KR20160025873A - 가입자 용량을 이용하여 호를 분배하는 호 분배 장치, 호 분배 시스템 및 호 분배 방법 - Google Patents

가입자 용량을 이용하여 호를 분배하는 호 분배 장치, 호 분배 시스템 및 호 분배 방법 Download PDF

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KR20160025873A
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Abstract

본 발명은 가입자 용량을 이용하여 각각의 장치에 호를 분산하여 배치하는 호 분배 장치, 호 분배 시스템 및 호 분배 방법을 개시한다. 본 발명에 따르는 호 분배 장치는, 각각의 세션 제어부들에 대해 호가 분배된 정보를 현재 가입자 용량으로서 수집하고, 수집된 현재 가입자 용량 및 최대 가입자 용량을 비교하여 호를 분배받을 수 있는지 여부를 판단하는 가입자 용량 판단부; 액세스 네트워크를 통한 사용자 단말의 최초 접속 포인트로서 액세스 제어를 제공하는 프론트 엔드부(Front End); 프론트 엔드부를 통해 접속된 사용자 단말에 대해, 호를 분배받을 수 있는 특정 세션 제어부를 배치하는 부하 분산부(Load Distribute); 및 호를 분배받고, 분배된 호의 세션 제어를 수행하고 서비스 트리거링을 수행하는 세션 제어부(Session Control)를 포함한다. 본 발명에 따르면, SC는 가입자 용량을 기반으로 생성 및 소멸되어 호를 분배받는다.

Description

가입자 용량을 이용하여 호를 분배하는 호 분배 장치, 호 분배 시스템 및 호 분배 방법{Apparatus and system for allocating call using subscriber capacity and method thereof}
본 발명은 호 분배 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가입자 용량에 따라 서버 증설 및 호 분배를 제어하는 호 분배 장치, 호 분배 시스템 및 호 분배 방법에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 IMS(IP Multimedia Subsystem) 도메인을 나타낸 도면으로, IMS 도메인은 IMS 세션을 지원하는 엔터티들로 구성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, IMS 도메인은 CSCF(Session Control Function)(101, 102, 103) 및 HSS(Home Subscriber Server)를 포함한다. 그리고 상기 IMS 도메인은 TAS(Telephony Application Server), SCIM(Service Capability Interaction Manager), 응용 서버(Application Server: AS), TLS(Transport Layer Security) GW 및 MRF(Multimedia Resource Function) 등의 엔터티들을 포함할 수 있다.
CSCF(101, 102, 103)는 호의 세션을 제어하는 기능을 한다. 구체적으로 IMS 관련 시그널링, 등록, IMS 세션 등의 절차를 위하여 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트 설정 등을 담당한다. 이러한 CSCF는 S-CSCF(101), I-CSCF(102), P-CSCF(103)로 구분될 수 있다.
S-CSCF(Serving-CSCF)(101)는 IMS 도메인 내에서 세션 상태를 처리하는 기능을 수행하여, 사용자 단말(UE)(150)로부터 전달된 SIP(Session Initiation Protocol) 메시지를 받아 처리하는 역할을 담당한다. S-CSCF(101)는 사용자 단말(150)의 요청대로 서비스를 제공하기 위해 IMS 도메인 내의 다른 엔터티들에게 SIP 메시지를 전달하여, 세션이 완성되도록 한다. 여기서, 모바일 통화는 발신자 및 수신자의 모바일 폰 사이에서 발신 CSCF(101, 102, 103) 및 수신 CSCF(101, 102, 103)가 호 연결되는 것이다. S-CSCF(101)는 마치 PSTN망에서 호 연결을 중개하는 교환기같은 역할을 한다.
I-CSCF(Interrogating-CSCF)(102)는 네트워크 내의 가입자에게 연결하기 위해 들어오는 모든 호에 대해서 접점 역할 및 네트워크 내로 로밍한 타망 가입자와의 접점 역할을 수행한다. 또한, I-CSCF(102)는 SIP 요청(Request)을 S-CSCF(101)로 포워딩하는 역할 및 과금 정보의 생성을 수행한다. 또한, I-CSCF(102)는 HSS(104)와 연동하여 사용자 단말(150)을 담당할 S-CSCF(101)를 할당하는 역할을 수행한다.
P-CSCF(Proxy-CSCF)(103)는 이동 통신 코어망(140)을 통해 IMS 도메인으로 액세스되는 사용자 단말(150)의 접속점(access point) 역할을 한다. 즉, 사용자 단말(150)이 보내는 메시지를 IMS 도메인 내의 다른 엔터티로 전달하거나 IMS 도메인 내의 엔터티에서 사용자 단말(150)로 향하는 메시지를 전달하는 역할을 한다.
HSS(Home Subscriber Server)(104)는 가입자의 마스터 데이터베이스에 해당하며, 호/세션 제어를 위한 가입자 식별자, 가입자의 보안 정보 등의 가입자 정보들을 관리하는 장치이다. 하나의 동일한 망에 가입자의 수와 네트워크의 구성 능력에 따라 한 개 또는 여러 개가 존재할 수 있다.
여기서, I-CSCF(101)는 복수의 S-CSCF(101)에 대해 각각의 IP 주소와 가입자 용량의 정보를 수집하고, 수집된 정보를 인입된 호에 대해 S-CSCF(101)의 배치를 결정하는데 참조한다. 그러면, I-CSCF(102)는 망에 액세스하는 모바일 폰에 의해 발생된 인입 호에 대해 액세스 순서대로 라운드 로빈 방식을 따라 S-CSCF(101)를 배치하거나 또는 부하 분산을 통해 부하가 적은 특정 S-CSCF(101)를 배치할 수 있다.
