KR102052520B1 - 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠의 이동성을 지원하기 위한 노드의 통신 방법 및 노드 - Google Patents

컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠의 이동성을 지원하기 위한 노드의 통신 방법 및 노드 Download PDF

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Abstract

컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠 이동성 지원을 위한 노드의 통신 방법 및 노드를 제안한다.
특히, 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름을 가지는 컨텐츠 요청 패킷으로부터 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 추출하고, 추출한 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 이용하여 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 컨텐츠 중심 네트워크에 포함된 노드의 통신 방법을 제공할 수 있다.

Description

컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠의 이동성을 지원하기 위한 노드의 통신 방법 및 노드{A NODE AND A COMMUNICATION METHOD FOR SUPPORTING CONTENT MOBILITY IN A CONTENT CENTRIC NETWORK}
아래의 실시예들은 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠의 이동성을 지원하기 위한 노드의 통신 방법 및 노드에 관한 것이다.
이름 기반 네트워크에서 컨텐츠 요청 패킷(이 패킷을 인터리스트(Interest)라고 함)은 가져오고자 하는 컨텐츠의 계층적 이름(hierarchical name)을 포함할 수 있다. 네트워크 내 노드들은 컨텐츠 요청 패킷을 전달 받았을 때, 컨텐츠 요청 패킷 내에 포함된 컨텐츠 이름에 해당하는 컨텐츠를 가지고 있는 노드가 위치한 방향의 인터페이스(interface)로 컨텐츠 요청 패킷을 전달할 수 있다. 해당 컨텐츠를 가지고 있는 노드는 전달받은 컨텐츠 이름에 기초하여 컨텐츠를 찾고, 컨텐츠 요청 패킷이 들어온 인터페이스로 해당 컨텐츠를 전달함으로써, 컨텐츠를 요청한 노드에게 컨텐츠가 전달되도록 할 수 있다.
이러한 동작 방법은 IP (Internet Protocol) 헤더 내 목적지 주소 값(예를 들어, 75.2.35.27)을 기반으로 패킷을 전달하는 단말 주소 기반 네트워킹과 주소 형태 및 컨텐츠 전달 방법에 있어서 차이점을 만든다.
일 실시예에 따르면, 컨텐츠 중심 네트워크에서 노드의 통신 방법은 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름을 가지는 컨텐츠 요청 패킷을 수신하는 단계; 상기 컨텐츠 요청 패킷으로부터 상기 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 상기 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 추출하는 단계; 및 상기 계층적 이름 구성자 및 상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 단계는 상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 노드의 컨텐츠 스토어(Contents Store)에 상기 컨텐츠가 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컨텐츠 스토어에 상기 컨텐츠가 저장되어 있지 않다면, 상기 노드의 펜딩 인터리스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리(entry)를 포함하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 펜딩 인터리스트 테이블이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하면, 상기 엔트리에 상기 컨텐츠 요청 패킷이 수신된 경로에 대한 정보를 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하지 않으면, 상기 노드의 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 상기 계층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 상기 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)에 상기 단층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 계층적 이름 구성자는 상기 컨텐츠 요청 패킷을 포워딩하는 데에 이용될 수 있다.
상기 단층적 이름 구성자는 상기 컨텐츠를 식별하는 데에 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨텐츠 중심 네트워크에서 노드는 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름을 가지는 컨텐츠 요청 패킷을 수신하는 수신부; 상기 컨텐츠 요청 패킷으로부터 상기 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 상기 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 추출하는 추출부; 및 상기 계층적 이름 구성자 및 상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 처리부를 포함할 수 있다.
상기 컨텐츠를 저장하는 컨텐츠 스토어를 더 포함하고, 상기 처리부는 상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 스토어(Contents Store)에 상기 컨텐츠가 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
상기 컨텐츠의 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리들을 인덱싱하는 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)을 더 포함하고, 상기 처리부는 상기 컨텐츠 스토어가 상기 컨텐츠를 저장하지 않는다면, 상기 펜딩 인터리스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리(entry)를 포함하는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 처리부는 상기 펜딩 인터리스트 테이블이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하면, 상기 엔트리에 상기 컨텐츠 요청 패킷이 수신된 경로에 대한 정보를 추가할 수 있다.
상기 계층적 이름 구성자를 가진 엔트리들을 인덱싱(indexing)하는 포워딩 정보 베이스(FIB)를 더 포함하고, 상기 처리부는 상기 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하지 않으면, 상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 처리부는 상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 상기 계층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷을 전송할 수 있다.
