KR20170057034A - 가상 네트워크 기능 배치를 위한 네트워크 장치 및 그 방법 - Google Patents

가상 네트워크 기능 배치를 위한 네트워크 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

가상 네트워크 기능 배치를 위한 네트워크 장치 및 그 방법이 개시된다. 일 실시 예에 따른 네트워크 장치는, 분산된 다수의 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 물리 자원과 가상 자원을 포함한 정보를 획득하는 통신부와, 통신부를 통해 획득된 정보를 이용하여, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 프로세서를 포함한다.

Description

가상 네트워크 기능 배치를 위한 네트워크 장치 및 그 방법 {Network apparatus for deploying virtual network function and method thereof}
본 발명은 네트워크 가상화 기술에 관한 것이다.
네트워크 기능 가상화(network function virtualization: NFV, 이하 NFV라 칭함)는 네트워크를 보다 쉽게 구축하고 확장하기 위한 기술로, 네트워크를 단순화하고 효율적인 인프라로 만드는 핵심 기술이다. NFV는 기존의 하드웨어 장비로 구현되는 라우터, 방화벽, 로드 분산(load balancing), 캐싱(caching) 등의 다양한 네트워크 기능들을 소프트웨어 형태로 구현하여 운영하는 기술이다.
NFV는 현재 유럽 전기 통신 표준 협회(European Telecommunications Standards Institute; ETSI) 산업 명세 그룹(Industrial Specification Group: ISG) NFV에서 산업 규격을 목표로 작업이 진행 중이며, NFV 기술 적용을 통해 네트워크 장비 비용과 전력의 손실 절감으로 투자비용 및 운영비용 감소, 새로운 네트워크 서비스의 시장 투입에 필요한 시간 단축과 투자 비용의 회수 증대가 가능하다.
NFV에서 소프트웨어로 구현되는 다양한 네트워크 기능을 가상 네트워크 기능(virtual network function: VNF, 이하 VNF라 칭함)이라 하고, 주로 범용서버와 같이 통합된 물리적 네트워크 장치를 통해 수행된다. 통합된 물리적 네트워크 장치는 데이터 센터(data center) 등에 위치하고, 오픈스택(OpenStack)과 같은 클라우드 운영체제를 기반으로 관리 및 운영되며, NFV 기능을 제공하기 위하여 구축 및 운영되는 시스템을 NFV 플랫폼(NFV platform)이라 한다.
일 실시 예에 따라, 분산 배치되는 다수의 NFV 시스템에 서비스의 종류 및 품질을 고려하여 VNF를 배치를 위한 네트워크 장치 및 그 방법을 제안한다.
일 실시 예에 따른 네트워크 장치는, 분산된 다수의 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 물리 자원과 가상 자원을 포함한 정보를 획득하는 통신부와, 통신부를 통해 획득된 정보를 이용하여, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 프로세서를 포함한다.
