KR20160109214A - 네트워크 제어장치, 무선 관리장치 및 부하 분산을 활용한 ｓｄｎ 기반 무선 공유기 접속 제어방법 - Google Patents

네트워크 제어장치, 무선 관리장치 및 부하 분산을 활용한 ｓｄｎ 기반 무선 공유기 접속 제어방법 Download PDF

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네트워크 제어장치, 무선 관리장치 및 부하 분산을 활용한 SDN 기반 무선 공유기 접속 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 제어장치는 다수의 무선 공유기를 중앙 제어하고 각 무선 공유기에 대한 상태정보를 이용하여 다수의 무선 공유기 중에서 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하는 제어부와, 사용자 단말을 관리하는 무선 관리장치와 연결되어 무선 공유기 검색을 요청받고 각 무선 공유기의 상태정보를 획득하여 제어부를 통한 검색 결과를 무선 관리장치에 제공하는 통신부를 포함한다.

Description

네트워크 제어장치, 무선 관리장치 및 부하 분산을 활용한 ＳＤＮ 기반 무선 공유기 접속 제어방법 {Network controller, wireless management apparatus and method for controlling access of wireless access point based on SDN using load balancing}
본 발명은 네트워크 관리기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네트워크 접속 제어기술에 관한 것이다.
소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: 이하 SDN이라 칭함)는 네트워크의 전송 평면(transport plane)과 제어 평면(control plane)이 분리된다. 전송 평면은 패킷 전송에 필요한 모든 처리를 제어 평면에 질의하고, 제어 평면이 전송 평면에 설치된 소프트웨어를 통해 네트워크 구성과 패킷 흐름을 중앙 집중식으로 제어한다.
일반적으로 사용자 단말이 와이파이(Wi-Fi)를 이용하여 무선통신하기 위해서는 무선 공유기(Access Point: AP, 이하 AP라 칭함)에 접속되어야 한다. 사용자 단말이 AP에 연결하기 위해서 해당 AP의 무선 랜(Wireless Local Area Network: WLAN, 이하 WLAN이라 칭함) 이름에 해당하는 서비스 셋 식별자(Service Set Identifier: SSID)를 알아야 해당 WLAN에 참여할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 사용자 단말이 상태가 양호한 무선 공유기에 접속하여 원활하게 무선통신 서비스를 이용할 수 있도록 하기 위한 네트워크 제어장치, 무선 관리장치 및 부하 분산을 활용한 SDN 기반 무선 공유기 접속 제어방법을 제안한다.
일 실시 예에 따른 네트워크 제어장치는 다수의 무선 공유기를 중앙 제어하고 각 무선 공유기에 대한 상태정보를 이용하여 다수의 무선 공유기 중에서 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하는 제어부와, 사용자 단말을 관리하는 무선 관리장치와 연결되어 무선 공유기 검색을 요청받고 각 무선 공유기의 상태정보를 획득하여 제어부를 통한 검색 결과를 무선 관리장치에 제공하는 통신부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 제어부는 다수의 무선 공유기로부터 획득된 정보로부터 네트워크 상황을 모니터링하고 네트워크 상황을 반영하여 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색한다. 이때, 제어부는 각 무선 공유기의 트래픽 부하정보를 반영하여 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색함에 따라 무선 공유기들의 부하를 분산시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 통신부는 무선 관리장치로부터 무선 공유기 검색 요청을 수신할 때 사용자 단말에 관련된 정보를 함께 수신하고, 제어부는 각 무선 공유기의 정보와 함께 사용자 단말에 관련된 정보를 이용하여 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하고 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 무선 공유기는 오픈플로우 무선 공유기(OpenFlow Access point: OF AP, 이하 OF AP라 칭함)이고, 네트워크 제어장치는 OF AP를 포함한 네트워크를 중앙 제어하는 SDN 컨트롤러이다.
다른 실시 예에 따른 네트워크 제어장치는 다수의 무선 공유기를 중앙 제어하고 사용자 단말에 관련된 정보를 이용하여 다수의 무선 공유기 중에서 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하는 제어부와, 사용자 단말을 관리하는 무선 관리장치로부터 사용자 단말에 관련된 정보를 수신하고 사용자 단말이 검색된 무선 공유기에 접속하도록 제어부를 통한 검색 결과를 무선 관리장치에 제공하는 통신부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 제어부는 사용자 단말에 관련된 정보를 이용하여 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 사용자 단말에 관련된 정보는 사용자 등급정보이고, 제어부는 사용자 등급정보를 반영하여 무선 공유기를 검색하고 사용자 등급정보에 따라 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우의 서비스 품질을 제어한다.
일 실시 예에 따른 사용자 단말에 관련된 정보는 디바이스 정보이고, 제어부는 디바이스 정보에 따라 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 무선 공유기는 OF AP이고, 네트워크 제어장치는 OF AP를 포함한 네트워크를 중앙 제어하는 SDN 컨트롤러이다.
