KR20150009910A - 컨트롤러와 네트워크 장치 간 연결 상태 확인 방법 - Google Patents

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Abstract

컨트롤러와 네트워크 장치 간 연결 상태 확인 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법은 컨트롤러와 네트워크 장치의 일 측이 타 측으로 연결 상태 확인을 위한 협상 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 일 측이 상기 타 측으로부터 상기 협상 요청 메시지에 대한 협상 확인 메시지를 수신하는 단계, 및 상기 협상 확인 메시지에 기초하여 결정된 연결 상태 확인 조건에 기초하여 상기 일 측이 상기 타 측과 연결 상태 확인을 수행하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, SDN 환경에서 효율적인 상호 연결 상태 확인 절차를 수행함으로써 컨트롤러와 스위치간 트래픽 부담을 줄일 수 있고, 보다 안정적인 네트워크 관리를 가능하게 할 수 있다.

Description

컨트롤러와 네트워크 장치 간 연결 상태 확인 방법{Method for checking connectivity between controllers and network apparatuses}
본 발명은 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN; Software Defined Networking) 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 네트워크 장치와 다수의 컨트롤러가 연결된 SDN 환경에서 컨트롤러와 스위치 간의 연결 상태를 확인하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 스위치의 트래픽 포워딩 기능과 스위치의 제어 기능을 분리하여 통신 시스템을 효율적으로 운용하는 기술에 대한 표준화가 ONF(Open Networking Foundation), IETF(Internet Engineering Task Force), ETSI(European Telecommunications Standards Institute) ISG NFV(Network Function Virtualization) 및 ITU-T(International Telecommunications Union Telecommunication) 등을 중심으로 진행되고 있다.
SDN(Software Defined Network)은 라우터나 스위치 등의 기본 네트워크 장비에 관계없이 사용자가 통제 권한을 가지며, 별도의 소프트웨어 컨트롤러가 트래픽 흐름을 제어하는 사용자 중심의 네트워크를 의미한다.
SDN의 기술 중의 하나인 OpenFlow 기술 표준화를 추진하고 있는 표준화 단체들 중 ONF(Open Networking Foundation)는 하드웨어(스위치)와 컨트롤러(Network OS) 사이를 연결하는 인터페이스를 정의하고 있다. 이는 네트워크를 통해 데이터 패킷을 어떻게 전달할 것인지 제어하기 위한 기능(Control Plane)을 물리적 네트워크와 분리하여 데이터 전달 기능(Data Plane)과 상호작용 하기 위한 프로토콜이다.
ONF 내의 Extensibility 워킹그룹에서 SDN 핵심 표준 권고안인 OpenFlow 표준안(OF 1.x) 작성을 주도하며, OF 1.3.1 버전을 완료(2012.9)하여 게시하고 있다. OpenFlow1.3.1 표준안의 OpenFlow Channel 항목에서 스위치와 컨트롤러간의 연결 방식 및 메시지 프로토콜에 대해서 정의하고 있으며, 기본적으로 TCP 연결을 유지하거나, 상호 인증 및 암호화를 위해 TLS 방식을 이용할 수 있다.
현재 ONF OpenFlow 표준안에는 컨트롤러와 스위치간 연결 상태(liveness)를 확인하기 위한 목적으로 OFP_ECHO_REQUEST와 OFP_ECHO_REPLY 사용을 권고하고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 소프트웨어 정의 네트워크에서 컨트롤러와 네트워크 장치 간의 연결 상태 확인을 위한 방법으로서, 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송을 이용하는 방법을 제공한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 소프트웨어 정의 네트워크에서 컨트롤러와 네트워크 장치 간의 연결 상태 확인 방법으로서, 컨트롤러와 스위치간의 연결 상태 확인을 위한 조건을 협상하는 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소프트웨어 정의 네트워크에서 컨트롤러와 네트워크 장치간의 연결 상태 확인 방법으로서, 상기 컨트롤러 및 상기 네트워크 장치의 일 측이 소정의 주기로 연결 상태 확인 요청 메시지를 전송하는 단계 및 상기 일 측의 타 측으로부터 상기 연결 상태 확인 요청 메시지에 대응된 연결 상태 확인 메시지가 수신되지 않는 경우, 소정의 재전송 횟수에 기초하여 연결 상태 확인 요청 메시지를 재전송하는 단계를 포함하는, 연결 상태 확인 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 소정의 주기는 상기 컨트롤러와 상기 네트워크 장치 간의 협상에 의해서 결정될 수 있다.
여기에서, 상기 소정의 재전송 횟수는 상기 컨트롤러와 상기 네트워크 장치 간의 협상에 의해서 결정될 수 있다.
