KR102541641B1 - 분산 서비스 기능 포워딩 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서비스 네트워크 오버레이 구조를 기반으로 복수개의 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN controller instance)들에 의해 분류된 트래픽에 해당 서비스 기능 체인을 적용하는 분산 서비스 기능 포워딩(Service Function Forwarding) 기술을 제공하여, 정의된 컴포넌트 서비스들로 이루어진 경로 및 트래픽에 따라 필요한 네트워크 기능(SF)들을 선택적으로 조합 및 실행함으로써 동적으로 하나의 네트워크 서비스의 구성 및 제어가 가능하다.

Description

분산 서비스 기능 포워딩 시스템 및 방법{Distributed Service Function Forwarding system and method}
본 발명은 서비스 기능 체이닝(Service Function Chaining) 기술에 관련한 것으로, 특히 분산 서비스 기능 포워딩 시스템에 관한 것이다.
미국 공개특허 US2013/0272305(2013. 10. 17)에서 서비스 세트를 통해 트래픽을 스티어링하기 위한 방법 및 시스템을 제안하고 있다. 이 기술은 서비스 경로 또는 체인이 패킷의 분류에 기초하여 수신된 패킷에 할당되고, 서비스 경로 상에서의 트래픽의 방향 및 위치는 이전 서비스가 트래픽에 적용되기 전에 결정되고, 트래픽의 다음 목적지는 할당된 서비스 체인 및 결정된 위치와 방향 정보에 따라 할당된다.
본 발명자는 서비스 포워딩 경로가 네트워크 토폴로지에 의존적이어서 서비스 및 네트워크 자원의 사용이 유연하지 못하는 기존의 정적인 네트워크 서비스 제공방식을 개선하고자, 서비스 네트워크 오버레이 구조를 기반으로 복수개의 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)들에 의해 분류된 트래픽에 서비스 기능 체인을 적용하는 분산 서비스 기능 포워딩(Service Function Forwarding) 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
미국 공개특허 US2013/0272305(2013. 10. 17)
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 서비스 포워딩 경로가 네트워크 토폴로지에 의존적이어서 서비스 및 네트워크 자원의 사용이 유연하지 못하는 기존의 정적인 네트워크 서비스 제공방식을 개선하고자, 서비스 네트워크 오버레이 구조를 기반으로 복수개의 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)들에 의해 분류된 트래픽에 서비스 기능 체인을 적용하는 분산 서비스 기능 포워딩(Service Function Forwarding) 시스템을 제공함으로써 정의된 컴포넌트 서비스들로 이루어진 경로 및 트래픽에 따라 필요한 네트워크 기능들을 선택적으로 조합 및 실행할 수 있어 동적으로 하나의 네트워크 서비스의 구성 및 제어가 가능하도록 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 분산 서비스 기능 포워딩 시스템이 서비스에 필요한 네트워크 기능들과 이들 간의 적용 순서를 추상화시킨 서비스 기능 체인(SFC : Service Function Chain) 단위로 네트워크 오버레이 구조의 서비스 네트워크를 제어하되, 서비스 기능 경로(SFP : Service Function Path)인 서비스 그래프를 형성하는 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)와; 데이터 트래픽이 집중되는 서비스 기능 체인 분류기(SFC classifier)의 위치 및 인스턴스(instance) 수에 따라 야기될 수 있는 트래픽 병목 현상이 해소될 수 있도록, 발생 트래픽에 대해 요청한 서비스 기능 체인(SFC)의 서비스 그래프를 생성할 수 있는 서비스 네트워크와 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)를 매핑해주는 서비스 기능 체인 처리 분류기(SFC handling classifier) 기능을 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN : Software Defined Network) 인프라구조 제어기(Infrastructure Controller)를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 소프트웨어 정의 네트워크(SDN : Software Defined Network) 인프라구조 제어기(Infrastructure Controller)가 트래픽에서 요청한 서비스 기능 체인(SFC)에 적합한 서비스 네트워크가 존재하거나 새로 서비스 네트워크를 구성하면 서비스 기능 체인 식별 태그(SFC-ID tag) 정보를 실어서 해당 서비스 네트워크를 제어하는 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)로 해당 트래픽의 서비스 