KR102356700B1 - 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치 - Google Patents

자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치 Download PDF

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Abstract

자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치가 개시된다.
본 개시의 일 실시예에 따른 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치는 중앙 코어 구역에 설치되어 상기 중앙 코어 구역과 이격된 현장 구역과의 통신을 지원하는 스파인 노드와, 상기 현장 구역에 설치되며 상기 스파인 노드와 스파인-리프 구조를 갖도록 상기 스파인 노드와 연결되는 제 1 리프 노드와, 상기 현장 구역 중에 상기 스파인 노드와 연결 곤란 구역에 설치되며, 상기 연결 곤란 구역과 인접한 상기 리프 노드와 연결되어 통신을 지원하는 제 2 리프 노드를 포함한다.

Description

자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치{EMERGENCY NETWORK APPRATUS FOR EXTREME SITUATIONS BY AUTONOMIC PROVISIONING}
본 개시는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치에 대한 것이며, 외부지원 및 통신망 전문가의 도움이 없이 간단하면서 최소한의 휴대형 통신 장비를 활용하여 신속하고 경제적으로 기본 통신 서비스를 구축하거나 복구할 수 있는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치에 대한 것이다.
유무선 통신 장비 기술은 극한 상황에서 다양한 위험 요소에 노출된 상태에서도 안정적으로 동작할 수 있는 보호케이싱, 외부 인터페이스 및 이들 장비를 연결하기 위한 케이블링 기술이 필요하다.
극한 상황은 자연 재해, 화재, 폭발, 건물 붕괴, 원자력 시설물과 같은 고위험 구조물에서의 사고 등으로 인한 재난으로 인해 발생하는 매우 높은 수준의 비상 상황이다.
자연 재해 지역은 주로 군락, 산악, 해안, 등과 같은 광범위한 지역이며, 인명 구조, 붕괴되거나 위험이 있는 시설물의 철거 및 복구 등을 통제하기 위해, 재난 지휘소와 피해 지역에 인접한 현장 간의 비상 통신망의 구축이 필요하다.
또한, 원자력 시설물 등에서 평상시에 중앙 제어실의 통신 네트워크 장비가 운영되고 있으나, 재난 상황 발생시에 재난 현장 구역에서 추가로 긴급 비상 통신망을 구축하거나, 기존의 통신망이 손상된 경우에 이를 대체할 비상 통신망을 복구할 수 있다.
비상 통신망은 극한 상황이 발생한 이후에 최초 통신 서비스까지 제공되는 시간이 최대한 신속하도록 구축되어야 하며, 동시 접속자의 수가 가급적 많도록 설치되어야 한다. 또한, 비상 통신망은 인력 지원이 제한된 환경에서 구축되므로, 비전문가가 용이하게 비상 통신망을 설치할 수 있는 편의성과 함께, 통신망 장비의 경량성, 통신망 전력의 안정성, 신뢰성이 비상 통신망 구축시에 요구된다.
이에 따라, 비상 통신망 구축에 요구되는 조건들을 충족하기 위한 다양한 연구가 지속적으로 시도되고 있는 실정이다.
본 개시의 기술적 과제는 외부지원 및 통신망 전문가의 도움이 없이 간단하면서 최소한의 휴대형 통신 장비를 활용하여 신속하고 경제적인 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치를 제공하는 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면, 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치가 제공될 수 있다. 상기 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치는 를 중앙 코어 구역에 설치되어 상기 중앙 코어 구역과 이격된 현장 구역과의 통신을 지원하는 스파인 노드와, 상기 현장 구역에 설치되며 상기 스파인 노드와 스파인-리프 구조를 갖도록 상기 스파인 노드와 연결되는 적어도 하나의 제 1 리프 노드와, 상기 현장 구역 중에 상기 스파인 노드와 연결 곤란 구역에 설치되며, 상기 연결 곤란 구역과 인접한 상기 제 1 리프 노드와 연결되어 통신을 지원하는 제 2 리프 노드를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 스파인 노드, 상기 제 1 및 제 2 리프 노드는 비상 통신망의 토폴로지 탐색(discovery), 상기 비상 통신망의 프로비저닝(provisioning)을 자율적으로 구축하며 상기 통신이 가능한 상태로 구축하는 SDN(Software Defined Network)에 기반하여 운용될 수 있다.
또한, 상기 스파인 노드는 SDN 컨트롤러와, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치와, 제 1 가상 스위치를 포함하고, 상기 SDN 컨트롤러는 상기 토폴로지 탐색과 상기 프로비저닝을 수행하여 상기 비상 통신망의 자율 구축 및 제어를 구현하며, 상기 리프 노드에 대한 패킷 경로의 설정, 관리 및 제어에 의해 상기 설정된 패킷 경로를 상기 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치에 전달하고, 상기 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치는 상기 제 1 리프 노드의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치와 접속되고, 상기 전달된 패킷 경로에 의해 상기 제 1 가상 스위치를 제어하며, 상기 제 1 가상 스위치는 상기 제 1 리프 노드의 제 1 가상 스위치와 접속되어, 상기 전달된 패킷 경로에 따라 상기 제 1 리프 노드의 제 1 가상 스위치와 함께 제어될 수 있다.
이에 더하여, 상기 제 2 리프 노드는 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치와 제 1 가상 스위치를 포함하고, 상기 제 2 리프 노드의 상기 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치는 상기 인접한 제 1 리프 노드의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치와 접속되어 상기 패킷 경로를 수신하고, 상기 제 2 리프 노드의 상기 제 1 가상 스위치는 상기 인접한 제 1 리프 노드의 제 1 가상 스위치와 접속되어 상기 패킷 경로에 따라 제어될 수 있다.