또 다른 실시 예에 따른 무선 관리장치는 사용자 단말로부터 사용자 단말에 관련된 정보와 함께 무선 공유기 검색 요청을 수신하여 사용자 단말에 관련된 정보를 관리하는 단말 관리부와, 네트워크 제어장치에 무선 공유기 검색 요청을 전달하고 네트워크 제어장치로부터 사용자 단말이 접속할 무선 공유기 검색 결과를 수신하여 사용자 단말이 검색된 무선 공유기에 접속하기 위한 접속정보를 사용자 단말에 제공하는 중계 처리부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 중계 처리부는 단말 관리부를 통해 관리되는 사용자 단말에 관련된 정보를 네트워크 제어장치에 제공하여 네트워크 제어장치가 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하거나 검색된 무선 공유기를 통한 플로우를 제어하는 데 반영하도록 한다.
일 실시 예에 따른 중계 처리부는 사용자 단말이 이동통신망에 접속되어 있으면, 네트워크 제어장치를 통해 검색된 무선 공유기의 접속정보를 사용자 단말에 제공하여 사용자 단말이 해당 무선 공유기를 통해 무선통신망에 접속하도록 제어한다.
일 실시 예에 따른 중계 처리부는 사용자 단말이 제1 무선 공유기를 통해 무선통신망에 접속되어 있으면, 네트워크 제어장치를 통해 검색된 제2 무선 공유기의 접속정보를 사용자 단말에 제공하여 사용자 단말이 제2 무선 공유기를 통해 무선통신망에 접속하도록 제어한다.
일 실시 예에 따른 단말 관리부는 사용자 단말로부터 사용자 정보를 수신하여 사용자를 인증하고 사용자의 네트워크 사용 등급을 결정하는 인증 관리부와, 사용자별 사용자 단말 리스트를 관리하는 디바이스 정보 관리부와, 사용자 단말의 앱 정보를 관리하는 앱 정보 관리부 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시 예에 따른 무선 관리장치는 단말 관리부가 관리하는 사용자 단말에 관한 정보와 네트워크 제어장치로부터 수신된 검색 결과가 저장되는 저장부를 더 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 사용자 단말이 접속이 양호한 무선 공유기에 접속하여 원활한 무선통신 서비스를 이용할 수 있다. 예를 들어 무선 공유기들의 트래픽 부하에 따라 접속이 분산되도록 제어함에 따라 사용자들이 쾌적한 무선통신 서비스를 이용할 수 있다. 또 다른 예로 사용자 등급에 따라 접속을 제한함에 따라 서비스 가입자가 품질이 우수한 무선통신 서비스를 이용할 수 있다.
나아가, 사용자가 접속 가능한 무선 공유기를 일일이 검색하지 않아도 사용자 주변에서 접속이 양호한 무선 공유기 정보를 제공받음에 따라 사용자의 편의를 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 기반 무선 네트워크의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 기반 오픈플로우 무선 공유기(OpenFlow Access Point: OF AP, 이하 OF AP라 칭함) 접속 제어 예를 설명하기 위한 참조도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 기반 무선 네트워크의 세부 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말과 OF AP의 관계를 도시한 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 분산을 활용한 SDN 기반 OF AP 접속 제어방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 구성도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크(1)는 네트워크 장치들(12-1,12-2,…,12-n)과 네트워크 제어장치(14)를 포함한다.
네트워크 장치들(12-1,12-2,…,12-n)은 패킷 처리에 대한 모든 결정을 네트워크 제어장치(14)에 질의하고, 네트워크 제어장치(14)는 네트워크 장치들(12-1,12-2,…,12-n)을 중앙 집중식으로 제어한다. 전술한 특징을 가진 네트워크를 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함)라 한다.
SDN에서 네트워크 장치들(12-1,12-2,…,12-n)은 오픈플로우 스위치(OpenFlow switch: OF SW, 이하 OF SW라 칭함)이고, 네트워크 제어장치(14)는 SDN 컨트롤러일 수 있다. 이하, 네트워크 제어장치(14)를 SDN 컨트롤러라 칭한다. SDN 컨트롤러는 네트워크 장치들(12-1,12-2,…,12-n)을 중앙집중 방식으로 제어한다. 네트워크 장치들(12-1,12-2,…,12-n)은 SDN 컨트롤러의 제어를 받는데, SDN에서 입력 측 네트워크 장치에 의한 패킷 수신으로부터 출력 측 네트워크 장치에 의한 패킷 송신까지 패킷에 대한 일련의 흐름이 플로우가 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 기반 무선 네트워크의 구성도이다.
SDN에서 SDN 컨트롤러는 모든 OF SW에 대한 정보를 수집하고 네트워크를 제어한다. 본 발명은 이러한 SDN 환경을 무선통신망(wireless communication network)에 적용하고자 한다. 무선통신망은 무선 공유기(Wireless Access Point: AP, 이하 AP라 칭함)를 가지는데, SDN 환경의 오픈플로우를 이용하는 경우 해당 AP는 오픈플로우 AP(OpenFlow AP: OF AP, 이하 OF AP라 칭함)가 된다. SDN에서의 OF SW와 무선통신망에서의 OF AP 모두 오픈플로우를 이용하게 된다. 따라서, SDN 컨트롤러는 네트워크 장치인, SW와 AP를 중앙 통제할 수 있다.
