KR20140059494A - 액세스 노드에 의한 애플리케이션 호스팅 방법 및 장치 - Google Patents

액세스 노드에 의한 애플리케이션 호스팅 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

액세스 노드에 의한 애플리케이션 호스팅 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 방법은, 이동 단말의 사용자 애플리케이션으로부터 서비스 요청을 위한 요청 패킷을 수신하는 과정과, 상기 요청 패킷의 목적지가 액세스 노드에 구비된 애플리케이션에 대응하는 경우, 상기 요청 패킷을 상기 액세스 노드의 상기 애플리케이션으로 전달하는 과정과, 상기 애플리케이션에 의해 상기 이동 단말의 사용자 애플리케이션에게 서비스를 제공하는 과정과, 상기 요청 패킷의 목적지에 대응되는 애플리케이션이 상기 액세스 노드에 존재하지 않는 경우, 상기 요청 패킷을 인터넷 상의 대응되는 퍼블릭 애플리케이션으로 전달하는 과정을 포함한다.

Description

액세스 노드에 의한 애플리케이션 호스팅 방법 및 장치{METHOD FOR APPLICATION HOSTING BY ACCESS NODE AND APPRATUS THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히, 무선 통신 시스템의 액세스 노드에서 애플리케이션 서비스를 호스팅하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
스마트폰이나 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대 가능한 컴퓨팅 기기의 급격한 사용 증가로 인해 다양한 인터넷 애플리케이션 서비스가 셀룰러 이동통신 네트워크를 통해 제공되고 있다. 셀룰러 이동통신 시스템에서 이동 단말과의 무선 접속을 담당하는 통상의 액세스 노드는 단말의 인터넷 서비스 요청이 수신될 시 상기 인터넷 서비스 요청을 인터넷의 애플리케이션 서버(Application Server: AS)로 전달하며, 애플리케이션 서버로부터의 응답을 단말로 전달하는, 단순한 비트-파이프(bit-pipe)의 역할 만을 수행하도록 구성되어 있다.
이상과 같은 기존의 플랫폼은 다양한 애플리케이션 호스팅이 어렵고, 애플리케이션들에 대한 차별화 및 상이한 레벨의 서비스품질(Quality of Service: QoS)의 제공이 어렵다는 문제점을 가지고 있었다. 또한 기술 변화에 대응하는 새로운 부가 서비스를 추가하는 것이 용이하지 않으며, 액세스 네트워크의 자원을 여러 가지 애플리케이션 서비스를 제공하는데 활용하는 것이 용이하지 않았다.
본 발명은 셀룰러 이동통신 네트워크에서 액세스 노드에 의한 애플리케이션들의 호스팅 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 액세스 노드에 의해 다양한 애플리케이션들을 호스팅하고 액세스 네트워크의 정보를 활용할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 사용자의 서비스 요청을 필요에 따라 기지국 애플리케이션으로 필터링하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 액세스 네트워크와 기지국 애플리케이션과의 연동을 통해 기지국이 직접 단말에게 인터넷 서비스를 제공할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법은; 액세스 노드에 의한 애플리케이션 호스팅 방법에 있어서, 이동 단말의 사용자 애플리케이션으로부터 서비스 요청을 위한 요청 패킷을 수신하는 과정과, 상기 요청 패킷의 목적지가 액세스 노드에 구비된 애플리케이션에 대응하는 경우, 상기 요청 패킷을 상기 액세스 노드의 상기 애플리케이션으로 전달하는 과정과, 상기 애플리케이션에 의해 상기 이동 단말의 사용자 애플리케이션에게 서비스를 제공하는 과정과, 상기 요청 패킷의 목적지에 대응되는 애플리케이션이 상기 액세스 노드에 존재하지 않는 경우, 상기 요청 패킷을 인터넷 상의 대응되는 퍼블릭 애플리케이션으로 전달하는 과정을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는, 애플리케이션 호스팅을 제공하는 액세스 노드 장치에 있어서, 이동 단말의 사용자 애플리케이션으로부터 서비스 요청을 위한 요청 패킷이 수신되면 상기 요청 패킷의 목적지를 확인하고, 상기 요청 패킷의 목적지가 액세스 노드에 구비된 애플리케이션에 대응하는 경우 상기 요청 패킷을 상기 액세스 노드의 상기 애플리케이션으로 전달하고, 상기 요청 패킷의 목적지에 대응되는 애플리케이션이 상기 액세스 노드에 존재하지 않는 경우, 상기 요청 패킷을 인터넷 상의 대응되는 퍼블릭 애플리케이션으로 전달하는 전달부와, 상기 애플리케이션에 의해 상기 이동 단말의 사용자 애플리케이션에게 서비스를 제공하는 애플리케이션 실행부를 포함한다.
도 1은 액세스 네트워크를 통해 인터넷 서비스를 제공하는 시스템 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 시스템을 포함하는 시스템 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 노드의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 에지 앱 또는 퍼블릭 앱으로부터 서비스를 받는 시나리오에 대한 메시지 흐름도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 액세스 네트워크 정보를 수신하는 시나리오에 대한 메시지 흐름도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 및 전달 유닛의 상세 구성을 도시한 것이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 시나리오들에 따른 동작을 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 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.
이동국(Mobile Station: MS), 사용자기기(User Equipment: UE), 스마트폰, 혹은 통신 모듈이 장착된 태블릿 컴퓨터와 같은 이동 단말(Mobile Device)은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE (Long-Term Evolution)와 같은 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크(Access Network)를 통해 인터넷에 접속 가능하도록 구성된다.