기능 경로(Service Function Path)를 요청하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 순서화된 논리적인 서비스 기능(SF) 컴포넌트들을 선택적으로 조합하여 여러개의 서비스 기능 경로(Service Function Path)를 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 서비스 기능 순서(SF sequences)를 참고해서 서비스 기능 체인(SFC)에 포함되는 순서화된 서비스 기능 경로(ordered SF path)에 따라 서비스 그래프를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 서비스 네트워크의 발생 트래픽량이 요청된 네트워크 자원량을 초과한 경우, 서비스 기능 체인(SFC)에 의한 다중 서비스 기능 경로(multiple Service Function Path)들을 현재 가용한 네트워크 자원에 따른 최소 비용(minimum costs) 기반의 다중 경로 포워딩(multipath forwarding) 방식에 의해 재설정하여 발생된 트래픽 부하를 분산시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)는 서비스 네트워크의 서비스 기능 체인(SFC)에 따른 서비스 그래프의 경로 재설정 시에 최소 비용(minimum costs) 기반의 다중 경로 포워딩(multipath forwarding) 방식을 적용하고, 생성된 다수의 서비스 기능 경로(SFP)들 중에서 순서화된 서비스 기능 경로(ordered SF path)를 이루는 서비스 기능 인스턴스(SF instance) 수가 가장 적은 서비스 기능 경로(SFP)를 선정하여 해당 경로의 대체 경로나 다중 경로를 설정함으로써 발생된 트래픽의 일부를 분산시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 서비스 네트워크에서 지원되는 서비스 기능 체인(SFC)의 순서화된 논리적 서비스 기능(SF) 컴포넌트들을 선택적으로 조합해서 구성한 서비스 기능 경로(Service Function Path) 상에 발생되는 트래픽의 전송과정에서, 특정 서비스 기능 인스턴스(SF instance)에 처리 과부하가 발생하거나 해당 서비스 기능 인스턴스가 불능(fail) 상태가 되어 요청된 SFP를 지원할 수 없는 경우가 발생하면, 현재 가용한 컴퓨팅 자원을 고려하여 불능(fail) 상태로 판단된 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 대신할 수 있는 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 복제해서 연속적인 서비스 기능 경로(SFP) 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 불능(fail) 상태의 서비스 기능 인스턴스(SF instance) 복제가 어렵다고 판단되면, 다른 서비스 네트워크에서 지원되는 서비스 기능 체인(SFC)을 위해 운영중인 서비스 기능 체인(SFC)들 중에서 현재 중지 상태인 서비스 기능 인스턴스(SF instance)가 불능(fail)인 서비스 기능(SF)을 대신할 수 있는 유형인지 검색하여 검색된 서비스 기능(SF)을 대신할 수 있는 유형의 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 포함시키도록 해당 서비스 네트워크 구성을 재조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 다른 서비스 네트워크의 서비스 기능 체인(SFC)에 포함되어 있는 서비스 기능 인스턴스(SF instance)들 중에서 불능(fail)인 서비스 기능(SF)의 후보 서비스 기능 인스턴스를 선별 시, 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 경유하는 서비스 기능 경로(SFP)의 우회 경로에 의한 통신 비용(communication cost)의 증가량을 고려해서 선정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 선정할 수 없다고 결정이 되면, 불능(fail)인 서비스 기능(SF)과 관련된 서비스 기능 경로(SFP) 기능이 지원될 수 있는 다른 서비스 기능 체인(SFC)을 선정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가 현재 운영 중인 다수의 서비스 기능 경로(SFP) 이외에도 추가로 가용할 수 있는 네트워크 자원 및 컴퓨팅 자원이 존재하는지 점검한 후에 선정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 트래픽에 따라 필요한 네트워크 기능들을 선택적으로 조합 및 구동시켜서 하나의 네트워크 서비스를 적시에 구성 및 제어할 수 있는 서비스 네트워크 오버레이 구조 기반의 분산 서비스 기능 포워딩(Service Function Forwarding) 방식을 고안하여, 서비스 기능 체인 인캡슐레이션(SFC encapsulation)으로 인한 오버헤드와 데이터 