KR102101927B1 - 사용자 평면 장치, 세션 관리 장치 및 이들을 이용한 사용자 평면 장치의 복제 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시예에 따른 세션 관리 장치는 사용자 평면 장치(user plane function)의 타 사용자 평면 장치로의 복제 필요성을 판단하고, 상기 복제 필요성이 있다고 판단되면 상기 사용자 평면 장치 및 상기 타 사용자 평면 장치 중 적어도 하나에게 복제 준비(copy association)를 요청하는 복제 준비부를 포함한다
Description
본 발명은 사용자 평면 장치, 세션 관리 장치 및 이들을 이용한 사용자 평면 장치의 복제 방법에 관한 것이다.
LTE 시스템에서 통신서비스의 종류 및 전송 요구 속도 등이 다양해짐에 따라, LTE 주파수 증설 및 5G 시스템으로의 진화가 활발하게 진행되고 있다.
이와 같이 빠르게 진화되고 있는 5G 시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB (enhanced mobile broadband, 향상된 모바일 광대역)/mMTC(massive machine type communications, 대규모 기계형 통신)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications, 고도의 신뢰도와 낮은 지연 시간 통신)의 시나리오를 지원하고 있다.
5G 시스템에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있으며, 기존 LTE(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 평면(또는 제어 평면)(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 평면(또는 사용자 평면)(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
이때, 제어 평면에는 다양한 노드들이 포함된다. 예컨대 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Function), 단말 정보와 단말 별 가입서비스정보, 과금 등의 정책을 관리/제어하는 PCF(Policy Control Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function) 등을 예로 들 수 있다.
아울러, 사용자 평면에는 UPF와 같은 것들이 포함될 수 있다.
UPF를 운용하는 과정에서, 상황에 따라 UPF에 관한 H/W나 S/W의 교체, 용량 증설 또는 troubleshooting 등이 요구될 수 있다. 이 때 기존 UPF가 가지고 있는 정보를 다른 UPF에게로 복제(migration 또는 copying)할 수 있다면, 그리고 이러한 복제가 신속하게 수행될 수 있다면, 고객은 지속적으로 끊김없이 5G 통신 서비스를 받을 수 있다.
이에 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 UPF에 대한 신속한 복제 기술을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 세션 관리 장치는 사용자 평면 장치(user plane function)의 타 사용자 평면 장치로의 복제 필요성을 판단하고, 상기 복제 필요성이 있다고 판단되면 상기 사용자 평면 장치 및 상기 타 사용자 평면 장치 중 적어도 하나에게 복제 준비(copy association)를 요청하는 복제 준비부를 포함한다.
일 실시예에 따른 세션 관리 장치가 수행하는 사용자 평면 장치의 복제 방법은 사용자 평면 장치의 타 사용자 평면 장치로의 복제 필요성을 판단하는 단계와, 상기 복제 필요성이 있다고 판단되면 상기 사용자 평면 장치 및 상기 타 사용자 평면 장치 중 적어도 하나에게 복제 준비(copy association)를 요청하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 사용자 평면 장치(user plane function)는 세션 관리 장치(session management function, SMF)로부터의 요청에 따라, 상기 사용자 평면 장치의 타 사용자 관리 장치로의 복제를 준비(copy association)하는 복제 준비부와, 상기 복제 준비가 완료되면 상기 사용자 평면 장치를 상기 타 사용자 관리 장치에게 복제시키는 복제 수행부를 포함한다.
일 실시예에 따른 사용자 평면 장치가 수행하는 사용자 평면 장치의 복제 방법은 세션 관리 장치로부터의 요청을 수신하는 단계와, 상기 수신된 요청에 따라 상기 사용자 평면 장치의 타 사용자 관리 장치로의 복제를 준비(copy association)하는 단계와, 상기 복제 준비가 완료되면 상기 사용자 평면 장치를 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면 UPF의 복제 준비 과정 및 실제 복제 과정 등이 UPF와 SMF 간의 연동 하에 수행될 수 있으며, 이 과정에서 고객에게는 UPF의 복제 전과 후에 동일하게 끊김없이 서비스가 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 5G 시스템의 아키텍처 중 일부를 발췌한 것을 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 SMF의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 UPF의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 4는 일 실시예에 따라 설정된 복제 순서(copying ordering)에 대해 예시적으로 도시하고 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 UPF의 복제 과정의 절차를 예시적으로 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 SMF의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 UPF의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 4는 일 실시예에 따라 설정된 복제 순서(copying ordering)에 대해 예시적으로 도시하고 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 UPF의 복제 과정의 절차를 예시적으로 도시하고 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 5G 시스템의 아키텍처(10) 중 일부를 발췌한 것을 도시하고 있다.
도 1에 도시된 아키텍처(10)의 5G 시스템 자체에 대해 살펴보기로 한다. 5G 시스템은 4세대 LTE 이동통신 기술로부터 진보된 기술이다. 이러한 5G 시스템은 기존 이동통신망 구조의 개선(Evolution) 혹은 클린-스테이트(Clean-state) 구조를 통해 새로운 무선 액세스 기술(RAT, Radio Access Technology), LTE(Long Tern Evolution)의 확장된 기술이며, eLTE(extended LTE), non-3GPP 액세스 등을 지원한다.