인입된 호가 배치됨에 따라서, 각각의 S-CSCF(101)에서 가입자 용량은 실시간 증감한다. 전체 S-CSCF(101)의 가입자 용량이 증가할 경우, 새로운 S-CSCF(101)의 물리적 서버 증설이 요구되는데, 새로운 S-CSCF(101)가 미처 준비되지 않을 수 있다. 또한, 새로운 S-CSCF(101)의 요구를 미리 예측하여 증설하였으나, 가입자 용량이 줄어들어 증설된 새로운 S-CSCF(101)는 불필요한 장비로서 자원 낭비가 될 수 있다.
국내공개특허 10-2007-0080236(2007.08.09 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식 하에 창출된 것으로서, 클라우드 통신 플랫폼의 환경에서 인입 호가 배치되는 개별 장치의 가입자 용량에 기반하여 호 분배를 우선적으로 제어하는 호 분배 장치 및 호 분배 시스템 및 호 분배 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 전체 장치들의 가입자 용량이 포화 상태이면 신규 장치를 생성하고, 가입자 용량에 비해 기 생성된 장치들이 너무 많은 상태이면 장치를 소멸하여 가입자 용량을 기반으로 장치의 증감 제어를 하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가입자 용량을 이용하여 호를 배치하는 호 분배 장치는, IMS 네트워크(IP Multimedia Subsystem)의 클라우드 통신 플랫폼의 환경에서 가입자(모바일 서비스에 가입된 사용자) 용량을 이용하여 호 분배를 제어하는 호 분배 장치에 있어서, 각각의 세션 제어부들에 대해 호가 분배된 정보를 현재 가입자 용량으로서 수집하고, 수집된 현재 가입자 용량 및 최대 가입자 용량을 비교하여 호를 분배받을 수 있는지 여부를 판단하는 가입자 용량 판단부; 액세스 네트워크를 통한 사용자 단말의 최초 접속 포인트로서 액세스 제어를 제공하는 프론트 엔드부(Front End); 상기 프론트 엔드부를 통해 접속된 상기 사용자 단말에 대해, 호를 분배받을 수 있는 특정 세션 제어부를 배치하는 부하 분산부(Load Distribute); 및 상기 최대 가입자 용량의 한도 내에서 상기 호를 분배받고, 분배된 호의 세션 제어를 수행하고 서비스 트리거링을 수행하는 세션 제어부(Session Control)를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가입자 용량 판단부는, 각각의 세션 제어부에 대해, 현재 가입자 용량 및 설정된 임계치의 크기를 비교하고, 상기 현재 가입자 용량이 상기 임계치보다 미만이면 호 분배가 가능한 상태의 가중치를 설정하고, 상기 현재 가입자 용량이 상기 임계치를 초과하면 호 분배가 불가능한 상태의 가중치를 설정한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 가입자 용량 판단부는, 각각의 세션 제어부에 대해, 최대 가입자 용량과 현재 가입자 용량의 차이를 이용하여 가중치를 설정한다.
여기서, 상기 가입자 용량 판단부는, 각각의 세션 제어부에 대해 현재 가입자 용량을 주기적으로 수집하여 상기 가중치를 갱신한다.
또한, 상기 가입자 용량 판단부는, 각각의 세션 제어부로부터 수집된 현재 가입자 용량이 전체 세션 제어부들의 포화 상태로 판단될 경우, 새로운 세션 제어부를 생성한다.
여기서, 상기 가입자 용량 판단부는, 각각의 세션 제어부로부터 수집된 현재 가입자 용량에 비해 세션 제어부의 수가 많은 경우, 현재 가입자 용량이 가장 적은 세션 제어부에 분배된 호를 타 세션 제어부로 분배하여 소멸시킨다.
본 발명에 있어서, 상기 호 분배 장치는, 상기 부하 분산부로부터 서비스 레코드 쿼리를 통해 상기 세션 제어부의 현재 가입자 용량의 조회를 요청받고, 조회된 현재 가입자 용량이 포함된 서비스 레코드 응답을 제공하는 도메인 네임부(Domain Name)를 더 포함한다.
여기서, 상기 부하 분산부는, 서비스 레코드 쿼리를 요청하여 각각의 세션 제어부에 대응되는 현재 가입자 용량의 가중치를 조회하고, 조회된 가중치를 이용하여 호 분배가 가능한 상기 세션 제어부를 선택하여 배치한다.
