KR102589484B1 - 서비스 기능 체이닝 네트워크 서비스 - Google Patents

Abstract

개시되는 기술은 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 것에 관한 것이다. 패킷은 노드에서 수신되고, 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함하는 네트워크 서비스 헤더(NSH)에 의해 캡슐화된다. 서비스 경로는 후속 노드에게 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 이용해서 트리트하도록 지시하는 트리트먼트 값과 연관된다. 서비스 경로 및 캡슐화된 NSH 패킷의 트리트먼트 값을 식별하기 위해 노드에 저장된 포워딩 테이블이 평가되고, 캡슐화된 NSH 패킷에 대한 서비스 품질 트리트먼트가 결정된다. 캡슐화된 NSH 패킷은, 포워딩 테이블에 표시된 서비스 경로에 기초해서, 그리고 포워딩 테이블에서 식별된 트리트먼트 값에 대응하는 서비스 품질 트리트먼트에 따라서, 하나 이상의 후속하는 노드로 포워딩된다.

Description

서비스 기능 체이닝 네트워크 서비스

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2018년 11월 23일에 출원된 "서비스 기능 체이닝 네트워크 서비스(Service Function Chaining Network Services)"라는 명칭의 미국 가출원 제62/770,855호의 우선권을 주장하며, 그 전체가 재현되는 것처럼 본원에 참조로서 포함된다.

기술 분야

본 개시는 전반적으로 서비스 기능 체이닝 도메인에서 패킷을 라우팅하는 것에 관한 것이다.

네트워크 운영자, 특히 모바일 네트워크 운영자는 자신의 고객에게 다양한 부가 가치 서비스를 제공하고자 한다. 이러한 서비스의 예는 심층 패킷 검사(deep packet inspection; DPI), 자녀 보호(parental controls), SSL 트래픽 최적화, 네트워크 어드레스 변환(network address translation; NAT) 등을 포함한다. 과거에는, 네트워크 운영자는 종종 특수화된 네트워크 요소를 배치해서 특정 서비스를 제공할 수 있었다. 그러나, 이러한 방식은 탄력적이지 않고, 운영에 비용이 많이 들며, 확장성이 떨어진다.

최근에, 네트워크 운영자는 서비스 기능 체이닝 또는 서비스 체이닝을 지향하고 있다. 이러한 방식에서, 지원되는 서비스 각각은 하나 이상의 서비스 기능(SF)의 조합으로서 모델링될 수 있고, 여기서 각각의 서비스 기능의 역할은 네트워크 패킷 또는 패킷의 세트에 대해 특정 태스크를 수행하는 것이다. 주어진 서비스에 대해, 서비스 기능은 순차 방식으로, 즉 네트워크 트래픽이 지정된 방식으로 이들 서비스 기능을 거치게 함으로써 적용된다. 이 기술은 서비스 기능 체이닝(service function chaining)이라고 알려져 있으며, 이들 체인은 일반적으로 서비스 기능 체인(SFC)이라고 지칭된다.

수신된 트래픽에 대한 적절한 체인을 선택하는 엔티티를 전형적으로 '분류기'('서비스 분류기' 또는 'SFC 분류기'라고도 함)라고 한다. 이 분류기는 또한, 부하 밸런싱 기능을 수행해서 가장 적게 로딩된 서비스 기능 체인을 선택하거나, 서비스를 중단해야 하는 노드를 포함하고 있는 서비스 기능 체인에서 트래픽을 차단할 수 있다. 항상 여러가지 액티브 분류기가 존재할 수 있다. 서비스 기능을 포함하는 서비스 기능 체인은 정적인 구성에 따라 결정된다. 체인을 변경하기 위해서는, 이 구성은 예를 들어 시스템 사용자에 의해 편집되고, 체인을 따라 서비스 기능 포워딩기에 설치된다.

본 개시의 일 측면에 따르면, 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 컴퓨터 구현된 방법이 제공되고, 이는 네트워크 내의 서비스 기능 체인(SFC)에 속하는 노드에서 패킷을 수신하는 단계 - 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함하는 네트워크 서비스 헤더(NSH)에 의해 캡슐화되고, 서비스 경로는 네트워크 내의 하나 이상의 후속 노드에게 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 이용해서 트리트하도록 지시하는 트리트먼트 값과 연관됨 - 와, 캡슐화된 NSH 패킷의 트리트먼트 값 및 서비스 경로를 식별하기 위해 노드에 저장된 포워딩 테이블을 평가하고, 하나 이상의 후속하는 노드에 의해 수행될 캡슐화된 NSH 패킷의 서비스 품질 트리트먼트를 결정하는 단계와, 포워딩 테이블에 표시된 서비스 경로에 기초해서, 그리고 포워딩 테이블에서 식별된 트리트먼트 값에 대응하는 서비스 품질 트리트먼트에 따라서, 하나 이상의 후속하는 노드에 캡슐화된 NSH 패킷을 포워딩하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 서비스 경로 헤더는, 서비스 경로를 나타내는 경로 인덱스(PI) 및 트리트먼트 값을 나타내는 트리트먼트 인덱스를 포함하는 서비스 경로 식별자(SPI), 및 서비스 체인에서 캡슐화된 NSH 패킷의 위치를 나타내는 서비스 인덱스(SI)를 포함하고, 트리트먼트 값은 캡슐화된 NSH 패킷에 대한 서비스 품질 트리트먼트를 나타낸다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, SPI는 서비스 경로 헤더의 최상위 하나 이상의 비트를 포함하고, S1은 서비스 경로 헤더의 최하위 하나 이상의 비트를 포함하며, 최상위 하나 이상의 비트의 총 수는 24이고, 최하위 하나 이상의 비트의 총 수는 8이며, 서비스 경로 헤더를 포함하는 하나 이상의 비트의 총 수는 32이다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 트리트먼트 인덱스는 SPI의 N개의 하나 이상의 비트를 포함하고, PI는 SPI의 (24-N)개의 하나 이상의 비트를 포함한다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, PI를 포함하는 하나 이상의 비트는 SPI 내의 최상위 하나 이상의 비트의 고정된 위치에 있고, 트리트먼트 인덱스를 포함하는 하나 이상의 비트는 SPI의 최하위 하나 이상의 비트 내의 고정된 위치에 있거나, 혹은 PI의 하나 이상의 비트 및 트리트먼트 인덱스는 SPI 내에 랜덤하게 위치된다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 포워딩 테이블은 캡슐화된 NSH 패킷의 각각의 서비스 경로에 대한 n개의 엔트리를 포함하고, n은 서비스 경로와 연관된 상이한 트리트먼트 값의 수이다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 서비스 경로 헤더는 서비스 체인에서 패킷의 위치 및 트리트먼트 값을 나타내는 서비스 인덱스(SI)를 포함하고, 트리트먼트 값은 캡슐화된 NSH 패킷에 대한 서비스 품질 트리트먼트를 나타낸다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 포워딩 테이블은 서비스 경로를 나타내는 서비스 경로 식별자(SPI), 서비스 체인에서 캡슐화된 NSH 패킷의 위치를 나타내는 서비스 인덱스(SI) 및 트리트먼트 값을 나타내는 트리트먼트 인덱스를 포함하고, 트리트먼트 값은 캡슐화된 NSH 패킷에 대한 서비스 품질 트리트먼트를 나타낸다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 네트워크는 SFC 가능 도메인(SFC-enabled domain)이다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 컴퓨터 구현된 방법은, 노드와 연관된 서비스 기능에 따라 캡슐화된 NSH 패킷을 처리하는 단계를 더 포함한다.

선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 컴퓨터 구현된 방법은, NSH를 제거함으로써 캡슐화된 NSH 패킷을 캡슐 해제(decapsulating)하는 단계와, 캡슐 해제된 패킷의 헤더 내의 정보에 따라 결정되는 목적지 어드레스로 캡슐 해제된 패킷을 포워딩하는 단계를 더 포함한다.

본 개시의 하나의 다른 측면에 따르면, 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 컴퓨터 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 컴퓨터 명령어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 네트워크 내의 서비스 기능 체인(SFC)에 속하는 노드에서 패킷을 수신하는 단계 - 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함하는 네트워크 서비스 헤더(NSH)에 의해 캡슐화되고, 서비스 경로는 네트워크 내의 하나 이상의 후속 노드에게 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 이용해서 트리트하도록 지시하는 트리트먼트 값과 연관됨 - 와, 캡슐화된 NSH 패킷의 트리트먼트 값 및 서비스 경로를 식별하기 위해 노드에 저장된 포워딩 테이블을 평가하고, 하나 이상의 후속하는 노드에 의해 수행될 캡슐화된 NSH 패킷의 서비스 품질 트리트먼트를 결정하는 단계와, 포워딩 테이블에 표시된 서비스 경로에 기초해서, 그리고 포워딩 테이블에서 식별된 트리트먼트 값에 대응하는 서비스 품질 트리트먼트에 따라서, 하나 이상의 후속하는 노드에 캡슐화된 NSH 패킷을 포워딩하는 단계를 수행하게 한다.

본 개시의 하나의 다른 측면에 따르면, 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 노드가 제공되며, 이는, 명령어를 포함하는 비일시적 메모리 저장부와, 메모리 저장부와 통신하는 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 하나 이상의 프로세서는 명령어를 실행해서, 네트워크 내의 서비스 기능 체인(SFC)에 속하는 노드에서 패킷을 수신하고 - 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함하는 네트워크 서비스 헤더(NSH)에 의해 캡슐화되고, 서비스 경로는 네트워크 내의 하나 이상의 후속 노드에게 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 이용해서 트리트하도록 지시하는 트리트먼트 값과 연관됨 - , 캡슐화된 NSH 패킷의 트리트먼트 값 및 서비스 경로를 식별하기 위해 노드에 저장된 포워딩 테이블을 평가하고, 하나 이상의 후속하는 노드에 의해 수행될 캡슐화된 NSH 패킷의 서비스 품질 트리트먼트를 결정하며, 포워딩 테이블에 표시된 서비스 경로에 기초해서, 그리고 포워딩 테이블에서 식별된 트리트먼트 값에 대응하는 서비스 품질 트리트먼트에 따라서, 하나 이상의 후속하는 노드에 캡슐화된 NSH 패킷을 포워딩한다.

본 개시의 하나의 다른 측면에 따르면, 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 노드가 제공되며, 네트워크 내의 서비스 기능 체인(SFC)에 속하는 노드에서 패킷을 수신하는 수신 모듈 - 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함하는 네트워크 서비스 헤더(NSH)에 의해 캡슐화되고, 서비스 경로는 네트워크 내의 하나 이상의 후속 노드에게 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 이용해서 트리트하도록 지시하는 트리트먼트 값과 연관됨 - 과, 캡슐화된 NSH 패킷의 트리트먼트 값 및 서비스 경로를 식별하기 위해 노드에 저장된 포워딩 테이블을 평가하고, 하나 이상의 후속하는 노드에 의해 수행될 캡슐화된 NSH 패킷의 서비스 품질 트리트먼트를 결정하는 평가 모듈과, 포워딩 테이블에 표시된 서비스 경로에 기초해서, 그리고 포워딩 테이블에서 식별된 트리트먼트 값에 대응하는 서비스 품질 트리트먼트에 따라서, 하나 이상의 후속하는 노드에 캡슐화된 NSH 패킷을 포워딩하는 포워딩 모듈을 포함한다.

