KR102641254B1 - 무선 통신 시스템에서 종단 간 네트워크를 제어하는 관리 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 종단 간 네트워크를 제어하는 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 종단 간 네트워크를 관리 및 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 기술을 개시한다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 무선 통신 시스템에서 종단 간(End-to-End) 네트워크를 제어하는 관리 장치에 있어서, 단말에 대하여 네트워크 슬라이스를 구성하는 네트워크 슬라이스 관리부, 상기 네트워크 슬라이스에 적용되는 정책을 설정하는 정책 관리부 및 상기 정책에 기반하여, 상기 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽의 전송과 관련된 적어도 하나의 네트워크 엔티티를 제어하는 SDN(Software Defined Network) 장치를 포함하고, 상기 네트워크 슬라이스는, 주파수 대역별로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 종단 간 네트워크를 제어하는 관리 장치 및 방법{A METHOD AND MANAGEMENT DEVICE FOR CONTROLLING AN END-TO-END NETWORK IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 종단 간 네트워크를 제어하는 방법 및 이에 대한 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet, of Things, 사물인터넷)망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다.
또한, IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
5G에서, 다양한 요구사항을 갖는 장치들 간의 간섭 없는 동작이 지원될 필요성이 대두되었으며, 새로운 특성을 갖는 IoT(Massive IoT, Smart car와 같은 서비스에 대하여도 동적으로 망을 제어할 필요가 검토되면서, 하나의 물리적 네트워크에서 서로 다른 특성을 갖는 다양한 서비스를 위해, 여러 개의 논리적 가상 네트워크 기반의 전용 네트워크를 구성하는 네트워크 슬라이스(network slice)를 도입하였다. 네트워크 슬라이스는 새로운 특성의 서비스를 동적으로 생성하여 신규 서비스에 대한 빠른 전달(delivery)를 통하여 매출을 창출하는 등의 이점이 있다.
이와 같은 네트워크 슬라이스는, 논리적으로 분리(isolation)되어 있으며, 단말에서부터 데이터 네트워크까지의 End-to-End(E2E)의 특성을 가진다. 따라서, 각 슬라이스별 latency나 bandwidth 등의 요구사항에 따라 최적화하여 구성할 경우, E2E 범위의 제어가 가능하게 된다.
한편, 네트워크 서비스 보장(service assurance) 기술은 망 품질은 진단하고 관리하는 퍼포먼스 모니터링(performance monitoring)은 물론, 이를 이용하여 망을 SDN(Software Defined Network) 기술과 연동하여 최적화하며, 나아가 big data analytics나 machine learning 등과 연동함으로써, 최적의 지점에 신규 자원 구성을 추천하는 등의 부가가치 서비스를 제공할 수 있도록 한다. 특히, 5G로 대표되는 차세대 네트워크는 QoE 관점에서 다음과 같은 2가지 측면의 큰 특징을 가지고 있다.
기존의 무선 통신의 진화에서 대역폭의 증가만을 요구사항으로 삼았으나, 5G에서는 실시간 응답성과 상호 반응성을 필요로 하는 low latency, low jitter를 주요한 요구사항으로 하고 있다. 이와 같은 요구사항에서, IoT로 대표되는 많은 장치를 제어해야 하기 때문에 네트워크의 복잡도는 기하 급수적으로 증가하게 된다. 또한, 여러 개의 서비스 제공자가 하나의 이동 통신 네트워크를 구성하면서 다수의 네트워크 사업자 간 서비스 사용 규약(Service Level Agreement, SLA)을 만족하여야 하기 때문에 망 품질 관리의 중요성이 매우 커지게 된다.
다른 관점에서는 기존의 네트워크 인프라 구조가 급격하게 클라우드(cloud)화됨에 따라, 동일한 인프라 구조를 논리적으로 분할하여 여러 개의 네트워크로 구성하는 네트워크 슬라이싱 기술이 중요한 기술로 대두되면서, 이와 같은 클라우드 기반 데이터 센터 네트워크의 품질 관리 기술이 더욱 중요해지고 있다.
이에 본 발명의 일 목적은, RAT(Radio Access Technology)별로 네트워크 슬라이스를 구성하고, 네트워크 슬라이스 별로 policy를 설정 및 운영하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 목적은, 구성된 네트워크 슬라이스별 패킷을 망에서 구분하고, 단말과 데이터 네트워크 사이 E2E 구간의 트래픽을 모니터링하여 네트워크 슬라이스를 관리하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 종단 간(End-to-End) 네트워크를 제어하는 관리 장치에 있어서, 단말에 대하여 네트워크 슬라이스를 구성하는 네트워크 슬라이스 관리부, 상기 네트워크 슬라이스에 적용되는 정책을 설정하는 정책 관리부 및 상기 정책에 기반하여, 상기 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽의 전송과 관련된 적어도 하나의 네트워크 엔티티를 제어하는 SDN(Software Defined Network) 장치를 포함하고, 상기 네트워크 슬라이스는, 주파수 대역별로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 종단 간(End-to-End) 네트워크 제어를 위한 서버에 있어서, 단말에 대한 트래픽을 처리하는 플로우 테이블(flow table) 적용부를 포함하는 가상 스위치 및 상기 단말로부터 상기 트래픽을 수신하거나 상기 단말로 상기 트래픽을 전송하는 UPF(User Plane Function)을 포함하고, 상기 flow table 적용부는, 상기 트래픽을 처리하기 위한 복수의 flow table을 이용하여 상기 단말에 대하여 구성된 네트워크 슬라이스를 식별하고, 상기 식별된 네트워크 슬라이스에 대응되는 flow rule에 따라 상기 트래픽을 처리하며, 상기 네트워크 슬라이스는, 주파수 대역별로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 종단 간(End-to-End) 네트워크를 제어하는 관리 장치의 방법에 있어서, 단말에 대하여 네트워크 슬라이스를 구성하는 단계, 상기 네트워크 슬라이스에 적용되는 정책을 설정하는 단계 및 상기 정책에 기반하여, 상기 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽의 전송과 관련된 적어도 하나의 네트워크 엔티티를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 네트워크 슬라이스는, 주파수 대역별로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 종단 간(End-to-End) 네트워크 제어를 위한 서버의 방법에 있어서, 단말에 대한 트래픽을 처리하기 위한 복수의 flow table을 이용하여 상기 단말에 대하여 구성된 네트워크 슬라이스를 식별하는 단계, 상기 식별된 네트워크 슬라이스에 대응되는 flow rule에 따라 상기 트래픽을 처리하는 단계 및 상기 처리된 트래픽을, 상기 서버 내부의 UPF(User Plane Function) 또는 상기 서버 외부의 엔티티로 전달하는 단계를 포함하고, 상기 네트워크 슬라이스는, 주파수 대역별로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, RAT 별로 네트워크 슬라이스를 구성하고 운영함으로써, 네트워크 슬라이스별, 단말별로 네트워크 품질을 측정 및 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, E2E의 특정 구간뿐만 아니라 전체 구간에 대한 트래픽 모니터링을 통해 네트워크 품질의 측정 및 이에 기반한 최적화를 지원할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 서비스 별 네트워크 슬라이스를 운영하기 위한 구조를 도시한 도면이고, 도 1c는 데이터 센터의 네트워크 품질 측정을 위한 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 서비스 구간 전체에 포함된 네트워크 엔티티들을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 서비스 구간 전체에서 각 구간의 element들을 관리하는 네트워크 엔티티들의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는, 종단 간의 서비스 구간을 제어하는 시스템에서 RAT 별 구성되는 네트워크 슬라이스의 구조를 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 종단 간의 서비스 구간을 관리하는 E2E-O의 구성을 도시한 도면이다.
도 5b 및 도 5c는 도 5a에 따른 시스템에서 정책 및 슬라이스 관리를 위한 데이터의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 E2E-O에 의하여 SDN이 제어되는 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 네트워크 슬라이스의 트래픽 경로를 식별하는 도면이다.
도 7b는 도 7a에 따른 GTP packet에 적용되는 정책의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 단말의 데이터 트래픽이 처리되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 virtual switch 내부에서 UPF VM으로 전달되는 uplink 패킷의 전달 경로를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UPF VM에서 virtual switch 내부를 통해 전달되는 downlink 패킷의 전달 경로를 도시한 도면이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 virtual switch 내부에서 패킷을 처리하는데 이용되는 flow table의 예를 도시한 도면이다.
도 11b는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 flow table이 적용되는 GTP 패킷의 구조를 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 virtual switch 내부에서 패킷을 처리하는데 이용되는 flow table의 예를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스별 패킷의 passive monitoring의 흐름을 도식화한 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 네트워크 슬라이스별 패킷의 active monitoring의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 17a, 도 17b 및 도 17c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 active monitoring의 전체 동작의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명에서 제안하는 동작을 수행하는 전체 시스템의 블록도이다.
도 19a, 도 19b 및 도 19c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스에서의 트래픽 전송 경로를 제어하는 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 20a 및 도 20b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 품질 측정을 위한 모니터링 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른관리 장치를 이용할 수 있는 운용자의 정보를 입력하는 user interface에 대한 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따라 RAT별로 구성된 네트워크 슬라이스들에 대한 정보를 제공하는 user interface에 대한 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따라 단말에 대하여 설정된 네트워크 슬라이스들의 정보와 해당 단말에 대한 정책을 설정할 수 있는 user interface에 대한 도면이다.
도 24 내지 도 27은, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말에 대하여 구성된 네트워크 슬라이스들을 지역별로, RAT 별로 표시하여 제공하는 user interface에 대한 도면이다.
도 28 내지 도 30은, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 날짜별, 시간별로 각 네트워크 슬라이스에서 송수신된 트래픽에 대한 모니터링 결과를 표시한 user interface에 대한 도면이다.
도 31은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 네트워크 슬라이스에 대한 업링크 트래픽 및 다운링크 트래픽의 모니터링 결과를 표시한 user interface에 대한 도면이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 운용자에게 특정 네트워크 슬라이스에 대한 active monitoring 동작과 관련된 설정을 입력할 수 있는 user interface를 도시한 도면이다.
도 33 및 도 34는, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 운용자의 요청에 따른 active monitoring 동작 결과를, 각 SLA 조건별로 도시하여 제공하는 user interface를 도시한 도면이다.