또한, 상기 부하 분산부는, 호를 분배받을 수 있다고 판단되는 상기 세션 제어부들 중에서 라운드 로빈 순서 또는 현재 가입자 용량이 적은 순서로 상기 세션 제어부를 선택하고, 선택된 세션 제어부에 상기 사용자 단말의 호를 분배한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 호 분배 시스템은, IMS 네트워크(IP Multimedia Subsystem)의 클라우드 통신 플랫폼의 환경에서 가입자(모바일 서비스에 가입된 사용자) 용량을 이용하여 호 분배를 제어하는 호 분배 시스템에 있어서, 단말 접속을 처리하는 FE(Front End)부, SC부의 가입자 용량을 이용하여 단말을 SC부에 배치하는 LD(Load Distribution)부 및 배치된 단말의 호 세션을 제어하는 SC(Session Control)부를 포함하는 호 제어 그룹; 스태틱 정보가 저장되는 PS(Persistent Storage)부, 단기 데이터가 저장되는 FS(Fast Strorage)부 및 사용자 프로필이 저장되는 UP(User Profile)부를 포함하는 데이터베이스 그룹; 클라우드 통신 플랫폼의 내부용 네임 서버인 NS(Name Server)부 및 각각의 SC부들에 대해 호가 분배된 정보를 현재 가입자 용량으로서 수집하고, 수집된 현재 가입자 용량 및 최대 가입자 용량을 비교하여 SC부별 가중치를 설정하고, 가입자 용량에 따른 상기 SC부의 증설을 제어하는 EM(Element Management)부를 포함하는 관리 그룹; 및 각각의 사용자에 대해 통화 부가 서비스가 처리되는 TA(Telephony Application)부 및 문자 부가 서비스가 제공되는 RC(Rich Communication)부를 포함하는 서비스 그룹을 포함하여, 각각의 상기 그룹별 구성부는 물리적 컴퓨팅 자원을 가상화한 가상 컴퓨팅 자원을 이용하여 구현된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 가입자 용량을 이용하여 호를 배치하는 호 분배 방법에 따르면, IMS 네트워크(IP Multimedia Subsystem)의 클라우드 통신 플랫폼의 환경에서 호 분배 장치가 가입자(모바일 서비스에 가입된 사용자) 용량을 이용하여 호 분배를 제어하는 호 분배 방법에 있어서, (a)각각의 세션 제어부(Session Control)들에 대해 호가 분배된 정보를 현재 가입자 용량으로서 수집하고, 수집된 현재 가입자 용량 및 최대 가입자 용량을 비교하여 호를 분배받을 수 있는지 여부를 판단하는 가입자 용량 판단 단계; (b)최초 접속 포인트에 액세스하는 사용자 단말로 액세스 제어를 제공하는 프론트 엔드(Front End) 단계; (c)접속된 상기 사용자 단말에 대해, 상기 단계(a)에서 설정된 가입자 용량 정보를 참조하여 호를 분배받아 세션 제어를 수행할 세션 제어부를 배치하는 부하 분산 단계; 및 (d)상기 세션 제어부가 배치된 상기 사용자 단말에 대해 세션 제어를 수행하고 서비스 트리거링을 수행하는 세션 제어 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 가입자 용량에 따라 호를 각각의 장치로 분산 배치하여 장치 자원을 효율적으로 관리한다.
또한, 장치 자원과 가입자 용량을 대비하여 가입자 용량의 초과 상태이면 장치를 생성하고, 가입자 용량의 저하 상태이면 장치를 소멸함으로써 최적의 장치 운영을 제공한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 종래 IMS 도메인의 개략적 구성도이다.
도 2는 도 1의 IMS 도메인을 본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 환경으로 구축한 호 분배 시스템의 개략적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 환경의 호 분배 장치의 개략적 구성도이다.
도 4는 도 3의 호 분배 장치가 호 분배의 가능 상태를 사용자 용량의 가중치로 설정하는 개략적 예시도이다.
도 5는 도 3의 호 분배 장치가 호 분배가 가능한 SC를 라운드 로빈 방식으로 배치하는 개략적 예시도이다.
도 6은 도 3의 호 분배 장치가 현재 사용자 용량을 이용하여 가중치를 설정하는 개략적 예시도이다.
도 7은 도 3의 호 분배 장치가 SC를 생성하여 UE를 집중 배치하는 개략적 예시도이다.
도 8은 도 3의 호 분배 장치가 생성된 SC를 소멸하는 개략적 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 호 분배 장치가 호 분배를 처리하는 개략적 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호 분배 방법의 개략적 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1의 IMS 도메인의 엔터티들의 기능을 세분화하여 기능별 그룹으로 분류하면 다음의 표 1과 같다.
기능별 그룹 대표 그룹
- 사용자 프로파일 관리
- 서비스 호 처리
- 세션 제어
- 미디어 처리
- 스택
- 데이터베이스		 서비스 처리
- 인증
- 등록
- 과금
- 운용 관리
- 네트워크 장비 연동		 backend/network 연동
- HA(High availability, 이중화)
- LB(Load balancing, 부하 분산)
- security		 system reliability
표 1을 참조하면, 기능별 그룹으로서 사용자 프로파일 관리, 서비스 호 처리(세션 제어), 미디어 처리, 스택(SIP, MSRP, XCAP, Diameter, RTP, TLS 등), 데이터베이스, 인증, 등록, 과금, 운용 관리(O&M), 네트워크 장비 연동, 이중화, 부하 분산, 보안 등의 기능으로 그룹화된다. 그리고 각각의 기능별 그룹을 다시 재조합하면 3개의 대표 그룹으로 재분류된다. 그러면, 대표 그룹 "서비스 처리"에는 사용자 프로파일 관리, 서비스 호 처리(세션 제어), 미디어 처리, 스택, 데이터베이스 등의 기능들이 소속된다.
본 발명에서는 상기 [표1]의 대표 그룹인 1) 서비스 처리, 2) backend/network 연동 및 3) system reliability를 CCP(Cloud Communication Platform) 환경의 3개의 그룹으로 재편한다. CCP 환경은 IMS의 클라우드 시스템 환경에 해당한다. CCP 환경의 그룹 및 그룹별 서브 시스템(서버)은 다음의 표 2와 같다.