상기 계층적 이름 구성자는 상기 컨텐츠 요청 패킷을 포워딩하는 데에 이용되고, 상기 단층적 이름 구성자는 상기 컨텐츠를 식별하는 데에 이용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠의 계층적 이름 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 계층적 이름을 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠를 제공하는 노드의 변경을 통해 컨텐츠를 분배하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠 이름의 역할에 따라 컨텐츠의 이름 구성자를 분리 및 재조합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 이용되는 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 이름을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크의 노드에서 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크의 노드에서 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 노드의 블록도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서, '노드'는 예를 들어, 사용자 단말(예를 들어, 스마트 폰, 스마트 tv, pc 노트북, 로봇 청소기 등)과 같은 고객 장치 및 액세스 포인트, 라우터 등과 같은 네트워킹 디바이스들을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. '컨텐츠 중심 네트워크'는 컨텐츠의 이름을 기반으로 해당 컨텐츠를 가져오는 다양한 네트워킹 방식을 통칭하는 정보 중심 네트워킹(Information-Centric Networking)을 일 예로서, 이하에서 설명하는 내용은 컨텐츠 중심 네트워크 이외에 정보 중심 네트워크에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠의 계층적 이름 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 컨텐츠 중심 네트워크 내 가상 그룹들의 포함 관계에 따라 형성된 계층적 구조와 이에 기반한 계층적 컨텐츠 이름을 살펴볼 수 있다.
도 1에서 네트워크 내 가상 그룹들의 포함 관계에 따라 컨텐츠 'slides.ppt' 를 포함하는 그룹들 간에 형성된 계층 구조는 굵은 선을 따라 형성될 수 있다. 그리고, 계층 구조에 기반한 계층적 컨텐츠 이름은 예를 들어, /ABC.com/sait/mwjang/ccn/slides.ppt/v_7/s_3와 같이 다수의 이름 구성자(component)들로 이루어질 수 있다.
컨텐츠 이름 구성자들은 의미에 따라 네 가지 클래스(class)로 분류될 수 있다.
첫 번째 클래스(class 1)는 예를 들어, '/ABC.com/sait/mwjang'와 같이 특정 노드(예를 들어, 컨텐츠 보유 노드)나 노드의 집합을 의미하고, 두 번째 클래스(class 2)는 예를 들어, '/ccn '와 같이 노드 내 컨텐츠 파일의 (저장) 위치를 지칭할 수 있다. 세 번째 클래스(class 3)는 예를 들어, '/slides.ppt'와 같이 컨텐츠의 파일명 또는 서비스 명을 지정하고, 네 번째 클래스(class 4)는 예를 들어, '/v7/s3'와 같이 버전 정보 및 세그먼트 번호 등과 같은 부가 정보를 나타낼 수 있다.
하지만, 컨텐츠의 계층적 이름이 같다고 하더라고 노드에 따라서 이름 구성자에 대한 클래스 해석이 달라질 수 있다. 예를 들어, 노드 A에서는 '/ABC.com/sait/mwjang'을 첫 번째 클래스로 보고 '/ccn'를 두 번째 클래스로 인식할 수 있다. 그러나 노드 B에서는 '/ABC.com'을 첫 번째 클래스로 보고 '/sait/mwjang/ccn'를 두 번째 클래스로 처리할 수 있다.
또한, 계층적 이름의 구조는 이름 기반 네트워크 마다 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 앞에서 기술된 이름 구성자들의 클래스 이외에 새로운 이름 구성자의 클래스가 특별한 목적(예를 들어, 명령어, 파라미터, Hash 값 등)을 위해 추가될 수 있다. 그리고, 앞서 기술한 이름 구성자의 클래스들 중 일부(예를 들어, 부가 정보 클래스)가 생략될 수도 있다.
