KR102236195B1 - 네트워크 가상화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

네트워크 가상화 방법 및 장치가 개시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 가상화 장치는, 가상 네트워크의 터널 종단점 정보를 수집하고, 상기 수집한 터널 종단점 정보를 바탕으로 각 터널 종단점과 터널을 연결하는 터널 관리부, 터널 패킷을 수신하여 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하여 도메인 VSI(virtual switching instance)로 전달하는 터널 패킷 종단부, 상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷에 대하여 L2 스위칭을 수행하여 터널 패킷 생성부로 전달하는 도메인 VSI 및 상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대하여 터널 헤더를 추가하여 새로운 터널 패킷을 생성하고, 상기 새로운 터널 패킷을 전송하는 터널 패킷 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

네트워크 가상화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR NETWORK VIRTUALIZATION}
본 발명은 네트워크에 관한 것으로써 보다 상세하게는 멀티 도메인 네트워크 가상화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 IT(information technology) 추세는 서버 가상화, 가상 머신(virtual machine, VM) 기반의 컴퓨팅, IT 자원의 데이터 센터 집중, 그리고 네트워크의 가상화(network virtualization)이다. 네트워크 가상화는 물리 네트워크 위에 필요에 따라 다수의 가상 네트워크를 생성하고 삭제를 가능하게 하는 기술로써 가상 머신 사이의 네트워크 구성을 위해 주로 활용될 수 있다. 일반적으로 사용되는 오버레이(overlay) 기반 가상 네트워크는 하나의 2 계층 네트워크로써 하부의 3계층 네트워크 위에 오버레이 방식으로 구현될 수 있다. 오버레이 기반의 가상 네트워크에서는 가상 머신에서 주고 받는 2계층 이더넷 프레임에 3계층 IP(internet protocol) 헤더를 붙이는 터널링을 수행할 수 있다.
대표적인 오버레이 기반의 네트워크 가상화는 VXLAN(virtual extensible local area network)과 NVGRE(network virtualization using generic routing encapsulation)가 있다. VXLAN과 NVGRE는 서버 간에 터널을 연결해서 가상 2계층 네트워크를 만들 수 있다.이를 위해서는 서버나 게이트웨이에서 구현되는 터널 종단점(TEP:Tunnel End Point) 간에 풀-메쉬(full-mesh) 터널을 설정해야 한다. N개 터널 종단점 사이에 풀-매쉬 터널을 설정한다면 Nx(N-1)개의 터널이 필요하다. 따라서, 확장성에 제약을 받을 수 밖에 없기 때문에 VXLAN이나 NVGRE를 적용할 수 있는 네트워크 크기(네트워크 노드 수)에 제약이 생길 수 있다는 문제점이 있다.
구체적으로, N이 크면 설정의 복잡도가 급격히 증가하고, 터널 종단점에서 설정이 가능한 터널 수의 제약, 하나의 네트워크 가상화 매니저(Network Virtualization Manager)가 관리할 수 있는 터널의 수의 제약 등 때문에 네트워크 가상화 도메인은 적정 규모 이하가 되어야 한다. 이러한 이유로 인해 일반적으로 하나의 네트워크 가상화 도메인은 하나의 IDC(Internet Data Center) 이내에 국한되기 쉽다. 그런데 지리적으로 떨어진 복수개의 IDC에 걸친 가상 네트워크의 필요성이 존재하나, 기존의 네트워크 가상화 방식으로는 확장성이 부족하기 때문에 이러한 요구사항을 지원하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.