트래픽들이 서비스 기능 체인 분류기(SFC classifier)로 집중되는 병목현상과 확장성 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 소프트웨어 정의 네트워크(SDN : Software Defined Network) 인프라구조 제어기(Infrastructure Controller)와, 다수의 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)에 서비스 기능 체인 처리 분류기(SFC handling classifier) 기능을 탑재하여, 진입 트래픽이 배치(deploy)된 서비스 기능 체인 분류기(SFC classifier)로 쏠리는 병목현상의 가능성을 차단할 수 있고, 토폴로지와 독립적인 서비스 네트워크를 구성하여 서비스 헤더에 대한 처리 오버헤드 없이 소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 기반의 서비스 그래프를 생성 및 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명은 해당 서비스 기능 체인(SFC)을 위한 서비스 네트워크 및 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)를 매핑시켜서 물리 네트워크 토폴로지로부터 독립적인 서비스 토폴로지와 서비스 기능 체인(SFC)의 서비스 그래프를 생성 및 제어함으로써 발생 트래픽 부하 및 서비스 기능(SF) 처리 부하를 네트워크 자원 및 컴퓨팅 자원을 고려하여 분산시킬 수 있으며 소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 효율적인 서비스 기능 체인(SFC) 기능을 지원할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 분산 서비스 기능 포워딩 시스템의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 분산 서비스 기능 포워딩 시스템의 트래픽 부하에 따른 서비스 기능 체인 경로 분산을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 분산 서비스 기능 포워딩 시스템의 서비스 기능 불능(SF failure) 상태에 대한 대체 서비스 기능(SF) 및 대체 경로 설정방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
기존의 네트워크 기능들이 토폴로지에 의존적이기 때문에 트래픽의 속성에 따른 다양하고 유연한 서비스 정책의 적용이 힘들고 기존의 하드웨어적으로 설치된 네트워크 기능들을 추가하거나 변경하는 작업은 복잡도가 높으면서 그에 따른 위험도 크게 발생한다.
서비스 기능 체인(Service Function Chain)이 가능하기 위해서는 분류(classification) 기능이 요구되며, 서비스 분류 기능에서 트래픽 분류 기준에 따라 패킷을 분류해준다.
서비스 그래프가 적용되는 서비스 기능 체인(Service Function Chain)의 시작위치에 존재하는 분류기(classifier)는 발생 트래픽을 분류해서 적절한 서비스 기능 경로(Service Function Path)로 포워딩(forwarding) 되도록 하는 중요한 역할을 수행한다.
필요한 분류기(classifier)의 유형은 사용사례 및 네트워크 환경에 따라 다양하며, 사용되는 분류기(classifier)의 인스턴스(instance) 수 및 해당 인스턴스(instance)의 위치들은 컴퓨팅 자원 사용 및 서비스 품질과 직결되므로 중요한 이슈가 된다.
DPI 엔진의 수를 최소화하고 네트워크의 부하를 최소화하는 두 개의 목적은 사실상 모두 만족시킬 수 없는 트레이드-오프(trade-off) 관계에 있다. 실제로, 분석될 모든 트래픽 흐름은 적어도 하나의 DPI 엔진을 거쳐야 하므로, DPI 엔진의 수가 적은 경우, 트래픽 경로가 연장되어야 한다.
아래 그림을 살펴보면 알 수 있듯이, DPI 엔진의 최적의 수를 1로 설정하면, 트래픽 경로는 DPI 엔진을 경유하기 위해 리다이렉션(redirection) 되어 네트워크 사용량의 증가가 유도된다. 반대로, 네트워크 부하를 최소화하기 위해서는, 적어도 2개의 DPI 엔진이 각각의 최단 경로에 하나씩 배포되어야 한다.
Figure 112016054581868-pat00001
분류기(classifier)에 의해 분류된 패킷에는 필요한 네트워크 서비스에 따라 서비스 기능 체인 인캡슐레이션(SFC encapsulation) 기능을 통해 서비스 기능 경로(Service Function Path)가 명시된다. 즉, 서비스 기능 체인 인캡슐레이션은 패킷에 서비스 기능 경로(SFP : Service Function Path)에 대한 정보를 포함시킴으로써 서비스 기능 경로(SFP)가 식별될 수 있게 해준다.
서비스 기능 전달자(SFF : Service Function Forwarder)는 서비스 기능 체인 인캡슐레이션(SFC encapsulation)에 의해 명시된 경로를 따라 패킷을 해당 네트워크 기능인 서비스 기능(SF : Service)으로 포워딩해주는 역할을 수행한다.