본 발명은 SDN 컨트롤러가 오픈플로우 네트워크 장치를 중앙 통제할 수 있다는 점을 이용하여, SDN 컨트롤러가 사용자 단말에 대한 정보와 OF AP에 대한 정보 등을 이용하여 사용자 단말이 접속해야 할 최적의 OF AP를 검색(AP scan)하여 제공하는 기술을 제안한다.
AP를 SDN에 이용하기 위해, 오픈더블유알티(OpenWrt)라고 하는 AP를 사용할 수 있다. OpenWrt는 무선랜 라우터(Wireless LAN router)에 필요한 리눅스 기능들을 패키지 형태로 제공하는 것으로, AP에 오픈플로우 소프트웨어를 설치하면 무선 OF AP로 동작하게 된다.
도 2를 참조하면, SDN 기반 무선 네트워크는 사용자 단말(20), OF AP(22), SDN 컨트롤러(24) 및 무선 관리장치(26)를 포함한다. 도 2의 네트워크 구조는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 구조는 이에 한정되지 않고 변형 가능하다.
사용자 단말(20)은 사용자가 소지한 단말로서, 스마트폰 등 유무선 통신이 가능한 각종 모바일 단말을 포함한다. 사용자 단말(20)은 기지국(28-1,28-2) 등을 통해 이동통신망(200)에 접속 가능하다. 이동통신망(200)은 예를 들어 3G, 4G 등을 이용하는 망이다. 사용자 단말(20)은 OF AP(22-1,22-2)를 통해 무선통신망(210)에 접속 가능하다. 무선통신망(210)은 예를 들어 무선 랜을 이용하는 망으로서, 와이파이(Wi-Fi, 이하 Wi-Fi라 칭함)와 같은 무선 랜 기술을 통해 무선통신을 지원한다. 사용자 단말(20)은 OF AP의 접속정보, 예를 들어 SSID를 이용하여 OF AP에 접속할 수 있다. 사용자 단말(20)은 무선 관리장치(26)와 연결될 수 있다.
무선 관리장치(26)는 연결된 사용자 단말(20)을 관리하며, 이동통신망(200)과 무선통신망(210)에 연결 가능하다. 무선 관리장치(26)는 서버 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)의 요청에 따라 SDN 컨트롤러(24)와 연결된다.
SDN 컨트롤러(24)는 OF AP(22-1,22-2)를 중앙 제어한다. SDN 컨트롤러(24)는 OF AP(22-1,22-2)에 대한 정보, 예를 들어 OF AP(22-1,22-2)의 트래픽 부하 등의 부하 분산을 위한 정보를 확인하여 사용자 단말(20)이 특정 OF AP에 집중하여 접속하는 것이 아니라 OF AP들에 분산되어 접속하도록 제어한다.
도 2를 참조로 하여, 사용자 단말(20)이 최적의 OF AP에 접속하는 실시 예를 설명하면, 사용자 단말(20)이 최초 주변의 OF AP, 예를 들어 OF AP1(22-1)에 접속한 경우, 사용자 단말(20)의 요청에 따라 무선 관리장치(26)는 OF AP 상태정보를 수집하고 있는 SDN 컨트롤러(24)에 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP 검색(AP scan)을 요청한다. OF AP 검색 요청에 따라, SDN 컨트롤러(24)는 수집한 OF AP들의 정보, 예를 들어 트래픽 부하정보를 기준으로 사용자가 접속할 수 있는 최적의 OF AP를 검색한다. 이때, SDN 컨트롤러(24)가 각 OF AP의 트래픽 상태를 모니터링하여 OF AP1(22-1)에 트래픽이 집중되고 OF AP2(22-2)에는 트래픽이 적다고 판단한다면, OF AP2(22-2)를 사용자 단말(20)이 새롭게 접속할 OF AP로 결정한다. SDN 컨트롤러(24)는 검색 결과를 무선 관리장치(26)에 제공하고, 검색 결과에는 사용자 단말(20)이 OF AP2(22-2)와 접속할 수 있는 접속정보, 예를 들어 SSID 정보가 포함된다. 무선 관리장치(26)는 OF AP2(22-2) 접속정보를 사용자 단말(20)에 전달하고, 사용자 단말(20)은 현재 접속 중인 OF AP1(22-1)을 새로운 OF AP2(22-2)로 교체하여 교체된 OF AP2(22-2)에 접속할 수 있다. 이에 따라 트래픽이 분산되어 사용자 단말(20)은 원활하게 무선통신 서비스를 이용할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 기반 OF AP 접속 제어 예를 설명하기 위한 참조도이다.
도 3을 참조하면, 현재 무선통신망에서는 사용자 단말이 OF AP의 SSID를 검색하여 접속하게 되어 있다. 이로 인하여 하나의 AP에 수많은 사용자가 연결 신청을 하게 되면 네트워크 연결 제한이 발생할 수 있다. 예를 들어, 참조부호 30에 도시된 바와 같이, OF AP3(22-3) 하나에 사용자 단말 1(22-1), 사용자 단말 2(22-2) 및 사용자 단말 3(22-3)이 모두 접속되는 경우 네트워크 연결에 제한이 발생한다. 또한, 사용자 단말은 한번 접속한 AP에 우선적으로 접속하기 때문에, 신호가 약한 특정 AP에 접속되어 네트워크 연결에 제한이 발생할 수 있다.