CCP 그룹 서브시스템 기능
호 제어



 SC(Session Control) IMS의 S-CSCF 기능, 호 제어, 세션 제어
LD(Load Distribution) IMS의 I-CSCF 기능, 가입자 SC배치, 외부 연동,
FE(Front End) IMS의 P-CSCF 기능, 단말 접속, 보안, 매체 전달(media relay)
DataBase

 PS(Persistent Storage) 프로필 조회, static 데이터 저장
FS(Fast Strorage) 세션 정보 등 서비스 관련 단기 데이터 저장
UP(User Profile) 사용자 프로필 관리, legacy backend 연동
관리

 NS(Name Server) CCP 내부용 서브시스템 네임 서버
EM(Element Management) EMS 기능, 망 장비(network element)들의 감시, 분석, 제어
서비스
 TA(Telephony Application) IMS의 TAS 기능, 음성/영상 통화의 부가 서비스 제공
RC(Rich Communication) IMS의 RCS 기능, 채팅, 문사, 주소록 서비스 제공
표 2를 참조하면, CCP 환경에서는 호 제어, 데이터베이스 관리 및 서비스 등의 그룹으로 분류될 수 있다. 여기서, 상기 호 제어 그룹은 LD(부하 분산부)를 중심으로 SC(세션 제어부) 및 FE(프론트 엔드부)가 CCP 환경의 호 연결을 제어한다.
도 2는 도 1의 IMS 도메인을 본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 환경으로 구축한 호 분배 시스템(1)의 개략적 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 호 분배 시스템(1)은 사용자의 모바일 단말에 해당되는 UE(2)에 대하여 모바일 통신 서비스를 제공하는 CCP 그룹으로서, UE(2)의 호 제어(Call Contol)를 처리하는 FE(11), LD(12) 및 SC(13)를 포함하는 호 제어 그룹, 데이터를 저장하는 PS(21), FS(22) 및 UP(23)를 포함하는 데이터베이스 그룹, 각각의 망 장비들의 호 제어를 관리하는 관리 그룹 및 각각의 사용자의 모바일 서비스를 제공하는 서비스 그룹을 포함하여 구성된다.
본 발명에서 가입자는 통신사의 모바일 서비스에 가입된 사용자를 말한다. 또한, 호 분배는 UE(2)의 호 처리를 수행하는 SC(13)를 배치하는 것으로서 가입자 배치에 해당한다. 호 분배에 의해 UE(2) 및 SC(13)는 상호적으로 할당받는다.
상기 호 분배 시스템(1)은 물리적인 하드웨어 상에서 IMS 서비스를 위해 논리적으로 생성된 복수개 가상 머신(가상 서버)으로 구성된 CCP 환경의 클라우드 시스템에 해당한다. 여기서, 호 분배 시스템(1)은 클라우드 시스템에 기반된 CCP 환경의 가상화 서비스를 제공하기 위해 하이퍼바이저(Hypervisor) 기술이 사용될 수 있다. 각각의 FE(11), LD(12), SC(13) 및 TA(41) 등은 상기 가상 머신에 대응한다.
각각의 가상 머신은 물리적 컴퓨팅 자원을 가상화한 가상 컴퓨팅 자원을 이용하여 FE(11), LD(12), SC(13) 및 TA(41) 등의 기능 및 동작을 수행하는 각각의 서버 또는 서브 시스템으로 구축된다. 가상 머신들은 로컬의 물리적 컴퓨팅 자원을 이용하는 것과 근사한 수준의 가상 환경을 제공하기 위해 로컬 환경과 동일한 운영체제 및 어플리케이션들이 설치되어 구동될 수 있다.
상기 FE(11)는 UE(2)가 CCP에 최초로 액세스하는 접속 포인트로서 액세스 제어, 호 제어 및 운용 관리를 제공한다. 구체적으로, NAT(Network Address Translation), 미디어 릴레이, 망 보안 기능, 네트워크 장비 연동 등을 제공한다. FE(11)는 UE(2)로부터 위치 등록 메시지를 수신하고, 임의의 LD(12)를 선택하여 수신된 위치 등록 메시지를 전달한다.
상기 LD(12)는 FE(11)를 통해 UE(2)의 위치 등록 메시지를 전달받고, 전달된 UE(2)의 위치 등록 메시지에 대해 사용자 용량을 기반으로 SC(13)를 선택하고, 선택된 SC(13)에 UE(2)를 초기 배치한다. LD(12)는 복수의 SC(13)들에 대해 사용자 용량에 기초하여 각각의 SC(13)에 부하가 고르게 분산되도록 SC(13)를 선택한다. 즉, 사용자 용량은 사용자 부하에 해당된다. 또한, LD(12)는 SC(13)를 통해 타 장비들과 연동을 수행한다. 여기서 타 장비는 레거시 장비들이다.
여기서, LD(12)는 고정된 룰에 의해 SC(13)로의 메시지 전송(예 : REGISTER, INVITE 등)을 담당한다. 또한, LD(12)는 FE(11)로의 응답(response) 전송 및 레거시 네트워크, 백엔드(backend) 장비와의 연동을 담당한다.
상기 SC(13)는 LD(12)에 의해 UE(2)를 배치받고, 배치된 UE(2)에 대한 세션 제어, 사용자 프로파일의 관리 및 서비스 트리거링을 수행한다. 또한, SC(13)는 배치된 UE(2)에 대해 인증, 등록, 과금, 운용 관리(O&M), 네트워크 장비 연동 등을 수행한다. 여기서, 각각의 SC(13)는 호 분배에 의해 배치된 UE(2)가 증가할수록 사용자 용량이 증가되고, 사용자 용량은 LD(12)에 의해 각각의 SC(13)들로 고르게 분산된다.
상기 TA(41)는 서비스 호 처리를 수행한다. SC(13)에 의해 발생된 서비스 트리거링에 의해 TA(41)는 사용자별 설정된 고유한 부가 서비스를 제공한다.