서비스 기능 체인(SFC) 기술은 네트워크 기능의 추가나 갱신 등을 수월하게 해주고 네트워크 운영 부담을 줄여준다는 점에서 중요한 기술이다. 그러나, 위에 기술한 바와 같이 데이터 트래픽들이 서비스 기능 체인(SFC) 관련 장비들로 집중되는 확장성 문제 및 서비스 기능 체인 인캡슐레이션(SFC encapsulation)으로 인한 오버헤드 등의 문제가 있어서 이들 문제를 해결하기 위한 방안이 요구된다.
배치(deploy)된 분류기(classifier)의 개수가 상대적으로 적으면 분류기(classifier)의 진입 트래픽에 대한 병목현상이 발생되고, 여러 개의 서비스 기능 체인(SFC)이 하나의 분류기(classifier)를 공유하면 선정된 분류기(classifier)의 위치에 의해 우회경로가 발생할 가능성이 야기되므로, 발생 트래픽에 대해 요청된 서비스 기능 순서(SF sequences)를 참고해서 분류기(classifier)와 서비스 기능(SF)들의 최적의 위치 선정은 중요하다. 그리고, 요청된 서비스 기능 체인(SFC)에 대해 서비스 기능 인스턴스(SF instance)들 간의 최적의 경로를 선정하여 서비스 헤더에 대한 처리 오버헤드 없이 서비스 기능 경로(Service Function Path) 상으로 트래픽을 포워딩(forwarding)할 수 있는 기법이 요구된다.
본 발명은 네트워크 기능이 데이터 포워딩 경로 상에 존재하여 설정되어 있는 네트워크 기능들 모두를 거쳐야 하는 정적인 형태의 기존 방식에서 벗어나서, 데이터 트래픽이 필요로 하는 네트워크 기능 인스턴스들이 존재하는 경로 상으로 경유할 수 있게 하는 동적인 형태로 트래픽 경로를 제어하여 유연한 서비스 포워딩이 가능하게 하고자 한다.
이러한 유연한 서비스 포워딩이 가능하게 되도록 본 발명은 서비스 네트워크 오버레이 구조를 적용한 분산 서비스 기능 포워딩(Service Function Forwarding) 방식을 제안하여 자동화된 네트워크 서비스를 지원하고자 한다.
기존의 네트워크 기능 제공방식과 달리, 본 발명에서는 해당 트래픽에서 요구되는 네트워크 기능들의 소프트웨어적인 가상화 및 순서화된 연결을 통해 유연한 서비스 포워딩이 가능하게 하고자, 본 발명은 도 1 에 도시한 바와 같이 특정 서비스에 필요한 네트워크 기능들과 이들 간의 적용 순서를 추상화시킨 서비스 기능 체인(Service Function Chain) 단위로 네트워크 오버레이 구조의 서비스 네트워크를 구성하고 해당 네트워크를 제어하는 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)(100)에 의해 서비스 기능 경로(Service Function Path)인 서비스 그래프를 형성한다.
네트워크 인프라에 진입한 트래픽의 서비스 기능 경로(Service Function Path)는 요청한 서비스 기능 체인(Service Function Chain)에 근거해서 특정 물리 노드들 상의 특정 네트워크 기능(SF) 인스턴스를 선택함으로써 형성된다. 즉, 데이터 패킷에 적용될 네트워크 기능들(ordered SFs)로 데이터 패킷을 라우팅 시켜주는 기술이 서비스 기능 체인(Service Function Chain)이다.
본 발명은 트래픽 분류를 위해 분석될 데이터 트래픽이 집중되는 서비스 기능 체인 분류기(SFC classifier)의 위치 및 인스턴스(instance) 수에 따라 야기될 수 있는 트래픽 병목 현상이 해소될 수 있도록, 발생 트래픽에 대해 요청한 서비스 기능 체인(SFC)의 서비스 그래프를 생성할 수 있는 서비스 네트워크와 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)를 매핑해주는 서비스 기능 체인 처리 분류기(SFC handling classifier) 기능이 소프트웨어 정의 네트워크(SDN : Software Defined Network) 인프라구조 제어기(Infrastructure Controller)(200)에 의해 지원되고, 해당 서비스 기능 체인(Service Function Chain)을 지원하기 위한 오버레이 기반의 서비스 네트워크를 제어하는 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)(100)에 의해 서비스 기능 경로(Service Function Path)를 제공한다.