이 밖에도, 계층적 이름의 표현 방법에 있어서 '/'가 아닌 다른 구분자(예, '.')를 사용할 수 있으며, 표현 형태에 있어서 노드나 노드의 집합을 의미하는 구성자 클래스가 이름의 첫 부분이 아닌 맨 뒤에 위치할 수도 있다. 도 1에 도시된 컨텐츠의 계층적 이름은 하나의 실시 예를 보여 주는 것으로써, 이 밖에도 변형 가능한 다양한 형태의 계층적 이름이 사용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 계층적 이름을 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠 이름은 컨텐츠가 저장되어 있는 위치로 컨텐츠 요청 패킷을 전달하기 위한 방향자(나침판) 역할과 해당 컨텐츠를 다른 컨텐츠와 구분해 주기 위한 식별자 역할을 수행한다. 각 컨텐츠는 고유한 이름을 사용하며, 두 컨텐츠의 이름이 서로 다르면, 같은 내용의 컨텐츠도 다른 컨텐츠로 취급된다. 예를 들어, 같은 내용으로 이루어진 두 파일이 각각 /ABC.com/sait/video/intro.avi과 /ABC.com/sait/comm/video/intro.avi의 컨텐츠 이름으로 존재할 경우, 두 파일들이 서로 동일한 정보를 포함한다 하더라도 두 파일들은 서로 다른 컨텐츠로 처리될 수 있다. 이러한 규칙은 이름이 비슷한 서로 다른 컨텐츠들을 구분함에 있어서 매우 유용하게 사용된다.
도 2는 컨텐츠의 계층적 이름을 사용하여 해당 컨텐츠를 가져오는 과정을 설명하기 위해, 이름 기반 네트워크의 일 예인 컨텐츠 중심 네트워크(Content-Centric Networking; CCN)에서 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 과정을 보여준다.
도 2를 참조하면, 컨텐츠 중심 네트워크에 포함된 노드(200)는 페이스(face) 0(201), 페이스 1(203), 어플리케이션에 연결된 페이스 2(205), 컨텐츠 스토어(Content Cache)(210), 펜딩 인터리스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)(230) 및 포워딩 정보 베이스(Forwarding Information Base; FIB)(250)를 포함할 수 있다. '페이스(face)'는 통신 패킷이 전달되는 경로(path)를 의미하며, '인터페이스(interface)'로도 표현할 수 있다.
노드(200)는 컨텐츠 중심 네트워크에 포함된 다른 노드로부터 페이스 0(201)을 통해 예를 들어, '/ABC.com/mwjang/abc.avi/v_3/s_2'에 해당하는 컨텐츠를 요청하는 컨텐츠 요청 패킷을 수신한다.
노드(200)의 네트워킹 모듈은 컨텐츠 요청 패킷 내에 있는 컨텐츠의 이름을 기반으로 해당 컨텐츠(혹은 데이터)가 컨텐츠 스토어(Content Cache)(210)에 있는지 확인할 수 있다.
확인 결과, 컨텐츠 스토어(210) 내에 해당 컨텐츠가 저장되어 있으면, 노드(200)는 해당 컨텐츠를 컨텐츠 요청 패킷이 수신된 페이스 0(201)로 전달할 수 있다. 해당 컨텐츠가 컨텐츠 스토어(210)에 저장되어 있지 않으면, 노드(200)는 현재 동일한 컨텐츠 요청 메시지를 처리하고 있는지 여부를 확인하기 위해, 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(230) 내에 동일한 컨텐츠 이름으로 저장된 항목(entry)이 있는지 여부를 확인할 수 있다.
펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(230) 내에 동일한 컨텐츠 이름으로 저장된 엔트리가 있으면, 노드(200)는 컨텐츠 요청 메세지가 수신된 경로를 기억하기 위해 해당 엔트리에 컨텐츠 요청 패킷이 들어온 페이스(인터페이스) 정보를 추가할 수 있다. 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(230) 내에 해당 엔트리가 없으면, 노드(200)는 포워딩 정보 베이스(Forwarding Information Base; FIB)(250)에서 컨텐츠 이름에 기반한 검색(name lookup)을 수행할 수 있다. 이때, 노드(200)는 최장 프리픽스 매칭(longest prefix matching)(예를 들어, '/ABC.com')을 기초로 계층적 이름의 프리픽스와 포워딩 정보 베이스(FIB)(250)의 엔트리에 등록(registered)된 프리픽스에 대한 정보에 대한 검색을 수행할 수 있다.
노드(200)는 포워딩 정보 베이스(250)에 등록되어 있는 정보에 기초하여 컨텐츠 요청 패킷을 전달할 페이스(여기서는 페이스 1(203))를 결정하고, 해당 페이스(페이스 1(203))로 컨텐츠 요청 패킷을 전송할 수 있다.