그러나 본 발명에 따르면 사용자 단말에 대한 정보, 예를 들어 사용자 등급정보와, 사용자 단말 주변의 OF AP의 정보, 예를 들어 OF AP의 트래픽 부하정보 등을 이용하여 사용자 단말이 접속할 최적의 OF AP를 검색하여 제공한다. 예를 들어, 참조부호 32에 도시된 바와 같이, 사용자 단말 1(22-1)은 OF AP1(22-1)에 접속하고, 사용자 단말 2(22-2)는 OF AP2(22-2)에 접속하며, 사용자 단말 3(22-3)은 OF AP3(22-3)에 접속한다. 이 경우, 각 OF AP의 트래픽 부하가 분산되게 되어서 각 사용자 단말은 원활하게 네트워크에 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 기반 무선 네트워크의 세부 구성도이다.
우선, 본 발명의 사용자 단말(20)이 최적의 AP에 접속하기 위한 사전절차에 대해 후술한다.
사용자 단말(20)은 3G/4G 등의 이동통신망이나 WiFi 등의 무선통신망 환경에 관계없이 무선 관리장치(26)와 연결된다. SDN 컨트롤러(24)는 OF SW 및 OF AP를 통하여 네트워크를 중앙 집중 관리한다. SDN 컨트롤러(24)는 OF AP(22-1,22-2,…,22-n)의 트래픽 정보 및 플로우를 수집한다. 무선 관리장치(26)는 SDN 컨트롤러(24) 및 사용자 단말(20)과 연결된다. 사용자 단말(20)은 무선 관리장치(26)와 연결되는 에이전트(agent)를 가질 수 있다.
한편, 사용자 단말(20)은 3G/4G 등의 이동통신망 또는 WiFi 등의 무선통신망 내 OF AP에 연결된다. 사용자 단말(20)이 이동통신망에 연결되어 있는 경우, 사용자 단말(20)은 OF AP 검색 요청을 무선 관리장치(26)에 전송한다. 사용자 단말(20)이 WiFi 등의 무선통신망에 연결되어 있는 경우, 사용자 단말(20)은 임의의 OF AP에 우선 접속한 이후, OF AP 검색 요청을 무선 관리장치(26)에 전송한다.
전술한 조건이 충족되는 환경에서 본 발명의 각 구성요소에 대해 상세히 후술한다.
일 실시 예에 따른 사용자 단말(20)에는 에이전트가 설치되어 실행된다. 에이전트는 무선 관리장치(26)와 연결된다. 에이전트는 사용자의 사용자 단말(20)에 설치된 앱(Application: App)으로서, 사용자는 3G/4G 등의 이동통신망 또는 WiFi 등의 무선통신망에 연결되어야 하며, 소정의 망에 연결되면 에이전트는 무선 관리장치(26)에 OF AP 검색 요청을 송신한다. 사용자 단말(20)의 에이전트가 무선 관리장치(26)에 전송하는 정보는 사용자 정보(User Info), 디바이스 정보(Device Info) 및 앱 정보(App Info) 등을 포함한다. 사용자 정보는 사용자 인증을 위한 정보로서, 사용자의 등급을 확인할 수 있다. 디바이스 정보는 해당 사용자 단말에 대한 정보로서, 예를 들어 MAC, IP 정보와 사용자 단말이 어느 OF AP에 접속되어 있는지를 확인할 수 있다. 앱 정보는 무선 관리장치와 접속을 위한 앱의 기본 정보로서, 버전 정보 등을 포함한다.
무선 관리장치(26)는 3G/4G 등의 이동통신망과 WiFi 등의 무선통신망에 모두 연결되어 있으며, 사용자 단말(20)의 에이전트와 상호 통신한다. 또한, 무선 관리장치(26)는 SDN 컨트롤러(24)와 연결되어, SDN 컨트롤러(24)로부터 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP에 대한 검색결과를 수신한다. 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)의 OF AP 검색 요청 시에 사용자 단말에 관한 정보를 수신할 수 있다. 그리고 수신된 사용자 단말에 관한 정보를 관리하고, SDN 컨트롤러(24)에 OF AP 검색 요청 시에, 관리 중인 사용자 단말에 관한 정보를 함께 전송할 수 있다. 사용자 단말에 관한 정보는 사용자 정보, 디바이스 정보 및 앱 정보 등을 포함한다.