본 발명의 소프트웨어 정의 네트워크 인프라구조 제어기(SDN infrastructure controller)(200)는 해당 트래픽에서 요청한 서비스 기능 체인(SFC)에 적합한 서비스 네트워크가 존재하거나 새로 서비스 네트워크를 구성하면 해당 서비스 기능 체인 식별 태그(SFC-ID tag) 정보를 실어서 해당 서비스 네트워크를 제어하는 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)로 해당 트래픽의 서비스 기능 경로(Service Function Path)를 요청한다.
구성된 서비스 네트워크에서 제공되는 서비스 기능 체인(Service Function Chain)은 순서화된 논리적인 서비스 기능(SF) 컴포넌트들을 선택적으로 조합하여 여러개의 서비스 기능 경로(Service Function Path)를 구성할 수 있는데, 본 발명의 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)는 요청된 서비스 기능 순서(SF sequences)를 참고해서 해당 서비스 기능 체인(SFC)에 포함되는 순서화된 서비스 기능 경로(ordered SF path)에 따라 오버플로우(Openflow) 기반 MPLS push/pop flow rule 정보를 해당 스위치들에 전달하여 요청된 서비스 그래프를 형성한다.
오버레이 기반으로 구성된 다수의 서비스 네트워크에 의해 공유되는 물리 네트워크 자원과 컴퓨팅 자원을 효율적으로 관리하기 위해서, 구성된 서비스 네트워크에서의 자원 사용량을 체크해서 네트워크 부하상태를 판단하고 대처할 수 있어야 한다.
도 2 에 도시한 바와 같이, 본 발명은 서비스 네트워크에서 생성 및 관리하는 서비스 그래프 상에 발생되는 트래픽에 따른 네트워크 자원 사용량을 점검하기 위해 물리 네트워크 토폴로지의 링크마다 오픈 플로우(Openflow) 기반 측정 테이블(Meter Table)을 설정하여 링크별로 서비스 네트워크 트래픽에 따른 자원 사용량을 체크한다.
설정된 측정 테이블(Meter Table)을 통해 해당 서비스 네트워크의 발생 트래픽량이 요청된 네트워크 자원량을 초과했음을 인지하여 통지를 받게 되면, 해당 서비스 기능 체인(SFC)에 의한 다중 서비스 기능 경로(multiple Service Function Path)들을 현재 가용한 네트워크 자원에 따른 최소 비용(minimum costs) 기반의 다중 경로 포워딩(multipath forwarding) 방식에 의해 재설정하여 발생된 트래픽 부하를 분산시킨다.
서비스 네트워크의 서비스 기능 체인(SFC)에 따른 서비스 그래프의 경로 재설정 시에 적용되는 최소 비용(minimum costs) 기반의 다중 경로 포워딩(multipath forwarding) 방식은 다수의 서비스 기능 경로(SFP)들 중에서 순서화된 서비스 기능 경로(ordered SF path)를 이루는 서비스 기능 인스턴스(SF instance) 수가 가장 적은 서비스 기능 경로(SFP)를 선정하여 해당 경로의 대체 경로나 다중 경로를 설정함으로써 발생된 트래픽의 일부를 분산시킨다.
즉, 해당 서비스 기능 체인(SFC)은 최소 비용 기반 다중 경로 포워딩 방식에 의해 다중 서비스 기능 경로(SFP)들 상에 제공된다. 해당 경로의 트래픽량이 네트워크 자원 한계에 도달하면 다중 서비스 기능 경로(SFP)들 중에서 순서화된 서비스 기능 인스턴스(SF instance)가 적은 서비스 기능 경로를 이동시킨다.
서비스 네트워크에서 지원되는 서비스 기능 체인(SFC)의 순서화된 논리적 서비스 기능(SF) 컴포넌트들을 선택적으로 조합해서 구성한 다수의 서비스 기능 경로(Service Function Path)들의 경로 상에 발생되는 트래픽의 전송과정에서, 특정 서비스 기능 인스턴스(SF instance)에 처리 과부하가 발생하거나 해당 서비스 기능 인스턴스(SF instance)가 불능(fail) 상태가 되어 요청된 서비스 기능 경로(SFP)를 지원할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.