이 과정에서 노드(200)는 컨텐츠 요청 패킷이 전달되어 온 인커밍 페이스(페이스 0(201))에 대한 정보('0')를 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(230)에 등록할 수 있다. 이는 향후 컨텐츠 요청 패킷에 대응되는 컨텐츠를 포함한 데이터 패킷이 전달되었을 때, 해당 컨텐츠를 요청한 다른 노드에게 인커밍 페이스인 페이스 0(201)을 통해 데이터 패킷을 전달하기 위함이다. 여기서, 포워딩 정보 베이스(250)에 기초하여 컨텐츠 요청 패킷을 전달할 페이스를 선택할 때, 노드(200)는 동일한 컨텐츠 요청 패킷이 반복적으로 전달되는 현상(예, loop)을 회피하기 위해 요청 경로(컨텐츠 요청 패킷이 수신된 페이스(예를 들어, 페이스 0(201))를 인터리스트 전송 페이스 후보들에서 제외시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠를 제공하는 노드의 변경을 통해 컨텐츠를 분배하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 컨텐츠의 생성 노드가 아닌 다른 노드를 통해 컨텐츠를 제공하는 예를 살펴볼 수 있다.
컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠 이름은 단층적 이름(flat name) 구조 또는 계층적 이름(hierarchical name) 구조를 가질 수 있다.
단층적 이름은 계층적 (이름) 구조를 포함하지 않는 이름으로, 계층적 이름은 계층적 (이름) 구조를 포함하는 이름으로 이해할 수 있다.
단층적 이름은 해당 컨텐츠를 생성한 컨텐츠 생성 노드의 특성(예를 들어, 노드가 속한 도메인 정보 등)과 무관한 컨텐츠 자체의 속성(예를 들어, 컨텐츠 생성자, 컨텐츠 내용 등)을 활용하여 생성될 수 있다. 컨텐츠의 단층적 이름들은 상호 독립적인 특성을 가지고, 컨텐츠 요청 패킷의 전송을 위해 사용되는 포워딩 정보 베이스(Forwarding Information Base; FIB)의 크기는 컨텐츠 이름 수에 비례할 수 있다. 이러한 특성은 포워딩 정보 베이스를 위해 대용량 고속 메모리를 요구하게 되고, 네트워크의 확장성(scalability)을 저하시킬 수 있다.
한편, 컨텐츠 생성 노드는 컨텐츠 생성 시의 노드의 도메인 정보(예, ABC.com/sait/comm), 사용자 정보(예, mwjang), 노드 내 컨텐츠의 위치(예, video), 및 컨텐츠 이름(파일명)(예, abc.avi) 등을 포함하여 계층적 이름을 생성할 수 있다.
컨텐츠 이름에서 계층성은 컨텐츠 생성 노드에게 컨텐츠 요청 패킷을 전달함에 있어서 컨텐츠 이름 전체를 사용하는 대신 프리픽스(prefix)만 사용해도 되게 함으로써, 컨텐츠 요청 패킷의 전송을 위해 활용되는 FIB 크기를 줄여 주고 네트워크의 확장성 또한 향상시킬 수 있다. 이 때, 포워딩 정보 베이스(FIB)는 컨텐츠 이름의 프리픽스로 구성될 수 있다. 하지만, 컨텐츠의 이름이 컨텐츠 생성 노드의 도메인 정보를 기반으로 결정되면, 컨텐츠를 생성 노드가 아닌 다른 노드를 통해 컨텐츠를 제공하고자 할 때, 컨텐츠 요청 패킷을 현재 컨텐츠가 존재하는 노드로 전달하기 어려울 수 있다.
예를 들어, 도 3의 왼쪽 도면에서 단말에서 생성된 컨텐츠를 YouTube® 같은 컨텐츠 서버를 통해 제공하기 위해서는 컨텐츠 이름의 프리픽스가 아닌 이름 전체를 네트워크 노드의 포워딩 정보 베이스(FIB)에 등록해야 된다. 이름 전체를 사용하면 계층적 이름의 특성을 활용할 수 없고, 단층적 이름을 사용할 때와 같이 요구되는 포워딩 정보 베이스(FIB)의 크기가 커져 네트워크 확장성(scalability)이 저하될 수 있다.
컨텐츠의 계층적 이름 구조에 기반한 네트워크에서 컨텐츠 생성 노드(예, 개인 smart phone)가 아닌 다른 노드(예, YouTube®와 같은 컨텐츠 서버)를 통해 컨텐츠를 제공할 때, 컨텐츠 생성 시 결정된 이름으로 컨텐츠를 가져오는 방식의 비효율성이 발생할 수 있다.