본 개요는 이하의 상세한 설명에서 더 설명되는 개념들 중 일부 개념을 선택해서 간략하게 소개하기 위해 제공된 것이다. 본 개요는 청구 대상의 핵심적인 특징 또는 본질적인 특징을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구 대상의 범위를 결정하는 데 도움을 주기 위한 것도 아니다. 청구 대상은 배경기술에서 언급된 임의의 단점 또는 모든 단점을 해결하는 구현예로 한정되는 것은 아니다.

본 개시의 양상들이 도면에 도시되어 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니며, 도면에서 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호로 나타낸다.
도 1은 최종 가입자에게 모바일 네트워크로의 서비스를 제공하는 서비스 기능 체이닝을 수행하는 예시적인 시스템을 나타낸다.
도 2는, 도 1의 서비스 기능 체인 및 모바일 네트워크 내의 네트워크 요소의 예시적인 도면이다.
도 3은 네트워크 서비스 헤더 패킷 구조의 예를 나타낸다.
도 4는 패킷이 서비스 기능 경로를 따라 포워딩되는 예를 나타낸다.
도 5는 네트워크 서비스 헤더 포맷을 나타낸다.
도 6은 트래픽 모니터링 장치의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 7은, 도 5의 서비스 경로 헤더의 서비스 경로 식별자 필드를 나타낸다.
도 8a는 서비스 기능 포워딩기의 예시적인 포워딩 정보 베이스 테이블을 나타낸다.
도 8b는 서비스 기능 포워딩기에 대한 포워딩 정보 베이스 테이블의 다른 예를 나타낸다.
도 9는 도 1의 네트워크의 서비스 기능 체인에서 패킷을 포워딩하는 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 기술에 따른 다양한 실시예를 구현하는데 사용될 수 있는 네트워크 처리 장치(801)의 블록도이다.

이하, 본 개시를 도면을 참조하면서 설명하되, 도면은 전반적으로 서비스 기능 체인에 관한 것이다.

본 명세서에는 서비스 기능 체인 및 서비스 기능 경로를 따라서 서비스 기능을 라우팅하고 구현하는 다양한 실시예가 개시된다. 멀티미디어 전송 및 가상 사설 네트워크와 같은, 많은 신규 서비스에서는, 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크의 리소스를 주의 깊게 할당해야 한다. 이러한 서비스에 충분한 자원을 할당하기 위해, 서비스 제공 업체는 제공받는 트래픽을 지원하는 범위를 알아야 한다. 고객과 서비스 제공 업체 사이의 서비스 수준 계약(SLA(service level agreement))이 이러한 범위를 명시하고 있으며, 여기서는 서비스 품질(QoS)을 측정하고 트리트하는 트래픽 정책 또는 메커니즘을 구성한다. 이 범위에 부합하는 트래픽은 SLA에 명시된 소망의 QoS에 따라서 네트워크에 의해 서비스되지만, 어떤 초과 트래픽은 어떠한 보장도 없이 포워딩된다.

일반적으로, SLA의 시행은 상이한 네트워크 도메인 사이의 인터페이스에서 일어난다. 이하 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 에지 또는 범위 노드/라우터는, 인커밍 트래픽을 계측하고 도입된 정책에 트래픽이 부합하는 것을 보장하도록 마킹한다. 일 실시예에서, 다양한 정책들은, 네트워크 서비스 헤더(network service header, NSH) 캡슐화된 데이터 패킷의 NSH를 사용해서, 인커밍 패킷을 "컬러"로 마킹함으로써 식별될 수 있다. NSH 헤더는 NSH 헤더 필드 중 하나의 비트와 같은 식별 정보를 사용해서 특정 컬러(또는 트리트먼트 값(treatment value))를 나타내고, 이로써 그 패킷을 핸들링하는 특정 폴리싱(또는 서비싱) 메커니즘을 나타낸다. 일 실시예에서, 비트는 NSH 헤더의 서비스 경로 식별자(SPI)에 설정된다. 다른 실시예에서, 비트는 NSH 헤더의 서비스 인덱스(SI)에 설정된다. 일단 패킷이 마킹되면, 네트워크 도메인 내부의 혼잡 제어 메커니즘은 마킹 메커니즘의 결과를 이용해서 어느 패킷을 핸들링할지 및 혼잡 동안에 어느 패킷을 드롭할지를 결정한다.

본 명세서의 본 실시예는 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고 청구 범위는 본 명세서에서 설명되는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 이들 실시예는 본 명세서가 철저하고 완전하게 될 수 있도록, 그리고 신규한 구현 개념을 통상의 기술자에게 완전하게 전달할 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 실제로, 본 명세서는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 명세서의 범위 및 사상 내에 포함되는 이들 실시예의 대안, 수정 및 등가물을 포함하도록 했다. 또한, 본 명세서의 본 실시예의 이하의 상세한 설명에서, 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부 사항을 설명한다. 그러나, 통상의 기술자에게는 본 명세서의 본 실시예가 이러한 구체적인 세부 사항 없이도 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다.

도 1은 최종 가입자에게 모바일 네트워크로의 서비스를 제공하는 서비스 기능 체이닝을 수행하는 예시적인 시스템을 나타낸다. 시스템(100)은 서비스 기능 체인(SFC) 네트워크(105), 모바일 네트워크(110) 및 인터넷과 같은 네트워크(107)를 포함한다. 일반적으로 SFC는 다양한 네트워크 노드에 상주하는 일련의 서비스 기능(또는 서비스 기능 인스턴스)을 포함한다. 즉, SFC는, 데이터 패킷, 데이터 프레임, 및/또는 데이터 흐름에 적용되는 서비스 기능(SF) 및 순서화 제약(ordering constraints)의 순차 세트이다. SFC는 SFC를 따라 하나 이상의 서비스 기능 경로(SFP)를 포함할 수 있다. SFC를 통해 사용자 또는 사용자 장비(112)와 같은 사용자 장비로부터 트래픽이 포워딩될 때, 트래픽의 패킷은 SFP를 순서대로 통과하고 다양한 서비스 기능에 의해 처리되는데, 각각의 서비스 기능은 다음 네트워크 노드에 패킷을 포워딩하기 전에 방화벽, 네트워크 액세스 변환(NAT), 심층 패킷 검사(DPI) 등과 같은 특정 기능을 적용한다.

도 1의 실시예에서, SFC 네트워크(105)는 제어기(115), SFC-가능 도메인(117) 및 범위 노드(121)를 포함한다. 제어기(115)는, SFC 분류기(117A), 서비스 기능 포워딩기(SFF(Service Function Forwarders))(117B) 및 서비스 기능(SF)(117C)을 포함하는 SFC 가능 도메인(117)을 제어할 수 있다. 특히, 제어기(115)는, 패킷이 처리되는 경로(예를 들어, 서비스 기능 경로(SFP))를 결정하는 경로 결정 모듈(115A); SFC 분류기 노드(117A), SFF(117B) 및 SF(117C)의 상태 정보를 모니터하는 모니터링 유닛(115B); 결정된 경로를 SFC 가능 도메인(117)으로 설정하는 경로 설정 모듈(115C); 및 다양한 정책에 따라서 또는 합의된 서비스(이들 각각을 또는 총칭해서 서비스 품질 트리트먼트라고 함)에 따라서 패킷이 어떻게 처리되는지를 관리하는 정책 관리자(117D)를 포함한다. SFC 가능 도메인(117)은 수신한 패킷을, 제어기(115)에 의해 설정된 SFP에 기초해서 처리할 수 있다.

정책 관리자(115D)는 SFC 가능 도메인(117) 내에서 패킷의 채색을 제어하도록 네트워크 노드, 범위 노드(121)를 구성한다. 예를 들어, 정책 관리자(115D)는, 특정 플로우의 모든 VoIP(Voice Over IP) 패킷을 "녹색" 컬러(예를 들어, 높은 우선 순위)로 채색하고, 특정 플로우의 모든 FTP(File Transfer Protocol) 패킷을 "노란색" 컬러(예를 들어, 낮은 우선 순위)로 채색하도록, 네트워크 노드를 설정할 수 있다. 컬러는 하나 이상의 서비스 품질(QoS) 트리트먼트 파라미터, 예를 들어 사전 정의된 차별화된 서비스 코드 포인트(differentiated services code point(DSCP)) 값 및 가능하다면 다른 값 또는 특성과 연관될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 정책 관리자(115D)는 임의의 네트워크 노드에 연결되어 통신할 수 있다.

일 실시예에서, 정책 관리자(115D)는, 네트워크 관리자가 SFC 가능 도메인(117) 내의 다른 서비스 및 플로우에 적용되는 초기 QoS 트리트먼트를 정의하는데 사용할 수 있는 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 관리자는, 패킷 내의 마킹된 특정 컬러와 연관될 수도 있는 패킷의 초기 DSCP 값을 설정함으로써, 특정 플로우에 대한 초기 QoS 트리트먼트를 정의할 수도 있다. 패킷 내의 마킹된 컬러를 이용해서, 정책 관리자(115D)는 SFC 가능 도메인(117)의 현재 대역폭 또는 스루풋 및 특정 플로우 각각에 대한 대역폭 요구에 기초해서, 각각의 플로우에 대해 패킷을 유동적으로 채색하도록, 계측기 및 마커(이하 설명됨) 또는 다른 컴포넌트와 통신할 수 있다.

서비스 분류기(117A)는 패킷을 분류하고, 이를 SFC에 할당하는 노드이다. 서비스 분류기는 분류 또는 서비스 분류를 수행하는 기능 엔티티를 가리킬 수도 있다. 여기서, 분류는, 트래픽이 정책에 따라 고객/서비스 단위로 분류되고, 해당 고객이 사용하는 SF를 프로파일에 따라 분류하는 과정을 가리킬 수 있다. 즉, 분류는 트래픽에 적합하고 사용자 및 네트워크 프로파일의 식별에 적합한 포워딩 정책을 통해 수행될 수도 있다.

SFC 분류기(117A), SFF(117B) 및 SF(117C)는 물리적으로 함께 위치될 수 있다(또는 그렇지 않을 수도 있다). 이들 컴포넌트 중 하나 이상은 하나의 물리적 노드의 독립적인 프로세스일 수도 있고 가상화될 수도 있다. SF를 고유하게 식별하기 위해서, 서비스 기능 식별자라고 알려진 고유 식별자가 각각 제공된다. 서비스 기능 식별자에 더해서, 각각의 SF는 서비스-기능-로케이터 속성(service-function-locater attribute)도 전달한다. 서비스-기능-속성은 IP(Internet Protocol) 어드레스, FQDN(fully qualified domain name) 또는 Layer 4 포트 번호일 수 있다. SFC 분류기 및 SF은 로케이터를 트래픽의 목적지 어드레스로서 사용한다. SFC 네트워크(105)를 실행하기 위해, 데이터 평면이 전형적으로 실제 트래픽을 전달하고; 제어 평면은 일반적으로 서비스 노드들 사이에서의 트래픽 흐름을 관리하고 조정하는데 사용된다.

SFF(117B)는 수신한 패킷을 SF(111C)에 포워딩하는 기능을 수행한다. 즉, SFF(117B)는 트래픽 또는 패킷을 적어도 하나의 SF(117C)로 포워딩할 수 있다. 일 실시예에서, SFF(117B)는 패킷을 다른 SFF(117B)에 포워딩하는 기능을 수행할 수도 있다.