아울러, 상기 SDN 컨트롤러는 상기 리프 노드들 간의 통신 상태를 모니터링하여 상기 통신 상태의 장애가 유발된 상기 리프 노드를 탐색할 수 있다.
또한, 상기 제 2 리프 노드는 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치와 제 1 가상 스위치를 포함하되, 상기 스파인 노드, 상기 제 1 리프 노드 및 상기 제 2 리프 노드는 각각 상기 제 1 가상 스위치와 접속되며, 상기 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치에 연결되는 제 2 가상 스위치를 더 포함하고, 상기 스파인 노드의 상기 제 2 가상 스위치와 상기 제 1 리프 노드의 상기 제 2 가상 스위치가 상호 접속되며, 상기 제 2 리프 노드의 상기 제 2 가상 스위치는 상기 인접한 제 1 리프 노드의 제 2 가상 스위치와 상호 접속될 수 있다.
이에 더하여, 상기 SDN 컨트롤러가 상기 통신 상태의 장애가 유발된 상기 리프 노드를 탐색한 경우에, 상기 탐색된 리프 노드의 제 1 및 제 2 가상 스위치 중 하나를 선정하여 우회 경로를 설정할 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 SDN 컨트롤러는 상기 스파인 노드, 상기 제 1 리프 노드 및 상기 제 2 리프 노드의 상기 제 1 가상 스위치들을 이용하여 상기 패킷 경로 설정과 통신을 수행하며, 상기 SDN 컨트롤러는 상기 통신 상태의 장애가 유발된 상기 리프 노드를 탐색한 경우에, 상기 탐색된 리프 노드에서 상기 제 1 가상 스위치에서 상기 제 2 가상 스위치로 전환하여 상기 패킷 경로 설정과 통신을 수행할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 스파인 노드는 상기 제 1 및 제 2 리프 노드들과 접속되는 단말들 간의 시그널링 프로토콜을 규정하여 상기 제 1 및 제 2 리프 노드들의 제 1 가상 스위치들을 제어하는 SIP 서버를 구비할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 및 2 리프 노드는 상기 제 1 가상 스위치들과 상기 다수의 단말들이 접속되는 복수의 포트들을 구비하며, 상기 제 2 리프 노드와 상기 인접한 제 1 리프 노드는 상기 포트를 통해 케이블 접속될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 스파인 노드, 상기 제 1 및 제 2 리프 노들들은 자체의 독립 전원으로 구동될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 통신은 유선 IP 전화 단말 및 모바일 단말 중 적어도 어느 하나에 의한 통신일 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 스파인 노드는 복수개로 설치되며, 상기 제 1 리프 노드는 상기 스파인 노드의 각각에 대해 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 외부지원 및 통신망 전문가의 도움이 없이 간단하면서 최소한의 휴대형 통신 장비를 활용하여 신속하고 경제적인 극한 상황용 비상 통신망 장치를 자율적으로 구축할 수 있다.
본 개시에 따르면, 비상 통신망에서 요구되는 네트워크 신뢰성(Network Reliabiltiy) 및 무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network) 기능을 지원하도록, 비상 통신망의 트래픽을 측정하고, 특정 리프 노드에 트래픽 장애가 발생한 경우 장애 리프 노드에서 복구 경로로 자율적으로 절체할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 중앙 코어 구역의 스파인 노드를 나타내는 블록도이다.
도 3은 현장 구역의 리프 노드를 나타내는 블록도이다.
도 4는 스파인 노드와 연결이 곤란한 현장 구역인 연결 곤란 구역의 노드에 통신 서비스를 제공하기 위해 연결되는 리프 노드를 나타내는 블록도이다.
도 5는 연결 곤란 구역의 리프 노드를 나타내는 블록도이다.
도 6은 AP 노드를 나타내는 블록도이다.
도 7은 극한 상황용 비상 통신망 장치에서 비상 통신망의 트래픽을 모니터링하는 것을 나타내는 예시도이다.
도 8은 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치를 구축하는 방법을 나타내는 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치를 나타내는 구성도이다.
자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치(10)는 중앙 코어 구역(100 S, M)의 스파인(Spine) 노드(Spine node; 100S) 사이트와 각 해당 현장 구역(200A~D)을 담당하는 복수의 리프 노드(Leaf node)를 포함한다.
현장 구역(200A~D)는 도 1 과 같이, 4개의 리프 노드(202A~D)를 포함할 수 있으나, 현장 구역의 상황에 따라 리프 노드의 개수는 확장되거나 축소될 수 있다. 현장 구역(200A~D)은 예컨대, A 구역 리프 노드(202A), B 구역 리프 노드(202B), C 구역 리프 노드(202C) 및 D 구역 리프 노드(202D)로 구성되어 있다. 여기서, 스파인 노드(100S)와 연결되는 A 구역 리프 노드(202A), C 구역 리프 노드(202C) 및 D 구역 리프 노드(202D)는 제 1 리프 노들에 해당하며, 스파인 노드(100S)가 아닌 인접한 제 1 리프 노드인 A 구역 리프 노드(202A)와 접속되는 B 구역 리프 노드(202B)는 제 2 리프 노드에 해당될 수 있다.