도 3 에 도시한 바와 같이, 본 발명은 이러한 비상상황이 발생하면, 현재 가용한 컴퓨팅 자원을 고려하여 불능(fail) 상태로 판단된 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 대신할 수 있는 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 복제해서 연속적인 서비스 기능 경로(SFP) 기능을 제공한다.
불능(fail) 상태의 서비스 기능 인스턴스(SF instance) 복제가 어렵다고 판단되면, 다른 서비스 네트워크에서 지원되는 서비스 기능 체인(SFC)을 위해 운영중인 서비스 기능 인스턴스(SF instance)들 중에서 현재 중지 상태인 서비스 기능 인스턴스(SF instance)가 불능(fail)한 서비스 기능(SF)을 대신할 수 있는 유형인지 검색하여 불능(fail)한 서비스 기능(SF)을 대신할 수 있는 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 선정하고, 선정된 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 포함시키도록 해당 서비스 네트워크 구성을 재조정함으로써 지속적인 서비스 기능 경로(SFP) 기능을 지원한다.
다른 서비스 네트워크의 서비스 기능 체인(SFC)에 포함되어 있는 서비스 기능 인스턴스(SF instance)들 중에서 불능(fail)인 서비스 기능(SF)의 후보 인스턴스(instance)를 선별 시에 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 경유하는 서비스 기능 경로(SFP)의 우회 경로에 의한 통신 비용(communication cost)의 증가량을 고려해서 선정한다.
이러한 처리과정 동안, 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)도 선정할 수 없다고 결정이 되면, 불능(fail)인 서비스 기능(SF)과 관련된 서비스 기능 경로(SFP) 기능이 지원될 수 있는 다른 서비스 기능 체인(SFC)을 선정하는데, 현재 운영 중인 다수의 서비스 기능 경로(SFP) 이외에도 추가로 가용할 수 있는 네트워크 자원 및 컴퓨팅 자원이 존재하는지 점검한 후에 선정하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 서비스 네트워크 오버레이 기반 서비스 기능 포워딩 기술은 발생 트래픽을 분류하기 위한 서비스 기능 체인 분류기(SFC classifier) 기능을 소프트웨어 정의 네트워크 인프라구조 제어기(SDN infrastructure controller)와 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)에 탑재하여 기존 서비스 기능 체인 분류기의 진입 트래픽에 대한 병목현상 가능성을 해소하고, 해당 서비스 기능 체인(SFC)을 위한 서비스 네트워크 및 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)를 매핑시켜서 물리 네트워크 토폴로지로부터 독립적인 서비스 토폴로지와 서비스 기능 체인(SFC)의 서비스 그래프를 생성 및 제어함으로써 발생 트래픽 부하 및 서비스 기능(SF) 처리 부하를 네트워크 자원 및 컴퓨팅 자원을 고려하여 분산시킬 수 있으며 소프트웨어 정의 네트워크(SDN) 기반의 효율적인 서비스 기능 체인(SFC) 기능을 지원할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 서비스 기능 체이닝(Service Function Chaining) 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 서비스 네트워크 제어기 인스턴스
200 : 소프트웨어 정의 네트워크 인프라구조 제어기

Claims (11)

  1. 서비스에 필요한 네트워크 기능들과 이들 간의 적용 순서를 추상화시킨 서비스 기능 체인(SFC : Service Function Chain) 단위로 네트워크 오버레이 구조의 서비스 네트워크를 제어하되, 서비스 기능 경로(SFP : Service Function Path)인 서비스 그래프를 형성하는 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)와;
    데이터 트래픽이 집중되는 서비스 기능 체인 분류기(SFC classifier)의 위치 및 인스턴스(instance) 수에 따라 야기될 수 있는 트래픽 병목 현상이 해소될 수 있도록, 발생 트래픽에 대해 요청한 서비스 기능 체인(SFC)의 서비스 그래프를 생성할 수 있는 서비스 네트워크와 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)를 매핑해주는 서비스 기능 체인 처리 분류기(SFC handling classifier) 기능을 포함하는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN : Software Defined Network) 인프라구조 제어기(Infrastructure Controller)를;
    포함하여 이루어지며,