일 실시 예에 따른 통신부는, 각 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 위치정보, 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보 및 각 네트워크 기능 가상화 시스템에 이미 프로비저닝된 가상 네트워크 기능에 대한 정보를 획득한다. 통신부는 각 네트워크 기능 가상화 시스템에 할당된 고유 식별자 정보로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 위치정보를 획득할 수 있다. 가용 물리 자원정보는 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 가용 물리 CPU의 수, 가용 물리 디스크의 양 및 가용 네트워크 대역폭 정보를 포함할 수 있다. 가용 가상 자원정보는 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 가용 가상 CPU의 수, 가용 가상 디스크의 양 및 가용 가상 네트워크 대역폭 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 통신부는 네트워크 기능 가상화 운영자로부터 프로비저닝하고자 하는 가상 네트워크 기능의 식별자와 정책 정보를 포함한 프로비저닝 요청 메시지를 수신하고, 프로세서를 통한 결정 결과에 따라 결과 메시지를 네트워크 기능 가상화 운영자에 전송한다. 정책 정보는 네트워크 기능 가상화 운영자가 프로비저닝을 요청하는 네트워크 기능 가상화 시스템에 대한 정보, 가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 정보, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 정보, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 정보, 네트워크 기능 가상화 운영자가 랜덤하게 가상 네트워크 기능 배치를 요청하기 위한 정보 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서는 가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 중 어느 하나를, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정한다. 다른 실시 예에 따른 프로세서는 통신부로부터 획득된 정보와 네트워크 기능 가상화 운영자로부터 수신된 프로비저닝 요청 메시지의 정책 정보를 반영하여 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정한다. 이때, 프로세서는 네트워크 기능 가상화 운영자가 프로비저닝을 요청한 네트워크 기능 가상화 시스템을, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 통신부는 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템이 없으면 NOK가 삽입된 결과 메시지를 네트워크 기능 가상화 운영자에 전송하고, 네트워크 기능 가상화 시스템이 결정되면 결정된 네트워크 기능 가상화 시스템의 식별자와 OK가 삽입된 결과 메시지를 네트워크 기능 가상화 운영자에 전송한다.
일 실시 예에 따른 네트워크 장치는 통신부를 통해 획득된 정보가 저장되는 메모리를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 각 네트워크 기능 가상화 시스템은 가상 네트워크 기능 관리자, 가상화된 인프라스트럭처 관리자 및 네트워크 기능 가상화 인프라스트럭처를 포함한다. 일 실시 예에 따른 네트워크 장치는 네트워크 기능 가상화 오케스트레이터이다.
다른 실시 예에 따른 네트워크 장치를 이용한 가상 네트워크 기능 배치방법은, 네트워크 장치가 분산된 다수의 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 물리 자원과 가상 자원을 포함한 정보를 획득하는 단계와, 획득된 정보를 이용하여 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 단계를 포함한다.
정보를 획득하는 단계에서, 각 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 위치정보, 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보 및 각 네트워크 기능 가상화 시스템에 이미 프로비저닝된 가상 네트워크 기능에 대한 정보를 획득할 수 있다.
네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 단계에서, 가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 중 어느 하나를, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 기능 배치방법은 네트워크 기능 가상화 운영자로부터 프로비저닝하고자 하는 가상 네트워크 기능의 식별자와 정책 정보를 포함한 프로비저닝 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하며, 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 단계에서, 각 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 획득된 정보와 네트워크 기능 가상화 운영자로부터 수신된 프로비저닝 요청 메시지의 정책 정보에 기반하여 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정할 수 있다. 이때, 네트워크 기능 가상화 운영자가 프로비저닝을 요청한 네트워크 기능 가상화 시스템을, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 분산 배치되는 다수의 NFV 시스템에 서비스의 종류 및 품질을 고려하여 VNF를 효율적으로 배치할 수 있다. 예를 들어, 각 NFV 시스템에 대한 정보와 미리 프로비저닝된 VNF 정보를 이용하여, VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템을 결정할 수 있다. 다른 예로, NFV 운영자의 정책을 반영하여, VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템을 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예가 동작할 수 있는 NFV 프레임워크의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFV 시스템의 구조도,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 NFV 환경에서의 네트워크 장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFVO가 분산된 NFV 시스템들과 연동하여 VNF 배치를 결정하는 예를 도식화한 참조도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFV 운영자(operator)의 요청에 따른 VNF 배치를 설명하기 위한 네트워크 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VNF 배치방법을 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFVO가 각 NFV 시스템으로부터 획득하는 정보의 구조도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로비저닝 요청 메시지의 구조도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 VNF 배치 결과에 따른 반환 메시지의 구조도,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VNF 배치를 위한 구성요소 간 정보 송수신을 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, 운영자의 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 예가 동작할 수 있는 네트워크 기능 가상화(network function virtualization: NFV, 이하 NFV라 칭함) 프레임워크의 구성도이다.