도 1은 액세스 네트워크를 통해 인터넷 서비스를 제공하는 시스템 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 이동 단말(100)은 셀룰러 무선 통신이 가능한 통신 모듈을 구비하며, 인터넷(120)과 같은 퍼블릭 네트워크 상의 애플리케이션 서버(Application Server: AS)(124)에서 실행되는 애플리케이션(122)과의 접속을 필요로 하는 하나 혹은 그 이상의 애플리케이션(102)을 구비한다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 이동 단말에서 실행되는 애플리케이션(102)은 "사용자 앱(User Application)"이라 칭하고, 인터넷(120)에서 실행되는 애플리케이션(122)(혹은 애플리케이션 서버)을 "퍼블릭 앱(Public Application)"이라 칭한다.
이동 단말(100)은 사업자 네트워크(110)를 통해 인터넷(120)에 접속하는데, 사업자 네트워크(110)는 액세스 네트워크(AN)(112)와 코어 네트워크(Core Network: CN)(118)를 포함하며, 액세스 네트워크(AN)(112)는 이동 단말(100)의 네트워크 액세스 포인트를 제공하는 기지국(Base Station: BS)이나 노드비(Node B) 또는 eNB(Evolved Node B)와 같은 액세스 노드(114)를 포함하고, 코어 네트워크(118)는 인터넷(120)과 같은 외부 네트워크와의 접속을 제공하는 적어도 하나의 데이터 서비스 노드를 포함하여 구성된다.
액세스 노드(114)는 이동 통신 네트워크의 데이터 및 시그널링(signaling) 신호 처리를 담당하는 베이스 밴드 유닛(BBU: Baseband Unit)(116)을 포함한다. 사용자 앱(102)에 의한 서비스 요청은 사업자 네트워크(110)를 통해 인터넷(120)의 퍼블릭 앱(122)으로 전달되고, 퍼블릭 앱(122)은 수신된 서비스 요청에 응답하여 컨텐트 또는 정보를 이동 단말(100)로 제공한다. 이 때, 사업자 네트워크(110)의 액세스 네트워크(112)와 코어 네트워크(118)는 가입자 정보 기반의 정책(policy) 및 규칙(rule)에 따라 이동 단말(100)을 위한 서비스 요청 및 사용자 트래픽을 처리한다.
본 발명의 후술되는 실시예는 인터넷 상의 서버 대신 액세스 네트워크 내의 액세스 노드가 이동 단말에게 애플리케이션에 의한 서비스를 직접 제공하는 것에 관련된다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 시스템을 포함하는 시스템 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 사용자 앱(202)을 실행하는 이동 단말(200)은 액세스 노드(210)를 통해 사업자 네트워크의 액세스 네트워크에 접속되고, 액세스 노드(210)는 코어 네트워크(220)를 통해 인터넷(230)의 애플리케이션 서버(234)에 구비되는 퍼블릭 앱(232)에 접속된다. 액세스 노드(210)는 이동 단말(200)에게 이동 통신 네트워크로의 접속을 제공하는 기지국을 의미하며, 3G 네트워크에서는 노드 비(Node B), 그리고 LTE 네트워크에서는 eNB(Evolved Node B)가 될 수 있다.
액세스 노드(210)는 이동 통신 네트워크에 대한 통상의 데이터 및 시그널링(signaling) 신호 처리를 담당하는 베이스 밴드 유닛(BBU)(212)을 포함하며, 추가적으로 특정 애플리케이션 패킷의 데이터를 구별하여 처리하는 필터(filter) 유닛(214)과, 필요시 액세스 네트워크에 대한 정보(이하 액세스 네트워크 정보라 칭함)를 획득하는 네트워크 정보 처리부(Network Information Handler)(216)를 포함한다. 또한, 액세스 노드(210)는 사용자 서비스를 위한 애플리케이션(218)을 호스팅(hosting) 할 수 있는데, 액세스 노드(210)에서 실행되는 이러한 애플리케이션(218)을 본 명세서에서는 "에지 앱(Edge Application)"이라 칭한다. 에지 앱(218)은 다이나믹하게 변하는 액세스 네트워크 정보를 활용하여 사용자에게 서비스를 제공할 수 있으며, 필요한 경우 코어 네트워크를 통해 인터넷(230)의 퍼블릭 앱(232)과 연동하여 서비스를 제공할 수 있다.
이동 단말(200)의 사용자 앱(202)은 액세스 노드(210)로 특정 액세스 네트워크 정보를 요청할 수 있으며, 또한 에지 앱(218) 또는 퍼블릭 앱(232)으로 서비스를 요청할 수 있다. 사용자 앱(202)이 직접 액세스 네트워크 정보를 요청하는 경우, 그에 대한 서비스 요청은 BBU(212)의 필터 유닛(214)에서 필터링되어 네트워크 정보 처리부(216)로 전달되고, 네트워크 정보 처리부(216)는 상기 서비스 요청에 응답하여 액세스 네트워크 정보를 이동 단말(200)의 사용자 앱(202)으로 보내 준다. 이동 단말(200)의 사용자 앱(202)이 에지 앱(218) 또는 특정 퍼블릭 앱(232)으로 서비스를 요청하는 경우, 그에 대한 서비스 요청은 BBU(212)의 필터 유닛(214)에서 필터링되어 에지 앱(218)으로 전달된다. 에지 앱(218)은 상기 서비스 요청에 응답하여 직접 서비스를 제공하거나, 혹은 퍼블릭 앱(232)으로부터의 정보나 컨텐츠를 이용하여 서비스를 제공한다.