여기에서, 상기 방법은 상기 소정의 재전송 횟수 만큼의 상기 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송에 대해서 상기 타 측의 연결 상태 확인 메시지 응답이 없는 경우, 상기 일 측이 상기 타 측과의 연결을 장애 상태로 판단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 방법은 상기 일 측이 상기 네트워크 장치이고 상기 타 측이 상기 컨트롤러이며, 상기 네트워크 장치와 상기 컨트롤러 간의 연결이 장애 상태로 판단된 경우, 상기 네트워크 장치가 상기 컨트롤러와의 연결 상태가 장애 상태임을 상기 컨트롤러가 아닌 적어도 하나의 컨트롤러에 통보하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 적어도 하나의 컨트롤러는 상기 컨트롤러의 슬레이브(slave) 컨트롤러를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 연결 상태 확인 요청 메시지는 에코 요청(Echo Request) 메시지이며, 상기 연결 상태 확인 응답 메시지는 에코 응답(Echo Reply) 메시지일 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소프트웨어 정의 네트워크에서 컨트롤러와 네트워크 장치간의 연결 상태 확인 방법으로서, 상기 컨트롤러와 상기 네트워크 장치의 일 측이 타 측으로 연결 상태 확인을 위한 협상 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 일 측이 상기 타 측으로부터 상기 협상 요청 메시지에 대한 협상 확인 메시지를 수신하는 단계 및 상기 협상 확인 메시지에 기초하여 결정된 연결 상태 확인 조건에 기초하여 상기 일 측이 상기 타 측과 연결 상태 확인을 수행하는 단계를 포함하는, 연결 상태 확인 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 협상 요청 메시지는 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주체, 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기, 및 연결 확인 요청 메시지의 재전송 횟수의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 방법은 상기 컨트롤러 및 상기 네트워크 장치의 일 측이 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기에 기초하여 타 측으로 연결 상태 확인 요청 메시지를 전송하는 단계 및 상기 일 측의 타 측으로부터 상기 연결 상태 확인 요청 메시지에 대응된 연결 상태 확인 메시지를 수신하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 방법은 상기 일 측의 타 측으로부터 상기 연결 상태 확인 요청 메시지에 대응된 연결 상태 확인 메시지가 수신되지 않는 경우, 상기 재전송 횟수에 기초하여 연결 상태 확인 요청 메시지를 재전송하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 방법은 상기 소정의 재전송 횟수 만큼의 상기 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송에 대해서 상기 타 측의 연결 상태 확인 메시지 응답이 없는 경우, 상기 일 측이 상기 타 측과의 연결을 장애 상태로 판단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 방법은 상기 일 측이 상기 네트워크 장치이고 상기 타 측이 상기 컨트롤러이며, 상기 네트워크 장치와 상기 컨트롤러 간의 연결이 장애 상태로 판단된 경우, 상기 네트워크 장치가 상기 컨트롤러와의 연결 상태가 장애 상태임을 상기 컨트롤러가 아닌 적어도 하나의 컨트롤러에 통보하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 적어도 하나의 컨트롤러는 상기 컨트롤러의 슬레이브(slave) 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법을 이용할 경우에는, 소프트웨어 정의 네트워크 환경에서, 특정 컨트롤러나 네트워크 장치(스위치)의 장애 상태를 감지하지 못하는 위험성을 피할 수 있으며, 상호 연결 상태 확인 절차를 수행함으로써 컨트롤러 및 스위치의 서비스 상태에 대한 신뢰성을 제고할 수 있다.
특히, 컨트롤러의 스위치간 연결 상태 확인을 위한 협상 방법, 주기적인 연결 상태 확인 방법, 특정 스위치 및 컨트롤러 장애 시 대처 방법을 제공함으로써, 컨트롤러와 스위치간 트래픽 부담을 줄일 수 있고, 보다 안정적인 네트워크 관리를 가능하게 할 수 있다.
도 1은 SDN 환경에서 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법을 수행하는 주체들인 컨트롤러와 네트워크 장치의 예시적 구성을 도시한 블록도이다.
도 2은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법의 전체적인 절차를 개략적으로 도시한 메시지 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법의 전체적인 절차를 구체적으로 도시한 메시지 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법을 위한 연결 상태 확인 조건의 예를 설명하기 위한 표이다.
도 5 는 본 발명에 따라 하나의 스위치가 복수의 컨트롤러와 연결 상태를 확인하는 절차를 예시한 메시지 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따라 하나의 컨트롤러가 복수의 스위치와 연결 상태를 확인하는 절차를 예시한 메시지 흐름도이다.
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에서 연결 상태 확인 조건 및 확인된 연결 상태 정보의 예를 설명하기 위한 표들이다.
도 8은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에서 컨트롤러가 특정 스위치의 장애 상태를 판단하는 절차를 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에서 스위치가 특정 컨트롤러의 장애 상태를 판단하는 절차를 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에 의해 스위치가 특정 컨트롤러의 장애상태를 판단한 경우, 특정 타 컨트롤러로 페일-오버(fail-over)를 요청하는 절차를 설명하는 메시지 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에 의해 스위치가 특정 컨트롤러의 장애상태를 판단한 경우, 복수의 타 컨트롤러로 페일-오버(fail-over)를 요청하는 절차를 설명하는 메시지 흐름도이다.