본 발명은 오버레이 기반의 가상 네트워크에 대해 확장성을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 가상화 장치는, 가상 네트워크의 터널 종단점 정보를 수집하고, 상기 수집한 터널 종단점 정보를 바탕으로 각 터널 종단점과 터널을 연결하는 터널 관리부, 터널 패킷을 수신하여 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하여 도메인 VSI(virtual switching instance)로 전달하는 터널 패킷 종단부, 상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷에 대하여 L2 스위칭을 수행하여 터널 패킷 생성부로 전달하는 도메인 VSI 및 상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대하여 터널 헤더를 추가하여 새로운 터널 패킷을 생성하고, 상기 새로운 터널 패킷을 전송하는 터널 패킷 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 가상화 장치의 동작 방법은, 가상 네트워크의 터널 종단점 정보를 수집하고, 상기 수집한 터널 종단점 정보를 바탕으로 각 터널 종단점과 터널을 연결하는 단계, 터널 패킷을 수신하여 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하는 단계, 상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷에 대하여 L2 스위칭을 수행하는 단계 및 상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대하여 터널 헤더를 추가하여 새로운 터널 패킷을 생성하고, 상기 새로운 터널 패킷을 전송하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 네트워크 가상화 방법은, 도메인 터널 종단점과 적어도 하나 이상의 에지 터널 종단점으로 구성된 네트워크 가상 도메인을 적어도 두 개 이상 생성하는 단계 및 상기 각 네트워크 가상 도메인의 터널 종단점 간에 L3 터널을 이용하여 풀-메쉬(full-mesh)로 연결하는 단계를 포함하고, 상기 도메인 터널 종단점과 상기 적어도 하나 이상의 에지 터널 종단점은 L3 터널을 기반으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 멀티 도메인 네트워크 가상화 방법 및 장치를 사용함으로써 L3 터널로 구성하는 오버레이 기반 가상 네트워크에서 확장성을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 풀-메쉬(full-mesh) 터널 방식으로 만들 수 있는 적정 규모의 네트워크 가상화 도메인(domain)을 복수 개 만들고, 각 도메인마다 도메인 터널 종단점(Domain Tunnel End Point)을 두고, 도메인 터널 종단점 간의 풀-메쉬 연결을 추가하는 것만으로 다수의 도메인을 통합한 대규모의 하나의 네트워크 가상화 도메인을 만들 수 있다. 이를 통해 네트워크 가상화 도메인에 필요한 터널의 수를 크게 줄여 대규모의 네트워크 가상화 도메인을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 가상화 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2a, 2b 및 2c는 본 발명의 실시예에 따른 패킷을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도메인 터널 종단점을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도메인 터널 종단점에서의 패킷 처리 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도메인 VSI에서 수행되는 L2 스위칭을 나타낸 순서도이다.
도 6a 및 도6b는 본 발명의 실시예에 따른 도메인 VSI에서의 플로딩을 나타낸 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 가상화 방법을 나타낸 개념도이다.
도 1에서는 오버레이 L3 터널 방식으로 구현이 가능한 적정 규모를 가진 복수개의 네트워크 가상화 도메인(network virtualization domain)(110, 120, 130, 140)을 상호 간에 연결하여 하나의 상위 네트워크 가상화 도메인으로 만드는 방법에 대해 게시한다.
도 1을 참조하면, 복수개의 네트워크 가상화 도메인(110, 120, 130, 140) 상호간에 연결이 될 수 있다. 각각의 네트워크 가상화 도메인(110, 120, 130, 140)은 복수개의 에지 터널 종단점(Edge Tunnel End Point)(113, 123, 133, 143) 및 적어도 하나의 도메인 터널 종단점(Domain Tunnel End Point)(116, 126, 136, 146)을 포함할 수 있다. 네트워크 가상화 관리부(network virtualization manager)(100)는 각각의 네트워크 가상화 도메인에 에지 터널 종단점 및 도메인 터널 종단점을 설정하고 관리하기 위해 구현될 수 있다. 네트워크 관리 가상화 관리부(100)를 기반으로 본 발명의 실시예에 따른 멀티 도메인 네트워크 가상화가 수행될 수 있다. 구체적으로 네트워크 가상화 관리부(또는 네트워크 가상화 장치)는 프로세서를 기반으로 각각의 네트워크 가상화 도메인을 설정하여 멀티 도메인 네트워크의 가상화를 수행할 수 있다.
에지 터널 종단점(113, 123, 133, 143)은 가상 머신을 가진 서버나 레거시 망을 연결해주는 게이트웨이에 해당하며 기존의 오버레이 기반 네트워크 가상화 방식에서의 터널 종단점을 지시할 수 있다. 예를 들어, VXLAN에서는 VTEP(VXLAN Tunnel End Point)이 에지 터널 종단점(113, 123, 133, 143)일 수 있다. 하나의 네트워크 가상화 도메인에서 에지 터널 종단점(113, 123, 133, 143) 간은 풀-메쉬로 유니캐스트 터널을 기반으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 오버레이 L3 터널 방식으로 만들 수 있는 적정 규모의 네트워크 가상화 도메인 각각(110, 120, 130, 140)에 도메인 터널 종단점(116, 126, 136, 146)을 구현하여 네트워크를 가상화할 수 있다. 도메인 터널 종단점(116, 126, 136, 146)은 네트워크 가상화 도메인(110, 120, 130, 140) 내의 모든 에지 터널 종단점(113, 123, 133, 143)과 각각 터널로 연결될 수 있다. 그리고 네트워크 가상화 도메인(110, 120, 130, 140) 각각의 도메인 터널 종단점(116, 126, 136, 146) 간에도 풀-메쉬로 L3 터널이 설정될 수 있다.