여러 가지 다양한 형태의 서비스가 액세스 노드(210)에 호스팅되는 에지 앱(218)을 통해 제공될 수 있으며, 가능한 서비스 시나리오의 예들은 다음과 같다.
첫번째 서비스 시나리오는 단말의 사용자 앱이 액세스 노드의 에지 앱으로 서비스를 요청하는 것으로서, 에지 앱은 수신된 서비스 요청에 응답하여 컨텐트 혹은 정보를 이동 단말로 직접 전달한다. 이러한 형태의 서비스는 지역 날씨와 같은 지역 정보를 서비스하거나 혹은 액세스 네트워크의 트래픽 정보를 인증된 이동 단말에게 제공하는데 활용될 수 있으며, 사업자 네트워크의 코어 네트워크로 서비스 트래픽을 발생시키지 않아 백홀(backhaul)을 절감할 수 있는 장점이 있다.
두번째 시나리오는 사용자 앱이 에지 앱으로 서비스를 요청하지만, 에지 앱이 직접 혹은 퍼블릭 앱과의 통신을 통해 서비스 요청을 처리한다. 이 경우, 에지 앱은 사용자 앱으로 서비스에 대한 응답을 직접 전송할 수 있지만, 필요한 경우 원하는 정보 혹은 컨텐츠를 획득하기 위해 퍼블릭 앱과 통신을 수행할 수도 있다. 이러한 서비스 시나리오의 일 예는 실시간 게임으로서, 에지 앱은 직접 응답할 수 있는 정보는 퍼블릭 앱과 통신없이 바로 사용자에게 전달하고, 에지 앱에서 가지고 있지 않은 추가적인 정보는 인터넷의 퍼블릭 앱과 통신하여 획득하고, 획득한 정보를 활용하여 사용자에게 서비스를 제공한다.
세번째 서비스 시나리오는 에지 앱이 사용자 앱과 퍼블릭 앱 사이에서 트랜스페어런트(transparent)하게 동작하며, 사용자 앱은 에지 앱이 중간에 있는 것을 모르며 퍼블릭 앱과 통신하여 서비스를 받는 것으로 간주된다. 이러한 서비스 시나리오의 일 예는 트랜스페어런트하게 동작하는 에지 캐시(cache)가 있으며, 에지 앱은 에지 캐시로 동작함으로써 사용자 요청에 대한 응답 시간과 컨텐트 전송시간을 줄여 줄 수 있다.
본 명세서에서는 상기한 서비스 시나리오들을 예로서 기술하였지만, 본 발명의 다른 실시예에서 에지 앱을 통해 다른 형태의 여러 가지 서비스를 제공하는 것이 가능함은 물론이다.
이하에서, 액세스 네트워크 정보의 요청과 서비스 요청을 처리하는 서비스 시나리오에 관련된 액세스 노드의 구성에 대해 상세히 기술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 노드의 구성을 나타낸 것이다. 여기에서는 LTE 기지국의 예를 도시하였다.
도 3을 참조하면, 사용자 앱(혹은 사용자 앱 실행 블록) (302)을 실행하는 이동 단말(300)은 액세스 노드(310)를 통해 사업자 네트워크의 액세스 네트워크에 접속되고, 액세스 노드(310)는 코어 네트워크(340)를 통해 인터넷(350) 상의 퍼블릭 앱(352)에 접속할 수 있다.
액세스 노드(310)는 이동 통신 네트워크에 대한 통상의 데이터 및 시그널링 신호 처리를 담당하는 베이스 밴드 유닛(BBU)(314)과 액세스 네트워크에 대한 정보를 관리하는 네트워크 정보 처리부(322)를 포함하는 통신부(312)와 적어도 하나의 에지 앱(혹은 에지 앱 실행 블록)(334,336)을 구동 가능하도록 구성된 앱 호스팅부(330)를 포함한다. 여기에서는 BBU(314)의 프로토콜 스택 중 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 처리부(316)와 GTP(GPRS(General Packet Radio Service) Tunneling Protocol) 처리부(320) 만을 도시하였으며, PDCP 처리부(316)의 하위 계층들인 RLC(Radio Link Control), MAC(Medium Access Control) 및 PHY(Physical)는 설명의 편의를 위해 생략하였다.
PDCP 처리부(316)는 이동 단말(300)과 액세스 노드(310) 사이의 패킷 통신을 담당하며, IP(Internet Protocol) 패킷의 변환 및 해석을 처리한다. GTP 처리부(320)는 PDCP 처리부(316)로부터의 IP 패킷들을 코어 네트워크(340)를 통해 인터넷(350)으로 전달하거나, 코어 네트워크(340)를 통해 인터넷(350)으로부터 유입되는 IP 패킷들을 PDCP 처리부(316)로 전달한다.
