에서 이러한 서비스들을 함께 관리할 수 있는 자원 관리 방안이 필요하다.Therefore, there is a need for a resource management method that can manage these services together in a network environment where various resources such as networking resources and processing resources coexist.

본 발명의 실시예들은 네트워킹 자원과 프로세싱 자원이 공존하는 다수의 물리적 노드와 다수의 링크를 포함하는 네트워크 환경에서 서비스 품질을 향상시키면서도 시스템 비용을 절감할 수 있는 다중자원 인프라구조 관리 방법 및 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for managing a multi-resource infrastructure that can reduce system cost while improving service quality in a network environment including a plurality of physical nodes and a plurality of links in which networking and processing resources coexist. It is main purpose to do it.

본 발명의 일 실시예는 프로세싱 자원(processing resource)을 이용하는 적어도 두 개의 노드(node) 및 네트워킹 자원(networking resource)을 이용하는 적어도 하나의 링크(link)를 포함하여 형성되는 다중자원 인프라구조(multi-resource infrastructure)에서 상기 적어도 두 개의 노드 중에서 각각 선택된 적어도 하나의 제 1 종단 노드(end node) 및 적어도 하나의 제 2 종단 노드를 연결하여 형성된 적어도 하나의 경로에 기초하여 제공되는 적어도 하나의 서비스를 관리하는 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 경로 중 상기 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하는 후보경로집합 정의과정; 및 상기 적어도 하나의 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하는 다중경로 형성과정을 포함하는 다중자원 인프라구조 관리 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention includes a multi-resource infrastructure formed of at least two nodes using processing resources and at least one link using networking resources. manage at least one service provided based on at least one path formed by connecting at least one first end node and at least one second end node selected from each of the at least two nodes in a resource infrastructure A method, comprising: a candidate path set defining step of defining a set of candidate paths for the at least one service among the at least one path; And a multipath formation process of forming a multipath by dividing an input transmission rate for the at least one service into a set of candidate paths.

본 발명의 일 실시예는 프로세싱 자원(processing resource)을 이용하는 적어도 두 개의 노드(node)인 제 1 종단 노드(end node) 및 제 2 종단 노드, 네트워킹 자원(networking resource)을 이용하는 적어도 하나의 링크(link), 상기 적어도 하나의 링크를 경유하여 상기 제 1 종단 노드와 상기 제 2 종단 노드를 잇는 적어도 하나의 경로를 포함하는 다중자원 인프라구조(multi-resource infrastructure)에서, 상기 적어도 하나의 경로 중 상기 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하는 후보경로집합 정의부; 상기 적어도 하나의 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하는 다중경로 형성부; 및 상기 프로세싱 자원 및 상기 네트워킹 자원 각각에 대한 쌍대 변수(dual variable)을 정의하고, 상기 쌍대 변수를 업데이트하여 상기 다중경로를 통해 전송하는 속도를 결정하는 전송속도 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides at least two nodes using processing resources, the first end node and the second end node, and at least one link using networking resources. link), wherein the multi-resource infrastructure includes at least one path connecting the first end node and the second end node via the at least one link. A candidate path set definition unit defining a set of candidate paths for at least one service; A multipath forming unit configured to form a multipath by dividing an input transmission rate for the at least one service into a set of candidate paths; And a transmission rate determining unit defining a dual variable for each of the processing resource and the networking resource, and determining the rate of transmission through the multipath by updating the dual variable. Provide infrastructure management device.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크 기능 가상화 서비스와 컴퓨테이션 오프로딩 서비스를 함께 관리하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method and apparatus for managing a network function virtualization service and a computation offloading service together may be provided.

본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 의하면, 네트워킹 자원과 프로세싱 자원이 공존하는 네트워크 환경에서 자원 이용의 효율성이나 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to another aspect of an embodiment of the present invention, there is an effect of improving the efficiency of resource use or the quality of service in a network environment where networking resources and processing resources coexist.

도 1은 종래의 네트워크 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.
도 2는 종래의 NFV 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.
도 3은 종래의 CO 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치의 개념도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 결과를 설명하기 위한 두 가지 사례의 토폴로지를 도시한다.
도 7은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우의 서비스 활용도 및 시스템 비용을 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 자원 가용 용량에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 6의 사례 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 서비스 특성에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 10은 미국에서의 실제 인터넷 토폴로지를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 실제 대규모 사례에 적용하여 구한 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a conventional network routing environment.
2 is a conceptual diagram illustrating a conventional NFV service routing environment.
3 is a conceptual diagram illustrating a conventional CO service routing environment.
4 is a conceptual diagram of a multi-resource infrastructure management apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of managing a multi-resource infrastructure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates a topology of two cases for explaining the result of applying the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating service utilization and system cost when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 1 of FIG. 6.
FIG. 8 is a graph showing the effect on resource available capacity when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 1 of FIG. 6.
FIG. 9 is a graph illustrating an effect on service characteristics when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 2 of FIG. 6.
10 illustrates a real Internet topology in the United States.
FIG. 11 is a graph showing simulation results obtained by applying a multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention to an actual large-scale example.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are designated by the same reference numerals as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제 1, 제 2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the components of the embodiments according to the present invention, symbols such as first, second, i), ii), a), and b) may be used. These symbols are only to distinguish the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the symbols. In addition, when a part of the specification is said to include or 'include' an element, this may further include other elements, not to exclude other elements unless there is an expressly opposed to the description. it means.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 다중자원 인프라 관리 방법 및 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a multi-resource infrastructure management method and apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치의 개념도를 도시한다.4 is a conceptual diagram of a multi-resource infrastructure management apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)는 후보경로집합 정의부(410), 다중경로 형성부(420) 및 전송속도 결정부(430)를 포함한다.The multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention includes a candidate path set defining unit 410, a multipath forming unit 420, and a transmission rate determining unit 430.

다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 대한 설명을 돕기 위해, 먼저 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)가 구현될 수 있는 통상적인 네트워크 환경을 정의하도록 한다. 네트워크 환경은 네트워킹 자원의 집합(L)에 포함되는 적어도 하나의 링크(l)와 프로세싱 자원의 집합(K)에 포함되는 적어도 하나의 노드(k)를 포함한다. 네트워킹 자원의 집합과 프로세싱 자원의 집합은 각각 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.In order to help the description of the multi-resource infrastructure management apparatus 400, first, a general network environment in which the multi-resource infrastructure management apparatus 400 may be implemented may be defined. The network environment includes at least one link l included in the set of networking resources L and at least one node k included in the set of processing resources K. The set of networking resources and the set of processing resources may be represented by Equation 1, respectively.

