KR102256447B1 - Network management apparatus and method for latency critical services on software defined network environment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 네트워크 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 소프트웨어 정의 네트워크 환경에서 지연 민감 서비스를 위해 레이턴시를 예측할 수 있는 네트워크 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a network management apparatus and method, and to a network management apparatus and method capable of predicting latency for a delay sensitive service in a software defined network environment.
정보 통신 기술의 발전으로 인해 네트워크 트래픽이 폭발적으로 증가됨에 따라 네트워크에 요구되는 데이터 처리 용량 또한 급격하게 증대되고 있으며, 이에 관리되어야 하는 네트워크 장비의 숫자 또한 크게 증가되고 있다. 그러나 기존에는 네트워크 상의 수많은 네트워크 장비들 각각을 개별적으로 관리해야 함에 따라 네트워크 관리가 어렵다는 문제가 있으며 이로 인해 네트워크의 확장, 업데이트, 설정 변경 등이 용이하지 않다.As network traffic explosively increases due to the development of information and communication technology, the data processing capacity required for the network is also rapidly increasing, and the number of network equipment to be managed is also increasing significantly. However, in the past, there is a problem that network management is difficult as each of the numerous network devices on the network must be individually managed, and it is not easy to expand, update, change settings, etc. of the network.
이러한 한계를 극복하기 위해 물리 네트워크 인프라를 공용으로 이용하되, 이용 목적에 따라 독립된 가상의 네트워크 환경을 생성하여 제공하는 네트워크 가상화(network virtualization) 개념이 도입되었다. 특히 최근에는 소프트웨어 프로그래밍을 통해 네트워크를 제어할 수 있도록 하는 소프트웨어 정의 네트워킹(Software Defined networking: 이하 SDN)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. SDN은 네트워크 제어 기능이 스위치나 라우터 등의 물리적 네트워크와 분리되어, 네트워크 자체를 소프트웨어적으로 프로그램 가능하게 함으로써 네트워크를 유연하게 구성할 수 있으며, 변경이 용이하다는 장점이 있다. 즉 SDN 에서는 네트워크 관리자가 다수의 네트워크 스위치를 개별적으로 관리하지 않고, 소프트웨어적인 프로그래밍을 통해 다수의 네트워크 스위치의 제어 설정을 용이하게 변경할 수 있다.In order to overcome these limitations, the concept of network virtualization was introduced in which a physical network infrastructure is commonly used, but an independent virtual network environment is created and provided according to the purpose of use. In particular, recently, research on software defined networking (SDN) that enables network control through software programming has been actively conducted. SDN has the advantage that the network control function is separated from the physical network such as a switch or router, and the network itself can be programmed in software, so that the network can be flexibly configured and change is easy. In other words, in SDN, a network administrator does not individually manage a plurality of network switches, and can easily change the control settings of a plurality of network switches through software programming.
이와 같이 SDN을 이용하는 경우, 네트워크 상의 각종 장치들에 대한 동적 제어가 가능하여 빠른 네트워크 재설정이 가능하지만, 기존에는 서비스 수준 계약(Service Level Agreement: SLA)을 충족시키는 네트워크 경로를 설정하거나 대역폭을 할당하는 수준의 제어만을 수행하였으며, 이에 네트워크 관리자는 네트워크 상태에 대해 패시브(Passive) 모니터링만을 수행하였다.When using SDN in this way, it is possible to dynamically control various devices on the network so that network reconfiguration is possible, but in the past, a network path that satisfies the Service Level Agreement (SLA) is set or bandwidth is allocated. Only the level of control was performed, and the network manager performed only passive monitoring of the network status.
그러나 증강 현실(Augmented Reality: AR)이나 가상 현실(Virtual Reality: VR), 긴급 재난 통신 및 V2I(Vehicle to Infrastructure)과 같이, 속도가 매우 중요한 지연 민감 서비스(Delay critical service)의 수요가 높아지고 있다. 따라서 네트워크 관리자는 지연 만감 서비스를 안정적으로 제공하기 위해 데이터 전송 레이턴시(latency)를 미리 예측하여 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.However, there is an increasing demand for delay critical services, where speed is very important, such as Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), emergency disaster communication, and V2I (Vehicle to Infrastructure). Therefore, it is desirable for the network manager to transmit data by predicting data transmission latency in advance in order to stably provide a delayed service.
본 발명의 목적은 인공 신경망을 이용하여 소프트웨어 정의 네트워크 환경에서 네트워크 노드 사이의 링크의 레이턴시를 정확하게 미리 예측할 수 있는 네트워크 관리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a network management apparatus and method capable of accurately predicting in advance the latency of links between network nodes in a software defined network environment using an artificial neural network.
본 발명의 다른 목적은 예측된 레이턴시를 기반으로 지연 민감 서비스를 안정적으로 제공할 수 있는 네트워크 관리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a network management apparatus and method capable of stably providing a delay-sensitive service based on a predicted latency.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 관리 장치는 네트워크 상에서 레이턴시를 예측하고자 하는 타겟 링크와 타겟 링크에 의해 연결되는 2개의 타겟 노드 각각에 연결된 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 기지정된 기간 동안 모니터링하여 획득하고, 획득된 레이턴시를 기지정된 패턴의 매트릭스 형태로 배열하여 레이턴시 특징을 획득하는 링크 레이턴시 획득부; 상기 타겟 노드를 모니터링하여 포트 정보를 획득하고, 획득된 포트 정보로부터 상기 타겟 링크와 적어도 하나의 주변 링크 사이의 상관도를 나타내는 상관도 행렬을 획득하며, 기지정된 기간 동안 획득된 상관도 행렬을 미리 지정된 형태로 변환 및 배열하여 영향도 특징을 획득하는 링크 영향도 계산부; 상기 레이턴시 특징과 상기 영향도 특징을 결합하여 하여 상기 타겟 링크에 대한 링크 특징을 획득하는 특징 결합부; 및 패턴 추정 방식이 미리 학습되어 상기 링크 특징을 인가받아 상기 타겟 링크의 다음 시점에서의 레이턴시를 추정하는 레이턴시 예측부를 포함한다.The network management apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object determines the latency of a target link to predict latency on a network and at least one peripheral link connected to each of two target nodes connected by the target link. A link latency acquisition unit that monitors and acquires the acquired latency for a specified period of time, and obtains a latency characteristic by arranging the acquired latency in a matrix form of a predetermined pattern; The target node is monitored to obtain port information, a correlation matrix indicating a correlation between the target link and at least one neighboring link is obtained from the obtained port information, and a correlation matrix obtained for a predetermined period is previously A link influence degree calculation unit that converts and arranges in a designated form to obtain an influence degree characteristic; A feature combining unit that combines the latency feature and the influence feature to obtain a link feature for the target link; And a latency predictor for estimating a latency at a next point in time of the target link by receiving the link characteristic by learning a pattern estimation method in advance.
상기 레이턴시 획득부는 상기 네트워크 상의 다수의 링크를 모니터링하여 상기 타겟 링크와 상기 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 획득하는 액티브 모니터링부; 및 획득된 상기 타겟 링크와 상기 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 누적하여 저장하고, 누적 저장된 타겟 링크의 레이턴시와 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시 각각을 구분하고 시간 순서로 배열하여 상기 레이턴시 특징을 획득하는 레이턴시 특징 획득부를 포함할 수 있다.The latency acquisition unit includes an active monitoring unit that monitors a plurality of links on the network to acquire latency of the target link and the at least one peripheral link; And accumulating and storing the obtained latency of the target link and the at least one neighboring link, classifying each of the accumulated and stored latency of the target link and the latency of the at least one neighboring link and arranging them in chronological order to obtain the latency characteristics. It may include a latency feature acquisition unit.
상기 링크 영향도 계산부는 소프트웨어 정의 네트워크의 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 상기 네트워크의 다수의 노드 각각의 적어도 하나의 포트를 모니터링하여 송신 바이트, 수신 바이트, 송신 패킷, 수신 패킷 및 지속 시간 포트 정보를 획득하는 패시브 모니터링부; 및 상기 포트 정보를 이용하여 기지정된 방식으로 평균 패킷율 변화량과 평균 전송량 변화량을 계산하고, 계산된 평균 패킷율 변화량과 평균 전송량 변화량으로부터 데이터가 전송되는 플로우 방향별, 각 시점별 타겟 링크와 적어도 하나의 주변 링크 각각의 사이의 영향도를 나타내는 기지정된 개수의 상관값을 계산하며, 전체 주변 링크 각각에 대해 계산된 상관값 각각을 누적하여 획득되는 상관도를 원소로 하는 상관도 행렬을 획득하여 기지정된 형태로 배열하여 상기 영향도 특징을 획득하는 영향도 특징 획득부를 포함할 수 있다.The link influence calculation unit monitors at least one port of each of a plurality of nodes of the network using an open flow protocol of a software defined network to obtain transmission byte, reception byte, transmission packet, reception packet, and duration port information. Passive monitoring unit; And calculating the average packet rate change amount and the average transmission amount change amount in a predetermined manner using the port information, and at least one target link for each flow direction and each time point in which data is transmitted from the calculated average packet rate change amount and the average transmission amount change amount. A predetermined number of correlation values representing the degree of influence between each of the neighboring links of are calculated, and a correlation matrix having a correlation obtained by accumulating each of the calculated correlation values for each of the neighboring links as an element is obtained. The influence degree feature acquisition unit may be arranged to obtain the influence degree feature by arranging it in a designated shape.