각각의 터널은 모두 같은 구조이며, 터널링된 패킷 구조는 에지 터널 종단점에서 에지 터널 종단점으로 전달되는 패킷, 에지 터널 종단점에서 도메인 터널 종단점으로 전달되는 패킷, 도메인 터널 종단점에서 도메인 터널 종단점으로 전달되는 패킷이 존재할 수 있다. 아래의 도 2에서는 각 종단점에서 전달되는 패킷에 대해 게시한다.
도 2a, 2b 및 2c는 본 발명의 실시예에 따른 패킷을 나타낸 개념도이다.
도 2의 (a)는 에지 터널 종단점에서 다른 에지 터널 종단점으로 전달되는 패킷, 도 2의 (b)는 에지 터널 종단점에서 도메인 터널 종단점으로 전달되는 패킷, 도 2의 (c)는 도메인 터널 종단점에서 다른 도메인 터널 종단점으로 전달되는 패킷을 지시한다.
도 2를 참조하면, 모든 터널 패킷은 오리지널 패킷(original packet)과 터널 헤더(tunnel header)를 포함할 수 있다. 오리지널 패킷은 L2 계층으로 인한 L2 헤더, L3 계층으로 인한 L3 헤더 및 전송되는 데이터가 포함되는 페이로드를 포함할 수 있다.
터널 헤더는 오리지널 패킷에 포함된 L2 헤더의 전단에 패킷이 속한 가상 네트워크를 의미하는 VNID(Virtual Network Identifier)를 담은 VN 헤더를 포함할 수 있다. 터널 헤더는 VN 헤더 앞에 L3 터널 헤더를 포함할 수 있다. L3 터널 헤더는 L3 DA(destination address) 헤더 및 L3 SA(source address) 헤더를 포함할 수 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 에지 터널 종단점 간 패킷의 경우, L3 터널 헤더는 L3 SA 헤더는 오리지널 패킷을 송신한 에지 터널 종단점의 L3 주소, L3 DA 헤더는 오리지널 패킷을 수신한 에지 터널 종단점의 L3 주소를 포함할 수 있다. 즉, L3 DA 헤더는 오리지널 패킷의 실제 목적 호스트와 연결된 목적지 에지 터널 종단점의 L3 주소를 포함할 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 에지 터널 종단점에서 도메인 터널 종단점으로 향하는 패킷의 경우, L3 SA 헤더는 패킷을 송신한 에지 터널 종단점의 L3 주소를 포함하고 L3 DA 헤더는 패킷이 전송되는 도메인 터널 종단점의 L3 주소를 포함할 수 있다.
도 2의 (c)를 참조하면, 도메인 터널 종단점 간에 주고 받는 패킷의 경우, 패킷의 L3 SA 헤더는 패킷을 전송하는 도메인 터널 종단점의 L3 주소를 포함하고, L3 DA 헤더는 패킷의 목적지에 대응되는 도메인 터널 종단점의 L3 주소를 포함할 수 있다.
특정 네트워크 가상 도메인에 포함된 에지 터널 종단점에서 도메인 터널 종단점으로 패킷이 송신되고, 패킷이 다시 다른 가상 네트워크 도메인의 도메인 터널 종단점으로 전송되는 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 실시예에 따르면 패킷의 L3 터널 헤더는 도메인 터널 종단점을 거치면서 도 2의 (b)에서 도 2의 (c)로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 에지 터널 종단점은 다른 도메인에 속한 모든 에지 터널 종단점과 풀-메쉬로 터널을 연결하지 않고 도메인 터널 종단점과 하나의 터널만 만들어서, 논리적으로는 서로 다른 도메인에 속한 모든 에지 터널 종단점 간에 풀-메쉬 터널로 연결된 것 처럼 동작할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 가상 네트워크 도메인에 포함되는 각 도메인 터널 종단점이 터널을 스위칭해서 다른 모든 에지 터널 종단점과 터널이 연결되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도메인 터널 종단점을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 도메인 터널 종단점은 터널 관리부(300)와 도메인 VSI(Domain Virtual Switching Instance) 관리부(310), 다수의 도메인 VSI(320, 330), 터널 패킷 종단부(340)와 터널 패킷 생성부(350)를 포함할 수 있다.