무선 관리장치(26)는 프로세서를 가지며, 프로세서는 단말 관리부(260)와 중계 처리부(262)를 포함할 수 있다. 단말 관리부(260)는 인증 관리부(2600), 디바이스 정보 관리부(2610) 및 앱 정보 관리부(2620)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 인증 관리부(2600)는 사용자 단말(20)의 에이전트로부터 사용자 정보를 전달받아, 사용자를 인증하고 사용자의 네트워크 사용 등급을 결정한다. 네트워크 사용 등급은 예를 들어 Gold/Silver/Bronze 등과 같이 구분할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 디바이스 정보 관리부(2610)는 사용자별로 사용자 단말 리스트(List)를 생성하여 관리한다. 이는 사용자가 다수의 사용자 단말을 이용하여 OF AP에 접속을 요청하는 경우 등을 고려한 것이다. 앱 정보 관리부(2620)는 사용자 단말(20)에 설치된 에이전트의 버전 등 앱 정보를 관리하며, 앱에 대한 업데이트 등을 확인한다. 단말 관리부(260)는 관리하는 정보들을 저장부(24)에 저장할 수 있고, 저장부(24)에 저장된 정보들을 읽어들여 관리할 수 있다.
일 실시 예에 따른 중계 처리부(262)는 SDN 컨트롤러(24)에 OF AP 검색을 요청한다. OF AP 검색 요청 시에, 중계 처리부(262)는 단말 관리부(260)를 통해 관리되는 사용자 단말에 관한 정보, 예를 들어 사용자 등급 정보, 디바이스 정보, 앱 정보 및 현재 사용자 단말(20)이 접속 중인 OF AP 상태정보 등을 함께 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따른 중계 처리부(262)는 SDN 컨트롤러(24)로부터 OF AP 검색 결과를 수신한다. 중계 처리부(262)는 수신 결과로부터 사용자 단말(20)이 접속해야 할 OF AP의 접속정보, 예를 들어 SSID를 사용자 단말(20)에 전송한다. 중계 처리부(262)는 SDN 컨트롤러(24)로부터 수신된 OF AP 검색 결과를 저장부(264)에 저장할 수 있다. 사용자 단말(20)의 에이전트는 무선 관리장치(26)로부터 수신된 OF AP의 접속정보를 이용하여 해당 OF AP에 접속할 수 있다.
SDN 컨트롤러(24)는 오픈플로우 기반 네트워크의 모든 패킷의 처리를 담당하기 때문에 네트워크를 구성하는 모든 네트워크 장치들의 정보를 수집하며 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 무선 관리장치(26)로부터 OF AP 검색 요청을 수신하여 사용자 단말(20)이 접속 가능한 최적의 OF AP를 검색한다. SDN 컨트롤러(24)는 최적의 OF AP 검색을 위해 사용자 단말(20) 주변의 OF AP들에 대한 정보와 사용자 단말에 대한 정보 등을 이용할 수 있다. OF AP들에 대한 정보는 각 OF AP 별 트래픽 부하정보, 트래픽 엔지니어링 정보 등일 수 있다. 전술한 정보는 네트워크 상태를 확인할 수 있는 정보로서, 특히 부하 분산(load balancing)을 확인할 수 있다. 트래픽 엔지니어링 정보는 네트워크를 구성하는 링크와 트래픽에 대한 모니터링을 수행한 정보이다. 사용자 단말에 대한 정보는 사용자 등급 정보, 디바이스 정보, 앱 정보, 사용자 단말이 현재 접속한 OF AP에 대한 정보 등일 수 있다. SDN 컨트롤러(24)는 사용자 단말에 접속할 OF AP에 대한 검색이 완료되면 설정된 사용자 등급에 따른 플로우 룰(flow rule)을 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 통신부(240)와 제어부(242)를 포함한다. 이하, SDN 컨트롤러(24)의 세부 구성에 대해 설명한다. 단, 본 발명의 논지를 흐릴 수 있으므로, 본 발명과 직접적으로 관련되지 않은 SDN 컨트롤러(24) 본연의 기능은 생략한다.
통신부(240)는 무선 관리장치(26)와 연결되어 오픈플로우 무선 공유기 검색을 요청받는다. 그리고 각 OF AP(22-1,22-2,22-n)로부터 OF AP 상태정보를 획득한다. OF AP 상태정보는 OF AP 별 트래픽 부하 등 부하 분산을 확인할 수 있는 정보나 트래픽 엔지니어링 정보 등 네트워크 상태를 확인할 수 있는 정보를 포함한다. 통신부(240)는 제어부(242)를 통한 OF AP 검색 결과를 무선 관리장치(26)에 제공한다.
일 실시 예에 따른 통신부(240)는 REST(Representational state transfer) 서비스를 이용한다. 예를 들어, 통신부(240)는 무선 관리장치(26)의 중계 처리부(262)로부터 OF AP 검색 요청을 수신할 때 REST call을 사용한다. REST call에는 사용자 단말에 관한 정보, 예를 들어 사용자 등급 정보, 디바이스 정보, 앱 정보, 사용자 단말이 현재 접속 중인 OF AP 상태정보 등이 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(242)는 각 OF AP(22-1,22-2,22-n)를 중앙 제어하고 각 OF AP의 정보를 이용하여 OF AP들(22-1,22-2,22-n) 중에서 사용자 단말(20)이 접속할 최적의 OF AP를 검색한다. 이때, 제어부(242)는 OF AP들(22-1,22-2,22-n)로부터 획득된 OF AP 상태정보를 가지고 네트워크 상황을 모니터링한다. 그리고 네트워크 상황을 반영하여 사용자 단말(20)이 접속할 최적의 OF AP를 검색한다. 예를 들어, 제어부(242)는 OF AP들(22-1,22-2,22-n)의 부하가 분산되도록 각 OF AP들(22-1,22-2,22-n)의 트래픽 부하 정보를 반영하여 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP를 할당한다. 이 경우, 사용자 단말(20)이 특정 OF AP에 접속이 집중되어 네트워크를 이용할 수 없는 문제를 해결할 수 있게 된다.
