KR102156023B1

KR102156023B1 - 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템

Info

Publication number: KR102156023B1
Application number: KR1020140072425A
Authority: KR
Inventors: 나민수; 류탁기; 김문기; 김영락; 조규성
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2020-09-21
Also published as: KR20150143201A

Abstract

본 발명은 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접속망 또는 코어망의 별다른 설계 변경 없이 로컬 서비스 제공을 위한 패킷을 효과적으로 처리할 수 있는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 서비스 서버는 접속망과 코어망 사이에 연결되며, 상기 접속망과 코어망 간 패킷 송수신을 위한 제1 인터페이스부, 외부 서버와 연결되며, 상기 외부 서버와 패킷 송수신을 위한 제2 인터페이스부 및 상기 제1 인터페이스부를 통해 단말로부터 제2 형식 패킷이 수신되면, 상기 제2 형식 패킷을 상기 제1 형식 패킷으로 변환하고, 상기 변환된 제1 형식 패킷을 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 외부 서버로 전송하고, 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 외부 서버로부터 단말로 전송되는 제1 형식 패킷이 수신되면, 상기 단말에 대한 터널링 정보를 이용하여 상기 제1 형식 패킷을 제2 형식 패킷으로 변환한 후, 상기 변환된 제2 형식 패킷을 상기 제1 인터페이스부를 통해 전달하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템{METHOD FOR PROCESSING PACKET OF LOCAL BREAKOUT, APPARATUS AND SYSTEM FOR THE SAME}

본 발명은 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접속망 또는 코어망의 별다른 설계 변경 없이 로컬 서비스 제공을 위한 패킷을 효과적으로 처리할 수 있는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템인 LTE(Long Term Evolution)가 부각되고 있다. LTE는 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술로, LTE 망을 이용하는 모바일 데이터 트래픽은 LTE 코어망인 EPC(Evolved Packet Core)를 거쳐 인터넷 망으로 전달된다.

한편, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등 다양한 형태의 모바일 기기의 등장으로 인해 데이터 트래픽이 폭발적으로 증가하고 있다. LTE 망을 이용하는 모바일 데이터 트래픽은 반드시 EPC를 거쳐 전달되기 때문에 모바일 데이터 트래픽의 증가는 코어 망의 트래픽 과부하를 발생시킨다. 또한, 일반적으로 코어 망을 통해 데이터를 전달하고자 할 경우, 사용자는 상대적으로 많은 데이터 사용료를 지불해야 한다는 문제점이 있다.

이에 코어 망으로 집중되는 트래픽을 다양한 방식으로 오프로딩(off loading)하기 위한 로컬 브레이크 아웃(local break out) 기술들이 제안되고 있다.

그러나, 현재까지의 로컬 브레이크 아웃 기술들은 단순히 코어 망 내에 집중되는 트래픽 분산을 위한 것으로, 지역 기반 특화 서비스 제공이 어렵다는 문제점이 있으며, 또한 단말로 전송되는 하향 방향의 트래픽 처리를 위해 코어망 또는 기지국의 설계 변경이 필요하다는 문제점이 있다.

한국공개특허 제2014-0018091호, 2014년 02월 12일 공개 (명칭: 무선 통신 시스템에서 혼잡을 고려한 트래픽 오프로딩 방법 및 장치)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 단말로부터 전달된 패킷 중 접속망 및 코어망 사이에 위치하는 서비스 서버가 지정된 패킷만을 선별적으로 미리 협약된 외부 서버로 전달하고, 그렇지 않을 경우, 코어망으로 전달할 수 있는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 접속망 또는 코어망의 별다른 설계 변경 없이 외부 서버가 단말로 전송하는 하향 방향 트래픽을 효과적으로 처리할 수 있는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버는 접속망과 코어망 사이에 연결되며, 상기 접속망과 코어망 간 패킷 송수신을 위한 제1 인터페이스부; 외부 서버와 연결되며, 상기 외부 서버와 패킷 송수신을 위한 제2 인터페이스부; 및 상기 제1 인터페이스부를 통해 단말로부터 제2 형식 패킷이 수신되면, 상기 제2 형식 패킷을 상기 제1 형식 패킷으로 변환하고, 상기 변환된 제1 형식 패킷을 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 외부 서버로 전송하고, 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 외부 서버로부터 단말로 전송되는 제1 형식 패킷이 수신되면, 상기 단말에 대한 터널링 정보를 이용하여 상기 제1 형식 패킷을 제2 형식 패킷으로 변환한 후, 상기 변환된 제2 형식 패킷을 상기 제1 인터페이스부를 통해 전달하는 제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 제1 형식 패킷은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 패킷이며, 상기 제2 형식 패킷은 GTP(General Packet Radio Service Tunneling Protocol) 패킷일 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제1 인터페이스부를 통해 수신한 상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 S1 시그널링 메시지로부터 상기 단말에 대한 터널링 정보를 추출할 수 있다.

이때, 상기 터널링 정보는 스트림 제어 전송 프로토콜(Stream Control Transmission Protocol), 단말 컨텍스트(UE Context), 베어러(E-RAB) 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지, 상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Response) 메시지, 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지, 상기 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지, 상기 기지국으로부터 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지, 상기 경로 변경 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 이동성 관리 장치에서 상기 기지국으로 전달되는 메시지인 경로 변경 요청 확인(Path Switch Request Acknowledge) 메시지 중 적어도 어느 하나가 검출되면, 상기 단말에 대한 터널링 정보를 추출하고 추출된 상기 터널링 정보를 상기 단말에 대응하여 저장할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 무선 접속 베어러 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지 또는 상기 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 무선 접속 베어러 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지가 검출되는 경우, 상기 단말에 대한 터널링 정보에 베어러 정보를 상기 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지 또는 무선 접속 베어러 설정 응답 메시지를 이용하여 추출된 베어러 정보를 추가하며, 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 무선 접속 베어러 해제 명령(E-RAB Release Command) 메시지 또는 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전송되는 무선 접속 베어러 해제 지시(E-RAB Release Indication) 메시지가 검출되는 경우, 상기 단말에 대한 터널링 정보 중 베어러 정보를 삭제할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 단말 컨텍스트 해제 명령(UE Context Release Command) 메시지, 상기 기지국으로부터 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 핸드오버 실패(Handover Failure) 메시지, 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 또는 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 초기화(Reset) 메시지 중 적어도 어느 하나가 검출되면, 상기 단말에 대한 터널링 정보를 삭제할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 단말에 대한 터널링 정보 중 제2 형식 헤더로 사용하기 위한 기지국 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier), 기지국 IP, 서빙 게이트웨이 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier)를 추출하여 상기 단말에 대한 제2 형식 헤더를 생성한 후, 생성한 상기 제2 형식 헤더를 상기 제1 형식 패킷에 부가하여 제2 형식 패킷으로 변환할 수 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 시스템은 스위칭 장치 및 외부 서버 사이에 위치하며, 단말로부터 제2 형식 패킷이 상기 스위칭 장치로부터 수신되면, 상기 제2 형식 패킷을 상기 제1 형식 패킷으로 변환하고, 상기 변환된 제1 형식 패킷을 상기 외부 서버로 전송하고, 상기 외부 서버로부터 단말로 전송되는 제1 형식 패킷이 수신되면, 상기 단말에 대한 터널링 정보를 이용하여 상기 제1 형식 패킷을 제2 형식 패킷으로 변환한 후, 상기 변환된 제2 형식 패킷을 상기 단말로 전송하기 위해 상기 스위칭 장치로 전달하는 서비스 서버; 및 접속망과 코어망 사이에 위치하며, 상기 접속망 및 코어망 사이에 송수신되는 패킷을 상기 서비스 서버의 제어에 따라 상기 서비스 서버로 전달하고, 상기 서비스 서버로부터 전달되는 패킷을 상기 단말로 전송하는 스위칭 장치;를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 스위칭 장치는 상기 서비스 서버의 제어에 따라 단말이 코어망으로 전달하는 패킷 중 지정된 접속망의 기지국의 정보를 포함하는 패킷 또는 상기 서비스 서버와 연동된 외부 서버에서 처리가 가능한 패킷을 선별하여 상기 선별된 패킷을 상기 서비스 서버로 전달할 수 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법은 접속망과 코어망 사이에 위치하여 상기 접속망 및 코어망 간 송수신되는 패킷을 모니터링하고, 외부 서버와 연결되는 서비스 서버에 있어서, 상기 외부 서버로부터 단말로 전송되는 제1 형식 패킷을 수신하는 단계; 상기 단말에 대한 터널링 정보를 이용하여 제2 형식 헤더를 생성하는 단계; 생성한 상기 제2 형식 헤더를 상기 제1 형식 패킷에 부가하여 제2 형식 패킷으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 제2 형식 패킷을 상기 단말로 전송하기 위해 상기 접속망으로 전달하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다.