Figure 112017117616037-pat00001
Figure 112017117616037-pat00001

네트워킹 자원(l) 및 프로세싱 자원(k)의 가용 용량은 각각 C l (bits/s)과 C k (cycles/s)로 나타낼 수 있다. 각 프로세싱 자원은 일련의 가상화 기능들, 예컨대, NFV 서비스를 위한 네트워크 기능들과 CO 서비스를 위한 컴퓨테이션 기능들을 지원한다. 또한, 네트워크 환경은 적어도 하나의 공존하는 서비스의 집합 W를 포함하며, 각각의 서비스는 소스 노드(source node, s w )에서 목적지 노드(destination node, d w )로 이어지는 경로(s w , d w ) 및 처리되어야 할 가상 기능들을 갖는다. 여기서, 노드(node)는 프로세싱 자원(processing resource)을 이용하여 적어도 하나의 기능을 수행 또는 프로세싱하는 네트워크 개체(entity)를 의미한다. 여러 가지 노드들 중에는 서비스의 출발지가 되는 소스 노드 및 서비스의 목적지가 되는 목적지 노드가 존재한다. 소스 노드와 목적지 노드 사이에는 여러 링크와 여러 노드를 거쳐 이 둘을 잇는 다양한 경로가 존재할 수 있다.The available capacity of the networking resource l and the processing resource k can be represented by C l (bits / s) and C k (cycles / s), respectively. Each processing resource supports a set of virtualization functions, such as network functions for NFV services and computation functions for CO services. The network environment also includes a set W of at least one coexisting service, each service having a path ( s w , d w ) from a source node ( s w ) to a destination node ( d w ). ) And virtual functions to be processed. Here, the node refers to a network entity that performs or processes at least one function using a processing resource. Among the various nodes, there is a source node which is a source of a service and a destination node which is a destination of a service. There can be multiple paths between the source node and the destination node between the links and across the nodes.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)의 후보경로집합 정의부(410)는 소스 노드와 목적지 노드가 동일한 서비스를 고려할 수 있다. 소스 노드와 목적지 노드가 동일한 서비스가 동일한 서비스의 일례로 프로세싱된 기능이 해당 서비스의 소스 노드에 의해 소모되는 CO 서비스가 있을 수 있다. 후보경로집합 정의부(410)는 각 서비스 w WP w 로 다중 후보 경로 정의한다. 여기서, 각 경로 p P w 는 네트워킹 자원 집합 L p 와 프로세싱 자원 집합 K p 를 포함한다. 네트워킹 자원 집합 L p 에 포함되는 네트워킹 자원은 소스 노드(s w )와 목적지 노드(d w )를 연결하며, 프로세싱 자원 집합 K p 에 속하는 프로세싱 자원은 서비스 w에 의해 제공되는 가상 기능들을 지원한다. 즉, 후보경로집합 정의부(410)는 적어도 하나의 경로 중 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의한다(S510). 전체 후보 경로 집합 P는 수학식 2와 같이 정의된다.The candidate path set defining unit 410 of the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention may consider the same service as the source node and the destination node. There may be a CO service in which a function in which a source node and a destination node have the same service is consumed by the source node of the service in which the processed function is an example of the same service. The candidate path set defining unit 410 defines multiple candidate paths for each service wW as P w . Where each path p P w includes a networking resource set L p and a processing resource set K p . The networking resources included in the networking resource set L p connect the source node s w and the destination node d w , and the processing resources belonging to the processing resource set K p support the virtual functions provided by the service w . That is, the candidate path set defining unit 410 defines a set of candidate paths for at least one service among at least one path (S510). The entire candidate path set P is defined as in Equation 2.

Figure 112017117616037-pat00002
Figure 112017117616037-pat00002

하나의 서비스가 여러 개의 다중 후보 경로를 동시에 이용할 수 있다고 가정하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)의 다중경로 형성부(420)는 서비스의 소스 노드는 전송 속도(전송률) R w R w ≥ 0이 되도록 제한하고 전송 속도를 다중 후보 경로로 구분한다(S520). 여기서, x p 는 는 경로 p에 할당된 전송 속도를 의미한다. 즉, 다중경로 형성부(420)가 구분한 서비스 w의 전송 속도는 그 후보 경로들에 할당된 전송 속도의 합인 수학식 3과 같다.Assuming that a service can use multiple multi-path candidates at the same time, the multi-path forming unit 420 of the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention, the source node of the service is the transmission speed (Rate) R w is limited to R w ≥ 0 and the transmission rate is divided into multiple candidate paths (S520). Here, x p means the transmission rate assigned to the path p . That is, the transmission rates of the service w divided by the multipath forming unit 420 are as shown in Equation 3, which is the sum of the transmission rates allocated to the candidate paths.

Figure 112017117616037-pat00003
Figure 112017117616037-pat00003

프로세싱 자원 k는 공존하는 서비스들의 다중 후보 경로에 의해 이용되며, 프로세싱 자원 k에 의해 수행되는 가상 기능들은 해당 경로 p마다 다를 수 있다.The processing resource k is used by multiple candidate paths of coexisting services, and the virtual functions performed by the processing resource k may be different for the corresponding path p .

예를 들어, 일부 경로들은 프로세싱 자원 k를 비디오 트랜스코딩(transcoding)에 이용하는 반면, 나머지 경로들은 동일한 프로세싱 자원 k를 DPI에 이용할 수 있다. 이러한 이종성(heterogeneity)을 반영하기 위하여, 경로 p에 대한 작업의 단위 비트를 처리를 위한 프로세싱 자원 k에서 필요한 CPU 사이클로서 프로세싱 밀도 ρ k,p (cycles/bit)를 정의한다. 따라서 경로 p를 위한 프로세싱 자원 k에 대한 로드(cycles/s)는 ρ k,p x p 가 된다. 경로 p를 위한 프로세싱 자원 k에서 수행되는 기능들에 따라, 프로세싱 자원 k를 수행한 이후의 출력 전송 속도(비트레이트)는 다를 수 있다. 예컨대, 어떤 한 기능이 데이터 계정 확인(data accounting) 및 바이러스 스캐닝(virus scanning) 등의 확인만을 위한 것이라면, 출력 전송 속도는 입력 전송 속도와 같을 것이다. 반면, 해당 기능이 암호화(encryption), 트랜스코딩, 패킷 결합(packet aggregation) 등과 같이 입력 데이터를 변환하는 기능을 포함한다면, 출력 전송 속도는 입력 전송 속도와 다를 수 있다. 프로세싱 후에 확인되는 전송 속도의 변화는 해당 경로 상의 자원을 프로세싱하는 후임자(successor)인 링크에서만 확인된다. 프로세싱 후의 전송 속도의 변화를 고려하기 위해 네트워킹 자원 l에서 확인되는 비트 변환비(bit conversion ratio)로서 σ l,p 를 정의한다. 따라서 경로 p에 대한 네트워킹 자원 l 상의 로드(bit/s)는 σ l,p x p 이다. 모든 경로 pP에 할당된 전송 속도에 대해, 네트워킹 자원 l에 대한 총 로드는 F l 로 나타낼 수 있고, 프로세싱 자원 k에 대한 총 로드는 F k 로 나타낼 수 있으며, 이는 각각 수학식 4 및 수학식 5와 같다.For example, some paths use processing resource k for video transcoding, while others may use the same processing resource k for DPI. To reflect this heterogeneity, we define the processing density ρ k, p (cycles / bit) as the CPU cycles needed for the processing resource k for processing the unit bits of the operation on the path p . Therefore, the load (cycles / s) for the processing resource k for the path p becomes ρ k, p x p . Depending on the functions performed in processing resource k for path p , the output transmission rate (bitrate) after performing processing resource k may vary. For example, if a function is only for verification of data accounting and virus scanning, etc., the output transfer rate will be equal to the input transfer rate. On the other hand, if the function includes a function for converting input data such as encryption, transcoding, packet aggregation, etc., the output transmission rate may be different from the input transmission rate. Changes in transmission speed that are identified after processing are only seen on links that are successors processing resources on that path. To consider the change in the transmission rate after processing , we define σ l, p as the bit conversion ratio found in the networking resource l . Thus, the load (bit / s) on networking resource l for path p is σ l, p x p . For the transmission rates assigned to all paths pP , the total load on the networking resource l can be represented by F l , and the total load on the processing resource k can be represented by F k , which is represented by equations (4) and (4), respectively. Equation 5