다만, 도 1에 도시된 아키텍처(10)는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명의 사상이 도 1에 도시된 것에만 한정 적용되는 것으로 해석되는 것은 아니며, 또한 본 발명의 사상이 5G 시스템에만 한정 적용되는 것으로 해석되는 것도 아니다.
아키텍처(10)에는 다양한 구성요소들(즉, 네트워크 기능(NF, network function))이 포함된다. 예컨대 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF: (Core) Access and Mobility Management Function)(300), 세션 관리 장치(SMF: Session Management Function)(100), 정책 제어 기능(PCF: Policy Control function)(400) 및 복수 개의 사용자 평면 장치(제1 UPF 및 제2 UPF, UPF: User plane Function)(200a,b)가 도시되어 있다. 여기서 UPF(200)는 제1 UPF(200a) 및 제2 UPF(200b)와 같이 2개가 아키텍쳐(10)에 포함되도록 도시되어 있는데 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 실시예에 따라 UPF(200)는 2개 뿐 아니라 적어도 3개가 아키텍처(10)에 포함될 수 있다. 이외에도 아키텍처(10)에는 도 1에는 도시되지 않았지만 데이터 네트워크(DN: Data network) 또는 (무선) 액세스 네트워크((R)AN: (Radio) Access Network, 또는 기지국) 등이 포함될 수 있다.
AMF(300), SMF(100), PCF(400), 제1 UPF(200a) 및 제2 UPF(200b)는 서비스-기반 아키텍쳐(service-based architecture, SBA)(500)라 지칭되는 인터페이스에 의해 서로 연결된다. 여기서, 실시예에 따라 SMF(100)는 제1 및 제2 UPF(200a,b) 각각과 N4 인터페이스(도 1에는 도시되지 않음)에 의해 연결될 수도 있지만 이하에서는 도 1에 도시된 것과 같이 SBA(500), 그 중에서도 Nupf에 의해 연결된 것으로 전제하고 설명하기로 한다.
이 중 SMF(100)는 5G 시스템에서 제어 평면(control plane)에 속한 구성요소이다. 아울러 UPF(200a,b,)는 사용자 평면(user plane)에 속한 구성요소이다.
UPF(200)를 운용하는 과정에서, 상황에 따라 UPF(200)에 대한 복제(migration 또는 copying)가 요청될 수 있다. 예컨대 아키텍처(500)에 속한 타 NF(network function)가 요청한 경우, 단말이 특정 지역에 진입할 경우, PCF의 정책에 따른 경우, 단말이 핸드오버된 경우 등에 UPF(200)의 복제가 요청될 수 있다. 또는 UPF(200)에 관한 H/W나 S/W의 교체, 용량 증설 또는 troubleshooting 등의 과정에서 UPF(200)의 복제가 요청될 수 있다. 뿐만 아니라 SMF(100)가 UPF(200)의 복제 필요성을 직접 판단하여서 UPF(200)가 복제되도록 할 수도 있다. 예컨대 SMF(100)는 제1 UPF(200a) 및 제2 UPF(200) 각각에 대한 부하(load) 상태, 인터페이스 상태 및 QoS 상태 중 적어도 하나를 기초로 실시간으로 복제 필요성을 판단할 수 있다.
여기서 부하(load) 상태란 UPF(200)가 부담하는 세션 부하량(활성(active) 세션의 개수, 유휴(idle) 세션의 개수, 최대 세션의 개수) 스루풋 (throughput)이나 레이턴시(latency)와 같은 UPF(200)의 처리 속도 및 UPF(200)의 자원 상태(CPU 자원, 메모리 자원 및 스토리지 자원) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 인터페이스 상태란 UPF(200)와 연결되는 인터페이스(SBA 인터페이스(Nupf) 또는 N4 인터페이스)를 구성하는 메시지 종류(Service Name, Service Operation, Attribute Name), 메시지 통신 방식(request/response 및 subscribe/notify)을 기초로 한 네트워크 장치(network function, NF) 간의 지연(latency), 스루풋(throughput), 에러(error) 등 인터페이스에 대한 컨디션을 포함할 수 있다.
아울러, QoS 상태란, 가입자에 대해 UPF(200)가 처리하고 있는 사용자 평면 세션 처리에 대한 사용 데이터 / 패킷량 정보, 업링크나 다운링크에 각각에 대한 속도 정보, 지연 정보, 에러 정보 등에 대한 상태를 포함할 수 있다.
한편, 'UPF의 복제'는 기존 UPF가 갖고 있는 모든 사항, 예컨대 기존 UPF에서 처리하고 있는 모든 고객의 세션 또는 이러한 세션과 관련된 PDR(packet detection rule), FAR(forward action rule), QER(QoS enforcement rule) 및 URR(usage report rule) 등이 타 UPF로 동일성을 가지고 이동(migration 또는 copy)되는 것을 의미한다. 만약 총 10만 가입자의 세션을 10Gb/s로 처리하는 기존 UPF가 타 UPF로 복제되면, 타 UPF에서도 총 10만 가입자의 세션을 10Gb/s로 처리할 수 있게 된다.
이하에서는 이러한 UPF의 복제에 관여하는 SMF(100) 및 UPF(200a,b) 각각에 대해 자세하게 살펴보기로 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 SMF(100)의 구성을 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, SMF(100)는 복제 준비부(110), 복제 순서 설정부(120) 및 잠금부(130)를 포함하며, 다만 SMF(100)의 구성이 도 2에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.