이때, 상기 외부 서버로부터 상기 제1 형식 패킷을 수신하는 단계 이전에, 상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신되는 S1 시그널링 메시지를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 메시지를 이용하여 단말에 대한 터널링 정보를 추출하여 저장하는 단계;를 더 포함하여 이뤄질 수 있다.

또한, 상기 제2 형식 헤더를 생성하는 단계는 상기 단말에 대한 터널링 정보 중 제2 형식 헤더로 사용하기 위한 기지국 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier), 기지국 IP, 서빙 게이트웨이 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier)를 추출할 수 있다.

또한, 상기 접속망을 통해 단말이 전송한 제1 형식 패킷에 제2 형식 헤더가 부가된 제2 형식 패킷을 수신하는 단계; 상기 수신된 제2 형식 패킷에 상기 제2 형식 헤더를 제거하여 상기 제1 형식 패킷으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 제1 형식 패킷을 상기 외부 서버로 전달하는 단계;를 더 포함하여 이뤄질 수 있다.

본 발명의 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 의하면, 단말로부터 전달된 패킷 중 접속망 및 코어망 사이에 위치하는 서비스 서버가 지정된 패킷만을 선별적으로 미리 협약된 외부 서버로 전달하고, 그렇지 않을 경우, 코어망으로 전달함으로써, 특화된 통신 서비스의 구현이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 서비스 서버가 미리 단말별로 터널링 정보를 구축하여 관리하고 있는 상태에서, 접속망 또는 코어망의 별다른 설계 변경 없이 상향 방향 및 하향 방향 패킷 처리가 가능하다는 효과가 있다.

아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법이 적용되는 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버의 주요 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버의 제어부의 구성을 보다 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말별로 터널링 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 시그널링 메시지를 기초로 생성된 터널링 정보의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 상향 방향으로의 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하향 방향으로의 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 또한 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법, 이를 위한 장치 및 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 이때, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법이 적용되는 네트워크 구조에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법이 적용되는 네트워크 구조를 예시한 도면이다.

도 1에 있어서, 본 발명의 네트워크는 바람직하게는 사용자가 이동하면서 통신 서비스를 이용할 수 있도록 구현될 수 있다. 예컨대, 현재 상용화된 LTE(Long term evolution) 망이 될 수 있으며, 이와 동등한 다른 네트워크, 또는 다양한 종류의 네트워크의 결합까지 포함될 수 있다.

이러한 네트워크 구조에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 지원하는 서비스 서버(600)는 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 위치하며, UE(100)와 외부 서버(700)와의 정보의 송수신을 지원하는 역할을 수행하게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법이 적용되는 네트워크 구조에서의 각 구성요소에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, UE(100)는 사용자 장치(User Equipment)를 의미하는 것으로, 접속망(200) 및 코어망(400)을 거쳐 인터넷망(500)에 접속하며, 인터넷망(500)을 통해 특정 서비스를 제공하는 서버(미도시)와 정보를 송수신할 수 있다. 이때, UE(100)는 접속망(200)의 eNB(210), 스위칭 장치(300), S-GW(420) 및 P-GW(430)를 통해 인터넷망(500)에 접속하게 된다. 이를 위한 본 발명의 UE(100)는 정보의 송수신을 위한 브라우저, 프로그램 및 프로토콜을 저장하는 메모리, 각종 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비할 수 있다.

아울러, 본 명세서에서 기술되는 UE(100)는 단말(terminal), 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다. 또한, UE(100)는 그 구현 형태에 따라 스마트 폰(smart phone), 타블렛 PC(Tablet PC), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등으로 구분될 수도 있다.

접속망(200)은 UE(100)의 코어망(400)으로의 접속을 지원하는 것으로, 다수의 eNB(eNodeB, 210)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 다수의 eNB(210)는 UE(100)의 접속을 지원하는 기지국 및 기지국 제어기를 포함하는 개념이 될 수 있다. 아울러, eNB(210)는 BS(Base Station), BTS(Base Transceiver Station), NodeB 등과 같은 기지국과 BSC(Base Station Controller), RNC(Radio Network Controller)와 같은 기지국 제어기로 대체될 수도 있다. 또 다른 방식으로는, 상기 기지국에 일체로 구현되어 있던 디지털 신호 처리부와 무선 신호 처리부를 각각 디지털 유니트(DU; Digital Unit)과 무선 유니트(RU; Radio Unit)으로 구분하여, 다수의 영역에 각각 다수의 RU를 설치하고, 다수의 RU를 집중화된 DU와 연결하여 구성하기도 한다.

코어망(400)은 네트워크가 제공하는 통신 서비스에 가입한 사용자 정보를 관리하고, 서킷 교환(circuit switching) 또는 패킷 교환(packet switching)을 수행한다. 또한, 호 처리, 접속망(200) 간의 이동성 제어 및 스위칭 등의 이동통신 서비스를 위한 주요 기능을 수행하며, 외부 망, 예컨대, 인터넷 망(500)과의 연동을 관리 및 제어한다. 이러한 코어망(400)은 상술한 기능을 수행하는 다수의 엔티티(entity)들로 이뤄질 수 있다. 예컨대 코어망(400)은 도면에 도시된 MME(Mobility Management Entity)(410), S-GW(Serving Gateway)(420) 및 P-GW(Packet Data Network Gateway)(430)를 포함하며, 도면에 도시되지 않은 MSB(Mobile Switching Center), HLR(Home Location Register), HSS(Home Subscriber Server) 등을 더 포함할 수 있다.

이 중, 도면에 도시된 코어망(400)을 구성하는 주요 구성요소인 MME(410), S-GW(420) 및 P-GW(430)에 대해 간략히 설명하도록 한다.

먼저, MME(410)는 UE(100)의 이동성을 관리하는 이동성 관리 장치를 의미하는 것으로, NAS(Non-Access Signaling), NAS 시그널링 보안(Signaling Security), UE(100)의 이동성 관리, 아이들 모드 단말(Idle mode UE)의 위치 관련, 로밍(Roaming) 관련, 인증(Authentication), 베어러 관리(Bearer Management) 등의 기능을 수행한다. 또한, 사용자가 UE(100)를 이용하여 데이터 서비스를 사용하고자 할 때, UE(100)을 깨우는(paging) 역할을 수행할 수 있다.

S-GW(420)는 다수의 eNB(210)에 대한 트래픽을 처리하는 서빙 게이트웨이를 의미한다. 또한, P-GW(430)와 연동하며, UE(100)와의 데이터 송수신을 지원하며, 핸드 오버 발생 시 앵커링(anchoring) 역할을 수행할 수 있다.

P-GW(430)는 자신이 속한 코어망(400)과 자신이 속한 코어망(400)이 아닌 다른 네트워크, 예컨대 인터넷망(500) 사이의 트래픽을 처리하는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이를 의미한다. 이러한, P-GW(430)는 서비스 정책 시행(policy enforcement), 사용자-패킷 필터링(per-user based packet filtering), 과금 관리(charging support), 감청(lawful interception), 사용자 단말 IP 할당(UE IP allocation), 패킷 차단(packet screening) 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, UE(100)별로 서로 다른 QoS 정책을 수행하고, 트래픽 등을 제어하는 역할을 수행하게 된다.

상술한 MME(410), S-GW(420) 및 P-GW(430)은 코어망(400)의 주요 엔티티로 패킷 코어 장치(EPC; Evolved Packet Core)로 지칭될 수도 있다.

아울러, MME(410)는 S1 시그널링을 통해 메시지를 송수신할 수 있다. 이때, S-GW(420)와는 S1-U 인터페이스를 통해 연결될 수 있으며, P-GW(430)와는 S5 인터페이스로 연결될 수 있다.