상기 영향도 특징 획득부는 플로우 방향(f)에 따른 상기 평균 패킷율 변화량()과 상기 평균 전송량 변화량()을 수학식The influence degree feature acquisition unit is the average packet rate change amount according to the flow direction (f) ( ) And the amount of change in the average transmission amount ( ) To the equation
(여기서 n은 현재 시점(t)로부터 이전 기지정된 시점(t-k)까지의 시점 개수를 나타내고, X[]는 각각 타겟 링크(eτ)를 통해 전송되는 평균 패킷율 변화량() 또는 평균 전송량 변화량()을 나타내며, Y[]는 주변 링크(eη)를 통해 전송되는 평균 패킷율 변화량() 또는 평균 전송량 변화량()을 나타낸다.)에 대입하여 주변 링크(eη)로부터 타겟 링크(eτ)로의 플로우에서 평균 패킷율 변화량의 상관값()과 평균 전송량 변화량()의 상관값(), 타겟 링크(eτ)에서 주변 링크(eη)로의 플로우에서 평균 패킷율 변화량의 상관값() 및 평균 전송량 변화량()의 상관값()을 계산할 수 있다.(Where n represents the number of views from the current point in time (t) to the previously specified point in time (tk), and X[] is the average packet rate change amount transmitted through the target link (e τ ), respectively ( ) Or the amount of change in the average transmission amount ( ), and Y[] is the amount of change in the average packet rate transmitted through the peripheral link (e η) ( ) Or the amount of change in the average transmission amount ( ), and the correlation value of the average packet rate change amount in the flow from the peripheral link (e η ) to the target link (e τ) ( ) And average transmission amount change ( ) Of the correlation value ( ), the correlation value of the average packet rate change in the flow from the target link (e τ ) to the neighboring link (e η) ( ) And average transmission amount change ( ) Of the correlation value ( ) Can be calculated.
상기 영향도 특징 획득부는 적어도 하나의 주변 링크 각각에 대해 계산된 4개의 상관값(, , , ) 각각을 전체 주변 링크에 대해 각각 개별적으로 누적합하여 4개의 상관도를 원소로 포함하는 상기 상관도 행렬을 획득할 수 있다.The influence degree feature acquisition unit has four correlation values calculated for each of at least one neighboring link ( , , , ) It is possible to obtain the correlation matrix including four correlations as elements by individually accumulating each of each of the surrounding links.
상기 영향도 특징 획득부는 이전 기지정된 기간 동안 획득된 다수의 상관도 행렬 각각을 전치하여 전치 상관도 행렬을 획득하고, 상기 전치 상관도 행렬을 행방향으로 배열하여 상기 영향도 특징을 획할 수 있다.The influence degree feature acquisition unit may obtain a transposed correlation matrix by transposing each of a plurality of correlation matrices obtained during a previously predetermined period, and obtain the influence degree feature by arranging the transposed correlation matrix in a row direction.
상기 영향도 특징 획득부는 이전 기지정된 기간 동안 획득된 다수의 상관도 행렬 각각을 전치하여 전치 상관도 행렬을 획득하고, 상기 전치 상관도 행렬을 행방향으로 배열하여 상기 영향도 특징을 획득할 수 있다.The influence degree feature acquisition unit may obtain a transposed correlation matrix by transposing each of a plurality of correlation matrices obtained during a previously determined period, and obtain the influence degree feature by arranging the transposed correlation matrix in a row direction. .
상기 레이턴시 예측부는 다수의 양방향 LSTM 셀을 포함하는 양방향 LSTM으로 구현되어, 상기 링크 특징에서 대응하는 시점의 레이턴시 특징과 인접한 양방향 LSTM 셀에서 인가되는 이전 시점에서의 순방향 레이턴시 및 다음 시점에서의 역방향 레이턴시로부터 미리 학습된 패턴 추정 방식에 따라 대응하는 시점의 순방향 레이턴시와 역방향 레이턴시를 추정하는 레이턴시 추정부; 링크 특징의 각 시점별 레이턴시와 각 시점별 레이턴시의 직전 시점에서 추정된 전방향 레이턴시와 후방향 레이턴시 사이의 관계를 나타내는 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)을 획득하는 패턴 분석부; 미리 학습된 패턴 추정 방식에 따라 상기 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)으로부터 다음 시점에서의 관계값(αt+1)을 추정하는 관계값 추정부; 및 추정된 관계값(αt+1)과 현재 시점(t)에 대해 추정된 전방향 레이턴시()과 후방향 레이턴시()를 이용하여 다음 시점에서의 레이턴시()를 계산하는 레이턴시 계산부를 포함할 수 있다.The latency prediction unit is implemented as a bi-directional LSTM including a plurality of bi-directional LSTM cells, and from the forward latency at the previous point in time and the reverse latency at the next time point applied from a latency feature at a corresponding time point in the link feature and an adjacent bidirectional LSTM cell. A latency estimating unit for estimating a forward latency and a reverse latency of a corresponding viewpoint according to a previously learned pattern estimation method; The relationship values for each point in time (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , which indicate the relationship between the latency of each point in the link feature and the forward and backward latency estimated at the point immediately before the delay of each point in time) a pattern analysis unit that acquires α t ); A relationship value that estimates the relationship value (α t+1 ) at the next time point from the relationship values (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , α t ) for each time point according to a previously learned pattern estimation method Estimation unit; And the estimated relationship value (α t+1 ) and the estimated forward latency ( ) And backward latency ( Using ), the latency at the next point in time ( It may include a latency calculator that calculates ).
상기 패턴 분석부는 시점(t)에서 링크 특징으로부터 확인된 레이턴시()와 이전 레이턴시 추정부(141)에서 이전 t-1 시점에서 추정된 전방향 레이턴시()와 후방향 레이턴시() 사이에 수학식 The pattern analysis unit has a latency ( ) And the forward latency estimated at the previous time t-1 by the previous latency estimating unit 141 ( ) And backward latency ( ) Between equations
을 만족하는 관계값(αt)을 계산하여 획득할 수 있다.It can be obtained by calculating the relationship value α t that satisfies.
상기 레이턴시 계산부는 추정된 관계값(αt+1)과 현재 시점(t)에 대해 추정된 전방향 레이턴시()와 후방향 레이턴시()로부터 수학식 The latency calculation unit is the estimated relationship value (α t+1 ) and the estimated omni-directional latency for the current time point (t) ( ) And backward latency ( ) From the equation
에 따라 상기 다음 시점에서의 레이턴시()를 계산할 수 있다.According to the latency at the next point in time ( ) Can be calculated.