도 35 및 도 36은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 결과에 따른 네트워크 품질 정보를 시각화하여 제공하는 user interface를 도시한 도면이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이하에서는 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스의 구성 및 이를 운영 및 관리하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 서비스 별 네트워크 슬라이스를 운영하기 위한 구조를 도시한 도면이고, 도 1c는 데이터 센터의 네트워크 품질 측정을 위한 구조를 도시한 도면이다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 5G에서 지원하는 서비스 별로 네트워크 슬라이스가 구성되어 운영되는 것을 도시하고 있다. 일 예로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(예를 들어, 스마트 폰, 휴대폰 등)들 간의 무선 통신 서비스를 지원하기 위하여 제1 슬라이스가 구성될 수 있다. 또한, 차량과 같이 소정의 속도 이상으로 이동하는 장치 간 필요한 정보의 송수신을 지원하는 무선 통신 서비스를 위하여 제2 슬라이스가 구성될 수 있다. 또한, 특정 사물들로부터 데이터를 수집 및 분석하기 위한 massive IoT 서비스를 지원하기 위한 제3 슬라이스가 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기의 예시들 이외에도, 5G에서 지원하는 서비스 별로 여러 네트워크 슬라이스가 구성 및 운영될 수 있다.
이와 같은 네트워크 슬라이스들은, 각 서비스를 위한 전용의 네트워크가 생성되는 것이 아니라, 동일한 인프라 구조 내에서 각 서비스별 네트워크 슬라이스가 구성된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 광대역 서비스 지원을 위한 제1 슬라이스, massive IoT 서비스 지원을 위한 제2 슬라이스 및 산업체 서비스 지원을 위한 제3 슬라이스가 구성될 수 있다. 여기에서, 각 네트워크 슬라이스는, 대응되는 서비스별 성능 지표인 KPI(Key Performance Indicators)가 다를 수 있다. 일 예로, 광대역을 지원해야 하는 제1 슬라이스는 처리량(throughput)을 주요 지표로, massive IoT를 지원해야 하는 제2 슬라이스는 패킷 손실(packet loss)을 주요 지표로, 산업체 서비스를 지원해야 하는 제3 슬라이스는 지연(latency)을 주요 지표로 할 수 있다.
한편, 각 네트워크 슬라이스는 기존의 인프라 구조 내에서, 각 서비스별 특성에 맞게 네트워크 등의 자원을 논리적으로 분리시켜 각 슬라이스에 할당함으로써 운영될 수 있다. 도 1b를 참조하면, 여러 네트워크 슬라이스가 서비스에 따라 논리적으로 분리되어 구성되어 있으나, 기지국들과 데이터 센터 기지국(data center office), 및 데이터 센터가 연결된 동일한 인프라 구조 내에서 운영됨을 확인할 수 있다.
이와 같이 서비스별 네트워크 슬라이스를 운영하는 경우, LTE와 5G가 공존하는 NSA(None Stand Alone) 구조에서 하나의 단말이 여러 RAT을 사용하더라도 5G의 특정 서비스 별로만 네트워크 슬라이스 운영이 가능하다. 즉, RAT별로 네트워크 슬라이스가 운영되는 것이 아니므로, 해당 단말의 전체 트래픽(traffic) 통계의 측정이 어려우며, 사업자 간 서비스 사용 규약(SLA)의 충족 여부를 판단하는 것이 어렵다.
도 1c는 데이터 센터 내부에서 모니터링을 수행하여 네트워크 품질을 측정하는 구조를 도시하고 있다. 보다 구체적으로, 도 1c의 모니터링은, 진단을 위한 테스트 패킷을 전송하여 품질을 측정하는 active monitoring 기법과, 일반적인 통신에 따른 패킷을 이용하여 품질을 측정하는 passive monitoring 기법을 포함한다. 이와 같이 데이터 센터 내부의 복잡한 네트워크 구조에서 운용자가 원하는 구간의 네트워크 품질을 측정할 수 있고, 소프트웨어 기반으로, 측정 구간 대상 네트워크의 visibility의 확보 및 통합 관리가 가능하다.
이와 같이 데이터 센터 내부에서만 모니터링을 수행하는 경우, 데이터 센터 외부의 엔티티(entity)를 포함하는 종단(E2E) 구간의 네트워크 품질 측정이 어렵다. 또한, 네트워크 슬라이스를 여러 개 구성하여 운영하는 상황에서, 네트워크 슬라이스 운용 시스템과 네트워크 품질 측정 시스템이 서로 연계되어 있지 않아 네트워크 슬라이스별 품질 측정이 어려우며, 이를 반영한 트래픽 최적화 동작을 수행할 수 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, RAT 별로 네트워크 슬라이스를 구성하고, RAT 별로 구성된 네트워크 슬라이스를 포함하는 시스템에서, 각 네트워크 슬라이스별 policy를 생성 및 적용하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는, RAT 별 네트워크 슬라이스를 포함하는 시스템에서, 종단 간의 트래픽에 대한 모니터링을 수행하고, 이에 대한 품질을 측정하여 최적화하는 방법을 제안한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 서비스 구간 전체에 포함된 네트워크 엔티티들을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 서비스 구간 전체에서 각 구간의 element들을 관리하는 네트워크 엔티티들의 구성을 도시한 블록도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 관리 및 운영 시스템은, 단말에서부터 단말이 사용하는 서비스 구간 전체를 제어 및 관리하는 E2E orchestrator(200)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 E2E orchestrator(E2E-O, 200)는, 도면에 도시된 바와 같이, 설정 관리부(configuration manager), 서비스 관리부(service manager), 네트워크 슬라이스 관리부(network slice manager, NSM), 자원 관리부(resource manager), 정책 관리부(policy manager)를 포함할 수 있다. 여기에서, 네트워크 슬라이스 관리부는 본 발명의 일 실시 예에 따라 RAT별 네트워크 슬라이스를 구성하고 운영하며, 정책 관리부는 구성된 네트워크 슬라이스 각각에 정책을 설정 및 적용하는 등의 역할을 수행할 수 있다. 각 구성에 대한 보다 자세한 설명은, 도 5a를 참조하여 후술하기로 한다.
본 발명의 일 실시 에에 따른 단말에서부터 단말이 사용하는 서비스 구간 전체(이하, 종단간의 서비스 구간이라 명명하기로 한다)를 제어 및 관리하는 시스템에 있어, 종단간 서비스 구간을 관리하는 복수의 네트워크 구성(element)들(예를 들어, 기지국, VNF(Virtual Network Function), Link 등)을 관리하는 네트워크 엔티티들이 포함될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종단간의 서비스 구간은, UE(User Equipment), IoT 장치들과 같은 단말 등과 기지국 사이 무선 통신을 관리 및 제어하는 EMS, 상기 무선 통신에 대한 패킷들을 처리하는 edge cloud 및 이와 연결하는 fronthaul을 포함하는 transport 구간, edge cloud를 코어단에서패킷들을 처리하는 core cloud 및 이와 edge cloud를 backhaul로 연결하는 transport 구간을 포함할 수 있다.
edge cloud, 각 transport 구간 및 core cloud는 SDN(Software Defined Network), MANO(Management And Orchestration), 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. SDN 및 MANO는, 대응되는 구간의 네트워크 구성(element)들에 의한 동작을 관리 및 제어하기 위한 기능을 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EMS(Element Management System)(310)는 기지국과 데이터 센터 내의 RAN VNF(Virtualized Network Function), core VNF 등의 기능을 제어하고 관리할 수 있다. 또한, EMS(310)는 E2E-O(300)로, 기지국과 RAN VNF, Core VNF 등의 정보를 전달하고, E2E-O(300)에 의하여 네트워크 슬라이스 정책 중 기지국이나 RAN VNF, Core VNF 등에 설정될 항목을 설정하도록 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 MANO(320)는, 도 3에 도시된 바와 같이, NFVO(Network Functions Virtualization Orchestrator), VNFM(Virtualized Network Function Manager), PIM(Physical Infrastructure Manager) 및 VIM(Virtualized Infrastructure Manager)을 포함할 수 있다. MANO(320)는, 데이터 센터 내의 가상 자원들을 관리하고 VNF 들의 라이프 사이클(lifecycle)과 관련된 동작(예를 들어, VNF를 생성하거나 삭제하는 등의 동작)을 제어하고 관리한다. MANO(320)는, E2E-O(300)로, 데이터 센터 내의 VNF 들의 정보와 상태를 전달하고, E2E-O(300)에 의하여 네트워크 슬라이스 구성에 필요한 VNF들을 생성하거나 삭제하도록 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN(330)은, 도 3에 도시된 바와 같이, SDN을 운영 관리하는 SDN orchestrator(331) 및 SDN 제어부(332)를 포함할 수 있다. 또한, SDN 제어부(332)는 데이터 센터나 네트워크 슬라이스와 관련된 동작을 수행하는 어플리케이션(APPs)을 포함할 수 있다. SDN 제어부(332)에 포함된 구성들 중 본원발명의 실시 예와 관련된 구성들의 동작은 후술하기로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템에서, 상기 SDN의 어플리케이션(APPs)과 연계되어, 각 네트워크 슬라이스와 관련된 패킷을 처리하기 위한 복수의 스위치들(340)과 Virtual switch 및 모니터링 동작 관련 동작을 수행하는 test 관리부 등을 포함하는 서버(350)가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN(330)은, 데이터 센터 내와 데이터 센터 외의 네트워크 구간에 대한 네트워크 장비들(예를 들어, 스위치, 라우터 등)을 제어하고 관리하며, VNF 간의 통신 또는 VNF나 기지국 간의 통신이 가능하도록 네트워크를 설정할 수 있다. SDN(330)은, E2E-O(300)로 각 구간의 네트워크 장비와 정보의 상태를 전달하고, E2E-O(300)에 의하여 네트워크 슬라이스 구성 시 element들이 통신하기 위한 네트워크를 설정하거나 네트워크 슬라이스 정책 중 네트워크 장비에 적용되어야 할 항목을 설정하도록 제어될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는, 종단 간의 서비스 구간을 제어하는 시스템에서 RAT 별 구성되는 네트워크 슬라이스의 구조를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는, 도 2 내지 도 3에서 상술한 종단 간의 서비스 구간을 제어하는 시스템에 적용되는 네트워크 슬라이스의 구조를 도시하고 있다. 본 발명에서는, RAT 별로 분리되어 운영될 수 있는 네트워크 슬라이스의 구조를 제안한다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에서 3개의 네트워크 슬라이스가 구성될 수 있다. 일 예로, 5G 통신에 따른 네트워크 슬라이스인 제1 슬라이스(41) 및 제2 슬라이스(42)와, LTE 통신에 따른 네트워크 슬라이스인 제3 슬라이스(43)가 구성될 수 있다. 여기에서 3개의 네트워크 슬라이스는, 도 2 및 도 3에서 상술한 E2E-O의 네트워크 슬라이스 매니저에 의하여, 구성될 수 있다.