또한, 상기 표 2의 데이터 베이스 그룹 및 관리 그룹의 서브 시스템들로 가상 머신으로 구현될 수 있다. 상기 PS(21)에는 사용자의 서비스 가입에 따라 비가변되는 장기(long-term) 데이터가 스태틱 데이터로서 저장될 수 있다. 상기 FS(22)에는 세션 정보, 경로 정보 등 사용자의 액세스 상태에 따라 단기(short-term) 데이터가 저장될 수 있다. 상기 UP(23)에는 사용자 프로필 관리 및 legacy backend 연동에 관련된 데이터가 저장된다. UP(23)에는 사용자의 인증 정보, 접속 상태 등이 저장될 수 있다. 또한, 상기 NS(31)는 CCP 내부에서 각각의 서버의 네임 정보를 저장하는 네임 서버이다. NS(31)는 도메인 네임이 포함된 SRV 쿼리 요청을 수신한 후 상기 도메인 네임에 대응하는 SRV 쿼리 응답을 제공한다. SRV 쿼리 응답에는 도메인 네임에 대응하는 SC(13)의 사용자 용량의 정보가 포함된다.
나아가, 상기 EM(32)은 각각의 서버를 포함한 망 장비들의 감시, 분석 및 제어를 수행한다. 여기서, EM(32)은 각각의 SC(13)로부터 사용자 용량을 수집하여 호 분배 정보로서 갱신한다. 예를 들어, EM(32)은 SC(13)의 사용자 용량을 수신한 후 호 분배 가능 여부를 판단하고, 판단 결과에 따른 가중치를 각각의 SC(13)마다 설정할 수 있다. 그러면, LD(12)는 상기 SRV 쿼리를 통해 개별 SC(13)의 사용자 용량의 가중치 정보를 조회할 수 있다.
상기에서, CCP 플랫폼을 매개로 하는 발신자와 수신자 사이의 통화 연결이라 가정하면, 발신자 및 수신자의 UE(2)는 호 분배를 요청하는 메시지(예 : REGISTER)를 전송한 이후로 호 분배가 완료되어 발신측 또는 수신측 SC(13)를 배정받아야 한다. 이후, 발신측 UE(2)의 통화 발신에 의해 발신측 SC(13)는 FE(11)를 통해 UE(2)로부터 발신 메시지(예 : INVITE)를 수신한다. 발신측 SC(13)가 발신자의 TA(41)를 참조하면, 발신자가 설정한 통화 부가 서비스가 발신자의 UE(2)로 제공될 수 있다. 상기 통화 부가 서비스의 예를 들면, 발신자가 가입한 부가 서비스에 따라 발신 번호 표시 제한, 특정 송화음 송출, 발신 제한 등의 서비스가 제공될 수 있다. 그리고 LD(12)는 발신측 SC(13)와 수신측 SC 사이에서 라우팅 처리하여 상기 발신 메시지를 전송한다. 즉, 발신측 및 수신측 SC(13) 사이에서 호가 연결되어 통화 연결이 성공된다. 물론, 발신측 및 수신측의 SC(13)는 서로 다르거나 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 환경의 호 분배 장치(100)의 개략적 구성도이다. 여기서, 호 분배 장치(100)는 도 2의 호 분배 시스템(1)을 구성하는 가상 머신들 중에서 호 분배와 관련된 가상 머신들로 구성한 가상화 장치이다. 즉, 호 분배 시스템(1)은 호 분배 장치(100)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 호 분배 장치(100)는 각각의 SC(13)별로 현재 사용자 용량 정보를 수집하여 호 분배의 가능 여부를 판단하는 가입자 용량 판단부(EM)(32), 가입자의 UE(2)가 CCP에 최초 접속하는 포인트에 해당되는 프론트 엔드부(FE)(11), 프론트 엔드부(FE)(11)에 액세스한 UE(2)에 대해 세션 제어부(SC)(13)의 사용자 용량을 고려하여 배치하는 부하 분산부(LD)(12), 부하 분산부(LD)(12)를 통해 UE(2)를 배정받는 세션 제어부(SC)(13)를 포함하여 구성된다.
도 4는 도 3의 호 분배 장치(100)가 호 분배의 가능 상태를 사용자 용량의 가중치로 설정하는 개략적 예시도이다.
상기 EM(32)은 각각의 SC(13)로부터 설정된 주기마다 현재 사용자 용량의 정보를 수신한다. 여기서, 각각의 SC(13)에는 최대 사용자 용량 및 사용자 용량의 임계치(임계치 <= 최대 사용자 용량)가 설정되어 있다. EM(32)은 수신된 현재 사용자 용량이 임계치 미만일 경우, 호 분배가 가능한 상태로 판단하여 사용자 용량의 가중치를 "1"로 설정한다. 그리고 EM(32)은 수신된 현재 사용자 용량이 임계치 이상일 경우, 호 분배가 불가능한 상태로 판단하여 사용자 용량의 가중치를 "0"으로 설정한다. 그러면, 임계치는 SC(13)의 안정성을 위해 설정된 현재 사용자 용량의 최대치이다. 따라서, 가중치가 "0"으로 설정된 SC(13)는 호를 분배받지 못한다.
도 5는 도 3의 호 분배 장치(100)가 호 분배가 가능한 SC를 라운드 로빈 방식으로 배치하는 개략적 예시도이다.
설명의 편의상, 사용자 A, A1, ... A4의 액세스 순서로 호 분배 요청이 발생하고, SC1 ~ SC4의 4개 SC(13)가 호 분배가 가능한 상태에 있다고 가정한다.
여기서, 통신망에 접속하는 사용자의 순서에 따라, LD(12)는 상기 가중치가 "1"로 조회되는 적어도 하나 이상의 SC(13)를 상대로 라운드 로빈 방식에 따라 SC(13)의 1부터 n까지의 순번을 증가하면서 호를 분배한다. 예를 들어, LD(12)는 각각의 사용자의 액세스 순서에 따라 SC1~SC4를 순서대로 배정한다. 여기서, n=4가 되고, 사용자 A4는 SC1을 배치받는다.
