KR20150013977A - Sdn 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치 및 방법 - Google Patents

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김남곤
나상완
류정훈
백은경
윤원동
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주식회사 케이티
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways

Abstract

SDN (Software Defined Networking) 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치는 제 1 개인 아이피 주소를 할당하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버부, 다른 게이트웨이 장치의 DHCP 서버부로부터 제 2 개인 아이피 주소를 할당받는 DHCP 클라이언트부 및 상기 제 1 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 주소 변환부를 포함하되, 제 1 조건 하에서는 DHCP 서버부 및 주소 변환부가 활성화되도록 프로그램되어 게이트웨이 장치가 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하고, 제 2 조건 하에서는 DHCP 클라이언트부가 활성화되도록 프로그램되어 게이트웨이 장치가 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 것을 특징으로 한다.

Description

SDN 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치 및 방법{SDN PROGRAMABLE GATEWAY DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 SDN 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치 및 방법에 관한 것이다.
인터넷 게이트웨이(Internet Gateway)란 다수의 컴퓨터 시스템을 하나의 인터넷과 접속하는 장비를 말한다. 인터넷 게이트웨이는 사설 아이피 주소를 할당하는 DHCP 서버 기능 및 공용 아이피 주소와 사설 아이피 주소 사이에서 주소 변환 기능(NAT)을 제공하며, 사설 아이피 주소를 이용하는 다수의 노드들이 공용 아이피 주소를 공유할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 이러한 인터넷 게이트웨이와 관련하여, 선행기술인 한국공개특허 제 2012-0002951호에는 범용 IP 멀티미디어 댁내 게이트웨이들을 위한 방법 및 시스템이 개시되어 있다.
한편, 기존의 인터넷 게이트웨이는 하나의 인터넷 게이트웨이에 연결될 수 있는 사용자의 수가 제한적이었기 때문에 다수의 사용자가 하나의 인터넷 게이트웨이를 통해 인터넷 연결을 하는 데 어려움이 존재했다. 다수의 사용자에게 인터넷 연결을 제공하기 위해 다수의 인터넷 게이트웨이를 이용하는 경우, 인터넷 게이트웨이의 수만큼 공용 아이피 주소가 필요해져 비용이 발생한다는 단점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, SDN(Software Defined Networking) 기반의 프로그래머블 인터넷 게이트웨이를 통해 인터넷 게이트웨이의 동적 구성 및 적은 숫자의 공용 아이피(IP) 주소를 이용할 수 있는 SDN 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치 및 방법을 제공하고자 한다. 또한, 트래픽 모니터링 기능을 통해 각 인터넷 게이트웨이의 트래픽 사용량 또는 각 호스트의 사용량을 모니터링하고, 대역폭 제한 기능을 제공할 수 있는 SDN 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치 및 방법을 제공하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는 제 1 개인 아이피 주소를 할당하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버부, 다른 게이트웨이 장치의 DHCP 서버부로부터 제 2 개인 아이피 주소를 할당받는 DHCP 클라이언트부 및 제 1 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 주소 변환부를 포함하되, 제 1 조건 하에서는 DHCP 서버부 및 상기 주소 변환부가 활성화되도록 프로그램되어 게이트웨이 장치가 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하고, 제 2 조건 하에서는 DHCP 클라이언트부가 활성화되도록 프로그램되어 게이트웨이 장치가 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 것을 특징으로 하는 게이트 웨이 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 다른 게이트웨이 장치에게 다른 게이트웨이 장치에 대응하는 제 1 개인 아이피 주소를 할당하고, 다른 게이트웨이 장치와 연결하는 단계, 다른 게이트웨이 장치로부터 모바일 디바이스의 정보를 포함하는 개인 아이피 주소 요청을 수신하는 단계, 다른 게이트웨이 장치로 모바일 디바이스에 대응하는 제 2 개인 아이피 주소를 포함하는 개인 아이피 주소 응답을 전송하는 단계 및 다른 게이트웨이 장치로부터 제 2 개인 아이피 주소를 포함하는 패킷을 수신한 경우, 패킷의 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 단계를 포함하는 SDN(Software Defined Networking) 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치가 네트워크 주소를 할당하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 개인 아이피 주소를 할당하고, 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 게이트웨이 서버, 개인 아이피 주소를 SDN 게이트웨이 서버로부터 할당받는 복수의 게이트웨이 클라이언트를 포함하되, 게이트웨이 서버는 게이트웨이 클라이언트로서 동작하도록 동적으로 프로그램가능하고, 게이트웨이 클라이언트는 게이트웨이 서버로서 동작하도록 동적으로 프로그램가능한 게이트웨이 시스템을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예는, SDN(Software Defined Networking) 기반의 프로그래머블 인터넷 게이트웨이를 통해 인터넷 게이트웨이의 동적 구성 및 적은 숫자의 공용 아이피(IP) 주소를 이용할 수 있는 SDN 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치 및 방법을 제공할 수 있다. 