인터넷 망(500)은 TCP/IP 규약에 따라서 정보가 교환되는 통상의 공개된 통신망으로서, 유선, 무선, 광통신 기술 중 하나 이상을 통해 구축될 수 있으며, 인스턴트 메시지 서비스, 인터넷 포탈 서비스, 소셜 네트워크 서비스, 전자 상거래 서비스 등 다양한 서비스가 인터넷 망(500)을 기반으로 제공될 수 있다. 특히, 상기 인터넷 망(500)에는 다수의 컨텐츠를 보유하고, 상기 컨텐츠를 사용자에게 서비스하는 컨텐츠 제공자(CP: Content Provider)의 컨텐츠 제공 장치(미도시)가 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 지원하는 시스템은 상술한 네트워크 구조에 있어서, 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 위치하는 스위칭 장치(300) 및 상기 스위칭 장치(300)와 연동하며, 외부 서버(700)와 연결되는 서비스 서버(600)를 포함하는 개념이 될 수 있다.

스위칭 장치(300)는 전송망(200) 및 코어망(400) 사이에 위치하고, 서비스 서버(600)와 연결된다. 이러한 스위칭 장치(300)는 서비스 서버(600)의 제어에 따라 지정된 패킷만을 서비스 서버(600)로 전달할 수 있다.

예를 들어, 스위칭 장치(300)는 UE(100)로부터 코어망(400)으로 전달되는 패킷이 외부 서버(700)에서 처리 가능한 패킷일 경우, 해당 패킷의 코어망(400) 접근을 차단하고, 서비스 서버(600)로 해당 패킷을 전달할 수 있다. 또한, 스위칭 장치(300)는 UE(100)로부터 코어망(400)으로 전달되는 패킷의 접속망(200)의 eNB(210)를 확인하여 지정된 eNB(210)일 경우, 해당 패킷의 코어망(400) 접근을 차단하고, 서비스 서버(600)로 해당 패킷을 전달할 수 있다.

이에 대해 도 2를 참조하여 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 스위칭 장치(300)는 서비스 서버(600)로부터 미리 선별적 트래픽 전송을 위한 제어 정보를 수신하여 저장하고 있는 상태에서, ①의 지시하는 방향과 같이 UE(100)가 코어망(400)으로 전송하는 패킷이 수신되면, 해당 패킷을 확인하여 외부 서버(700)에서 처리 가능한 패킷일 경우, 예컨대 TCP 헤더의 포트 번호를 확인하여 외부 서버(700)에서 처리 가능한 포트 번호(예컨대, 80 포트)일 경우, 해당 패킷의 코어망(400) 접근을 차단하고, ②의 지시하는 방향과 같이 해당 패킷을 서비스 서버(600)로 전달하게 된다.

스위칭 장치(300)로부터 전달된 패킷은 서비스 서버(600)에서 처리되어, 외부 서버(700)로 전달될 수 있으며, 또한 서비스 서버(600)는 외부 서버(700)가 UE(100)로 전달하는 패킷을 코어망(400)이 제공하는 패킷인 것처럼 처리하여, 다시 스위칭 장치(300)를 통해 UE(100)로 전송될 수 있다.

반면, 스위칭 장치(300)는 서비스 서버(600)가 제공한 선별적 트래픽 전송을 위한 제어 정보가 지정된 접속망(200)에 대한 정보일 경우, 연결된 다수의 접속망(200) 중 지정된 접속망(200)을 거쳐 전송되는 패킷만을 선별적으로 서비스 서버(600)로 전송할 수도 있다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이, 스위칭 장치(300)는 다수의 접속망(200a, 200b) 및 코어망(400) 사이에 위치할 수 있으며, 제2 접속망(200b)을 거쳐 전송되는 패킷만을 서비스 서버(600)로 전달하도록 미리 제어 정보를 저장하고 있는 상태에서, UE(100)가 제1 접속망(200a)을 거쳐 코어망(400)으로 전달하는 패킷에 대해서는 ①의 지시하는 방향과 같이 별다른 처리 없이 코어망(400)으로 전달되도록 하며, 지정된 제2 접속망(200b)을 거쳐 코어망(400)으로 전달하는 패킷에 대해서만 ②의 지시하는 방향과 같이 선별적으로 서비스 서버(600)로 전달할 수 있다.

또한, 스위칭 장치(300)는 서비스 서버(600)의 제어에 따라, 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 송수신되는 메시지를 모니터링하여, S1 시그널링 메시지만을 추출하고, 추출한 메시지를 서비스 서버(600)로 전달하는 역할을 수행할 수도 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시 예에서는 스위칭 장치(300)가 서비스 서버(600)의 제어에 따라 선별적 패킷만을 서비스 서버(600)로 전달하는 구성을 중심으로 설명하도록 하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 스위칭 장치(300)는 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 송수신되는 모든 상향링크(UPLINK) 또는 하향링크(DOWNLINK) 패킷을 모니터링하여 모든 패킷을 서비스 서버(600)로 전달하고, 서비스 서버(600)로부터 전달되는 패킷을 UE(100)로 전달하는 역할을 수행할 수 있으며, 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 송수신되는 패킷 중 GTP 패킷만을 서비스 서버(600)론 전달할 수도 있다.

다시 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 지원하는 서비스 서버(600)에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버(600)는 스위칭 장치(300)와 외부 서버(700) 사이에 위치하게 된다. 이러한 서비스 서버(600)는 먼저, 선별적 트래픽 처리를 위한 제어 명령을 생성하여 스위칭 장치(300)로 전달할 수 있다. 그리고 스위칭 장치(300)로부터 선별된 패킷이 수신되면, 해당 패킷을 외부 서버(700)로 전달하기 위한 처리 과정을 수행한다.

즉 서비스 서버(600)는 스위칭 장치(300)로부터 UE(100)가 전송한 제1 형식 패킷에 제2 형식 헤더가 부가된 제2 형식 패킷이 수신되면, 상기 제2 형식 패킷을 상기 제1 형식 패킷으로 복원하여 복원된 상기 제1 형식 패킷을 외부 서버(700)로 전달하게 된다.

또한, 외부 서버(700)로부터 UE(100)로 전송되는 제1 형식 패킷이 수신되면, 상기 UE(100)에 대응하여 기 저장된 터널링 정보를 이용하여 제2 형식 헤더를 생성하고, 상기 제1 형식 패킷에 상기 제2 형식 헤더가 부가된 제2 형식 패킷으로 변환한 후, 변환된 상기 제2 형식 패킷을 상기 스위칭 장치(300)로 전달하게 된다.

여기서, 제1 형식 패킷은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 패킷이며, 상기 제2 형식 패킷은 GTP(General Packet Radio Service Tunneling Protocol) 패킷이며, 상기 제2 형식 헤더는 GTP 헤더를 의미한다.

보다 구체적인 서비스 서버(600)에서의 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법에 대해서는 후술하도록 한다.

외부 서버(700)는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버(600)가 제공하는 통신 서비스에 미리 가입된 기업망 서버를 의미하는 것으로, 특정 지역에 위치하거나 UE(100)에게 인트라넷 서비스와 같은 특화된 서비스를 제공하는 역할을 수행한다. 이러한 외부 서버(700)는 다수 개 존재할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버(600)의 주요 구성 및 동작 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버의 주요 구성을 도시한 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버의 제어부의 구성을 보다 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버(600)는 통신을 위한 제1 인터페이스부(610) 및 제2 인터페이스부(620)와, 제어부(630) 및 저장부(640)를 포함하여 구성될 수 있다.

각 구성 요소에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 제1 인터페이스부(610)는 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 연결된다. 보다 정확하게는 제1 인터페이스부(610)는 도 1에 도시된 바와 같이, 스위칭 장치(300)를 통해 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 연결될 수도 있다.

제2 인터페이스부(620)는 외부 서버(600)와의 연결을 지원한다.

제어부(630)는 서비스 서버(600)의 전반적인 제어를 수행하는 것으로, 하드웨어적으로 CPU(Central Processing Unit)/MPU(Micro Processing Unit)를 포함하는 적어도 하나 이상의 프로세서와 적어도 하나 이상의 메모리 로딩 데이터가 로딩되는 실행 메모리(예컨대, 레지스터 및/또는 RAM(Random Access Memory)) 및 상기 프로세서와 메모리로 적어도 하나 이상의 데이터들을 입출력하는 버스(BUS)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 소프트웨어적으로 서비스 서버(600)에 정의된 기능(예컨대, 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 기능)을 수행하기 위해 소정의 기록매체로부터 상기 실행 메모리로 로딩되어 상기 프로세서에 의해 연산 처리되는 소정의 프로그램 루틴(Routine) 또는 프로그램 데이터를 포함하여 이루어질 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 처리하기 위해 서비스 서버(600)에 구비되는 기능 중 소프트웨어적으로 처리가 가능한 구성 요소를 제어부(630)의 기능으로 판단할 수 있다.