PDCP 처리부(316)와 GTP 처리부(320) 사이에 위치한 필터링 및 전달 유닛(Filter and Forwarding Unit: FAFU)(318)은 이동 단말(300), 에지 앱(334,336), 퍼블릭 앱(352) 및 애플리케이션 프로그램 인터페이스(Application Program Interface: API) 모듈(324) 사이에서 송신 또는 수신되는 IP 패킷들을 미리 정해진 규칙에 따라 구별하여, 해당하는 목적지로 전달하는 기능을 수행한다. 구체적으로 필터링 및 전달 유닛(318)은 이동 단말(300)의 사용자 앱(302)으로부터 전달된 네트워크 정보 요청 및/또는 서비스 요청을 위한 패킷을 미리 설정된 규칙에 따라 구별하여 해당 요청을 처리하는 엔티티(entity)로 전달한다. 사용자 앱(302)으로부터 수신된 네트워크 정보 요청을 위한 패킷은 필터링 및 전달 유닛(318)에 의해 네트워크 정보 처리부(322)로 전달되고, 사용자 앱(302)으로부터 수신된 서비스 요청은 해당 에지 앱(334,336)으로 전달한다. 퍼블릭 앱(352) 혹은 에지 앱(334,336)에서 이동 단말(300)로 향하는 패킷이 수신되면, 필터링 및 전달 유닛(318)은 상기 패킷을 PDCP(316)을 통해 이동 단말(300)로 전달한다. 또한 필터링 및 전달 유닛(318)은 단말로부터 전달된 특정 패킷이나 애지 앱(334,336)에서 전달된 특정 패킷을 네트워크 정보 처리부(322)의 API 모듈(324)로 전달할 수 있고, API 모듈(324)로부터 전달된 응답 패킷을 PDCP(316)을 통해 이동 단말(300)로 전달하거나, 혹은 해당 에지 앱(334,336)으로 전달한다.
네트워크 정보 처리부(322)는 상기 네트워크 정보 요청을 API 모듈(324)에 의해 네트워크 정보 처리부(326)로 입력받는다.
일 실시예로서 필터링 및 전달 유닛(318)은 네트워크 정보 요청 혹은 서비스 요청을 포함하는 요청 패킷의 헤더에 포함된 목적지(destination) IP 주소 혹은 상기 요청 패킷의 헤더에 포함된 URL(Universal Resource Locator)을 사용하여 상기 요청 패킷을 전달할 엔티티를 결정할 수 있다. 일 실시예로서, 액세스 노드(310)에 에지 앱(334)이 구성될 때, 상기 에지 앱(334)으로 향하는 목적지 IP 주소 및 URL이 필터링 및 전달 유닛(318)에 필터링 규칙으로서 설정된다. 필터링 및 전달 유닛(318)은 상기 필터링 규칙으로 설정된 목적지 IP 주소 및/또는 URL을 포함하는 요청 패킷이 유입되면, 상기 요청 패킷을 코어 네트워크(340)로 전달하는 대신 상기 에지 앱(334)으로 전달한다.
필터링 및 전달 유닛(318)과 에지 앱(334,336) 사이는 IP-in-IP 터널, 또는 프로세스간 통신(inter-process communication: IPC)을 통해 연결된다. 마찬가지로 필터링 및 전달 유닛(318)과 네트워크 정보 처리부(322)의 API 모듈(324) 사이의 패킷 전달은 IP-in-IP 터널 혹은 IPC를 통해 이루어질 수 있다.
네트워크 정보 처리부(322)의 API 모듈(324)은 네트워크 정보에 대한 요청 패킷을 수신하면 상기 요청 패킷을 식별하여 정보 취득(information retrieval)부(326)로 전달한다. 정보 취득부(326)는 액세스 노드(310)의 BBU(314), 운영 및 유지(Operation and Maintenance: OAM) 유닛 또는 다른 기능 블록으로부터 액세스 노드(310)에 대한 정보를 수집하거나, 액세스 네트워크에 대한 네트워크 정보를 주기적 혹은 비주기적으로 수집하여 저장 및 관리하고 있으며, API 모듈(324)의 요청에 따라 원하는 네트워크 정보를 구성하여 API 모듈(324)로 전달한다. 정보 취득부(326)에서 관리하는 네트워크 정보의 예로는, 기지국 식별자(혹은 셀 식별자), 기지국 부하(셀 부하 혹은 부하레벨 지시자(capacity indicator)), 무선자원의 사용량(Resource Block (RB) usage), 기지국 대역폭 사용량(Bandwidth(BW) usage), 액세스 가입자의 채널 정보 등이 있다.
API 모듈(324)은 정보 취득부(326)로부터 획득한 네트워크 정보를 IP 패킷 포맷으로 구성하여 사용자 앱(302)으로 전송한다. 구체적으로 IP 패킷화된 네트워크 정보는 API 모듈(324)로부터 BBU(314)의 필터링 및 전달 유닛(318)으로 전달되고, 이후 BBU(314)의 해당 프로토콜 스택을 거쳐 해당 사용자 앱(302)으로 송신된다. 적어도 하나의 에지 앱(334,336)은 필요하면 액세스 네트워크 정보에 대한 요청 패킷을 API 모듈(324)로 전송할 수 있으며, API 모듈(324)은 요청된 네트워크 정보를 정보 취득부(326)로부터 획득하여 해당 에지 앱(334,336)으로 전송한다.
API 모듈(324)은 액세스 노드(310)의 정보를 조회하여 이동 단말(300) 또는 에지 앱(334,336)에 제공할 수 있도록, 사용자 앱(302) 또는 에지 앱(334,336) 간의 네트워크 정보에 대한 요청 및 응답의 전달을 위한 인터페이스를 제공한다. API 모듈(324)과 에지 앱(334,336) 사이의 인터페이스는 일 예로 REST(Representational State Transfer)와 같은 웹(Web) API로 구현될 수 있으며, 다른 예로서 소프트웨어 개발키트(Software Development Kit: SDK), 라이브러리(library) 등 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다.
액세스 노드(310)에 호스팅되는 에지 앱들(334,336)은 일반적인 IT 서버 상에서 실행 가능한 애플리케이션으로서, 하나의 운영체제(Operation System: OS) 상에서 실행되거나, 혹은 액세스 노드(310)가 논리적으로 여러 개의 가상머신(virtual machine)으로 분리된 경우, 한 개 혹은 다수의 가상머신 상에서 실행될 수 있다. 도 3의 에지 앱들(334,336)은 하나의 가상머신에 호스팅된 경우를 나타내며, 상기 에지 앱들(334,336)은 가상 스위치(virtual switch)(332)를 통해 BBU(314)에 연결된다.