또한, 트래픽 모니터링 기능을 통해 각 인터넷 게이트웨이의 트래픽 사용량 또는 각 호스트의 사용량을 모니터링하고, 대역폭 제한 기능을 제공할 수 있는 SDN 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN (Software defined Networking) 기반의 게이트웨이 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 게이트웨이 장치 중 어느 하나의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 게이트웨이 장치 중 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 것과 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 것이 연결된 상태를 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 1의 게이트웨이 시스템에 포함된 각 구성들에 의해 수행되는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 주소 할당 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN(Software Defined Network) 기반의 게이트웨이 시스템(1)의 구성도이다. 도 1을 참조하면, SDN(Software Defined Network) 기반의 게이트웨이 시스템(1)은 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b) 및 복수의 모바일 디바이스(30)를 포함할 수 있다. 이 때, 도 1에 도시된 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b) 및 복수의 모바일 디바이스(30)가 도 1에 도시된 것들로 한정 해석되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b)에는 고정형 디바이스가 연결될 수도 있다.
SDN 기반의 게이트웨이 시스템(1)을 구성하는 도 1의 각 구성요소들은 일반적으로 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 모바일 디바이스(30)는 무선 네트워크를 통하여 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b) 중 어느 하나와 연결된다.
네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예는, Wi-Fi, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 3G, 4G, LTE 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
SDN(Software Defined Network) 기반의 게이트웨이 시스템(1)에 포함된 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b)는 각각 게이트웨이 서버로서 동작하거나 게이트웨이 클라이언트로서 동작할 수 있다. 도 1에 도시된 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b) 중, 예를 들어, 리더(leader)로서 선택된 게이트웨이 장치(10)는 게이트웨이 서버(10)로서 동작하고 나머지 게이트웨이 장치(20a 및 20b)는 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로서 동작하도록 구성되었다고 가정할 수 있다. 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는, 예를 들어, L2 스위치로서 동작할 수 있다.
게이트웨이 서버(10)는 개인 아이피 주소를 자신과 연결된 복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)에 할당하고, 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환한다. 예를 들어, 게이트웨이 서버(10)의 공용 아이피(IP)주소는 "210.125.84.101"이고, 개인 아이피(IP) 주소는 "192.168.1.1"이라고 가정하자. 게이트웨이 서버(10)는 제 1 게이트웨이 클라이언트(20a)와 제 2 게이트웨이 클라이언트(20b)의 개인 아이피(IP) 주소를 각각 "192.168.1.201" 및 "192.168.1.202"로 할당할 수 있다. 또한, 게이트웨이 서버(10)는 복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)에 할당된 개인 아이피(IP) 주소를 공용 아이피(IP) 주소인 "210.125.84.101"로 변환할 수 있다.
게이트웨이 서버(10)는 복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로부터 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)에 연결된 복수의 모바일 디바이스(31 내지 32)에 대한 개인 아이피 주소를 요청받고, 복수의 모바일 디바이스(31 내지 32)의 개인 아이피(IP) 주소를 각각에게 할당할 수 있다. 이 때, 게이트웨이 서버(10)는 복수의 모바일 디바이스(31 내지 32)에 할당된 개인 아이피(IP) 주소를 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 게이트웨이 서버(10)는 제 1 게이트웨이 클라이언트(20a)로부터 제 1 게이트웨이 클라이언트(20a)와 연결된 모바일 디바이스(31)의 개인 아이피 주소를 요청받을 수 있다. 게이트웨이 서버(10)는 제 1 게이트웨이 클라이언트(20a)와 연결된 모바일 디바이스(31)의 개인 아이피 주소를 각각 "192.168.1.101" 및 "192.168.1.102"으로 할당하고, 할당한 개인 아이피 주소를 제 1 게이트웨이 클라이언트(20a)로 전송할 수 있다.