터널 관리부(300)는 가상 네트워크 도메인 내의 모든 에지 터널 종단점과 도메인 터널 종단점 사이에, 그리고 다른 도메인 터널 종단점과 해당 도메인 터널 종단점 사이에 터널을 연결하고 연결한 터널을 관리하기 위해 구현될 수 있다. 터널 관리부(300)는 운용자의 설정 또는 프로토콜에 의해 전달된 도메인 내의 모든 에지 터널 종단점 정보와 다른 도메인 터널 종단점 정보를 수신할 수 있다.
또한, 터널 관리부(300)는 수신한 에지 터널 종단점 정보와 도메인 터널 종단점 정보를 기반으로 도메인 내의 각 에지 터널 종단점과 개별 터널을 연결하고, 다른 도메인 터널 종단점과도 풀 메쉬로 터널을 연결할 수 있다. 각 종단점 간의 터널은 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 두 터널 종단점 간에 하나의 터널을 생성하고 모든 VNID에 속한 패킷을 생성된 하나의 터널을 통해 전달할 수도 있다. 또 다른 방법으로 두 터널의 종단점 간에 VNID 별로 터널을 복수개 만들어서 복수개의 터널을 통해 패킷을 전달할 수도 있다.
터널 관리부(300)는 생성한 터널의 종단점이 에지 터널 종단점인 경우, 각 도메인 VSI(320, 330)에 해당 에지 터널 종단점과 연계된 에지 가상 포트(edge virtual port)를 생성할 수 있다. 터널 관리부(300)는 생성한 터널의 종단점이 도메인 터널 종단점인 경우, 각 도메인 VSI(320, 330)에 해당 도메인 터널 종단점과 연계된 도메인 가상 포트(domain virtual port)를 생성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 가상 포트는 터널의 종단점이 속해있는 각각의 VNID에 대응되는 도메인 VSI(320, 330)에 가상 포트를 생성하거나 또는 관리의 편리성을 위해서 도메인터널 종단점 내의 모든 도메인 VSI(320, 330)에 터널 종단점 별로 가상 포트를 생성할 수 있다.
도메인 VSI 관리부(310)는 외부로부터 전달된 가상 네트워크 식별자를 수신하여 수신한 VNID에 대응되는 도메인 VSI를 생성할 수 있다. 망 전체의 네트워크 가상화를 관리하는 네트워크 가상화 관리부(network virtualization manager)가 가상 네트워크를 생성하게 되면, 네트워크 가상화 관리부는 생성된 가상 네트워크의 식별자인 VNID(virtual network identifier)에 대한 정보를 각 도메인 터널 종단점으로 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도메인 VSI 관리부(320)는 이러한 VNID를 수신하여 그에 대응되는 도메인 VSI를 생성하는 것이다.
도메인 VSI(320, 330)는 VNID 별로 존재할 수 있다. 도메인 VSI(320, 330)는 수신한 패킷의 오리지널 L2 헤더를 기반으로 도메인 VSI(320, 330)에 적용되는 변형된 L2 스위칭 규칙에 따라서 스위칭을 수행하여 패킷을 목적지 터널 종단점과 연계된 목적지 가상 포트로 전달할 수 있다. 즉, 오리지널 목적지 호스트가 다른 네트워크 가상화 도메인에 있는 경우, 도메인 VSI(320, 330)에서는 스위칭을 기반으로 오리지널 목적지 호스트가 있는 네트워크 가상화 도메인의 도메인 터널 종단점과 연계된 가상 포트로 패킷을 출력하여 터널 패킷 생성부(350)로 패킷을 전달할 수 있다. 그리고, 목적지 호스트가 동일 가상화 도메인에 있는 경우, 도메인 VSI(320,330)에서는 L2 스위칭을 수행하여 목적지 호스트가 속한 에지 터널 종단점과 연계된 가상 포트로 패킷을 출력하여 터널 패킷 생성부(350)로 패킷을 전달할 수 있다.
터널 패킷 종단부(340)는 입력된 패킷의 터널 헤더로부터 VNID 및 송신 터널 종단점의 L3 주소에 대한 정보를 획득할 수 있다. 터널 패킷 종단부(340)는 패킷의 VNID에 해당하는 도메인 VSI에 패킷을 전달할 수 있다.