단말은, 제1 내지 제3 슬라이스를 이용하여 인터넷(데이터 네트워크)과의 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 제1 슬라이스(41) 및 제2 슬라이스(42)에 포함된 5G 기지국(5GNB)과 무선통신을 수행하고, 이에 따른 패킷이 사용자 평면 기능 엔티티(User Plane Function, UPF)(40), 세션 관리 기능(Session Management Entity, SMF)(41b, 42b) 및 접속과 이동성 관리 기능 엔티티(Access and Mobility Management Entity, AMF)(41a, 42a)를 통하여 인터넷과의 통신을 수행할 수 있다.
기존에 특정 서비스별로 네트워크 슬라이스가 구분되었던 것과는 달리, 본 발명의 일 실시 예는, 라디오 주파수 대역별로 네트워크 슬라이스가 구분될 수 있다. 일 예로, 도 4a의 제1 슬라이스(41)는, 3.5GHz의 주파수 영역에 대한 통신을 위하여 설정된 네트워크 슬라이스이고, 제2 슬라이스(42)는, 28GHz의 주파수 영역에 대한 통신을 위하여 설정된 네트워크 슬라이스일 수 있다.
또한, 단말은, 제3 슬라이스(43)에 포함된 기지국과 무선 통신을 수행하고, 이에 따른 패킷은 Serving Gateway(S-GW)(43b)를 통해 인터넷으로 송수신된다. 도면에는 도시되지 않았으나, S-GW(43b)와 인터넷 사이에는 PDN(Packet Data Network) Gateway(P-GW)를 통하여 상하향 트래픽이 전달된다. MME(Mobility Management Entity)(43a)는 단말과 인터넷 사이의 경로인 GTP 터널(UE-eNB-SGW-PGW 구간에 생성되는 논리적인 터널)인 EPS 베어러의 생성, 변경 및 해제 등과 같은 관리를 수행하고, HSS(Home Subscriber Server)는 MME가 해당 단말에 대한 인증이나 접속 관리 등을 수행할 수 있도록 정보를 제공하는 등의 역할을 수행한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 LTE 통신에 대한 네트워크 슬라이스에 포함된 S-GW(43b)는, UPF(40)가 연결됨으로써 LTE 통신에 의한 패킷의 전달 경로가 형성되기 때문에, LTE 통신에 대한 네트워크 슬라이스 기능을 지원할 수 있다.
보다 명확한 이해를 위하여, 상술한 네트워크 슬라이스들의 연결 관계를 도시한 도 4b를 참조하면, 일 단말에 3개의 네트워크 슬라이스가 구성되고, 2개의 5G 네트워크 슬라이스와 1개의 LTE 네트워크 슬라이스가 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 5G 통신에 따라 형성된 2개의 네트워크 슬라이스는, SMF(41b)를 공통적으로 이용하고 있으나, SMF는 각 네트워크 슬라이스별로 구성될 수도 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 단말은 서로 다른 기지국을 통하여 통신하더라도 각 기지국을 통해 송수신되는 트래픽은, 하나의 UPF(40)를 통하여 인터넷으로 전달될 수 있다. 즉, LTE 통신에 대한 네트워크 슬라이스 및 5G 통신의 서로 다른 주파수 대역에 대한 네트워크 슬라이스들 모두가 공통의 UPF(40)를 통한 트래픽 전달 경로가 설정되기 때문에, 단말별, 네트워크 슬라이스별로 설정된 트래픽 경로에 대한 적절한 정책을 설정 및 적용할 수 있다.
도 4a 및 도 4b에서 설명한 네트워크 슬라이스는, RAT별, 주파수 대역별로 설정될 수 있으며, 일 단말에 대하여 복수의 네트워크 슬라이스가 설정된 경우, 상기 일 단말이 이용하는 특정 서비스를 상기 설정된 모든 네트워크 슬라이스가 지원하도록 운영될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 종단 간의 서비스 구간을 관리하는 E2E-O의 구성을 도시한 도면이고, 도 5b 및 도 5c는 도 5a에 따른 시스템에서 정책 및 슬라이스 관리를 위한 데이터의 일 예를 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 E2E-O에 의하여 SDN이 제어되는 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 E2E-O(500)는, 설정 관리부(501), 서비스 관리부(502), 네트워크 슬라이스 관리부(503), 자원 관리부(504) 및 정책 관리부(505)를 포함할 수 있다.
먼저, 설정 관리부(501)는, 각 element들(예를 들어, 기지국, VNF 등)에 설정을 적용하거나 적용된 설정을 획득하며, 서비스 관리부(502)는 네트워크 슬라이스에 적용되며 단말이 제공받을 서비스를 설정하거나 관리하는 기능을 수행한다. 네트워크 슬라이스 관리부(503)는, 기 설정된 규칙(예를 들어, 기 설정된 E2E-O의 운용 rule, 운용자의 요청 또는 입력에 따라)에 기반하여 네트워크 슬라이스를 생성하거나 구성(도 5a에서, ① 부분)하고, 이를 관리하거나 삭제하는 동작을 수행한다.
또한, 정책 관리부(505)는 네트워크 슬라이스 관리부(503)에 의하여 구성된 네트워크 슬라이스 또는 전체 망에 적용되어야 할 정책(policy)을 설정하고 관리(도 5a에서, ③ 부분)한다. 자원 관리부(504)는, 종단 간의 서비스 구간 내 모든 element의 자원(예를 들어, 서버 사용률, 네트워크 사용률 등)을 관리한다.
특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 E2E-O(500)는, RAT 별 네트워크 슬라이스의 구성 및 관리를 위하여 슬라이스 DB(database, 503a)를 포함할 수 있다. 슬라이스 DB(database, 503a)는, 일 예로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 설정된 네트워크 슬라이스의 식별 정보, 각 네트워크 슬라이스의 네트워크 타입(RAT 타입, 주파수 대역 정보 등), 각 네트워크 슬라이스에 포함된 기지국의 식별 정보(예를 들어, 기지국의 IP address 등), 각 네트워크 슬라이스에서 만족되어야 할 SLA 등의 정보를 포함할 수 있다. 네트워크 슬라이스 관리부(503)는, 슬라이스 DB(database, 503a)에 저장된 정보를 이용하여 네트워크 슬라이스를 구성 및 제어한다(도 5a에서, ② 부분).
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 E2E-O(500)는, 각 슬라이스 또는 단말별 정책을 설정하기 위하여 정책 DB(database, 505a)를 포함할 수 있다. 정책 DB(database, 505a) 는, 일 예로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 단말별, 네트워크 슬라이스별 베어러나 시그널링 IP와 관련된 정책 정보를 포함할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 단말별 또는 네트워크 슬라이스별 SLA에 대한 정책 정보를 더 포함할 수 있다. 정책 관리부(505)는 정책 DB(database, 505a)에 저장된 정보를 이용(도 5a에서, ④부분)하여 슬라이스 각각에 해당 정책을 설정 및 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스의 구성 및 운영은, 동일한 물리 자원 상에서 여러 개의 네트워크 슬라이스를 동시에 운영하는 것으로, 동일한 자원을 균등하게 분배하여 사용하는 것이 아니라, 운용자가 설정한 정책에 따라 네트워크 슬라이스별로 사용될 자원이 분배된다. 이와 같은 자원 분배를 위하여 네트워크 슬라이스별 적용되는 정책의 예는 하기와 같을 수 있다.
- SLA(Service Level Agreement) Policy: 네트워크 슬라이스에서 보장해주어야 하는 정책들. Policy에 설정된 값들이 만족하는지 지속적으로 관제하고 자원을 제어해야 한다.
ㆍBandwidth (이 네트워크 슬라이스가 사용할 수 있는 최대 트래픽 대역폭)
ㆍLatency (이 네트워크 슬라이스에서 보장해주어야 하는 단말과 서비스 사이의 지연 시간)
ㆍ네트워크 슬라이스에 접속 가능한 단말의 최대 수
ㆍ그 외 네트워크 슬라이스의 우선순위 등의 정보
ㆍ단말 Policy: 단말에 적용되는 정책들.
ㆍ단말이 사용할 IP address 등(Slice별로 사용할 Signaling IP와 Bearer IP 등)
ㆍ그 외
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 E2E-O에서 네트워크 슬라이스가 구성되고, 이에 대한 정책이 설정되면, E2E-O는 SDN을 통해 네트워크에 상기 설정을 적용하기 위한 제어를 수행(도 6의 ⑤ 부분)한다. 즉, E2E-O에서 구성된 네트워크 슬라이스와, 이에 설정되는 정책은 SDN을 통하여 실제 망에 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, E2E-O에서 설정된 네트워크 슬라이스의 구성도와 정책들 중 네트워크 설정에 필요한 정보는, SDN의 orchestrator(SDNO)로 전달된다. SDNO는 E2E-O에서 전달받은 정보에 기반하여 네트워크 슬라이스의 네트워크 구성용 정보를 생성한다. 여기에서, 네트워크 구성을 위해 필요한 정보는 예를 들어, 각 Slice에 할당된 기지국의 IP address, 단말과 서비스 사이의 트래픽이 지나다니기 위한 경로, Bandwidth와 같은 SLA Policy 등이 이에 해당할 수 있다. 보다 구체적인 예는, 도 7b를 통하여 후술하기로 한다.