상기 레이턴시 추정부 및 상기 관계값 추정부는 상기 링크 특징에 포함된 각 시점별 레이턴시를 학습 데이터로 이용하여 학습될 수 있다.The latency estimating unit and the relationship value estimating unit may be learned by using the latency for each time point included in the link feature as learning data.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 관리 방법은 네트워크 상에서 레이턴시를 예측하고자 하는 타겟 링크와 타겟 링크에 의해 연결되는 2개의 타겟 노드 각각에 연결된 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 기지정된 기간 동안 모니터링하여 획득하고, 획득된 레이턴시를 기지정된 패턴의 매트릭스 형태로 배열하여 레이턴시 특징을 획득하는 단계; 상기 타겟 노드를 모니터링하여 포트 정보를 획득하고, 획득된 포트 정보로부터 상기 타겟 링크와 적어도 하나의 주변 링크 사이의 상관도를 나타내는 상관도 행렬을 획득하며, 기지정된 기간 동안 획득된 상관도 행렬을 미리 지정된 형태로 변환 및 배열하여 영향도 특징을 획득하는 단계; 상기 레이턴시 특징과 상기 영향도 특징을 결합하여 하여 상기 타겟 링크에 대한 링크 특징을 획득하는 단계; 및 패턴 추정 방식이 미리 학습되어 상기 링크 특징을 인가받아 상기 타겟 링크의 다음 시점에서의 레이턴시를 추정하는 단계를 포함한다.A network management method according to another embodiment of the present invention for achieving the above other object is to determine the latency of a target link to predict latency on a network and at least one peripheral link connected to each of two target nodes connected by the target link. Obtaining a latency characteristic by monitoring and obtaining the obtained latency for a predetermined period of time, and arranging the obtained latency in a matrix form of a predetermined pattern; The target node is monitored to obtain port information, a correlation matrix indicating a correlation between the target link and at least one neighboring link is obtained from the obtained port information, and a correlation matrix obtained for a predetermined period is previously Converting and arranging in a designated form to obtain an influence characteristic; Obtaining a link characteristic for the target link by combining the latency characteristic and the influence characteristic characteristic; And estimating a latency at a next point in time of the target link by receiving the link feature by learning a pattern estimation method in advance.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 관리 장치 및 방법은 SDN 환경에서 네트워크 노드 사이의 타겟 링크의 레이턴시를 이전 측정된 타겟 링크와 주변 링크의 레이턴시 및 SDN의 오픈플로우 프로토콜을 통해 획득되는 타겟 링크와 주변 링크 사이의 영향도를 기반으로 인공 신경망을 통해 획득할 수 있다. 그러므로 SDN이 획득된 타겟 링크의 레이턴시를 이용하여 지연 민감 서비스를 안정적으로 제공할 수 있다.Therefore, the network management apparatus and method according to an embodiment of the present invention can determine the latency of the target link between network nodes in the SDN environment, the previously measured latency of the target link and the neighboring link, and the target link obtained through the open flow protocol of SDN. It can be obtained through an artificial neural network based on the degree of influence between neighboring links. Therefore, it is possible to stably provide a delay-sensitive service by using the latency of the target link from which the SDN is obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 관리 장치의 개략적 구조를 나타낸다.
도 2는 네트워크에서 타겟 링크와 주변 노드와 주변 링크의 일 예를 나타낸다.
도 3은 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 획득되는 포트 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 레이턴시 예측부의 상세 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 관리 방법을 나타낸다.
도 6은 도 5의 본 발명의 레이턴시 예측 단계의 일 예를 상세하게 나타낸다.1 shows a schematic structure of a network management apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 shows an example of a target link, a peripheral node, and a peripheral link in a network.
3 is a diagram for explaining port information acquired using an open flow protocol.
4 shows an example of a detailed structure of the latency prediction unit of FIG. 1.
5 shows a network management method according to an embodiment of the present invention.
6 shows in detail an example of the latency prediction step of the present invention of FIG. 5.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the implementation of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the described embodiments. In addition, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as "... unit", "... group", "module", and "block" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware. And software.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 관리 장치의 개략적 구조를 나타내고, 도 2는 네트워크에서 타겟 링크와 주변 노드와 주변 링크의 일 예를 나타내며, 도 3은 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 획득되는 포트 정보를 설명하기 위한 도면이다.1 shows a schematic structure of a network management apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows an example of a target link, a neighboring node, and a neighboring link in a network, and FIG. 3 is a diagram obtained using an openflow protocol. It is a diagram for explaining port information.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 네트워크 관리 장치는 링크 레이턴시 획득부(110), 링크 영향도 계산부(120), 특징 결합부(130) 및 레이턴시 예측부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the network management apparatus according to the present embodiment may include a link
링크 레이턴시 획득부(110)는 네트워크 상의 다수의 노드 사이에서 데이터를 송신 또는 수신할 수 있도록 유선 또는 무선으로 연결하는 다수의 링크 중 레이턴시를 예측하고자 하는 타겟 링크와 타겟 링크에 의해 연결되는 2개의 타겟 노드 각각에 연결된 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 액티브 모니터링하고, 이전 기지정된 기간 동안 모니터링된 레이턴시를 이용하여 레이턴시 특징()을 획득한다.The link
링크 레이턴시 획득부(110)는 액티브 모니터링부(111)와 레이턴시 특징 획득부(112)를 포함할 수 있다. 액티브 모니터링부(111)는 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(eη = {e1, e2, … , eδ})의 레이턴시를 모니터링하여 획득한다.The link
도 2를 참조하면, 액티브 모니터링부(111)는 레이턴시가 예측되어야 하는 타겟 링크(eτ)와 타겟 링크(eτ)를 통해 서로 데이터를 송수신하는 2개의 타겟 노드(v7, v8) 및 2개의 타겟 노드(v7, v8)와 다른 노드들(v1 ~ v6)을 연결하는 적어도 하나의 주변 링크(e1 ~ e6)를 동적으로 모니터링하여 타겟 링크(eτ)와 적어도 하나의 주변 링크(e1 ~ e6) 각각의 레이턴시를 획득한다. 2, the
도 2에서는 설명의 편의를 위하여 타겟 링크(eτ)와 타겟 링크(eτ)를 기준으로 하는 6개의 주변 링크(e1 ~ e6)만을 도시하였으나, 액티브 모니터링부(111)는 네트워크 상의 모든 링크에 대해 레이턴시를 모니터링할 수 있다.In FIG. 2, for convenience of explanation, only the target link (e τ ) and six peripheral links (e 1 to e 6 ) based on the target link (e τ ) are shown, but the
그리고 레이턴시 특징 획득부(112)는 액티브 모니터링부(111)가 네트워크의 각 링크를 모니터링하여 획득한 이전 기지정된 기간 동안의 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(e1 ~ e6)의 레이턴시를 누적하고, 누적된 레이턴시를 기지정된 패턴의 매트릭스 형태로 배열하여 레이턴시 특징()을 획득한다. In addition, the latency feature acquisition unit 112 determines the latency of the target link (e τ ) and the neighboring links (e 1 to e 6 ) for a previously predetermined period acquired by monitoring each link of the network by the
레이턴시 특징 획득부(112)는 우선 타겟 링크(eτ)의 이전 기지정된 k 시점(t-k)부터 현재 시점(또는 스텝)(t)까지 레이턴시( ~ )를 누적하여 획득하고, 누적 획득된 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )를 기지정된 패턴으로 배열한다. 레이턴시 특징 획득부(112)는 일 예로 획득된 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )를 시간의 순서에 따라 1행에 순차적으로 배열할 할 수 있다.The latency
그리고 레이턴시 특징 획득부(112)는 타겟 링크(eτ)를 중심으로 하는 δ개의 주변 링크(e1 ~ eδ) 각각에 대한 이전 기지정된 k 시점(t-k)부터 현재 시점(t)까지의 레이턴시(( ~ ), …, ( ~ ))를 누적하여 획득하고, 행 방향으로 배열된 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )와 마찬가지로, 획득된 δ개의 주변 링크(e1 ~ eδ)의 레이턴시(( ~ ), …, ( ~ ))를 각각 행단위로 시간의 순서에 따라 순차적으로 배열할 수 있다.And the latency
즉 레이턴시 특징 획득부(112)는 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(e1 ~ eδ) 각각을 행으로 구분하고, 이전 기지정된 k 시점(t-k)부터 현재 시점(t)까지의 각 시점을 열로 구분하여, 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(e1 ~ eδ) 각각의 누적된 레이턴시를 (( ~ ), ( ~ ), …, ( ~ ))를 매트릭스 형태로 배열함으로써 수학식 1에 나타난 바와 같이 레이턴시 특징()을 획득할 수 있다.That is, the latency feature acquisition unit 112 divides each of the target link (e τ ) and the surrounding links (e 1 to e δ ) into rows, and each time point from the previously predetermined k time point (tk) to the current time point (t) Is divided into columns, and the accumulated latency of each of the target link (e τ ) and the surrounding link (e 1 ~ e δ) is calculated as (( ~ ), ( ~ ),… , ( ~ )) in a matrix form, as shown in
수학식 1에 나타난 바와 같이, 레이턴시 특징()은 타겟 링크(eτ)의 주변 링크(e1 ~ eδ)의 개수가 δ개이고, 레이턴시가 이전 k 시점(t-k)으로부터 현재 시점(t)까지 누적되는 경우, (δ+1) X (k+1) 크기의 매트릭스로 획득될 수 있다.As shown in
수학식 1에서는 일 예로 타겟 링크(eτ)와 δ개의 주변 링크(e1 ~ eδ) 각각을 행으로 구분하고, 이전 기지정된 k 시점(t-k)부터 현재 시점(t)까지의 각 시점을 열로 구분하였으나, 본 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 즉 타겟 링크(eτ)와 δ개의 주변 링크(e1 ~ eδ) 각각을 열로 구분하고, 이전 기지정된 k 시점(t-k)부터 현재 시점(t)까지의 각 시점을 행으로 구분하여 배열할 수도 있다. 또한 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )가 제1 행에 배열되는 것으로 가정하였으나, 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )의 배열 위치 또한 가변될 수 있다. 일예로 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )는 레이턴시 특징()에서 가장 마지막 행에 배치될 수도 있다.In
여기서 레이턴시 특징 획득부(112)가 누적하는 타겟 링크(eτ) 와 적어도 하나의 주변 링크(e1 ~ eδ)의 레이턴시(( ~ ), ( ~ ), …, ( ~ ))는 타겟 링크(eτ)에서 데이터가 전송되는 방향, 즉 플로우 방향에 따라 획득된 단방향 레이턴시일 수 있다. 2개의 타겟 노드(v7, v8) 사이에 연결되는 타겟 링크(eτ)에서는 네트워크 상태에 따라 제1 타겟 노드(v7)로부터 제2 타겟 노드(v8)로 데이터가 전달되는 제1 플로우 방향의 레이턴시와 제2 타겟 노드(v8)로부터 제1 타겟 노드(v7)로 데이터가 전달되는 제2 플로우 방향의 레이턴시가 동일하지 않은 경우가 빈번하게 발생한다. 즉 하나의 타겟 링크(eτ)에서도 플로우 방향에 따라 레이턴시가 서로 상이할 수 있다. 그리고 네트워크 관리 장치는 2개의 타겟 노드(v7, v8) 중 타겟 링크(eτ)를 통해 데이터를 전송할 타겟 노드를 미리 확인할 수 있다. 그러므로 타겟 링크(eτ)에서 2개의 플로우 방향 각각에 대한 레이턴시를 모두 예측하는 것은 불필요하다.Here, the latency of the target link (e τ ) and at least one peripheral link (e 1 ~ e δ ) accumulated by the latency feature acquisition unit 112 (( ~ ), ( ~ ),… , ( ~ )) may be a one-way latency obtained according to a direction in which data is transmitted from the target link e τ, that is, a flow direction. Two target nodes (v 7, v 8) in the target link (e τ) which is connected between the first targets, depending on the network the node (v 7) a second target node (v 8) to the first data is being transferred from the It frequently occurs that the latency in the flow direction and the latency in the second flow direction in which data is transmitted from the second target node v 8 to the first target node v 7 are not the same. That is, even in one target link e τ , latency may be different from each other according to the flow direction. In addition, the network management apparatus may check in advance a target node to transmit data through a target link e τ among the two target nodes v 7 and v 8. Therefore, it is unnecessary to predict all of the latency for each of the two flow directions in the target link e τ.