이하, 단말의 애플리케이션 서비스 요청 및 액세스 네트워크 정보 요청을 처리하는 서비스 시나리오들에 대해 도 4 및 도 5의 메시지 흐름도(call flow)를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 에지 앱 또는 퍼블릭 앱으로부터 서비스를 받는 시나리오에 대한 메시지 흐름도를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 과정 402에서 이동 단말(300)과 코어 네트워크(340) 내의 패킷 데이터 노드(도시하지 않음) 간에 세션이 수립(establishment)되며, 상기 세션 수립을 통해 코어 네트워크(340)는 이동 단말(300)에게 IP 주소를 할당한다. 과정 404에서 이동 단말(300)은 사용자 앱(302)에 의해 발생된 서비스 요청을 위한 요청 패킷을 액세스 노드(310)로 전송한다. 이동 단말(300)의 사용자 앱(302)에 의한 서비스 요청은 일 예로서 일반적인 HTTP(hyper text transfer protocol) 웹 컨텐트 요청과 유사한 포맷으로 구성될 수 있다.
과정 406에서 이동 단말(300)의 요청 패킷은 액세스 노드(310) 내 BBU(312)의 필터링 및 전달 유닛(318)에서 사전에 정해진 규칙에 따라 필터링되고, 과정 408에서 상기 필터링을 통해 확인된 해당 에지 앱으로 보내진다. 일 실시예에서, 필터링은 요청 패킷의 헤더에 포함된 목적지 IP 주소를 기반으로 이루어질 수 있다. 즉 필터링 및 전달 유닛(318)은 사전에 설정된 목적지 IP 주소를 가지는 요청 패킷이 수신되면, 상기 요청 패킷을 대응하는 에지 앱으로 전달한다. 다른 실시예로서, 필터링 및 전달 유닛(318)은 요청 패킷의 헤더에 포함된 목적지 URL을 사용하여 필터링을 수행할 수 있다. 과정 408에서 상기 필터링된 요청 패킷은 IP-in-IP 터널링을 통해 해당 에지 앱(334)으로 전송된다.
과정 410에서, 에지 앱(334)은 상기 요청 패킷의 서비스 요청에 응답하여, 미리 설정된 활용 가능한 네트워크 정보를 네트워크 정보 처리부(322)로 요청하고, 네트워크 정보 처리부(322)와 API 통신을 통해 네트워크 정보를 수신한다. 일 실시예로서 에지 앱(334)과 네트워크 정보 처리부(322) 사이의 네트워크 정보 요청 및 요청 결과 전달을 위한 통신은 WEB API 혹은 SDK 형태의 인터페이스를 통해 이루어진다. 과정 412에서 에지 앱(334)은 상기 요청 패킷에 대응하는 상기 네트워크 정보를 BBU(312)를 거쳐 이동 단말(300)에게 제공한다. 일 예로서 상기 네트워크 정보는 하나 혹은 그 이상의 IP 패킷들로 구성될 수 있다. 필요한 경우 에지 앱(334)은 이동 단말(300)이 원하는 서비스를 제공하는데 필요한 정보 또는 컨텐트를 퍼블릭 앱(352)으로 요청하여 획득할 수 있다.
만약, 에지 앱(334)이 상기 요청 패킷의 서비스 요청을 수용할 수 없는 경우, 즉 이동 단말(300)이 요청하는 서비스를 제공하지 않을 경우, 과정 416에서 에지 앱(334)은 상기 요청 패킷을 BBU(312)의 필터링 및 전달 유닛(318)으로 전달(forwarding)한다. 과정 418에서 BBU(312)의 필터링 및 전달 유닛(318)은 코어 네트워크(340)를 통해 상기 요청 패킷을 인터넷(350)의 해당 퍼블릭 앱(352)에게 그대로 전송하고, 과정 420에서 퍼블릭 앱(352)은 요청된 서비스를 코어 네트워크(340) 및 액세스 노드의 BBU(312)를 거쳐 이동 단말(300)로 제공한다. 구체적인 서비스의 한 실시예로서 에지 앱(334)이 퍼블릭 앱(352)을 위한 캐슁 서비스를 제공하는 경우, 퍼블릭 앱(352)로부터의 서비스 컨텐츠는 에지 앱(334)에 캐쉬(즉 저장)되며, 에지 앱(334)이 상기 서비스 컨텐츠를 이동 단말(300)에게 제공한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말이 에지 앱으로부터 액세스 네트워크 정보를 수신하는 시나리오에 대한 메시지 흐름도를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 과정 502에서 이동 단말(300)과 코어 네트워크(340) 내의 패킷 데이터 노드(도시하지 않음) 간에 세션이 수립되며, 상기 세션 수립을 통해 코어 네트워크(340)는 이동 단말(300)에게 IP 주소를 할당한다. 과정 504에서 이동 단말(300)은 사용자 앱(302)에 의해 발생된 액세스 네트워크 정보의 요청을 위한 요청 패킷을 액세스 노드(310)로 전송한다. 상기 액세스 네트워크 정보에 대한 요청은 일 예로 일반적인 HTTP 웹 컨텐츠 요청과 유사한 포맷으로 구성될 수 있다.