다른 예를 들어, 게이트웨이 서버(10)는 제 2 게이트웨이 클라이언트(20b)와 연결된 모바일 디바이스(32)의 개인 아이피 주소를 각각 "192.168.1.105" 및 "192.168.1.106"으로 할당하고, 할당한 개인 아이피 주소를 제 2 게이트웨이 클라이언트(20b)로 전송할 수 있다. 또한, 게이트웨이 서버(10)는 복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로부터 수신한 모바일 디바이스(31 내지 32)의 개인 아이피(IP) 주소를 공용 아이피(IP) 주소인 "210.125.84.101"로 변환할 수 있다.
게이트웨이 서버(10)는 자신과 연결된 복수의 모바일 디바이스(33 내지 34)로부터 개인 아이피 주소를 요청받으면, 해당 모바일 디바이스(33 내지 34)에게 개인 아이피 주소를 직접 할당하고, 할당된 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이 서버(10)는 복수의 모바일 디바이스(33 내지 34)의 개인 아이피(IP) 주소를 "192.168.1.103" 및 "192.168.1.104"로 할당할 수 있다. 또한, 게이트웨이 서버(10)는 복수의 모바일 디바이스(33 내지 34)에 할당된 개인 아이피(IP) 주소를 공용 아이피(IP) 주소인 "210.125.84.101"로 변환할 수 있다.
리더로서 선택된 게이트웨이 서버(10)는 DHCP 서버로서의 기능 외에도 확장을 통해서 보다 다양한 기능의 제공이 가능하다. 예를 들어, 트래픽 모니터링 기능을 통해 각 인터넷 게이트웨이의 트래픽 사용량이나 각 호스트의 사용량을 모니터링하고 대역폭 제한 기능 등을 제공할 수 있다.
복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 개인 아이피 주소를 게이트웨이 서버(10)로부터 할당받는다. 복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 게이트웨이 서버(10)로 개인 아이피 주소 요청을 하면, 게이트웨이 서버(10)로부터 할당된 개인 아이피 주소를 수신할 수 있다.
복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 해당 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)와 연결된 모바일 디바이스(30)로부터 개인 아이피 주소를 요청받으면, 복수의 모바일 디바이스(30)의 개인 아이피 주소 요청을 게이트웨이 서버(10)로 전송한다. 그 후, 복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 게이트웨이 서버(10)로부터 복수의 모바일 디바이스(30)의 개인 아이피 주소를 수신하면, 수신한 개인 아이피 주소를 각 모바일 디바이스(30)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 제 1 게이트웨이 클라이언트(20a)는 제 1 게이트웨이 클라이언트(20a)의 영역 내에 있는 모바일 디바이스(31)로부터 개인 아이피 주소를 요청받으면, 모바일 디바이스(31)의 개인 아이피 주소를 게이트웨이 서버(10)로부터 수신하여 모바일 디바이스(31)로 전송할 수 있다. 다른 예를 들어, 제 2 게이트웨이 클라이언트(20b)는 제 2 게이트웨이 클라이언트(20b)의 영역 내에 있는 모바일 디바이스(32)로부터 개인 아이피 주소를 요청받으면, 모바일 디바이스(32)의 개인 아이피 주소를 게이트웨이 서버(10)로부터 수신하여 모바일 디바이스(32)로 전송할 수 있다.
상술한 실시예에서, 게이트웨이 장치(10)는 게이트웨이 서버(10)로서 동작하는 것으로 기술되어 있으나, 게이트웨이 클라이언트로서 동작하도록 동적으로 제어하거나 프로그램할 수 있다. 이와 유사하게, 게이트웨이 장치(20a 내지 20b)는 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로서 동작하는 것으로 기술되어 있으나, 게이트웨이 서버로서 동작하도록 동적으로 제어하거나 프로그램할 수 있다.
이와 같이, 각 게이트웨이 장치(10, 20a, 20b)가 트래픽 상황에 따라, 게이트웨이 서버로서 동작하거나, 혹은 게이트웨이 클라이언트로서 동작함으로써, 인터넷 게이트웨이의 동적 구성이 가능해지고, 적은 숫자의 공용 아이피(IP) 주소만을 이용하여 원활한 서비스를 제공할 수 있다.