이에 본 실시예에서 레이턴시 특징 획득부(112)는 액티브 모니터링부(111)에서 획득된 다수의 링크 각각의 레이턴시 중 타겟 링크(eτ)와 δ개의 주변 링크(e1 ~ eδ)의 데이터가 전송되는 플로우 방향에 따른 단방향 레이턴시를 누적하고 배열하여 레이턴시 특징()을 획득할 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the latency
한편, 링크 영향도 계산부(120)는 네트워크의 타겟 노드(v7, v8)를 패시브 모니터링하여 포트 정보를 획득하고, 패시브 모니터링된 포트 정보를 기반으로 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(e1 ~ eδ) 사이의 영향도를 미리 지정된 방식으로 계산하고, 계산된 영향도를 이용하여 영향도 특징()을 획득한다.On the other hand, the link
링크 영향도 계산부(120)는 패시브 모니터링부(121)와 영향도 특징 획득부(122)를 포함할 수 있다.The link influence
패시브 모니터링부(121)는 SDN의 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 네트워크의 다수의 노드 각각의 적어도 하나의 포트 각각을 모니터링하여 포트 정보를 획득한다. 여기서 포트 정보에는 송신 바이트(Transmitted Bytes), 수신 바이트(Received Byte), 송신 패킷(Transmitted Packets), 수신 패킷(Received packets) 및 지속 시간(Duration Time) 등이 포함될 수 있다.The
영향도 특징 획득부(122)는 패시브 모니터링부(121)에서 획득된 포트 정보를 이용하여 평균 패킷율(average packet rate)의 변화량(Δpr)과 평균 전송량(average throughput)의 변화량(ΔΘ)을 계산하고, 계산된 평균 패킷율 변화량(Δpr)과 평균 전송량 변화량(ΔΘ)으로부터 링크간 영향도를 계산한다.The influence
평균 패킷율 변화량()과 평균 전송량 변화량()은 포트 정보에 포함된 송신 바이트, 수신 바이트, 송신 패킷, 수신 패킷 및 지속 시간으로부터 계산될 수 있으며, 평균 패킷율 변화량()과 평균 전송량 변화량()을 계산하는 기법은 공지된 기술이므로 여기서는 상세하게 설명하지 않는다.Average packet rate change ( ) And the amount of change in the average transmission amount ( ) Can be calculated from the transmitted byte, received byte, transmitted packet, received packet, and duration included in the port information, and the average packet rate change amount ( ) And the amount of change in the average transmission amount ( The technique of calculating) is a known technique, so it is not described in detail here.
영향도 특징 획득부(122)는 도 3에 도시된 바와 같이, 네트워크의 적어도 하나의 링크(eη)에 연결된 적어도 하나의 노드(v)를 기준으로 포트 정보를 이용하여 평균 패킷율 변화량()과 평균 전송량 변화량()를 계산할 수 있다. 도 3에서 는 링크(eη)를 통해 노드(v)로 전달되는 데이터의 평균 전송량 변화량()을 나타내고, 는 노드(v)로부터 링크(eτ)를 통해 전달되는 데이터의 평균 전송량 변화량()을 나타낸다.As shown in FIG. 3, the influence
영향도 특징 획득부(122)는 특정 노드(v)에서 평균 패킷율 변화량()과 평균 전송량 변화량()이 정규 분포(normal distribution)를 따른다는 가정하에서 특정 시점(t)에서 플로우 방향에 따른 영향도를 나타내는 4개의 상관값들(, , , )을 각각 계산할 수 있다.Influence
여기서 는 노드(v)에서 데이터가 전달되는 플로우가 링크(eη)로부터 링크(eτ) 방향인 경우의 평균 패킷율 변화량의 상관값을 나타내고, 는 링크(eτ)로부터 링크(eη)로 데이터가 전달되는 플로우에서 평균 패킷율 변화량의 상관값을 나타낸다. 그리고 는 링크(eη)로부터 링크(eτ)로 데이터가 전달되는 플로우에서 평균 전송량 변화량의 상관값을 나타내고, 는 링크(eτ)로부터 링크(eη)로 데이터가 전달되는 플로우에서의 평균 전송량 변화량의 상관값을 나타낸다.here Represents the correlation value of the average packet rate change amount when the flow through which data is transmitted from the node (v) is from the link (e η ) to the link (e τ ), Denotes the correlation value of the average packet rate change amount in the flow in which data is transferred from the link (e τ ) to the link (e η ). And Represents the correlation value of the average transmission amount change in the flow in which data is transferred from the link (e η ) to the link (e τ ), Denotes the correlation value of the average transmission amount change amount in the flow in which data is transferred from the link (e τ ) to the link (e η ).
여기서 f()는 플로우 방향을 나타내고, ρ는 영향도를 계산하기 위한 상관 함수로서 링크(eτ)와 링크(eη) 사이의 플로우 방향에 따라 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.Here, f() denotes the flow direction, and ρ is a correlation function for calculating the degree of influence, and may be calculated as in Equation 2 according to the flow direction between the link e τ and the link e η.
여기서 n은 현재 시점(t)로부터 이전 기지정된 시점까지의 시점 개수를 나타내고, X[]는 각각 링크(eτ)를 통해 전송되는 평균 패킷율 변화량() 또는 평균 전송량 변화량()을 나타내며, Y[]는 링크(eη)를 통해 전송되는 평균 패킷율 변화량() 또는 평균 전송량 변화량()을 나타낸다.Here, n represents the number of viewpoints from the current point in time (t) to a previously specified point in time, and X[] is the average packet rate change amount transmitted through each link (e τ) ( ) Or the amount of change in the average transmission amount ( ), and Y[] is the amount of change in the average packet rate transmitted through the link (e η) ( ) Or the amount of change in the average transmission amount ( ).