터널 패킷 생성부(350)는 수신 패킷의 도메인 VSI 정보에서 VNID를 알아내어 수신 패킷에 VN 헤더를 포함시킬 수 있다. 구체적으로 터널 패킷 생성부(350)는 도메인 VSI 출력 가상 포트 정보로부터 목적지 터널 종단점의 L3 주소를 알아내어 터널 L3 헤더를 생성하고 생성된 헤더를 붙여서 새로운 터널 패킷을 완성시킨 후에 다른 가상 네트워크 도메인으로 전달할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도메인 터널 종단점에서의 패킷 처리 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 터널 패킷 종단부에서 도메인 VSI로 패킷을 전달한다(단계 S400).
터널 패킷 종단부는 외부로부터 수신한 터널 패킷의 터널 헤더로부터 터널 종단점의 L3 주소와 패킷에 대응되는 VNID에 대한 정보를 획득할 수 있다. 터널 패킷 종단부는 도메인 VSI에서 패킷의 L2 헤더를 기반으로 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 수정할 수 있다. 터널 패킷 종단부는 수정한 패킷을 VNID와 연계된 도메인 VSI로 전송할 수 있다. 이때, 패킷은 송신 L3 주소와 1:1로 맵핑되어 있는 가상 포트로 입력될 수 있다.
도메인 VSI가 패킷에 대해 L2 스위칭을 수행한다(단계 S410).
도메인 VSI는 패킷에 포함된 L2 헤더를 기반으로 변형된 L2 스위칭을 수행할 수 있다. 도메인 VSI에서 L2 스위칭을 기반으로 한 패킷 처리는 패킷의 L2 소스 주소, L2 목적지 주소를 기반으로 수행될 수 있다. 도메인 VSI에서 패킷에 대해 L2 스위칭이 수행되는 방법에 대해서는 구체적으로 후술한다.
도메인 VSI에서 터널 패킷 생성부로 패킷을 전송한다(단계 S420).
L2 스위칭을 수행한 패킷은 목적지 가상 포트에 따라 해당 도메인 내의 에지 터널 종단점 또는 다른 가상 네트워크 도메인의 도메인 터널 종단점로 전달되기 위해 터널 패킷 생성부로 전달된다.
터널 패킷 생성부에서 패킷에 터널 헤더를 추가하여 전송한다(단계 S430).
도메인 VSI에서 스위칭된 패킷은 터널 패킷 생성부에서 터널 헤더를 붙여서 외부로 전송될 수 있다. 패킷에 추가되는 터널 헤더의 VN 헤더는 패킷을 스위칭한 도메인 VSI의 VNID를 기반으로 생성될 수 있다. 또한, 터널 패킷 생성부에서 생성되는 터널 헤더의 L3 SA 헤더는 현재 도메인 터널 종단점의 주소를 포함하고, 터널 헤더의 L3 DA 헤더는 패킷의 도메인 VSI 출력 가상 포트 정보로부터 획득된 다른 도메인 터널 종단점, 또는 동일 도메인 내의 목적지 에지 터널 종단점의 주소가 포함될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도메인 VSI에서 수행되는 L2 스위칭을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 도메인 VSI는 입력된 패킷의 L2 SA에 대한 정보를 획득한다(단계 S500).
도메인 VSI는 입력된 패킷의 L2 DA가 이미 알고 있는 유니캐스트 주소인지 여부를 판단한다(단계 S510).
L2 DA가 도메인 VSI에 이미 러닝된 유니캐스트 주소인 경우, 도메인 VSI에서 해당 가상 포트를 찾아서 해당 가상 포트로 패킷을 전달할 수 있다(단계 S520).
반대로 목적지 L2 주소가 알 수 없는 유니캐스트 주소이거나, 목적지 L2가 멀티캐스트, 브로드캐스트를 지시하는 경우, 입력 가상 포트 타입에 따라 변형된 플로딩(flooding) 방법을 결정할 수 있다(단계 S530).
만약, 입력 가상 포트 타입이 에지 가상 포트인 경우, 도메인 VSI 내의 모든 도메인 가상 포트에게만 플로딩을 수행한다(단계 S540).
만약, 입력 가상 포트 타입이 도메인 가상 포트인 경우, 도메인 VSI 내의 모든 에지 가상 포트에게만 플로딩을 수행한다(단계 S550).