일 실시예에서는 현재 컨텐츠가 존재하는 노드로 컨텐츠 요청 패킷을 전달하기 위해 계층적 이름 구조 개념을 활용하는 한편, 컨텐츠들 간의 구분을 위해서는 단층적 이름 구조 개념을 사용함으로써, 도 3의 오른쪽 도면과 같이 컨텐츠가 생성 노드가 아닌 다른 노드를 통해 제공될 때의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이러한 특징에 기반하여 컨텐츠 제공 노드가 생성 노드와 다른 경우나, 동일한 컨텐츠가 다른 네트워크 도메인에 속한 여러 제공 노드를 통해 제공되는 경우, 혹은 컨텐츠 제공 노드가 이동하여 노드 이름의 프리픽스를 바꾸어야 할 필요가 있는 경우(예를 들어, A사의 직원이 B 사로 출장간 경우 등)에 컨텐츠의 이름에서 방향자 역할을 수행하는 부분만을 변경하여 보다 용이하게 컨텐츠의 이동성을 지원할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠 이름의 역할에 따라 컨텐츠의 이름 구성자를 분리 및 재조합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠의 생성 시에 주어진 이름을 기반으로 두 가지 역할(방향자 역할과 식별자 역할)에 대응되는 이름 구성자를 분리하여 재조합할 때 가능한 조합들을 살펴볼 수 있다.
컨텐츠 요청 패킷의 전달 시에 참조되는 포워딩 인포메이션 베이스(FIB)는 계층적 이름 구조를 활용할 때 이름 집적(aggregation) 특성을 활용하여 최소화될 수 있다. 노드 내의 컨텐츠 스토어(CS)에 캐시된 컨텐츠가 있는지 확인하는 경우나 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)의 엔트리를 검색할 때에는 계층적 이름 보다는 단층적 이름을 사용하는 것이 보다 효율적이다.
예를 들어, 컨텐츠의 이름 'ccn://ABC.com/sait/mwjang/ccn/" ABC.com/sait/mwjang/ccn/slides.ppt"/v_7/s_3'에서 방향자 역할을 수행하는 데에는 파일명(/"ABC.com/sait/mwjang/ccn/slides.ppt")을 제외한 이름 구성자들(예를 들어, /ABC.com/sait/mwjang/ccn/)이 이용될 수 있다. 반면에, 컨텐츠를 식별하는 식별자 역할을 수행하는 데에는 파일명(예를 들어, " ABC.com/sait/mwjang/ccn/slides.ppt" 또는 " ABC.com/sait/mwjang/ccn/slides.ppt/v_7/s_3")이 이용될 수 있다.
일 실시예에서는 컨텐츠 스토어(CS) 및 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)의 엔트리를 검색할 때에는 단층적 이름 구성자를 사용함으로써 이름의 길이를 줄일 수 있다. 이때, 노드는 단층적 이름 구성자에 포함된 해시 함수(Hash Function)에 기초하여 생성되는 퍼블릭 키(public key) 값을 이용함으로써 컨텐츠에 대한 자기 인증(self-certification) 또한 용이하게 수행할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 이용되는 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 이름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 컨텐츠의 이동성을 지원하기 위해 계층적 이름 구성자와 단층적 이름 구성자를 활용한 새로운 형태의 컨텐츠 이름, 예를 들어, 하이브리드 이름(Hybrid Name)을 살펴볼 수 있다.
하이브리드 이름에서 단층적 이름 구성자는 컨텐츠를 식별하거나 자기 인증(self-certification)을 수행하는 데에 이용될 수 있으며, 다양한 형태가 사용될 수 있다. 단층적 이름 구성자의 컨텐츠를 생성한 노드의 퍼블릭 키(public key) 값을 포함할 수 있고, 퍼블릭 키 값은 해시 함수(Hash Function)에 기초하여 생성될 수 있다.
컨텐츠를 생성한 노드의 퍼블릭 키(public key) 값을 포함하는 단층적 이름 구성자로는 Hash(principal's_public_key):local_content_name, Hash(prinipal's_public_key, local_content_name), Hash(principal's_public_key,content), Hash(principal's_public_key,segmented_content), DOI:Digitial Object Identifier 등을 예로 들 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크의 노드에서 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 컨텐츠 이름이 ccn:// ABC.com/sait/mwjang/ccn/Hash(P:slides.ppt)/v_7/s_3인 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 과정을 살펴볼 수 있다.