각 구역(200A~D)의 리프 노드들(202A~D)과 연결되는 AP(Access Point) 노드들(204)은 유선 IP 전화기(206F)을 위한 유선 접속과 모바일 단말(206H)을 위한 무선 통신 접속, 예컨대 Wifi 접속을 제공한다.
예를 들면, C 구역 리프 노드(202C)의 AP 노드(204-1C)는 유선 IP 전화기(206F)와 연결됨과 아울러서, Wifi 접속 등을 통해 모바일 단말(206H)과 접속되도록 구성될 수 있다. 각 구역(200A~D)에 생성할 수 있는 AP 노드들(204)은 리프 노드들(202A~D)의 데이터 포트 형태로 구성되어, AP 노드들(204)에서 데이터 포트의 추가가 가능하다. 구체적으로, 각 AP 노드(204)에는 유선 포트를 추가할 수 있어, 유선 IP 전화기(206F)의 추가가 가능하며, 무선 포트의 추가를 통해 모바일 단말(206H)을 통한 Wifi 추가 접속도 가능하다.
기본적으로 AP 노드(204)는 해당 리프 노드(202A~D)와 연결되나, 중앙 코어 구역의 스파인 노드(100S)는 중앙 코어 구역의 AP 노드(102)인 AP-MCR 사이트(100M)에 직접 연결되는 구조를 갖는다. AP-MCR 사이트(100M)도 각 구역(200A~D)과 실질적으로 동일하게 AP-MCR 노드(102)도 데이터 포트를 통해 유선 IP 전화기(100F)와 연결됨과 아울러서, Wifi 접속 등을 통해 모바일 단말(100H)과 접속되도록 구성될 수 있다.
한편, 기본적으로 중앙 코어 구역의 스파인 노드(100S)와 각 현장 구역(200A~D)의 리프 노드들(202A~D)과 연결된다. 다른 실시예에 따르면, 스파인 노드(100S)와 너무 멀리 떨어져 있거나 한번에 연결하기 어려운 건물 구조를 가정한 연결 곤란 구역(200B)이 존재할 수 있으며, 이 경우에, 연결 곤란 구역(200B)과 인접하여 연결이 용이하 A 구역 리프 노드(202A)가 B 구역 리프 노드(202B)와 연결된다. 이는 하이브리드 스파인-리프(Hybrid Spine-Leaf) 구조로 구현되어, 연결 곤란 구역(200B)의 B 구역 리프 노드(202B)에서 다른 구역(200A~C)과의 통신이 가능하다.
또한, 스파인 노드(100S), 모든 구역의 리프 노드(202A~D)는 비상 통신망의 토폴로지 탐색(discovery), 비상 통신망의 프로비저닝(provisioning)을 자율적으로 구축하며 통신이 가능한 상태로 구축하는 SDN(Software Defined Network)에 기반하여 운용될 수 있다. 이는 네트워크 프로그래머빌러티를 바탕으로 일반적으로 예측불가능한 네트워크 붕괴에 신속하게 대응가능하도록 NFV(Network Functions Virtualization) 기술이 적용되어 구현된다.
도 2는 중앙 코어 구역의 스파인 노드를 나타내는 블록도이다.
중앙 코어 구역의 스파인 노드(100S)는 컨트롤 플레인(CP: Control Plane) 연결용 IP 스위치(104), SDN(Software Defined Network) 컨트롤러(106), SIP(Session Initiation Protocol) 서버(108), 미니PC 기반의 2개의 OVS(Open Virtual Switch)로 구성된 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112), 및 내부 비상 전원용 배터리(114)를 포함할 수 있다.
SDN 컨트롤러(106)는 전체 비상 통신망을 제어하며, 각 현장 구역(200A~D)의 리프 노드들(202A~D)에서 송수신되는 패킷의 경로 설정 및 관리 제어를 담당한다. SDN 컨트롤러(106)는 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)에 경로 탐색, 설정 및 관리 관련 메시지를 전송하여 현장 구역들(200A~D)의 리프 노드들(202A~D)에 대한 네트워크 탐색, 음성 및 데이터 통신이 가능한 상태로의 자율 구축을 실현한다.
SDN 컨트롤러(106)는 패킷을 처리하는 복수의 오픈플로우 스위치를 제어하여, 패킷의 송수신을 제어한다.
즉, SDN 컨트롤러(106)는 비상 통신망의 토폴로지 탐색과 비상 통신망의 프로비저닝을 수행하여 비상 통신망의 자율 구축 및 제어를 구현하며, 모든 리프 노드(202A~D)에 대한 패킷 경로의 설정, 관리 및 제어에 의해 설정된 패킷 경로를 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)에 전달할 수 있다.
또한, SDN 컨트롤러(106)는 리프 노드들(202A~D) 간의 통신 상태를 모니터링하여 통신 상태의 장애가 유발된 리프 노드(202A~D)를 탐색할 수 있다. SDN 컨트롤러(106)가 통신 상태의 장애가 유발된 리프 노드를 탐색한 경우에, 탐색된 리프 노드의 제 1 및 제 2 가상 스위치 중 하나를 선정하여 우회 경로를 설정할 수 있다.
통신 비전문가인 운영자가 망 장치를 이동하고 각 노드를 접속하면 자율적으로 비상 통신망이 구축되어 통신 서비스를 사용할 수 있도록, 상술한 SDN/NFV 기술을 기반으로 하는 SON(Self Organizing Network) 기술이 적용된다. 이동 통신에서 일반적으로 적용되는 사용자 단말의 접속 과정의 자동화 기술과는 달리, 본 실시예에 따른 SON 기술은 비상 통신 네트워크 토폴로지 탐색에서부터 SIP 및 DHCP 서버 구동과, 단말의 서비스 등록 과정을 전부 포함하는 네트워크 및 음성, 데이터 통신과 같은 서비스의 프로비저닝 완료까지의 전체 프로세스를 자동화하는 기술을 의미한다.
컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)는 모든 리프 노드(202A~D)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210A~D)와 직간접으로 접속되고, 구체적으로 각 현장 구역(200A~D)의 각 리프 노드(202A, C, D)에 있는 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210A, C)와 직접 연결되고, B 구역 리프 노드(202B)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210B)는 A 구역 리프 노드(202A)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210A)와 연결된다. 이에 의해, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)는 전달된 패킷 경로에 의해 각 리프 노드(202A~D)의 제 1 가상 스위치(212A, B, C)를 제어한다. 또한, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)는 예컨대 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)는 Netgear GS108E(Gigabit Ethernet 8port, 4.5Watt)를 사용할 수 있으며, SDN 컨트롤러(106)는 예를 들면, 라즈베리파이 모델 B+(ARMv8 1.4GHz, 5W) 상에 Ubuntu MATE 16.04를 설치하여 ONOS(Open Networking Operating System) 1.12.0 버전을 사용할 수 있다.
SIP 서버(108)는 SIP(세션 설정 프로토콜)는 비상 통신망에서 통신하고자 하는 단말들이 서로를 식별하여 그 위치를 찾고, 그들 상호 간에 멀티미디어 신 세션을 생성하거나 삭제 변경하기 위한 절차를 명시한 응용 계층의 시그널링 프로토콜이다. SIP 서버(108)는 OVS(110, 112)를 제어하여 리프 노드들(202A~D)과 접속된 유선 IP 전화기들(100F) 및 모바일 단말들(100H) 간 통신을 위한 호를 생성 및 종료한다. SIP 서버(108)는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버를 포함하고 있어 각 노드들(100S. 202A~D) 간의 데이터 통신시에 네트워크 파라미터를 동적으로 할당한다.
SIP 서버(108)는 예를 들어 라즈베리파이 모델 B+ 상에 Asterisk 13.23.0, FreePBX, DHCP 서버를 각각 설치하여 구성될 수 있다.
2개의 OVS인 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)는 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)와 연결되며, SDN 컨트롤러(106)도 함께 연결된다. S-OVS-01과 S-OVS-02는 직접 연결되어 있으며 각 리프 노드(202A~D)의 OVS(212, 214)의 데이터 포트와 연결된다. 스파인 노드(100S)의 OVS(110, 112)의 데이터 포트 중에 하나는 중앙 코어 구역의 AP 노드(102)인 AP-MCR과 각각 연결이 된다. 이에 의해, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)로부터 전달된 패킷 경로에 따라 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)는 각 리프 노드(202A~D)의 제 1 및 제 2 가상스위치(212, 214)와 함께 제어될 수 있다.
제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)는 예를 들어, 미니PC 기반 OVS로서, UNO 1900G10(Intel Celeron 2.0GHz Quad Core, 8MB, 10GbE, 60W)이며 Ubuntu 16.04 상에 OVS 2.5.5가 설치된 형태일 수 있다.
제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)는 리프 노드들(202A~D) 간의 통신 수립시에 SDN 컨트롤러(106)에 의해 임의로 선택될 수도 있다. 다른 실시예에서는 비상 통신망의 트래픽이 정상적인 경우에는, 제 1 가상 스위치(110)가 주 스위치로 작용하고, 트래픽이 과도하거나 특정 리프 노드에 통신 장애가 발생한 경우에, SDN 컨트롤러(106) 제 1 가상 스위치(110)에서 제 2 가상 스위치(112)로 절환되어 제 2 가상 스위치(112)가 각 리프 노드들(202A~D) 간의 통신에서 패킷 경로 사이트로 작용된다.
본 실시예에 따른 비상통신망은 일반 전원 공급이 없이 자체의 독립 전원으로 구동되도록, 배터리(114)가 내장된다. 배터리(114) 만으로 최소 8시간을 운영하는 것이 요구되므로, 소형 및 저전력 장비가 필수적이며, 해당 구성 요소들을 저전력 소형화된 장비로 구성하도록 상술한 모듈로 하드웨어적 요소를 설계할 수 있다.
도 3은 현장 구역의 리프 노드를 나타내는 블록도이다. 도 3은 현장 구역 중 C 구역 리프 노드(202C)를 위주로 설명하나, D 구역 리프 노드(202D)는 C 구역 리프 노드(202C)와 동일한 구성이므로, 이에 대한 설명은 C 구역 리프 노드(202C)로 갈음한다.
C 구역 리프 노드(202C)는 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210C), 2 개의 미니PC 기반의 OVS로 구성된 제 1 및 제 2 가상 스위치(212C, 214C) 및 내부 비상 전원용 배터리(216C)로 구성된다.
컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210C)는 제 1 및 제 2 가상 스위치(212C, 214C)와 연결되고 스파인 노드(100S)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)와 연결된다. 제 1 및 제 2 가상 스위치(212C, 214C)는 직접 연결되어 있으며 각 AP 노드(204-1C~NC)의 데이터 포트와 연결된다. 제 1 및 제 2 가상 스위치(212C, 214C)의 데이터 포트 중에 하나는 스파인 노드(100S)의 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)의 데이터 포트와 각각 연결된다.