모바일 디바이스(30)는 복수의 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로 개인 아이피 주소를 요청할 수 있다. 또는, 모바일 디바이스(30)는 게이트웨이 서버(10)로 개인 아이피 주소를 직접 요청할 수 있다. 이러한 모바일 디바이스(30)는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타플렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으나, 이러한 예에 한정되어 해석되지는 않는다.
도 2는 도 1에 도시된 게이트웨이 장치 중 어느 하나의 구성도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b)는 각각 통신부(11), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버부(12), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 클라이언트부(13), 제어부(14) 및 주소 변환부(15)를 포함할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b)는 본원의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 2에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 여러 형태로 변형이 가능함은 본원의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
통신부(11)는 게이트웨이 장치가 제 1 조건(예를 들어, Leader로 선택된 경우) 하에 있을 경우에, 다른 게이트웨이 장치 및 디바이스(30)로부터 개인 아이피 주소 요청을 수신하고, 수신한 개인 아이피 주소 요청에 대한 응답을 다른 게이트웨이 장치 및 모바일 디바이스(30)로 전송한다.
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버부(12)는 개인 아이피 주소를 할당한다. 이 때, DHCP 서버부(12)는 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b) 및 모바일 디바이스(30)의 개인 아이피 주소를 할당할 수 있다.
DHCP 클라이언트부(13)는 제 1 조건 하에 있는 게이트웨이 장치의 DHCP 서버부(12)로부터 개인 아이피 주소를 할당받는다. 이 때, DHCP 클라이언트부(13)는 해당 게이트웨이 장치 및 모바일 디바이스(30)의 개인 아이피 주소를 할당받을 수 있다.
제어부(14)는 패킷에 대한 정보에 기초하여 패킷에 대한 전송 방법을 제공할 수 있다. 이 때, 제어부(14)는 패킷에 대한 정보에 기초하여 플로우 테이블에 의해 패킷에 대한 전송 방법을 결정할 수 있다. 제어부(14)는 플로우 테이블을 작성하여, 플로우 테이블 내의 플로우 엔트리를 추가 및 삭제할 수 있다.
구체적으로, 플로우 테이블은 적어도 하나 이상의 플로우 엔트리(Flow Entry)를 포함하며, 플로우 엔트리는 패킷의 처리 조건 정보, 처리 정보 및 통계 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 처리 조건 정보는 헤더 정보로 지정할 수 있는 조건이 프로토콜 계층 중 L1의 물리적 포트 번호로부터 L4의 TCP/UDP포트 번호까지 다양하며, 이 조건에 기초하여 패킷 전송 방법을 결정할 수 있다. 포트 번호는 예를 들어, L1의 Switch Port, L2의 MAC src, MAC dst, Ether type, VLAN ID, VLAN Priority, MPLS Label 및 MPLS traffic class, L3의 MPLS Label, MPLS traffic class, Src IP, Dst IP, Protocol NO. 및 ToS, L4의 Src TCP/UDP port, Dst TCP/UDP port를 포함할 수 있다. 처리 정보는 전송, 폐기, 지정된 필드의 값을 다시 작성 하는 것 등의 처리 방법을 지정할 수 있다. 또한, 처리 정보는 패킷을 송출할 포트 번호도 함께 지정할 수 있다. 통계 정보는 플로우 엔트리 별로 송수신되는 트래픽의 양을 패킷의 수와 바이트 수로 나타낼 수 있으며, 이러한 통계에 기초하여 패킷의 경로를 계산 시, 매개 변수로 이용할 수 있다. 예를 들어, 부하가 큰 경로를 우회해 다른 경로로 패킷을 전송할 수 있다.
통신부(11)는 플로우 테이블(Flow Table)에 기초하여 패킷을 전송할 수 있다. 이 때, 통신부는 수신된 패킷이 플로우 테이블에 등록되어 있지 않은 경우, 패킷에 대한 플로우의 추가를 제어부(14)로 요청할 수 있다.