SDNO는 생성된 네트워크 구성용 정보를 SDN 제어부(SDN controller, SDNC)로전달한다(도 6의 ⑥ 부분). SDN 제어부는, 전달된 네트워크 구성용 정보에 기반하여, 트래픽 경로 상의 모든 네트워크 장비에 해당 설정을 적용하는 동작을 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 제어부는, 내부의 Network Slicing Application에 의해 상기 설정을 적용하는 동작을 수행한다. 예를 들어, SDN 제어부의 Network Slicing Application은, Bandwidth 보장을 위한 rate limit이나 통신을 위한 flow rule을, 각 네트워크 슬라이스의 트래픽 경로와 관련된 구성들(virtual switch, spine switch, edge router 등)에 설정할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 네트워크 슬라이스의 트래픽 경로를 식별하는 도면이고, 도 7b는 도 7a에 따른 GTP packet에 적용되는 정책의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 RAT별로 복수의 네트워크 슬라이스가 구성된 경우, 각 네트워크 슬라이스별 GTP 패킷을 확인하여 SDN으로부터 설정된 정책에 따라 각 트래픽이 어느 네트워크 슬라이스에 해당하는지 식별할 수 있다. 여기에서, 각 네트워크 슬라이스별 트래픽의 흐름은, 네트워크 슬라이스별로 할당된 기지국의 IP address에 의하여 구분될 수 있다.
보다 구체적으로, 단말의 데이터 트래픽(bearer traffic)의 경우 기지국과 5G Core VNF 중 하나로 bearer traffic을 처리하는 UPF 또는 LTE의 bearer traffic 처리를 위한 S-GW 사이의 구간인 GTP Tunnel 구간을 통과할 수 있다. 즉, 단말의 데이터 트래픽은, 도 7a에서 도시된, S1-U/GTP, NG1-U/GTP 구간을 통하여 전달된다. 이때, 단말의 데이터 트래픽에 해당하는 GTP 패킷의 IP header에는, 기지국의 IP address가 포함된다. SDN은, 이 GTP 패킷의 IP header내 기지국의 IP address를 확인하여, 각 데이터 트래픽이 어떤 네트워크 슬라이스에 속한 트래픽인지 확인할 수 있다.
그리고, SDN은 각 데이터 트래픽에 대한 네트워크 슬라이스를 확인한 뒤, 기 설정된 정책에 따라 데이터 트래픽의 경로가 제어되도록 GTP 패킷을 확인하는 구성을 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 7a에 구성된 네트워크 슬라이스들에 적용되는 정책이 도 7b와 같은 경우, GTP 패킷 확인부(741)는, 일 예로 GTP 패킷이 3.5GHz의 주파수 대역에 대응되는 슬라이스라고 판단되면, 해당 슬라이스에 대한 데이터 경로를 확인(도 7b에 따르면, Edge router -> border leaf -> spine 1 -> leaf 2 -> virtual switch 1 -> UPF -> … -> internet)하고, 해당 경로로 GTP 패킷이 전달 및 처리되도록 제어할 수 있다.
한편, 도 7b의 예에서는, 기지국의 IP address가 source IP address로 설정되어 있음을 확인할 수 있다. 만약, 도 7b와 같이 정책 설정이 source IP address로 확인된 경우 해당 설정은 uplink 트래픽에 대하여 적용하고, 정책 설정이 destination IP address로 확인된 경우 해당 설정은 downlink 트래픽에 대하여 적용한다.
이하에서는, uplink 트래픽과 downlink 트래픽 각각에 대하여, 설정된 정책을 적용하여 트래픽의 경로를 확인 및 제어하는 SDN의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.
도 8은 단말의 데이터 트래픽이 처리되는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 virtual switch 내부에서 UPF VM으로 전달되는 uplink 패킷의 전달 경로를 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 UPF VM에서 virtual switch 내부를 통해 전달되는 downlink 패킷의 전달 경로를 도시한 도면이다. 도 11a, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 virtual switch 내부에서 패킷을 처리하는데 이용되는 flow table의 예를 도시한 도면이고, 도 11b는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 flow table이 적용되는 GTP 패킷의 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 SDN에 모든 설정이 완료된 이후, 종단 간의 서비스 구간 내에서 특정 네트워크 슬라이스에 대한 패킷이 전달될 수 있다. 먼저, 상향링크 패킷의 전달에 대하여 먼저 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 단말(81)로부터, 특정 네트워크 슬라이스에 포함된 기지국(82)을 통하여 패킷이 전달될 수 있다. 단말(81)과 기지국(82) 사이에서 전달되는 패킷은, 가장 간단한 형태로 단말의 IP address와 단말의 데이터를 포함한 패킷(①)일 수 있다. 이와 같은 패킷이 기지국(82)으로부터 GTP 터널 구간으로 전달되면서 GTP 패킷(②)의 형태로 데이터 센터 내에 존재하는 UPF(83)를 향해 전달되게 된다. 이때, GTP 패킷은, 복수의 스위치들 및 서버를 거쳐, 특정 네트워크 슬라이스에 설정된 정책에 따른 경로로 UPF(83)로 전달되게 된다.
보다 구체적으로, GTP 터널로 전달된 GTP 패킷은, Edge Router(841)를 거치게 되는데, 본 발명의 일 실시 예에 따른 Edge Router(841)는 SDN에 의하여 설정된 정책에 따라 GTP 패킷을 전달하기 위하여 GTP 패킷을 확인하고, GTP 패킷의 헤더에서 기지국의 IP address를 확인하여, 해당 패킷의 전달 경로 및 목적지 UPF를 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 Edge Router(841)는 GTP 패킷에 추가로 VXLAN 관련 header를 추가하여, UPF VM까지 Data Center 내 구간에서 패킷이 전달되도록 VXLAN 패킷의 형태(③)로 변경할 수 있다. 단, 여기에서, VXLAN 패킷의 형태로 변경되는 동작은, 운용자의 정책에 따라 Boarder Leaf Switch(842)에서 수행될 수도 있다.
이후, VXLAN 형태로 변경된 패킷은, 확인된 정책에 따른 경로에 기반하여, Boarder Leaf Switch(842), Spine Switch(843), Leaf Switch(844) 등을 거쳐 목적지 UPF VM이 존재하는 서버(850)의 virtual switch(851)에 도달한다.
virtual switch(851)에 도달한 패킷은, virtual switch 내부의 flow table을 거쳐 UPF VM으로 전달되게 된다. 이에 대한 설명은, 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, virtual switch(951)에 도달한 패킷은, 도 9에 도시된 바와 같은 UPF VM으로 전달되기 위하여, virtual switch(951) 내부에서 패킷 처리과정을 거치게 된다.
보다 구체적으로, virtual Switch(951)에 들어온 패킷(①)은 VXLAN header가 포함되어 있으며 이 header는 VTEP(Virtual Tunnel End Point)(951a)라는 virtual port를 거치면서 제거되어 GTP 패킷의 형태(②)로 변경되게 된다. 이후, GTP 패킷은, flow table 적용부(951b)에 입력되면서, flow table 적용부(951b)에 설정된 각 Flow table을 지나가며 table 각각에 대응되는 flow rule이 적용된다. 본 발명에서는 3개의 flow table을 이용하여 virtual switch(951) 내 트래픽을 처리하는 경우를 예시하였다.
일 예로, 첫 번째 flow table(table 0)(951-1)에서는 GTP 패킷의 기지국 IP address를 확인하여, 해당 패킷이 어떤 네트워크 슬라이스에 대한 것인지 구분한다. 또한, 두 번째 flow table(table 1)(951-2)에서는, GTP 패킷의 단말의 IP address를 확인하여, 해당 패킷이 어떤 단말의 트래픽인지를 구분한다. 본 발명에서는, 두 번째 flow table의 동작을 위해 virtual switch(951)에 특정 기능을 추가 하였는 바, 이후 도면 11 및 12와 함께 후술하기로 한다. 또한, 세 번째 flow table(table 2)(951-3)에서는 GTP 패킷의 MAC address를 확인하여, 해당 패킷이 어떤 UPF VM(93)으로 전달되어야 하는지를 결정한다.
이와 같이 각 flow table을 해당 패킷에 적용하여, 각 패킷이 어떤 네트워크 슬라이스에 대한 것이며, 어떤 단말로부터 어떤 UPF VM(93)으로 전달될 것인지 결정되면, 최종적으로 GTP 패킷(③)은 결정된 UPF VM(93)이 연결된 virtual port로 전송되게 된다. 이후, 해당 패킷은, UPF VM(93)에서 수신하게 된다.
상기 예에서는, 상향링크 패킷의 처리에 관하여 설명하였는 바, 도 10을 참조하여 하향링크 패킷에 대한 예를 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, UPF(103)에서는, 특정 네트워크 슬라이스를 통하여 특정 단말에게 전송할 패킷을 virtual switch(1051)로 입력하게 된다. UPF(103)에서, virtual switch(1051)로 입력되는 패킷은, GTP 패킷의 형태(①)를 가진다. 상기 GTP 패킷은 virtual switch(1051)의 flow table 적용부(1051b)로 입력되어, 설정된 각 flow table을 지나가며 table 각각에 대응되는 flow rule이 적용된다.
일 예로, 첫 번째 flow table(table 0)(1051-1)에서는 GTP 패킷(②)의 기지국 IP address를 확인하여, 해당 패킷이 어떤 네트워크 슬라이스에 대한 것인지 구분한다. 또한, 두 번째 flow table(table 1)(1051-2)에서는, GTP 패킷의 단말의 IP address를 확인하여, 해당 패킷이 어떤 단말에 대한 트래픽인지를 구분한다. 또한, 세 번째 flow table(table 2)(1051-3)에서는 GTP 패킷의 MAC address를 확인하여, 해당 패킷이 전달되기 위한 VXLAN header가 추가되도록, VTEP(Virtual Tunnel End Point)(1051a)로 전달한다.
이와 같이, VTEP(Virtual Tunnel End Point)(1051a)로 전달된 패킷은, VXLAN의 패킷 형태(③)로 변경되어, 기지국을 통해 단말로 전달되도록, leaf switch(1044)로 내보내진다. 이후, 도 8에 도시된 바와 같이, leaf switch, spine switch, edge router 등을 거쳐, 해당 패킷에 대한 특정 네트워크 슬라이스의 기지국을 통하여 단말로 전송되게 된다.
상술한 virtual switch 내의 flow table에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 11a, 도 12a 및 도 13에 따르면, 각 Flow table은 0번부터 여러 개로 구성되어 넘버링되며, 각 flow table에는 패킷을 처리하기 위한 flow rule들이 포함된다. 여기에서, flow rule은, virtual switch를 지나는 모든 패킷에 적용되도록 설정된다. Flow rule들은 상술한 도 6의 과정을 통하여 생성될 수 있다.