Figure 112017117616037-pat00004
Figure 112017117616037-pat00004

Figure 112017117616037-pat00005
Figure 112017117616037-pat00005

여기서, P l P k 는 각각 네트워킹 자원 l이 속하는 경로들의 집합 및 프로세싱 자원 k가 속하는 경로들의 집합이다.Here, P l and P k are a set of paths to which the networking resource l belongs and a set of paths to which the processing resource k belongs, respectively.

네트워크 운용에 영향을 미치는 비용, 지연, 에너지 또는 처리율 등을 고려하기 위해, 네트워킹 자원 l에 대한 비용함수 D l (F l ) 및 프로세싱 자원 k에 대한 비용함수 D k (F k )를 각각 정의한다. 여기서, D l (F l ) D k (F k )는 볼록(convex)하고, F l F k 가 증가함에 따라 증가하며, 유계 2차 미분(bounded second derivative)을 갖는다고 가정하자. U w (R w )는 서비스 w의 활용도 함수(utility function) 즉, 서비스 w의 입력 전송 속도에 의해 결정되는 해당 서비스의 만족도이고, 볼록하며, 전송 속도 R w 가 증가함에 따라 증가한다.To take into account the costs, delays, energy, or throughput that affect network operations, we define the cost function D l (F l ) for networking resource l and the cost function D k (F k ) for processing resource k , respectively. . Where D l (F l ) and D k (F k ) are convex and F l And increase as F k increases, and assume that it has a bounded second derivative. U w (R w) is a function of the utilization of services w (utility function) That is, the satisfaction of the service that is determined by the input transmission rate of the service w, convex, and increases as the transmission rate R w is increased.

도 1에 도시한 종래의 네트워크 라우팅 환경에서의 라우팅은 서로 다른 소스 노드(110)와 목적지 노드(130)를 포함하여 어떠한 기능적 요구사항 없이 소스 노드(110)로부터 목적지 노드(130)로 데이터를 전송한다. 이때, 데이터는 여러 하드웨어 라우터(122, 124, 126)를 거쳐갈 수 있다. 따라서 종래의 라우팅 서비스에 대한 라우팅은 소스 노드(110)로부터 목적지 노드(130)로의 경로를 결정하는 것으로 정의된다. 이를 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 적용하면, 모든 kK p , lL p , pP w s w d w 에 대하여 ρ k,p = 0, σ l,p = 1인 경우이다.Routing in the conventional network routing environment shown in FIG. 1 includes data from the source node 110 to the destination node 130 without any functional requirements, including different source nodes 110 and destination nodes 130. do. In this case, the data may pass through various hardware routers 122, 124, and 126. Thus, routing for conventional routing services is defined as determining the path from the source node 110 to the destination node 130. When applied to the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention, ρ k, p = for all kK p , lL p , pP w and s w d w 0, sigma l, p = 1.

도 2에 도시한 종래의 NFV 서비스 라우팅 환경에서의 NFV 서비스는 서로 다른 소스 노드(210)와 목적지 노드(230)를 포함하여 해당 네트워크의 노드들(222, 224, 226)에서 가상화시킨다. 따라서 NFV 서비스의 라우팅은 소스 노드(210)와 목적지 노드(@30)를 연결하는 경로를 결정하고 요구되는 네트워크 기능들을 수행하는 것으로 정의된다. 이를 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 적용하면, ρ k,p ≠ 0인 모든 pP w 이면서 s w d w 인 조건에 대해 kK p k가 존재하는 경우를 의미한다. 여기서, 비록 네트워크 경로가 동일하다고 하더라도 경로에 포함된 노드(222, 224, 226)에 할당된 기능에 따라 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원은 다를 수 있다.In the conventional NFV service routing environment illustrated in FIG. 2, the NFV service is virtualized at nodes 222, 224, and 226 of the corresponding network, including different source nodes 210 and destination nodes 230. Therefore, routing of NFV service is defined as determining the path connecting the source node 210 and the destination node (@ 30) and performing the required network functions. When applying them to one embodiment a multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to the present invention, ρ k, p ≠ 0 in all pP w while the kK p for a s w d w condition k Means if present. Here, although the network paths are the same, the networking resources and the processing resources may be different according to the functions allocated to the nodes 222, 224, and 226 included in the paths.

도 3에 도시한 CO 서비스 라우팅 환경에서의 CO 서비스는 동일한 소스 노드(310)와 목적지 노드(310)를 포함하며, 컴퓨테이션 기능을 제공한다. 통상적으로 컴퓨테이션 기능들을 실행하기 위한 노드에는 엔드 호스트(end host), 엣지 클라우드(edge cloud) 및 원격 클라우드(remote cloud)가 있지만, 이에 한정되지 않는다. 따라서 CO 서비스의 라우팅은 다중 처리 자원들 중에서 컴퓨테이션 오프로딩 정책을 결정하는 것으로 정의될 수 있다. 컴퓨테이션 기능들이 국지적으로 수행되는 경우, 즉, 엔드 호스트에서 수행되는 경우에는 해당 서비스는 어떠한 네트워킹 자원도 필요로 하지 않으며, 엔드 호스트의 프로세싱 자원에 제약이 있을 뿐이다. 컴퓨테이션 기능들이 엣지 클라우드(340)나 원격 클라우드(350)로 오프로딩됨에 따라, 더욱 강력한 프로세싱 자원들이 사용될 수 있지만, 추가적인 네트워킹 자원이 소모될 것이다. 이를 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 적용하면, ρ k,p ≠ 0인 모든 pP w 이면서 s w = d w 인 조건에 대해 kK p k가 존재하는 경우를 의미한다. 어느 한 서비스의 컴퓨테이션 기능들이 다중 프로세싱 자원들을 통해 수행될 수 있다. 예컨대, 원격 클라우드(350)에서 주요 프로세싱을 진행하기 이전에 엣지 클라우드(340)에서 중간 단계 프로세싱이 수행될 수 있다.The CO service in the CO service routing environment shown in FIG. 3 includes the same source node 310 and destination node 310 and provides a computation function. Typically, nodes for executing computation functions include, but are not limited to, end hosts, edge clouds, and remote clouds. Thus, the routing of a CO service can be defined as determining a computation offloading policy among multiple processing resources. When computational functions are performed locally, i.e. on the end host, the service does not require any networking resources and is limited by the processing resources of the end host. As computation functions are offloaded to the edge cloud 340 or remote cloud 350, more powerful processing resources may be used, but additional networking resources will be consumed. Of this, when applied to a multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention, ρ k, p ≠ 0 in all pP w while s w = d w for the condition kK p k Means if present. Computation functions of either service may be performed through multiple processing resources. For example, intermediate stage processing may be performed at the edge cloud 340 before proceeding with the main processing at the remote cloud 350.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)의 전송속도 결정부(430)는 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원의 총 비용을 최소화하고, 서비스 만족도, 즉, 총 서비스 활용도를 최대화하기 위해, 프로세싱 자원 및 네트워킹 자원 각각에 대한 쌍대 변수(dual variable)를 정의한다. 전송속도 결정부(430)는 정의된 쌍대 변수를 업데이트하여 다중경로 형성부(420)가 형성한 여러 경로를 통해 데이터를 전송시킬 전송 속도를 결정한다.On the other hand, the transmission rate determination unit 430 of the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention minimizes the total cost of networking resources and processing resources, and maximizes the service satisfaction, that is, the total service utilization To do this, a dual variable is defined for each of the processing resource and the networking resource. The transmission rate determiner 430 updates a defined dual variable to determine a transmission rate at which data is transmitted through various paths formed by the multipath forming unit 420.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of managing a multi-resource infrastructure according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 후보경로집합 정의과정(S510) 및 다중경로 형성과정(S520)을 포함한다. 후보경로집합 정의과정(S510) 및 다중경로 형성과정(S520)은 도 4의 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)를 참조하여 설명한 바와 같다.The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention includes a candidate path set definition process (S510) and a multipath formation process (S520). The candidate path set definition process S510 and the multipath formation process S520 are the same as those described with reference to the multi-resource infrastructure management apparatus 400 of FIG. 4.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 추가적으로 목적함수 계산과정(S530)을 포함할 수 있다.The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention may further include an object function calculation process (S530).