제어부(242)는 도메인 내 모든 정보를 파악하고 있다. 제어부(242)는 모든 네트워크 장치를 제어하기 때문에, 제어부(242)는 OF AP 사용자를 분산시킬 수 있다. 특히 부하 분산(Load Balancing) 및 트래픽 엔지니어링(Traffic Engineering)을 반영하여 최적의 OF AP를 검색한다. 또한, 플로우를 수정하여 사용자 등급별로 플로우를 제공할 수 있다. 플로우 수정에 기본이 되는 내용은 서비스 품질(Quality of Service: QoS, 이하 QoS라 칭함)로서, 등급별 QoS 조절을 통한 품질 제어가 가능하다.
일 실시 예에 따른 제어부(242)는 사용자 단말(20)에 관련된 정보를 이용하여 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP를 검색한다. 이때, 제어부(242)는 통신부(240)를 통해 무선 관리장치(26)로부터 전달받은 사용자 단말에 관한 정보, 예를 들어 사용자 등급정보, 디바이스 정보, 앱 정보, 사용자 단말이 현재 접속한 OF AP 상태정보들을 이용하여 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP를 검색할 수 있다.
사용자 단말에 대한 정보를 이용한 OF AP 검색 예를 들면, 일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 무선 관리장치(26)로부터 수신한 사용자 등급 정보를 확인하고, 확인된 사용자 등급에 따라 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP를 할당하고 할당한 OF AP의 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 무선 관리장치(26)로부터 수신한 디바이스 정보를 확인하고, 확인된 디바이스 정보, 예를 들어 사용자 단말의 MAC 정보, IP 정보 등에 따라 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP를 할당하고 할당한 OF AP의 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 무선 관리장치(26)로부터 수신한 정보로서, 현재 사용자 단말(20)이 접속중인 OF AP 상태정보를 확인하고, 확인된 OF AP 상태정보를 이용하여 접속된 OF AP를 중심으로 주변의 OF AP를 할당한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말과 OF AP의 관계를 도시한 구성도이다.
도 5를 참조하면, 사용자 단말(20)은 OF AP(22)에 접속할 수 있으며, 이때 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)이 OF AP(22)에 접속할 수 있도록 사용자 단말(20)을 인증한다. SDN 컨트롤러(24)는 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP(22)를 검색하고, 검색된 OF AP(22)를 통해 사용자 단말(20)에 전송되는 플로우를 제어한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부하 분산을 활용한 SDN 기반 OF AP 접속 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 사용자 단말(20)은 3G/4G 등의 이동통신망 또는 사용자가 검색한 OF AP를 통해 무선통신망에 접속하여 있다고 가정한다. 이때, 사용자 단말(20)이 3G/4G 등의 이동통신망에 접속되어 있는 경우, 사용자가 이동통신망에서 WiFi 등의 무선통신망을 사용하고자 한다면, 사용자 단말(20)은 무선 관리장치(26)에 OF AP 검색을 요청한다(600). AP 검색 요청(600) 시에 사용자 단말(20)은 사용자 정보, 디바이스 정보, 앱 정보 등 사용자 단말에 대한 정보를 함께 무선 관리장치(26)에 전송할 수 있다. 무선 관리장치(26)는 OF AP 검색 요청을 SDN 컨트롤러(24)에 전달한다(620).
SDN 컨트롤러(24)는 사용자 단말(20) 주변의 OF AP들 중에서 사용자 단말(20)이 접속할 최적의 OF AP를 검색한다(630). 최적의 OF AP를 검색을 위해, SDN 컨트롤러(24)는 사용자 단말(20) 주변의 OF AP들로부터 OF AP 상태정보를 수집(625)하여 수집된 OF AP 상태정보들을 이용하여 최적의 OF AP를 검색할 수 있다. 이어서, SDN 컨트롤러(24)는 검색 결과를 무선 관리장치(26)에 제공한다. OF AP 검색 결과에는 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP의 접속정보, 예를 들어 SSID가 포함된다. OF AP 검색 결과를 수신한 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP 접속정보를 사용자 단말(20)에 전송(650)하고, 사용자 단말(20)은 OF AP 접속정보를 이용하여 해당하는 OF AP에 접속한다(660).
다른 예로, 사용자 단말(20)이 소정의 OF AP에 접속되어 있는 경우라면, SDN 컨트롤러(24)는 사용자 단말(20) 주변의 OF AP들 중에서 사용자 단말(20)이 접속할 최적의 OF AP를 검색한다(630). 이때, 최적의 OF AP는 현재 사용자 단말(20)이 접속 중인 OF AP일 수도 있으나 새로운 OF AP일 수도 있다. 이 경우, 사용자 단말(20)은 새로운 OF AP에 접속하게 된다(660). 이때 사용자 단말(20)은 기존 OF AP 접속을 제거하고 새로운 OF AP에 접속하게 된다.