본 도면들에 따른 Flow rule은 크게 Match, Instruction, Counter로 구성되어 있다. 여기에서, Match는 Flow rule이 적용될 패킷의 형태를 나타내는 필드이고, Instruction는 Match된 패킷에 적용할 동작을 나타내는 필드이며, Counter는 Match된 패킷의 개수와 패킷의 크기를 누적 합산하여 저장한 뒤, 이후 취합하여 Passive Monitoring 과정에 활용하는데 이용되는 필드이다.
먼저 도 11a를 참조하면, 도 11a는, flow table 0번, 즉 패킷이 virtual switch로 들어왔을 때 처음으로 확인하는 table에 해당한다. Flow table 0은, 기지국의 IP address를 확인하고 어떤 네트워크 슬라이스의 트래픽인지를 식별하기 위하여 이용될 수 있다. 도 11a의 표는, flow table 0의 flow rule들 중 도 8의 traffic 처리를 위한 flow rule의 예를 도시하고 있다. 해당 flow rule에 match될 경우, 패킷은 instruction에 명시된 대로 처리되고, 해당 패킷은 flow table 1이 적용되도록 넘어간 뒤, 다시 flow rule 확인과정을 수행하게 된다.
도면 11a의 Instruction 중 OFPTA_INNER_IPLKUP의 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 11b에 도시된 GTP 패킷 내부의 IP header(10)에서 단말의 IP address를 확인하는 동작을 수행하기 위하여 virtual switch에 신규로 추가된 동작이다. 해당 동작이 수행되면, 이후 flow table의 match 과정에서 IP header가 사용될 때, 내부 IP header(단말의 IP address가 포함된 header, 10)를 확인하게 된다.
도면 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow table 1에 대한 도면으로, GTP packet 내부의 IP header에서(Inner IP header) 단말의 IP address를 확인하여 어떤 네트워크 슬라이스에서의 어떤 단말의 트래픽인지를 식별하기 위한 flow rule의 예를 도시한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라 flow table 0이 적용된 이후 넘어온 패킷은 OFPTA_INNER_IPLKUP 동작이 수행되었기 때문에, 도 12의 flow table 1에서 Match field의 IP header는 도 11b의 Inner header(10)를 참조하게 된다. 해당 flow rule에 match될 경우 패킷은 instruction에 명시된 대로 flow table 2로 넘어가 다시 flow rule 확인과정을 수행하게 된다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow table 2를 도시한 것으로, 최종적으로 패킷을 어떤 VM으로 보낼 것인지 또는 서버 외부로 보낼 것인지를 결정하기 위한 flow rule의 예를 도시하고 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라 도 11b에 도시된 패킷의 MAC address(11)를 확인한 뒤, flow table 2에 match되는 flow rule이 있을 경우, match되는 rule의 해당 instruction의 동작을 수행한다. 본 도면의 예에서는, 해당 instruction의 동작에 따라 UPF VM으로 패킷을 보내거나 서버 외부로 패킷을 보내게 된다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 이용하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스의 모니터링 동작을 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 모니터링 기법으로, active monitoring 및 passive monitoring에 대하여 설명하기로 한다.
active monitoring은 측정을 수행하는 장치에서 테스트 패킷(Test Packet)이라고 하는 특정 패킷을 생성하여 측정 대상으로 송신하고, 이에 대응하여 측정 대상이 되돌려 보낸 패킷을 수신하여, 송수신 장치 사이 구간의 네트워크 품질을 측정하는 방식이다. 이 방식의 예로는, Ping이나 TWAMP와 같은 Test Protocol이 있으며, 각 Test Protocol마다 테스트를 위한 패킷의 형태는 다르게 생성된다. active monitoring 방식으로 품질을 측정하기 위해서는, 먼저 Test Packet을 생성 및 송신하기 위한 장치가 필요하며, 송수신 장치에, 적용하고자 하는 방식의 Test Protocol이 동작할 수 있어야 한다.
passive monitoring은 상기 active monitoring에서의 Test Packet과 같은 특정 패킷의 추가 생성 및 송수신 과정 없이, 네트워크 경로상에 송수신되고 있는 패킷을 수집하여, 현재 네트워크의 상황을 확인하는 방법이다. passive monitoring의 경우, 테스트 패킷을 이용하지 않는다는 점에서 측정을 위한 추가적인 장치가 필요하지는 않으나, 기 송수신되고 있는 수집하기 위한 방법과 수집된 패킷으로부터 네트워크 상태 정보를 계산하기 위한 방법이 정의될 필요가 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 기법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 14를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 active monitoring 기법을 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템은, 네트워크 슬라이스 별로 테스트 패킷을 생성하고 이를 측정 대상 기기와 송수신하기 위한 VM(Virtual Machine)으로 vSA(144)를 포함할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, vSA(144)는, UPF(143)의 후단에 연결되어, Test Protocol을 이용하여 측정 대상 장치로 전송을 위한 테스트 패킷을 생성한다. 일 예로, 측정 대상 장치가 단말(141)인 경우, 단말(141)은 내부에 Test Protocol이 동작하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 active monitoring은 E2E-O(1400)에서 운용자에 의해 트리거되며, 운용자는 네트워크 슬라이스 별로 존재하는 vSA(virtualized Service Assurance)(144)(예를 들어, active monitoring 기법을 수행하기 위한 test protocol 등을 포함하는 virtual machine이 이에 해당할 수 있다)와 측정 대상인 단말(141)을 선택하여 측정 수행을 개시한다. 측정 개시 수행에 따른 요청 메시지가 E2E-O(1400)에서, SDN(도면 미도시)을 통하여, vSA(144)로 도달하면, 상기 E2E-O(1400)가 요청한 측정이 진행된다(ⓑ). 이 과정에서, 측정용 테스트 패킷이 전송되는 경로에서 적용될 flow rule의 설정 과정 등이 추가로 진행될 수 있다.
한편, 측정 개시 수행을 요청하는 메시지를 수신한 vSA(144)는 측정 대상인 단말(141)을 대상으로, 테스트 패킷 전송 및 이에 대응하여 측정 대상 단말(141)로부터 수신된 패킷에 의하여 네트워크 품질 측정을 수행하게 된다(ⓒ). 이와 같이 측정 결과가 수집되면, vSA(144)는 측정 결과를 SDN(도면 미도시)을 통하여 E2E-O(1400)로 전달할 수 있다(ⓓ).
측정 결과는, E2E-O(1400)의 네트워크 슬라이스 관리부(1403)에 의하여 획득되며, E2E-O(1400)에 포함된 다른 구성들(예를 들어, 3D Topology view, statistics view-2D, 3D, text, QoE Diagnosis Test condition view 및 QoE Diagnosis result view)을 통하여 Chart 등의 여러 가지 형태로 시각화됨으로써, 운용자가 확인할 수 있다.
이와 같은 모니터링 동작은, 네트워크 슬라이스 별로 수행될 수 있기 때문에, 네트워크 슬라이스 별로 네트워크의 품질 측정이 가능하며, 따라서, 네트워크 슬라이스 별로 SLA policy(예를 들어, Latency 등)가 보장되고 있는지를 관리 및 통제할 수 있다. 뿐만 아니라, 측정 대상이 단말이므로 단말과 기지국사이의 무선 구간이 포함된 네트워크 품질을 확인할 수 있게 된다. 이와 같이 수집된 결과는 추후 Closed Loop Control 용도로도 활용할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 passive monitoring 기법은, 본 발명의 일 실시 예에 따른UPF(143)를 통과하는 트래픽을 모니터링함으로써 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, UPF VM이 존재하는 virtual switch 내부에서는 단말이 사용하는 모든 트래픽을 확인할 수 있으며, flow table의 counter 필드의 값을 주기적으로 수집할 수 있다. 이와 같이 수집된 counter 필드 값에 기반하여 각 네트워크 슬라이스의 트래픽을 모니터링(ⓐ)할 수 있다.
active monitoring과 달리, passive monitoring 동작은 운용자의 별도의 요청이 없더라도 주기적으로 수행되며, 수집된 counter 필드의 값을 SDN에서 분석함으로써, 단말별 및 네트워크 슬라이스별 트래픽 사용량에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이와 같이 SDN에서 분석된 정보는, E2E-O(1400)로 전달될 수 있고, E2E-O(1400)에 포함된 여러 구성들을 통하여 Chart 등과 같이 시각화됨으로써, 운용자가 확인할 수 있다. 이와 같이 수집된 결과는 추후 Closed Loop Control 용도로 활용할 수 있다.
도 15 내지 도 17c는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템에서 도 14에서 상술한 모니터링의 흐름을 보다 한눈에 볼 수 있도록 도식화한 도면들이다. 이하에서는, 도 14에서 상술한 설명과 중복되는 내용에 대하여는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 15는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스별 패킷의 passive monitoring의 흐름을 도식화한 도면이다.
도 15를 참조하면, 도 14에서 상술한 바와 같이, 단말에서부터, 또는 단말로 송수신되는 모든 패킷의 경로 상에 위치하는 virtual switch에서, 모든 패킷에 적용되는 flow table의 counter 필드값을 통하여 각 패킷들에 관한 개수 및 크기 등의 누적 값을 수집할 수 있다. 예를 들어, virtual switch 1(1551a)에서는, LTE 통신을 위하여 설정된 네트워크 슬라이스에서 송수신된 패킷들에 관한 정보를 수집하고, virtual switch 2(1551b)에서는, 5G 통신의 일 주파수 대역에 대하여 설정된 네트워크 슬라이스에서 송수신된 패킷들에 관한 정보를 수집할 수 있다.