도 12는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에 의한 페일-오버 절차에서 이용되는 페일-오버 메시지의 구성예를 설명하기 위한 표이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에서 언급되는 '컨트롤러(controller)'는 트래픽의 흐름을 제어하기 위해 관련 구성 요소(예를 들면, 스위치, 라우터 등)를 제어하는 기능 요소(entity)를 의미하는 것으로, 물리적인 구현 형태나 구현 위치 등에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 컨트롤러는 ONF나, IETF, ETSI 및/또는 ITU-T 등에서 정의하고 있는 컨트롤러 기능 요소(entity)를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명에서 언급되는 '스위치'는 트래픽(또는 패킷)을 실질적으로 포워딩하거나 스위칭 또는 라우팅하는 기능 요소를 의미하는 것으로, ONF나, IETF, ETSI 및/또는 ITU-T 등에서 정의하고 있는 스위치, 라우터, 스위치 요소, 라우터 요소, 포워딩요소 등을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명에서 언급되는 '마스터 컨트롤러'는 적어도 하나의 스위치를 1 차적으로 제어하는 컨트롤러를 의미하는 것으로, 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에서 언급되는 '보조 컨트롤러'는 상기 '마스터 컨트롤러'가 다양한 원인으로 인하여 스위치의 제어 기능을 수행할 수 없는 경우, 마스터 컨트롤러의 기능을 수행하는 컨트롤러를 의미하는 것으로, 슬레이브 컨트롤러, 백업 컨트롤러 등과 같은 다양한 용어로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에서는 컨트롤러 역할 전환 동작과정에서 ONF에서 정의된 파라미터 및/또는 메시지 형태(예를 들면, Echo Request/Reply)를 이용하는 것으로 예를 들어 도시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 ONF에 정의된 내용으로만 한정되는 것은 아니며 컨트롤러와 스위치간 연결 상태 확인 과정에서 컨트롤러와 스위치를 구분할 수 있는 다양한 파라미터를 이용할 수 있고, 상기 연결 상태 확인을 위해 사용되는 메시지들도 후술하는 특정 메시지에 한정되지 않는다.
연결 상태 확인 방법 수행을 위한 시스템 구성
도 1은 SDN 환경에서 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법을 수행하는 주체들인 컨트롤러와 네트워크 장치의 예시적 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법은 복수의 컨트롤러와 네트워크 장치(스위치)들 간의 연결 상태를 확인하기 위한 방법으로서, 복수의 컨트롤러들(110, 120)과 복수의 네트워크 장치들(130, 140)이 존재하는 환경에서 수행될 수 있다.
각각의 컨트롤러와 각각의 네트워크 장치들은 유사한 구성을 가질 수 있으며, 이하에서는 예시적으로 제1 컨트롤러(110)와 제1 네트워크 장치(130)의 세부 구성예를 설명하기로 한다. 한편, 이하에서 네트워크 장치는 '스위치'로 명칭되나, 앞서 언급된 바와 같이 스위치, 라우터, 스위치 요소, 라우터 요소, 포워딩요소 등의 다양한 기능 주체를 의미할 수 있다.
먼저, 컨트롤러(110)은 네트워크 장치들(130, 140)과 통신하기 위한 스위치 연동 프로토콜 처리부(111), 협상 절차에 따라 설정된 연결 상태 확인 메시지를 보낼 시각을 관리하는 타이머(timer) 관리부(112), 타이머 관리부(112)의 요청을 받아 스위치 연동프로토콜 처리부로 연결 상태 확인 요청 메시지를 보내거나, 스위치로부터 전달받은 연결 상태 확인 요청에 대해 응답 메시지를 보내도록 제어하는 연결 상태 확인 요청/응답 관리부(113)로 구성된다.
또한, 네트워크 장치(130)는, 상술된 컨트롤러의 구성과 대응되도록, 컨트롤러와 통신하기 위한 컨트롤러 연동 프로토콜 처리부(131), 협상 절차에 따라 설정된 연결 상태 확인 메시지를 보낼 시각을 관리하는 타이머 관리부(132), 타이머 관리부의 요청을 받아 컨트롤러 연동프로토콜 처리부로 연결 상태 확인 요청 메시지를 보내거나, 컨트롤러로부터 전달받은 연결 상태 확인 요청에 대해 응답 메시지를 보내도록 제어하는 연결 상태 확인 요청/응답 관리부(133)로 구성된다.
상술된 컨트롤러와 스위치의 구성은 본 발명의 연결 상태 확인 방법을 수행하기 위한 컨트롤러와 스위치의 대표적인 구성예를 설명한 것으로, 실제 컨트롤러와 스위치는 구현에 따라서 다양한 구성을 취할 수 있다. 따라서, 상술된 도 1의 구성예에 의해서 컨트롤러와 스위치의 구성이 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법
도 2은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법의 전체적인 절차를 개략적으로 도시한 메시지 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 컨트롤러(210)와 스위치(220)는 연결 설정을 완료한다(S210). 이때, 컨트롤러(210)와 스위치(220) 간의 연결 설정을 위해 TCP/IP 외에 컨트롤러와 스위치간 상호 통신이 가능한 다양한 전송계층 프로토콜이 사용될 수 있다.