도 6을 참조하면, 컨텐츠 중심 네트워크에 포함된 노드 A(600)는 페이스 0, 페이스 1, 페이스 2, 컨텐츠 스토어(610), 펜딩 인터리스트 테이블(630), 및 포워딩 정보 베이스(650)를 포함할 수 있다. 노드 A(600)는 네임 필터(name filter)(470)을 더 포함할 수 있다.
노드 A(600)는 예를 들어, 컨텐츠 중심 네트워크에 포함된 다른 노드로부터 페이스 0를 통해 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름(예를 들어, ccn://ABC.com/sait/mwjang/ccn/Hash(P:slides.ppt)/v_7/s_3)을 가지는 컨텐츠 요청 패킷을 수신할 수 있다.
계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자는 단수의 이름 구성자로 구성될 수도 있고, 복수의 이름 구성자들을 포함할 수도 있다. 컨텐츠 요청 패킷을 수신한 노드 A(600)는 패킷 내에 포함된 컨텐츠 이름에서 네임 필터(Name Filter)(470)을 이용하여 계층적 이름 구성자와 단층적 이름 구성자를 추출할 수 있다. 계층적 이름 구성자는 예를 들어, 'ccn://ABC.com/sait/mwjang/ccn'이고, 단층적 이름 구성자는 예를 들어, 'Hash(P:slides.ppt)/v_7/s_3'일 수 있다. 노드 A(600)는 내부의 컨텐츠 스토어(610) 및 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(630)에 저장된 이름과 단층적 이름 구성자를 비교할 수 있다. 또한, 노드 A(600)는 포워딩 정보 베이스(FIB)(650)에 저장된 컨텐츠의 프리픽스를 계층적 이름 구성자와 비교할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크의 노드에서 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 7을 참조하면, 노드(또는 노드의 네트워킹 모듈)는 예를 들어, 컨텐츠 중심 네트워크에 포함된 다른 노드로부터 특정 페이스(face)를 통해 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름을 가지는 컨텐츠 요청 패킷을 수신할 수 있다(710).
노드는 710에서 수신한 컨텐츠 요청 패킷으로부터 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 추출할 수 있다(720). 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)는 예를 들어, 해시 함수(Hash(P:slides.ppt))를 기준으로 구분될 수 있으며, 특수 목적의 마커(marker)를 사용하여 구분될 수도 있다. 일 실시예에서 단층적 이름 구성자(Flat name component)은 컨텐츠 스토어(CS) 및 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)에서 일치하는 엔트리들을 찾는데 이용되고, 계층적 이름 구성자는 포워딩 정보 베이스(FIB)에서 일치하는 엔트리를 찾는데 이용될 수 있다.
노드는 720에서 추출한 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 이용하여 컨텐츠 요청 패킷을 처리할 수 있다. 노드가 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 구체적인 방법은 다음과 같다.
노드는 단층적 이름 구성자를 이용하여 노드의 컨텐츠 스토어(Contents Store)에 해당 컨텐츠(컨텐츠 요청 패킷에 포함된 단층적 이름 구성자를 갖는 컨텐츠)가 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다(730). 만약, 해당 컨텐츠가 컨텐츠 스토어에 저장된 것으로 확인되면, 노드는 컨텐츠 스토어에 저장된 컨텐츠를 인커밍 페이스를 통해 전송할 수 있다(735). 730의 판단 결과, 해당 컨텐츠가 컨텐츠 스토어에 저장되어 있지 않다면, 노드는 펜딩 인터리스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)이 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리(entry)를 포함하는지 여부를 판단할 수 있다(740).
만약, 740에서 펜딩 인터리스트 테이블이 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하면, 노드는 펜딩 인터리스트 테이블의 엔트리에 컨텐츠 요청 패킷이 수신된 페이스에 대한 정보를 추가할 수 있다(745). 740에서 펜딩 인터리스트 테이블이 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하지 않는다면, 노드는 포워딩 정보 베이스(FIB)가 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하는지 여부를 판단할 수 있다(750). 이때, 노드는 포워딩 정보 베이스(FIB)에서 최장 프리픽스 매칭(longest prefix matching) 방법에 따라 검색을 수행할 수 있다. 노드는 최장 프리픽스 매칭(longest prefix matching)(예를 들어, '/ABC.com')을 기초로 계층적 이름의 프리픽스와 포워딩 정보 베이스(FIB)의 엔트리에 등록(registered)된 프리픽스에 대한 정보에 대한 검색을 수행할 수 있다.