이와 같이 각 flow table의 counter 필드 값을 통하여 수집된 패킷들의 정보는, SDN controller(1532) 및 SDN orchestrator(1531)를 통하여 수집 및 분석된 뒤, 이에 대한 결과 정보가 E2E-O(1500)의 네트워크 슬라이스 관리부(1503)로 전달될 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, SDN controller(1532)에서는, 수집된 정보를 분석하여, 특정 통계 메시지 포맷을 형성한 뒤, SDN orchestrator(1531)를 통하여 E2E-O(1500)로 전달할 수 있고, 이와 같이 전달된 정보는, 네트워크 슬라이스 관리부(1503)를 통하여 통계 DB에 저장될 수 있다. 이후, E2E-O(1500)에 포함된 여러 구성들을 통하여 상기 정보가 시각화됨으로써, 운용자에게 제공될 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 네트워크 슬라이스별 패킷의 active monitoring의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 일 단말에 대하여 3개의 네트워크 슬라이스(161, 162, 163)가 설정되어 있고, 각 네트워크 슬라이스에서 active monitoring이 수행되고 있다. 각 네트워크 슬라이스에 포함된 vSA는 단말을 측정 대상으로 하여 테스트 패킷을 생성하고, 이를 단말로 전송한 이후, 단말로부터 수신되는 응답 과정을 모니터링하는 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 네트워크 슬라이스(161)의 vSA(161a)는 테스트 패킷을 생성하고, vSA(161a)를 source로, 단말을 destination으로 하는 전송 경로 상에서, 패킷의 송수신을 모니터링하여 네트워크의 품질을 측정할 수 있다. 마찬가지로, 제2 네트워크 슬라이스(162)의 vSA(161a)는 테스트 패킷을 생성하고, vSA(162a)를 source로, 단말을 destination으로 하는 전송 경로 상에서, 패킷의 송수신을 모니터링할 수 있으며, 제3 네트워크 슬라이스(163)의 vSA(163a)는 테스트 패킷을 생성하고, vSA(163a)를 source로, 단말을 destination으로 하는 전송 경로 상에서, 패킷의 송수신을 모니터링할 수 있다.
이와 같이, 각 네트워크 슬라이스 별 모니터링 결과에 기반하여, 각 네트워크 슬라이스가 SLA 조건을 만족하였는지 확인할 수 있다. 예를 들어, SLA 조건으로써, bandwidth(B), delay(D), latency(L) 및 MOS(Mean Opinion Score)이 설정된 경우, 각 네트워크 슬라이스 별 모니터링 결과를 이용하여, SLA의 조건을 만족하였는지 확인 가능하다.
도 17a, 도 17b 및 도 17c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 active monitoring의 전체 동작의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 17a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 운용자는 종단 간 네트워크의 관리 및 제어의 기능을 수행하는 E2E-O(1700)를 이용하여, active monitoring 동작을 트리거할 수 있다. 일 예로, 도 17a에 도시된 바와 같이, E2E-O(1700)는 운용자의 입력을 수신하고, 운영자에게 시각적인 정보를 제공하는 frontend(1710)와, 운용자의 입력을 전달하고 운용자에게 제공할 정보를 처리하는 backend(1720)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 운용자는, E2E-O(1700)의 3D topology view(1711)의 구성을 통해, 또는 QoE diagnosis test condition view(1712)를 통하여 active monitoring 동작의 트리거링 신호 발생을 위한 입력을 전달(①)할 수 있다. 상기 입력(①)은, backend(1720)의 네트워크 슬라이스 관리부(1723)로 전달(②)되고, 네트워크 슬라이스 관리부(1723)는 active monitoring 동작을 요청하는 신호를 SDN(1730)으로 전달(③)한다. 상기 요청 신호는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN(1730)에 포함된 SDN orchestrator(1731)를 통해 SND controller(1732)로 전달되고, SDN controller(1732)는, 상기 요청 신호가 서버로 전달되도록 복수의 스위치(1740)를 제어할 수 있다(④).
상기 SDN controller(1732)로부터 요청 신호를 수신한 서버(1750)의 가상 스위치(1751)는, active monitoring 동작을 위한 VM을 제어(⑤)할 수 있다. 예를 들어, active monitoring 동작을 위한 테스트 패킷을 생성 및 관리하는 테스트 관리부의 기능을 수행하는 service assurance VM이 이에 해당할 수 있다. 가상 스위치(1751)로부터 active monitoring 동작의 트리거 신호를 수신한 service assurance VM(1752)은, 테스트 프로토콜을 이용(⑥)하여 네트워크 품질 측정을 위한 테스트 패킷을 생성할 수 있다.
도 17b를 참조하면, 상기와 같이 테스트 프로토콜(1752b)에 의하여 생성된 테스트 패킷은, 가상 스위치(1751)를 통하여(①) 서버(1750) 외부로 전송될 수 있다. 서버(1750) 외부로 전송된 테스트 패킷은, 복수의 스위치(1740)에 의하여(②), 해당 네트워크 슬라이스의 네트워크 엔티티들을 거치도록 전송되며, 예를 들어, 테스트 패킷은 기지국(172)으로 전송되어(③) 해당 네트워크 슬라이스를 이용하는 단말(171)까지 전송(④)될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 단말(171)은, 상기 테스트 패킷을 수신 및 처리할 수 있도록 테스트 프로토콜을 포함할 수 있다. 단말(171)의 테스트 프로토콜에 의하여 처리된 상기 테스트 패킷은, 다시 기지국(172)으로 전송되고, 복수의 스위치(1740)를 통하여(⑤, ⑥) 가상 스위치(1751)를 통해 서버(1750)로 입력(⑦)된다. 이후 테스트 패킷은 service assurance VM(1752)의 테스트 프로토콜(1752a)에서 수신(⑧)되어 처리될 수 있다.
도 17c를 참조하면, 서버(1750)의 테스트 프로토콜(1752a)에서 상기 단말의 응답으로써 수신한 테스트 패킷에 대한 처리를 수행한 뒤, 이에 대한 정보를 가상 스위치(1751)로 전달하고, 가상 스위치(1751)에서 서버(1750) 외부에 있는 복수의 스위치(1740)를 통하여 SDN(1730)으로 상기 정보가 전달된다. 이와 같이, 테스트 패킷은, 단말과 기지국 사이의 무선 영역을 통하여 송수신되기 때문에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모니터링 동작은, 무선 영역에 대한 네트워크 품질까지 측정이 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN의 제어부(1732)에서는, 서버(1750)로부터 전달된 테스트 패킷에 의한 모니터링 결과 정보(예를 들어, 네트워크품질을 측정한 측정 정보)를 수집하고, 이를 분석한 결과 정보를 생성한다. 상기 결과 정보는 SDN의 orchestrator(1731)를 통하여 E2E-O(1700)의 네트워크 슬라이스 관리부(1723)로 전달된다.
네트워크 슬라이스 관리부(1723)는 SDN(1730)으로부터 수신한 결과 정보를 처리하여, 네트워크 슬라이스에 대한 품질 정보를 획득하고, 이를 DB(1724)에 저장할 수 있다. 상기 네트워크 슬라이스에 대한 품질 정보는 frontend(1710)로 전달된 뒤, 운용자에게 제공되기 위하여 시각화될 수 있다. 예를 들어, QoE diagnosis result view(1713)의 구성을 통하여, 네트워크 슬라이스에 대한 품질 정보는 SLA의 만족 여부를 비교할 수 있도록 시각화된 후 운용자에게 제공될 수 있다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명에서 제안하는 동작을 수행하는 전체 시스템의 블록도이다.
도 18a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 종단 간 네트워크를 운영하고 관리하는 관리 장치의 구성이 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치(180)는, E2E-O(1800) 및 SDN 장치(1830)를 포함할 수 있다.
E2E-O(1800)는 본 발명의 일 실시 예에 따라, RAT(Radio Access Technology, 예를 들어 LTE 통신이나 5G 통신을 위한 주파수 대역)별로 구분되는 네트워크 슬라이스를 구성하는 네트워크 슬라이스 관리부(1823), 구성된 네트워크 슬라이스 각각이 만족하여야 할 SLA 정보 등을 포함하는 정책을 설정하는 정책 관리부(1825) 및 네트워크 슬라이스 관리부(1823)와 정책 관리부(1825)의 동작을 위한 정보를 저장하는 데이터 베이스를 포함하는 backend(1820)와, 운용자로부터 네트워크 제어를 위한 입력을 수신하고, 운용자에게 네트워크의 상태에 대한 정보를 제공하는 구성들을 포함하는 frontend(1810)로 구성될 수 있다.
SDN 장치(1830)는, E2E-O(1800)의 제어에 의하여, E2E-O(1800)에 의하여 설정된 정책에 따라 특정네트워크 슬라이스에 대한 단말과 UPF 사이 트래픽의 경로를 제어하고, 네트워크 품질 측정을 위한 명령을 E2E-O(1800)로부터 서버(1850, 도 18b에 도시)로 전달하며, 네트워크 품질 측정 결과에 대한 정보를 분석 및 처리하는 동작을 수행한다. 또한, SDN 장치(1830)는 이와 같은 동작을 위하여 SDN orchestrator(1831), SDN controller(1832)를 포함하며, SDN controller(1832)는 상기 동작(예를 들어, 모니터링 결과를 수집 및 분석하는 동작)을 위한 여러 애플리케이션들(1832a)을 포함할 수 있다.
도 18b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템은, 단말(181)에 대하여 설정된 네트워크 슬라이스의 트래픽을 전송하는 복수의 스위치(1840) 및 서버(1850)를 더 포함할 수 있다. 복수의 스위치(1840)는, 예를 들어, SDN 장치(1830, 도 18a에 도시)의 제어에 의하여 단말(181)과 UPF 사이 송수신되는 트래픽의 경로를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버(1850)의 가상 스위치(1851)는 복수의 스위치(1840)로부터 전달되는 트래픽을 수신하고, flow table을 적용하여 각 트래픽에 대한 단말, 네트워크 슬라이스 및 UPF를 식별할 수 있다. 또한, SDN 장치(1830)로부터 수신되는 모니터링 요청 신호를 service assurance VM(1852)에 포함된 테스트 프로토콜로 전달하고, active monitoring 동작에 의한 측정 정보를 SDN 장치(1830, 도 18a에 도시)로 전달할 수 있다. 또한, 가상 스위치(1851)는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 flow table에서 트래픽의 송수신에 따라 누적되는 counter 값에 따른 passive monitoring의 측정 정보를 SDN 장치(1830, 도 18a에 도시)로 전달할 수 있다.
도 19a, 도 19b 및 도 19c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 슬라이스에서의 트래픽 전송 경로를 제어하는 동작을 설명하기 위한 순서도이고, 도 20a 및 도 20b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 품질 측정을 위한 모니터링 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 도 19a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치가 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽을 제어하는 과정에 대한 것이다. 도 19a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는 단말에 대하여 RAT별, 주파수 대역별로 적어도 하나의 네트워크 슬라이스를 구성할 수 있다(S1901).