과정 506에서 이동 단말(300)의 요청 패킷은 액세스 노드(310) 내 BBU(312)의 필터링 및 전달 유닛(318)에서 사전에 정해진 규칙에 따라 필터링되고, 과정 508에서 상기 필터링에 의해 네트워크 정보 처리부(322)로 전달된다. 일 실시예로서, 필터링 및 전달 유닛(318)은 요청 패킷의 헤더에 포함된 목적지 IP 주소 혹은 목적지 URL이 네트워크 정보 요청을 위해 미리 정해진 IP 주소 혹은 URL이면, 상기 요청 패킷을 코어 네트워크(340)로 전달하는 대신 네트워크 정보 처리부(322)로 전달한다. 이동 단말(300)의 사용자 앱(302)과 네트워크 정보 처리부(522) 사이의 네트워크 정보 요청 및 요청 결과 전달을 위한 통신은 오픈 인터페이스를 사용하여 이루어질 수 있는데, 일 실시예로서 REST와 같은 WEB API를 사용하거나, SDK 형태의 인터페이스를 사용한다.
과정 510에서 네트워크 정보 처리부(322)는 상기 요청 패킷의 네트워크 정보 요청에 응답하여, 네트워크 정보를 BBU(312)를 통해 이동 단말(300)의 사용자 앱(302)에게 제공한다. 일 예로서 상기 네트워크 정보는 이동 단말(300)의 요청에 따라 액세스 네트워크가 속한 지역의 날씨, 액세스 네트워크 및/또는 액세스 노드의 부하, 백홀 대역폭(Backhaul Bandwidth), 위치 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 하나 혹은 그 이상의 IP 패킷들로 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 및 전달 유닛의 상세 구성을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 필터링 및 전달 유닛(318)은 GTP 처리부(320)와 PDCP 처리부(316) 사이에 위치하며, 규칙 저장부(602)와 필터링부(604)와 매핑부(606)를 포함하여 구성된다.
필터링 규칙(600)은 IP의 5-튜플, 즉 소스 IP 주소와 소스 포트 번호와 목적지 IP 주소와 목적지 포트 번호와 프로토콜 타입을 포함하여 구성되며, 기지국 운영자(operator)에 의해 명령어 라인(command line)을 통해 직접 입력되거나 사업자 네트워크의 시스템 관리자(도시하지 않음)에 의해 설정될 수 있다. 시스템 관리자는 운용자가 액세스 노드에 대해 운용 및 유지보수를 수행할 수 있도록 운용자 정합 기능의 인터페이스를 제공하며, 소프트웨어 관리, 구성 관리, 성능 관리 및 장애 관리 기능을 제공하도록 구성된 관리 노드이다. 각 필터링 규칙은 각 에지 앱에 대응하며, 각 에지 앱이 액세스 노드에 설치/업데이트/삭제될 때 설정/변경/삭제될 수 있다. 시스템 관리자는 에지 앱이 엑세스 노드에 설치될 때 대응하는 필터링 규칙에 대한 정보를 획득하며, 상기 정보를 필터링 및 전달 유닛(318)에 전달하고, 필터링 및 전달 유닛(318)은 상기 정보에 따른 상기 필터링 규칙을 규칙 저장부(602)에 저장하고 상기 필터링 규칙 및 대응하는 에지 앱과의 튜플을 생성한다.
필터링부(604)는 규칙 저장부(602)에 저장된 필터링 규칙에 따라 GTP 처리부(320), PDCP 처리부(316), 에지 앱(334), 또는 네트워크 정보 처리부(322)로부터 수신된 패킷들을 필터링하며, 매핑부(606)는 상기 필터링에 따라 대응하는 목적지를 결정하여 결정된 목적지의 엔터티로 상기 패킷들을 전송한다. 목적지에 따른 패킷 필터링에 대한 예시는 하기와 같다.
일 예로서 GTP 처리부(320)를 통해 수신되는 하향링크(Downlink: DL) 패킷은 PDCP 처리부(316)로 바로 보내지거나 아니면 매핑부(606)를 통해 해당 에지 앱(334)로 전달된다. 다른 예로서 PDCP 처리부(316)를 통해 수신되는 상향링크(Uplink: UL 패킷)은 GTP 처리부(320)로 바로 보내지거나 아니면 매핑부(606)를 통해 해당 에지 앱(334) 또는 네트워크 정보 처리부(322)로 전달된다. 또 다른 예로서 에지 앱(334)로부터 수신되는 패킷은, GTP 처리부(320)로 보내지거나 아니면 PDCP 처리부(316)로 전달된다. 또 다른 예로서 네트워크 정보 처리부(322)로부터 수신되는 패킷은, PDCP 처리부(316)로 보내지거나 아니면 해당 에지 앱(334)으로 전달된다.
매핑부(606)는 패킷들이 필터링 및 전달 유닛(318)로부터 에지 앱(334)으로 전달될 때 에지 앱(334)에 따른 튜플을 결정하며, 반대로 에지 앱(334)에서 수신된 패킷들의 튜플에 따라 상기 패킷들을 PDCP 처리부(316)로 전달할지 GTP 처리부(320)로 전달할지를 결정한다. 이러한 동작을 위해 매핑부(606)는 액세스 노드와 이동 단말 간의 패킷 전달에 사용된 무선 베어러(Radio Bearer)의 베어러 식별자(bearer ID), GTP 터널링에 사용된 터널 식별자(Tunneling Endpoint ID: TEID), 소스 IP 주소/포트 번호, 목적지 IP 주소/포트 번호, 및 터널링을 위한 IP 정보 중 적어도 하나를 활용할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 시나리오들에 따른 동작을 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 퍼블릭 앱(704)은 인터넷 상에 위치하는 애플리케이션 서버(AS)(702)에 설치되어 있다. 사용자 기기(UE)(716)는 적어도 하나의 사용자 앱(718)을 포함하며, 무선 액세스 기술을 사용하여 액세스 노드(710)에 접속한다. 액세스 노드(710)는 변형된 기존 기지국 플랫폼으로 구성된 eNB 블록(712)과 본 발명의 실시예에 따른 적어도 하나의 에지 앱(714)을 포함하며, 코어 네트워크(CN)(706)를 통해 애플리케이션 서버(702)의 퍼블릭 앱(704)에 접속 가능하다. eNB 블록(712)는 기존 기지국 플랫폼에 따른 프로토콜 스택, 일 예로서 PHY, MAC, RLC, PDCP, GTP 등을 포함하며, 추가적으로 본 발명의 실시예에 따른 필터링 및 전달부를 포함할 수 있다. 코어 네트워크(706)는 일 예로서 LTE 시스템의 개선된 패킷 코어(Evolved Packet Core: EPC)로 구성될 수 있다.