도 1을 참조하면, NFV를 위한 NFV 프레임워크는 NFV 관리 및 편성 시스템(NFV management and orchestration system: NFV MANO, 이하 NFV MANO라 칭함)(1), 가상 네트워크 기능(virtual network function; VNF, 이하 VNF라 칭함)(2) 및 NFV 인프라스트럭처(NFV infrastructure; NFVI, 이하 NFVI라 칭함)(3)를 포함한다. VNF(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 다수 개(2-1,2-2,…2-n)일 수 있다.
NFV는 물리적 네트워크 장치를 다수의 네트워크 기능(network function: NF, 이하 NF라 칭함)으로 나누어 이 물리적 네트워크 장치를 가상화하는 기술이다. 각각의 NF는 물리적 네트워크 장치에 의해 일반적으로 구현되는 네트워크 기능을 수행하도록 구성되어 있다.
일 실시 예에 따른 NFV MANO(1)는 NFV 오케스트레이터(NFV Orchestrator: NFVO, 이하 NFVO라 칭함)(10), 하나 이상의 VNF 관리자(VNF manager: VNFM, 이하 VNFM이라 칭함)(12), 하나 이상의 가상화된 인프라스트럭처 관리자(virtualized infrastructure manager: VIM, 이하 VIM이라 칭함)(14)를 포함한다.
NFVI(3)는 컴퓨팅 하드웨어(computing hardware)(31), 스토리지 하드웨어(storage hardware)(32) 및 네트워크 하드웨어(network hardware)(33)를 포함하는 하드웨어 자원(hardware resource)(30)과, 가상화 계층(virtualization layer)(34)과, 가상 컴퓨팅(virtual computing)(35), 가상 스토리지(virtual storage)(36) 및 가상 네트워크(virtual network)(37)를 포함하는 가상 자원(virtual resource)을 포함할 수 있다.
NFV MANO(1)는 멀티 NFVI 환경에서 VNF(2) 및 NFVI(3)를 감독 및 관리한다. NFV MANO(1)의 NFVO(10)는 하나 이상의 VNFM(12)와 통신하여, 요청과 연관된 자원을 구성하고 VNFM(12)에 구성정보를 전송하며 VNF(2)의 상태정보를 획득할 수 있다. 또한, NFVO(10)는 VIM(14)과 통신하여, 자원을 할당하고 가상화된 하드웨어 자원 구성 및 상태정보를 예약 및 교환할 수 있다.
VNFM(12)은 VNF(2)를 관리하는데, VNF(2)의 라이프 사이클(life cycle)을 관리할 수 있다. VNFM(12)는 VNF(2)를 인스턴스화(instantiating), 업데이트(updating), 질의(querying), 스케일링(scaling), 종료(terminating)하는 것과 같은 다양한 관리기능을 수행할 수 있다.
VIM(14)은 컴퓨팅 하드웨어(31), 스토리지 하드웨어(32), 네트워크 하드웨어(33), 가상 컴퓨팅(35)(예컨대, VM), 가상 스토리지(36) 및 가상 네트워크(37)와의 VNF(2)의 상호작용을 제어하고 관리한다. 예를 들어, VIM(14)은 인프라스트럭처 자원 및 할당을 관리하는 것과 같은 자원관리 기능과, NFVI 장애정보(fault information)를 획득하는 것과 같은 동작 기능을 수행할 수 있다. VNFM(12)와 VIM(14)는 자원 할당 요청, 가상화된 하드웨어 자원 구성 및 상태 정보를 교환하기 위해 서로 통신할 수 있다.