서비스 기능 경로(SFP)는, 전술한 경로 결정 모듈(115A)에 의해 결정되는 명시적 경로라고도 지칭될 수 있으며, 추상적인 개념의 SFC를 구현하기 위해 패킷이 지나게 되는 물리적인 네트워크 또는 가상 네트워크 경로를 지칭할 수 있다. 이해되는 바와 같이(그리고 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이), SFP 상에는 하나 이상의 SFF(117B) 및 하나 이상의SF(111C)가 존재할 수 있다.

SF(117C) 노드는, 데이터 패킷에 대해서 특정한 트리트먼트를 실시하고, 프로토콜 스택의 다양한 계층, 예를 들어, 네트워크 계층 또는 다른 OSI 계층에서 동작할 수 있는 기능이다. SF는 가상 요소나, 물리적인 네트워크 요소로서 구현될 수도 있고, 또는 물리적 네트워크 요소에 내장될 수도 있다. 동일한 네트워크 요소에 하나 이상의 SF가 내장될 수도 있다. 서비스 기능의 다수의 발생(occurrence) 또는 인스턴스가 동일한 도메인에 존재할 수도 있다. 일 실시예에서, SF(117C) 중 하나는, 부가 가치 서비스 기능 체인의 특정 기능을 구현하는 제3자 서비스 노드일 수도 있다. SF의 예는 방화벽, WAN(wide area networks) 및 애플리케이션 가속, 심층 패킷 검사(DPI), 합법적 인터럽션(lawful interception(LI)), 서버 부하 밸런싱(server load balancing), NAT(network address translation)-44, NAG-64, NPTv6(Internet Protocol version 6) 네트워크 프리픽스(prefix) 변환, HOST_ID 주입, HTTP(hypertext transfer protocol) 헤더 강화 기능, 및 TCP(transmission control protocol) 최적화를 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

범위 노드(121)는, 모바일 네트워크(110)와 같은 외부 네트워크로부터 SFC 네트워크(105)로 들어오는 트래픽에 대한, 그리고 SFC 네트워크(105)로부터 모바일 네트워크(110)로 나가는 트래픽에 대한 출입 지점일 수 있다. 예를 들어, 업스트림 방향에서, 범위 노드(121)는 모바일 네트워크 가입자의 클라이언트 장치(112)로부터 발신되어서, 예를 들어 PGW(114) 또는 임의의 다른 네트워크 요소를 통해 모바일 네트워크(110)로부터 나가는, 암호화된 트래픽을 수신할 수 있다. 범위 노드(121)는, SSL/TLS 개인 키와 같은 복호화 정보에 액세스하여 트래픽을 복호화하고, 클라이언트 장치(112)와 보안(SSL/TLS) 세션을 확립하며, 이후에 클라이언트 장치(111)로부터의 트래픽에 대해 특정한 부가 가치 서비스를 수행할 수 있다. 이후에, 트래픽은 특정 기능에 따라서, 네트워크(107) 내의 콘텐츠 제공자 기원(origin)으로 가거나, 혹은 모바일 네트워크(110) 및/또는 클라이언트 장치(112)로 리턴된다. SFC 네트워크(105)는 마찬가지로 클라이언트 장치(112)로 향하는 다운스트림 트래픽에 대해 부가가치 서비스를 수행할 수 있고, 이를 게이트웨이를 통해 클라이언트 장치(112)에 전송하기 전에 세션에서 암호화한다. 모바일 네트워크(110)의 설명은 아래에서 찾을 수 있다.

범위 노드(121)가 하나 이상 존재할 수 있고, 시스템(100)은 네트워크 사이의 진입 및 진출의 소스로서 단일 에지 또는 범위 노드로 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

예를 들어, SFC 분류기 노드(117A), SFF(117B), SF(117C) 및 범위 노드(121)와 같은, 노드들 중 임의의 노드는, 프로세서(119A), 메모리(119B) 및 통신 인터페이스(119C)를 포함하는 장치일 수 있다. 프로세서(119A)는, 이하에서 설명되는 바와 같이, 암호화, 복호화, 인증 태그 생성 및 인증을 포함하며, NSH 데이터 및 테이블을 업데이트하는 처리 기능을 수행하도록 동작한다. 메모리(119B)는 프로세서(119)에 의해 사용될 데이터를 저장하도록 동작한다. 통신 인터페이스(119C)는 네트워크 패킷, 티켓, 키, 암호화 알고리즘, 인증 태그 생성 알고리즘 및 인증 알고리즘, 그리고 임의의 다른 데이터(모두 도시되지 않음)를 전송 및/또는 수신하도록 동작한다.

모바일 네트워크(110)는, 데이터 패킷 네트워크를 향하는 사용자 장비(본 명세서에서는 사용자 장비(112)라고도 함) 세션에 대한 앵커 포인트로서 역할을 하고, 정책 시행 특성을 관리하는, PDN 게이트웨이(PGW)(114)와 같은 종래의 모바일 네트워크 컴포넌트을 포함한다. 사용자 장비(112)를 추적하고 음성 및 데이터 세션들을 용이하게 하기 위한 MME(mobile management entity)(116) 및 사용자-평면 이동성을 관리하기 위한 SGW(serving gateway)(118)가 기지국(120)에 연결된다. 또한, 다른 네트워크 요소가 요구하는 가입자 데이터베이스를 유지하기 위한 HSS(Home Subscriber Server)(122), 및 가입자 정보(예를 들어, 가입자가 서명한 과금 정보 및 서비스), 및 운영자 네트워크 내의 엔드-포인트와 연관된 베어러 및 QoS 정보를 포함하는, 정책 및 과금 규칙을 유지하기 위한 정책 및 과금 규칙 기능(PCRF(Policy & Charging Rules Function))이 또한 모바일 네트워크(110)에 포함된다. 본 명세서에서 설명되는 시스템 및 방법에서, 이들 컴포넌트는 본 명세서의 교시에 의해 수정된 바와 같이 종래의 방식으로 기능한다.

PGW(114)로부터 네트워크(107)로의 인터페이스 및 범위 노드(121)를 통한 PGW(114)로부터 SFC 네트워크(105)로의 인터페이스가 또한 개시된다. 이들 인터페이스는 예를 들어, S(Gi) 인터페이스와 같은 LAN 접속일 수 있다. 그러나, 특정 네트워크 구성 및 인터페이스는 비한정의 예시이다. 또한, 도면에 모바일 네트워크(110) 외부에 SFC 네트워크(105)가 있는 것으로 도시되어 있지만, 모바일 네트워크(110)는 또한 모바일 네트워크(110) 내에 SFC 네트워크를 배치하는 것을 포함할 수 있다는 것도 이해할 것이다. 또한, SFC 네트워크(105)는 인터넷과 같은 네트워크(107) 전반에 걸쳐 배치된 머신일 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 2는, 도 1의 서비스 기능 체인 및 모바일 네트워크 내의 네트워크 요소의 예시적인 도면이다. 네트워크 요소(또는 노드)(200)는 개시된 실시예를 구현하는데 적합할 수 있다. 네트워크 요소(200)는 네트워크, 시스템 및/또는 도메인을 통해 데이터를 전송하거나 혹은 전송하는 것을 돕는 임의의 장치(예를 들어, 모뎀, 스위치, 라우터, 브리지, 서버, 클라이언트, 제어기 등)일 수 있다. 예를 들어, 네트워크 요소(200)는, SFC 분류기(117A), SFF(117B), SF(117C) 및 범위 노드(121)와 같은, 도 1에 도시된 노드들 중 임의의 것에 구현될 수도 있다. 네트워크 요소(200)는 I/O 포트(210), 송수신기(Tx/Rx)(220), 프로세서(230), 및 서비스 기능 모듈(250)을 가진 메모리(240)를 포함한다. I/O 포트(210)는, 송신기, 수신기 또는 이들의 조합일 수 있는, Tx/Rx(220)에 연결된다. Tx/Rx(220)는 I/O 포트(210)를 통해 데이터를 전송 및 수신할 수 있다. 프로세서(230)는 데이터를 처리하도록 구성되고, 메모리(240)는 본 명세서에서 설명되는 실시예를 구현하기 위한 데이터 및 명령어를 저장하도록 구성된다. 네트워크 요소(200)는 또한, 전기 신호 및 광학 신호를 수신 및 전송하기 위해 I/O 포트(210) 및 Tx/Rx(220)에 연결된 전기-광(EO) 컴포넌트 및 광학-전기(OE) 컴포넌트를 포함할 수 있다.

프로세서(230)는 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(230)는 하나 이상의 CPU(central processing unit) 칩, 로직 유닛, 코어(예를 들어, 멀티-코어 프로세서), FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit) 및 DSP(digital signal processor)로서 구현될 수 있다. 프로세서(230)는 I/O 포트(210), Tx/Rx(220) 및 메모리(240)와 통신한다.

메모리(240)는 디스크, 테이프 드라이브 및/또는 솔리드-스테이트 드라이브 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 오버-플로우 데이터 저장 장치로서 사용되어서, 프로그램이 실행을 위해 선택될 때 프로그램을 저장하고, 프로그램 실행 동안 판독되는 명령어 및 데이터를 저장한다. 메모리(240)는 휘발성일 수도 있고 비휘발성일 수도 있으며, 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), TCAM(ternary content-addressable memory), 및 정적 랜덤-액세스 메모리(SRAM)일 수 있다. 서비스 기능 모듈(250)은, 각각의 SFP를 따라서 데이터 패킷을 라우팅 및 포워딩하며 SFP 정보에 기초해서 경로를 포워딩하며, SFP 정보에 기초해서 SFP 엔트리를 생성하고, SFF 정보에 기초해서 스티어링 정책을 생성하며, 로컬 또는 내부 포워딩 정책을 생성하는 다양한 실시예를 구현하는 명령어를 실행하도록, 프로세서(230)에 의해 구현된다. 다른 방안으로, 서비스 기능 모듈(250)은 프로세서(230)에 저장된 명령어로서 구현된다.

도 3은 네트워크 서비스 헤더 패킷 구조의 예를 나타낸다. SFC 가능 도메인(117)(도 1)과 같은 SFC 가능 도메인 내에서 트래픽을 지향시키기 위해, IETF(Internet Engineering Task Force)는 NSH(Network Service Header)라고 하는 헤더를 표준화하였다. NSH는 IETF RFC 8300 "네트워크 서비스 헤더(Network Service Header(NSH))"에서 제시된 바와 같이 패킷을 캡슐화하며, 이는 본 명세서에 참조로서 포함된다. SFC 가능 도메인(117) 내부의 트래픽을 지향시키는 것은 RFC 7665 "SFC(Service Function Chaining) 아키텍처"에 제시된 바와 같이 수행되고, 이것도 참조로서 포함된다. IETF 사양에서 설명된 바와 같이, NSH는 패킷(또는 프레임)에 부과되고, 서비스 경로 정보를 포함하며, 선택적으로는, 패킷에 추가되고 서비스 평면을 생성하는데 사용될 메타데이터를 포함한다. 후속해서, 외부 전송 캡슐화가 NSH에 도입되며, 이는 네트워크 포워딩에 사용된다. SFC 분류기(117A)와 같은 서비스 분류기는, SFC 가능 도메인(117)에 진입할 때 패킷에 NSH를 추가한다. NSH는 서비스 체인에서 SFF(117B)와 같은 마지막 SFF에 의해 제거되거나 또는 패킷을 소비하는 SF(127C)와 같은 SF에 의해 제거된다.