도 6a 및 도6b는 본 발명의 실시예에 따른 도메인 VSI에서의 플로딩을 나타낸 개념도이다.
도 6a 및 도6b를 참조하면, 입력 가상 포트 타입이 에지 가상 포트라면 에지 가상 포트로는 플로딩을 수행하지 않고 도메인 가상 포트로만 플로딩을 수행할 수 있다. 반대로 입력 가상 포트 타입이 도메인 가상 포트일 때는 같은 타입인 도메인 가상 포트로는 플로딩하지 않고 에지 가상 포트로만 플로딩할 수 있다. 이러한 변형 플로딩 규칙은 플로딩에 의한 포워딩 루프(forwarding loop) 생성을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 도메인 네트워크 가상화 방법을 사용함으로써 L3 터널로 구성하는 오버레이 기반 네트워크 가상화 방법의 확장성을 제공할 수 있다. 즉, 풀-메쉬 L3 오버레이 터널 방식으로 만들 수 있는 적정 규모의 네트워크 가상화 도메인을 복수개 생성하고, 각 도메인마다 도메인 터널 종단점(Domain Tunnel End Point)을 두고, 도메인 터널 종단점간의 풀-메쉬 연결을 수행하는 것 만으로 다수의 도메인을 통합한 대규모의 하나의 네트워크 가상화 도메인을 생성할 수 있다. 이를 통해 네트워크 가상화 도메인에 필요한 터널의 수를 크게 줄여 대규모의 네트워크 가상화 도메인을 구축할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 네트워크 가상화 장치에 있어서,
    네트워크 가상화 도메인의 터널 종단점 정보를 수집하고, 상기 수집한 터널 종단점 정보를 바탕으로 각 터널 종단점과 터널을 연결하는 터널 관리부;
    터널 패킷을 수신하여 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하여 도메인 VSI(virtual switching instance)로 전달하는 터널 패킷 종단부;
    상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷에 대하여 L2 스위칭을 수행하여 터널 패킷 생성부로 전달하는 도메인 VSI; 및
    상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대하여 터널 헤더를 추가하여 새로운 터널 패킷을 생성하고, 상기 새로운 터널 패킷을 전송하는 터널 패킷 생성부
    를 포함하고,
    상기 네트워크 가상화 도메인 내 터널 종단점들은 상기 새로운 터널 패킷을 이용한 유니캐스트 터널을 통해 다른 네트워크 가상화 도메인 내 터널 종단점들에 연결되는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도메인 VSI는, 상기 L2 스위칭 수행 시,
    상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷에 대하여 L2 SA(source address) 정보를 획득하고,
    상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷의 L2 DA(destination address) 정보가 이미 러닝된 유니캐스트 주소인지 여부를 판단하며,
    상기 L2 DA 정보가 이미 러닝된 유니캐스트 주소가 아니거나 멀티캐스트 또는 브로드캐스트를 지시하는 경우, 입력 가상 포트 타입을 기반으로 한 플로딩을 수행하되,
    상기 플로딩은 상기 입력 가상 포트 타입이 에지 가상 포트인 경우, 상기 도메인 VSI 내의 모든 도메인 가상 포트에게만 수행되고, 상기 입력 가상 포트 타입이 도메인 가상 포트인 경우, 상기 도메인 VSI 내의 모든 에지 가상 포트에게만 수행되는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도메인 VSI는, 상기 L2 스위칭 수행 시,
    상기 L2 DA 정보가 이미 러닝된 유니캐스트 주소인 경우, 상기 유니캐스트 주소에 대응되는 목적지 가상 포트로 상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷을 전달하고, 상기 목적지 가상 포트로부터 상기 패킷의 목적지 터널 종단점의 L3 주소를 획득하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터널 패킷 종단부는,
    수신한 상기 터널 패킷의 터널 헤더로부터 상기 터널 패킷의 VNID 및 송신 터널 종단점의 L3 주소 정보를 획득하고,
    상기 터널 패킷을 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하며,
    상기 송신 터널 종단점과 연계된 가상포트를 통해 상기 VNID에 대응되는 도메인 VSI에 상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷을 전달하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터널 패킷 생성부는,
    상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대해, 상기 도메인 VSI에 대응되는 VNID를 포함하는 VN 헤더(Virtual Network Header)와 상기 L2 스위칭을 수행한 패킷의 목적지 가상 포트로부터 획득한 목적지 터널 종단점 L3 주소를 바탕으로 L3 터널 헤더를 생성하고, 상기 VN 헤더와 상기 L3 터널 헤더를 상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 결합하여 전송하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    망 전체의 네트워크 가상화를 관리하는 네트워크 가상화 관리부(network virtualization manager)로부터 가상 네트워크의 VNID(Virtual Network ID)를 수신하여 그에 대응하는 도메인 VSI(Domain Virtual Switching Instance)를 생성하는 도메인 VSI 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치,