NFVI(3)는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 또는 이들의 조합을 포함하여 VNF(2)를 배치(deploy), 관리 및 실행하기 위해 가상화된 환경을 형성한다. 하드웨어 자원(30)은 컴퓨팅 하드웨어(31), 스토리지 하드웨어(32) 및 네트워크 하드웨어(33)를 포함한다. 컴퓨팅 하드웨어(31)는 자원을 처리하고 컴퓨팅하는 것을 제공하는데, 이용되는 상용 제품(commercial off-the-shelf; COTS) 하드웨어 또는 커스텀 하드웨어(custom hardware)일 수 있다. 스토리지 하드웨어(32)는 네트워크 내에서 제공될 수 있거나 스토리지 하드웨어(32) 자체 내에 있을 수 있는 스토리지 용량을 제공할 수 있다. 네트워크 하드웨어(33)는 스위치(예컨대, 상용 스위치), 라우터 또는 유선 및 무선으로 서로 연결되어 있는 스위칭 기능을 수행하도록 구성되어 있는 네트워크 장치일 수 있다. 네트워크 하드웨어(33)는 다수의 도메인에 걸쳐 놓여질 수 있고, 하나 이상의 전송 네트워크를 통해 서로 연결되어 있는 다수의 네트워크를 포함할 수 있다.
NFVI(3)의 가상화 계층(34)은 하드웨어 자원(30)을 추상화하고, 가상화된 자원을 VNF(2)에 제공하기 위해 기저(underlying) 물리적 네트워크 계층으로부터 VNF(2)를 분리할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가상 자원은 가상 컴퓨팅(35), 가상 스토리지(36) 및 가상 네트워크(37)를 포함할 수 있다. 가상 컴퓨팅(35)과 가상 스토리지(36)는 하이퍼바이저(hypervisor), VM 또는 다른 가상 컨테이너의 형식으로 VNF(2)에 제공될 수 있다. 예를 들어, VNF(2)는 VM 상에 배치될 수 있다. 가상화 계층(34)은 가상 네트워크(37)를 형성하기 위해 네트워크 하드웨어(33)를 추상화한다. VNFM(12)는 VNF(2)와 통신하여 VNF 라이프사이클 관리를 수행하고 구성 및 상태 정보를 교환할 수 있다. VNF(2)는 물리적 네트워크 장치에 의해 수행된 네트워크 기능 중 적어도 하나의 가상화가 되도록 구성되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFV 시스템의 구조도이다.
도 2를 참조하면, 하드웨어(hardware)로서의 NFV 시스템(40)은 NFVO(10), VNFM(12), VIM(14) 및 NFVI(3)를 포함한다. NFV 시스템(40)의 각 기능을 담당하는 구성요소들은 물리적인 하드웨어 서버들일 수 있으며, 랙(rack) 형태로 구축될 수 있다. NFVI(3)를 구축하기 위해서는 다수의 서버를 사용할 수 있다. VIM(14)은 클라우드 운영체제의 일종인 오픈스택(OpenStack)을 사용하여 NFVI(3)의 자원을 관리한다. NFVI(3)는 KVM, Xen, Hyper-V 등과 같은 하이퍼바이저 기술을 사용하여 가상의 자원을 생성하고 관리한다.
본 발명에서 설명되는 구성 및 방법 중 적어도 일부는 네트워크 장치에서 달성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 구성 및 방법은 하드웨어 상에서 실행되기 위해 설치된 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 등을 이용하여 달성될 수 있다. 네트워크 장치는 네트워크, 시스템, 도메인을 통해 데이터를 전송하는 장치, 예를 들어, 스위치, 라우터, 브릿지, 서버, 클라이언트 등일 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 NFV 환경에서의 네트워크 장치의 구성도이다.
네트워크 장치(300)는 VNF들을 분산 배치하는 데 이용되는 장치일 수 있다. 예를 들면, 네트워크 장치(300)는 도 1을 참조로 하여 전술한 NFV MANO(1) 또는 NFV MANO(1)의 서브 구성요소 중 하나일 수 있다. 가령, NFVO(10)일 수 있다.
도 3을 참조하면, 네트워크 장치(300)는 통신부(310)와 프로세서(320)를 포함하며, 메모리(330)를 더 포함할 수 있다.