무선 관리장치(26)는 네트워크 상에 항상 실행되어 있고, 3G/4G 등과 같은 이동통신망 또는 WiFi 등과 같은 무선통신망에 연결되어 있다고 가정한다. 일 실시 예에 따른 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)로부터 OF AP 검색 요청 수신(600) 시에 사용자 단말에 관한 정보를 같이 수신하여 사용자 단말 관련 정보를 관리한다(610).
일 실시 예에 따른 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)로부터 수신된 사용자 정보를 수신하여 사용자 별 사용자 등급을 결정한다. 사용자 등급 기준은 각 시스템에 따라 달라질 수 있다. 무선 관리장치(26)는 미리 저장된 사용자 정보 별 사용자 등급정보에서 현재 수신된 사용자 정보를 조회하여 일치하는 사용자 별 사용자 등급이 있는지를 확인한다. 해당 사용자 등급이 조회되지 않는 경우, 무선 관리장치(26)는 해당 사용자가 서비스에 가입되지 않은 사용자로 판단하여 사용자 단말(20)의 OF AP 검색 요청을 거절한다.
일 실시 예에 따른 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)로부터 디바이스 정보를 수신하면, 미리 저장된 다비이스 정보에 해당 사용자 정보와 일치하는 사용자 단말을 조회한다. 사용자는 여러 개의 사용자 단말을 등록할 수 있고, 조회 결과 일치하는 사용자 단말이 검색되지 않으면, 해당하는 사용자 단말을 등록하는 절차를 수행할 수 있다. 이때, 무선 관리장치(26)는 등록 시 사용자 단말별로 등급을 차등 적용하여 등록할 수 있다.
일 실시 예에 따른 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)로부터 앱 정보를 수신하면, 수신한 앱 정보를 이용하여 사용자 단말(20)에 설치된 앱인 에이전트를 체크한다. 예를 들어, 수신한 앱 정보가 최근 앱 정보가 아닌 경우, 무선 관리장치(26)는 사용자 단말(20)에 앱을 업데이트하도록 요청할 수 있다.
SDN 컨트롤러(24)는 네트워크 상에서 항상 실행되고, 네트워크 장치들의 정보를 수집하고 제어할 수 있다고 가정한다. SDN 컨트롤러(24)는 REST 서비스를 사용하여 무선 관리장치(26)로부터 OF AP 검색 요청을 수신하거나, OF AP 검색 결과를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 OF AP를 포함한 네트워크 장치들의 정보를 이용하여 사용자 단말(20)이 접속해야 하는 OF AP를 검색한다. SDN 컨트롤러(24)는 네트워크의 모든 정보를 수집할 수 있다. 일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 부하 분산을 고려하여 OF AP를 검색한다. 부하 분산의 기준은 SDN 컨트롤러가 측정한 각 OF AP의 트래픽 부하일 수 있다.
OF AP 검색이 종료되면, SDN 컨트롤러(24)는 사용자 단말이 접속할 OF AP 상태정보를 포함한 검색 결과를 무선 관리장치(26)에 제공하고 사용자 단말(20)이 접속할 AP에 플로우를 설정한다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(24)는 검색된 OF AP에 사용자 등급이 적용된 QoS 플로우를 설정한다. 또 다른 예로 사용자 단말의 디바이스 정보를 기반으로 플로우를 설정한다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 무선 관리장치(26)로부터 수신한 사용자 등급 정보를 확인하고, 확인된 사용자 등급에 따라 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP를 할당하고 할당한 OF AP의 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 무선 관리장치(26)로부터 수신한 디바이스 정보를 확인하고, 확인된 디바이스 정보, 예를 들어 사용자 단말의 MAC 정보, IP 정보 등에 따라 사용자 단말(20)이 접속할 OF AP를 할당하고 할당한 OF AP의 플로우를 제어한다.
일 실시 예에 따른 SDN 컨트롤러(24)는 무선 관리장치(26)로부터 수신한 정보로서, 현재 사용자 단말(20)이 접속중인 OF AP 상태정보를 확인하고, 확인된 OF AP 상태정보를 이용하여 접속된 OF AP를 중심으로 주변의 OF AP를 할당한다.