이에 따라, 스파인 노드(100S)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)는 패킷 경로에 따라 C 구역 리프 노드(202C)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210C)를 제어하고, 각 IP 스위치(104, 210C)와 연결된 제 1 및 제 2 가상 스위치들(110, 112, 212C, 214C)를 제어하여 리프 노드들(202A~D) 간의 통신을 수행한다.
C 구역 리프 노드(202C)의 제 1 및 제 2 가상 스위치(212C, 214C)의 기능 및 동작은 전술한 스파인 노드(100S)에서의 설명과 실질적으로 동일한 방식으로 이루어진다.
본 실시예에서는 스파인 노드(100S)와 마찬가지로 일반 전원 공급이 없이 배터리 만으로 최소 8시간을 운영하는 것이 요구되므로, 소형 및 저전력 장비가 필수적이다. 따라서 해당 구성 요소들을 저전력 소형화된 장비로 구성하여야 한다. 예를 들면, C 구역 리프 노드(202C)에서 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210C)는 Netgear GS105E(Gigabit Ethernet 5port, 2.6Watt)를 사용할 수 있으며, 미니 PC 기반 OVS(212C, 214C)는 Qotom mini-PC(Intel Celeron 1.8GHz Dual Core, 8MB, 6GbE, 15W)이며 Ubuntu 16.04 상에 OVS 2.5.5를 설치하여 구성할 수 있다.
도 4는 스파인 노드와 연결이 곤란한 현장 구역인 연결 곤란 구역의 노드에 통신 서비스를 제공하기 위해 연결되는 리프 노드를 나타내는 블록도이다. 도 4에서 연결 곤란 구역의 노드에 통신 서비스를 제공하기 위해 연결 곤란 구역에 인접한 리프 노드는 A 구역 리프 노드(202A)로 예시하고 있다.
A 구역 리프 노드(202A)는 C 구역 리프 노드(202C)와 같이, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210A), 2 개의 미니PC 기반의 OVS로 구성된 제 1 및 제 2 가상 스위치(212A, 214A) 및 내부 비상 전원용 배터리(216A)로 구성된다. A 구역 리프 노드(202A)의 상술한 구성의 기능 및 동작은 실질적으로 C 구역 리프 노드(202C)와 동일하므로, 구성 상의 차이점을 위주로 설명한다.
A 구역 리프 노드(202A)는 컨트롤 플레인 IP 스위치(210A)에 포트를 더 추가하며, 추가된 포트는 B 구역 리프 노드(202B)의 컨트롤 플레인 IP 스위치(210B)에 접속된다. 또한, A 구역 리프 노드(202A)는 제 1 및 제 2 가상 스위치(212A, 214A)에 데이터 포트를 더 추가하며, 추가된 데이터 포트는 B 구역 리프 노드(202B)의 제 1 및 제 2 가상 스위치(212B, 214B)의 데이터 포트와 각각 연결된다.
도 5는 연결 곤란 구역의 리프 노드를 나타내는 블록도이다. 도 5에서 연결 곤란 구역의 리프 노드는 B 구역 리프 노드(202B)로 예시되고 있다. B 구역 리프 노드(202B)는 기본적으로 C 구역 리프 노드(202C)와 마찬가지로 구성되므로, 구성 상의 차이점을 위주로 설명한다.
B 구역 리프 노드(202B)는 A 구역 리프 노드(202A)와 같이, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210B), 2 개의 미니PC 기반의 OVS로 구성된 제 1 및 제 2 가상 스위치(212B, 214B) 및 내부 비상 전원용 배터리(216B)로 구성된다.
컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210B)는 스파인 노드(100S)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)가 아닌, A 구역 리프 노드(202A)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210B)에 접속된다. 또한, 제1 및 제 2 가상 스위치(212B, 214B)의 데이터 포트는 스파인 노드(100S)의 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)에 연결되지 않고 인접한 A 구역 리프 노드(202A)의 제 1 및 제 2 가상 스위치(212A, 214A)의 데이터 포트와 각각 연결된다.
이에 따라, SDN 컨트롤러(106)는 A 구역 리프 노드(202A)의 컨트롤 플레인 IP 스위치(210A)를 통해 B 구역 리프 노드(202B)에 대한 토폴로지 탐색과 프로비저닝을 수행하여 비상 통신망의 자율 구축 및 제어를 구현한다. 또한, SDN 컨트롤러(106)는 컨트롤 플레인 IP 스위치(210A)를 통해 B 구역 리프 노드(202B)에 대한 패킷 경로의 설정, 관리 및 제어를 구현한다. SDN 컨트롤러(106)는 다른 리프 노드와 B 구역 리프 노드(202B) 간의 통신을 지원하는 경우에, 컨트롤 플레인 IP 스위치(210A)를 경유하여 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210B)에 패킷 경로를 전달할 수 있다.
제 1 및 제 2 가상 스위치(212B, 214B)는 전달된 패킷 경로에 따라 A 구역 리프 노드(202A)의 제 1 및 제 2 가상 스위치(212A, 214A)와 접속되어 패킷 경로에 따라 제어된다.
도 6은 AP 노드를 나타내는 블록도이다.
도 6은 중앙 코어 구역과 연결된 AP-MCR 사이트 및 각 현장 구역에 공통되는 AP 노드이다. AP-MCR 사이트(100M)의 AP-MCR 노드(102)는 각 현장 구역(200A~D)의 AP 노드(204-1A~ND)와 실질적으로 동일하여 AP 노드(204-1A~ND)를 위주로 설명한다.