통신부(310)는 다른 네트워크 장치로부터 데이터를 수신하거나 다른 네트워크 장치에 데이터를 송신할 수 있다. 일 실시 예에 따른 통신부(310)는 VNF의 프로비저닝(provisioning) 위치 계산을 위해 각 NFV 시스템의 식별자 정보, 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보 및 이미 프로비저닝된 VNF 정보를 획득한다. 그리고 통신부(310)는 NFV 운영자(operator)로부터 VNF 프로비저닝을 요청받는다. NFV 운영자로부터 수신되는 VNF 프로비저닝 요청 메시지에는 NFV 운영자의 정책(policy)이 포함될 수 있다. 프로세서(320)를 통해 VNF의 프로비저닝 위치가 계산되면, 통신부(310)는 해당 NFV 시스템에 VNF 프로비저닝을 하도록 명령을 전송한다. 그리고 NFV 운영자에 VNF 프로비저닝 결과를 반환할 수 있다.
프로세서(320)는 통신부(310)와 연결되어 데이터를 처리한다. 프로세서(320)는 일반 프로세서로써 구현될 수 있거나 하나 이상의 주문형 반도체(application specific integrated circuit; ASIC) 또는 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP) 중 일부일 수 있다. 도 3에는 하나의 프로세서로 도시되어 있으나, 프로세서(320)는 이에 한정되지 않고 다수의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(320)는 여기서 설명된 VNF 배치를 위한 동작을 수행한다.
일 실시 예에 따른 프로세서(320)는 분산된 다수의 NFV 시스템으로부터 통신부(310)를 통해 획득한 각 NFV 시스템의 물리 자원과 가상 자원 정보를 이용하여, VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템을 결정한다. 예를 들어, 프로세서(320)는 가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 NFV 시스템, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 NFV 시스템, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 NFV 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 NFV 중 어느 하나를, 분산된 NFV 시스템들 중에서 VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템으로 결정한다.
다른 실시 예에 따른 프로세서(320)는 통신부(310)로부터 획득된 정보와 NFV 운영자로부터 수신된 프로비저닝 요청 메시지의 정책(policy) 정보를 반영하여, VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템을 결정한다. 예를 들어, 프로세서(320)는 NFV 운영자가 프로비저닝을 요청한 NFV 시스템을, VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템으로 결정할 수 있다.
메모리(330)는 프로세서(320)와 연결되고, 다양한 유형의 데이터가 저장된다. 메모리(330)는 프로세서(320)를 통해 실행되는 명령이 저장될 수 있다. 일 실시 예에 따른 메모리(33)에는 통신부(310)를 통해 획득된 각 NFV 시스템의 식별자 정보, 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보, 이미 프로비저닝된 VNF 정보가 저장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 메모리(330)가 네트워크 장치(300)에 포함될 수 있으나, 메모리(330)는 네트워크 장치(300)와는 분리되어 데이터베이스(database: DB) 형태로 구현될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조로 하여, 도 3의 네트워크 장치(300)가 NFVO인 경우의 VNF 분산 배치에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFVO가 분산된 NFV 시스템들과 연동하여 VNF 배치를 결정하는 예를 도식화한 참조도이다.