전술한 바와 같이, 사용자가 WiFi 등의 무선통신망을 이용하는데 AP의 SSID를 검색하지 않고도 SDN 컨트롤러(24)를 활용하여 부하 분산 등의 네트워크 상황이나 사용자 단말에 관한 정보를 이용하여 사용자 단말(20)이 접속할 최적의 OF AP를 검색하여 제공함에 따라, 사용자는 쾌적한 무선통신망을 이용할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
20: 사용자 단말 22: OF AP
24: SDN 컨트롤러 26: 무선 관리장치

Claims (18)

  1. 다수의 무선 공유기를 중앙 제어하고 각 무선 공유기에 대한 상태정보를 이용하여 상기 다수의 무선 공유기 중에서 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하는 제어부; 및
    상기 사용자 단말을 관리하는 무선 관리장치와 연결되어 무선 공유기 검색을 요청받고 각 무선 공유기의 상태정보를 획득하여 상기 제어부를 통한 검색 결과를 상기 무선 관리장치에 제공하는 통신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    다수의 무선 공유기로부터 획득된 정보로부터 네트워크 상황을 모니터링하고 네트워크 상황을 반영하여 상기 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는
    각 무선 공유기의 트래픽 부하정보를 반영하여 상기 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색함에 따라 무선 공유기들의 부하를 분산시키는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 통신부는
    상기 무선 관리장치로부터 무선 공유기 검색 요청을 수신할 때 사용자 단말에 관련된 정보를 함께 수신하고,
    상기 제어부는
    각 무선 공유기의 정보와 함께 상기 사용자 단말에 관련된 정보를 이용하여 상기 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하고 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우를 제어하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 공유기는 오픈플로우 무선 공유기(OpenFlow Access point: OF AP, 이하 OF AP라 칭함)이고,
    상기 네트워크 제어장치는 상기 OF AP를 포함한 네트워크를 중앙 제어하는 SDN 컨트롤러인 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  6. 다수의 무선 공유기를 중앙 제어하고 사용자 단말에 관련된 정보를 이용하여 상기 다수의 무선 공유기 중에서 상기 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하는 제어부; 및
    상기 사용자 단말을 관리하는 무선 관리장치로부터 상기 사용자 단말에 관련된 정보를 수신하고 상기 사용자 단말이 상기 검색된 무선 공유기에 접속하도록 상기 제어부를 통한 검색 결과를 상기 무선 관리장치에 제공하는 통신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 사용자 단말에 관련된 정보를 이용하여 상기 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우를 제어하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 사용자 단말에 관련된 정보는 사용자 등급정보이고,
    상기 제어부는
    상기 사용자 등급정보를 반영하여 무선 공유기를 검색하고 상기 사용자 등급정보에 따라 상기 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우의 서비스 품질을 제어하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 사용자 단말에 관련된 정보는 디바이스 정보이고,
    상기 제어부는
    상기 디바이스 정보에 따라 상기 검색된 무선 공유기를 통해 전송되는 플로우를 제어하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 사용자 단말에 관련된 정보는 상기 사용자 단말이 현재 접속하고 있는 무선 공유기의 정보이고,
    상기 제어부는
    상기 사용자 단말이 현재 접속하고 있는 무선 공유기를 기준으로 주변의 무선 공유기를 검색하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 무선 공유기는 OF AP이고,
    상기 네트워크 제어장치는 상기 OF AP를 포함한 네트워크를 중앙 제어하는 SDN 컨트롤러인 것을 특징으로 하는 네트워크 제어장치.
  12. 사용자 단말로부터 상기 사용자 단말에 관련된 정보와 함께 무선 공유기 검색 요청을 수신하여 상기 사용자 단말에 관련된 정보를 관리하는 단말 관리부; 및
    네트워크 제어장치에 무선 공유기 검색 요청을 전달하고 상기 네트워크 제어장치로부터 상기 사용자 단말이 접속할 무선 공유기 검색 결과를 수신하여 상기 사용자 단말이 검색된 무선 공유기에 접속하기 위한 접속정보를 상기 사용자 단말에 제공하는 중계 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 관리장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 중계 처리부는
    상기 단말 관리부를 통해 관리되는 사용자 단말에 관련된 정보를 상기 네트워크 제어장치에 제공하여 상기 네트워크 제어장치가 상기 사용자 단말이 접속할 무선 공유기를 검색하거나 검색된 무선 공유기를 통한 플로우를 제어하는 데 반영하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 관리장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 중계 처리부는
    상기 사용자 단말이 이동통신망에 접속되어 있으면, 상기 네트워크 제어장치를 통해 검색된 무선 공유기의 접속정보를 상기 사용자 단말에 제공하여 상기 사용자 단말이 해당 무선 공유기를 통해 무선통신망에 접속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 관리장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 중계 처리부는
    상기 사용자 단말이 제1 무선 공유기를 통해 무선통신망에 접속되어 있으면, 상기 네트워크 제어장치를 통해 검색된 제2 무선 공유기의 접속정보를 상기 사용자 단말에 제공하여 상기 사용자 단말이 제2 무선 공유기를 통해 무선통신망에 접속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 관리장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 단말 관리부는
    상기 사용자 단말로부터 사용자 정보를 수신하여 사용자를 인증하고 사용자의 네트워크 사용 등급을 결정하는 인증 관리부;
    사용자별 사용자 단말 리스트를 관리하는 디바이스 정보 관리부; 및
    상기 사용자 단말의 앱 정보를 관리하는 앱 정보 관리부;
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 관리장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 무선 관리장치는
    상기 단말 관리부가 관리하는 사용자 단말에 관한 정보와 상기 네트워크 제어장치로부터 수신된 검색 결과가 저장되는 저장부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 관리장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선 공유기는 OF AP이고,
    상기 네트워크 제어장치는 상기 OF AP를 포함한 네트워크를 중앙 제어하는 SDN 컨트롤러이며,
    상기 무선 관리장치는 상기 SDN 컨트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 관리장치.
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