주소 변환부(15)는 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환한다. 예를 들어, 게이트웨이 서버(10)의 공용 아이피 주소가 "210.125.84.101"이고, 개인 아이피 주소가 "192.168.1.1"이라고 가정하자. 게이트웨이 클라이언트(20)의 개인 아이피 주소가 "192.168.1.201"인 경우, 게이트웨이 클라이언트(20)의 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소인 "210. 125.84.101"로 변환할 수 있다. 다른 예를 들어, 모바일 디바이스(30)의 개인 아이피 주소가 "192.168.1.105"인 경우, 모바일 디바이스(30)의 개인 아이피 주소는 게이트웨이 클라이언트(20)를 통해 게이트웨이 서버(10)로 전송되며, 게이트웨이 서버(10)는 모바일 디바이스(30)의 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소인 "210.125.84.101"로 변환할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 게이트웨이 장치 중 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 것(10)과 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 것(20a 및 20b)이 연결된 상태를 나타낸 구성도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b) 중, 예를 들어, 게이트웨이 장치(10)는 제 1 조건(예를 들어, Leader로서 선택된 경우) 하에서 DHCP 서버부(12) 및 주소 변환부(15)가 활성화되고, DHCP 클라이언트부(13)가 비활성화되도록 프로그램되어 게이트웨이 장치(10)가 SDN 게이트웨이 서버(10)로서 동작할 수 있다. 또한, 복수의 게이트웨이 장치(10, 20a 및 20b) 중, 예를 들어, 게이트웨이 장치(20a 및 20b)는 제 2 조건(예를 들어, Leader로서 선택되지 않은 경우) 하에서 DHCP 클라이언트부(23)가 활성화되고, DHCP 서버부(22) 및 주소 변환부(25)가 비활성화되도록 프로그램되어 게이트웨이 장치(20a 및 20b)가 SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 및 20b)로서 동작할 수 있다.
SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치(10)의 통신부(11)는 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 다른 게이트웨이 장치(20a 내지 20b)로부터 개인 아이피 주소 요청을 수신한다. DHCP 서버(12)는 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 게이트웨이 장치(20a 내지 20b)의 개인 아이피 주소를 할당하고, 통신부(11)는 DHCP 서버부(12)에서 할당된 제 1 개인 아이피 주소를 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 게이트웨이(20a 내지 20b)로 전송할 수 있다.
SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치(10)는 모바일 디바이스(30)로부터 모바일 디바이스(30)의 정보를 포함하는 개인 아이피 주소 요청을 직접 수신할 수 있다. SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치(10)의 통신부(11)는 제 2 모바일 디바이스(33 내지 34)에 대응하는 제 3 개인 아이피 주소를 포함하는 개인 아이피 주소 응답을 전송하고, 주소 변환부(15)는 제 2 모바일 디바이스(33 내지 34)로부터 제 3 개인 아이피 주소를 포함하는 패킷을 수신한 경우, 패킷의 주소를 공용 아이피 주소로 변환할 수 있다. 이 때, 제 2 모바일 디바이스(33 내지 34)는 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치(10)의 영역 내에 존재하는 디바이스일 수 있다.
SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 게이트웨이 장치(20a 내지 20b)는 제 1 모바일 디바이스(31 내지 32)로부터 개인 아이피 주소 요청을 수신하면, 수신한 개인 아이피 주소를 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치(10)로 전송한다. SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 게이트웨이 장치(20a 내지 20b)는 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치(10)로부터 수신한 제 2 개인 아이피 주소를 제 1 모바일 디바이스(31 내지 32)로 전송할 수 있다. 이 때, SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치(10)는 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 게이트웨이 장치(20a 내지 20b)로서 동작하도록 동적으로 재구성 가능하고, SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 게이트웨이 장치(20a 내지 20b)는 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치 (10)로서 동작하도록 동적으로 재구성 가능하다.
도 4는 도 1의 게이트웨이 시스템에 포함된 각 구성들에 의해 수행되는 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 개인 아이피 주소 할당을 SDN 게이트웨이 서버(10)로 요청한다(S410). SDN 게이트웨이 서버(10)는 SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)의 개인 아이피 주소를 할당하고(S411), 개인 아이피 주소 할당에 대한 응답을 SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로 전송한다(S412). SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 SDN 게이트웨이 서버(10)로 SDN 연결을 요청한다(S413). SDN 게이트웨이 서버(10)는 SDN 연결이 이루어지면(S414), SDN 연결에 대한 응답을 SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로 전송한다(S415). SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 인터널 호스트(Internal Host)로부터 개인 아이피 주소 할당 요청을 받으면(S416), 개인 아이피 주소 할당 요청 메시지를 SDN 게이트웨이 서버(10)로 전송한다(S417). SDN 게이트웨이 서버(10)는 개인 아이피 주소를 할당하고(S418), 할당된 개인 아이피 주소 응답 메시지를 SDN 게이트웨이 클라이언트(20)로 전송한다(S419). SDN 게이트웨이 클라이언트(20)는 수신한 개인 아이피 주소 할당 응답 메시지를 인터널 호스트(Internal Host)로 전송한다(S420).