AP 노드(204-1A~ND; 이하, 204로 표기)는 Wifi 무선 및 GbE 유선 AP 스위치(허브)(218), 유선 IP 전화기(206F), 모바일 단말(206H) 및 비상 전원용 배터리(210)로 구성되어 있다. AP 허브(218)는 해당 리프 노드의 데이터 포트에 연결되고 모바일 단말(206H)은 Wifi 접속 연결이 가능하다.
비상 통신망이 구축되는 재해 지역 및 건물,예컨대 원자력 발전소는 일반적 인 건물에 비해 두꺼운 내, 외벽의 두께를 갖고, 방화문으로 항상 닫힌 상태를 유지해야 하므로, 모바일 단말(206H)과 같은 무선 통신망에만 의존할 수 없다. 유, 무선 기술이 적절히 통합된 비상 통신망의 구축이 필요하다. 특히, 원자력 발전소의 주 제어실(MCR)에 계측 설비들이 집중되어, 무선 통신시 전파 간섭 영향을 받지 않아야 하며, 재난 복구 현장에서 주 제어실로 계측 신호를 전달하는 통신 라인들에 대한 전파 영향도 고려해야 한다. 이에 따라, 우선적으로 유선 기반의 통신망 구축이 반드시 요구되어 기본적으로 유선의 음성 서비스를 제공하고, 재난 현장 상황의 실시간 보고를 위해 이미지, 비디오와 같은 멀티미디어 데이터 서비스도 추가적으로 제공된다.
본 실시예에 따르면, 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치(10)에서 구성되는 각 요소인 스파인 노드(100S)와 각 현장 구역의 리프 노드들(202A~D), AP 노드들(204)이 내부 구조를 포함하는 독립된 일체의 이동형 패키지 키트로 구성이 가능해진다.
또한, 본 실시예에 따르면, 외부지원 및 통신망 전문가의 도움이 없이 간단하면서 최소한의 휴대형 통신 장비를 활용하여 신속하고 경제적인 극한 상황용 비상 통신망 장치를 자율적으로 구축할 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 스파인 노드(100S)와, 이에 복수개로 접속된 제 1 리프 노드로서의 A 구역 리프 노드(202A), C 구역 리프 노드(202C), D 구역 리프 노드(202D)와, 연결 곤란 구역과 인접한 A 구역 리프 노드(202A)와 접속된 제 2 리프 노드로서의 B 구역 리프 노드(202B)를 예로 들어 설명하였다. 청구범위의 기술적 사상에 모순되지 않는 한, 상술한 실시예에 제한되지 않고, 기술적 사상은 다양한 실시예로의 응용과 확장이 가능하다. 예컨대, 스파인 노드가 중앙 코어 구역 또는 복수의 중앙 코어 구역에 복수 개로 설치되며, 스파인 노드의 각각마다 적어도 하나 이상의 제 1 리프 노드가 현장 구역에 설치될 수 있다. 또한, 도 1에서 연결 곤란 구역이 복수인 경우에, 제 2 리프 노드는 해당 연결 곤란 구역과 인접한 제 1 리프 노드와 접속되어 설치될 수 있다. 도 1에서 연결 곤란 구역이 하나이더라도, 제 2 리프 노드는 다양한 상황에 따라 복수개로 설치될 수 있다. 이에 더하여, 도 1에 도시된 중앙 코어 구역이 복수이어서 스파인 노드가 복수 설치되는 경우에, 해당 중앙 코어 구역마다의 각 스파인 노드와 접속된 제 1 리프 노드들 중 각 연결 곤란 구역과 인접한 제 1 리프 노드는 제 2 리프 노드와 접속되도록 설치될 수 있다. 이에 의해, 각 연결 곤란 구역의 제 2 리프 노드는 해당 스파인 노드에 의해 제어될 수 있다. 스파인 노드, AP-MCR 사이트, 제 1 리프 노드 및 제 2 리프 노드가 상술한 바와 같이 복수로 설치되면, 각 노드 및 사이트마다 설치되는 AP 노드, 유선 IP 전화기 및 모바일 단말도 증가되어 설치될 수 있다.
도 7은 극한 상황용 비상 통신망 장치에서 비상 통신망의 트래픽을 모니터링하는 것을 나타내는 예시도이다.
SDN 컨트롤러(106)는 도 7에 도시된 바와 같이, 리프 노드들(202A~D) 및 AP-MCR 사이트(100M) 간의 통신 상태를 모니터링하여 통신 상태의 장애가 유발된 리프 노드를 탐색할 수 있다.
SDN 컨트롤러(106)가 통신 상태의 장애가 유발된 리프 노드를 탐색한 경우에, 탐색된 리프 노드의 제 1 및 제 2 가상 스위치 중 하나를 선정하여 우회 경로를 설정할 수 있다.
다른 실시예에서, SDN 컨트롤러(106)는 트래픽의 모니터링 과정에서 네트워크의 성능 저하가 없거나 리프 노드들(202A~D)의 장애가 없는 경우에, 스파인 노드(100S), 각 리프 노드(202A~D)의 제 1 가상 스위치들(110, 212A~D)을 주 스위치로 이용하여 패킷 경로 설정과 통신을 수행한다.