더 구체적으로, 그리고 예시된 바와 같이, 패킷(302)은 전송 헤더(306) 및 정보 패킷(308)을 포함할 수 있다. 전송 헤더(306)는, 예를 들어, OSI(Open Systems Interconnection) 네트워크 계층 모델의 전송 계층과 관련된 어드레싱 및/또는 다른 제어 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전송 헤더(306)는 인터넷 프로토콜 버전 4(IPv4) 또는 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 헤더일 수 있다. 정보 패킷(308)은, 예를 들어, 페이로드를 포함한 데이터를 구비할 수 있다. 패킷(302)이 네트워크를 통해 진행함에 따라, 패킷(302)은 NSH(312)를 이용해서 캡슐화될 수 있다. 캡슐화는 통상적으로 SFC 분류기(117A)와 같은 분류 노드에서 수행되고, 이로써 도 3에 도시된 바와 같이 캡슐화된 패킷(304)을 생성한다. NSH(312)는, 일부 이후의 노드에서, 패킷이 캡슐 해제(de-capsulated)되어서, NSH(312)를 제거하고 패킷(302)을 리턴할 때까지, 후속 노드(예를 들어, SFF 및 SF)를 지나는 패킷의 진행(progress)을 제어하고 모니터링하기 위한 다양한 설비들을 제공한다.

네트워크를 통해 진행하는 패킷(302)의 예는, 이하 도 4 및 후속하는 설명을 참조해서 찾을 수 있다. NSH(312)에 대한 상세한 설명은 이하의 도 5를 참조해서 찾을 수 있다.

도 4는 서비스 기능 경로를 따라 포워딩되는 패킷의 예를 나타낸다. 네트워크(400), 예를 들어 SFC 가능 도메인(117)(도 1)은 SFC 분류기(117A)와 같은 진입 노드, 및 SFF(127B) 및/또는 SF(117C)과 같은 네트워크 노드를 포함한다. 일 실시예에서, SFF(117B) 노드는 또한 데이터 패킷이 캡슐 해제되어 네트워크(400)로부터 나가는 출구 노드일 수 있다. 네트워크(400)는 도시된 바와 같이, 또는 진입 및 진출 노드를 포함하는 임의의 수의 네트워크 노드를 포함하는 임의의 다른 구성으로 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

SFC 분류기(117A) 노드는, SPI를 NSH(312)에 삽입하고, 패킷(302)을 NSH(312)로 캡슐화해서 캡슐화된 NSH 패킷을 형성하는, SFC 또는 SFP 진입 노드(또한 SFP의 헤드-엔드(head-end)라고도 알려짐)로서 구성된다(도 3). 일 실시예에서, SFC 분류기 노드(117A)는 SFF(117B) 노드이다.

SFF(117B) 노드는 하나 이상의 포트, 및 포트 각각에 부착된 하나 이상의 SF(111C)을 포함할 수 있다. SF(117C)에 부착되는 포트는, SF(117C)에 물리적으로 연결되거나, SF(117C)에 연결되도록 구성되거나, SF(117C)와 연관되거나, 또는 SF(117C)와 인터렉트하도록 구성되는 SF(117B) 네트워크 노드의 포트를 지칭한다. SFF(117B) 네트워크 노드는, NSH(312)로 캡슐화된 데이터 패킷(즉, 캡슐화된 패킷(304), 도 3)과 같은 데이터 패킷을, 첨부된 SF(111C)에 그리고 다른 네트워크 노드에 포워딩하도록 구성된다.

SFF(117B) 네트워크 노드는 네트워크(400)를 통해 NSH 캡슐화된 패킷(304)을 통신하도록 구성된다. 전술한 바와 같이, SFC 또는 SFP의 끝에 있는 SFF(117B) 네트워크 노드는, SFF의 진출 노드 또는 끝 단부(tail-end)이다.

SFC 분류기(117A) 네트워크 노드, SFF(137B) 네트워크 노드 및 SF(177C) 네트워크 노드는 하나 이상의 터널 및/또는 링크를 통해 서로 연결될 수 있다. 터널의 예는 멀티프로토콜 라벨 스위칭(multiprotocol label switching;MPLS) 터널 및 가상 확장 가능 로컬 영역 네트워크(virtual extensible local area network;VxLAN) 터널을 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 링크는 전기적 링크 및/또는 광학적 링크와 같은 물리적 링크, 및/또는 논리적 링크(예를 들어, 가상 링크)를 포함할 수 있다.

도시된 예에서, 진입 패킷(302)(도 3) 또는 프레임은, 모바일 네트워크(110) 또는 네트워크(107)(도 1)로부터 SFC 가능 도메인(117)과 같은 서비스 체이닝 도메인으로 들어간다. 패킷(302)은 진입 노드(예를 들어, SFC 분류기(117A))를 통해 SFC 가능 도메인(117)에 진입하고, 진출 노드(예컨대, SFF(117B))를 통해 서비스 도메인으로부터 나간다. 도시된 예는 단일 진입 노드 및 단일 진출 노드를 도시하고 있지만, 서비스 도메인 내에 다수의 진입 노드와 다수의 진출 노드가 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다.

SFC 분류기(117A) 네트워크 노드는, 서비싱 네트워크로부터의 패킷(302)을 수신할 때, NSH 헤더(312)를 추가해서 패킷(320)을 캡슐화하여 NSH 패킷(340)을 형성한다(도면 3). NSH 헤더(312)는 후속 노드에서의 패킷의 프로세싱을 효과적으로 지시하고 및/또는 패킷이 따르는 경로를 제어한다. 즉, 캡슐화된 NSH 패킷(304)의 경로는 NSH 헤더(312)에 기초해서 네트워크(400)의 SFP를 횡단한다. 예를 들어, NSH 패킷(304)은 실선의 흑색 화살표 라인에 의해 표현되는 SFP1과 같은 특정 SFP를 따라 포워딩될 수 있다. SFF(117B)로서 동작하는 노드 또는 가상 기능은 트래픽을 접속된 SF(117C)로 포워딩하는 역할을 한다.

NSH 패킷(304)은, 진출 노드(예를 들어, SFF(117B))에 도달하면, 캡슐 해제되고(즉, NSH 헤더가 제거됨), 패킷(302)은 SFC 가능 도메인(117)으로부터 나간다.

도 5는 네트워크 서비스 헤더 포맷을 도시한다. 네트워크 서비스 헤더(NSH) 포맷(500)은 베이스 헤더(502), 서비스 경로 헤더(404) 및 콘텍스트 헤더(606)로 구성되고, 이들 각각은 IETF RFC 8300에 상세히 설명된 바와 같이 4-바이트일 수 있다. 베이스 헤더(502)는 서비스 헤더 및 페이로드 프로토콜에 관한 정보를 제공하고, 서비스 경로 헤더(504)는 경로 식별 및 서비스 경로 내의 로케이션을 제공하며, 컨텍스트 헤더(506)는 서비스 경로(또는 SFP)를 따라 메타데이터(즉, 컨텍스트 데이터)를 전달한다. NSH(500) 포맷의 다양한 필드는 다음과 같이 정의된다:

· "Ver" 필드는 NSH 버전을 나타낸다 - 버전 0만이 현재 지정되거나 사용된다.

· "O" 필드는 1 비트로, 이것이 1의 값을 가지면, 특정한 OAM(Operation, Administration and Maintenance) 핸들링을 요구하는 OAM 패킷이라는 것을 나타낸다.

· "U"로 표시된 5개의 필드는 각각 1 비트이고, 현재 지정되어 있지 않으며, 현재 0으로 송신되며 수신시에는 무시될 것이 요구된다.

· "TTL" 필드는 루프 방지를 위한 것으로, NSH 헤더를 처리하는 각각의 노드에서는 감소된다. TTL이 0이면 캡슐화된 패킷은 폐기된다.

· "길이"는 4-바이트 워드 단위로 NSH의 길이이다.

· "MD 타입(Type)"은 NSH의 끝에 나타나는 가변 길이 Meta Data의 타입이다.

· "넥스트 프로토콜(Next Protocol)"은 NSH에 이어지는 정보 패킷 또는 이 정보 패킷의 초기 부분의 프로토콜 타입을 나타낸다. 통상적으로, 전송 헤더(306)(도 3)는 정보 패킷 또는 이 정보 패킷의 초기 부분의 프로토콜 타입을 나타낸다. NSH(312)(도 3)가 추가되면, 전송 헤더(306)는, 전송 헤더(306)가 NSH(312)로 시작된 이후의 데이터 및 NSH(312)가 추가되기 이전에 전송 헤더(306)에 있었던 패킷 콘텐츠 프로토콜 타입의 표시가 NSH(312)의 "넥스트 프로토콜" 필드에 들어간다는 것을 나타내도록 변경된다. 이것은, 패킷이 캡슐 해제되고 NSH(312)가 제거되면, 반전되고, 즉 NSH가 제거된다는 Next Protocol 필드에서의 프로토콜 타입 표시가 전송 헤더(306)에 들어간다.

· "서비스 경로 식별자(Service Path Identifier)"(SPI) 및 "서비스 인덱스"(SI)는 패킷의 처리 및 네트워크를 지나는 경로를 제어하는 것과 관련해서 사용될 수 있다. 일반적으로, SPI는 SFP 선택을 고유하게 식별한다. SI는 SFP 내의 위치를 제공하고, NSH(312)를 처리하는 각각의 SFF 노드에서 감소된다. SI는 경로에서의 다음 SFF/SF를 결정하기 위해 SPI와 함께 사용된다.

· "메타 데이터"는 "MD 타입"에서 제공하는 타입의 가변 길이 정보로, 다양한 목적을 제공할 수 있다.

(SFC 분류자, SFF 및 SF를 포함할 수 있는) NSH-인식 노드는 NSH 포맷(500)을 사용해서 NSH 포맷(500)의 콘텐츠를 변경할 수 있다.

노드는 여러가지 가능한 NSH 관련 액션을 취할 수 있는데, 이 액션은 다음을 포함하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다.

· NSH의 삽입 혹은 제거: 이들 액션은 서비스 경로의 시작 및 끝에서 각각 발생할 수 있다. SFC 분류기는 SFP의 시작에서 NSH를 삽입한다. SFP의 끝에서, SFF는 캡슐 해제된 패킷을 포워딩 또는 전달하기 전에 NSH를 제거한다.

· 서비스 경로 선택: 서비스 경로 헤더(504)는 서비스 경로 정보를 제공하고, SFF가 정확한 서비스 경로 선택을 결정하는데 사용된다. SFF은 서비스 경로에서 다음 SF 또는 SFF를 선택하는데 서비스 경로 헤더(504)를 사용한다.

· NSH 업데이트: SFF는 서비스 인덱스(SI)를 1만큼 감소시킨다. SFF가 유효 SFP 내의 유효 다음 홉에 대응하지 않는 SPI 및 SI를 갖는 패킷을 수신하면, 이 패킷은 SFF에 의해 드롭된다. 분류기는 또한 신규/업데이트된 컨텍스트가 이용가능한 경우 컨텍스트 헤더(506)를 업데이트할 수도 있다.