사용자 앱(718)은 원하는 서비스, 일 예로서 지역 날씨나 광고 제공에 관련된 액세스 노드(710)의 특정 에지 앱(714)에 직접 접속하고, 상기 에지 앱(714)으로부터 상기 원하는 서비스에 대한 컨텐츠 혹은 정보를 수신한다 (720). 상기 에지 앱(714)에 대한 액세스 정보, 일 예로서 목적지 IP 주소 혹은 목적지 URL은 오프라인의 광고 전단지, TV, 매체 등을 통해 사용자에게 제공될 수 있으며, 사용자는 사용자기기(716)의 입력수단을 사용하여 상기 목적지 IP 주소 혹은 목적지 URL을 직접 입력할 수 있다. 다른 실시예로서 액세스 노드(710)는 무선 채널을 통해 에지 앱(714)를 통해 제공 가능한 서비스에 대한 사전 정보(광고 등)를 사용자기기(716)에 제공하며, 사용자기기(716)는 디스플레이 화면을 통해 상기 에지 앱(714)에 접속 가능한 소프트 버튼, 혹은 메뉴 키를 표시하고, 사용자로부터 상기 소프트 버튼 혹은 메뉴 키에 대한 선택(터치)을 감지함으로써 상기 에지 앱(714)에 대한 서비스 요청을 트리거할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 사용자 혹은 사용자 단말에 설치된 특정 앱이 사전 설정된 IP 주소 혹은 URL을 사용하여 상기 에지 앱(704)에 대한 액세스 정보를 요청하여 획득하고, 사용자는 획득된 액세스 정보를 사용하여 상기 에지 앱으로 서비스를 요청할 수 있다.
도 8을 참조하면, 퍼블릭 앱(804)은 인터넷 상에 위치하는 애플리케이션 서버(AS)(802)에 설치되어 있다. 사용자 기기(UE)(816)는 적어도 하나의 사용자 앱(818)을 포함하며, 무선 액세스 기술을 사용하여 액세스 노드(810)에 접속한다. 액세스 노드(810)는 변형된 기존 기지국 플랫폼으로 구성된 eNB 블록(812)과 본 발명의 실시예에 따른 적어도 하나의 에지 앱(814)을 포함하며, 코어 네트워크(CN)(806)를 통해 애플리케이션 서버(802)의 퍼블릭 앱(804)에 접속 가능하다.
사용자 앱(818)이 원하는 서비스, 일 예로서 실시간 게임(Real-time gaming) 혹은 온라인 편집(online editing)에 대한 서비스 요청을 액세스 노드(810)로 전송하고, 액세스 노드(810)가 상기 서비스 요청을 처리 가능한 에지 앱(814)을 구비하고 있다면, 액세스 노드(810)는 상기 서비스 요청을 필터링하여 에지 앱(814)으로 전달한다. 에지 앱(814)은 상기 서비스 요청에 따라 상기 원하는 서비스에 대한 컨텐츠 혹은 정보를 사용자 앱(818)에게 제공한다 (822). 필요한 경우 에지 앱(814)은 퍼블릭 앱(804)에 접속하고, 서비스 제공을 위해 필요한 추가적인 정보를 요청하고 상기 추가적인 정보를 수신할 수 있다 (820).
도 9를 참조하면, 퍼블릭 앱(904)은 인터넷 상에 위치하는 애플리케이션 서버(AS)(902)에 설치되어 있다. 사용자 기기(UE)(916)는 적어도 하나의 사용자 앱(918)을 포함하며, 무선 액세스 기술을 사용하여 액세스 노드(910)에 접속한다. 액세스 노드(910)는 변형된 기존 기지국 플랫폼으로 구성된 eNB 블록(912)과 본 발명의 실시예에 따른 적어도 하나의 에지 앱(914)을 포함하며, 코어 네트워크(CN)(906)를 통해 애플리케이션 서버(902)의 퍼블릭 앱(904)에 접속 가능하다.
일 예로서 상기 에지 앱(914)이 트랜스페어런트한 캐슁 서비스를 제공한다면, 사용자 앱(918)이 원하는 컨텐트에 대한 서비스 요청을 액세스 노드(910)로 전송하고, 액세스 노드(910)는 상기 서비스 요청을 퍼블릭 앱(904)으로 전달하는 대신, 필터링하여 먼저 에지 앱(914)으로 전달한다. 에지 앱(914)은 상기 서비스 요청에 따라 상기 원하는 서비스에 대한 컨텐츠를 저장하고 있지 않은 경우, 상기 컨텐츠에 대한 요청을 퍼블릭 앱(904)으로 전송하고, 코어 네트워크(906)를 통해 퍼블릭 앱(904)으로부터 상기 컨텐츠를 수신하여 저장(캐슁)하며, 상기 저장된 컨텐츠를 사용자 앱(918)에게 제공한다 (920). 상기 컨텐츠가 이미 저장되어 있는 경우, 에지 앱(910)은 퍼블릭 앱(904)에 대한 액세스 없이 기 저장된 컨텐츠를 사용자 앱(918)에게 바로 제공할 수 있다.