먼저, SMF(100)는 네트워크 가상화 기술(network virtualization function, NFV)에 따라 생성된 것일 수 있다.
복제 준비부(110)는 제1 UPF(200a)의 세션에 대한 복제 필요성을 판단한다. 복제 필요성은 전술한 바와 같이, 아키텍처(500)에 속한 타 NF(network function)로부터 요청받은지에 따라 판단되거나 또는 제1 UPF(200a)와 제2 UPF(200) 각각에 대한 부하(load) 상태, 인터페이스 상태 및 QoS 상태 중 적어도 하나를 기초로 판단될 수 있다. 여기서, 부하 상태, 인터페이스 상태 및 QoS 상태 각각에 대해서는 앞서 설명된 바를 원용하기로 한다.
복제 준비부(110)에 의해 복제 필요성이 있다고 판단되면, 복제 준비부(110)는 제1 UPF(200a)와 제2 UPF(200b) 각각에게 복제 준비를 요청한다. 복제 준비는 copy association이라고도 지칭된다.
복제 준비에 대해 구체적으로 살펴보면, 복제 준비부(110)는 제1 UPF(200a)에게 복제 준비를 요청한다. 이 과정에서 복제 준비부(110)는 제1 UPF(200a)에게 다음과 같은 메시지를 전달할 수 있다.
- setup(initiation), transfer, 제2 UPF(200b)의 주소
위의 메시지에 대해 살펴보도록 한다. setup(initiation)은 제1 UPF(200a)에게 복제 개시(initiation)를 명하는 것이다. transfer는 제1 UPF(200a)가 세션의 송신 주체임을 나타낸다. 제2 UPF(200b) 주소는 목적지 주소, 즉 제1 UPF(200a)가 자신의 세션을 전달할 목적지 주소를 나타낸다.
한편, 복제 준비부(110)는 복제 준비를 요청하는 과정에서 다음과 같은 사항을 '복제 규칙'으로서 생성할 수 있다. 생성된 복제 규칙은 제1 UPF(200a)에게 전달된다..
- 복제에 소요되는 시간의 임계치
- 복제 완료 시 제1 UPF(200a)의 정보(예컨대 세션 정보)를 유지할 것인지 아니면 삭제할 것인지 여부
- 복제 과정에서 제1 UPF(200a)의 정보를 압축하여서 제2 UPF(200b)에게 전달할 것인지 여부
여기서 복제에 소요되는 시간의 임계치는 복제의 수행 여부를 결정하는 기준이 될 수 있다. 예컨대 복제에 소요될 것으로 예상되는 시간이 전술한 임계치를 초과하면 제1 UPF(200a)로부터 제2 UPF(200b)로의 복제가 수행되지 않을 수 있다. 또는 복제가 시작된 후에 실제로 소요된 시간이 전술한 임계치를 초과하면, 제1 UPF(200a)로부터 제2 UPF(200b)로 이미 복제된 내용이 롤백(rollback)되면서 복제가 더 이상 진행되지 않을 수 있다.
또한, 복제 준비부(110)는 제2 UPF(200b)에게도 복제 준비를 요청한다. 이 과정에서 예컨대 복제 준비부(110)는 제2 UPF(200b)에게 다음과 같은 메시지를 전달할 수 있다.
- setup(initiation), receive, 제1 UPF(200a)의 주소
위의 메시지에 대해 살펴보도록 한다. setup(initiation)은 제2 UPF(200b)에게 복제 개시(initiation)를 명하는 것이다. receive는 제2 UPF(200b)가 세션의 수신 주체(즉, 세션을 복제받을 주체)임을 나타낸다. 제1 UPF(200a) 주소는 제2 UPF(200b)가 세션을 전달받을 소스 주소를 나타낸다.
복제 순서 설정부(120)는 복제 대상인 세션에 대한 복제 순서를 설정한다. 설정된 복제 순서는 제1 UPF(200a)에게 전달된다.
여기서, 제1 UPF(200a)의 모든 세션이 복제 대상이거나 또는 일부의 세션만이 복제 대상일 수 있다. 만약 제1 UPF(200a)의 모든 세션이 복제 대상이면 복제 순서 설정부(120)는 이러한 모든 세션에 대해 복제 순서를 설정한다. 반면, 일부의 세션만이 복제 대상이라면 복제 순서 설정부(120)는 이러한 일부의 세션에 대해서만 복제 순서를 설정한다.
복제 순서 설정부(120)는 세션 별로 각각 복제 순서를 설정할 수 있다. 예컨대 세션이 500개가 있는 경우, 복제 순서 설정부(120)는 500개의 세션 각각에 서로 상이한 복제 순서를 설정할 수 있다.
다만 세션 별로 복제 순서를 설정하는 것과는 달리, 실시예에 따라 복제 순서 설정부(120)는 세션을 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트로 분류한 뒤, 각각의 세트 별로 복제 순서를 설정할 수도 있다. 예컨대 복제 순서 설정부(120)는 1번부터 100번 세션은 세트 1, 101번부터 200번 세션은 세트 2, 201번부터 300번 세션은 세트 3으로 분류한 뒤, 세트 3->세트 1->세트 2 순으로 복제 순서를 설정할 수도 있다.