그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는 구성된 적어도 하나의 네트워크 슬라이스 각각에 대하여 적용될 정책을 설정할 수 있다(S1902). 여기에서, 정책이란, 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽의 전송 경로에 대한 정보, 네트워크 슬라이스가 만족해야 할 서비스 레벨 협약(SLA)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기와 같이 정책이 설정되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, SDN 장치를 이용하여, 각 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽의 전송 경로를 제어할 수 있다(S1903).
각 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽은, 업링크(uplink) 트래픽과, 다운링크(downlink) 트래픽을 포함할 수 있다.
도 19b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버가 업링크 트래픽을 UPF로 전송하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 19b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 예를 들어, SDN 장치의 제어를 받는 복수의 스위치로부터, 단말이 전송한 업링크 트래픽을 수신할 수 있다(S1911). 그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 가상 스위치에 포함된 flow table 적용부를 이용하여, 업링크 트래픽에 순차적으로 flow table을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 업링크 트래픽에 대하여 flow table 0을 적용하여, 수신된 업링크 트래픽에 대한 네트워크 슬라이스를 식별할 수 있다(S1912). 이후, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, flow table 0이 적용된 업링크 트래픽에 flow table 1을 적용하여 상기 업링크 트래픽을 전송한 단말을 식별할 수 있다(S1913). 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, flow table 1이 적용된 업링크 트래픽에 flow table 2를 적용하여, 상기 업링크 트래픽이 전송될 destination UPF를 결정할 수 있다(S1914).
이와 같이, destination UPF가 결정되면, 본 발명의 일 실시 예예 따른 서버는, 상기 업링크 트래픽이, 상기 서버에 포함된 destination UPF로 전송되도록 제어할 수 있다.
도 19c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버의 가상 스위치는, 상기 서버에 포함된 UPF로부터, 단말로 전송할 다운링크 트래픽을 수신할 수 있다(S1921). 그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버의 가상 스위치는, flow table 적용부를 이용하여, 다운링크 트래픽에 순차적으로 flow table을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 다운링크 트래픽에 대하여 flow table 0을 적용하여, 전송할 다운링크 트래픽에 대한 네트워크 슬라이스를 식별할 수 있다(S1922). 이후, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, flow table 0이 적용된 다운링크 트래픽에 flow table 1을 적용하여 상기 다운링크 트래픽이 전송될 단말을 식별할 수 있다(S1923). 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, flow table 1이 적용된 다운링크 트래픽에 flow table 2를 적용하여, 상기 다운링크 트래픽을 전송할 서버의 외부 엔티티를 결정할 수 있다(S1924).
이와 같이, 서버의 외부 엔티티가 결정되면, 본 발명의 일 실시 예예 따른 서버는, 상기 다운링크 트래픽이, 상기 가상 스위치에서 상기 다운링크 트래픽을 상기 서버의 외부 엔티티로 전달할 수 있다(S1925).
도 20a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치가 네트워크 품질에 대한 모니터링 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 20a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 네트워크 슬라이스의 네트워크 품질 모니터링을 요청하는 신호를 서버를 향하여 전송할 수 있다(S2001).
상기 신호에 대응하여, 서버로부터, active monitoring에 따른 테스트 패킷에 기반한 네트워크 품질의 제1 측정 정보 및 네트워크 슬라이스에서 송수신되는 트래픽에 기반한 제2 측정 정보를 획득할 수 있다(S2002).
본 실시예에서는, 제1 측정 정보와 제2 측정 정보가 함께 획득되는 것으로 기재하였으나, 상기 제1 측정 정보와 제2 측정 정보는 별도로 관리 장치에서 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 측정 정보는, 상기 관리 장치가 active monitoring을 요청하는 신호에 대응하여 서버에서 관리 장치로 전달되나, 제2 측정 정보는 기 설정된 주기에 따라 별도의 요청 없이도 서버에서 관리 장치로 전달될 수 있다.
이와 같이, 제1 측정 정보 및 제2 측정 정보를 획득한 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 제1 측정 정보 및 제2 측정 정보에 기반하여, 네트워크 슬라이스가 설정된 정책에 따른 SLA를 만족하는지를 판단할 수 있다(S2003).
상기 판단 결과에 따라, 상술한 바와 같이, Closed Loop Control 동작이 수행될 수 있다.
도 20b는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버에서 네트워크 품질에 대한 측정 정보를 관리 장치로 전송하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 20b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 관리 장치로부터, 네트워크 슬라이스의 네트워크 품질의 모니터링을 요청하는 신호를 수신할 수 있다(S2011). 여기에서, 모니터링 요청 신호는, active monitoring을 요청하는 신호에 해당한다.
상기 신호를 수신한 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 상기 신호에 기반하여 테스트 패킷을 생성하고, 단말과 UPF 사이의 구간에서 테스트 패킷의 송수신에 따른 결과를 모니터링할 수 있다(S2012). 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 모니터링 결과를 이용하여 네트워크 품질에 대한 제1 측정 정보를 결정할 수 있다(S2013).
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 기 설정된 주기에 따라 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽의 정보를 누적하여, passive monitoring 동작을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버의 flow table 적용부는, 네트워크 슬라이스에 대한 트래픽에 기반하여 네트워크 품질을 측정할 수 있다(S2014). 또한, 상기 트래픽의 측정에 기반하여, 네트워크 품질에 대한 제2 측정 정보를 결정할 수 있다(S2015).
이후, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 이와 같이 결정된 제1 측정 정보 및 제2 측정 정보 중 적어도 하나를 관리 장치의 SDN으로 전송할 수 있다(S2016).
도 21 내지 도 36은 본 발명의 일 실시 예에 따른 종단 간 네트워크를 관리하는 장치에서, 운용자로부터 네트워크 관리를 위한 입력을 수신하고, 네트워크 관련 정보를 제공하기 위한 User Interface를 도시한 도면이다.
도 21에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 해당 관리 장치를 이용할 수 있는 운용자의 정보를 입력하는 user interface를 제공할 수 있다.
도 22에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 일 단말에 대하여 RAT별로 구성된 네트워크 슬라이스들에 대한 정보를 제공할 수 있다. 운용자는, 도 22에 따른 user inteface를 통하여 네트워크 슬라이스의 타입 및 대응되는 기지국의 IP address를 확인할 수 있다.
도 23에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 운용자가 일 단말에 대하여 설정된 네트워크 슬라이스들의 정보와 해당 단말에 대한 정책을 설정할 수 있도록 도시된 도면에 따른 user interface를 제공할 수 있다.
도 24 내지 도 27에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 단말에 대하여 구성된 네트워크 슬라이스들을 지역별로, RAT 별로 표시하여 운용자에게 제공할 수 있다.
도 28 내지 도 30에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 날짜별, 시간별로 각 네트워크 슬라이스에서 송수신된 트래픽에 대한 모니터링 결과를 표시하여 운용자에게 제공할 수 있다.
도 31에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 특정 네트워크 슬라이스에 대한 업링크 트래픽 및 다운링크 트래픽의 모니터링 결과를 표시하여 운용자에게 제공할 수 있다.
도 32 내지 도 34에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 도 32와 같이 운용자에게 특정 네트워크 슬라이스에 대한 active monitoring 동작과 관련된 설정을 입력할 수 있는 user interface를 제공할 수 있고, 도 33 및 도 34와 같이, 운용자의 요청에 따른 active monitoring 동작 결과를, 각 SLA 조건별로(예를 들어, delay, jitter) 도시하여 제공할 수 있다.
도 35 및 도 36에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리 장치는, 모니터링 결과에 따른 네트워크 품질 정보를 차트로 시각화하여 제공할 수 있으며, 복수의 SLA 조건과 관련된 측정 결과를 네트워크 슬라이스의 구성과 함께 도시하여 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (24)

  1. 무선 통신 시스템에서 종단 간(End-to-End) 네트워크를 제어하는 관리 장치에 있어서,
    단말에 대하여 복수의 네트워크 슬라이스를 구성하고, 상기 복수의 네트워크 슬라이스에 적용되는 정책을 설정하는 적어도 하나의 프로세서, 상기 복수의 네트워크 슬라이스 각각은 서로 다른 주파수 밴드에 대하여 설정되고, 복수의 기지국 각각은 상기 복수의 네트워크 슬라이스 중 하나의 슬라이스에 대하여 할당되며, 상기 정책은 상기 복수의 네트워크 슬라이스 각각에 대한 트래픽의 전송 경로 정보 및 상기 복수의 네트워크 슬라이스 각각에 적용되는 서비스 레벨 협약(SLA: service Level Agreement)에 대한 정보를 포함함; 및
    상기 복수의 기지국 중에서 상기 트래픽에 포함된 IP(internet protocol) 주소에 대응되는 기지국을 식별하고, 상기 식별된 기지국이 할당된 네트워크 슬라이스를 상기 복수의 네트워크 슬라이스로부터 선택하며, 및 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대응되는 상기 전송 경로 정보에 기반하여 상기 트래픽을 전송 경로를 통해 전송하기 위한 하나 이상의 네트워크 엔티티들을 제어하는 SDN(Software Defined Network) 장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 네트워크 품질의 모니터링을 요청하는 신호를, 상기 SDN 장치를 이용하여, UPF(User Plane Function) 엔티티를 포함하는 서버로 전송하고,
    상기 신호에 기반하여 생성된, 상기 모니터링 동작을 수행하기 위한 테스트 패킷은, 상기 단말과 상기 UPF 엔티티 사이에서 송수신되며,
    상기 신호에 대한 응답으로 상기 서버에서 상기 SDN 장치를 통하여 상기 적어도 하나의 프로세서로 전송되는 측정 정보는, 상기 트래픽에 기반한 네트워크 품질에 대한 제1 측정 정보 및 상기 테스트 패킷에 기반한 네트워크 품질에 대한 제2 측정 정보를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 측정 정보 및 상기 제2 측정 정보에 기반하여 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 품질 정보가 상기 SLA에 대한 정보를 만족하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 네트워크 엔티티들은, 상기 단말과 상기 UPF 엔티티 사이의 전송 경로에 포함된 edge router, 적어도 하나의 스위치 및 상기 서버에 포함된 가상 스위치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 SDN 장치는, 상기 트래픽의 상기 전송 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 관리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 트래픽이 상기 가상 스위치로 전달되면, 상기 트래픽은 상기 가상 스위치에 포함된 프로세서에 의하여 처리되고, 상기 가상 스위치에 포함된 상기 프로세서에 의하여 결정된 상기 UPF 엔티티 또는 상기 서버의 외부 엔티티로 전달되는 것을 특징으로 하는 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가상 스위치에 포함된 상기 프로세서에 의하여 적용되는 복수의 플로우 테이블(flow table)은,
    상기 트래픽이 송수신되는 상기 단말을 식별하는데 적용되는 제1 flow table,
    상기 트래픽에 대한 상기 네트워크 슬라이스를 식별하는데 적용되는 제2 flow table; 및
    상기 트래픽이 전달될 상기 UPF 엔티티 또는 상기 서버의 외부 엔티티를 결정하는데 적용되는 제3 flow table을 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 SLA에 대한 정보는, 적어도 하나의 네트워크 슬라이스에 의하여 사용되는 최대 대역폭 정보, 상기 적어도 하나의 네트워크 슬라이스에 의하여 보장되는 latency 정보, 상기 적어도 하나의 네트워크 슬라이스에 접속 가능한 단말들의 최대 수에 대한 정보 또는 상기 적어도 하나의 네트워크 슬라이스의 우선순위 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치.