이상과 같이 동작하는 본 발명의 실시예들은 기지국 부하, 백홀 대역폭, 위치 정보 등과 같은 액세스 네트워크 정보를 이동 단말에게 제공함으로써, 액세스 네트워크 정보를 기반으로 애플리케이션 서비스를 차별화하며, 상이한 레벨의 서비스 품질(Quality of Service: QoS)을 용이하게 지원할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예들은 이동 통신 네트워크의 특성 및 기술 진화에 따라 부가 가치 높은(value-added) 서비스들을 추가하거나 그러한 서비스로의 확장을 용이하게 한다는 효과를 얻을 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (14)

  1. 액세스 노드에 의한 애플리케이션 호스팅 방법에 있어서,
    이동 단말의 사용자 애플리케이션으로부터 서비스 요청을 위한 요청 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 요청 패킷의 목적지가 액세스 노드에 구비된 애플리케이션에 대응하는 경우, 상기 요청 패킷을 상기 액세스 노드의 상기 애플리케이션으로 전달하는 과정과,
    상기 애플리케이션에 의해 상기 이동 단말의 사용자 애플리케이션에게 서비스를 제공하는 과정과,
    상기 요청 패킷의 목적지에 대응되는 애플리케이션이 상기 액세스 노드에 존재하지 않는 경우, 상기 요청 패킷을 인터넷 상의 대응되는 퍼블릭 애플리케이션으로 전달하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 애플리케이션 호스팅 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 서비스를 제공하는 과정은,
    상기 요청 패킷에 응답하여 액세스 네트워크의 정보를 획득하는 과정과,
    상기 획득한 액세스 네트워크의 정보를 상기 사용자 애플리케이션으로 제공하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 호스팅 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 요청 패킷은, 웹 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API) 또는 소프트웨어 개발키트(SDK) 기반의 인터페이스를 통해, 상기 액세스 노드 내에서 액세스 네트워크의 정보를 수집하여 관리하는 정보 취득부로 전달되는 것을 특징으로 하는 액세스 네트워크 정보 획득 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 요청 패킷의 헤더에 포함된 정보를 사용하여 상기 요청 패킷을 필터링하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 호스팅 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 요청 패킷의 헤더에 포함된 목적지 IP 주소를 사용하여 상기 요청 패킷을 필터링하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 호스팅 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 요청 패킷의 헤더에 포함된 URL(Universal Resource Locator)을 사용하여 상기 요청 패킷을 필터링하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 호스팅 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 서비스를 제공하는 과정은,
    상기 액세스 노드에 구비된 애플리케이션에 의해 상기 퍼블릭 애플리케이션의 캐쉬 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 호스팅 방법.
  8. 애플리케이션 호스팅을 제공하는 액세스 노드 장치에 있어서,
    이동 단말의 사용자 애플리케이션으로부터 서비스 요청을 위한 요청 패킷이 수신되면 상기 요청 패킷의 목적지를 확인하고, 상기 요청 패킷의 목적지가 액세스 노드에 구비된 애플리케이션에 대응하는 경우 상기 요청 패킷을 상기 액세스 노드의 상기 애플리케이션으로 전달하고, 상기 요청 패킷의 목적지에 대응되는 애플리케이션이 상기 액세스 노드에 존재하지 않는 경우, 상기 요청 패킷을 인터넷 상의 대응되는 퍼블릭 애플리케이션으로 전달하는 전달부와,
    상기 애플리케이션에 의해 상기 이동 단말의 사용자 애플리케이션에게 서비스를 제공하는 애플리케이션 실행부를 포함함을 특징으로 하는 액세스 노드 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전달부는,
    상기 요청 패킷에 응답하여 액세스 네트워크의 정보를 획득하고, 상기 획득한 액세스 네트워크의 정보를 상기 사용자 애플리케이션으로 제공하는 것을 특징으로 하는 액세스 노드 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 요청 패킷은, 웹 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API) 또는 소프트웨어 개발키트(SDK) 기반의 인터페이스를 통해, 상기 액세스 노드 내에서 액세스 네트워크의 정보를 수집하여 관리하는 정보 취득부로 전달되는 것을 특징으로 하는 액세스 노드 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 전달부는,
    상기 요청 패킷의 헤더에 포함된 정보를 사용하여 상기 요청 패킷을 필터링하는 것을 특징으로 하는 액세스 노드 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 전달부는,
    상기 요청 패킷의 헤더에 포함된 목적지 IP 주소를 사용하여 상기 요청 패킷을 필터링하는 것을 특징으로 하는 액세스 노드 장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 전달부는,
    상기 요청 패킷의 헤더에 포함된 URL(Universal Resource Locator)을 사용하여 상기 요청 패킷을 필터링하는 것을 특징으로 하는 액세스 노드 장치.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 애플리케이션 실행부는,
    상기 액세스 노드에 구비된 애플리케이션에 의해 상기 퍼블릭 애플리케이션의 캐쉬 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 액세스 노드 장치.
KR1020120126013A 2012-11-08 2012-11-08 액세스 노드에 의한 애플리케이션 호스팅 방법 및 장치 KR102003739B1 (ko)

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