그러나, SDN 컨트롤러(106)는 통신 상태의 장애가 유발된 리프 노드를 탐색한 경우에, 탐색된 리프 노드에서 제 1 가상 스위치에서 제 2 가상 스위치로 전환하여 패킷 경로 설정과 통신을 수행한다. 제 2 가상 스위치는 정상적인 트래픽에서는 이용되지 않는 예비 스위치이며, 탐색된 리프 노드와 통신이 필요한 리프 노드도 탐색 리프 노드와 마찬가지로, 제 1 가상 스위치 대신에 제 2 가상 스위치를 사용한다.
이에 따르면, 비상 통신망에서 요구되는 네트워크 신뢰성(Network Reliabiltiy) 및 무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network) 기능을 지원하도록, 비상 통신망의 트래픽을 측정하고, 특정 리프 노드에 트래픽 장애가 발생한 경우 장애 리프 노드에서 복구 경로로 자율적으로 절체할 수 있다.
도 8은 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치를 구축하는 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 중앙 코어 구역의 스파인 노드(100S)를 구축한다(S805). 스파인 노드(100S)는 도 2와 같이, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104), SDN 컨트롤러(106), SIP 서버(108), 미니PC 기반의 2개의 OVS의 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112), 및 내부 비상 전원용 배터리(114)를 포함한다. 이러한 모듈은 하나의 키트로 구성되어 스파인 노드(100S)를 중앙 코어 구역의 장소로 위치시켜 턴온한다.
스파인 노드(100S)와 연결되는 AP 노드(102)인 AP-MCR 노드 및 각 현장 구역의 리프 노드들(202A~D)을 동시에 설치할 수 있다.
AP-MCR 노드(102)를 구축한다(S810). 구체적으로, AP-MCR 노드(102)의 데이터 포트는 스파인 노드(100S)의 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)와 결선하고, AP-MCR 노드(102)로 구성된 키트를 해당 장소로 이동한다.
다음으로, AP-MCR 노드(102)는 유선 IP 전화기(100F) 및 모바일 단말(100H)과 연결되도록 각각 유선 접속 및 Wifi 접속을 구현한다(S815).
이어서, AP-MCR 노드(102)에 보조 배터리 뱅크를 추가 연결한다(S820).
이와 동시에 C, D, A 구역의 리프 노드를 구축한다(S825, S845). 구체적으로, 각 리프 노드(202A, C, D) 및 스파인 노드(100S)의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(104)가 케이블을 통해 결선되며, 각 구역으로 이동된다. 이어서, 리프 노드(202A, C, D)로 구성된 키트를 해당 장소로 이동한다.
각 리프 노드(202A, C, D)는 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치(210A, C, D), 2 개의 미니PC 기반의 OVS인 제 1 및 제 2 가상 스위치(212A, C, D/214A, C, D) 및 내부 비상 전원용 배터리(216A, C, D)를 포함하는 키트로 구성된다.
각 리프 노드(202A, C, D)의 AP 노드(204-1A~NA, 204-1C~NC, 204-1D~ND)와 관련하여, AP 노드(204-1A~NA, 204-1C~NC, 204-1D~ND)를 구축한다(S830, S850). 구체적으로, 각 AP 노드(204-1A~NA, 204-1C~NC, 204-1D~ND)의 데이터 포트는 스파인 노드(100S)의 2 개의 제 1 및 제 2 가상 스위치(110, 112)와 결선한다.
다음으로, 각 AP 노드(204)는 유선 IP 전화기(206F) 및 모바일 단말(206H)과 연결되도록 각각 유선 접속 및 Wifi 접속을 구현한다(S835, S855).
이어서, 각 리프 노드(202A, C, D)에 보조 배터리 뱅크를 추가 연결한다(S840, S860).
한편, 연결 곤란 구역인 B 구역의 리프 노드(202B)는 인접 구역인 A 구역 리프 노드(202A)가 설치된 후에 구축된다(S865).
구체적으로, A 및 B 구역의 리프 노드들(202A, B)의 제 1 및 제 2 가상 스위치들(212A, B/214A, B)이 케이블을 통해 결선되며, B 구역 리프 노드(202B)로 구성된 키트를 해당 장소로 이동한다.
다음으로, B 구역의 AP 노드(204-1B~NB)도 S830, S850 단계와 같이 구축되며(S870), 유선 접속 및 Wifi 접속은 S835, S855 단계와 같이 구현되고(S875), 보조 배터리 뱅크의 추가 연결은 S840, S860 단계와 같이 수행된다(S880).
정리하면, 먼저 중앙 코어 구역의 스파인 노드(100S)를 구축한 후에, 동시에 중앙 코어 구역의 AP-MCR 노드(102), A 구역 리프 노드(202A), C 구역 리프 노드(202C), D 구역 리프 노드(202D)가 구축가능하다. 그 이후에, 각 현장 구역의 AP 노드들(204)의 구축이 가능하다. 한편, B 구역 리프 노드(202B)는 A 구역 리프 노드(202A)의 구축 후에 운영 가능하다. 스파인 및 리프 노드가 일시적으로 구축된 후에는 각 노드에 대용량 보조 배터리를 추가 연결하여 보조 전원을 공급한다. 마지막으로 AP-MCR 노드에도 추가 보조 배터리를 연결하여 장시간 전원 공급문제를 해결할 수 있다.