도 4를 참조하면, 다수의 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)은 지리적으로 분산된다. 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)은 각각 VNFM(12-1,12-2,…,12-n), VIM(14-1,14-2,…,14-n) 및 NFVI(3-1,3-2,…,3-n)를 포함한다. NFVO(10)는 지리적으로 분산된 NFV 시스템들(40-1,40-2,…,40-n)과 연동하여 네트워크 서비스를 제공하는데 필요한 VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템을 결정한다. 그리고 결정된 NFV 시스템에서 VNF를 프로비저닝할 수 있도록 제어한다. NFV 시스템 결정은 NFV 시스템들(40-1,40-2,…,40-n)의 하드웨어의 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보, 이미 프로비저닝된 VNF의 위치정보 등을 이용하여 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFV 운영자(operator)의 요청에 따른 VNF 배치를 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 5를 참조하면, NFV 시스템들((40-1,40-2,…,40-n))이 네트워크 상에서 지리적으로 분산되어 있는 상황에서, NFV 운영자(50)는 NFVO(10)에 원하는 정책을 기반으로 VNF 배치를 요청한다. 그러면, NFVO(10)가 VNF 배치 위치를 계산하고 VNF가 배치될 NFV 시스템에 VNF를 프로비저닝한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VNF 배치방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, VNF를 적절한 위치에 프로비저닝하기 위해서, NFVO(10)가 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)의 위치정보를 모니터링한다(610). 이어서, NFVO(10)가 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)의 가용 물리 자원정보를 획득(620)하고, 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)의 가용 가상 자원정보를 획득(630)하며, 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)에 이미 프로비저닝된 VNF에 대한 정보를 획득한다(640). 획득된 정보는 데이터베이스(6)에 저장될 수 있다(650). NFV 운영자(50)가 NFVO(10)에 VNF 프로비저닝을 요청(660)하면, NFVO(10)가 획득된 정보를 이용하여 VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템의 위치를 결정(670)하고, 결정된 NFV 시스템에 VNF 프로비저닝을 명령한다(680).
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NFVO가 각 NFV 시스템으로부터 획득하는 정보의 구조도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, NFVO(10)는 도 7에 도시된 구조를 가진 메시지를 이용하여 VNF 배치를 위한 정보를 획득한다. 도 7의 메시지에는 크게 4가지 분류의 정보가 포함된다. NFV 시스템 식별자(NFV_System_ID) 필드(70)는 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)에 할당된 고유 식별자(ID)이다. 이 식별자 정보를 이용하여 NFVO(10)는 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)의 물리적 위치정보를 인식할 수 있다. 가용 물리 자원(Available_Physical_Resource) 필드(71)는 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)의 가용 물리 자원의 정보를 획득하기 위한 필드이다. 가용 물리 자원 필드(71)에는 가용 물리 CPU의 수, 가용 물리 디스크의 양, 가용 네트워크 대역폭 등이 포함될 수 있다. 가용 가상 자원(Available_Virtual_Resource) 필드(72)는 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)의 가용 가상 자원의 정보를 획득하기 위한 필드이다. 가용 가상 자원 필드(72)에는 가용 가상 CPU의 수, 가용 가상 디스크의 양, 가용 가상 네트워크 대역폭 등이 포함될 수 있다. 프로비저닝된 VNF(Provisioned_VNFs) 필드(73)에는 현재 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)에서 수행중인 VNF들의 ID(VNF_ID)(730-1,…730-n)가 포함된다. 각 NFV 시스템(40-1,40-2,…,40-n)은 도 7을 참조로 하여 전술한 구조를 가진 메시지를 NFVO(10)에 전송한다. 도 7의 메시지를 이용하여 획득된 정보는 NFVO(10)의 데이터베이스(6)에 저장될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로비저닝 요청 메시지의 구조도이다.
도 6 및 도 8을 참조하면, NFV 운영자(50)는 NFVO(10)에 VNF 프로비저닝을 요청한다. 요청 시 전송하는 요청 메시지에는 VNF 식별자(VNF_ID) 필드(800)와 프로비저닝을 위한 정책(Policy) 필드(810)가 포함될 수 있다.