  7. 무선 통신 시스템에서, 종단 간(End-to-End) 네트워크 제어를 위한 서버에 있어서,
    단말에 대한 트래픽을 처리하도록 설정된 프로세서를 포함하는 가상 스위치; 및
    상기 단말로부터 상기 트래픽을 수신하거나 상기 단말로 상기 트래픽을 전송하는 UPF(User Plane Function) 엔티티를 포함하고,
    상기 프로세서는, 복수의 플로우 테이블(flow table)을 이용하여 복수의 네트워크 슬라이스 중에서 상기 단말에 대하여 구성된 네트워크 슬라이스를 선택하고 - 상기 복수의 flow table은 복수의 기지국 중 상기 트래픽에 포함된 IP(internet protocol) 주소에 대응되는 기지국을 식별하고, 상기 식별된 기지국이 할당된 상기 네트워크 슬라이스를 선택하는데 이용되며-, 및 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대응되는 flow rule에 따라 상기 트래픽을 처리하며,
    상기 복수의 네트워크 슬라이스 중 각 네트워크 슬라이스는, 서로 다른 주파수 밴드에 대하여 구성되고, 상기 복수의 기지국 각각은 상기 복수의 네트워크 슬라이스 중 하나의 슬라이스에 대하여 할당되며,
    상기 프로세서는, 상기 트래픽의 전송 경로를 제어하는 관리 장치로부터 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 네트워크 품질의 모니터링을 요청하는 신호를 수신하고, 상기 선택된 네트워크 슬라이스의 네트워크 품질을 측정하기 위한 테스트 패킷을 생성하며, 상기 트래픽에 기반한 네트워크 품질에 대한 제1 측정 정보 및 상기 테스트 패킷에 기반한 네트워크 품질에 대한 제2 측정 정보를 결정하고, 및 상기 제1 측정 정보와 상기 제2 측정 정보를 포함하는 측정 정보를 상기 관리 장치로 전송하며,
    상기 테스트 패킷은 상기 단말과 상기 UPF 엔티티 사이에서 송수신되고,
    상기 제1 측정 정보와 상기 제2 측정 정보는 상기 관리 장치에 의하여 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 품질 정보가 상기 네트워크 슬라이스에 대한 서비스 레벨 협약(SLA: service Level Agreement)에 대한 정보를 만족하는지 여부를 판단하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 서버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 flow table은,
    상기 트래픽이 송수신되는 상기 단말을 식별하는데 적용되는 제1 flow table;
    상기 트래픽에 대한 상기 네트워크 슬라이스를 식별하는데 적용되는 제2 flow table; 및
    상기 트래픽이 전달될 상기 UPF 엔티티 또는 상기 서버의 외부 엔티티를 결정하는데 적용되는 제3 flow table을 포함하는 것을 특징으로 서버.
  9. 무선 통신 시스템에서 종단 간(End-to-End) 네트워크를 제어하는 관리 장치의 방법에 있어서,
    단말에 대하여 복수의 네트워크 슬라이스를 구성하는 단계;
    상기 복수의 네트워크 슬라이스에 적용되는 정책을 설정하는 단계, 상기 복수의 네트워크 슬라이스 각각은 서로 다른 주파수 밴드에 대하여 설정되고, 복수의 기지국 각각은 상기 복수의 네트워크 슬라이스 중 하나의 슬라이스에 대하여 할당되며, 상기 정책은 상기 복수의 네트워크 슬라이스 각각에 대한 트래픽의 전송 경로 정보 및 상기 복수의 네트워크 슬라이스 각각에 적용되는 서비스 레벨 협약(SLA: service Level Agreement)에 대한 정보를 포함함;
    상기 복수의 기지국 중에서 상기 트래픽에 포함된 IP(internet protocol) 주소에 대응되는 기지국을 식별하는 단계;
    상기 식별된 기지국이 할당된 네트워크 슬라이스를 상기 복수의 네트워크 슬라이스로부터 선택하는 단계;
    상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대응되는 상기 전송 경로 정보에 기반하여 상기 트래픽을 전송 경로를 통해 전송하기 위한 하나 이상의 네트워크 엔티티들을 제어하는 단계;
    상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 네트워크 품질의 모니터링을 요청하는 신호를, UPF(User Plane Function) 엔티티를 포함하는 서버로 전송하는 단계;
    상기 서버로부터, 상기 신호에 대한 응답으로 측정 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 측정 정보에 기반하여 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 품질 정보가 상기 SLA에 대한 정보를 만족하는지를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 신호에 기반하여 생성된, 상기 모니터링 동작을 수행하기 위한 테스트 패킷은, 상기 단말과 상기 UPF 엔티티 사이에서 송수신되고,
    상기 측정 정보는, 상기 트래픽에 기반한 네트워크 품질에 대한 제1 측정 정보 및 상기 테스트 패킷에 기반한 네트워크 품질에 대한 제2 측정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치의 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 네트워크 엔티티들은, 상기 단말과 상기 UPF 엔티티 사이의 전송 경로에 포함된 edge router, 적어도 하나의 스위치 및 상기 서버에 포함된 가상 스위치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치의 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 트래픽의 상기 전송 경로를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치의 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 트래픽이 상기 가상 스위치로 전달되면, 상기 트래픽은 상기 가상 스위치에 포함된 프로세서에 의하여 처리되고, 상기 가상 스위치에 포함된 상기 프로세서에 의하여 결정된 상기 UPF 엔티티 또는 상기 서버의 외부 엔티티로 전달되는 것을 특징으로 하는 관리 장치의 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가상 스위치에 포함된 상기 프로세서에 의하여 적용되는 복수의 플로우 테이블(flow table)은,
    상기 트래픽이 송수신되는 상기 단말을 식별하는데 적용되는 제1 flow table,
    상기 트래픽에 대한 상기 네트워크 슬라이스를 식별하는데 적용되는 제2 flow table; 및
    상기 트래픽이 전달될 상기 UPF 엔티티 또는 상기 서버의 외부 엔티티를 결정하는데 적용되는 제3 flow table을 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치의 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 SLA에 대한 정보는, 적어도 하나의 네트워크 슬라이스에 의하여 사용되는 최대 대역폭 정보, 상기 적어도 하나의 네트워크 슬라이스에 의하여 보장되는 latency 정보, 상기 적어도 하나의 네트워크 슬라이스에 접속 가능한 단말들의 최대 수에 대한 정보 또는 상기 적어도 하나의 네트워크 슬라이스의 우선순위 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치의 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서, 종단 간(End-to-End) 네트워크 제어를 위한 서버의 방법에 있어서,
    단말에 대한 트래픽을 처리하기 위한 복수의 플로우 테이블(flow table)을 이용하여 복수의 기지국 중 상기 트래픽에 포함된 IP(internet protocol) 주소에 대응되는 기지국을 식별하는 단계;
    복수의 네트워크 슬라이스 중에서 상기 식별된 기지국이 할당된 상기 단말에 대한 네트워크 슬라이스를 선택하는 단계;
    상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대응되는 flow rule에 따라 상기 트래픽을 처리하는 단계;
    상기 처리된 트래픽을, 상기 서버 내부의 UPF(User Plane Function) 엔티티 또는 상기 서버 외부의 엔티티로 전달하는 단계;
    상기 트래픽의 전송 경로를 제어하는 관리 장치로부터 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 네트워크 품질의 모니터링을 요청하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 선택된 네트워크 슬라이스의 네트워크 품질을 측정하기 위한 테스트 패킷을 생성하는 단계;
    상기 트래픽에 기반한 네트워크 품질에 대한 제1 측정 정보 및 상기 테스트 패킷에 기반한 네트워크 품질에 대한 제2 측정 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 측정 정보와 상기 제2 측정 정보를 포함하는 측정 정보를 상기 관리 장치로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 네트워크 슬라이스 중 각 네트워크 슬라이스는, 서로 다른 주파수 밴드에 대하여 구성되고, 상기 복수의 기지국 각각은 상기 복수의 네트워크 슬라이스 중 하나의 슬라이스에 대하여 할당되며,
    상기 테스트 패킷은 상기 단말과 상기 UPF 엔티티 사이에서 송수신되고,
    상기 제1 측정 정보와 상기 제2 측정 정보는 상기 관리 장치에 의하여 상기 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 품질 정보가 상기 네트워크 슬라이스에 대한 서비스 레벨 협약(SLA: service Level Agreement)에 대한 정보를 만족하는지 여부를 판단하는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 서버의 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 flow table은,
    상기 트래픽이 송수신되는 상기 단말을 식별하는데 적용되는 제1 flow table;
    상기 트래픽에 대한 상기 네트워크 슬라이스를 식별하는데 적용되는 제2 flow table; 및
    상기 트래픽이 전달될 상기 UPF 엔티티 또는 상기 서버의 외부 엔티티를 결정하는데 적용되는 제3 flow table을 포함하는 것을 특징으로 서버의 방법.
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