· 서비스 정책 선택: SF는 NSH로부터 정책(즉, 허가 또는 거부와 같은 서비스 액션) 선택 및 시행을 획득한다. NSH에서 공유되는 메타데이터는 트래픽 분류와 같은 서비스 관련 정보의 범위를 제공할 수 있다.

도 6은 트래픽 모니터링 장치의 예시적인 실시예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 트래픽 모니터(또는 컨디셔너)(600)는, 예를 들어, 계측기(meter)(610), 마커(620), 프로세서(650) 및 메모리(660)를 포함한다. 트래픽 모니터(600)는, 이해되는 바와 같이, 메모리(660)(또는 일부 다른 유사한 소스)로부터 명령어를 수신해서 처리하는 프로세서(650)와 함께 동작한다.

트래픽 모니터(600)는 전통적으로 네트워크 내의 IP 패킷 스트림을 계측하고(meter), 스트림 내의 패킷(예를 들어, 패킷(302), 도 3)을 "컬러"로 마킹한다. 인커밍 IP 패킷 스트림의 계측 및 마킹은 예를 들어, 서비스의 진입 정책에 대해 사용 가능하며, 여기서 정책은 정책 관리자(115D)(도 1)에 의해 설정된다. 일 실시예에서, 트래픽 모니터(600)는 SFC 네트워크(105)의 에지 또는 범위 노드(121)와 같은 범위 노드에 있거나 여기에 상주한다.

계측기(610)는 컬러를 표시하기 위해 2가지 모드 중 하나로 동작할 수 있다. 컬러-블라인드 모드에서, 계측기(610)는 트래픽 모니터(600)에 들어오는 패킷(302)이 착색되어 있지 않다고 가정한다. 컬러-인식 모드에서, 계측기(610)는, 일부 이전 엔티티가 인커밍 패킷(302)을 사전-착색해서 각각의 패킷이 "컬러"인 것으로, 예를 들어, 녹색, 노락색, 또는 적색으로 라벨링되는 것으로 가정한다. 이것은, NSH 헤더 내의 트래픽과 연관된 하나 이상의 비트로서 종종 인코딩되는 라벨로, 이는 그 트래픽의 핸들링에 영향을 주거나 네트워크 운영자에 의해 정의되는 트래픽 측정 또는 다른 목적에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 컬러는, 아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이, NSH 헤더(500) 포맷의 패킷의 SPI 필드에 코딩된다.

마커(620)는 계측기(610)의 결과에 따라 패킷을 채색(또는 재채색)한다. 인커밍 IP 패킷 스트림을 폴리싱(policing)할 때, 패킷(302)은 PIR(peak information rate)를 초과하면 적색으로 마킹될 수 있고, 초과하지 않으면 CIR(committed information rate)가 초과되었는지 여부에 따라 노란색 또는 녹색으로 마킹될 수 있다. PIR은, 네트워크에서 노드(예를 들어, 라우터 또는 스위치)에 대해 스루풋 오버헤드를 허용하도록 설정된 용량 확장가능(burstable) 레이트인 반면, CIR은 보장된 혹은 한도가 정해진(capped) 인정 레이트 속도(committed rate speed)이다. 예를 들어, 12Mbit/s의 10M비트/s PIR의 CIR은, 추가 2Mbit/10s의 조절(throttle)을 허용하는 버스트/스파이크 제어를 이용해서 10Mbit/s 최소 속도로 액세스하는 것을 허용한다.

더 구체적으로, IETF RFC 2697 및 IETF HFC 2698은, 트래픽 모니터에서 컴포넌트로서 사용될 수 있는, srTCM(Single Rate Three Color Marker) 및 Two Rate Three Color Marker(trTCM)를 각각 정의하며, 이들의 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. IETF RFC 4115는 트래픽 모니터에서 컴포넌트로서 또한 사용될 수 있는, 인-프로파일 트래픽(in-Profile Traffic)의 효율적인 핸들링을 이용하는 차별화된 서비스 2-레이트, 3-컬러 마커(Differentiated Service Two-Rate, Three-Color Marker)를 정의하며, 이것도 본 명세서에 참조로서 포함된다.

IETF RFC 2697에서 설명되는 srTCM은, 트래픽 레이트, CIR, 및 2개의 상이한 버스트 사이즈 - CBS(committed burst size) 및 EBS(excess burst size) - 에 기초해서 IP 스트림의 패킷을 마킹한다. 상기 설명에 따라서, 패킷은 CBS를 초과하지 않으면 "녹색"으로 마킹되고(예를 들어, 마커(620)에 의해), CBS는 초과하지만 EBS는 초과하지 않으면 "노란색"으로 마킹되며, CBS와 EBS 둘 다를 초과하면 "적색"으로 마킹된다. srTCM은, 트래픽과 연관된 컬러를 결정하는데 트래픽의 버스트의 길이(피크 레이트가 아님)를 사용한다는 점에서 한정된다. 서비스 또는 서비스 레벨이 컬러에 기초하여 트래픽에 제공된다.

RFC 2698에서 설명된 trTCM은 2개의 상이한 트래픽 레이트(PIR, CIR) 및 대응하는 버스트 사이즈(CBS, PBS)에 기초해서 IP 스트림의 패킷들을 마킹한다. trTCM에 따르면, 패킷이 PIR을 초과하는 경우 패킷은 "적색"으로 표시되고, 패킷이 PIR을 초과하지 않는 경우, 패킷이 CIR을 초과하는지 또는 CIR를 초과하지 않는지에 따라 패킷은 "노란색" 또는 "녹색"으로 표시된다. 피크 트래픽 레이트(또는 줄여서 피크 레이트)와 인정된(committed) 레이트의 두 가지 레이트를 사용해서, trTCM은 인정된 속도 트래픽과는 별도의 피크 속도 트래픽을 모니터링할 수 있다.

srTCM와 trTCM 모두 트래픽 스트림에서 각각의 패킷을 계측하고, 이 패킷을, 패킷을 사전-채색하는 마커(610)와 같은 마커로 포워딩 혹은 전달하는 계측 장치를 사용할 수 있다. 사전-채색 처리의 세부 사항 및 계측기가 패킷의 컬러를 검출 또는 결정하는 방법은 특정한 구현예로, 본 문서뿐만 아니라 RFC의 범위를 벗어난 것이다. RFC는 계측기의 결과에 기초해서 패킷을 재채색하는 마커를 나타내고 있으며, 예로서, PHB(per-hop behavior) 특정 방식으로 패킷의 DiffServ(DS) 필드의 코드포인트로서 컬러를 코딩하는 것을 제공하고, 이에 대한 추가 정보는 IETF RFC 2474를 참조한다. 컬러는 또한 RFC 2597에 따라 패킷의 폐기 선호도(drop precedence)로서 코딩될 수 있다.

참조하는 RFC가 인터넷 프로토콜(IP)-기반 패킷 교환 네트워크의 맥락에서 컬러 레이트 마커 알고리즘을 설명하고 있지만, 이러한 알고리즘은 셀 교환 네트워크와 같은 통신 네트워크에서 구현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

컬러를 마킹하는 일 예시적인 실시예에서, 인커밍 패킷(302)의 식별된 컬러는, NSH 헤더(312)가 SFC 네트워크(105)와 같은 네트워크를 통과할 때 NSH 헤더를 처리하는 노드(예를 들어, SFF(117B) 또는 SF(117C))의 액션을 제어하는데 사용될 수 있다. 노드에 의해 취해지는 액션들은 구성 가능한 것으로, 예를 들어, 우선 순위가 더 높은 또는 더 낮은 패킷을 처리하는 노드, 그 외에 처리되지 않았을 패킷을 처리하는 노드, 또는 그 외에 처리되었을 패킷의 처리를 생략하는 노드를 포함할 수도 있다. 이러한 액션(또는 유사한 액션)을 수행하는 능력은, 예를 들어, 캐리어에서 고객 클래스에 기초해서 트래픽을 착색해서 SLA(service level agreement) 만족시키는 데 도움이 될 수 있다.

컬러를 마킹하는 제 2 예시적인 실시예에서, 표시된 컬러는 특정 고객 또는 고객의 클래스에 대해 허용되는 할당량을 초과하는 트래픽을 명시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일정 기간 동안의 고객에 대한 트래픽은 초기에 하나의 컬러로 설정될 수 있고, 일정 기간 동안 고객에게 대해 누적된 트래픽이 한도를 초과할 때, 그 기간 동안의 후속하는 트래픽에는 상이한 컬러가 할당될 수 있다(기간의 끝에 한도가 갱신될 때까지). 다른 예에서, 실행 평균 트래픽 레이트가 유지될 수 있고, 컬러 마킹은 레이트가 고객 구매 레이트 미만으로 떨어지는지 또는 이상이 되는지 여부에 기초한다. 또 다른 예에서, 2개 이상의 컬러가 한도 내의 트래픽, 한도보다 일정 이상인 트래픽, 또는 한도보다 훨씬 이상인 트래픽을 표시할 수 있다.

컬러를 마킹하는 제 3 예시적인 실시예에서, 트래픽 컬러는 플로우에서 N개의 패킷마다 변경하는 값으로 설정될 수 있고, 여기서 "플로우"는 서비스 경로 내의 특정 노드를 통과하도록 설정되는 패킷 모두 또는 서브세트로서 정의된다. 경로에 따른 패킷의 처리에서, 플로우 내의 패킷의 수는 유지되는 것으로 가정하나, 또는 플로우 내의 특정 수의 패킷을 폐기 혹은 스폰(spawn)하는 것으로 가정하면, 이후, (후속) 노드는 각각의 컬러를 갖는 패킷의 개수를 카운트할 수 있다. 예상되는 패킷의 수와 수신한 패킷의 수의 임의의 편차가 보고될 수 있다. 패킷을 수신하는 후속 노드는 또한 지연 패킷 또는 고장(out-of-order) 패킷을 검출할 수도 있으며, 여기서 특정 컬러를 가진 패킷은, 이후에 전송된 컬러를 가진 패킷이 전송된 후에, 수신된다.

일 실시예에서, 충분한 컬러를 이용할 수 있는 경우(즉, 패킷 헤더의 컬러를 나타내는데 충분한 비트를 이용할 수 있는 경우), 컬러는 여러 목적에 동시에 사용될 수 있다. 이것은, 예를 들어 상기 예들 중 임의의 하나 이상을 포함하도록 다수의 비트를 인코딩함으로써, 수행될 수도 있다.

도 7은, 도 5의 서비스 경로 헤더를 나타내는 서비스 경로 식별자 필드를 나타낸다. 일 실시예에서, 서비스 경로 식별자(SPI) 필드(702)는 NSH 포맷(500)(도 5)에서 트래픽의 컬러를 표시하는 메커니즘으로서 이용될 수 있다. 종래의 메커니즘과는 달리, SPI 필드(702)는, NSH 포맷(500)의 정의되지 않은("U") 비트의 어떠한 비트도 사용하지 않고 NSH 포맷(500)의 다른 필드(예를 들어, 베이스 헤더 또는 컨텍스트 헤더 필드의 필드)의 어떠한 필드도 변경하지 않고, 컬러(트래픽)를 표시할 수 있게 한다.