영향도 특징 획득부(122)가 네트워크 상의 모든 링크에 대한 링크간 영향도를 계산하는 것은 비효율적이므로, 네트워크 상의 다수의 링크 중 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(eη) 사이의 4개의 상관값들(, , , )을 수학식 2에 기반으로 수학식 3과 같이 계산하여 4개의 상관도(λ1, λ2, λ3, λ4)를 원소로 포함하는 상관도 행렬(λ = {λ1, λ2, λ3, λ4})을 획득한다.Since it is inefficient for the influence
수학식 3은 시점(t)에서의 상관도 행렬(λ = {λ1, λ2, λ3, λ4})이며, 영향도 특징 획득부(122)는 이전 k 시점(t-k)으로부터 현재 시점(t)까지 각 시점에서 4개의 상관도(λ1, λ2, λ3, λ4)를 각각 계산하여 k+1 개의 상관도 행렬을 획득한다. 각 시점에서의 상관도 행렬(λ(t-k), λ(t-(k-1)), … , λ(t-1), λ(t))은 1 X 4 행렬 형태로 획득되므로, 각 시점에서의 상관도 행렬 (λ(t-k), λ(t-(k-1)), … , λ(t-1), λ(t)) 각각을 전치하여 4 X 1 행렬 형태의 전치 상관도 행렬(λT(t-k), λT(t-(k-1)), … , λT(t-1), λT(t))을 획득하고, k+1개의 전치 상관도 행렬(λT(t-k), λT(t-(k-1)), … , λT(t-1), λT(t))을 수학식 4와 같이 행방향으로 나열하여 영향도 특징()을 획득할 수 있다.Equation 3 is the correlation matrix (λ = {λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 }) at the viewpoint t, and the influence
링크 레이턴시 획득부(110)에서 레이턴시 특징()이 획득되고, 링크 영향도 계산부(120)에서 영향도 특징()이 획득되면, 특징 결합부(130)는 레이턴시 특징()과 영향도 특징()을 인가받아 수학식 5와 같이 결합(concatenate)하여 타겟 링크(eτ)에 대한 링크 특징()을 획득하여, 레이턴시 예측부(140)로 인가한다.In the link
레이턴시 예측부(140)는 패턴 추정 방식이 학습된 신경망으로 구현되어 특징 결합부(130)에서 인가되는 링크 특징()의 패턴을 추정하여, 다음 시점(t+1)에서 타겟 링크(eτ)를 통해 전달되는 데이터의 레이턴시()를 예측한다. 이때, 레이턴시 예측부(140)는 데이터가 전달되는 플로우 방향에 따라 제1 타겟 노드(v7)로부터 제2 타겟 노드(v8)로 타겟 링크(eτ)에서의 레이턴시()를 예측할 수 있다.The
레이턴시 예측부(140)는 일 예로 미리 학습된 LSTM(Long Short Term Memory)으로 구현되어 링크 특징()을 인가받고, 인가된 링크 특징()의 패턴을 추정하여, 레이턴시(y*t+1)를 예측할 수 있다. 그러나 본 실시예에서 레이턴시 예측부(140)는 레이턴시(y*t+1)를 더욱 정확하게 예측할 수 있도록 도 4와 같은 구성의 인공 신경망으로 구현될 수도 있다.As an example, the
도 4는 도 1의 레이턴시 예측부의 상세 구조의 일 예를 나타낸다.4 shows an example of a detailed structure of the latency prediction unit of FIG. 1.
도 4를 참조하면, 레이턴시 예측부(140)는 레이턴시 추정부(141), 추정 패턴 분석부(142), 관계값 추정부(143) 및 레이턴시 계산부(144)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
레이턴시 추정부(141)는 링크 특징()을 인가받고, 미리 학습된 패턴 추정 방식에 따라 링크 특징()의 패턴을 추정하여 타겟 링크(eτ)의 이전 레이턴시를 추정한다. 이때 레이턴시 추정부(141)는 일 예로 양방향 LSTM(Bidirectional-LSTM: 이하 B-LSTM)으로 구현되어, 타겟 링크(eτ)의 양방향 플로우에 각각에 대한 레이턴시(, )를 추정한다.The
도 4에 도시된 바와 같이, B-LSTM은 다수의 양방향 LSTM 셀(1410 ~ 141k)를 포함한다. 그리고 다수의 양방향 LSTM 셀(1410 ~ 141k) 각각은 기능적으로 2개의 LSTM 레이어(LSTML1, LSTML2)을 포함하는 것으로 볼 수 있다. 여기서 다수의 양방향 LSTM 셀(1410 ~ 141k) 각각에 포함되는 2개의 LSTM 레이어(LSTML1, LSTML2)은 실제 2개의 LSTM 레이어(LSTML1, LSTML2)로 구현될 수도 있으나, 일반적으로 소프트웨어적으로 구현되는 인공 신경망에서 연산 처리의 플로우에 따라 구분된 기능 블록일 수 있다.As shown in FIG. 4, the B-LSTM includes a plurality of
그리고 양방향 LSTM 셀(1410 ~ 141k)에서 제1 LSTM 레이어(LSTML1)는 시간에 기초하여 순방향(Forward)으로 정보를 전달하여 처리하는 순방향 LSTM 셀이고, 제2 LSTM 레이어(LSTML2)는 역방향(Backward)으로 정보를 전달하여 처리하는 역방향 LSTM 셀로 볼 수 있다.In addition, in the
이에 B-LSTM으로 구현되는 레이턴시 추정부(141)에서 다수의 양방향 LSTM 셀(1410 ~ 141k)의 제1 LSTM 레이어(LSTML1)는 각각 이전 k-t 시점으로부터 t시점까지 획득된 레이턴시 특징(X(t-k), X(t-k-1), … , X(t-1), Xt) 중 대응하는 시점의 레이턴시 특징을 인가받고, 이전 시점의 제1 LSTM 레이어(LSTML1)에서 출력되는 순방향 상태 정보와 함께 학습된 가중치에 따른 연산을 수행하여 순방향 레이턴시()을 출력한다. 한편 제2 LSTM 레이어(LSTML2)는 각각 이전 k-t 시점으로부터 t시점까지 획득된 레이턴시 특징(X(t-k), X(t-k-1), … , X(t-1), Xt) 중 대응하는 시점의 레이턴시 특징을 인가받고, 다음 시점의 제2 LSTM 레이어(LSTML2)에서 출력되는 역방향 상태 정보와 함께 패턴을 추정하여 역방향 레이턴시()를 출력한다.Accordingly, in the
일예로 다수의 양방향 LSTM 셀(1410 ~ 141k) 중 t시점에 대한 양방향 LSTM 셀(1410)의 경우, 순방향 레이턴시()와 역방향 레이턴시()를 각각 수학식 6 및 7에 따라 계산할 수 있다.For example, in the case of the
여기서 , , , 는 학습에 의해 획득된 B-LSTM의 순방향, 역방향 및 출력 가중치이고, , 는 순방향, 역방향 및 출력 바이어스 값이며, σ는 활성화 함수(activation function)로서 시그모이드(sigmoid) 함수가 이용될 수 있다.here , , , Is the forward, backward and output weights of the B-LSTM obtained by learning, , Is a forward, reverse, and output bias value, and σ is an activation function, a sigmoid function may be used.
수학식 6 내지 7의 계산 방식은 B-LTSM에 대한 일반적인 계산 방식으로 공지되어 있으므로 여기서는 상세하게 설명하지 않는다.The calculation methods of Equations 6 to 7 are known as general calculation methods for B-LTSM, and thus are not described in detail here.