목적함수 계산과정(S530)에서는 네트워크 환경 내에서 발생하는 비용의 소모를 줄이면서도 서비스들의 만족도의 합, 즉, 서비스 활용도를 최대화하기 위한 문제를 정의하고 계산을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 네트워킹 자원을 이용하여 발생하게 될 네트워킹 비용, 프로세싱 자원을 이용하여 발생하게 될 프로세싱 비용 및 적어도 하나의 서비스에 대한 만족도인 서비스 만족도에 기초하여 목적함수를 계산한다. 여기서, 문제, 즉, 목적함수 G(x)는 수학식 6과 같다.In the objective function calculation process (S530), a problem for maximizing the service utilization, that is, the sum of satisfaction of services, that is, reducing the consumption of costs incurred in the network environment and performing calculations. The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is based on a networking cost to be generated using networking resources, a processing cost to be generated using processing resources, and a service satisfaction level which is a satisfaction level for at least one service. Calculate the objective function. Here, the problem, that is, the objective function G (x) is the same as the equation (6 ) .

Figure 112017117616037-pat00006
Figure 112017117616037-pat00006

Figure 112017117616037-pat00007
Figure 112017117616037-pat00007

여기서,

Figure 112017117616037-pat00008
를 원 변수(primal variable)로 정의한다. 상수 V는 전체 비용 최소화와 서비스 활용도 최대화 사이에서 발생하는 상충 관계 파라미터(trade-off parameter)이다. 이 목적함수 G(x)x에 대해 "엄격하게(strictly)" 볼록하지 않으며, 그에 따라 동일한 목적값을 얻을 수 있는 여러 최적해가 존재할 수 있다.here,
Figure 112017117616037-pat00008
Is defined as the primary variable. The constant V is a trade-off parameter that occurs between minimizing overall costs and maximizing service utilization. This objective function G (x) is not "strictly" convex with respect to x , and thus there may be several optimal solutions that yield the same objective value.

목적함수 계산과정(S530)에서의 제약사항은 네트워킹 자원 l과 프로세싱 자원 p 각각의 사용량에 대한 가용 용량(capacity)이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 먼저, 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 가용 용량 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 가용 용량을 정의한다. 이 문제를 최적화하기 위해 각 서비스의 입력 전송 속도 R w 를 결정하고, 이를 해당 서비스에 주어진 여러 개의 후보 경로인 x p 를 통해 나누는 다중 경로 라우팅을 진행한다.The constraint in the objective function calculation process (S530) is the available capacity for each of the usage of the networking resource l and the processing resource p . In the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention, first, an available capacity of each of at least one networking resource and an available capacity of each of at least two processing resources are defined. Determining the input transmission rate R w for each service in order to optimize this behavior, and proceeds to share the multi-path routing them through the x p number of candidate paths for the given service.

여기서,

Figure 112017117616037-pat00009
x * 를 목적함수 G(x)에 대한 최적 원 해(optimal primal solution) 집합 X * 에 속하는 특정 속도 할당 벡터로 정의한다.here,
Figure 112017117616037-pat00009
Which defines the x * as the objective function G (x) to the optimum source (optimal primal solution) specific rate assigned belongs to the set X * vector for.

한편, 제약사항을 제거하기 위한 라그랑주 쌍대 문제(Lagrangian dual problem)은 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.Meanwhile, the Lagrangian dual problem for removing the constraint may be represented by Equation 7.

Figure 112017117616037-pat00010
Figure 112017117616037-pat00010

Figure 112017117616037-pat00011
Figure 112017117616037-pat00011

여기서,

Figure 112017117616037-pat00012
를 쌍대 변수로 정의한다.
Figure 112017117616037-pat00013
은 수학식 8로 정의되는 라그랑주 함수이다.here,
Figure 112017117616037-pat00012
Is defined as a dual variable.
Figure 112017117616037-pat00013
Is a Lagrange function defined by Equation 8.

Figure 112019001468249-pat00014
Figure 112019001468249-pat00014

여기서,

Figure 112017117616037-pat00015
λ * 를 수학식 7에 대한 최적 쌍대 해(optimal dual solution) 집합 Λ * 에 속하는 특정 벡터로 정의함으로써, 커플링 문제를 일으키는 가용 용량 제약사항을 제거할 수 있다. 그러나 그래디언트 프로젝션 알고리즘(gradient projection algorithm)은 원 목적함수가 엄격히 볼록인 경우에만 적용할 수 있기 때문에, 안장점 정리(saddle point theorem)를 이용하여 목적함수를 변동부등식(variational inequality)으로 변경할 수 있다. 수학식 7에 대한 최적 원 쌍대 해(optimal primal and dual solution)를 찾는 것은 수학식 9를 만족시키는
Figure 112017117616037-pat00016
를 구하는 안장점 정리 문제를 푸는 것과 등가하다. 이때, 수학식 9는 아래와 같이 나타낼 수 있다.here,
Figure 112017117616037-pat00015
By defining λ * as a specific vector belonging to the optimal dual solution set Λ * for Equation 7, the usable capacity constraint causing the coupling problem can be removed. However, since the gradient projection algorithm can be applied only when the original objective function is strictly convex, the objective function can be changed into variational inequality by using saddle point theorem. Finding the optimal primal and dual solution for Eq. (7) satisfies Equation (9).
Figure 112017117616037-pat00016
Equivalent to solving the saddle theorem problem. In this case, Equation 9 may be expressed as follows.