상기 라운드 로빈 방식에서, LD(12)는 가입자의 수가 임계치에 도달한 SC(13)를 호 분배의 대상으로부터 배제한다. 그러면, 현재 사용자 용량의 비율이 가장 큰 SC(13)는 가장 먼저 임계치에 도달하여 호 분배의 대상으로부터 배제된다.
도 6은 도 3의 호 분배 장치(100)가 현재 사용자 용량을 이용하여 가중치를 설정하는 개략적 예시도이다.
상기 EM(32)은 각각의 SC(13)로부터 설정된 주기마다 현재 사용자 용량의 정보를 수신하고, SC(13)별로 "최대 사용자 용량 - 현재 사용자 용량"으로 산출되는 가중치를 설정한다. 물론, "최대 사용자 용량 - 현재 사용자 용량/최대 사용자 용량"의 비율로 가중치를 산출하여도 무방하다.
상기 가중치는 도 4를 통해 예시한 가중치와 비교할 때, SC(13)의 사용자 용량을 순서적으로 정렬할 수 있다. 따라서, 도 6의 가중치가 작은 SC(13)를 호 분배에 우선적으로 고려할 수 있다.
도 7은 도 3의 호 분배 장치가 SC를 생성하여 UE를 집중 배치하는 개략적 예시도이다.
설명의 편의상, 도 5의 SC1~SC4가 포화 상태이고, 도 6의 가중치를 고려한다고 가정한다.
전체 SC(13)들이 포화 상태에 있기 때문에 EM(32)은 새로운 SC5를 생성한다. 물론, SC(13)는 CCP 환경의 가상 머신이므로 생성 및 소멸의 제어가 물리적인 서버 증설보다 간편하다.
그러면, 통신망에 접속하는 사용자의 순서에 따라, LD(12)는 상기 가중치가 가장 높은 SC5를 선택하고, 선택된 SC5에 호를 집중적으로 배치한다.
상기 호 분배의 집중 방식에서, 전체 SC(13)들의 사용자 부하량은 고르게 편중되고, 접속량의 증가에 따라 가중치는 평준화되어 증감한다.
도 8은 도 3의 호 분배 장치(100)가 생성된 SC를 소멸하는 개략적 예시도이다.
도 7의 SC5가 생성된 이후로, 사용자의 접속량 감소로 인해 SC1 ~ SC5의 가중치는 낮아질 수 있다. 그러면, EM(32)는 SC5에 배정된 가입자들이 SC1 ~ SC4에서 재배정될 수 있는지 판단한다. 바람직하게, SC5는 사용자 용량이 최저라서 EM(32)에 의해 소멸 대상으로 선택될 수 있다. 재배정이 가능하다고 판단되면, EM(32)은 SC5의 호를 SC1~SC4로 분산하여 배치하는 것으로 재배정을 처리한다. 그리고 재배정이 완료되면, EM(32)는 SC5를 소멸하여 자원을 효율적으로 운영할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 호 분배 장치(100)가 호 분배를 처리하는 개략적 예시도이다.
호 분배는 호 분배 장치(100)가 통신망에 접속하는 사용자의 UE(2)를 상대로 UE(2)의 세션을 관리하는 SC(13)의 배정을 처리하는 것이다. 호 분배 장치(100)로 액세스하는 UE(2)는 REGISTER 메시지를 수반하여 호 등록을 요청한다. 여기서, 등록은 초기 등록(Initial Registration)과 주기적 등록(Refresh Registration)이 있다. UE(2)는 초기 등록이 처리된 이후로 설정된 시간마다 주기적으로 등록이 처리된다. 상기 초기 등록의 예를 들면, UE(2)의 전원이 켜지는 이벤트, 위치가 변경되는 이벤트, IP 주소가 변경되는 이벤트 등에서 UE(2)는 호 분배 장치(100)에 등록된다.
구체적으로, 호 분배의 과정에서, EM(32)은 주기적으로 각각의 SC(C)로부터 현재 사용자 용량의 정보를 수집하여 호 분배 정보로서 저장한다(①). 사용자 용량의 정보는 상기 가중치로 저장될 수 있다.
UE(2)가 통신망에 액세스되면, UE(2)는 REGISTER 메시지를 FE(11)로 전송하여 가입자 등록을 요청한다(②). FE(11)는 NS(31)에 LD(12)의 선택을 요청하는 DNS 쿼리를 요청하고(③), 선택된 LD(12)의 정보가 포함된 DNS 응답을 수신한다(④). FE(11)는 선택된 LD(12)로 REGISTER 메시지를 전송하여 UE(2)에 LD(12)를 배치한다(⑤).
그러면, LD(12)는 각각의 SC(13)에 대한 도메인 정보를 이용하여 SRV 쿼리를 NS(31)로 요청하고(⑥), NS(31)로부터 SRV 응답을 통해 사용자 용량의 정보를 수신한다(⑦). 여기서, NS(31)는 요청된 개별 SC(13)의 도메인 정보에 대해 EM(32)에 의해 저장된 사용자 용량의 정보를 서비스 레코드 정보로서 응답한다. LD(12)는 수신된 사용자 용량의 정보를 참조하여 SC(13)를 선택하고, 선택된 SC(13)로 REGISTER 메시지를 전송하는 것으로 호 분배를 처리한다(⑧).