도시된 실시예에서, SPI 필드(702)는 2개의 필드 - NSH 캡슐화된 패킷(304)의 경로를 효과적으로 나타내는 경로 인덱스(PI)(704) 및 NSH 캡슐화된 패킷(304)의 경로 상에 트래픽의 컬러를 할당하기 위해 보존된 비트를 포함하는 컬러 부분(706)(본 명세서에서는 트리트먼트 인덱스라고도 지칭됨) - 을 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 트래픽의 컬러는, 특정한 SFC 가능 도메인에 들어갈 때 진입 노드에 의해 사전-채색되거나(즉, 컬러는 사전-설정될 수 있음) 혹은 채색될(또는 재컬러링될) 수 있다. 이 경우, 채색(또는 재채색)은 전술한 바와 같이 진입 노드로서 수신된 패킷을 계측한 결과에 기초할 수 있다.

예시된 바와 같이, SPI 필드(702)는 PI(704)와 컬러 부분(706) 사이에 할당될 수 있는 24 비트를 포함한다. SPI(702) 필드의 24비트는 RFC 8300에 의해 명시된 바와 같이 NSH 포맷(500)의 서비스 경로 헤더(504)에 의해 규정된 세트 번호이다. 예를 들어, 트래픽의 컬러를 표시하는 데는 SPI 필드(702)에서 낮은 차수의 비트가 사용되고, NSH 캡슐화된 패킷(304)의 서비스 경로를 표시하는 데는 SIP 필드(802)의 높은 차수의 비트가 사용될 수 있다. 낮은 차수의 비트는 컬러 부분(706)으로서 식별되고, N개의 비트를 포함한다. 높은 차수의 비트는 PI(704)로서 식별되고, (24-N)개의 비트를 포함한다. 따라서, N개의 비트(예를 들어, N개의 낮은 차원의 비트)가 서비스 경로를 따라 트래픽의 컬러를 표시하는 데 사용되면, (24비트-N)개 비트는 PI(704)에서 서비스 경로 자체를 식별하는데 사용하기 위해 유지된다.

도시되지 않았지만, 일 실시예에서, 서비스 인덱스(SI) 필드는 또한 NSH 포맷(500)의 컬러를 표시하기 위한 메커니즘으로서 이용될 수 있다. SI 필드는 패킷에 대한 트래픽의 컬러를 표시하는 비트와 SI 비트 사이에 할당될 수 있는 8-비트를 포함한다. SI 필드의 8비트는 RF(8300)에 의해 명시된 바와 같이 NSH 포맷(500)의 서비스 경로 헤더(504)에 의해 규정된 세트 번호이다. 동작시에, SI 필드의 비트는 전술한 SPI 실시예에서오 유사한 방식으로 설정될 수 있다.

일 실시예에서, SPI(702) 및 SI 필드는 함께 NSH 포맷(500)의 컬러를 나타내기 위한 메커니즘으로서 사용될 수 있다.

SPI 또는 SI 실시예에서, 트래픽의 컬러는 SPI 필드 또는 SI 필드의 고정 위치에서 하나 이상의 비트에 의해 표시될 수 있다. 일 실시예에서, SPI 필드(702)를 사용해서, 필드 내의 24개 비트 중 임의의 것이 트래픽의 컬러를 나타내는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, SI 필드(도 5)를 사용해서, 필드 내의 8-비트 중 어느 것이 트래픽의 컬러를 나타내는데 사용될 수 있다. 트래픽의 컬러를 나타내는 데 사용되지 않는 비트는 SI를 나타내는데 사용될 수 있다. SPI를 이용하든 SI를 이용하든, 임의의 수의 높은 차수 비트, 임의의 개수의 낮은 차수의 비트, 또는 임의의 수의 산재된(scattered) 비트가 사용될 수 있다.

패킷(302)을 수신한 노드는 NSH 헤더(312)에 따라 패킷을 처리한다. 특히, 패킷을 포워딩하는 것은 NSH 헤더(312)를 사용해서 서비스 평면 계층에서 달성될 수 있다. SPI(702) 및 SI는 이러한 목적에 사용된다. 보다 구체적으로, 서비스 체인의 해당 서비스 경로 인스턴스화를 식별하기 위해 고유한 SPI가 사용되고, SI는 255로 초기화되거나 혹은 SF 및 SFF의 총 수와 255 사이의 어떤 수로 초기화되고, 패킷(또는 프레임)이 서비스 경로를 따라 이동함에 따라 각각의 서비스 홉에서 서비스 체인 내의 SFF 홉으로 감소된다.

일례로, 도 1을 참조하면, SFC 가능 도메인(117)의 각각의 NSH 기반 포워딩 노드(예를 들어, SFC 분류기(117A) 또는 SFF(127B))는, 인커밍 패킷의 콘텐츠를 패킷이 수신 및 포워딩될 수 있는 대응하는 포트 또는 (다음 홉들에 대한) 페이스와 연관시키는 것을 담당하는 포워딩 테이블(경로 테이블이라고도 함)을 포함할 수 있다. 도 8a 및 도 8b를 참조해서, 아래에서 설명되는 바와 같이, 포워딩 테이블은, 다른 필드들 중에서, SPI(702), 서비스 인덱스(SI), 및/또는 컬러 부분(또는 트리트먼트 인덱스)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, NSH 헤더(312) 내의 트래픽을 나타내는 데 사용되는 n개의 상이한 수의 컬러마다, 각각의 서비스 경로에 대해 FIB 내에 n개의 SPI(702) 엔트리 및 대응하는 n개의 SI 엔트리가 존재한다. 반대로, 트래픽의 컬러가 테이블에 포함되지 않는 경우, 단일 SPI(702) 및 대응하는 서비스 인덱스(SI) 엔트리가 각각의 서비스 경로마다 사용될 수 있다. 트래픽의 컬러를 구현하는데 사용될 임의의 추가적인 정보가 경로 룩업 테이블에 포함될 수도 있는데, 이는 컬러가 SPI(702) 의 컬러 부분(706)에 기초하여 결정될 수 있기 때문이다.

하나의 다른 실시예에서, 컬러에 의해 인덱싱된 별개의 테이블(트리트먼트 인덱스)이 액세스되거나 평가되어서, 패킷의 컬러에 기초하여 패킷의 트리트먼트를 결정할 수 있다. 이 실시예에서, SFF(117B) 각각은 컬러를 나타내는 SPI(702)의 최하위 비트의 수를 해석하도록 구성된다. 나아가, 특정 컬러는 SPI(702) 내의 최상위 비트에 관계없이 별개의 테이블에 명시된 대응하는 서비스 품질 트리트먼트를 갖는다. 이 경우, 포워딩 테이블은 SPI(702)의 최상위 비트(컬러 비트를 제외함) 및 SI에 기초할 수 있고, 포워딩 테이블 내의 별개의 열(column)은, 이하에서 추가로 설명되는 서비스 품질 트리트먼트를 나타내기 위해 컬러를 식별할 수 있다.

도 8a는 서비스 기능 포워딩기에 대한 예시적인 포워딩 테이블을 도시한다. 포워딩 테이블(800A)은 SFF(117B)와 같은 네트워크 노드에 저장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 다른 필드 중에서 포워딩 테이블(800A)은 SPI(702) 및 SI(802)를 포함한다. SPI(702)는 위의 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 2개의 필드 - 경로 인덱스(PI)(704) 및 컬러 부분(706)(또는 트리트먼트 인덱스)으로 분할될 수 있다. 이해되는 바와 같이, SPI(702)는 2개의 필드로 분할될 필요가 없고, 또한 임의의 랜덤 위치 또는 고정 위치에서 비트를 사용할 수도 있으며, 또는 SPI(702) 내의 2개 이상의 필드로 분할될 수 있다. 부가적으로, 출력 포트, 출력 캡슐화, 목적지 어드레스, 캡슐 해제 플래그 등과 같은 다양한 다른 필드가 포워딩 테이블(800A)에 포함될 수 있지만, 본 명세서의 초점은 아니다.

도시된 실시예에서, 설명의 목적으로, SPI(702)는 2개의 필드 - PI(704) 및 컬러 부분(706) - 로 분할되었다고 가정한다. 이 예에서, SPI 필드(702)의 최하위 2개의 비트는 인커밍 NSH 캡슐화된 패킷(304)에 대한 트래픽의 컬러를 마킹하는데 사용된다. 일반적으로, N은 도 7에 도시된 바와 같은 컬러 부분(706)에서의 비트의 수이다. 이들 비트는 컬러 부분(706)에 설정되며, 이 예에서 N=2이다. 컬러 부분(706)에서 N=2인 경우, PI(704)는 서비스 경로를 식별하기 위한 22 비트(예를 들어, (24-N)=22)를 갖는다.

일 실시예에서, 그리고 위의 예를 계속하면, 특정 서비스 경로에 대한 트래픽을 나타내기 위한 컬러는 최하위 2개의 비트를 사용해서 설정될 수 있다. 최하위 2 비트를 설정할 때, 인커밍 패킷 스트림에서 NSH 캡슐화된 패킷(304)은 상이한 레벨의 서비스를 식별하는 데 컬러를 사용할 수 있다. 예를 들어, 아래의 표 I에 도시된 바와 같이, N=2일 때, 서비스 경로 상의 트래픽의 컬러를 식별하는 데 최하위 2개의 비트가 설정될 수 있다. 예를 들어, 최하위 2개의 비트가 네트워크 노드에 설정될 때, 임의의 하나의 서비스 경로에 대해 최대 4개의 상이한 컬러(모든 값이 사용될 때)가 사용될 수 있다.

예를 들어, 녹색 패킷은 패킷에 대해 보장된 전달(guaranteed delivery)을 나타낼 수도 있고, 또는 적어도 폐기되거나 드롭될 가능성이 낮은 패킷의 포워딩을 보장할 수 있는 반면, 노란색 패킷은 패킷이 최선을 다해서 포워딩될 것이라는 것을 나타낼 수 있고, 적색 패킷은 패킷이 폐기 또는 드롭될 것이라는 것을 나타낼 수 있다. 다른 컬러, 및 이들 컬러와 연관된 서비스가 추가될 수도 있고, SPI(702)에서 사용되고 있는 컬러 부분(706) 비트의 수에 따라서 달라질 수도 있다.

일 실시예에서, 특정 경로에 대해 허용 가능한 컬러의 총 수 미만이 사용되면, 엔트리는 제거되거나 생략될 수 있다. 예를 들어, 표 1에 표시된 바와 같이, 최하위 2 비트가 "1"로 설정되면, 경로 A와 연관된 컬러는 비어 있다. 이 경우에, 포워딩 테이블(800A)은 컬러가 사용되지 않는다고 나타낼 수도 있고(예를 들어, "비어 있음"), 전체 엔트리가 포워딩 표(800A)로부터 제거되거나 생략될 수도 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 컬러를 식별하기 위해 사용되는 SPI(702)에서의 비트의 수는 최하위 2개의 비트로 한정되는 것은 아니다. SPI(702) 내의 임의의 수의 비트(N 비트)가 이러한 목적에 활용될 수 있다.