다음으로, 컨트롤러(210)와 스위치(220)는 상호간의 통신이 이용될 프로토콜의 버전(version)에 대한 협상을 완료한다(S220). 즉, 프로토콜 버전에 대한 협상 과정은 상호 호환되는 버전의 프로토콜을 이용하여 이후의 통신 절차를 진행하기 위한 과정이다.
절차(S210)와 절차(S220)는 본 발명의 범위에 속하지 않는 절차들로서, 자세한 설명은 생략된다.
다음으로, 컨트롤러(210)는 스위치(220)와 연결 상태 확인 절차의 진행을 위한 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지를 스위치(220)로 전송한다(S230). 도 2에서 설명된 실시예에서는, 컨트롤러(210)가 스위치(220)에게 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지를 전송하는 것으로 예시되어 있으나, 스위치(220)가 컨트롤러(210)에게 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지를 전송하는 실시예도 가능할 것이다. 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지의 구체적인 내용은 후술된다.
다음으로, 스위치(220)는 컨트롤러(210)가 전송한 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지에 대한 응답값이 설정된 협상 응답 메시지를 컨트롤러(210)에게 전송한다(S240). 앞서 언급된 바와 같이, 스위치(220)가 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지를 컨트롤러(210)에게 전송하였다면, 컨트롤러(210)가 협상 응답 메시지를 스위치(220)에게 전송하도록 구성될 것이다.
다음으로, 컨트롤러(210)와 스위치(220) 간에는 각종 상태 정보 특성을 요청하고 및 응답하는 절차(S250) 및 제어에 필요한 설정값을 요청하고 설정하는 절차(S260)가 진행될 수 있다. 절차(S250)와 절차(S260)은 본 발명의 범위에 속하지 않는 절차들로서, 자세한 설명은 생략된다.
다음으로, 컨트롤러(210)와 스위치(220) 간에는, 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지와 협상 응답 메시지의 교환을 통하여 설정된 연결 상태 확인 조건에 기초하여 연결 상태 확인 절차가 진행되게 된다.
예컨대, 스위치(220)는 설정된 연결 상태 확인 조건에 기초하여, 컨트롤러(210)에게 연결 상태 확인 요청 메시지(예컨대, ECHO_REQUEST 메시지)를 전송할 수 있다(S270). 또한, 컨트롤러(210)는 연결 상태 확인 요청 메시지에 대한 응답으로 연결 상태 확인 응답 메시지(예컨대, ECHO_REPLY 메시지)를 전송할 수 있다(S280). 설정된 연결 상태 확인 조건에 따라서는, 컨트롤러(210)가 스위치(220)에게 연결 상태 확인 요청 메시지를 전송하고, 스위치(220)가 컨트롤러(210)에게 연결 상태 확인 응답 메시지를 전송하는 경우도 가능하다.
도 2의 예시에서, 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법의 특징 중 하나는 연결 상태 확인 조건을 협상하는 절차(S230, S240)와 협상 절차에 의해 설정된 연결 상태 확인 조건에 기초하여 연결 상태를 확인하는 절차(S270, S280)에 있다. 이하에서, 전술된 협상 절차와 연결 상태 확인 절차에 대해 상술된다.
도 3은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법의 전체적인 절차를 구체적으로 도시한 메시지 흐름도이다.
도 3에서, 단계들(S210, S220, S250, S260)에 대한 설명은 생략된다.
앞서 설명된 바와 같이, 단계(S230)에서 컨트롤러(210)는 스위치의 연결 상태 확인을 위한 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지를 스위치로 전송한다(S230). 상기 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지에는 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주체(컨트롤러, 스위치 또는 상호간), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기, 전송 주기의 최소값과 최대값, 연결 상태 확인 요청 메시지에 대한 응답이 없을 경우 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송 횟수, 재전송 횟수의 최소값 또는 최대값 등을 포함할 수 있다.
또한, 단계(S240)에서, 스위치(220)는 컨트롤러가 보낸 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지에 대해 상호간 협상을 위한 응답 값을 설정하여 컨트롤러로 협상 응답 메시지를 전송한다. 상기 협상 응답 메시지에는 연결 상태 확인 요청 메시지 전송 주체, 연결 상태 확인 요청 메시지 전송 주기, 연결 상태 확인 요청 메시지 에 대한 응답이 없을 경우 연결 상태 확인 요청 메시지 재전송 횟수 등을 포함할 수 있다.