그 후, SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 인터널 호스트(Internal Host)로부터 데이터를 요청받으면(S421), SDN 게이트웨이 서버(10)로 데이터 플로우 처리를 문의한다(S422). SDN 게이트웨이 서버(10)는 데이터 플로우 처리 방법을 결정하고(S423), 결정된 데이터 플로우 처리 방법을 SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로 전송한다(S424). SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 데이터 요청 메시지를 SDN 게이트웨이 서버(10)로 전송하면(S425), SDN 게이트웨이 서버(10)는 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환한다(S426). SDN 게이트웨이 서버(10)는 데이터 요청 메시지를 익스터널 호스트(External Host)로 전송하고(S427), 익스터널 호스트(External Host)는 데이터 응답 메시지를 SDN 게이트웨이 서버(10)로 전송한다(S428). SDN 게이트웨이 서버(10)는 데이터 플로우 처리 방법을 SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로 전송하고(S429), 데이터의 공용 아이피 주소를 개인 아이피 주소로 변환한다(S430). SDN 게이트웨이 서버(10)는 데이터 응답 메시지를 SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)로 전송하면(S431), SDN 게이트웨이 클라이언트(20a 내지 20b)는 데이터 응답을 인터널 호스트(Internal Host)로 전송한다(S432).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 주소 할당 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5에 도시된 실시예에 따른 네트워크 주소 할당 방법은 도 2에 도시된 실시예에 따른 SDN(Software Defined Networking) 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 2에 도시된 실시예에 따른 SDN(Software Defined Networking) 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치에 관하여 이미 기술된 내용은 도 5에 도시된 실시예에 따른 네트워크 주소 할당 방법에도 적용된다.
단계 S510에서 어느 한 게이트웨이 장치의 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버부(12)는 다른 게이트웨이 장치에게 다른 게이트웨이 장치에 대응하는 제 1 개인 아이피 주소를 할당하고, 다른 게이트웨이 장치와 연결한다. 단계 S520에서 어느 한 게이트웨이 장치의 통신부(11)는 다른 게이트웨이 장치로부터 모바일 디바이스의 정보를 포함하는 개인 아이피 주소 요청을 수신한다. 단계 S530에서 어느 한 게이트웨이 장치의 통신부(11)는 다른 게이트웨이 장치로 모바일 디바이스에 대응하는 제 2 개인 아이피 주소를 포함하는 개인 아이피 주소 응답을 전송한다. 단계 S540에서 어느 한 게이트웨이 장치가 다른 게이트웨이 장치로부터 제 2 개인 아이피 주소를 포함하는 패킷을 수신한 경우, 패킷의 주소를 공용 아이피 주소로 변환한다.