  7. 네트워크 가상화 장치의 동작 방법에 있어서,
    네트워크 가상화 도메인의 터널 종단점 정보를 수집하고, 상기 수집한 터널 종단점 정보를 바탕으로 각 터널 종단점과 터널을 연결하는 단계;
    터널 패킷을 수신하여 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하는 단계;
    상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷에 대하여 L2 스위칭을 수행하는 단계;
    상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대하여 터널 헤더를 추가하여 새로운 터널 패킷을 생성하고, 상기 새로운 터널 패킷을 전송하는 단계; 및
    상기 새로운 터널 패킷을 이용한 유니캐스트 터널을 통해 상기 네트워크 가상화 도메인 내 터널 종단점들을 다른 네트워크 가상화 도메인 내 다른 터널 종단점들에 연결하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치의 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 L2 스위칭 수행하는 단계는,
    상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷에 대하여 L2 SA(source address) 정보를 획득하는 단계;
    상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷의 L2 DA(destination address) 정보가 이미 러닝된 유니캐스트 주소인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 L2 DA 정보가 이미 러닝된 유니캐스트 주소가 아니거나 멀티캐스트 또는 브로드캐스트를 지시하는 경우, 입력 가상 포트 타입을 기반으로 한 플로딩을 수행하되,
    상기 플로딩은 상기 입력 가상 포트 타입이 에지 가상 포트인 경우, 도메인 VSI 내의 모든 도메인 가상 포트에게만 수행되고, 상기 입력 가상 포트 타입이 도메인 가상 포트인 경우, 상기 도메인 VSI 내의 모든 에지 가상 포트에게만 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷의 상기 L2 DA(destination address) 정보가 이미 러닝된 유니캐스트 주소인지 여부를 판단하는 단계에서,
    상기 L2 DA 정보가 이미 러닝된 유니캐스트 주소인 경우, 상기 유니캐스트 주소에 대응되는 목적지 가상 포트로 상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷을 전달하고, 상기 목적지 가상 포트로부터 상기 패킷의 목적지 터널 종단점의 L3 주소를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치의 동작 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 터널 패킷을 수신하여 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하는 단계 는,
    수신한 상기 터널 패킷의 터널 헤더로부터 상기 터널 패킷의 VNID 및 송신 터널 종단점의 L3 주소 정보를 획득하는 단계;
    상기 터널 패킷을 L2 스위칭을 할 수 있도록 패킷을 처리하는 단계; 및
    상기 송신 터널 종단점과 연계된 가상포트를 통해 상기 VNID에 대응되는 도메인 VSI에 상기 L2 스위칭을 할 수 있도록 처리된 패킷을 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치의 동작 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대하여 터널 헤더를 추가하여 새로운 터널 패킷을 생성하고, 상기 새로운 터널 패킷을 전송하는 단계는,
    상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 대해, 도메인 VSI에 대응되는 VNID를 포함하는 VN 헤더(Virtual Network Header)와 상기 L2 스위칭을 수행한 패킷의 목적지 가상 포트로부터 획득한 목적지 터널 종단점 L3 주소를 바탕으로 L3 터널 헤더를 생성하는 단계; 및
    상기 VN 헤더와 상기 L3 터널 헤더를 상기 L2 스위칭을 수행한 패킷에 결합하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치의 동작 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    네트워크 가상화 도메인 내의 터널 종단점 정보를 수집하고, 상기 수집한 터널 종단점 정보를 바탕으로 각 터널 종단점과 터널을 연결하는 단계 전에,
    망 전체의 네트워크 가상화를 관리하는 네트워크 가상화 관리부(network virtualization manager)로부터 가상 네트워크의 VNID(Virtual Network ID)를 수신하여 그에 대응하는 도메인 VSI(Domain Virtual Switching Instance)를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 가상화 장치의 동작 방법.
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