Figure 112017117616037-pat00017
Figure 112017117616037-pat00017

수학식 7을 수학식 9에 대입함으로써 원 변수 x에 의존하지 않는 쌍대 변수 λ를 고려할 수 있다. 수학식 9를 만족시키는 안장점

Figure 112017117616037-pat00018
를 구하는 것은
Figure 112017117616037-pat00019
와 수학식 10을 만족시키는 변동부등식과 등가하다.By substituting Equation 7 into Equation 9, a dual variable λ that does not depend on the original variable x can be considered. Saddle to satisfy Equation 9
Figure 112017117616037-pat00018
Finding
Figure 112017117616037-pat00019
Equivalent to the variable inequality that satisfies (10).

Figure 112017117616037-pat00020
Figure 112017117616037-pat00020

여기서, f

Figure 112017117616037-pat00021
와 수학식 11을 만족시킨다.Where f is
Figure 112017117616037-pat00021
And Equation 11 are satisfied.

Figure 112017117616037-pat00022
Figure 112017117616037-pat00022

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 목적함수 계산과정(S530)에서 전술한 변동부등식의 해가 최적 해로 수렴할 수 있도록 하기 위해 전술한 변동부등식을 엑스트라그래디언트(extragradient) 기반의 알고리즘으로 변형한다.In the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention, an extra gradient based on the above-described variation inequality in order to allow the above-described solution of the variation inequality to converge to an optimal solution in the objective function calculation process (S530). Transform into an algorithm.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 네트워킹 비용 및 프로세싱 비용 각각을 계산하기 위해, 적어도 하나의 네트워킹 자원 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원을 정의하고, 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 사용량 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 사용량을 계산한다.The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention defines at least one networking resource and at least two processing resources to calculate each of the networking cost and the processing cost, the usage of each of the at least one networking resource and Compute the usage of each of the at least two processing resources.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출하고, 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출한다.In addition, the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention calculates a set of candidate paths using each of at least one networking resource, and calculates a set of candidate paths using each of the at least two processing resources. do.

목적함수 계산과정(S530)은 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 업데이트하기 위해 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 현재 사용량을 확인하는 과정을 포함한다. 또한, 목적함수 계산과정(S530)은 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 업데이트하기 위해 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 현재 사용량을 확인하는 과정을 포함한다.The objective function calculation process S530 includes identifying a current usage of each of the at least two processing resources in order to update each of the at least two processing resources. In addition, the objective function calculation process S530 may include checking a current usage of each of the at least one networking resource in order to update each of the at least one networking resource.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 x p 를 업데이트하여

Figure 112017117616037-pat00023
,
Figure 112017117616037-pat00024
x p 를 출력하며, 그 과정을 정리하면 표 1과 같다. 여기서, τγ는 각각 반복되는 업데이트 회차(1, 2, 3, ...) 및 업데이트 간격(step size)를 의미한다.The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention described above is to update x p
Figure 112017117616037-pat00023
,
Figure 112017117616037-pat00024
And x p are output. Table 1 shows the process. Here, τ and γ denote update cycles 1, 2, 3, ... that are repeated, and step size.

번호number 과정process 수학식Equation 1One 각각의 프로세싱 자원 k가 스스로의 자원의 현재 사용량을 체크하도록 한 후, 쌍대 변수

Figure 112017117616037-pat00025
를 업데이트After each processing resource k checks its current usage, it is a dual variable
Figure 112017117616037-pat00025
Update
Figure 112017117616037-pat00026
Figure 112017117616037-pat00026
22 각각의 네트워킹 자원 l이 스스로의 자원의 현재 사용량을 체크하도록 한 후, 쌍대 변수
Figure 112017117616037-pat00027
를 업데이트
After each networking resource l checks its current usage, it is a dual variable.
Figure 112017117616037-pat00027
Update
Figure 112017117616037-pat00028
Figure 112017117616037-pat00028
33 각각의 서비스 w의 종단 노드는 스스로에게 주어진 각각의 후보 경로 p ∈ P에 대해 x p 를 업데이트The end node of each service w updates x p for each candidate path p ∈ P given to it. 수학식 12Equation 12

여기서, 표 1의 수학식 12는 아래와 같다.Here, Equation 12 in Table 1 is as follows.

Figure 112017117616037-pat00029
Figure 112017117616037-pat00029

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 결과를 설명하기 위한 두 가지 사례의 토폴로지를 도시한다.FIG. 6 illustrates a topology of two cases for explaining the result of applying the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention.

사례 1의 경우, 네트워크는 세 개의 노드(611, 613, 622)와 네 개의 링크(632, 634, 636, 638)를 포함한다. 제 1 SC1 노드(611) 및 제 2 SC1 노드(613)는 프로세싱 자원을 포함하고 있는 노드이며, 제 3 SC1 노드(622)는 프로세싱 자원을 포함하고 있지 않은 노드이다. 사례 1에서 소스 노드 및 목적지 노드가 다른 두 개의 서비스, 예컨대, NFV 서비스는 삼각형 토폴로지에서 가상 기능들을 요구한다. 각 서비스는 두 개의 자원들을 이용하는 1-홉 경로(one-hop path)와 세 개의 자원들을 이용하는 2-홉 경로(two-hop path)를 이용할 수 있다.In case 1, the network includes three nodes 611, 613, 622 and four links 632, 634, 636, 638. The first SC1 node 611 and the second SC1 node 613 are nodes that contain processing resources, and the third SC1 node 622 is a node that does not contain processing resources. In Case 1, two services with different source and destination nodes, for example NFV services, require virtual functions in a triangular topology. Each service may use a one-hop path using two resources and a two-hop path using three resources.

사례 2의 경우, 네트워크는 세 개의 노드(612, 614, 616)와 네 개의 링크(631, 633, 635, 637)를 포함한다. 제 1 SC2 노드(612), 제 2 SC 노드(614) 및 제 3 SC 노드(616) 모두 프로세싱 자원을 포함한다. 이 경우, 소스 노드와 목적지 노드가 동일한 하나의 서비스, 예컨대, CO 서비스는 직렬로 연결된 토폴로지에서 가상 기능들을 요구한다. 프로세싱 자원 k 1 만을 이용하는 경로는 로컬 컴퓨팅의 경우일 있고, 프로세싱 자원 k 2 를 이용하는 경로는 엣지 클라우드를 이용하는 컴퓨테이션 오프로딩일 수 있으며, 프로세싱 자원 k 3 를 이용하는 경로는 원격 클라우드를 이용하는 컴퓨테이션 오프로딩일 수 있다. 이 사례에서는 클라우드 노드가 가장 큰 프로세싱 가용 용량을 지닌다. 즉, C k1 < C k2 < C k3 이다. 그러나 동일한 프로세싱 로드에 대해 가장 적은 비용을 소모한다. 즉, D k1 (F) > D k2 (F) > D k3 (F)이다.In case 2, the network includes three nodes 612, 614, 616 and four links 631, 633, 635, 637. The first SC2 node 612, the second SC node 614, and the third SC node 616 all contain processing resources. In this case, one service where the source node and the destination node are the same, eg a CO service, requires virtual functions in a serially connected topology. The path using only processing resource k 1 may be the case of local computing, the path using processing resource k 2 may be computation offloading using the edge cloud, and the path using processing resource k 3 may be compute off using remote cloud It may be loading. In this case, the cloud node has the largest processing available capacity. That is, C k1 < C k2 < C k3 . However, it consumes the least cost for the same processing load. That is, D k1 (F) > D k2 (F) > D k3 (F) .