레이턴시 추정부(141)에서 k-t부터 t까지 각 시점에 대한 순방향 레이턴시와 역방향 레이턴시가 각각 획득되면, 추정 패턴 분석부(142)는 각 시점에서의 순방향 레이턴시 및 역방향 레이턴시와 링크 특징()으로부터 k-t부터 t까지 각 시점까지 각 시점에서 실제 모니터링된 레이턴시를 이용하여 추정된 레이턴시를 분석하여, 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)을 획득한다.When the forward latency and the reverse latency for each time point from kt to t are obtained by the
일예로 추정 패턴 분석부(142)는 링크 특징()으로부터 t시점에서 측정된 레이턴시()를 확인하고, 확인된 레이턴시()와 레이턴시 추정부(141)에서 이전 t-1 시점에서 추정된 순방향 레이턴시()와 역방향 레이턴시() 사이의 관계를 나타내는 관계값(αt)을 수학식 8에 따라 계산할 수 있다.As an example, the estimation
수학식 8에서 tanhh-1()은 측정된 레이턴시를 활성화 함수를 적용하는 LSTM의 출력값의 형태로 역변환하기 위한 함수이다. 즉 추정 패턴 분석부(142)는 이전 t-1 시점에서 추정된 순방향 레이턴시() 및 역방향 레이턴시()와 실제 측정된 레이턴시() 사이의 관계를 나타내는 관계값(αt)을 도출할 수 있다.In Equation 8, tanhh -1 () is a function for inversely transforming the measured latency into the form of an output value of the LSTM to which the activation function is applied. That is, the estimated
그리고 각 시점에서 도출된 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)을 관계값 추정부(143)로 전달한다.Then, the relationship values (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , α t ) derived at each time point are transferred to the relationship
관계값 추정부(143)는 다수의 LSTM 레이어(LSTML)를 포함하는 LSTM 으로 구현될 수 있으며, 다수의 LSTM 레이어(LSTML) 각각은 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt) 중 대응하는 관계값을 인가받는다. 그리고 다수의 LSTM 레이어(LSTML) 중 최종단의 LSTM 레이어(LSTML)는 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)의 패턴에 따라 t+1 시점에서의 관계값(αt+1)을 출력할 수 있다.The relationship
레이턴시 계산부(144)는 관계값 추정부(143)에서 추정된 관계값(αt+1)과 레이턴시 추정부(141)에서 추정된 순방향 레이턴시()와 역방향 레이턴시()를 수학식 8을 변형한 수학식 9에 적용함으로써, 타겟 링크(eτ)의 다음 t+1 시점에서의 레이턴시()를 예측한다.The
여기서 레이턴시 예측부(140)의 인공 신경망은 링크 레이턴시 획득부(110)에서 획득된 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )를 이용하여 미리 학습될 수 있다. 그러나 실시간으로 변화하는 네트워크 환경에 적응적으로 이용될 수 있도록, 링크 레이턴시 획득부(110)에서 획득된 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )의 업데이트에 따라 실시간으로 반복적으로 학습될 수 있다.Here, the artificial neural network of the
타겟 링크(eτ)의 다음 시점(t+1)에서의 레이턴시()가 예측되면, 네트워크 관리 장치는 타겟 노드(v7, v8) 사이의 타겟 링크(eτ)를 통해 전송해야하는 데이터가 존재하는 경우, 예측된 레이턴시()를 고려하여 데이터 전송 타이밍을 조절함으로써, SDN이 지연 민감 서비스를 안정적으로 제공하도록 할 수 있다.The latency at the next point in time (t+1) of the target link (e τ) ( ) Is predicted, when there is data to be transmitted through the target link (e τ ) between the target nodes (v 7 , v 8 ), the predicted latency ( ) In consideration of the data transmission timing, so that the SDN can stably provide a delay-sensitive service.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 관리 방법을 나타낸다.5 shows a network management method according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 도 5의 네트워크 관리 방법을 설명하면, 우선 네트워크 상의 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(eη = {e1, e2, … , eδ})의 레이턴시를 모니터링하여 획득한다(S11). 그리고 이전 기지정된 기간 동안의 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(e1 ~ e6)의 레이턴시를 누적하고, 누적된 레이턴시를 기지정된 패턴의 매트릭스 형태로 배열하여 레이턴시 특징()을 획득한다(S12).Referring to FIGS. 1 to 3, the network management method of FIG. 5 will be described, first, the latency of the target link e τ on the network and the peripheral link e η = {e 1 , e 2 ,…, e δ }) Is obtained by monitoring (S11). In addition, the latency of the target link (e τ ) and the neighboring links (e 1 ~ e 6 ) for the previous predetermined period is accumulated, and the accumulated latency is arranged in a matrix form of a predetermined pattern, and the latency characteristic ( ) Is obtained (S12).
이와 함께, 네트워크에서 타겟 링크(eτ)를 통해 연결되는 타겟 노드(v7, v8)를 패시브 모니터링하여 포트 정보를 획득한다(S21). 그리고 획득된 포트 정보로부터 타겟 링크(eτ)와 적어도 하나의 주변 링크(eη) 사이의 상관도를 나타내는 상관도 행렬을 획득한다(S22).In addition, the target node (v 7 , v 8 ) connected through the target link (e τ ) in the network is passively monitored to obtain port information (S21). In addition, a correlation matrix indicating a correlation between the target link e τ and at least one peripheral link e η is obtained from the obtained port information (S22).
상관도 행렬을 획득하기 위해서는 우선 획득된 포트 정보로부터 평균 패킷율 변화량(Δpr)과 평균 전송량 변화량(ΔΘ)을 기지정된 방식으로 계산하고, 계산된 평균 패킷율 변화량(Δpr)과 평균 전송량 변화량(ΔΘ)이 정규 분포를 따른다는 가정하에 타겟 링크(eτ)와 주변 링크(eη) 사이의 플로우 방향에 따른 영향도를 나타내는 4개의 상관값(λ1 = , λ2 = , λ3 = , λ4 = )을 수학식 2에 따라 계산한다(S22). 그리고 타겟 노드(v7, v8)에 연결되는 모든 주변 링크(eη)와 타겟 링크(eτ) 사이의 상관값을 누적하여, 4개의 상관도(λ1, λ2, λ3, λ4)를 계산한다. 4개의 상관도(λ1, λ2, λ3, λ4)이 계산되면, 4개의 상관도(λ1, λ2, λ3, λ4)를 원소로 포함하는 상관도 행렬(λ = {λ1, λ2, λ3, λ4})을 획득한다.To obtain the correlation matrix, first calculate the average packet rate change amount (Δpr) and the average transmission amount change amount (ΔΘ) from the acquired port information in a known manner, and the calculated average packet rate change amount (Δpr) and the average transmission amount change amount (ΔΘ) Assuming that) follows a normal distribution, four correlation values (λ 1 =) representing the degree of influence according to the flow direction between the target link (e τ ) and the surrounding link (e η) , λ 2 = , λ 3 = , λ 4 = ) Is calculated according to Equation 2 (S22). And by accumulating the correlation values between all the peripheral links (e η ) connected to the target nodes (v 7 , v 8 ) and the target links (e τ ), four correlations (λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ) 4 ) is calculated. When four correlations (λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 ) are calculated, a correlation matrix containing four correlations (λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 ) as elements (λ = { λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 }) are obtained.
이전 기지정된 기간 동안 각 시점에서의 상관도 행렬(λ = {λ1, λ2, λ3, λ4})이 획득되면, 획득된 다수의 상관도 행렬 각각을 전치하여 전치 상관도 행렬(λT(t-k), λT(t-(k-1)), … , λT(t-1), λT(t))로 변환하고, 배열하여 영향도 특징()을 획득한다(S23). When the correlation matrix (λ = {λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 }) at each time point is obtained during the previously specified period, each of the obtained correlation matrix is transposed to the transposed correlation matrix (λ T (tk), λ T (t-(k-1)),…, λ T (t-1), λ T (t)) ) Is obtained (S23).
레이턴시 특징()과 영향도 특징()이 획득되면, 획득된 레이턴시 특징()과 영향도 특징()을 결합하여 하여 타겟 링크(eτ)에 대한 링크 특징()을 획득한다(S30).Latency feature ( ) And impact characteristics ( ) Is acquired, the acquired latency characteristic ( ) And impact characteristics ( ) By combining the link feature for the target link (e τ) ( ) Is obtained (S30).
그리고 획득된 링크 특징()을 이전 획득된 타겟 링크(eτ)의 레이턴시( ~ )를 학습 데이터로 이용하여 미리 학습된 인공 신경망의 입력으로 인가함으로써, 타겟 링크(eτ)의 다음 시점(t+1)에서의 레이턴시()를 예측한다(S40).And the obtained link feature ( ) To the latency of the previously acquired target link (e τ) ( ~ ) The latency of the application by using the learning data to the input of the artificial neural network learning in advance, a target link (τ e) following the time (t + 1) of the ( ) Is predicted (S40).
도 6은 도 5의 본 발명의 레이턴시 예측 단계의 일 예를 상세하게 나타낸다.6 shows in detail an example of the latency prediction step of the present invention of FIG. 5.
상기한 바와 같이, 본 실시예에서는 LSTM 등으로 구현되는 단일 인공 신경망에 링크 특징()을 입력하여 타겟 링크(eτ)의 다음 시점(t+1)에서의 레이턴시()를 예측할 수 있으나, 더욱 정확한 레이턴시 예측을 위해서는 다수의 인공 신경망을 이용하여 레이턴시()를 예측할 수도 있다.As described above, in this embodiment, the link feature ( ) By entering the latency at the next point in time (t+1) of the target link (e τ) ( ) Can be predicted, but for more accurate latency prediction, a number of artificial neural networks are used to predict the latency ( ) Can also be predicted.
이 경우, 우선 B-LSTM으로 구현된 인공 신경망에 링크 특징()을 입력하여, 각 시점별 순방향 레이턴시와 역방향 레이턴시를 추정한다(S41). 그리고 링크 특징()으로부터 각 시점에서 측정된 레이턴시와 측정된 레이턴시 직전 시점에서 추정된 순방향 레이턴시와 역방향 레이턴시 사이의 관계를 나타내는 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)을 수학식 8에 따라 각 시점별로 계산한다(S42).In this case, first of all, link features to the artificial neural network implemented by B-LSTM ( ) To estimate the forward and reverse latency for each time point (S41). And the link feature ( ) From the measured latency at each time point and the relationship between the forward and reverse latency estimated at the time point immediately before the measured latency (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , α t ) It is calculated for each time point according to Equation 8 (S42).
각 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)이 계산되면, 계산된 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)을 LSTM으로 구현되는 인공 신경망에 인가하여, 다음 시점(t+1)에서의 관계값(αt+1)을 추정한다(S43).When the relationship values for each time point (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , α t ) are calculated, the calculated relationship values (α tk , α tk-1 , …, α t-1 ,α t ) Is applied to the artificial neural network implemented by LSTM, and the relationship value α t+1 at the next time point t+1 is estimated (S43).