이러한, 본 발명의 제어부(630)는 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 지원하기 위해 구비되는 적어도 하나 이상의 구성 요소와 기능적으로 연결된다. 즉, 제어부(630)는 제1 인터페이스부(610), 제2 인터페이스부(620) 및 저장부(640)와 기능적으로 연결되며, 상기 각 구성 요소에 전원 공급 및 기능 수행을 위한 신호의 흐름을 제어하게 된다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(630)는 도 4에 도시된 바와 같이, 모니터링 모듈(631), 패킷 처리 모듈(632), 터널링 관리 모듈(633)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 모니터링 모듈(631)은 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 송수신되는 패킷을 모니터링하고, 제1 인터페이스부(610)를 통해 전달된 패킷을 패킷 처리 모듈(632)로 전달하거나, 터널링 관리 모듈(633)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 모듈(631)은 제1 인터페이스부(610)를 통해 전달된 패킷 중 S1 시그널링 메시지는 터널링 관리 모듈(633)로 전달하며, 나머지 패킷은 패킷 처리 모듈(632)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 모니터링 모듈(631)은 패킷 처리 모듈(632)을 통해 처리된 패킷을 제1 인터페이스부(610)로 전달하는 역할을 수행할 수도 있다.

패킷 처리 모듈(632)은 모니터링 모듈(631)로부터 전달된 패킷을 외부 서버(700)가 인식하도록 처리하는 역할을 수행하게 된다.

이에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위해, 먼저 일반적인 패킷 전송 방법에 대해 먼저 설명하도록 한다.

일반적으로 접속망(200) 및 코어망(400) 상에서 UE(100)가 전송한 패킷 또는 UE(100)를 목적지로 하는 패킷은 인터넷망(500)과는 다르게 터널링되어 전송될 수 있다.

이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 GTP 터널링 방식을 예로 들어 설명하나, 상기 터널링 방식에 한정되는 것은 아니며, IPinIP 터널링(In-in-IP encapsulation), GRE 터널링(Generic Routing Encapsulation) 방식 등 다양한 터널링 기법에 적용될 수도 있다.

GTP 터널링 방식을 예로 들어 설명하면, UE(100)는 코어망(400)으로 패킷을 전송하고자 할 때, 출발지 주소 정보(=UE(100)의 주소 정보)와 목적지 주소 정보(예컨대, 111.111.111.111)를 포함하는 IP 패킷을 접속망(200)으로 전송하게 된다.

이때의 IP 패킷 구조는 다음과 같다.

UE가 보낸 패킷
IP header: SIP=UE, DIP=111.111.111.111	IP Payload

여기서, SIP(Source IP)는 출발지 주소 정보(=UE(100)의 주소 정보)를 의미하며, DIP(Destination IP)는 목적지 주소 정보를 의미한다.

이를 수신한 접속망(200)의 eNB(210)는 터널링 모드에 따라 상기 IP 패킷을 터널링하여 전달하기 위해, UE(100)로부터 전송된 패킷에 GTP 터널링을 위한 GTP 헤더를 부가하여 GTP 패킷으로 변환하여 코어망(400)의 S-GW(420)로 전달하게 된다.

이에 따른 GTP 패킷은 다음과 같은 구조를 포함할 수 있다.

eNB이 추가한 헤더(GTP 헤더)			UE가 보낸 패킷
Outer IP header: SIP=eNB, DIP=S-GW	UDP header	GTP header: TEID=X	IP header: SIP=UE, DIP=111.111.111.111	IP Payload

상기 eNB(210)로부터 상기 GTP 패킷을 수신한 S-GW(420)은 Outer IP header와 GTP header를 재수정하여 전송한다. 이에 따른 GTP 패킷은 다음과 같은 구조를 포함할 수 있다.

S-GW가 추가한 헤더(GTP 헤더)			UE가 보낸 패킷
Outer IP header: SIP=S-GW, DIP=P-GW	UDP header	GTP header: TEID=Y	IP header: SIP=UE, DIP=111.111.111.111	IP Payload

이후, P-GW(430)는 상기 GTP 헤더를 제거하고, UE(100)가 전송한 원래의 IP 패킷으로 변환한 후 인터넷망(500)을 거쳐 상기 목적지 주소에 해당하는 컨텐츠 제공 장치(미도시)로 해당 패킷을 전송할 수 있다.

반대로, 인터넷 망(500)에서 UE(100)로 패킷이 전달되는 경우에도, 인터넷 망(500)으로부터 UE(100)을 목적지로 하는 IP 패킷을 수신한 코어 망(400)에서 GTP 헤더를 더 부가한 GTP 패킷으로 변환한 후 접속망(200)의 eNB(210)로 전달하고, 이를 수신한 접속망(200)의 eNB(210)은 수신된 GTP 패킷에서 GTP 터널링을 위한 GTP 헤더를 제거하고, 원래의 IP 패킷으로 변환한 후 무선 구간을 통해 UE(100)로 전달하게 된다.

본 발명의 실시 예에서는 상술한 접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 위치하는 서비스 서버(600)가 스위칭 장치(300)와 연동하여 지정된 패킷을 외부 서버(700)로 전달하고, 외부 서버(700)가 UE(100)로 전송한 패킷을 전달하며, 이러한 과정을 지원하기 위한 패킷 처리 방법을 수행하게 된다.

이하, 상향방향 중심의 패킷 처리 방법에 대해 먼저 설명하도록 한다.

UE(100)가 코어망(400)으로 전송한 IP 패킷은 전술한 바와 같이 접속망(200)의 eNB(210)를 거쳐 GTP 패킷으로 변환된다. 이러한 GTP 패킷은 스위칭 장치(300)를 경유하게 되는데, 스위칭 장치(300)는 서비스 서버(600)가 제공한 제어 정보에 따라, 해당 GTP 패킷이 지정된 패킷일 경우, 코어망(400)으로 상기 GTP 패킷이 전송되는 것을 차단하고, 서비스 서버(600)로 상기 GTP 패킷을 전달한다.

이를 수신한 서비스 서버(600) 제어부(630)의 모니터링 모듈(631)은 상기 GTP 패킷을 패킷 처리 모듈(632)의 업링크 처리 모듈(632a)로 전달한다.

업링크 처리 모듈(632a)는 전달된 GTP 패킷을 외부 서버(700)로 전달하기 위해, 전달된 GTP 패킷에서 GTP 헤더를 삭제하여 IP 패킷으로 변환하는 과정을 수행한다. 그리고 변환된 IP 패킷에서 목적지 주소에 해당하는 외부 서버(700)로 변환된 IP 패킷을 전달한다.

이하, 하향방향 중심의 패킷 처리 방법에 대해 설명하도록 한다.

서비스 서버(600)는 외부 서버(700)로부터 UE(100)로 전달되는 패킷을 수신한다. 외부 서버(700)는 IP 패킷 형태로 UE(100)로 패킷을 전달하게 된다. 이를 수신한 서비스 서버(600) 제어부(630)의 다운링크 처리 모듈(632b)은 해당 IP 패킷을 접속망(200)의 eNB(210)로 전달하기 위해 GTP 패킷으로 변환하는 과정을 수행한다. 즉, 다운링크 처리 모듈(632b)은 외부 서버(700)로부터 전달된 IP 패킷의 목적지 주소를 확인하여 해당 UE(100)를 확인한 후, 저장부(640)에 UE(100)에 대응하여 기 저장된 터널링 정보를 이용하여 GTP 헤더를 생성한다. 그리고, GTP 헤더를 상기 IP 패킷에 부가하여 GTP 패킷으로 변환한 후, 변환된 GTP 패킷을 모니터링 모듈(631)로 전달하고, 모니터링 모듈(631)은 제1 인터페이스부(610)로 전달하여 접속망(200)으로 전달하게 된다.

이러한 과정을 수행하기 위해, 터널링 관리 모듈(633)은 미리 UE(100)별로 터널링 정보를 생성하여 저장부(640)에 저장되는 과정을 제어하게 된다.

이를 위해, 모니터링 모듈(631)은 접속망(200)의 eNB(210)와 코어망(400)의 MME(410) 간 S1 시그널링 메시지를 모니터링하여 추출하고, 추출한 메시지를 터널링 관리 모듈(633)로 전달한다.