여기서 세션을 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트로 분류할 때에는 각 세션의 슬라이스 ID(IDentification)가 참조될 수 있다. 또한, 각각의 세트에 대한 복제 순서를 설정할 때 역시 해당 세트에 포함된 세션들의 슬라이스 ID가 참조될 수 있다.
잠금부(130)는 복제가 수행 중인 세션에 대해서는 더 이상 업데이트가 되지 않도록 한다. 후술하겠지만 SMF(100)는 제1 UPF(200a)로부터 어떤 세션에 대한 복제가 수행 중인지에 대한 정보를 제공받는데, 잠금부(130)는 이러한 정보를 토대로 현재 복제가 수행 중인 세션에 대해서는 업데이트가 되지 않도록 잠금 처리 한다(locking). 아울러 SMF(100)는 제1 UPF(200a)로부터 어떤 세션에 대한 복제가 수행 완료되었는지에 대한 정보를 제공받는데, 잠금부(130)는 이러한 정보를 토대로 복제가 완료된 세션에 대한 잠금 처리를 해제(release)한다.
다음으로 제1 UPF(200a)에 대해 살펴보기로 한다. 제1 UPF(200a)는 자신의 세션을 타 UPF에게 복제시키는 UPF를 가리킨다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 UPF(200a)의 구성을 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 제1 UPF(200a)는 복제 준비부(210), 모니터링부(220), 복제 순서 세부 설정부(230), 복제 수행부(240) 및 복제 방식 조정부(250)를 포함하며, 다만 UPF(200)의 구성이 도 3에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.
먼저 제1 UPF(200a)는 네트워크 가상화 기술(network virtualization function, NFV)에 따라 생성된 것일 수 있다.
복제 준비부(210)는 복제 준비를 수행한다. 이러한 복제 준비는 제1 UPF(200a)가 SMF(100)로부터 전달받은 요청에 따른 것일 수 있다.
복제 준비에 대해 구체적으로 살펴보면, 복제 준비부(210)는 SMF(100)로부터 아래와 같은 메시지를 전달받는다.
- setup(initiation), transfer, 제2 UPF(200b)의 주소
위의 메시지에 대해서는 이미 SMF(100)에 대한 부분에서 이미 설명하였으므로, 해당 설명 부분을 원용하기로 한다.
한편, 복제 준비부(210)는 SMF(100)로부터 다음과 같은 메시지를 추가로 전달받을 수도 있다. 이러한 정보는 후술하겠지만 복제 수행부(240)에 의해 고려될 수 있다.
- 복제에 소요되는 시간의 임계치
- 복제 완료 시 제1 UPF(200a)의 정보(예컨대 세션 정보)를 유지할 것인지 아니면 삭제할 것인지 여부
- 복제 과정에서 제1 UPF(200a)의 정보를 압축하여서 제2 UPF(200b)에게 전달할 것인지 여부
위의 메시지를 SMF(100)로부터 전달받은 복제 준비부(210)는 제2 UPF(200b)에게 복제 준비를 위한 메시지를 전달한다. 이 과정에서 예컨대 복제 준비부(210)는 제2 UPF(200b)에게 다음과 같은 메시지를 전달할 수 있다.
- setup(copy)
위의 메시지에 대해 살펴보도록 한다. setup(copy)는 제2 UPF(200b)에게 복제 준비를 명하는 것이다. 이러한 메시지를 전달받은 제2 UPF(200b)는 복제에 필요한 자원(리소스)을 확인하고 확보할 수 있다.
모니터링부(220)는 제1 UPF(200a) 및 제2 UPF(200b) 각각의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 여기서 모니터링의 대상이 되는 상태는 예컨대 세션 부하량(활성(active) 세션의 개수, 유휴(idle) 세션의 개수, 최대 세션의 개수), 스루풋 (throughput)이나 레이턴시(latency)와 같은 UPF(200)의 처리 속도 및 UPF(200)의 자원 상태, 기지국((R)AN)의 특성 및 제1 UPF(200a)와 제2 UPF(200b) 간의 대역폭 중 적어도 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 모니터링부(220)에 의해 모니터링된 상태는 후술하겠지만 복제 순서를 세부적으로 설정하거나 또는 복제 방식을 조정하는데에 참고될 수 있다.
복제 순서 세부 설정부(230)는 세션에 대한 복제 순서를 세부적으로 설정한다. 이 과정에서 복제 순서 세부 설정부(230)는 UPF(100)로부터 전달받은 복제 순서에 대한 전술한 정보를 이용한다.
보다 구체적으로 살펴보도록 한다. SMF(100)로부터 전달받은 복제 순서에 대한 정보는, 적어도 하나의 세션 각각이 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트에 포함되도록 분류된 결과 및 이러한 복수 개의 세트 간의 복제 순서에 대한 정보를 포함한다. 복제 순서 세부 설정부(230)는 복수 개의 세트마다 각각, 어느 하나의 세트에 포함된 세션 간의 복제 순서를 소정의 기준에 따라 세분화하여 설정한다. 예컨대 제1 UPF(200a)가 SMF(200)로부터 다음과 같은 복제 순서를 전달받은 것으로 가정한다.