750에서 포워딩 정보 베이스(FIB)가 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함한다면, 노드는 계층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷을 전송할 수 있다. 노드는 펜딩 인터리스트 테이블(PIT) 내의 단층적 이름 구성자에 기초한 해당 엔트리에 컨텐츠 요청 패킷이 들어온 페이스에 대한 정보를 추가할 수 있다(755). 그리고, 노드는 포워딩 정보 베이스(FIB)의 엔트리에 등록(registered)된 페이스의 정보를 기초로 아웃 고잉 페이스(outgoing face)를 통해 다른 노드로 컨텐츠 요청 패킷을 전송할 수 있다(760).
도 8은 일 실시예에 따른 컨텐츠 중심 네트워크에서 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 포함하는 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 노드의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 노드(800)는 수신부(810), 추출부(820), 처리부(830), 컨텐츠 스토어(Content Store; CS)(840), 펜딩 인터레스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)(850) 및 포워딩 정보 베이스(Forwarding Information Base; FIB)(860)를 포함할 수 있다.
수신부(810)는 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름을 가지는 컨텐츠 요청 패킷을 수신할 수 있다. 계층적 이름 구성자는 컨텐츠 요청 패킷을 포워딩하는 데에 이용되고, 단층적 이름 구성자는 컨텐츠를 식별하는 데에 이용될 수 있다. 단층적 이름 구성자는 컨텐츠를 생성한 노드의 퍼블릭 키(public key) 값을 포함하고, 퍼블릭 키 값은 해시 함수(Hash Function)에 기초하여 생성될 수 있다.
추출부(820)는 수신부(810)가 수신한 컨텐츠 요청 패킷으로부터 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 추출할 수 있다. 추출부(820)는 예를 들어, 두 가지 이름 구성자를 추출하는 네임 필터(Name Filter)를 포함할 수 있다.
처리부(830)는 추출부(820)에서 추출된 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 이용하여 컨텐츠 요청 패킷을 처리할 수 있다.
컨텐츠 스토어(Content Store; CS)(840)는 컨텐츠 및 해당 컨텐츠의 이름(예를 들어, 단층적 이름 구성자)을 저장할 수 있다. 처리부(830)는 단층적 이름 구성자를 이용하여 컨텐츠 스토어(840)에 컨텐츠가 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
펜딩 인터레스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)(850)은 컨텐츠의 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리들을 인덱싱할 수 있다. 처리부(830)는 컨텐츠 스토어가 컨텐츠를 저장하지 않는다면, 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(850)이 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리(entry)를 포함하는지 여부를 판단할 수 있다. 처리부(830)는 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(850)이 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하면, 엔트리에 컨텐츠 요청 패킷을 수신한 페이스에 대한 정보를 추가할 수 있다.
포워딩 정보 베이스(Forwarding Information Base; FIB)(860)는 계층적 이름 구성자를 가진 엔트리들을 인덱싱(indexing)할 수 있다. 처리부(830)는 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(850)이 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하지 않으면, 포워딩 정보 베이스(FIB)(860)가 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하는지 여부를 판단할 수 있다.
처리부(830)는 포워딩 정보 베이스(FIB)(860)가 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)(850)에 단층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 추가할 수 있다.
또한, 처리부(830)는 포워딩 정보 베이스(FIB)(860)가 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 계층적 이름 구성자를 이용하여 컨텐츠 요청 패킷을 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 하이브리드 이름을 활용함으로써 컨텐츠를 제공하는 노드의 위치 정보를 쉽게 파악하는 한편, 네트워크 노드 내에 해당 컨텐츠가 존재하는지 여부를 용이하게 파악할 수 있다. 또한, 네트워크 노드가 전달 받은 컨텐츠 요청 패킷의 프리픽스(prefix)가 다르더라도 계층적 이름 구성자 및 단층적 이름 구성자를 구분함으로써 동일한 생성자에 의해 생성된 컨텐츠를 동일하게 인지하고 처리할 수 있다.