터널링 관리 모듈(633)은 상기 송수신되는 S1 시그널링 메시지를 이용하여 GTP 헤더 생성에 필요한 정보인 스트림 제어 전송 프로토콜(Stream Control Transmission Protocol), 단말 컨텍스트(UE Context), 베어러(E-RAB) 정보 중 적어도 어느 하나를 추출할 수 있다.

여기서, 스트림 제어 전송 프로토콜은 이동성 관리 장치 IP, 이동성 관리 장치 포트(port), 기지국 IP, 기지국 포트(port) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 단말 컨텍스트는 이동성 관리 장치 S1AP ID, 기지국 S1AP ID 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 베어러 정보는 베어러 ID(RAB ID), 서빙 게이트웨이 IP, 서빙 게이트웨이 TEID, 기지국 IP, 기지국 TEID 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

UE(100)별 터널링 정보를 생성하는 과정에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 더 구체적으로 설명하도록 하며, 터널링 관리 모듈(633)에 의해 생성된 UE(100)별 터널링 정보(641)는 저장부(640)에 저장되고 관리될 수 있다. 이러한, 저장부(640)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), 멀티미디어 카드 마이크로(multimedia card micro) 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(ROM) 등의 다양한 저장매체를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같이, 도 3 및 도 4를 통해 서비스 서버(600)의 주요 구성요소에 대해 설명하였다. 그러나 도 3 및 도 4를 통해 도시된 구성요소가 모두 필수 구성요소인 것은 아니며, 도시된 구성요소보다 많은 구성 요소에 의해 서비스 서버(600)가 구현될 수도 있고, 그 보다 적은 구성요소에 의해 서비스 서버(600)가 구현될 수도 있다. 또한, 서비스 서버(600)는 여러 기능을 지원하는 서버의 집합 형태로 구현될 수도 있다.

또한, 도 3 및 도 4를 통해 도시된 서비스 서버(600)의 구성요소의 위치는 얼마든지 편의상 또는 다른 이유로 바뀔 수 있음이 물론이다.

본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버(600)에 탑재되는 프로세서는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램 명령을 처리할 수 있다. 일 구현 예에서, 이 프로세서는 싱글 쓰레드(Single-threaded) 프로세서일 수 있으며, 다른 구현 예에서 본 프로세서는 멀티 쓰레드(Multithreaded) 프로세서일 수 있다. 나아가 본 프로세서는 메모리 혹은 저장 장치 상에 저장된 명령을 처리하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 서버(600)는 하드웨어적으로는 통상적인 웹서버(Web Server) 또는 네트워크 서버와 동일한 구성을 하고 있다. 그러나, 소프트웨어적으로는 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등과 같은 언어를 통하여 구현되는 프로그램 모듈(Module)을 포함한다. 서비스 서버(600)는 웹서버 또는 네트워크 서버의 형태로 구현될 수 있으며, 웹서버는 일반적으로 인터넷과 같은 개방형 컴퓨터 네트워크를 통하여 불특정 다수 클라이언트 및/또는 다른 서버와 연결되어 있고, 클라이언트 또는 다른 웹서버의 작업수행 요청을 접수하고 그에 대한 작업 결과를 도출하여 제공하는 컴퓨터 시스템 및 그를 위하여 설치되어 있는 컴퓨터 소프트웨어(웹서버 프로그램)를 뜻하는 것이다. 그러나, 전술한 웹서버 프로그램 이외에도, 웹서버 상에서 동작하는 일련의 응용 프로그램(Application Program)과 경우에 따라서는 내부에 구축되어 있는 각종 데이터베이스를 포함하는 넓은 개념으로 이해되어야 할 것이다. 이러한 서비스 서버(600)는 일반적인 서버용 하드웨어에 도스(DOS), 윈도우(Windows), 리눅스(Linux), 유닉스(UNIX), 매킨토시(Macintosh) 등의 운영체제에 따라 다양하게 제공되고 있는 웹서버 프로그램을 이용하여 구현될 수 있으며, 대표적인 것으로는 윈도우 환경에서 사용되는 웹사이트(Website), IIS(Internet Information Server)와 유닉스환경에서 사용되는 CERN, NCSA, APPACH 등이 이용될 수 있다. 또한, 서비스 서버(600)는 서비스 가입 정보를 분류하여 회원 데이터베이스(Database)에 저장시키고 관리할 수 있으며, 이러한 데이터베이스는 서비스 서버(600)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.

한편, 서비스 서버(600)에 탑재되는 메모리는 그 장치 내에서 정보를 저장한다. 일 구현예의 경우, 메모리는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 일 구현 예에서, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 일 수 있으며, 다른 구현예의 경우, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 일 수도 있다. 일 구현예의 경우, 저장장치는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 다양한 서로 다른 구현 예에서, 저장장치는 예컨대 하드디스크 장치, 광학디스크 장치, 혹은 어떤 다른 대용량 저장장치를 포함할 수도 있다.

아울러, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 '~모듈'이라는 용어는 소프트웨어 구성요소를 의미하며, '~모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 일 예로서 '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 또한, 구성요소들과 '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.

비록 본 명세서와 도면에서는 예시적인 장치 구성을 기술하고 있지만, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 다른 유형의 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다. 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 본 발명에 따른 장치의 동작을 제어하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법에 대해 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.

도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명에서 지칭하는 UE는 사용자의 단말을 의미하는 것으로, UE 이외의 이와 동등한 또는 유사한 기능을 수행하는 다른 명칭으로 대체될 수 있음을 유의해야 한다. 또한 eNB는 기지국을 의미하는 것으로, eNB 이외의 이와 동등한 또는 유사한 기능을 수행하는 다른 명칭으로 대체될 수 있다.

또한, MME는 이동성 관리 장치를 의미하는 것으로, MME 이외의 이와 동등한 또는 유사한 기능을 수행하는 다른 명칭으로 대체될 수 있다. 더하여, P-GW는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이, S-GW는 서빙 게이트웨이를 의미하는 것으로, 각각 P-GW, S-GW 이외의 이와 동등한 또는 유사한 기능을 수행하는 다른 명칭으로 대체될 수 있음을 유의해야 한다.

또한, 제1 형식 패킷은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 패킷이며, 상기 제2 형식 패킷은 GTP(General Packet Radio Service Tunneling Protocol) 패킷이며, 상기 제2 형식 헤더는 GTP 헤더인 것을 예로 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리를 위해, 서비스 서버(600)는 미리 UE(100)별로 터널링 정보를 구축하고 있어야 한다.

이에 대해 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말별로 터널링 정보를 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 서비스 서버(600)는 스위칭 장치(300)와 연동하여 접속망(200)의 eNB(210)와 코어망(400)의 MME(410)간 송수신되는 S1 시그널링 메시지를 추출한다(S101). 보다 정확하게는 스위칭 장치(300)가 접속망(200)의 eNB(210)와 코어망(400)의 MME(410)간 송수신되는 패킷 중 S1 시그널링 메시지를 추출하여, 서비스 서버(600)로 전달하고, 서비스 서버(600)는 이를 기초로 UE(100)별 터널링 정보를 생성하여 저장되는 과정을 수행할 수 있다(S103).

보다 구체적으로 설명하면, eNB(210)와 MME(410) 간 제어 신호는 S1-MME 인터페이스에서 S1AP(S1 Application Protocol) 메시지를 통해 전달된다. S1AP 메시지는 사용자별로 S1 시그널링 연결을 통해 전달되고, S1 시그널링 연결은 eNB(210)와 MME(410)가 UE(100)를 식별하기 위해 할당한(eNB UE S1AP ID, MME UE S1AP ID)의 쌍(pair)에 의해 정의된다.

여기서, S1 시그널링 연결이 설정되지 않은 상태에서 eNB(210)의 첫 번째 NAS 메시지인 등록 요청(Attach Request) 메시지가 전달된 경우, eNB(210)는 S1 시그널링 연결 설정을 위해 eNB UE S1AP ID를 할당하고, 초기(Initial) UE 메시지를 통해 등록 요청 메시지를 MME(410)로 전달한다.

MME(410)는 S1-MME를 통해 eNB(210)로부터 초기 UE 메시지를 수신하면, 해당 UE(100)에 대하여 MME S1AP UE ID를 할당함으로써 eNB(210)와 MME(410)간에 S1 시그널링 연결이 설정된다. 즉, 전술한 eNB UE S1AP ID, MME UE S1AP ID의 쌍이 정의되게 된다. MME UE S1AP ID는 MME(410)가 향후 S1-MME 인터페이스에서 UE(100)를 식별하는 데 사용될 수 있다.