전술한 두 가지 사례, 즉, 사례 1과 사례 2에 대한 세부사항을 정리하면 표 2와 같다.Table 2 shows the details of the two cases described above, namely, Case 1 and Case 2.

사례 1Case 1 사례 2Case 2 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 관계 Relationship between source node and destination node 다름Different 같음equivalence 서비스의 숫자Number of services |W| = 1| W | = 1 |W| = 1| W | = 1 후보 경로Candidate path p 11 : k 1 l 3
p 12 : l 2 k 2 l 4
p 21 : k 2 l 4
p 22 : l 1 k 1 l 3
p 11 : k 1 l 3
p 12 : l 2 k 2 l 4
p 21 : k 2 l 4
p 22 : l 1 k 1 l 3
p 11 : k 1
p 12 : l 1 k 2 l 2
p 13 : l 1 l 3 k 3 l 4 l 2
p 11 : k 1
p 12 : l 1 k 2 l 2
p 13 : l 1 l 3 k 3 l 4 l 2
자원 가용 용량 (Mbps 또는 GHz)Resource usable capacity (Mbps or GHz) C l = 2, ∀lL
C k1 ∈ {1.3, 1.4, …, 2.3}, C k2 = 2
C l = 2, ∀ lL
C k1 ∈ {1.3, 1.4,... , 2.3}, C k2 = 2
C l = 2, ∀lL
C k1 = 2, C k2 = 20, C k3 = 40
C l = 2, ∀ lL
C k1 = 2 , C k2 = 20 , C k3 = 40
자원 비용Resource cost D l (F l ) = F l , ∀lL
D k ( F k ) = F k , ∀kK
D l (F l ) = F l , ∀ lL
D k ( F k ) = F k , ∀ kK
D l (F l ) = F l , ∀lL
D k1 ( F k1 ) = F k1 , D k2 ( F k2 ) = ½F k2 , D k3 ( F k3 ) = ⅓F k3 ,
D l (F l ) = F l , ∀ lL
D k1 ( F k1 ) = F k1 , D k2 ( F k2 ) = ½ F k2 , D k3 ( F k3 ) = ⅓ F k3 ,
서비스 활용도Service utilization U w (R w ) = log(0.1 + R w ) - log(0.1) U w ( R w ) = log (0.1 + R w )-log (0.1) U w (R w ) = log(0.1 + R w ) - log(0.1) U w ( R w ) = log (0.1 + R w )-log (0.1) 프로세싱 밀도 (Kcycles/bit)Processing Density (Kcycles / bit) ρ k,p = 1, ∀kKp , p P ρ k, p = 1, ∀ kKp , pP ρ ∈ {1, 2, …,20}
ρ k,p = ρ, ∀kKp , p P
ρ ∈ {1, 2,... , 20}
ρ k, p = ρ , ∀ kKp , pP
비트 변환비 (bits/bit)Bit conversion ratio (bits / bit) σ l,p = 1, ∀lLp , p P σ l, p = 1, ∀ lLp , pP σ ∈ {0.05, 0.1, …,1}
σ l1,p12 = 1, σ l2,p12 = σ
σ l1,p13 = 1, σ l3,p13 = 1,
σ l4,p13 = σ, σ l2,p13 = σ
sigma ∈ {0.05, 0.1,... ,One}
σ l1, p12 = 1, σ l2, p12 = σ
σ l1, p13 = 1, σ l3, p13 = 1,
σ l4, p13 = σ , σ l2, p13 = σ

비용을 고려한 자원 관리의 영향을 살펴보기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법이 적용된 비용-활용도-최소 알고리즘(cost-utility-minimal algorithm)을 비용 항목이 없을 때의 활용도-최대 알고리즘(utility-maximal algorithm)과 비교하였다. 즉, 모든 lL kK에 대하여 D l (F) = D k ( F k ) = 0이다.In order to examine the effect of resource management considering cost, utilization of cost-utility-minimal algorithm to which the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied when there is no cost item- Compared with the utility-maximal algorithm. That is, D l (F) = D k ( F k ) = 0 for all lL and kK.

도 7은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우의 서비스 활용도 및 시스템 비용을 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating service utilization and system cost when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 1 of FIG. 6.

도 7의 (a)는 C k1 = 2 GHz, V = 20 및 γ= 0.005일 때 반복 횟수에 따른 서비스 활용도을 나타내며, 도 7의 (b)는 및 도 7의 (b)는 C k1 = 2 GHz, V = 20 및 γ= 0.005일 때 반복 횟수에 따른 시스템 비용을 나타낸다. 최초 전송 속도 할당값 x 0 x 0 ∈ {(0, 0, 0, 0), (0, 1, 0, 1), (1, 2, 1, 2), (2, 2, 2, 2)}의 네 가지로 고려하여 시뮬레이션을 진행하였다.7 (a) shows the service utilization according to the number of repetitions when C k1 = 2 GHz, V = 20 and γ = 0.005, Figure 7 (b) and Figure 7 (b) is C k1 = 2 GHz , System cost according to the number of iterations when V = 20 and γ = 0.005. Initial baud rate assigned value x 0 to x 0 시뮬레이션 The simulation is considered by considering four things: {(0, 0, 0, 0), (0, 1, 0, 1), (1, 2, 1, 2), (2, 2, 2, 2)}. Proceeded.

두 가지 알고리즘 모두 최초 전송 속도 할당값에 관계 없이 최대 활용도로 수렴하는 것을 확인할 수 있다. 최대 활용도는 각 서비스의 전송 속도가 2 Mbps일 때, 즉 R 1 = R 2 = 2 Mbps인 경우에 달성되었다. 도 7의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 두 가지 서비스가 어떠한 자원도 공유하지 않는 경우, 즉, x p11 = x p21 = 2 Mbps 이고, x p12 = x p22 = 0일 때 최소 시스템 비용으로 수렴한다는 것을 확인할 수 있다.We can see that both algorithms converge to maximum utilization regardless of the initial rate assignment. Maximum utilization was achieved when the transmission rate of each service was 2 Mbps, that is, when R 1 = R 2 = 2 Mbps. Referring to Figure 7 (b), when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention, two services do not share any resources, that is, x p11 When = x p21 = 2 Mbps, and, x p12 = x p22 = 0 can be confirmed that the convergence to the minimum system cost.

반면, 초기 전송 속도 할당값의 변화에 따라 활용도-최대 알고리즘은 최소값이 아닌 다른 시스템 비용 값으로 수렴하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, it can be seen that the utilization-maximum algorithm converges to a system cost value other than the minimum value according to the change of the initial transmission rate allocation value.

도 8은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 자원 가용 용량에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing the effect on resource available capacity when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 1 of FIG. 6.