도 5를 통해 설명된 일 실시예에 따른 네트워크 주소 할당 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 게이트웨이 서버
11: 통신부
12: DHCP 서버부
13: DHCP 클라이언트부
14: 제어부
15: 주소 변환부
20a, 20b: 게이트웨이 클라이언트
30: 디바이스

Claims (12)

  1. SDN (Software Defined Networking) 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치에 있어서,
    제 1 개인 아이피 주소를 할당하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버부;
    다른 게이트웨이 장치의 DHCP 서버부로부터 제 2 개인 아이피 주소를 할당받는 DHCP 클라이언트부; 및
    상기 제 1 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 주소 변환부
    를 포함하되,
    제 1 조건 하에서는 상기 DHCP 서버부 및 상기 주소 변환부가 활성화되도록 프로그램되어 상기 게이트웨이 장치가 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하고,
    제 2 조건 하에서는 상기 DHCP 클라이언트부가 활성화되도록 프로그램되어 상기 게이트웨이 장치가 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 것을 특징으로 하는, 게이트 웨이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 장치는 상기 제 1 조건 하에서 복수의 게이트웨이 장치 및 모바일 디바이스 중 어느 하나로부터 개인 아이피 주소 요청을 수신하고, 상기 수신한 개인 아이피 주소 요청에 대한 응답을 상기 복수의 게이트웨이 장치 및 상기 모바일 디바이스 중 어느 하나로 전송하는 통신부; 및
    패킷에 대한 정보에 기초하여 상기 패킷에 대한 전송 방법을 제공하는 제어부를 더 포함하는 것인, 게이트웨이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치는 상기 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 다른 게이트웨이 장치로부터 상기 개인 아이피 주소 요청을 수신하고,
    상기 통신부는 상기 DHCP 서버부에서 할당한 제 1 개인 아이피 주소를 상기 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 다른 게이트웨이 장치로 전송하는 것인, 게이트웨이 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 SDN 게이트웨이 클라이언트로서 동작하는 게이트웨이 장치는 제 1 모바일 디바이스로부터 상기 개인 아이피 주소 요청을 수신하면, 상기 수신한 개인 아이피 주소 요청을 상기 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치로 전송하고, 상기 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치로부터 수신한 제 2 개인 아이피 주소를 상기 제 1 모바일 디바이스로 전송하는 것인, 게이트웨이 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 통신부는 플로우 테이블(Flow Table)에 기초하여 상기 패킷을 전송하는 것인, 게이트웨이 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 플로우 테이블을 작성하여, 상기 플로우 테이블 내의 플로우 엔트리를 추가 및 삭제하는 것인, 게이트웨이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 플로우 테이블은 적어도 하나 이상의 플로우 엔트리(Flow Entry)를 포함하고,
    상기 플로우 엔트리는 상기 패킷의 처리 조건 정보, 처리 정보 및 통계 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것인, 게이트웨이 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 수신된 패킷이 상기 플로우 테이블에 등록되어 있지 않은 경우, 상기 패킷에 대한 플로우의 추가를 요청하는 것인, 게이트웨이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 SDN 게이트웨이 서버로서 동작하는 게이트웨이 장치는 모바일 디바이스로부터 상기 모바일 디바이스의 정보를 포함하는 개인 아이피 주소 요청을 직접 수신하는 것인, 게이트웨이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 SDN 게이트웨이 서버는 상기 모바일 디바이스에 대응하는 제 3 개인 아이피 주소를 포함하는 개인 아이피 주소 응답을 전송하되,
    상기 주소 변환부는 상기 모바일 디바이스로부터 상기 제 3 개인 아이피 주소를 포함하는 패킷을 수신한 경우, 상기 패킷의 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 것인, 게이트웨이 장치.
  11. SDN (Software defined Networking) 기반의 프로그래머블 게이트웨이 장치가 네트워크 주소를 할당하는 방법에 있어서,
    다른 게이트웨이 장치에게 상기 다른 게이트웨이 장치에 대응하는 제 1 개인 아이피 주소를 할당하고, 상기 다른 게이트웨이 장치와 연결하는 단계;
    상기 다른 게이트웨이 장치로부터 모바일 디바이스의 정보를 포함하는 개인 아이피 주소 요청을 수신하는 단계;
    상기 다른 게이트웨이 장치로 상기 모바일 디바이스에 대응하는 제 2 개인 아이피 주소를 포함하는 개인 아이피 주소 응답을 전송하는 단계; 및
    상기 다른 게이트웨이 장치로부터 상기 제 2 개인 아이피 주소를 포함하는 패킷을 수신한 경우, 상기 패킷의 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 단계를 포함하는 네트워크 주소 할당 방법.
  12. SDN (Software defined Networking) 기반의 게이트웨이 시스템에 있어서,
    개인 아이피 주소를 할당하고, 상기 개인 아이피 주소를 공용 아이피 주소로 변환하는 게이트웨이 서버;
    상기 개인 아이피 주소를 상기 SDN 게이트웨이 서버로부터 할당받는 복수의 게이트웨이 클라이언트
    를 포함하되,
    상기 게이트웨이 서버는 상기 게이트웨이 클라이언트로서 동작하도록 동적으로 프로그램가능하고,
    상기 게이트웨이 클라이언트는 상기 게이트웨이 서버로서 동작하도록 동적으로 프로그램가능 한 것인, 게이트웨이 시스템.
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