그리고, MME(410)는 사용자가 가입한 서비스 품질을 제공할 수 있도록 망/무선 자원을 할당하는 과정을 수행하기 위해, S1 베어러 설정을 수행할 수 있다. 즉, MME(410)는 UE(100)로부터 전달된 등록 요청 메시지에 대한 응답으로 P-GW(430)에서 할당한 UE(100)의 IP 주소와 MME(410)에서 할당한 GUTI, TAI list, EPS Bearer ID, UE-AMBR 값, S-GW로부터 수신한 QoS 파라미터들을 등록 승인(Attach Accept) 메시지를 통해 UE(100)로 전달된다. MME(410)와 eNB(210) 간 S1 시그널링 연결에서는 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 통해 전달될 수 있다.

여기서, 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지는 UE-AMBR(UL/DL), E-RAB ID, E-RAB QoS, S1 S-GW TEID, K_eNB, UE Security Algorithm, NAS-PDU로 구성될 수 있으며, 이 중 UE-AMBR(UL/DL)는 eNB(210)에서만 제어되는 QoS 파라미터를 의미하며, E-RAB ID는 MME(410)가 할당한 값으로 eNB(210)는 이를 EPS 베어러 ID로 사용하게 된다. 또한, E-RAB QoS는 P-GW로부터 수신한 EPS 베어러 QoS를 기반으로 MME(410)가 구성하는 것을 의미하며, S1 S-GW TEID는 S-GW로부터 수신한 상향 S1 TEID 값을 의미하며, K_eNB는 AS Security Key 도출을 위해 MME(410)가 K_ASME로부터 계산한 값을 의미하며, UE Security Algorithm는 UE(100)로부터 Attach Request 메시지를 통해 수신한 값으로 K_eNB와 함께 eNB(210)가 AS Security Setup을 수행할 수 있도록 하며, NAS-PDU는 NAS 메시지인 것을 의미한다.

이러한 과정을 마치게 되면, eNB(210)는 S1 S-GW TEID 값을 알 수 있으며, S-GW(420)로 상향 방향 트래픽을 전송할 수 있는 상태가 된다.

이후, MME(410)로부터 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 수신받아 E-RAB 생성을 요구 받은 eNB(210)는 등록 승인 메시지를 UE(100)에게 전달하면서 DRB를 생성하고, 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 대한 응답 메시지로 하향 S1 TEID를 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Response) 메시지를 통해 MME(410)로 전송하여 MME(410)가 S-GW(42)로 전달하도록 함으로써 S1 베어러 설정을 마치게 된다.

서비스 서버(600)는 상술한 바와 같이 접속망(200)의 eNB(210)와 코어망(400)의 MME(410) 사이에 S1 시그널링을 통해 송수신되는 S1AP 메시지 중 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지 또는 이에 대한 응답인 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지를 추출하고 이를 이용하여, S-GW TEID 값을 추출할 수 있게 된다. 그리고, 서비스 서버(600)는 추출한 S-GW TEID 값을 UE(100)별로 저장하고 관리하게 된다. 이때, 서비스 서버(600)는 해당 UE(100)의 터널링 정보를 생성하여 관리할 수 있게 된다.

아울러, 서비스 서버(600)는 eNB(210) 및 MME(410) 사이를 통해 송수신되는 S1AP 메시지 중 핸드오버 요청(Handover Request) 및 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지를 이용하여 터널링 정보를 생성할 수도 있다.

보다 구체적으로, UE(100)는 일반적으로 이동에 따라 UE(100)에 연결되는 접속망(200)의 eNB(210)가 변경되는 핸드오버 과정을 수행하게 된다.

이러한 UE(100)의 핸드오버에 따라 UE(100)가 접속한 eNB(210)와 MME(410)에서도 S1 핸드오버 절차가 이뤄지게 된다. 핸드오버 절차 수행에 따라 eNB(210)와 MME(410)는 핸드오버 필요(Handover Required) 메시지, 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지, 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지, 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지, 기지국 상태 전송(eNB Status Transfer) 메시지, 이동성 관리 장치 상태 전송(MME Status Transfer) 메시지, 핸드오버 완료(Handover Notify) 메시지 등이 송수신되게 된다.

서비스 서버(600)는 이러한 핸드오버 절차에 따라 송수신되는 S1AP 메시지 중 핸드오버 요청 메시지 또는 핸드오버 요청 확인 메시지를 검출하고, 상기 메시지에서 터널링 정보를 추출할 수 있다.

다시 말해, 핸드오버 절차 중 핸드오버 준비 단계에서 MME(410)는 타겟 eNB로 핸드오버 요청 메시지를 전송하여 소스 eNB를 대신하여 핸드오버를 요청하게 되며, 이때의 핸드오버 요청 메시지는 UE-AMBR, E-RAB to be setup(E-RAB ID, QCI, ARP, S1 S-GW TEID), Source to Target Transparent Container, UE Security Capability, Security Context)를 포함할 수 있다. 여기서 S1 S-GW TEID는 타겟 eNB가 S-GW 방향으로 업링크 트래픽을 보낼 수 있는 GTP TEID로, 소스 eNB에서 사용하던 값을 의미한다. 이를 수신한 타겟 eNB는 S-GW 방향으로 단방향 터널인 S1 베어러가 생성되게 된다.

그리고, 타겟 eNB는 곧 핸드오버할 UE(100)에게 끊김없는 서비스를 제공하기 위해, 새로운 S1 베어러 자원 할당, MME(410)와의 터널링을 위한 자원 할당, UE(100)가 사용할 무선 구간 자원 할당 등 핸드오버를 위한 준비 과정을 수행하고, 핸드오버를 위한 준비 과정이 완료되면, 타겟 eNB는 핸드오버를 위해 준비한 자원들에 대한 정보를 핸드오버 요청 확인 메시지를 통해 MME(410)로 전달하게 된다. 이때의 핸드오버 요청 확인 메시지는 E-RAB Admitted(E-RAB ID, S1 Target eNB TEID, DL S1 Target eNB TEID), Handover Command(Target C-RNTI, Target DRB ID, AS Security Algorithm of Target eNB)를 포함할 수 있다. 여기서 S1 Target eNB TEID는 타겟 eNB에서 생성된 것으로 이를 수신한 S-GW는 타겟 ENB로 단방향 S1 베어러 터널을 생성할 수 있게 된다.

서비스 서버(600)는 이러한 메시지를 통해 S-GW TEID, eNB TEID 등의 정보를 추출할 수 있으며 UE(100)별로 터널링 정보를 생성하여 관리할 수 있다. 이때, 서비스 서버(600)는 해당 UE(100)의 상태를 생성 상태로 관리할 수 있다.

아울러, 서비스 서버(600)는 eNB(210) 및 MME(410) 사이를 통해 송수신되는 S1AP 메시지 중 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지 및 경로 변경 요청 확인(Path Switch Request Acknowledge) 메시지를 이용하여 터널링 정보를 생성할 수도 있다.

다시 말해, UE(100)는 전술한 바와 같이 eNB(210) 및 MME(410) 사이의 S1 핸드오버 방식에 따라 소스 eNB에서 타겟 eNB로의 핸드오버 절차를 수행할 수 있으나, MME(410)와 같은 코어망(400) 내의 엔티티들과 별다른 연동 없이 기지국 간 X2 핸드오버 방식으로 핸드오버 절차를 수행할 수도 있다.

이때, 타겟 eNB는 UE(100)가 접속을 마치면, MME(410)에게 이를 알리고 베어러 경로를 변경하도록 경로 변경 요청 메시지를 전송하게 된다.

이를 수신한 MME(410)는 비로소 UE(100)의 서빙 셀이 변경되었음을 알고, S-GW(420)로 S1 베어러 경로를 변경할 것을 요구하고, S-GW(420)는 타겟 eNB로 하향 S1 베어러(S1 Target eNB TEID)를 설정하는 등의 데이터 전송 경로(path)를 수정하게 된다. 이후, S-GW(420)로부터 베어러 수정 응답 메시지를 수신하게 되면, MME(410)는 타겟 eNB로 UE(100)로 패킷을 전송하도록, 경로 변경 요청 확인 메시지를 전송하게 된다.