한편, 도 2와 도 3의 실시예에서는, 컨트롤러와 스위치 중 일 측이 협상 요청 메시지를 1회 전송하고, 타 측이 협상 응답 메시지를 1회 전송하는 경우를 예시하고 있다. 그러나, 필요한 경우, 협상 요청 메시지와 협상 응답 메시지가 수 차례 교환되어, 적절한 연결 상태 확인 조건으로 수렴해나가도록 구성될 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법을 위한 연결 상태 확인 조건의 예를 설명하기 위한 표이다.
도 4를 참조하면, 연결 상태 확인 조건은, 예를 들어, 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주체(351), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기(352), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기 최소값(353) 및 최대값(354), 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송 횟수(355), 및 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송 최대값(356), 및 최소값(357) 등을 포함할 수 있다.
도 4에서는 생략되어 있으나, 예컨대, 연결 상태 확인 요청 메시지 전송 이후에 연결 상태 확인 응답 메시지를 기다리는 타임 아웃값 등이 연결 상태 확인 조건에 포함될 수 있다.
다시, 도 3을 참조하면, 컨트롤러(220)가 스위치(210)에게 단계(S230)에서 전송한 연결 상태 확인 조건 협상 요청 메시지(310)에는 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송주체가 컨트롤러임을 지시하는 정보(Init: Controller), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기를 5초로 지시하고, 전송주기의 최소값과 최대값을 각각 5초와 30초로 지시하는 정보(Period: 5s (5~30s))가 포함되어 있음을 알 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 스위치(210)가 컨트롤러(220)에게 단계(S240)에서 전송한 협상 응답 메시지(320)에는 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송주체가 컨트롤러임을 지시하는 정보(Init: Controller), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기를 10초로 지시하는 정보(Period: 10s (5~30s))가 포함되어 있음을 알 수 있다.
컨트롤러와 스위치의 협상에 있어서, 설정 대상 파라미터에 대해서 어느 일 측의 요청값과 타 측의 응답값이 상이할 경우, 어느 쪽이 우선권을 가질 것인지는 미리 정해진 규칙에 따를 수 있다. 또는, 양쪽이 동일한 파라미터에 수렴할 때까지 연결 상태 확인 조건 협상 절차가 반복적으로 수행되도록 구성될 수도 있을 것이다. 상술된 예에서는, 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주체와 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기에 대한 양측의 요청과 응답이 동일하므로(컨트롤러가 제시한 전송주기의 최소값과 최대값 범위 이내에서 스위치가 전송 주기값을 선택), 협상 절차는 종료된다.
단계(S230)과 단계(S240)에서 이루어진 협상의 결과에 따라서, 컨트롤러(210)는 10초(전송주기)의 간격으로 연결 상태 확인 요청 메시지(예컨대, ECHO_REQUEST)를 스위치(220)에게 전송하며, 스위치(220)는 연결 상태 확인 요청 메시지에 대한 응답 메시지(예컨대, ECHO_REPLY)를 컨트롤러(210)에게 전송하도록 구성된다.
한편, 상술된 연결 상태 확인 조건의 협상 절차와, 연결 상태 확인 절차는 하나의 스위치와 복수의 컨트롤러 간, 또는 하나의 컨트롤러와 복수의 스위치간에 수행될 수 있다.
먼저, 도 5 는 본 발명에 따라 하나의 스위치가 복수의 컨트롤러와 연결 상태를 확인하는 절차를 예시한 메시지 흐름도이다.
스위치(410)는 복수의 컨트롤러들(421, 422, 423)과의 연결 상태 확인을 위해 내부에 설정된 컨트롤러들과 연결 상태 확인 절차를 주기적으로 수행한다. 각 컨트롤러들과의 메시지 전송주기, 재전송 횟수 등에 대한 협상은 네트워크사업자 및 운용자의 편의에 따라 동일하게 설정할 수도 있고, 네트워크 환경 및 각종 제어의 목적에 의해 다른 값으로 협상할 수도 있다.
도 5에서는, 각각의 컨트롤러와의 독립적인 협상 절차(S410, S420, S430)에 의해서, 컨트롤러(421; 마스터 컨트롤러)에 대해서는 전송주기(Tc_m), 제1 슬레이브 컨트롤러(422)에 대해서는 전송주기(Tc_s1), 제2 슬레이브 컨트롤러(423)에 대해서는 전송주기(Tc_s2)가 설정된 경우가 예시된다.
한편, 도 6는 본 발명에 따라 하나의 컨트롤러가 복수의 스위치와 연결 상태를 확인하는 절차를 예시한 메시지 흐름도이다.
컨트롤러(510)는 복수의 스위치들(521, 522, 523)과의 연결 상태 확인을 위해 내부에 설정된 스위치들과 연결 상태 확인 절차를 주기적으로 수행한다. 각 스위치들에 대한 메시지 전송주기, 재전송 횟수 등에 대한 협상은 네트워크사업자 및 운용자의 편의에 따라 동일하게 설정할 수도 있고, 네트워크 환경 및 각종 제어의 목적에 의해 다른 값으로 협상할 수도 있다.