다음 시점(t+1)에서의 관계값(αt+1)이 추정되면, 추정된 관계값(αt+1)과 현재 시점(t)에 대해 추정된 순방향 레이턴시()와 역방향 레이턴시()를 수학식 8에 적용하여 타겟 링크(eτ)의 다음 t+1 시점에서의 레이턴시()를 계산한다(S44). When the relationship value (α t+1 ) at the next time point (t+1) is estimated, the estimated relationship value (α t+1 ) and the estimated forward latency for the current time point (t) ( ) And reverse latency ( ) Is applied to Equation 8, and the latency at the next point t+1 of the target link (e τ) ( ) Is calculated (S44).
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 또한 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함하며, ROM(판독 전용 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리), CD(컴팩트 디스크)-ROM, DVD(디지털 비디오 디스크)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다.The method according to the present invention can be implemented as a computer program stored in a medium for execution on a computer. Here, the computer-readable medium may be any available medium that can be accessed by a computer, and may also include all computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data, and ROM (Read Dedicated memory), RAM (random access memory), CD (compact disk)-ROM, DVD (digital video disk)-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
110: 링크 레이턴시 획득부 111: 액티브 모니터링부
112: 레이턴시 특징 획득부 120: 링크 영향도 계산부
121: 패시브 모니터링부 122: 영향도 특징 획득부
130: 특징 결합부 140: 레이턴시 예측부
141: 레이턴시 추정부 142: 추정 패턴 분석부
143: 관계값 추정부 144: 레이턴시 계산부110: link latency acquisition unit 111: active monitoring unit
112: latency feature acquisition unit 120: link influence calculation unit
121: passive monitoring unit 122: influence feature acquisition unit
130: feature combining unit 140: latency predicting unit
141: latency estimation unit 142: estimation pattern analysis unit
143: relationship value estimation unit 144: latency calculation unit
Claims (19)
상기 타겟 노드를 모니터링하여 포트 정보를 획득하고, 획득된 포트 정보로부터 상기 타겟 링크와 적어도 하나의 주변 링크 사이의 상관도를 나타내는 상관도 행렬을 획득하며, 기지정된 기간 동안 획득된 상관도 행렬을 미리 지정된 형태로 변환 및 배열하여 영향도 특징을 획득하는 링크 영향도 계산부;
상기 레이턴시 특징과 상기 영향도 특징을 결합하여 하여 상기 타겟 링크에 대한 링크 특징을 획득하는 특징 결합부; 및
패턴 추정 방식이 미리 학습되어 상기 링크 특징을 인가받아 상기 타겟 링크의 다음 시점에서의 레이턴시를 추정하는 레이턴시 예측부를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 장치.The latency of the target link for which the latency is to be predicted on the network and the latency of at least one neighboring link connected to each of the two target nodes connected by the target link is monitored for a predetermined period of time, and the obtained latency is obtained in the form of a matrix of a predetermined pattern. A link latency acquisition unit arranged to obtain a latency characteristic;
The target node is monitored to obtain port information, a correlation matrix indicating a correlation between the target link and at least one neighboring link is obtained from the obtained port information, and a correlation matrix obtained for a predetermined period is previously A link influence degree calculation unit that converts and arranges in a designated form to obtain an influence degree characteristic;
A feature combining unit that combines the latency feature and the influence feature to obtain a link feature for the target link; And
A network management apparatus in a software-defined network environment, comprising: a latency predictor for estimating a latency at a next point in time of the target link by receiving the link characteristic by learning a pattern estimation method in advance.
상기 네트워크 상의 다수의 링크를 모니터링하여 상기 타겟 링크와 상기 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 획득하는 액티브 모니터링부; 및
획득된 상기 타겟 링크와 상기 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 누적하여 저장하고, 누적 저장된 타겟 링크의 레이턴시와 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시 각각을 구분하고 시간 순서로 배열하여 상기 레이턴시 특징을 획득하는 레이턴시 특징 획득부를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 장치.The method of claim 1, wherein the latency acquisition unit
An active monitoring unit that monitors a plurality of links on the network to obtain latency of the target link and the at least one peripheral link; And
The latency of accumulating and storing the obtained latency of the target link and the at least one neighboring link, and separating each of the accumulated and stored latency of the target link and the latency of at least one neighboring link and arranging in chronological order to obtain the latency characteristic A network management device in a software-defined network environment including a feature acquisition unit.
소프트웨어 정의 네트워크의 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 상기 네트워크의 다수의 노드 각각의 적어도 하나의 포트를 모니터링하여 송신 바이트, 수신 바이트, 송신 패킷, 수신 패킷 및 지속 시간 포트 정보를 획득하는 패시브 모니터링부; 및
상기 포트 정보를 이용하여 기지정된 방식으로 평균 패킷율 변화량과 평균 전송량 변화량을 계산하고, 계산된 평균 패킷율 변화량과 평균 전송량 변화량으로부터 데이터가 전송되는 플로우 방향별, 각 시점별 타겟 링크와 적어도 하나의 주변 링크 각각의 사이의 영향도를 나타내는 기지정된 개수의 상관값을 계산하며, 전체 주변 링크 각각에 대해 계산된 상관값 각각을 누적하여 획득되는 상관도를 원소로 하는 상관도 행렬을 획득하여 기지정된 형태로 배열하여 상기 영향도 특징을 획득하는 영향도 특징 획득부를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 장치.The method of claim 1, wherein the link influence calculation unit
A passive monitoring unit that monitors at least one port of each of a plurality of nodes of the network using an open flow protocol of a software defined network to obtain transmission byte, reception byte, transmission packet, reception packet, and duration port information; And
The average packet rate change amount and the average transmission amount change amount are calculated in a predetermined manner using the port information, and from the calculated average packet rate change amount and the average transmission amount change amount, the target link for each flow direction and each time point in which data is transmitted, and at least one A predetermined number of correlation values representing the degree of influence between each of the neighboring links are calculated, and a correlation matrix having a correlation obtained by accumulating each of the calculated correlation values for each of the neighboring links as an element is obtained. A network management device in a software-defined network environment comprising an influence degree feature acquisition unit arranged in a form to obtain the influence degree feature.
다수의 양방향 LSTM 셀을 포함하는 양방향 LSTM으로 구현되어, 상기 링크 특징에서 대응하는 시점의 레이턴시 특징과 인접한 양방향 LSTM 셀에서 인가되는 이전 시점에서의 순방향 레이턴시 및 다음 시점에서의 역방향 레이턴시로부터 미리 학습된 패턴 추정 방식에 따라 대응하는 시점의 순방향 레이턴시와 역방향 레이턴시를 추정하는 레이턴시 추정부;
링크 특징의 각 시점별 레이턴시와 각 시점별 레이턴시의 직전 시점에서 추정된 전방향 레이턴시와 후방향 레이턴시 사이의 관계를 나타내는 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)을 획득하는 패턴 분석부;
미리 학습된 패턴 추정 방식에 따라 상기 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)으로부터 다음 시점에서의 관계값(αt+1)을 추정하는 관계값 추정부; 및
추정된 관계값(αt+1)과 현재 시점(t)에 대해 추정된 전방향 레이턴시()과 후방향 레이턴시()를 이용하여 다음 시점에서의 레이턴시()를 계산하는 레이턴시 계산부를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 장치.The method of claim 1, wherein the latency prediction unit
Implemented as a bidirectional LSTM including a plurality of bidirectional LSTM cells, a pattern learned in advance from the forward latency at the previous point in time and the reverse latency at the next time point applied from the latency feature at the corresponding point in the link feature and the adjacent bidirectional LSTM cell A latency estimating unit for estimating a forward latency and a reverse latency of a corresponding viewpoint according to the estimation method;
The relationship values for each point in time (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , which indicate the relationship between the latency of each point in the link feature and the forward and backward latency estimated at the point immediately before the delay of each point in time) a pattern analysis unit that acquires α t );
A relationship value that estimates the relationship value (α t+1 ) at the next time point from the relationship values (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , α t ) for each time point according to a previously learned pattern estimation method Estimation unit; And
The estimated relationship value (α t+1 ) and the estimated forward latency for the current point in time (t) ( ) And backward latency ( Using ), the latency at the next point in time ( A network management device in a software-defined network environment including a latency calculation unit that calculates ).
시점(t)에서 링크 특징으로부터 확인된 레이턴시()와 이전 레이턴시 추정부(141)에서 이전 t-1 시점에서 추정된 전방향 레이턴시()와 후방향 레이턴시() 사이에
수학식
을 만족하는 관계값(αt)을 계산하여 획득하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 장치.The method of claim 7, wherein the pattern analysis unit
Latency determined from link characteristics at time (t) ( ) And the forward latency estimated at the previous time t-1 by the previous latency estimating unit 141 ( ) And backward latency ( ) Between
Equation
A network management device in a software defined network environment that calculates and obtains a relationship value (α t) that satisfies.