도 8a의 예를 계속 참조하면, 서비스 체인의 특정 서비스 경로 인스턴스화를 식별하는 데 고유한 SPI(702)가 사용된다. 설명된 바와 같이, SPI(702)는 PI(704) 및 컬러 부분(706)으로 분할된다. 서비스 인덱스(SI)(802)는 SPI(702) 각각의 인스턴스화에 대한 서비스 체인 내의 서비스를 나타내는 값으로 초기화됨으로써, 패킷이 SFC의 특정 네트워크 노드에서 어떻게 처리되는지에 기초해서, 감소될 수 있다. 도시된 바와 같이, 표 800A는 컬러 부분(706)에 의해 표현되는 연관된 컬러 마킹("0" 내지 "3")을 갖는 2개의 PI(704)(예를 들어, 경로 A 및 경로 B), 및 SI(802)(예를 들어, 'k' 또는 'm')를 식별한다.

테이블(800A)은 예를 들어 SFF(117B)와 같은 네트워크 노드의 포워딩 테이블로서 저장될 수 있다. 구현하는 동안, NSH 캡슐화된 패킷(304)(도 3)이 네트워크 노드에 도달하면, SPI(702) 및 SI(802)는 포워딩 테이블(800A)에서 검색된다. 포워딩 테이블(800A) 내의 정보는, 특히, NSH 캡슐화된 패킷(304)을 어느 포트가 포워딩했는지, NSH 캡슐화된 패킷(304)을 포워딩할 목적지 어드레스는 어디인지, 및 (1) NSH 헤더(312)를 제거해서 NSH 캡슐 해제된 패킷(204)을 캡슐 해제할지 또는 (2) NSH 헤더(312)는 유지하고 NSH 캡슐화된 패킷(304)을 외부 전송 헤더에 의해 표시된 특정 출력 캡슐화를 이용해서 포워딩할지 여부를 결정한다. 패킷이 NSH 캡슐화된 패킷(304)으로서 NSH 헤더(312)와 함께 포워딩되면, SI(802)는 감소된다.

이들 "컬러"는, 패킷이 네트워크에 의해 트리트될지를 결정하는 서비스를 구별하는데 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 각각의 PI(704)에 대한 컬러 부분(706)에 표시된 바와 같은 컬러에 따라서, NSH 캡슐화된 패킷(304)는 상이하게 처리될 수 있다. 도 1을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 정책 관리자(115D)는 인커밍 패킷에 대한 다양한 QoS 트리트먼트를 설정하는 것을 담당할 수 있고, 여기서 QoS는 주어진 데이터 흐름 또는 서비스 경로에 대한 NSH 캡슐화된 패킷(304)의 착색을 통해 정의된다. 예를 들어, 정책 관리자(115D)와 인터페이싱함으로써, 관리자는 QoS 정책을 정의할 수 있고, 이로써, 경로 A에 대한 VoIP 패킷은 높은 포워딩 우선 순위에 대해서 "녹색"으로 착색되고(예를 들어, 네트워크 대역폭의 60%를 할당함), 경로 B에 대한 FTP 패킷은 낮은 포워딩 우선 순위에 대하여 "노란색"으로 착색된다(예를 들어, 네트워크 대역폭의 20%를 할당함).

도 8b는 서비스 기능 포워딩기의 포워딩 테이블의 다른 예를 나타낸다. 포워딩 테이블(800B)은 SFF(117B)와 같은 네트워크 노드에 저장된다. 일 실시예에서, 포워딩 테이블(800B)은, 각각의 SPI(702) 및 SI(802)에 대응하는 컬러(804)(트리트먼트 인덱스)를 나타내기 위한 n 비트를 포함하도록 확대 혹은 확장된다(예를 들어, 추가 컬럼이 추가된다). 예를 들어, 도시된 바와 같이, SPI(702) 엔트리 A1은 'k'의 SI(802) 및 "적색"인 대응하는 컬러(804)를 갖는다.

다른 하나의 실시예에서, 포워딩 테이블 엔트리의 수는 사용되는 상이하게 채색된 경로의 수에 따른 양만큼 증가되고, 여기서 "제로"(즉 비어 있는 필드)의 컬러는 채색되지 않은 모드의 동작을 나타낸다. 예를 들어, 경로 엔트리(A1 및 A2)에 대해 2개의 컬러 경로(예를 들어, 적색 및 녹색)가 사용되고, 경로 엔트리(B1~B4)에 대해 4개의 컬러 경로(예를 들면, 적색, 청색, 자주색 및 비어 있음(0))가 사용된다.

포워딩 테이블(800A)(도 8a)과 달리, NSH 헤더(312) 내의 SPI(702)는 트래픽의 컬러의 직접적인 표시를 제공하지 않는다(SPI 또는 다른 필드에서 어떠한 "컬러 부분" 비트도 사용되지 않기 때문에). 따라서, 수신된 패킷(즉, NSH 캡슐화된 패킷(304))은 서비스 경로와 연관된 컬러를 직접 결정하는데 사용될 수 없다. 대신, 포워딩 테이블(800B)이, 특정 패킷의 도달 시에 컬러의 식별을 담당한다. 예를 들어, NSH 캡슐화된 패킷(304)이 NSH 가능 네트워크 노드에서 수신되면, SPI(702) 및 SI(802)이 포워딩 테이블(800B)에서 검색된다. SPI(702)에 대해 엔트리가 존재하면, 포워딩 테이블(800B)로부터 대응하는 컬러(804)도 획득된다. 이후, 수신된 패킷은, 위에서 설명된 바와 같이, 컬러와 연관된 서비스 또는 서비스 레벨에 따라 트리트될 수 있다. 일 실시예에서, SPI가 포워딩 테이블에 있지 않으면, 패킷은 폐기되어야 한다.

도 9는 도 1의 네트워크의 서비스 기능 체인에서 패킷을 포워딩하는 흐름도를 나타낸다. 설명을 위해, 도시된 실시예에서 설명된 처리는 서비스 기능 체인(SFC) 내의 네트워크 노드에 의해 구현된다. 그러나, 이 구현은 SFC에서의 네트워크 노드로 한정되는 것은 아니며, 네트워크 내의 임의의 컴포넌트 또는 노드가 이 처리를 구현할 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

단계 902에서, 네트워크 노드는 SFC 가능 도메인의 SFC에 속하는 패킷을 수신한다. 일 실시예에서, 네트워크 노드는 SFC 분류기 노드(117A)이다.

단계 904에서, 수신된 패킷은 네트워크 서비스 헤더(NSH)에 의해 캡슐화된다. 일 실시예에서, 패킷은 NSH에 의해 캡슐화되어서, SFC 분류기(117A)와 같은 SFC 분류기 노드에 의해 캡슐화된 NSH 패킷(304)을 형성한다. 다른 실시예에서, 캡슐화된 NSH 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함한다. 서비스 경로는 서비스 경로 식별자(SPI)(702)에 의해 식별될 수 있다.

단계 906에서, 서비스 경로는 캡슐화된 NSH 패킷 내의 트리트먼트 값과 연관된다. 일 실시예에서, SPI는 2개의 부분 - 서비스 경로를 식별하는 경로 인덱스(PI) 및 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 나타내는 트리트먼트 값과 연관시키는 컬러 부분(또는 트리트먼트 인덱스) - 으로 분할된다. 다른 실시예에서, 서비스 경로 헤더는 SPI(702) 및 서비스 인덱스(SI)를 포함하며, SI는 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 나타내는 트리트먼트 값과 연관시킨다. 트리트먼트 값은, 예를 들어, 서비스 품질 트리트먼트로 캡슐화된 NSH 패킷을 트리트하도록, SFC 가능 도메인 내의 하나 이상의 후속 네트워크 노드에 지시할 수 있다.

단계 908에서, 캡슐화된 NSH 패킷의 서비스 경로 및 트리트먼트 값을 식별하기 위해 네트워크 노드에 저장된 포워딩 테이블이 평가된다. 예를 들어, 포워딩 테이블(800A 또는 800B)과 같은 포워딩 테이블은, 노드에서 수신된 캡슐화된 NSH 패킷에 관한 정보를 식별하기 위해, "검색"되거나 평가된다. 일 실시예에서, 캡슐화된 NSH 패킷의 서비스 품질 트리트먼트가 결정될 수 있다. 서비스 품질 트리트먼트는, 예를 들어 캡슐화된 NSH 패킷을 어떻게 처리할지를 후속 네트워크 노드에 지시할 수 있다. 예를 들어, 서비스 품질 트리트먼트는 하나 이상의 후속 네트워크 노드에 의해 어느 서비스 또는 정책이 수행되어야 하는지를 식별할 수 있다.

단계 910에서, 캡슐화된 NSH 패킷은, 포워딩 테이블에 표시된 서비스 경로에 기초해서, 그리고 포워딩 테이블에서 식별된 트리트먼트 값에 대응하는 서비스 품질 트리트먼트에 따라, 하나 이상의 후속 노드로 포워딩된다.

도 10은 본 기술에 따른 다양한 실시예를 구현하는데 사용될 수 있는 네트워크 처리 장치(1001)의 블록도이다. 특정 네트워크 처리 장치는 도시된 컴포넌트 모두 또는 컴포넌트의 서브세트만을 활용할 수 있으며, 그 집적의 정도는 장치마다 다를 수 있다. 또한, 네트워크 처리 장치(1001)는 다수의 처리 유닛, 프로세서, 메모리, 송신기, 수신기 등과 같은, 컴포넌트의 다수의 예를 포함할 수 있다. 네트워크 처리 장치(1001)는, 네트워크 인터페이스, 저장 인터페이스 등과 같은 하나 이상의 입력/출력 장치를 구비할 수 있다. 네트워크 처리 장치(1001)는 버스(1070)에 연결된 중앙 처리 유닛(CPU)(1010), 메모리(1020), 대용량 저장 장치(1030), 및 I/O 인터페이스(1060)를 포함할 수 있다. 버스(1070)는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 장치 버스 등을 포함하는 임의의 타입의 몇몇 버스 아키텍처 중 하나 이상일 수 있다.

CPU(1010)는 임의의 타입의 전자 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(1020)는 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 동기 DRAM(SDRAM), 판독-전용 메모리(ROM), 이들의 조합 등과 같은, 임의 타입의 시스템 메모리를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(1020)는 시동시에 사용하기 위한 ROM, 및 프로그램을 실행하는 동안 사용하기 위한 프로그램 및 데이터 저장을 위한 DRAM을 포함할 수 있다. 실시예에서, 메모리(1020)는 비일시적인 것이다. 일 실시예에서, 메모리(1020)는, 네트워크 내의 서비스 기능 체인(SFC)에 속하는 노드에서 패킷을 수신하는 수신 모듈(1020A) - 이 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함하는 네트워크 서비스 헤더(NSH)에 의해 캡슐화되고, 서비스 경로는 네트워크 내의 하나 이상의 후속 노드에게 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 이용해서 트리트하도록 지시하는 트리트먼트 값과 연관됨 - 와, 서비스 경로 및 캡슐화된 NSH 패킷의 트리트먼트 값을 식별하기 위해 노드에 저장된 포워딩 테이블을 평가하고, 하나 이상의 후속하는 노드에 의해 수행될 캡슐화된 NSH 패킷의 서비스 품질 트리트먼트를 결정하는 평가 모듈(1020B)과, 포워딩 테이블에 표시된 서비스 경로에 기초해서, 그리고 포워딩 테이블에서 식별된 트리트먼트 값에 대응하는 서비스 품질 트리트먼트에 따라서, 하나 이상의 후속하는 노드에 캡슐화된 NSH 패킷을 포워딩하는 포워딩 모듈(1020C)을 포함한다.