도 6에서는, 각각의 스위치와의 독립적인 협상 절차(S510, S520, S530)에 의해서, 제1 스위치(521)에 대해서는 전송주기(Tc_sw1), 제2 스위치(522)에 대해서는 전송주기(Tc_sw2), 제3 스위치(523)에 대해서는 전송주기(Tc_sw3)가 설정된 경우가 예시된다.
스위치 및 컨트롤러는 연결 상태 확인 절차를 수행 중인 복수의 컨트롤러 및 스위치의 연결 상태 정보와, 각각에 대한 연결 상태 확인 조건을 관리할 수 있다. 관리되는 정보는 각 장비의 연결 상태(status)와, 요청자(initiator; 연결 상태 확인 요청 메시지 전송 주체), 요청 메시지 전송 주기, 재전송 횟수, 상호 연결 지속시간(alive time) 등과 같이 협상된 연결 상태 확인 조건을 포함할 수 있다.
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에서 연결 상태 확인 조건 및 확인된 연결 상태 정보의 예를 설명하기 위한 표들이다.
먼저, 도 7a는 하나의 스위치가 자신과 연결 상태를 가지고 있는 컨트롤러들(마스터 컨트롤러 및 슬레이브 컨트롤러) 각각에 대한 연결 상태(611), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주체(612), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송주기(613), 연결 상태 확인 요청 메시지에 대한 응답을 수신하지 못한 경우의 재전송 횟수(614), 연결 유지 시간(615), 및 페일-오버 컨트롤러(fail-over controller; 616)에 대한 정보를 관리하고 있는 예시이다. 여기에서, 페일-오버 컨트롤러에 대해서는 후술된다.
한편, 도 7b는 하나의 컨트롤러가 자신과 연결 상태를 가지고 있는 스위치들 각각에 대한 연결 상태(617), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주체(618), 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송주기(619), 연결 상태 확인 요청 메시지에 대한 응답을 수신하지 못한 경우의 재전송 횟수(620), 및 연결 유지 시간(621)에 대한 정보를 관리하고 있는 예시이다.
상술된 도 7a와 도 7b에서 예시된 관리 정보들 이외에, 추가적인 연결 상태 확인 조건이나 연결 상태와 관련된 정보들이 각 스위치나 각 컨트롤러에서 관리될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에서 컨트롤러가 특정 스위치의 장애 상태를 판단하는 절차를 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
앞서, 도 5를 통하여 설명된 바와 같이, 스위치(420)는 복수의 컨트롤러들(421, 422, 423)과 협상된 설정 값에 따라 주기적으로 연결 상태 확인 절차를 수행할 수 있다.
특정 시점에 컨트롤러가 전송한 연결 상태 확인 요청 메시지에 대해 특정 스위치에서 응답이 없을 경우, 컨트롤러는 해당 스위치로 연결 상태 확인 요청 메시지를 협상된 횟수만큼 재전송한다. 설정된 최대 재전송 횟수 이전에 스위치에서 연결 상태 확인 응답 메시지를 보내게 되면, 컨트롤러는 스위치가 정상적으로 연결되어 동작하고 있는 것으로 판단한다.
그러나, 지정된 재전송 횟수를 초과할 때까지 스위치에서 응답이 없는 경우 컨트롤러는 해당 스위치와의 연결에 이상이 발생하여 스위치와의 정상적인 통신 및 제어가 불가한 것으로 판단하고, 해당 스위치의 상태를 장애 상태로 관리한다.
도 8의 예에서, 마스터 컨트롤러(421)는 설정된 재전송 횟수(3회) 만큼의 연결 상태 확인 요청 메시지 전송에 대해서 스위치(410)로부터 확인 응답 메시지 전송이 없는 것을 확인하고, 스위치(410)의 상태를 장애 상태(switch down)로 판단할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에서 스위치가 특정 컨트롤러의 장애 상태를 판단하는 절차를 설명하기 위한 메시지 흐름도이다.
스위치(410)는 복수의 컨트롤러들(421, 422, 423)과 협상된 설정 값에 따라 주기적으로 연결 상태 확인 절차를 수행한다.
특정 시점에 스위치가 전송한 연결 상태 확인 요청 메시지에 대해 특정 컨트롤러에서 응답이 없을 경우, 스위치는 해당 컨트롤러로 연결 상태 확인 요청 메시지를 협상된 횟수만큼 재전송한다. 설정된 최대 재전송 횟수 이전에 스위치에서 연결 상태 확인 응답 메시지를 보내게 되면, 스위치는 컨트롤러가 정상적으로 연결되어 동작하고 있는 것으로 판단한다. 그러나, 지정된 재전송 횟수를 초과할 때까지 컨트롤러에서 응답이 없는 경우 스위치는 해당 컨트롤러와의 연결에 이상이 발생하여 컨트롤러와의 정상적인 통신이 불가한 것으로 판단하고, 해당 컨트롤러의 상태를 장애 상태로 관리한다.