본 실시예에 따른 비상 통신망 장치의 구축은 하나의 스파인 노드(100S)와, 이에 복수개로 접속된 제 1 리프 노드로서의 A 구역 리프 노드(202A), C 구역 리프 노드(202C), D 구역 리프 노드(202D)와, 연결 곤란 구역과 인접한 A 구역 리프 노드(202A)와 접속된 제 2 리프 노드로서의 B 구역 리프 노드(202B)를 예로 들어 설명하였다. 청구범위의 기술적 사상에 모순되지 않는 한, 상술한 실시예에 제한되지 않고, 기술적 사상은 다양한 실시예로의 응용과 확장이 가능하다. 예컨대, 스파인 노드, 제 1 리프 노드 및 제 2 리프 노드가 복수개로 마련되더라도 도 8에 따른 구축 방법이 적용가능하다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (13)

  1. 중앙 코어 구역에 설치되어 상기 중앙 코어 구역과 이격된 현장 구역과의 통신을 지원하는 스파인 노드;
    상기 현장 구역에 설치되며 상기 스파인 노드와 스파인-리프 구조를 갖도록 상기 스파인 노드와 연결되는 적어도 하나의 제 1 리프 노드; 및
    상기 현장 구역 중에 상기 스파인 노드와 연결 곤란 구역에 설치되며, 상기 연결 곤란 구역과 인접한 상기 제 1 리프 노드와 연결되어 통신을 지원하는 제 2 리프 노드를 포함하되,
    상기 스파인 노드는 SDN 컨트롤러, 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치, 제 1 가상 스위치 및 제 2 가상 스위치를 포함하며,
    상기 제 1 리프 노드 및 상기 제 2 리프 노드는 각각 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치, 제 1 가상 스위치 및 제 2 가상 스위치를 포함하며,
    상기 스파인 노드의 상기 제 1 가상 스위치와 상기 제 1 리프 노드의 상기 제 1 가상 스위치가 상호 접속되며, 상기 제 2 리프 노드의 상기 제 1 가상 스위치는 상기 인접한 제 1 리프 노드의 제 1 가상 스위치와 상호 접속되고,
    상기 스파인 노드의 상기 제 2 가상 스위치와 상기 제 1 리프 노드의 상기 제 2 가상 스위치가 상호 접속되며, 상기 제 2 리프 노드의 상기 제 2 가상 스위치는 상기 인접한 제 1 리프 노드의 제 2 가상 스위치와 상호 접속되고,
    상기 SDN 컨트롤러는 통신 상태의 장애가 유발된 상기 리프 노드를 탐색한 경우에, 상기 탐색된 리프 노드의 제 1 및 제 2 가상 스위치 중 하나를 선정하여 우회 경로를 설정하는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스파인 노드, 상기 제 1 및 제 2 리프 노드는 비상 통신망의 토폴로지 탐색(discovery), 상기 비상 통신망의 프로비저닝(provisioning)을 자율적으로 구축하며 상기 통신이 가능한 상태로 구축하는 SDN(Software Defined Network)에 기반하여 운용되는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 SDN 컨트롤러는 상기 토폴로지 탐색과 상기 프로비저닝을 수행하여 상기 비상 통신망의 자율 구축 및 제어를 구현하며, 상기 리프 노드에 대한 패킷 경로의 설정, 관리 및 제어에 의해 상기 설정된 패킷 경로를 상기 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치에 전달하고,
    상기 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치는 상기 제 1 리프 노드의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치와 접속되고, 상기 전달된 패킷 경로에 의해 상기 제 1 가상 스위치를 제어하며,
    상기 제 1 가상 스위치는 상기 제 1 리프 노드의 제 1 가상 스위치와 접속되어, 상기 전달된 패킷 경로에 따라 상기 제 1 리프 노드의 제 1 가상 스위치와 함께 제어되는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 리프 노드의 상기 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치는 상기 인접한 제 1 리프 노드의 컨트롤 플레인 연결용 IP 스위치와 접속되어 상기 패킷 경로를 수신하고,
    상기 제 2 리프 노드의 상기 제 1 가상 스위치는 상기 인접한 제 1 리프 노드의 제 1 가상 스위치와 접속되어 상기 패킷 경로에 따라 제어되는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 SDN 컨트롤러는 상기 스파인 노드, 상기 제 1 리프 노드 및 상기 제 2 리프 노드의 상기 제 1 가상 스위치들을 이용하여 상기 패킷 경로의 설정과 통신을 수행하며,
    상기 SDN 컨트롤러는 상기 통신 상태의 장애가 유발된 상기 리프 노드를 탐색한 경우에, 상기 탐색된 리프 노드에서 상기 제 1 가상 스위치에서 상기 제 2 가상 스위치로 전환하여 상기 패킷 경로의 설정과 통신을 수행하는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스파인 노드는 상기 제 1 및 제 2 리프 노드들과 접속되는 단말들 간의 시그널링 프로토콜을 규정하여 상기 제 1 및 제 2 리프 노드들의 제 1 가상 스위치들을 제어하는 SIP 서버를 구비하는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 리프 노드는 상기 제 1 가상 스위치들과 다수의 단말들이 접속되는 복수의 포트들을 구비하며, 상기 제 2 리프 노드와 상기 인접한 제 1 리프 노드는 상기 포트를 통해 케이블 접속되는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 스파인 노드, 상기 제 1 및 제 2 리프 노들들은 자체의 독립 전원으로 구동되는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 통신은 유선 IP 전화 단말 및 모바일 단말 중 적어도 어느 하나에 의한 통신인 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 스파인 노드는 복수개로 설치되며, 상기 제 1 리프 노드는 상기 스파인 노드의 각각에 대해 적어도 하나 이상으로 설치되는 자율 구축에 의한 극한 상황용 비상 통신망 장치.
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