    상기 소프트웨어 정의 네트워크(SDN : Software Defined Network) 인프라구조 제어기(Infrastructure Controller)가, 트래픽에서 요청한 서비스 기능 체인(SFC)에 적합한 서비스 네트워크가 존재하거나 새로 서비스 네트워크를 구성하면, 서비스 기능 체인 식별 태그(SFC-ID tag) 정보를 실어서 해당 서비스 네트워크를 제어하는 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)로 해당 트래픽의 서비스 기능 경로(Service Function Path)를 요청하며,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가, 서비스 네트워크의 발생 트래픽량이 요청된 네트워크 자원량을 초과한 경우, 서비스 기능 체인(SFC)에 의한 다중 서비스 기능 경로(multiple Service Function Path)들을 현재 가용한 네트워크 자원에 따른 최소 비용(minimum costs) 기반의 다중 경로 포워딩(multipath forwarding) 방식에 의해 재설정하여 발생된 트래픽 부하를 분산시키는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가:
    순서화된 논리적인 서비스 기능(SF) 컴포넌트들을 선택적으로 조합하여 여러개의 서비스 기능 경로(Service Function Path)를 구성하는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가:
    서비스 기능 순서(SF sequences)를 참고해서 서비스 기능 체인(SFC)에 포함되는 순서화된 서비스 기능 경로(ordered SF path)에 따라 서비스 그래프를 형성하는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)는:
    서비스 네트워크의 서비스 기능 체인(SFC)에 따른 서비스 그래프의 경로 재설정 시에 최소 비용(minimum costs) 기반의 다중 경로 포워딩(multipath forwarding) 방식을 적용하고, 생성된 다수의 서비스 기능 경로(SFP)들 중에서 순서화된 서비스 기능 경로(ordered SF path)를 이루는 서비스 기능 인스턴스(SF instance) 수가 가장 적은 서비스 기능 경로(SFP)를 선정하여 해당 경로의 대체 경로나 다중 경로를 설정함으로써 발생된 트래픽의 일부를 분산시키는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가:
    서비스 네트워크에서 지원되는 서비스 기능 체인(SFC)의 순서화된 논리적 서비스 기능(SF) 컴포넌트들을 선택적으로 조합해서 구성한 서비스 기능 경로(Service Function Path) 상에 발생되는 트래픽의 전송과정에서, 특정 서비스 기능 인스턴스(SF instance)에 처리 과부하가 발생하거나 해당 서비스 기능 인스턴스가 불능(fail) 상태가 되어 요청된 SFP를 지원할 수 없는 경우가 발생하면, 현재 가용한 컴퓨팅 자원을 고려하여 불능(fail) 상태로 판단된 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 대신할 수 있는 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 복제해서 연속적인 서비스 기능 경로(SFP) 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가:
    불능(fail) 상태의 서비스 기능 인스턴스(SF instance) 복제가 어렵다고 판단되면, 다른 서비스 네트워크에서 지원되는 서비스 기능 체인(SFC)을 위해 운영중인 서비스 기능 체인(SFC)들 중에서 현재 중지 상태인 서비스 기능 인스턴스(SF instance)가 불능(fail)인 서비스 기능(SF)을 대신할 수 있는 유형인지 검색하여 검색된 서비스 기능(SF)을 대신할 수 있는 유형의 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 포함시키도록 해당 서비스 네트워크 구성을 재조정하는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가:
    다른 서비스 네트워크의 서비스 기능 체인(SFC)에 포함되어 있는 서비스 기능 인스턴스(SF instance)들 중에서 불능(fail)인 서비스 기능(SF)의 후보 서비스 기능 인스턴스를 선별 시, 후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 경유하는 서비스 기능 경로(SFP)의 우회 경로에 의한 통신 비용(communication cost)의 증가량을 고려해서 선정하는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가:
    후보 서비스 기능 인스턴스(SF instance)를 선정할 수 없다고 결정이 되면, 불능(fail)인 서비스 기능(SF)과 관련된 서비스 기능 경로(SFP) 기능이 지원될 수 있는 다른 서비스 기능 체인(SFC)을 선정하는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 서비스 네트워크 제어기 인스턴스(SN Controller Instance)가:
    현재 운영 중인 다수의 서비스 기능 경로(SFP) 이외에도 추가로 가용할 수 있는 네트워크 자원 및 컴퓨팅 자원이 존재하는지 점검한 후에 선정하는 것을 특징으로 하는 분산 서비스 기능 포워딩 시스템.
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