이후, SC(13)는 PS(21)를 상대로 인증을 수행하고, 사용자 프로파일 정보를 UP(23)에 갱신하는 것으로 호 분배의 절차를 완료된다. 이후, 등록된 UE(2)는 주기적으로 등록이 처리된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 호 분배 방법의 개략적 순서도이다.
EM(32)은 각각의 SC(13)로부터 현재 사용자 용량의 정보를 주기적으로 수집하고 사용자 용량의 가중치를 산출하여 DB에 저장한다(S10).
EM(32)이 수집된 사용자 용량을 기반으로 전체 SC(13)들의 호 분배 상태가 포화 상태인 것으로 판단하면(S20), 새로운 SC(13)를 생성한다(S30). 서버의 물리적 증설이 아닌 가상 머신의 생성으로 인해 SC(13)는 생성과 소멸이 자유롭다.
만약, EM(32)이 전체 SC(13)들의 호 분배 상태가 사용자 용량의 저하 상태인 것으로 판단하면(S40), 사용자 용량이 최저인 SC를 선택하고, 선택된 SC의 호를 타 SC로 분배한 후 선택된 SC를 소멸시킨다(S50).
이후, UE((2)의 액세스에 의해 등록 이벤트가 발생되면(S60), UE(2)는 FE(11)에 접속하여 REGISTER 메시지를 전송한다(70). FE(11)는 NS(31)로 쿼리를 요청하여 수신한 쿼리 결과를 참조하여 LD(12)를 선택하고, 선택된 LD(12)로 REGISTER 메시지를 전송하여 UE(2)를 배치한다(S80). LD(12)에 UE(2)가 배치되면, LD(12)는 NS(31)와 SRV 쿼리를 수행하여 SC(13)를 선택하고, 선택된 SC(13)에 UE(2)를 배치한다(S90).
여기서, LD(12)는 UE(2)의 호 분배가 가능한 SC(13)들 중에서 액세스 순서에 따라 라운드 로빈 방식으로 증가된 순번의 SC(13)에 UE(2)를 배치할 수 있다. 또는 LD(12)는 전체 SC(13)들 중에서 사용자 용량이 최저인 SC(13)에 UE(2)를 배치할 수 있다.
또한, SC(13)에 UE(2)가 배치되면, UE(2)는 통신망에 등록이 완료된 것이다. SC(13)와 UE(2)의 배치 정보는 FS(22)에 저장된다. 이후로, 통신망에 등록된 UE(2)가 FE(2)를 통해 LD(12)에 접속되면, LD(12)는 FS(22)로부터 UE(2)가 배치된 SC(13) 정보를 조회하고, 조회된 SC로 UE(2)의 메시지를 전송하여 처리를 요청할 수 있다.
상술한 실시예에서, "~부"라는 용어는 호 분배 장치의 하드웨어적 구분을 의미하는 용어로 사용된 것이 아니다. 따라서 복수의 구성부가 하나의 구성부로 통합될 수도 있고, 하나의 구성부가 복수의 구성부로 분할될 수도 있다. 또한, 구성부는 하드웨어의 구성부를 의미할 수도 있지만, 소프트웨어의 구성부를 의미할 수도 있다. 따라서 본 발명은 "~부"라는 용어에 의해 특별히 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 호 분배 시스템 2 : UE
11 : FE 12 : LD
13 : SC 32 : EM

Claims (19)

  1. IMS 네트워크(IP Multimedia Subsystem)의 클라우드 통신 플랫폼의 환경에서 가입자(모바일 서비스에 가입된 사용자) 용량을 이용하여 호 분배를 제어하는 호 분배 장치에 있어서,
    각각의 세션 제어부들에 대해 호가 분배된 정보를 현재 가입자 용량으로서 수집하고, 수집된 현재 가입자 용량 및 최대 가입자 용량을 비교하여 호를 분배받을 수 있는지 여부를 판단하는 가입자 용량 판단부;
    액세스 네트워크를 통한 사용자 단말의 최초 접속 포인트로서 액세스 제어를 제공하는 프론트 엔드부(Front End);
    상기 프론트 엔드부를 통해 접속된 상기 사용자 단말에 대해, 호를 분배받을 수 있는 특정 세션 제어부를 배치하는 부하 분산부(Load Distribute); 및
    상기 최대 가입자 용량의 한도 내에서 상기 호를 분배받고, 분배된 호의 세션 제어를 수행하고 서비스 트리거링을 수행하는 세션 제어부(Session Control)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가입자 용량 판단부는,
    각각의 세션 제어부에 대해, 현재 가입자 용량 및 설정된 임계치의 크기를 비교하고, 상기 현재 가입자 용량이 상기 임계치보다 미만이면 호 분배가 가능한 상태의 가중치를 설정하고, 상기 현재 가입자 용량이 상기 임계치를 초과하면 호 분배가 불가능한 상태의 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가입자 용량 판단부는,
    각각의 세션 제어부에 대해, 최대 가입자 용량과 현재 가입자 용량의 차이를 이용하여 가중치를 설정하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 가입자 용량 판단부는,
    각각의 세션 제어부에 대해 현재 가입자 용량을 주기적으로 수집하여 상기 가중치를 갱신하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가입자 용량 판단부는,
    각각의 세션 제어부로부터 수집된 현재 가입자 용량이 전체 세션 제어부들의 포화 상태로 판단될 경우, 새로운 세션 제어부를 생성하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가입자 용량 판단부는,
    각각의 세션 제어부로부터 수집된 현재 가입자 용량에 비해 세션 제어부의 수가 많은 경우, 현재 가입자 용량이 가장 적은 세션 제어부에 분배된 호를 타 세션 제어부로 분배하여 소멸시키는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 부하 분산부로부터 서비스 레코드 쿼리를 통해 상기 세션 제어부의 현재 가입자 용량의 조회를 요청받고, 조회된 현재 가입자 용량이 포함된 서비스 레코드 응답을 제공하는 도메인 네임부(Domain Name)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 부하 분산부는,
    서비스 레코드 쿼리를 요청하여 각각의 세션 제어부에 대응되는 현재 가입자 용량의 가중치를 조회하고, 조회된 가중치를 이용하여 호 분배가 가능한 상기 세션 제어부를 선택하여 배치하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 부하 분산부는,
    호를 분배받을 수 있다고 판단되는 상기 세션 제어부들 중에서 라운드 로빈 순서 또는 현재 가입자 용량이 적은 순서로 상기 세션 제어부를 선택하고, 선택된 세션 제어부에 상기 사용자 단말의 호를 분배하는 것을 특징으로 하는 호 분배 장치.