- 1번부터 100번 세션은 세트 1, 세트 1에 대한 복제 순서는 두번 째
- 101번부터 200번 세션은 세트 2, 세트 2에 대한 복제 순서는 세번 째
- 201번부터 300번 세션은 세트 3, 세트 3에 대한 복제 순서는 첫번 째
복제 순서 세부 설정부(230)는 세트 1에 포함된 1번부터 100번 세션을 1번부터 30번, 31번부터 60번, 61번부터 100번으로 분류한 뒤, 1번부터 30번까지의 복제 순서를 첫번 째로, 61번부터 100번은 그 다음으로, 31번부터 60번은 마지막으로 복제 순서를 세부적으로 설정할 수 있다. 세트 2번 및 세트 3번에 대해서도 마찬가지일 방식으로 복제 순서를 세부적으로 설정할 수 있다.
여기서, 이렇게 복제 순서를 세부적으로 설정할 때는 복제 순서 세부 설정부(230)는 각 세션의 슬라이스 ID(IDentification) 또는 모니터링부(220)에 의해 모니터링된 사항 각각을 실시간으로 참조할 수 있다. 모니터링부(220)에 의해 실시간으로 모니터링되는 사항에는 예컨대 제1 UPF(200a) 및 제2 UPF(200) 각각에 대한 부하(load) 상태, 인터페이스 상태 및 QoS 상태, 제1 UPF(200a)와 제2 UPF(200b) 간의 대역폭, 기지국((R)AN)의 특성, 활성(active) 세션의 개수 및 유휴(idle) 세션의 개수 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
도 4는 이렇게 복제 순서가 세분화하여 설정된 것을 도시하고 있다. 도 4를 참조하면, SMF(100)가 제1 UPF(200a)에게 전달하는 복제 순서(131)는 슬라이스 ID를 기준으로 복수 개의 세션이 어떤 세트에 포함되는지, 그리고 각 세트의 복제 순서가 어떠한 지에 대한 정보가 포함된다. 또한 제1 UPF(200a)가 세부적으로 설정한 복제 순서(241)는 복제 순서(131)를 더욱 세분화한 것을 알 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 복제 수행부(240)는 적어도 하나의 세션을, 복제 순서 세부 설정부(230)에 의해 설정된 복제 순서에 따라 '세트 단위로' 제2 UPF(200b)에게 순차적으로 복제시킨다. 여기서 '세트 단위로' 복제시킨다는 것은 어느 하나의 세트에 포함된 세션이 '동시에(bulky)' 복제된다는 것을 의미한다.
한편, 복제가 수행될 때에는 세션을 구성하는 구성하는 PDR(packet detection rule), FAR(forward action rule), QER(QoS enforcement rule) 및 URR(usage report rule) 중에서 PDR이 가장 나중에 복제될 수 있다. 이는 PDR의 경우 FAR, QER, URR이 미리 마련되어 있어야 복제가 가능한 점, 그리고 통상적으로 FAR, QER, URR에 대한 룰(rule)은 세션의 개수와 대비해서 현저히 적기 때문이다.
복제 방식 조정부(250)는 복제 수행부(240)가 수행하는 복제 방식을 조정한다. 예컨대 복제 방식 조정부(250)는 복제 순서를 조정하거나 또는 각각의 세트에 포함된 세션의 개수를 조정한다. 이러한 조정에 있어서, 복제 방식 조정부(250)는 모니터링부(220)에 의해 모니터링된 사항을 참조할 수 있다. 예컨대 복제 방식 조정부(250)는 모니터링부(220)에 의해 모니터링된 사항인 제1 UPF(200a)와 제2 UPF(200b) 간의 대역폭, 기지국((R)AN)의 특성, 활성(active) 세션의 개수 및 유휴(idle) 세션 등을 참조하여서 전술한 복제 방식을 조정할 수 있다.
한편 복제 수행부(240)는 복제 준비부(210)가 SMF(100)로부터 전달받은 다음과 같은 메시지를 복제 수행에 있어서 고려할 수 있다.
- 복제에 소요되는 시간의 임계치
- 복제 완료 시 제1 UPF(200a)의 정보(예컨대 세션 정보)를 유지할 것인지 아니면 삭제할 것인지 여부
- 복제 과정에서 제1 UPF(200a)의 정보를 압축하여서 제2 UPF(200b)에게 전달할 것인지 여부
각각에 대해 살펴보기로 한다. 예컨대 복제 수행부(240)는 복제에 소요될 것으로 예상되는 시간이 전술한 임계치를 초과하면 제1 UPF(200a)로부터 제2 UPF(200b)로의 복제를 수행하지 않을 수 있다. 또는 복제가 시작된 후에 실제로 소요된 시간이 전술한 임계치를 초과하면, 복제 수행부(240)는 제1 UPF(200a)로부터 제2 UPF(200b)로 이미 복제된 내용을 롤백(rollback)시킬 수 있고 복제를 더 이상 진행시키지 않을 수 있다.
또한, 복제 수행부(240)는 전술한 메시지를 참조하여서, 복제 완료 시 제1 UPF(200a)의 세션 정보와 같은 정보를 삭제시키거나 또는 유지시킬 수 있다.