도 9의 예에서, 스위치(410)는 설정된 재전송 횟수(3회) 만큼의 연결 상태 확인 요청 메시지 전송에 대해서 컨트롤러(421)로부터 확인 응답 메시지 전송이 없는 것을 확인하고, 컨트롤러(421)의 상태를 장애 상태(controller down)로 판단할 수 있다.
본 발명의 연결 상태 확인 방법에 따른 페일 오버( fail - over ) 절차
도 9를 통하여 상술된 바와 같이, 스위치가 특정 컨트롤러의 상태가 장애 상태인 것으로 판단한 경우, 자신에 대한 제어권을 장애 상태가 발생된 특정 컨트롤러에서 다른 컨트롤러로 넘기는 절차(fail-over)가 수행될 필요가 있다.
도 10은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에 의해 스위치가 특정 컨트롤러의 장애상태를 판단한 경우, 특정 타 컨트롤러로 페일-오버(fail-over)를 요청하는 절차를 설명하는 메시지 흐름도이다.
도 9에서 예시된 바와 같이, 스위치가 특정 컨트롤러(421)로 보낸 연결 상태 확인 요청 메시지(상기 실시예에서는 ECHO 요청 메시지)에 대해 협상된 메시지 재전송 횟수 동안 응답이 없는 경우, 해당 컨트롤러(421)를 장애 상태(controller down)로 파악한다.
이 경우, 스위치는 내부적(또는 네트워크 운용자가 지정한)으로 설정된 특정 타 컨트롤러(상기 실시예에서는 슬레이브1 컨트롤러(422))로 페일-오버(fail-over 요청; S1010)을 보내, 자신과 연결되어 있던 마스터 컨트롤러(421)가 장애 상태임을 알리고 타 컨트롤러(422)와 새로운 연결을 설정하게 된다. 이때, 특정 타 컨트롤러(페일-오버 컨트롤러; 422)는 앞서 도 6a를 통하여 예시된 스위치가 관리하는 연결 상태 정보(616)에서 마스터 컨트롤러(421)에 대해서 지정된 페일 오버 컨트롤러가 된다. 즉, 마스터 컨트롤러에 대한 페일-오버 컨트롤러는 제1 슬레이브 컨트롤러가 된다.
페일-오버가 절차가 완료된 이후에, 타 컨트롤러(즉, 제1 슬레이브 컨트롤러; 422)와 스위치(420)간의 연결이 설정되면, 도 2 및 도 3을 통하여 설명된 연결 상태 확인 절차가 컨트롤러(422)와 스위치(420) 간에 수행된다.
도 11은 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에 의해 스위치가 특정 컨트롤러의 장애상태를 판단한 경우, 복수의 타 컨트롤러로 페일-오버(fail-over)를 요청하는 절차를 설명하는 메시지 흐름도이다.
도 9의 컨트롤러 장애 상태 판단 절차에 따라 스위치가 특정 컨트롤러(421)로 보낸 연결 상태 확인 요청 메시지(상기 실시예에서는 ECHO 요청 메시지)에 대해 협상된 메시지 재전송 횟수 동안 응답이 없는 경우, 해당 컨트롤러를 장애 상태로 파악한다.
스위치는 내부적(또는 네트워크 운용자가 지정한)으로 설정된 복수의 컨트롤러(상기 실시예에서는 슬레이브1, 슬레이브2 컨트롤러)로 페일-오버(fail-over) 요청(S1030, S1040)을 보내 자신과 연결되어 있던 마스터 컨트롤러(421)가 장애 상태임을 알린다.
스위치로부터 페일-오버 요청 메시지를 수신한 컨트롤러들은 사전에 설정되어 있는 신규 마스터 컨트롤러 선정 방식에 따라 어느 컨트롤러가 신규 마스터 컨트롤러가 될 것인지를 선정한 후에 해당 신규 마스터 컨트롤러(상기 실시예에서는 슬레이브1 컨트롤러)가 페일-오버 응답 메시지(S1050)를 상기 스위치(420)로 전송한다. 스위치는 페일-오버 요청을 보낸 복수의 컨트롤러들 중 페일-오버 응답 메시지를 첫 번째로 보내는 컨트롤러(상기 실시예에서는 슬레이브1 컨트롤러; 422)와 새로운 연결을 설정하게 된다.
페일-오버가 절차가 완료된 이후에, 타 컨트롤러(즉, 제1 슬레이브 컨트롤러; 422)와 스위치(420)간의 연결이 설정되면, 도 2 및 도 3을 통하여 설명된 연결 상태 확인 절차가 컨트롤러(422)와 스위치(420) 간에 수행된다.
도 12는 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에 의한 페일-오버 절차에서 이용되는 페일-오버 메시지의 구성예를 설명하기 위한 표이다.