VNF 식별자 필드(800)는 프로비저닝하고자 하는 VNF의 종류를 식별하는 식별자 정보가 포함된다. 정책 필드(810)에는 프로비저닝을 위한 정책을 반영하기 위한 필드로 필드 값이 1인 경우는 특정 NFV 시스템의 ID를 명시하여 해당 NFV 시스템으로 프로비저닝을 요청하는 경우이고, 이 경우에는 서비스하고자 하는 VNF를 NFV 운영자(50)가 지리적으로 원하는 위치에 배치하고자 할 때 유용하다. 2의 경우는 가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 NFV 시스템으로, 3의 경우는 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 NFV 시스템으로, 4의 경우는 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 NFV 시스템으로, 5의 경우는 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 NFV 시스템으로, 6의 경우는 랜덤하게 VNF 배치를 요청하기 위하여 사용한다. 그러나 전술한 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시 예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 VNF 배치 결과에 따른 반환 메시지의 구조도이다.
도 6 및 도 9를 참조하면, NFVO(10)는 획득한 정보와 NFV 운영자(50)로부터 요청받은 정책을 이용하여 VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템의 위치를 계산한다. NFV 운영자(50)에 반환되는 메시지는 VNF 식별자(VNF_ID) 필드(900), 결과(Result) 필드(910) 및 NFV 시스템 식별자(NFV_system_ID)(920)를 포함한다.
NFVO(10)가 적절한 NFV 시스템을 선택할 수 없는 경우, 도 9의 메시지의 결과 필드(910)에 NOK(필드 값: 1)를 삽입하여 NFV 운영자(50)에 반환한다. 적절한 위치의 NFV 시스템 선택이 가능한 경우에는 VNF를 프로비저닝한 후, 프로비저닝한 NFV 시스템 식별자(920)와 함께, 결과 필드(910)에 OK(필드 값:0)를 삽입한 후 NFV 운영자(50)에 반환한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VNF 배치를 위한 구성요소 간 정보 송수신을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, NFVO(10)는 각 NFV 시스템(40)으로부터 물리 자원 및 가상 자원을 포함한 정보를 획득(610,620,630,640)하여 데이터베이스(6)에 저장한다(650). 이때, 획득되는 정보는 각 NFV 시스템으로부터 각 NFV 시스템의 위치정보, 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보 및 각 NFV 시스템에 이미 프로비저닝된 VNF에 대한 정보일 수 있다.
NFV 운영자(50)는 NFVO(10)에 정책을 포함하여 VNF 프로비저닝 요청 메시지를 전송한다(660). NFVO(10)는 전달받은 정책과 각 NFV 시스템(40)으로부터 획득한 정보를 기반으로 VNF를 프로비저닝 하고자 하는 NFV 시스템을 결정한다(670). 일 실시 예에 따른 NFVO(10)는 가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 NFV 시스템, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 NFV 시스템, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 NFV 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 NFV 중 어느 하나를, 분산된 NFV 시스템들 중에서 VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템으로 결정한다. 다른 실시 예에 따른 프로세서(320)는 NFV 운영자가 프로비저닝을 요청한 NFV 시스템을, VNF를 프로비저닝할 NFV 시스템으로 결정한다.
이어서, 결정 결과에 따라, VNF 프로비저닝이 이루어지면(680), 프로비저닝한 NFV 시스템이 그 결과를 NFVO(10)에 반환(690)하고, NFVO(10)는 NFV 운영자(50)에 이를 전달하여 중개한다(695).
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.