  10. IMS 네트워크(IP Multimedia Subsystem)의 클라우드 통신 플랫폼의 환경에서 가입자(모바일 서비스에 가입된 사용자) 용량을 이용하여 호 분배를 제어하는 호 분배 시스템에 있어서,
    단말 접속을 처리하는 FE(Front End)부, SC부의 가입자 용량을 이용하여 단말을 SC부에 배치하는 LD(Load Distribution)부 및 배치된 단말의 호 세션을 제어하는 SC(Session Control)부를 포함하는 호 제어 그룹;
    스태틱 정보가 저장되는 PS(Persistent Storage)부, 단기 데이터가 저장되는 FS(Fast Strorage)부 및 사용자 프로필이 저장되는 UP(User Profile)부를 포함하는 데이터베이스 그룹;
    클라우드 통신 플랫폼의 내부용 네임 서버인 NS(Name Server)부 및 각각의 SC부들에 대해 호가 분배된 정보를 현재 가입자 용량으로서 수집하고, 수집된 현재 가입자 용량 및 최대 가입자 용량을 비교하여 SC부별 가중치를 설정하고, 가입자 용량에 따른 상기 SC부의 증설을 제어하는 EM(Element Management)부를 포함하는 관리 그룹; 및
    각각의 사용자에 대해 통화 부가 서비스가 처리되는 TA(Telephony Application)부 및 문자 부가 서비스가 제공되는 RC(Rich Communication)부를 포함하는 서비스 그룹
    을 포함하여, 각각의 상기 그룹별 구성부는 물리적 컴퓨팅 자원을 가상화한 가상 컴퓨팅 자원을 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 호 분배 시스템.
  11. IMS 네트워크(IP Multimedia Subsystem)의 클라우드 통신 플랫폼의 환경에서 호 분배 장치가 가입자(모바일 서비스에 가입된 사용자) 용량을 이용하여 호 분배를 제어하는 호 분배 방법에 있어서,
    (a)각각의 세션 제어부(Session Control)들에 대해 호가 분배된 정보를 현재 가입자 용량으로서 수집하고, 수집된 현재 가입자 용량 및 최대 가입자 용량을 비교하여 호를 분배받을 수 있는지 여부를 판단하는 가입자 용량 판단 단계;
    (b)최초 접속 포인트에 액세스하는 사용자 단말로 액세스 제어를 제공하는 프론트 엔드(Front End) 단계;
    (c)접속된 상기 사용자 단말에 대해, 상기 단계(a)에서 설정된 가입자 용량 정보를 참조하여 호를 분배받아 세션 제어를 수행할 세션 제어부를 배치하는 부하 분산 단계; 및
    (d)상기 세션 제어부가 배치된 상기 사용자 단말에 대해 세션 제어를 수행하고 서비스 트리거링을 수행하는 세션 제어 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(a)는, 각각의 세션 제어부에 대해,
    상기 현재 가입자 용량 및 설정된 임계치의 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 현재 가입자 용량이 상기 임계치보다 미만이면 호 분배가 가능한 상태의 가중치를 설정하고, 상기 현재 가입자 용량이 상기 임계치를 초과하면 호 분배가 불가능한 상태의 가중치를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    각각의 세션 제어부에 대해, 상기 최대 가입자 용량과 상기 현재 가입자 용량의 차이를 이용하여 가중치를 설정하는 단계인 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    각각의 세션 제어부에 대해 현재 가입자 용량을 주기적으로 수집하여 상기 가중치를 갱신하는 단계인 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    각각의 세션 제어부로부터 수집된 현재 가입자 용량이 전체 세션 제어부들의 포화 상태로 판단될 경우, 새로운 세션 제어부를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 단계(a)는,
    각각의 세션 제어부로부터 수집된 현재 가입자 용량에 비해 세션 제어부의 수가 많은 경우, 현재 가입자 용량이 가장 적은 세션 제어부에 분배된 호를 타 세션 제어부로 분배하여 소멸시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(c) 이전에,
    각각의 세션 제어부에 대해 현재 가입자 용량의 정보를 수집하여 서비스 레코드 정보로 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(c)는,
    서비스 레코드 쿼리를 요청하여 각각의 세션 제어부에 대응되는 현재 가입자 용량의 가중치를 조회하고, 조회된 가중치를 이용하여 상기 세션 제어부를 선택하여 배치하는 단계인 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 단계(c)는,
    호를 분배받을 수 있다고 판단되는 상기 세션 제어부들 중에서 라운드 로빈 순서 또는 현재 가입자 용량이 적은 순서로 상기 세션 제어부를 선택하고, 선택된 세션 제어부에 상기 사용자 단말의 호를 분배하는 단계인 것을 특징으로 하는 호 분배 방법.
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