대용량 저장 장치(1030)는 데이터, 프로그램 및 기타 정보를 저장하고, 이 데이터, 프로그램 및 기타 정보를 버스(1070)를 통해 액세스할 수 있게 하도록 구성된 임의의 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다. 대용량 저장 장치(1030)는, 예를 들어, 솔리드 스테이트 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 자기 디스크 드라이브 또는 광 디스크 드라이브 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

처리 유닛(1001)은 또한, 또는 하나 이상의 네트워크(1080)에 대한, 이더넷 케이블 등과 같은 유선 링크 및/또는 액세스 노드 무선 링크를 포함할 수 있는 하나 이상의 네트워크 인터페이스(1050)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(1050)는 처리 유닛(1001)이 네트워크(1080)를 통해 원격 유닛과 통신할 수 있게 한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(1050)는 하나 이상의 전송기/전송 안테나 및 하나 이상의 수신기/수신 안테나를 통해 무선 통신을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(1001)은 데이터 처리 및 다른 처리 유닛, 인터넷, 원격 저장 설비 등과 같은 원격 장치와의 통신을 위해 근거리 네트워크 또는 광역 네트워크에 연결된다.

본 청구 대상은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 기재된 실시예로 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다는 것이 이해된다. 오히려, 이러한 실시예는 이러한 청구 대상을 철저하고 완전한 것으로, 본 개시를 당업자에게 완전하게 전달하도록 제공된다. 실제로, 이 청구 대상은 첨부된 청구항에 의해 정의된 청구 대상의 범위 및 사상 내에 포함되는 이들 실시예의 대안, 수정 및 등가물을 커버하도록 했다. 또한, 본 청구 대상의 이하의 상세한 설명에서, 본 청구 대상에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 특정한 세부 사항이 제시된다. 그러나, 본 청구 대상이 이러한 특정한 세부 사항 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게는 자명할 것이다.

본 개시의 측면은 본 개시의 실시예에 따른 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 및/또는 블록도를 참조하면서 본 명세서에서 설명된다. 흐름도 및/또는 블록도의 각각의 블록, 및 흐름도 및/또는 블록도의 블록은 조합은 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 구현될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령어는 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 머신을 생성하는 다른 프로그래밍 가능 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있으며, 이 명령어는 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능 명령어 실행 장치의 프로세서를 통해 실행되어서, 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에 명시된 기능/동작을 구현하기 위한 메커니즘을 생성한다.

컴퓨터 판독가능 비일시적 매체는 자기 저장 매체, 광학 저장 매체 및 솔리드 스테이트 저장 매체를 포함하는 모든 타입의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하고, 구체적으로 신호는 배제한다. 소프트웨어는 장치에 설치되어서 장치와 함께 판매될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다른 방안으로, 소프트웨어는, 예를 들어, 소프트웨어 작성자에 의해 소유되는 서버로부터 또는 소프트웨어 작성자에 의해 소유되지 않지만 사용되는 서버로부터, 물리적 매체 또는 배포 시스템을 통해 소프트웨어를 획득하는 것을 포함하여, 컴퓨팅 장치 내로 획득되고 로딩될 수 있다. 소프트웨어는 예를 들어, 인터넷을 통한 배포를 위해 서버 상에 저장될 수도 있다.

컴퓨터-판독가능 저장 매체(매체들)는 전파되는 신호들 자체는 배제하고 있으며, 컴퓨터 및/또는 프로세서(들)에 의해 액세스될 수 있고, 착탈 가능 및/또는 착탈 불가능 휘발성 및 비휘발성 내부 매체 및/또는 외부 매체를 포함한다. 컴퓨터의 경우, 다양한 타입의 저장 매체가 데이터의 저장부를 임의의 적절한 디지털 포맷으로 수용한다. 당업자라면, 개시된 아키텍처의 신규한 방법(동작)을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 저장하기 위해, 집(zip) 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, 자기 테이프, 플래시 메모리 카드, 플래시 드라이브, 카트리지 등과 같은 다른 유형의 컴퓨터 판독가능 매체가 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 측면을 설명하기 위한 것으로, 본 개시를 한정하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태("a", "an" 및 "the")은, 문맥에서 명확하게 별도로 언급하지 않는 한, 복수 형태도 포함하도록 의도했다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어들 "포함하다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 구성 요소, 및/또는 컴포넌트의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트, 및/ 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것도 이해할 것이다.

본 개시의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시된 것으로, 개시된 형태의 개시 내용으로만 한정되도록 의도한 것은 아니다. 본 개시의 범위 및 사상으로부터 벗어남 없이 많은 수정 및 변형이 당업자에게 자명할 것이다. 본 명세서의 개시내용의 측면들은, 본 개시의 원리 및 실제 응요예를 가장 잘 설명하고, 당업자가 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 수정예로 본 개시를 이해할 수 있게 하기 위해 선택되고 설명되었다.

본 명세서의 목적을 위해, 개시된 기술과 연관된 각각의 프로세스는 하나 이상의 컴퓨팅 장치에 의해 연속해서 수행될 수 있다. 프로세스의 각각의 단계는 다른 단계에서 사용되는 것과 동일한 혹은 상이한 컴퓨팅 장치에 의해 수행될 수 있고, 각각의 단계가 반드시 단일 컴퓨팅 장치에 의해 수행될 필요는 없다.

청구 대상이 구조적 특징 및/또는 방법적 동작에 특정된 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구항에 정의된 청구 대상이 반드시 위에서 설명된 특정한 특징 또는 동작으로 한정되는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 오히려, 위에서 설명된 특정 특징 및 동작은 청구항을 구현하는 예시적인 형태로서 개시된다.

Claims (34)

1. 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 컴퓨터 구현된 방법으로서,
   상기 네트워크 내의 서비스 기능 체인(service function chain;SFC)에 속하는 노드에서 상기 패킷을 수신하는 단계 - 상기 패킷은 서비스 경로를 식별하는 서비스 경로 헤더를 포함하는 네트워크 서비스 헤더(network service header;NSH)에 의해 캡슐화되고, 상기 서비스 경로는 상기 네트워크 내의 하나 이상의 후속하는 노드에게 상기 캡슐화된 NSH 패킷을 서비스 품질 트리트먼트를 이용해서(with a quality of service treatment) 트리트하도록 지시하는 트리트먼트 값과 연관됨 - 와,
   상기 캡슐화된 NSH 패킷의 상기 트리트먼트 값 및 상기 서비스 경로를 식별하기 위해 상기 노드에 저장된 포워딩 테이블을 평가하고, 상기 하나 이상의 후속하는 노드에 의해 수행될 상기 캡슐화된 NSH 패킷의 상기 서비스 품질 트리트먼트를 결정하는 단계와,
   상기 포워딩 테이블에 표시된 상기 서비스 경로에 기초해서, 그리고 상기 포워딩 테이블에서 식별된 상기 트리트먼트 값에 대응하는 상기 서비스 품질 트리트먼트에 따라서, 상기 하나 이상의 후속하는 노드에 상기 캡슐화된 NSH 패킷을 포워딩하는 단계를 포함하되,
   상기 서비스 경로 헤더는 서비스 경로 식별자(SPI) 및 서비스 인덱스(SI)를 포함하고, 상기 SPI는 상기 서비스 경로를 나타내는 경로 인덱스(PI) 및 상기 트리트먼트 값을 나타내는 트리트먼트 인덱스(treatment index)를 포함하며, 상기 SI는 서비스 체인에서 상기 캡슐화된 NSH 패킷의 위치를 나타내고,
   상기 트리트먼트 값은 상기 캡슐화된 NSH 패킷에 대한 상기 서비스 품질 트리트먼트를 나타내는,
   컴퓨터 구현된 방법.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 SPI는 상기 서비스 경로 헤더의 최상위 하나 이상의 비트를 포함하고, 상기 SI는 상기 서비스 경로 헤더의 최하위 하나 이상의 비트를 포함하며,
   상기 최상위 하나 이상의 비트의 총 수는 24이고,
   상기 최하위 하나 이상의 비트의 총 수는 8이며,
   상기 서비스 경로 헤더를 포함하는 상기 하나 이상의 비트의 총 수는 32인
   컴퓨터 구현된 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 트리트먼트 인덱스는 상기 SPI의 N개의 하나 이상의 비트를 포함하고,
   상기 PI는 상기 SPI의 (24-N)개의 하나 이상의 비트를 포함하는
   컴퓨터 구현된 방법.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 PI를 포함하는 상기 하나 이상의 비트는 상기 SPI 내의 상기 최상위 하나 이상의 비트의 고정된 위치에 있고, 트리트먼트 인덱스를 포함하는 상기 하나 이상의 비트는 상기 SPI의 상기 최하위 하나 이상의 비트 내의 고정된 위치에 있거나, 혹은
   상기 PI의 하나 이상의 비트 및 상기 트리트먼트 인덱스는 상기 SPI 내에 랜덤하게 위치되는
   컴퓨터 구현된 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 포워딩 테이블은 상기 캡슐화된 NSH 패킷의 각각의 서비스 경로에 대한 n개의 엔트리를 포함하고,
   상기 n은 상기 서비스 경로와 연관된 상이한 트리트먼트 값의 수인
   컴퓨터 구현된 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 서비스 경로 헤더는 상기 서비스 체인에서 상기 패킷의 위치 및 상기 트리트먼트 값을 나타내는 상기 서비스 인덱스(SI)를 포함하고,
   상기 트리트먼트 값은 상기 캡슐화된 NSH 패킷에 대한 상기 서비스 품질 트리트먼트를 나타내는
   컴퓨터 구현된 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 포워딩 테이블은 상기 서비스 경로를 나타내는 서비스 경로 식별자(SPI), 상기 서비스 체인에서 상기 캡슐화된 NSH 패킷의 위치를 나타내는 서비스 인덱스(SI) 및 상기 트리트먼트 값을 나타내는 트리트먼트 인덱스를 포함하고,
   상기 트리트먼트 값은 상기 캡슐화된 NSH 패킷에 대한 상기 서비스 품질 트리트먼트를 나타내는
   컴퓨터 구현된 방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 네트워크는 SFC 가능 도메인(SFC-enabled domain)인
   컴퓨터 구현된 방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 노드와 연관된 서비스 기능에 따라 상기 캡슐화된 NSH 패킷을 처리하는 단계
    를 더 포함하는 컴퓨터 구현된 방법.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 NSH를 제거함으로써 상기 캡슐화된 NSH 패킷을 캡슐 해제(decapsulating)하는 단계와,
    상기 캡슐 해제된 패킷의 상기 헤더 내의 정보에 따라 결정되는 목적지 어드레스로 상기 캡슐 해제된 패킷을 포워딩하는 단계
    를 더 포함하는 컴퓨터 구현된 방법.
    
12. 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 컴퓨터 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 컴퓨터 명령어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 제 1 항에 따른 방법을 구현하게 하는
    비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
    
13. 네트워크에서 패킷을 포워딩하는 노드로서,
    적어도 하나의 프로세서와,
    상기 적어도 하나의 프로세서에 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 명령어가 저장된 하나 이상의 메모리
    를 포함하되,
    상기 명령어는 상기 적어도 하나의 프로세서에 지시해서 상기 노드로 하여금 제 1 항에 따른 방법을 구현하게 하는
    노드.
14. 삭제
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