또한, 복제 수행부(240)는 전술한 메시지를 참조하여서, 복제 과정에서 제1 UPF(200a)의 정보를 압축하여서 제2 UPF(200b)에게 전달하거나 또는 압축되지 않은 상태로 제2 UPF(200b)에게 전달할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면 UPF의 복제 준비 과정 및 실제 복제 과정 등이 UPF와 SMF 간의 연동 하에 수행될 수 있으며, 이 과정에서 고객에게는 UPF의 복제 전과 후에 동일하게, 끊김없이 서비스가 제공될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 제1 UPF(200a)의 복제 과정의 절차를 예시적으로 도시하고 있다. 다만 도 5는 예시적인 것에 불과한 바, 본 발명의 사상이 도 5에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다. 제1 UPF(200a)의 복제 과정은 제1 UPF(200a), 제2 UPF(200b) 및 SMF(100)의 연동에 의해 수행 가능하다.
도 5를 참조하면, SMF(100)는 제1 UPF(200a)에 대한 복제 필요성을 판단한다(S100). 복제 필요성은 전술한 바와, 아키텍처(500)에 속한 타 NF(network function)로부터 복제를 요청받은 트리거링에 기초할 수 있다. 또는 복제 필요성은 SMF(100)가 제1 UPF(200a)와 제2 UPF(200) 각각에 대한 부하(load) 상태, 인터페이스 상태 및 QoS 상태 중 적어도 하나를 기초로 실시간으로 판단할 수도 있다. 여기서 부하(load) 상태, 인터페이스 상태 및 QoS 상태 각각에 대해서는 앞서 설명된 바를 원용하기로 한다.
제1 UPF(200a)에 대해 복제 필요성이 있다고 판단하면, SMF(100)는 제1 UPF(200a)와 제2 UPF(200b) 각각에게 복제 준비를 요청한다.
복제 준비에 대해 구체적으로 살펴보면, SMF(100)의 복제 준비부(110)는 제1 UPF(200a)에게 복제 준비를 요청한다(S110). 이 과정에서 예컨대 복제 준비부(110)가 제1 UPF(200a)에게 다음과 같은 메시지를 전달할 수 있음은 전술한 바와 같다.
- setup(initiation), transfer, 제2 UPF(200b)의 주소
한편, 단계 S110에서는 SMF(100)가 설정된 세션에 대한 복제 순서가 제1 UPF(200a)에게 전달될 수도 있다. 단계 S110에서 전달된 복제 순서는 SMF(100)의 복제 순서 설정부(120)가 설정한 것이다.
복제 순서에 대해 살펴보면, 복제 순서 설정부(120)는 세션을 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트로 분류한 뒤, 각각의 세트 별로 복제 순서를 설정할 수 있다.
SMF(100)의 복제 준비부(110)는 제2 UPF(200b)에게도 복제 준비를 요청한다(S111). 이 과정에서 예컨대 복제 준비부(110)가 제2 UPF(200b)에게 다음과 같은 메시지를 전달할 수 있음은 전술한 바와 같다.
- setup(initiation), receive, 제1 UPF(200a)의 주소
복제 준비를 완료한 제1 UPF(200a)는 SMF(100)에게 복제 준비 완료 메시지를 송신하고(S200), 복제 준비를 완료한 제2 UPF(200b) 역시 SMF(100)에게 복제 준비 완료 메시지를 송신한다(S300).
한편, 제1 UPF(200a) 또한 제2 UPF(200b)에게 복제 준비를 요청한다(S201). 이 과정에서 예컨대 복제 제1 UPF(200a)의 복제 준비부(210)는 제2 UPF(200b)에게 다음과 같은 메시지를 전달할 수 있음은 전술한 바와 같다.
- setup(copy)
단계 S201에 따른 복제 준비 요청에 따라 제2 UPF(200b)는 복제에 필요한 자원을 확보한 뒤, 복제 준비 완료 메시지를 제1 UPF(200a)에게 전달한다(S301).
복제 준비가 완료되면 제1 UPF(200a)의 복제 순서 세부 설정부(230)는 세션에 대한 복제 순서를 세부적으로 설정한다(S202). 보다 구체적으로 살펴보도록 한다. 제1 UPF(200a)가 SMF(100)로부터 전달받은 복제 순서에 대한 정보는, 적어도 하나의 세션 각각이 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트에 포함되도록 분류된 결과 및 이러한 복수 개의 세트 간의 복제 순서에 대한 정보를 포함한다. 복제 순서 세부 설정부(230)는 복수 개의 세트마다 각각, 어느 하나의 세트에 포함된 세션 간의 복제 순서를 소정의 기준에 따라 세분화하여 설정한다. 예컨대 제1 UPF(200a)가 SMF(200)로부터 다음과 같은 복제 순서를 전달받은 것으로 가정한다.
- 1번부터 100번 세션은 세트 1
- 101번부터 200번 세션은 세트 2
- 201번부터 300번 세션은 세트 3
- 복제 순서는 세트 3->세트 1->세트 2임.
복제 순서 세부 설정부(230)는 세트 1에 포함된 1번부터 100번 세션을 1번부터 30번, 31번부터 60번, 61번부터 100번으로 분류한 뒤, 1번부터 30번까지를 가장 먼저, 61번부터 100번은 그 다음으로, 31번부터 60번은 마지막으로 복제 순서를 설정할 수 있다. 이는 세트 2번 및 세트 3번에 대해서도 마찬가지이다.
여기서, 이렇게 복제 순서를 세부적으로 설정할 때에는 복제 순서 세부 설정부(230)는 각 세션의 슬라이스 ID(IDentification) 또는 제1 UPF(200a)의 모니터링부(220)에 의해 모니터링된 사항을 실시간으로 참조할 수 있다. 모니터링부(220)에 의해 실시간으로 모니터링되는 사항은 전술한 바를 원용하기로 한다.