추정된 관계값(αt+1)과 현재 시점(t)에 대해 추정된 전방향 레이턴시()와 후방향 레이턴시()로부터 수학식
에 따라 상기 다음 시점에서의 레이턴시()를 계산하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 장치.The method of claim 8, wherein the latency calculator
The estimated relationship value (α t+1 ) and the estimated forward latency for the current point in time (t) ( ) And backward latency ( ) From the equation
According to the latency at the next point in time ( A network management device in a software-defined network environment that calculates ).
상기 링크 특징에 포함된 각 시점별 레이턴시를 학습 데이터로 이용하여 학습되는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 장치.The method of claim 7, wherein the latency estimating unit and the relationship value estimating unit
A network management device in a software-defined network environment that learns by using the latency for each time point included in the link feature as learning data.
상기 타겟 노드를 모니터링하여 포트 정보를 획득하고, 획득된 포트 정보로부터 상기 타겟 링크와 적어도 하나의 주변 링크 사이의 상관도를 나타내는 상관도 행렬을 획득하며, 기지정된 기간 동안 획득된 상관도 행렬을 미리 지정된 형태로 변환 및 배열하여 영향도 특징을 획득하는 단계;
상기 레이턴시 특징과 상기 영향도 특징을 결합하여 하여 상기 타겟 링크에 대한 링크 특징을 획득하는 단계; 및
패턴 추정 방식이 미리 학습되어 상기 링크 특징을 인가받아 상기 타겟 링크의 다음 시점에서의 레이턴시를 추정하는 단계를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 방법.The latency of the target link for which the latency is to be predicted on the network and the latency of at least one neighboring link connected to each of the two target nodes connected by the target link is monitored for a predetermined period of time, and the obtained latency is obtained in the form of a matrix of a predetermined pattern. Arranging them to obtain a latency characteristic;
The target node is monitored to obtain port information, a correlation matrix indicating a correlation between the target link and at least one neighboring link is obtained from the obtained port information, and a correlation matrix obtained for a predetermined period is previously Converting and arranging in a designated form to obtain an influence characteristic;
Obtaining a link characteristic for the target link by combining the latency characteristic and the influence characteristic characteristic; And
And estimating a latency at a next point in time of the target link by learning a pattern estimation method in advance and receiving the link feature.
상기 네트워크 상의 다수의 링크를 모니터링하여 상기 타겟 링크와 상기 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 획득하는 단계; 및
획득된 상기 타겟 링크와 상기 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시를 누적하여 저장하고, 누적 저장된 타겟 링크의 레이턴시와 적어도 하나의 주변 링크의 레이턴시 각각을 구분하고 시간 순서로 배열하여 상기 레이턴시 특징을 획득하는 단계를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 방법.The method of claim 11, wherein obtaining the latency characteristic comprises:
Monitoring a plurality of links on the network to obtain latency of the target link and the at least one peripheral link; And
Accumulating and storing the acquired latency of the target link and the at least one neighboring link, classifying each of the accumulated and stored latency of the target link and the latency of at least one neighboring link, and arranging in chronological order to obtain the latency characteristic Network management method of a software-defined network environment comprising a.
소프트웨어 정의 네트워크의 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 상기 네트워크의 다수의 노드 각각의 적어도 하나의 포트를 모니터링하여 송신 바이트, 수신 바이트, 송신 패킷, 수신 패킷 및 지속 시간 포트 정보를 획득하는 단계; 및
상기 포트 정보를 이용하여 기지정된 방식으로 평균 패킷율 변화량과 평균 전송량 변화량을 계산하는 단계;
계산된 평균 패킷율 변화량과 평균 전송량 변화량으로부터 데이터가 전송되는 플로우 방향별, 각 시점별 타겟 링크와 적어도 하나의 주변 링크 각각의 사이의 영향도를 나타내는 기지정된 개수의 상관값을 계산하는 단계;
전체 주변 링크 각각에 대해 계산된 상관값 각각을 누적하여 획득되는 상관도를 원소로 하는 상관도 행렬을 획득하는 단계; 및
획득된 상관도 행렬을 기지정된 형태로 배열하는 단계를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 방법.The method of claim 11, wherein acquiring the influence degree feature comprises:
Monitoring at least one port of each of a plurality of nodes of the network using an openflow protocol of a software-defined network to obtain transmission byte, reception byte, transmission packet, reception packet, and duration port information; And
Calculating an average packet rate change amount and an average transmission amount change amount in a predetermined manner using the port information;
Calculating a correlation value of a predetermined number from the calculated average packet rate change amount and the average transmission amount change amount indicating an influence between each flow direction in which data is transmitted and between a target link for each time point and each of at least one neighboring link;
Obtaining a correlation matrix having a correlation obtained by accumulating each of the calculated correlation values for each of the surrounding links as an element; And
A network management method of a software-defined network environment comprising the step of arranging the obtained correlation matrix in a predetermined form.
패턴 추정 방식이 미리 학습된 다수의 양방향 LSTM 셀을 포함하는 양방향 LSTM에 상기 링크 특징에서 대응하는 시점의 레이턴시 특징과 인접한 양방향 LSTM 셀에서 출력된 이전 시점에서의 순방향 레이턴시 및 다음 시점에서의 역방향 레이턴시을 인가하여, 대응하는 시점의 순방향 레이턴시와 역방향 레이턴시를 추정하는 단계;
링크 특징의 각 시점별 레이턴시와 각 시점별 레이턴시의 직전 시점에서 추정된 전방향 레이턴시와 후방향 레이턴시 사이의 관계를 나타내는 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)을 획득하는 단계;
미리 학습된 패턴 추정 방식에 따라 상기 시점별 관계값(αt-k, αt-k-1, …, αt-1,αt)으로부터 다음 시점에서의 관계값(αt+1)을 추정하는 단계; 및
추정된 관계값(αt+1)과 현재 시점(t)에 대해 추정된 전방향 레이턴시()과 후방향 레이턴시()를 이용하여 다음 시점에서의 레이턴시()를 계산하는 단계를 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 방법.The method of claim 11, wherein estimating the latency
To a bidirectional LSTM including a plurality of bidirectional LSTM cells for which the pattern estimation method is pre-learned, the latency feature at the time point corresponding to the link feature and the forward latency at the previous time point output from the adjacent bidirectional LSTM cell and the reverse latency at the next time point are applied to the bidirectional LSTM cell. Thus, estimating a forward latency and a reverse latency of a corresponding viewpoint;
The relationship values for each point in time (α tk , α tk-1 , …, α t-1 , which indicate the relationship between the latency of each point in the link feature and the forward and backward latency estimated at the point immediately before the delay of each point in time) obtaining α t );
Estimating a relationship value (α t+1 ) at a next time point from the relationship values (α tk , α tk-1 , ..., α t-1 , α t ) according to a previously learned pattern estimation method; And
The estimated relationship value (α t+1 ) and the estimated forward latency for the current point in time (t) ( ) And backward latency ( Using ), the latency at the next point in time ( A network management method of a software-defined network environment comprising the step of calculating ).
시점(t)에서 링크 특징으로부터 확인된 레이턴시()와 이전 레이턴시 추정부(141)에서 이전 t-1 시점에서 추정된 전방향 레이턴시()와 후방향 레이턴시() 사이에
수학식
을 만족하는 관계값(αt)을 계산하여 획득하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 방법.The method of claim 17, wherein the obtaining of the relationship value for each time point comprises:
Latency determined from link characteristics at time (t) ( ) And the forward latency estimated at the previous time t-1 by the previous latency estimating unit 141 ( ) And backward latency ( ) Between
Equation
Network management method of a software-defined network environment that is obtained by calculating a relationship value (α t) that satisfies the.
추정된 관계값(αt+1)과 현재 시점(t)에 대해 추정된 전방향 레이턴시()와 후방향 레이턴시()로부터 수학식
에 따라 상기 다음 시점에서의 레이턴시()를 계산하는 소프트웨어 정의 네트워크 환경의 네트워크 관리 방법.The method of claim 18, wherein calculating the latency
The estimated relationship value (α t+1 ) and the estimated forward latency for the current point in time (t) ( ) And backward latency ( ) From the equation
According to the latency at the next point in time ( ) To calculate the network management method of a software-defined network environment.
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KR1020200019485A KR102256447B1 (en) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Network management apparatus and method for latency critical services on software defined network environment |
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KR1020200019485A KR102256447B1 (en) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Network management apparatus and method for latency critical services on software defined network environment |
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KR1020200019485A KR102256447B1 (en) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Network management apparatus and method for latency critical services on software defined network environment |
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