또한, 서비스 서버(600)는 eNB(210)와 MME(410)에 송수신되는 S1AP 메시지 중 베이러 변경을 위한 메시지를 추출하고 이를 이용하여 UE(100)에 대한 터널링 정보를 추출할 수 있다.

보다 구체적으로, UE(100)가 호를 설정하게 되면, MME(410)는 eNB(210)에게 무선 접속 베어러(Radio Access Bearer, RAB) 설정을 요청하는 무선 접속 베어러 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 전송하고, eNB(210)는 이에 대한 응답인 무선 접속 베어러 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 전송할 수 있다.

서비스 서버(600)는 이러한 메시지가 검출되면, 상기 메시지에서 베어러 정보를 추출하여, 상기 UE(100)에 대응하여 터널링 정보 중 베어러 정보를 추가할 수 있다.

또한, eNB(210)는 MME(410)으로부터 할당된 무선 접속 베어러 리소스를 해제하기 위한 메시지인 무선 접속 베어러 해제 명령(E-RAB Release Command) 메시지를 수신할 수 있으며, MME(410)는 eNB(210)로부터 무선 접속 베어러 해제 지시(E-RAB Release Indication) 메시지를 수신할 수 있으며, 서비스 서버(600)는 이러한 메시지를 검출하고, 상기 메시지에서 베어러 정보를 추출하여, 상기 UE(100)에 대응하여 기 생성된 터널링 정보 중 해당 베어러 정보를 삭제할 수 있다.

또한, 서비스 서버(600)는 eNB(210)와 MME(410) 사이에 송수신되는 S1AP 메시지 중 무선 자원 해제와 관련된 메시지를 추출하고, 추출된 메시지를 이용하여 UE(100)에 대한 터널링 정보를 삭제할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, S1 핸드오버 방식으로 핸드오버 완료가 이뤄지게 되면, MME(410)은 소스 eNB로 컨텍스트 해제 명령(UE Context Release Command) 메시지를 전송하고, 소스 eNB는 UE(100)에 할당된 Context를 해제하게 된다. 즉, 소스 eNB는 UE context와 관련된 무선 자원 및 control plane 관련 자원을 해제할 수 있으며, 이를 모니터링한 서비스 서버(600)는 상기 UE(100)에 대응하는 eNB에 대한 정보를 삭제할 수 있다.

또한, 핸드오버 준비 단계에서 타겟 eNB에서 UE(100)에 대한 자원 할당에 실패한 경우, 타겟 eNB는 MME(410)로 핸드오버 실패(Handover Failure) 메시지를 전송할 수 있으며, MME(410)나 eNB(210)로부터 초기화(reset) 메시지를 수신한 경우, 이를 모니터링한 서비스 서버(600)는 이를 기초로 해당 UE(100)에 대한 터널링 정보를 삭제할 수 있게 된다.

서비스 서버(600)가 UE(100)별 터널링 정보를 생성하고 관리하는데 활용 되는 S1 시그널링 메시지, 즉 S1AP 메시지를 정리하면 다음과 같다.

UE 상태	S1 시그널링 메시지
생성	MME로부터 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지가 전달되거나, eNB로부터 상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 대한 응답인 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Request) 메시지가 전달되는 경우
	MME로부터 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지가 전달되거나, eNB로부터 상기 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답인 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지가 전달되는 경우
	eNB로부터 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지가 전달되거나, MME로부터 상기 경로 변경 요청 메시지에 대한 응답인 경로 변경 요청 확인(Path Switch Request Acknowledge) 메시지가 전달되는 경우
변경	MME로부터 무선 접속 베어러 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지가 전달되거나, eNB로부터 상기 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지에 대한 응답인 무선 접속 베어러 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지가 전달되는 경우
	MME로부터 무선 접속 베어러 해제 명령(E-RAB Release Command) 메시지가 전달되는 경우
	eNB로부터 무선 접속 베어러 해제 지시(E-RAB Release Indication) 메시지가 전달되는 경우
해제	MME로부터 단말 컨텍스트 해제 명령(UE Context Release Command) 메시지가 전달되는 경우
	eNB로부터 핸드오버 실패(Handover Failure) 메시지가 전달되는 경우
	MME나 eNB로부터 초기화(Reset) 메시지가 전달되는 경우

이러한 S1 시그널링 메시지를 기초로 터널링 정보가 생성된 것의 예가 도 6에 도시되어 있다.

이러한 UE(100)별 터널링 정보가 생성된 상태에서, 본 발명의 서비스 서버(600)는 상향 방향뿐 아니라 하향 방향으로의 패킷 처리를 수행할 수 있게 된다.

이하에서는 상향 방향 및 하향 방향으로의 패킷 처리 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 상향 방향으로의 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 먼저, UE(100)가 접속된 접속망(200)을 거쳐 코어망(400)으로 IP 패킷을 전달하게 되면(S201), 이를 수신한 접속망(200)의 eNB(210)는 GTP 헤더를 추가하여 GTP 패킷으로 변환하게 된다. 그리고 변환된 GTP 패킷을 코어망(400)으로 전달하게 된다(S205).

접속망(200) 및 코어망(400) 사이에 위치하며, 송수신되는 패킷을 모니터링하고 있던 스위칭 장치(300)는 해당 GTP 패킷의 코어망(400) 전달을 차단하고(S207), 상기 GTP 패킷을 연결된 서비스 서버(600)로 전달한다(S209).

이때, 스위칭 장치(300)는 상기 GTP 패킷이 서비스 서버(600)에 의해 지정된 패킷, 예컨대 지정된 접속망(200)을 거쳐 전달되는 GTP 패킷이거나 외부 서버(700)에서 처리가 가능한 패킷일 경우에만, 선별적으로 서비스 서버(600)로 전달할 수도 있다.

이를 수신한 서비스 서버(600)는 GTP 패킷에서 GTP 헤더를 삭제하여 IP 패킷으로 복원한 후(S211), 복원된 IP 패킷을 외부 서버(700)로 전달하게 된다(S213).

이하, 하향 방향으로의 패킷 처리 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하향 방향으로의 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.

도 1 및 도 8을 참조하면, 서비스 서버(600)는 외부 서버(700)로부터 IP 패킷이 전달되면(S301), 전달된 IP 패킷의 목적지 주소를 확인하여 UE(100)의 IP 주소를 확인한다(S303).

이후에, 서비스 서버(600)는 해당 UE(100)에 대응하여 기 저장된 터널링 정보를 확인하고(S305), 이를 기초로 GTP 헤더를 생성하게 된다(S307). 이때, 서비스 서버(600)는 터널링 정보에서 하향방향 트래픽 전송을 위한 하향방향 기지국 TEID, 하향방향 기지국 IP, 하향방향 서빙 게이트웨이 TEID를 추출하고 이를 이용하여 GTP 헤더를 생성한 후, 생성된 GTP 헤더를 IP 패킷에 부가하여 GTP 패킷으로 변환하게 된다(S309).

그리고, 서비스 서버(600)는 변환된 GTP 패킷을 스위칭 장치(300)를 거쳐(S311), 해당 접속망(200)의 eNB(210)로 전달할 수 있으며, eNB(210)는 수신된 GTP 패킷에서 GTP 헤더를 삭제하여 원래의 IP 패킷으로 복원한 후(S315), 복원된 IP 패킷을 UE(100)로 전달할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법에 대해 설명하였다.

상술한 바와 같은 본 발명의 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 이때, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)과 같은 반도체 메모리를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

본 발명에 의하면, 단말로부터 전달된 패킷 중 접속망 및 코어망 사이에 위치하는 서비스 서버가 지정된 패킷만을 선별적으로 미리 협약된 외부 서버로 전달하고, 그렇지 않을 경우, 코어망으로 전달함으로써, 특화된 통신 서비스의 구현이 가능함과 동시에, 서비스 서버가 미리 단말별로 터널링 정보를 구축하여 관리하고 있는 상태에서, 접속망 또는 코어망의 별다른 설계 변경 없이 상향 방향 및 하향 방향 패킷 처리가 가능하게 된다.

이를 통해 본 발명은 이동통신 서비스 산업의 발전에 이바지할 수 있으며 또한, 본 발명은 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.