이를 위해, 프로세싱 자원 k 1 의 가용 용량 즉, C k1 을 1.3 GHz에서 2.3 GHz까지 변화시키면서 최적 전송 속도 할당값을 계산하였다. C k1 이 1.3 GHz과 1.8 GHz 사이에 존재하는 경우, 서비스 1은 p 11 p 12 두 후보 경로들을 모두 이용하였으며, 프로세싱 자원 k 2 와 네트워킹 자원 l 4 는 두 서비스에 의해 공유되었다는 것을 알 수 있다. 각 서비스가 해당 서비스의 1-홉 경로 즉, p 11 p 21 만을 이용했을 때에는 두 서비스 사이의 전송 속도에 큰 차이를 보였다. 2-홉 경로 p 12 는 1-홉 경로 p 21 에 비해 높은 비용을 유발시키고, 서비스 2에 대한 전송 속도 할당값은 서비스 1에 대한 전송 속도 할당값보다 크다.To this end, the optimal transmission rate allocation value was calculated while changing the available capacity of the processing resource k 1 , that is, C k1 from 1.3 GHz to 2.3 GHz. If C k1 exists between 1.3 GHz and 1.8 GHz, it can be seen that Service 1 used both p 11 and p 12 candidate paths, and that processing resource k 2 and networking resource l 4 were shared by both services. . When each service used only the 1-hop path of the service, that is, p 11 and p 21 , there was a big difference in the transmission speed between the two services. The two-hop path p 12 causes a higher cost than the one-hop path p 21 , and the rate assignment for service 2 is greater than the rate assignment for service 1.

서로 다른 서비스 파라미터가 서비스 처리량에 미치는 영향을 알아보기 위해, 프로세싱 밀도(ρ) 및 비트 변환비(σ)를 변경시키면서 서비스 파라미터에 따른 거동을 살펴보았다.In order to examine the effect of different service parameters on service throughput, the behavior of service parameters was examined while changing the processing density ( ρ ) and the bit conversion ratio ( σ ).

도 9는 도 6의 사례 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 서비스 특성에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.FIG. 9 is a graph illustrating an effect on service characteristics when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 2 of FIG. 6.

프로세싱 밀도(ρ) 및 비트 변환비(σ)가 증가함에 따라, 총 처리량은 감소한 것으로 확인되었다. 그 이유는 큰 프로세싱 밀도(ρ) 및 비트 변환비(σ)가 동일한 활용도를 달성하기 위해 더 높은 시스템 비용을 요구하기 때문이다. 낮은 프로세싱 밀도값을 갖는 경우, 각 서비스는 로컬 컴퓨팅에 의해 제공되는 것을 확인할 수 있다. 낮은 프로세싱 밀도값을 갖는 경우, 로컬 프로세싱 자원으로 컴퓨테이션기능들을 충분히 처리할 수 있어, 과잉 네트워킹 비용을 요구하는 엣지 클라우드 및 원격 클라우드에 의존하지 않고 높은 처리량을 달성할 수 있다.As the processing density ρ and the bit conversion ratio σ increased, the total throughput was found to decrease. The reason is that large processing density ρ and bit conversion ratio σ require higher system cost to achieve the same utilization. With low processing density values, it can be seen that each service is provided by local computing. With low processing densities, local processing resources can fully handle compute functions, achieving high throughput without relying on edge and remote clouds that require excessive networking costs.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 실제와 유사한 대규모의 사례에 적용하기 위해, MCI에서 2011년에 제공한 미국의 실제 인터넷 토폴로지를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다.In order to apply the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention to a large-scale, realistic case, a simulation was performed using a real Internet topology of the US provided by MCI in 2011.

도 10은 미국에서의 실제 인터넷 토폴로지를 도시한다.10 illustrates a real Internet topology in the United States.

이 데이터 세트는 19개의 노드 및 45개의 유선 링크를 포함한다. 이 데이터 세트는 프로세싱 자원에 대해서는 특정하고 있지 않기 때문에, 프로세싱 자원을 임의로 계산하였다.This data set contains 19 nodes and 45 wired links. Since this data set does not specify processing resources, processing resources are randomly calculated.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 실제 대규모 사례에 적용하여 구한 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 11 is a graph showing simulation results obtained by applying a multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention to an actual large-scale example.

후보 경로의 개수가 증가함에 따라 전송 속도가 증가할 수 있지만, 비용을 증가시킬 수 있다. 따라서 각 후보 경로에 대한 전송 속도 할당은 조심스럽게 결정되어야 한다. 이 결과는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법이 시스템 비용은 낮게 유지한 채, 서비스 활용도를 증가시키기 위해 다중 경로를 활용할 수 있다는 것을 의미한다.As the number of candidate paths increases, the transmission speed may increase, but the cost may increase. Therefore, transmission rate allocation for each candidate path must be carefully determined. This result means that the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention can utilize multiple paths to increase service utilization while keeping the system cost low.

도 5에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 5에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 5은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 5, each process is described as being sequentially executed, but is not necessarily limited thereto. In other words, since the process described in FIG. 5 may be applied by changing or executing one or more processes in parallel, FIG. 5 is not limited to the time series order.

한편, 도 5에 도시된 흐름도의 각 단계는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(computer-readable recording medium)에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, each step of the flowchart shown in FIG. 5 may be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. That is, the computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (for example, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (for example, CD-ROM, DVD, etc.) and a carrier wave (for example, the Internet Storage medium). The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

이상의 설명은 본 발명에 따른 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명에 따른 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the embodiments according to the present invention, and those skilled in the art to which the embodiments of the present invention belong will not depart from the essential characteristics of the embodiments. Various modifications and variations will be possible. Therefore, the exemplary embodiments according to the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present embodiments, but to describe the present invention, and the scope of the technical spirit of the present embodiments is not limited by these embodiments. The protection scope of the embodiments according to the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas falling within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the embodiments according to the present invention.

110, 210, 310: 소스 노드 122, 124, 126: 하드웨어 라우터
130, 230, 310: 목적지 노드 222, 224, 226: NFV 지원 노드
340: 엣지 클라우드 350: 원격 클라우드
400: 다중자원 인프라구조 관리 장치
410: 후보경로집합 정의부 420: 다중경로 형성부
430: 전송속도 결정부
110, 210, 310: source nodes 122, 124, 126: hardware routers
130, 230, 310: destination node 222, 224, 226: NFV support node
340: edge cloud 350: remote cloud
400: multi-resource infrastructure management device
410: candidate path set definition unit 420: multi-path forming unit
430: transmission rate determining unit

Claims (11)