이 후 제1 UPF(200a)는 복수 개의 세션 세트 중 제1 세션 세트의 복제 준비가 완료되었다는 메시지를 SMF(100)에게 전달한다(S203).
단계 S203의 메시지를 전달받은 SMF(100)는 제1 세션 세트에 대해 업데이트가 되지 않도록 잠금을 수행한다(S120).
아울러 제1 UPF(200a)의 복제 수행부(240)는 제1 세션 세트를 제2 UPF(200b)에게 전달하며(S204), 제2 UPF(200b)는 단계 S204에서 전달받은 제1 세션 세트에 대한 복제를 수행한다(S302).
복제가 완료되면 제2 UPF(200b)는 SMF(100)에게 복제 수행이 완료되었다는 메시지를 전달하고(S303), SMF(100)는 이에 대해 OK 응답을 제2 UPF(200b)에게 전달한다(S121).
단계 S121에서의 OK 응답을 받은 제2 UPF(200b)는 제1 UPF(200a)에게 OK 응답을 전달한다(S303).
이후부터는 제1 세션 세트 다음으로 복제될 세션 세트에 대한 복제가 시작된다(S205). 도 5에서는 제2 세션 세트에 대한 복제가 수행되는 것으로 도시되어 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면 UPF의 복제 준비 과정 및 실제 복제 과정 등이 UPF와 SMF 간의 연동 하에 수행될 수 있으며, 이 과정에서 고객에게는 UPF의 복제 전과 후에 동일하게 끊김없이 서비스가 제공될 수 있다.
한편, 전술한 발명의 실시예는 각각의 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체의 형태 또는 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된, 해당 방법에 포함된 각 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램의 형태로 실시될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다
일 실시예에 따르면 UPF의 복제 과정에서 기존 UPF에 대한 연결의 끊김 없이 복제가 수행될 수 있으므로 고객에게는 UPF의 복제 전과 후에 동일하게 서비스가 제공될 수 있다.
100: SMF
200: UPF
200: UPF
Claims (25)
- 사용자 평면 장치(user plane function)의 타 사용자 평면 장치로의 복제 필요성을 판단하고, 상기 복제 필요성이 있다고 판단되면 상기 사용자 평면 장치에게 복제 준비(copy association)를 요청하는 복제 준비부와,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션에 대한 복제 순서(copy ordering)를 설정하여서 상기 사용자 평면 장치에게 전달하는 복제 순서 설정부를 포함하고,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션은,
상기 설정된 복제 순서에 따라 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제되는
세션 관리 장치(session management function, SMF). - ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서,
상기 복제 준비부는,
상기 사용자 평면 장치에게 상기 타 사용자 평면 장치의 주소를 전달하고, 상기 타 사용자 평면 장치에게 상기 사용자 평면 장치의 주소를 전달하는
세션 관리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복제 준비부는,
상기 사용자 평면 장치 및 상기 타 사용자 평면 장치 각각에 대한 부하(load) 상태, 인터페이스 상태 및 QoS 상태 중 적어도 하나를 기초로 복제 필요성을 판단하고, 상기 복제 필요성이 있다고 판단되면 상기 사용자 평면 장치에게 상기 복제 준비를 요청하는
세션 관리 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 부하 상태는,
상기 사용자 평면 장치가 부담하는 세션 부하량, 상기 사용자 평면 장치의 처리 속도 및 상기 사용자 평면 장치의 자원 상태 중 적어도 하나를 포함하는
세션 관리 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 인터페이스 상태는,
상기 사용자 평면 장치의 인터페이스를 통해 송수신되는 메시지의 종류 또는 메시지의 통신 방식에 대한 정보, 지연(latency), 스루풋(throughput) 및 에러(error) 중 적어도 하나를 포함하는
세션 관리 장치. - ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 3 항에 있어서,
상기 QoS 상태는,
상기 사용자 평면 장치의 세션 처리에 관한 사용 패킷량 정보, 속도 정보, 지연 정보 및 에러 정보 중 적어도 하나를 포함하는
세션 관리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복제 순서 설정부는,
세션의 슬라이스 ID(IDentificdation)을 기준으로 상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션의 복제 순서(copy ordering)를 설정하는
세션 관리 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 복제 순서 설정부는,
상기 세션의 슬라이스 ID(IDentification)를 기준으로 상기 복수 개의 세션 각각이 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트에 포함되도록 분류하고, 상기 복수 개의 세트 간의 복제 순서를 설정하는
세션 관리 장치. - ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서,
상기 사용자 평면 장치로부터 상기 타 사용자 평면 장치에게 세션이 복제되는 중에는 상기 복제 중인 세션에 대한 업데이트를 차단시키는 잠금부를 더 포함하는
세션 관리 장치. - 세션 관리 장치가 수행하는 사용자 평면 장치의 복제 방법으로서,
사용자 평면 장치의 타 사용자 평면 장치로의 복제 필요성을 판단하는 단계와,
상기 복제 필요성이 있다고 판단되면 상기 사용자 평면 장치에게 복제 준비(copy association)를 요청하는 단계와,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션에 대한 복제 순서(copy ordering)를 설정하여서 상기 사용자 평면 장치에게 전달하는 단계를 포함하며,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션은,
상기 설정된 복제 순서에 따라 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제되는
세션 관리 장치. - ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 10 항에 따른 방법의 각 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