이 밖에도, 일 실시예에 따르면, 컨텐츠의 이름에 기반한 네트워크들 중 계층적 이름만을 사용하는 방식에 대비하여 캐시된 컨텐츠의 검색이나 처리 중인 컨텐츠 요청 패킷의 검색에 있어서 짧은 단층적 이름을 사용할 수 있도록 하여 검색 속도를 향상 시킬 수 있으며, 단층적 이름만을 사용하는 방식에 대비하여 컨텐츠 요청 패킷의 전송을 위한 포워딩 정보 베이스(FIB)의 크기를 크게 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
200: 노드
201: 페이스(face) 0
203: 페이스 1
205: 페이스 2
210: 컨텐츠 스토어(Content Store; CS)
230: 펜딩 인터리스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)
250: 포워딩 정보 베이스(Forwarding Information Base; FIB)

Claims (19)

  1. 컨텐츠 중심 네트워크에서 노드의 통신 방법에 있어서,
    계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름을 가지는 컨텐츠 요청 패킷을 수신하는 단계;
    상기 컨텐츠 요청 패킷으로부터 상기 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 상기 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 추출하는 단계;
    상기 계층적 이름 구성자를 사용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷의 전달을 처리하고, 상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷의 식별을 처리하는 단계; 및
    상기 노드의 펜딩 인터리스트 테이블이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하면, 상기 엔트리에 상기 컨텐츠 요청 패킷이 수신된 경로에 대한 정보를 추가하는 단계
    를 포함하는 노드의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨텐츠 요청 패킷을 처리하는 단계는
    상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 노드의 컨텐츠 스토어(Contents Store)에 상기 컨텐츠가 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계
    를 포함하는 노드의 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨텐츠 스토어에 상기 컨텐츠가 저장되어 있지 않다면, 상기 노드의 펜딩 인터리스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리(entry)를 포함하는지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하는 노드의 통신 방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하지 않으면,
    상기 노드의 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하는지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하는 노드의 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 상기 계층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 노드의 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면,
    상기 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)에 상기 단층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 추가하는 단계
    를 더 포함하는 노드의 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 계층적 이름 구성자는
    상기 컨텐츠 요청 패킷을 포워딩하는 데에 이용되는 노드의 통신 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단층적 이름 구성자는
    상기 컨텐츠를 식별하는 데에 이용되는 노드의 통신 방법.
  10. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  11. 컨텐츠 중심 네트워크에서 노드에 있어서,
    계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 포함하는 컨텐츠의 이름을 가지는 컨텐츠 요청 패킷을 수신하는 수신부;
    상기 컨텐츠 요청 패킷으로부터 상기 계층적 이름 구성자(Hierarchical name component) 및 상기 단층적 이름 구성자(Flat name component)를 추출하는 추출부; 및
    상기 계층적 이름 구성자를 사용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷의 전달을 처리하고, 상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷의 식별을 처리하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 처리부는
    상기 노드의 펜딩 인터리스트 테이블이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하면, 상기 엔트리에 상기 컨텐츠 요청 패킷이 수신된 경로에 대한 정보를 추가하는 노드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨텐츠를 저장하는 컨텐츠 스토어
    를 더 포함하고,
    상기 처리부는
    상기 단층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 스토어(Contents Store)에 상기 컨텐츠가 저장되어 있는지 여부를 확인하는 노드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 컨텐츠의 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리들을 인덱싱하는 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)
    을 더 포함하고,
    상기 처리부는
    상기 컨텐츠 스토어가 상기 컨텐츠를 저장하지 않는다면, 상기 펜딩 인터리스트 테이블(Pending Interest Table; PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리(entry)를 포함하는지 여부를 판단하는 노드.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 계층적 이름 구성자를 가진 엔트리들을 인덱싱(indexing)하는 포워딩 정보 베이스(FIB)
    를 더 포함하고,
    상기 처리부는
    상기 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)이 상기 단층적 이름 구성자를 포함하는 엔트리를 포함하지 않으면,
    상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하는지 여부를 판단하는 노드.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 상기 계층적 이름 구성자를 이용하여 상기 컨텐츠 요청 패킷을 전송하는 노드.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 포워딩 정보 베이스(FIB)가 상기 계층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 포함하면, 상기 펜딩 인터리스트 테이블(PIT)에 상기 단층적 이름 구성자에 기초한 엔트리를 추가하는 노드.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 계층적 이름 구성자는
    상기 컨텐츠 요청 패킷을 포워딩하는 데에 이용되는 노드.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 단층적 이름 구성자는
    상기 컨텐츠를 식별하는 데에 이용되는 노드.
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