네트워크 상에서 소스 노드로서 두 개의 링크(l1,l2)를 형성하여 프로세싱 자원(processing resource)(k1)을 처리하는 제1 SC1 노드 및 제2 SC1 노드;
네트워크 상에서 목적지 노드로서 상기 제1 SC1 노드 및 상기 제2 SC1 노드 각각과 두 개의 링크(l3,l4)를 형성하여 상기 프로세싱 자원을 미처리하나 네트워킹 자원(networking resource)을 처리하는 제3 SC1 노드;
상기 제1 SC1 노드, 상기 제2 SC1 노드, 상기 제3 SC1 노드는 삼각형 토폴로지에서 두 개의 자원들을 이용하는 1-홉 경로(one-hop path)와 세 개의 자원들을 이용하는 2-홉 경로(two-hop path)를 이용하여 NFV(Network Function Virtualization) 서비스를 제공하며,
상기 네 개의 링크(l1,l2,l3,l4)에 따른 경로 중 상기 NFV 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하고 상기 NFV 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하도록 하며, 상기 프로세싱 자원 및 상기 네트워킹 자원 각각에 대한 쌍대 변수(dual variable)를 정의하고, 상기 쌍대 변수를 업데이트하여 상기 다중경로를 통해 전송하는 속도를 결정하는 다중자원 인프라구조 관리 장치
을 포함하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
A first SC1 node and a second SC1 node forming two links (l 1 , l 2 ) as source nodes on a network to process processing resources k 1 ;
A third SC1 node which forms two links (l 3 , l 4 ) with each of the first SC1 node and the second SC1 node as a destination node on a network, thereby processing the processing resource but processing a networking resource. ;
The first SC1 node, the second SC1 node, and the third SC1 node are a one-hop path using two resources in a triangular topology and a two-hop path using three resources. network function virtualization (NFV) service using a path,
Define a set of candidate paths for the NFV service among the paths according to the four links (l 1 , l 2, l 3 , l 4 ), and divide the input transmission rate for the NFV service by the set of the candidate paths. And a dual variable for each of the processing resource and the networking resource, and updating the dual variable to determine the rate of transmission over the multipath.
Multi-resource infrastructure management system comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 다중자원 인프라구조 관리 장치는,
다중자원 인프라구조 관리를 위해, 네트워킹 자원을 이용하여 발생하게 될 네트워킹 비용, 프로세싱 자원을 이용하여 발생하게 될 프로세싱 비용 및 상기 NFV 서비스에 대한 만족도인 서비스 만족도에 기초하여 목적함수를 계산하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
The method of claim 1,
The multi-resource infrastructure management device,
For managing the multi-resource infrastructure, the objective function is calculated based on the networking cost incurred using the networking resource, the processing cost incurred using the processing resource, and the service satisfaction, which is the satisfaction with the NFV service. Multi-resource infrastructure management system.
제 2 항에 있어서,
상기 다중자원 인프라구조 관리 장치는,
상기 목적함수에 따른 상기 네트워킹 비용 및 상기 프로세싱 비용 각각을 계산하기 위해, 적어도 하나의 네트워킹 자원 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원을 정의하고, 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 사용량 및 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 사용량을 계산하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
The method of claim 2,
The multi-resource infrastructure management device,
Define at least one networking resource and at least two processing resources to calculate each of the networking cost and the processing cost according to the objective function, and each usage of the at least one networking resource and each of the at least two processing resources A multi-resource infrastructure management system, characterized in that for calculating the usage of.
제 3 항에 있어서,
상기 다중자원 인프라구조 관리 장치는,
상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출하고, 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
The method of claim 3, wherein
The multi-resource infrastructure management device,
And calculating a set of candidate paths using each of the at least one networking resource, and calculating a set of candidate paths using each of the at least two processing resources.
제 4 항에 있어서,
상기 다중자원 인프라구조 관리 장치는,
상기 목적함수 계산에 따라 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 가용 용량(capacity) 및 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 가용 용량을 정의하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
The method of claim 4, wherein
The multi-resource infrastructure management device,
And define available capacity of each of the at least one networking resource and available capacity of each of the at least two processing resources according to the objective function calculation.
제 5 항에 있어서,
상기 다중자원 인프라구조 관리 장치는,
상기 목적함수 계산에 따라 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합에 포함되는 경로 각각이 사용하는 네트워킹 자원의 집합을 산출하고, 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합에 포함되는 경로 각각이 사용하는 프로세싱 자원의 집합을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
The method of claim 5,
The multi-resource infrastructure management device,
Calculating a set of networking resources used by each path included in the set of candidate paths using each of the at least one networking resource according to the objective function calculation, and a set of candidate paths using each of the at least two processing resources A multi-resource infrastructure management system, characterized in that to calculate a set of processing resources used by each path included in.
삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 다중자원 인프라구조 관리 장치는,
상기 목적함수 계산에 따라 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 업데이트하기 위해 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 현재 사용량을 확인하고, 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 업데이트하기 위해 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 현재 사용량을 확인하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
The method of claim 2,
The multi-resource infrastructure management device,
Identify a current usage of each of the at least two processing resources to update each of the at least two processing resources according to the objective function calculation, and determine the current usage of each of the at least one networking resources to update each of the at least one networking resources. Multi-resource infrastructure management system, characterized in that to check the current usage.
네트워크 상에서 프로세싱 자원(processing resource)(k1)을 처리하는 제1 SC2 노드;
상기 네트워크 상에서 상기 제1 SC2 노드와 링크(l1,l2)를 형성하여 프로세싱 자원(k2)을 처리하는 제2 SC2 노드;
상기 네트워크 상에서 상기 제2 SC2 노드와 링크(l3,l4)를 형성하여 프로세싱 자원(k3)을 처리하는 제3 SC2 노드;
상기 제1 SC2 노드, 상기 제2 SC2 노드, 상기 제3 SC2 노드는 소스 노드와 목적지 노드가 동일하도록 서로 직렬로 연결된 토폴로지에서 상기 제1 SC2 노드에서 처리하는 프로세싱 자원 k1을 로컬 컴퓨팅의 경로로 이용하며, 상기 제2 SC2 노드에서 처리하는 프로세싱 자원 k2를 엣지 클라우드의 경로로 CO(Computation Offloading) 서비스를 제공하며, 상기 제3 SC2 노드에서 처리하는 프로세싱 자원 k3를 원격 클라우드의 경로로 CO 서비스를 제공하며,
상기 네 개의 링크(l1,l2,l3,l4)에 따른 경로 중 상기 CO 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하고 상기 CO 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하도록 하며, 상기 프로세싱 자원에 대한 쌍대 변수(dual variable)를 정의하고, 상기 쌍대 변수를 업데이트하여 상기 다중경로를 통해 전송하는 속도를 결정하는 다중자원 인프라구조 관리 장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 시스템.
A first SC2 node for processing a processing resource k 1 on a network;
A second SC2 node forming a link (l 1 , l 2 ) with the first SC2 node on the network to process a processing resource k 2 ;
A third SC2 node forming a link (l 3 , l 4 ) with the second SC2 node on the network to process a processing resource k3;
The first SC2 node, the second SC2 node, and the third SC2 node each have a processing resource k 1 processed by the first SC2 node in a topology connected in series so that a source node and a destination node are identical to each other. And provide a processing offload (CO) service through the processing resource k 2 processed by the second SC2 node to a path of an edge cloud, and use the processing resource k 3 processed by the third SC2 node as a path to a remote cloud. Provide services,
Define a set of candidate paths for the CO service among the paths according to the four links (l 1 , l 2, l 3 , l 4 ), and divide the input transmission rate for the CO service by the set of candidate paths. A multi-resource infrastructure management device defining a dual variable for the processing resource and defining the speed of transmitting the multi-path by transmitting the multivariate to form a path.
Multi-resource infrastructure management system comprising a.
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