도 12를 참초하면, 본 발명에 따른 연결 상태 확인 방법에 이용되는 페일-오버 메시지에는, 페일-오버 메시지를 전송하는 장치의 식별자(예컨대, 스위치의 고유 식별자; 1201), 페일-오버 요청 메시지인지, 응답 메시지인지를 구별하기 위한 페일-오버 메시지의 타입(FAILOVER_REQUEST 또는 FAILOVER_REPLY의 열거값을 가질 수 있음; 1202), 및 페일-오버 요청 사유(MASTER_DOWN 또는 NETWORK_ERROR 등의 열거값을 가질 수 있음; 1203) 등의 정보가 포함될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110, 120: 컨트롤러
111: 스위치 연동 프로토콜 처리부
112: 타이머 관리부
113: 연결성 확인 요청/응답 처리부
130, 140: 네트워크 장치
131: 컨트롤러 연동 프로토콜 처리부
132: 타이머 관리부
133: 연결성 확인 요청/응답 처리부

Claims (15)

  1. 소프트웨어 정의 네트워크에서 컨트롤러와 네트워크 장치간의 연결 상태 확인 방법으로서,
    상기 컨트롤러 및 상기 네트워크 장치의 일 측이 소정의 주기로 연결 상태 확인 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 일 측의 타 측으로부터 상기 연결 상태 확인 요청 메시지에 대응된 연결 상태 확인 메시지가 수신되지 않는 경우, 소정의 재전송 횟수에 기초하여 연결 상태 확인 요청 메시지를 재전송하는 단계를 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정의 주기는 상기 컨트롤러와 상기 네트워크 장치 간의 협상에 의해서 결정되는, 연결 상태 확인 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정의 재전송 횟수는 상기 컨트롤러와 상기 네트워크 장치 간의 협상에 의해서 결정되는, 연결 상태 확인 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정의 재전송 횟수 만큼의 상기 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송에 대해서 상기 타 측의 연결 상태 확인 메시지 응답이 없는 경우, 상기 일 측이 상기 타 측과의 연결을 장애 상태로 판단하는 단계를 추가로 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 일 측이 상기 네트워크 장치이고 상기 타 측이 상기 컨트롤러이며, 상기 네트워크 장치와 상기 컨트롤러 간의 연결이 장애 상태로 판단된 경우, 상기 네트워크 장치가 상기 컨트롤러와의 연결 상태가 장애 상태임을 상기 컨트롤러가 아닌 적어도 하나의 컨트롤러에 통보하는 단계를 추가로 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 하나의 컨트롤러는 상기 컨트롤러의 슬레이브(slave) 컨트롤러를 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 상태 확인 요청 메시지는 에코 요청(Echo Request) 메시지이며, 상기 연결 상태 확인 응답 메시지는 에코 응답(Echo Reply) 메시지인, 연결 상태 확인 방법.
  8. 소프트웨어 정의 네트워크에서 컨트롤러와 네트워크 장치간의 연결 상태 확인 방법으로서,
    상기 컨트롤러와 상기 네트워크 장치의 일 측이 타 측으로 연결 상태 확인을 위한 협상 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 일 측이 상기 타 측으로부터 상기 협상 요청 메시지에 대한 협상 확인 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 협상 확인 메시지에 기초하여 결정된 연결 상태 확인 조건에 기초하여 상기 일 측이 상기 타 측과 연결 상태 확인을 수행하는 단계를 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 협상 요청 메시지는 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주체, 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기, 및 연결 확인 요청 메시지의 재전송 횟수의 적어도 하나를 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 컨트롤러 및 상기 네트워크 장치의 일 측이 연결 상태 확인 요청 메시지의 전송 주기에 기초하여 타 측으로 연결 상태 확인 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 일 측의 타 측으로부터 상기 연결 상태 확인 요청 메시지에 대응된 연결 상태 확인 메시지를 수신하는 단계를 추가로 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 일 측의 타 측으로부터 상기 연결 상태 확인 요청 메시지에 대응된 연결 상태 확인 메시지가 수신되지 않는 경우, 상기 재전송 횟수에 기초하여 연결 상태 확인 요청 메시지를 재전송하는 단계를 추가로 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 소정의 재전송 횟수 만큼의 상기 연결 상태 확인 요청 메시지의 재전송에 대해서 상기 타 측의 연결 상태 확인 메시지 응답이 없는 경우, 상기 일 측이 상기 타 측과의 연결을 장애 상태로 판단하는 단계를 추가로 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 일 측이 상기 네트워크 장치이고 상기 타 측이 상기 컨트롤러이며, 상기 네트워크 장치와 상기 컨트롤러 간의 연결이 장애 상태로 판단된 경우, 상기 네트워크 장치가 상기 컨트롤러와의 연결 상태가 장애 상태임을 상기 컨트롤러가 아닌 적어도 하나의 컨트롤러에 통보하는 단계를 추가로 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 하나의 컨트롤러는 상기 컨트롤러의 슬레이브(slave) 컨트롤러를 포함하는, 연결 상태 확인 방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 연결 상태 확인 요청 메시지는 에코 요청(Echo Request) 메시지이며, 상기 연결 상태 확인 응답 메시지는 에코 응답(Echo Reply) 메시지인, 연결 상태 확인 방법.
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