- 제 10 항에 따른 방법의 각 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- 사용자 평면 장치(user plane function)로서,
세션 관리 장치(session management function, SMF)로부터의 요청에 따라, 상기 사용자 평면 장치의 타 사용자 평면 장치로의 복제를 준비(copy association)하는 복제 준비부와,
상기 복제 준비가 수행되면 상기 사용자 평면 장치를 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는 복제 수행부를 포함하고,
상기 복제 준비부는,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션에 대한 복제 순서(ordering)을 설정하는 복제 순서 세부 설정부를 더 포함하고,
상기 복제 수행부는,
상기 설정된 복제 순서에 따라 상기 복수 개의 세션을 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는
사용자 평면 장치. - ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서,
상기 복제 준비부는,
상기 세션 관리 장치로부터 상기 타 사용자 평면 장치의 주소를 전달받고,
상기 복제 수행부는,
상기 전달받은 상기 타 사용자 평면 장치의 주소를 기초로 상기 복제를 수행하는
사용자 평면 장치. - 삭제
- 제 13 항에 있어서,
상기 복제 준비부는,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션 각각이 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트에 포함되도록 분류된 결과 및 상기 복수 개의 세트 간의 복제 순서를 세션 관리 장치로부터 전달받고,
상기 복제 순서 세부 설정부는,
상기 복수 개의 세트마다 각각, 어느 하나의 세트에 포함된 세션 간의 복제 순서를 소정의 기준에 따라 세분화하여 설정하며,
상기 복제 수행부는,
상기 전달받은 복수 개의 세트 간의 복제 순서 및 상기 세분화하여 설정된 세션 간의 복제 순서에 따라 상기 복수 개의 세션을 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는
사용자 평면 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 소정의 기준은,
상기 복수 개의 세션 각각의 슬라이스 ID, 상기 사용자 평면 장치와 상기 타 사용자 평면 장치 간의 대역폭, 기지국((R)AN)의 특성, 상기 사용자 평면 장치 내 활성(active) 세션의 개수 및 유휴(idle) 세션의 개수 중 적어도 하나를 포함하는
사용자 평면 장치. - ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈사용자 평면 장치(user plane function)로서,
세션 관리 장치(session management function, SMF)로부터의 요청에 따라, 상기 사용자 평면 장치의 타 사용자 평면 장치로의 복제를 준비(copy association)하는 복제 준비부와,
상기 복제 준비가 수행되면 상기 사용자 평면 장치를 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는 복제 수행부를 포함하고,
상기 복제 수행부는,
세션을 구성하는 PDR(packet detection rule), FAR(forward action rule), QER(QoS enforcement rule) 및 URR(usage report rule) 중에서 상기 PDR을 가장 나중에 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는
사용자 평면 장치. - ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서,
상기 사용자 평면 장치 및 상기 타 사용자 평면 장치 각각의 상태를 모니터링하는 모니터링부와,
상기 모니터링된 상태에 따라 상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션에 대한 복제 순서를 조정하거나 또는 상기 복수 개의 세션 각각이 복수 개의 세트 중 어느 하나의 세트에 포함되도록 분류된 경우 상기 복수 개의 세트 각각에 포함된 세션의 개수를 조정하는 복제 방식 조정부를 더 포함하는
사용자 평면 장치. - 사용자 평면 장치(user plane function)로서,
세션 관리 장치(session management function, SMF)로부터의 요청에 따라, 상기 사용자 평면 장치의 타 사용자 평면 장치로의 복제를 준비(copy association)하는 복제 준비부와,
상기 복제 준비가 수행되면 상기 사용자 평면 장치를 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는 복제 수행부를 포함하고,
상기 복제 수행부는,
상기 사용자 평면 장치의 복제 수행에 소요된 시간을 고려하여서, 상기 복제가 수행되지 않도록 하거나 이미 수행된 복제를 롤백(rollback)시키는
사용자 평면 장치. - ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서,
상기 복제 수행부는,
상기 사용자 평면 장치의 복제 완료 후 상기 사용자 평면 장치를 삭제시키거나 또는 유지시키는
사용자 평면 장치. - ◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서,
상기 복제 수행부는,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 세션 정보를 압축하여서 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는
사용자 평면 장치. - 사용자 평면 장치가 수행하는 사용자 평면 장치의 복제 방법으로서,
세션 관리 장치로부터의 요청을 수신하는 단계와,
상기 수신된 요청에 따라 상기 사용자 평면 장치의 타 사용자 평면 장치로의 복제를 준비(copy association)하는 단계와,
상기 복제 준비가 수행되면 상기 사용자 평면 장치를 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는 단계를 포함하고,
상기 복제를 준비하는 단계는,
상기 사용자 평면 장치와 관련된 복수 개의 세션에 대한 복제 순서(ordering)을 설정하고,
상기 복제시키는 단계는,
상기 설정된 복제 순서에 따라 상기 복수 개의 세션을 상기 타 사용자 평면 장치에게 복제시키는
사용자 평면 장치의 복제 방법. - 제 23 항에 따른 방법에 포함된 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
- ◈청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 23 항에 따른 방법에 포함된 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체
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