1: NFV MANO 2: VNF
3: NFVI 10: NFVO
12: VNFM 14: VIM
30: 하드웨어 자원 31: 컴퓨팅 하드웨어
32: 스토리지 하드웨어 33: 네트워크 하드웨어
34: 가상화 계층 35: 가상 컴퓨팅
36: 가상 스토리지 37: 가상 네트워크
40: NFV 시스템 50: NFV 운영자
300: 네트워크 장치 310: 통신부
320: 프로세서 330: 메모리

Claims (19)

  1. 분산된 다수의 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 물리 자원과 가상 자원을 포함한 정보를 획득하는 통신부; 및
    상기 통신부를 통해 획득된 정보를 이용하여, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 프로세서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통신부는
    각 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 위치정보, 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보 및 각 네트워크 기능 가상화 시스템에 이미 프로비저닝된 가상 네트워크 기능에 대한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 통신부는
    각 네트워크 기능 가상화 시스템에 할당된 고유 식별자 정보로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 위치정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가용 물리 자원정보는 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 가용 물리 CPU의 수, 가용 물리 디스크의 양 및 가용 네트워크 대역폭 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 가용 가상 자원정보는 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 가용 가상 CPU의 수, 가용 가상 디스크의 양 및 가용 가상 네트워크 대역폭 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 통신부는
    네트워크 기능 가상화 운영자로부터 프로비저닝하고자 하는 가상 네트워크 기능의 식별자와 정책 정보를 포함한 프로비저닝 요청 메시지를 수신하고, 상기 프로세서를 통한 결정 결과에 따라 결과 메시지를 상기 네트워크 기능 가상화 운영자에 전송하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정책 정보는 네트워크 기능 가상화 운영자가 프로비저닝을 요청하는 네트워크 기능 가상화 시스템에 대한 정보, 가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 정보, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 정보, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 정보, 네트워크 기능 가상화 운영자가 랜덤하게 가상 네트워크 기능 배치를 요청하기 위한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는
    가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 중 어느 하나를, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 통신부로부터 획득된 정보와 네트워크 기능 가상화 운영자로부터 수신된 프로비저닝 요청 메시지의 정책 정보를 반영하여 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 프로세서는
    네트워크 기능 가상화 운영자가 프로비저닝을 요청한 네트워크 기능 가상화 시스템을, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 통신부는
    가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템이 없으면 NOK가 삽입된 결과 메시지를 네트워크 기능 가상화 운영자에 전송하고, 네트워크 기능 가상화 시스템이 결정되면 결정된 네트워크 기능 가상화 시스템의 식별자와 OK가 삽입된 결과 메시지를 상기 네트워크 기능 가상화 운영자에 전송하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 네트워크 장치는
    상기 통신부를 통해 획득된 정보가 저장되는 메모리;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 각 네트워크 기능 가상화 시스템은
    가상 네트워크 기능 관리자, 가상화된 인프라스트럭처 관리자 및 네트워크 기능 가상화 인프라스트럭처를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 네트워크 장치는
    네트워크 기능 가상화 오케스트레이터인 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  15. 네트워크 장치를 이용한 가상 네트워크 기능 배치방법에 있어서, 상기 네트워크 장치가:
    분산된 다수의 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 물리 자원과 가상 자원을 포함한 정보를 획득하는 단계; 및
    획득된 정보를 이용하여 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 기능 배치방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 정보를 획득하는 단계는
    각 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 각 네트워크 기능 가상화 시스템의 위치정보, 가용 물리 자원정보, 가용 가상 자원정보 및 각 네트워크 기능 가상화 시스템에 이미 프로비저닝된 가상 네트워크 기능에 대한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 기능 배치방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 단계는
    가용 물리 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 가상 자원이 가장 많이 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템, 가용 물리 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 및 가용 가상 자원이 가장 적게 남아있는 네트워크 기능 가상화 시스템 중 어느 하나를, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 기능 배치방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 기능 배치방법은
    네트워크 기능 가상화 운영자로부터 프로비저닝하고자 하는 가상 네트워크 기능의 식별자와 정책 정보를 포함한 프로비저닝 요청 메시지를 수신하는 단계; 를 더 포함하며,
    상기 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 단계는
    각 네트워크 기능 가상화 시스템으로부터 획득된 정보와 네트워크 기능 가상화 운영자로부터 수신된 프로비저닝 요청 메시지의 정책 정보에 기반하여 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 기능 배치방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 네트워크 기능 가상화 시스템을 결정하는 단계는
    네트워크 기능 가상화 운영자가 프로비저닝을 요청한 네트워크 기능 가상화 시스템을, 가상 네트워크 기능을 프로비저닝할 네트워크 기능 가상화 시스템으로 결정하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 기능 배치방법.








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