100: UE 200: 접속망 210: eNB
300: 스위칭 장치 400: 코어망 410: MME
420: S-GW 430: P-GW 500: 인터넷망
600; 서비스 서버 610: 제1 인터페이스부
620: 제2 인터페이스부 630: 제어부
631: 모니터링 모듈 632: 패킷 처리 모듈
632a: 업링크 처리 모듈 632b: 다운링크 처리 모듈
633: 터널링 관리 모듈 640: 저장부
641: 터널링 정보 700: 외부 서버

Claims

◈청구항 1은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

접속망과 코어망 사이에 연결되며, 상기 접속망과 코어망 간 패킷 송수신을 위한 제1 인터페이스부;
외부 서버와 연결되며, 상기 외부 서버와 패킷 송수신을 위한 제2 인터페이스부; 및
상기 제1 인터페이스부를 통해 단말로부터 제2 형식 패킷이 수신되면, 상기 제2 형식 패킷을 제1 형식 패킷으로 변환하고, 상기 변환된 제1 형식 패킷을 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 외부 서버로 전송하고, 상기 제2 인터페이스부를 통해 상기 외부 서버로부터 단말로 전송되는 제1 형식 패킷이 수신되면, 상기 단말에 대한 터널링 정보를 이용하여 상기 제1 형식 패킷을 제2 형식 패킷으로 변환한 후, 상기 변환된 제2 형식 패킷을 상기 제1 인터페이스부를 통해 전달하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는
상기 제1 인터페이스부를 통해 수신한 접속망의 기지국과 코어망의 이동성 관리 장치 간의 S1 시그널링 메시지로부터 상기 단말에 대한 터널링 정보를 추출하되,
상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지, 상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Response) 메시지, 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지, 상기 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지, 상기 기지국으로부터 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지, 상기 경로 변경 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 이동성 관리 장치에서 상기 기지국으로 전달되는 메시지인 경로 변경 요청 확인(Path Switch Request Acknowledge) 메시지 중 적어도 어느 하나가 검출되면,
상기 단말에 대한 터널링 정보를 추출하고 추출된 상기 터널링 정보를 상기 단말에 대응하여 저장하는 것을 특징으로 하는 서비스 서버.
◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1 항에 있어서,
상기 제1 형식 패킷은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 패킷이며,
상기 제2 형식 패킷은 GTP(General Packet Radio Service Tunneling Protocol) 패킷인 것을 특징으로 하는 서비스 서버.
삭제
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1 항에 있어서,
상기 터널링 정보는
스트림 제어 전송 프로토콜(Stream Control Transmission Protocol), 단말 컨텍스트(UE Context), 베어러(E-RAB) 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 서버.
삭제
◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 무선 접속 베어러 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지 또는 상기 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 무선 접속 베어러 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지가 검출되는 경우, 상기 무선 접속 베어러 설정 요청 메시지 또는 무선 접속 베어러 설정 응답 메시지에서 베어러 정보를 추출하고, 상기 단말에 대한 터널링 정보에 상기 추출된 베어러 정보를 추가하며,
상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 무선 접속 베어러 해제 명령(E-RAB Release Command) 메시지 또는 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전송되는 무선 접속 베어러 해제 지시(E-RAB Release Indication) 메시지가 검출되는 경우, 상기 단말에 대한 터널링 정보 중 베어러 정보를 삭제하는 것을 특징으로 하는 서비스 서버.
◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 단말 컨텍스트 해제 명령(UE Context Release Command) 메시지, 상기 기지국으로부터 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 핸드오버 실패(Handover Failure) 메시지, 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 또는 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 초기화(Reset) 메시지 중 적어도 어느 하나가 검출되면,
상기 단말에 대한 터널링 정보를 삭제하는 것을 특징으로 하는 서비스 서버.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제4 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 단말에 대한 터널링 정보 중 제2 형식 헤더로 사용하기 위한 기지국 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier), 기지국 IP, 서빙 게이트웨이 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier)를 추출하여 상기 단말에 대한 제2 형식 헤더를 생성한 후, 생성한 상기 제2 형식 헤더를 상기 제1 형식 패킷에 부가하여 제2 형식 패킷으로 변환하는 것을 특징으로 하는 서비스 서버.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

스위칭 장치 및 외부 서버 사이에 위치하며, 단말로부터 제2 형식 패킷이 상기 스위칭 장치로부터 수신되면, 상기 제2 형식 패킷을 제1 형식 패킷으로 변환하고, 상기 변환된 제1 형식 패킷을 상기 외부 서버로 전송하고, 상기 외부 서버로부터 단말로 전송되는 제1 형식 패킷이 수신되면, 상기 단말에 대한 터널링 정보를 이용하여 상기 제1 형식 패킷을 제2 형식 패킷으로 변환한 후, 상기 변환된 제2 형식 패킷을 상기 단말로 전송하기 위해 상기 스위칭 장치로 전달하는 서비스 서버; 및
접속망과 코어망 사이에 위치하며, 상기 접속망 및 코어망 사이에 송수신되는 패킷을 상기 서비스 서버의 제어에 따라 상기 서비스 서버로 전달하고, 상기 서비스 서버로부터 전달되는 패킷을 상기 단말로 전송하는 스위칭 장치;를 포함하고,
상기 서비스 서버는
상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 S1 시그널링 메시지로부터 상기 단말에 대한 터널링 정보를 추출하되,
상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지, 상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Response) 메시지, 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지, 상기 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지, 상기 기지국으로부터 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지, 상기 경로 변경 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 이동성 관리 장치에서 상기 기지국으로 전달되는 메시지인 경로 변경 요청 확인(Path Switch Request Acknowledge) 메시지 중 적어도 어느 하나가 검출되면,
상기 단말에 대한 터널링 정보를 추출하고 추출된 상기 터널링 정보를 상기 단말에 대응하여 저장하는 것을 특징으로 하는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 시스템.
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제9 항에 있어서,
상기 스위칭 장치는 상기 서비스 서버의 제어에 따라 단말이 코어망으로 전달하는 패킷 중 지정된 접속망의 기지국의 정보를 포함하는 패킷 또는 상기 서비스 서버와 연동된 외부 서버에서 처리가 가능한 패킷을 선별하여 상기 선별된 패킷을 상기 서비스 서버로 전달하는 것을 특징으로 하는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 시스템.
접속망과 코어망 사이에 위치하여 상기 접속망 및 코어망 간 송수신되는 패킷을 모니터링하고, 외부 서버와 연결되는 서비스 서버에 있어서,
상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신되는 S1 시그널링 메시지를 추출하는 단계;
상기 추출된 메시지를 이용하여 단말에 대한 터널링 정보를 추출하여 저장하는 단계;
상기 외부 서버로부터 단말로 전송되는 제1 형식 패킷을 수신하는 단계;
상기 단말에 대한 터널링 정보를 이용하여 제2 형식 헤더를 생성하는 단계;
생성한 상기 제2 형식 헤더를 상기 제1 형식 패킷에 부가하여 제2 형식 패킷으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 제2 형식 패킷을 상기 단말로 전송하기 위해 상기 접속망으로 전달하는 단계;를 포함하고,
상기 터널링 정보를 추출하여 저장하는 단계는
상기 접속망의 기지국과 상기 코어망의 이동성 관리 장치 간의 송수신된 S1 시그널링 메시지 중 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지, 상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Response) 메시지, 상기 이동성 관리 장치로부터 상기 기지국으로 전달되는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지, 상기 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 기지국에서 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 메시지인 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지, 상기 기지국으로부터 상기 이동성 관리 장치로 전달되는 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지, 상기 경로 변경 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 이동성 관리 장치에서 상기 기지국으로 전달되는 메시지인 경로 변경 요청 확인(Path Switch Request Acknowledge) 메시지 중 적어도 어느 하나가 검출되면,
상기 단말에 대한 터널링 정보를 추출하고 추출된 상기 터널링 정보를 상기 단말에 대응하여 저장하는 것을 특징으로 하는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법.
삭제
제11 항에 있어서,
상기 제2 형식 헤더를 생성하는 단계는
상기 단말에 대한 터널링 정보 중 제2 형식 헤더로 사용하기 위한 기지국 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier), 기지국 IP, 서빙 게이트웨이 TEID(Tunnel Endpoint IDentifier)를 추출하는 것을 특징으로 하는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법.
제11 항에 있어서,
상기 접속망을 통해 단말이 전송한 제1 형식 패킷에 제2 형식 헤더가 부가된 제2 형식 패킷을 수신하는 단계;
상기 수신된 제2 형식 패킷에 상기 제2 형식 헤더를 제거하여 상기 제1 형식 패킷으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 제1 형식 패킷을 상기 외부 서버로 전달하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 브레이크 아웃을 위한 패킷 처리 방법.