KR20170091671A

KR20170091671A - 이동성 관리를 위한 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20170091671A
Application number: KR1020177017684A
Authority: KR
Inventors: 수 리; 응옥-중 다오; 행 장
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-11-28
Publication date: 2017-08-09
Also published as: KR101943530B1; WO2016086807A1; US20160373936A1; EP3213546A1; US20160165454A1; CN107005848A; US9860758B2; BR112017011528A2; JP6560351B2; US9445279B2; EP3213546A4; JP2018506873A; EP3213546B1; CN107005848B; US20180084436A1

Abstract

본 발명은 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이 방법은 입력 정보의 세트를 획득하는 단계를 포함한다. 입력 정보는 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 하나 이상의 파라미터를 제공하는 네트워크 정보 및 구성 정보를 포함하고, 적어도 하나의 이동성 둔감도 기준을 포함한다. 하나 이상의 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이를 배치하는 것은 네트워크 정보 및 구성 정보에 따라 결정된다. 가상 서빙 게이트웨이는 복수의 물리적 호스트에 걸쳐 분산 배치될 수 있다. 출력 정보의 세트가 생성된다. 출력 정보는 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이를 배치하는 것을 식별하는 정보, 및 각각의 물리적 호스트에 대한 호스팅 비율을 포함한다.

Description

이동성 관리를 위한 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR PLACING VIRTUAL SERVING GATEWAYS FOR MOBILITY MANAGEMENT}

본 출원은 2014년 12월 5일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/561,805호(“SYSTEMS AND METHODS FOR PLACING VIRTUAL SERVING GATEWAYS FOR MOBILITY MANAGEMENT")에 대해 우선권을 주장하는 바이며, 그 전체 내용이 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

특히, 본 개시는 이동성 관리를 위한 가상 네트워크에 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

무선 네트워크에서, 무선 사용자 장비(user equipment, UE)의 지리적 위치는 시간이 지남에 따라 바뀔 수 있다. 시간이 지남에 따라 UE가 이동하는 물리적 경로는, UE가 이용하는 네트워크 링크의 변화, 예컨대 하나의 액세스 포인트에서 다른 액세스 포인트로의 변화에 대응할 수 있다. UE가 이동하는 경로는 링크 품질, 예를 들어 UE가 터널이나 빌딩을 들어가고 나올 때 링크 품질의 변화에 대응할 수도 있다. 이는 UE와 송수신하는 데이터가 동적이며 잠재적으로 불안정한 네트워크를 통해 논리적 경로 상에서 송신되어야 한다는 것을 의미한다. 이로 인해 트래픽 엔지니어링이 복잡해질 수 있다.

일부 예에서, 본 개시는 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 입력 정보의 세트를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 입력 정보는 상기 입력 정보는 모바일 장치에 의한 모바일 통신을 위한 물리적 네트워크에 관한 정보를 제공하는 네트워크 정보, 및 적어도 하나의 이동성 둔감도 기준(mobility insensitivity criterion)을 포함하는 구성 정보로서 상기 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 하나 이상의 파라미터를 제공하는 구성 정보를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 네트워크 정보 및 상기 구성 정보에 따라, 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 물리적 네트워크 내의 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 결정하는 단계를 포함할 수도 있다. 상기 가상 서빙 게이트웨이는 하나 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 분산 배치될 수 있다. 출력 정보의 세트가 생성될 수 있으며, 상기 출력 정보의 세트는 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 식별하는 정보 및 각각의 물리적 호스트에 대한 각각의 호스팅 비율(hosting percentage)을 포함하고 있다.

일부 예에서, 본 개시는 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 처리 장치를 포함할 수 있으며, 상기 처리장치는 상기 시스템으로 하여금 입력 정보의 세트를 획득하게 하도록 구성된다. 상기 입력 정보는 모바일 장치에 의한 모바일 통신을 위한 물리적 네트워크에 관한 정보를 제공하는 네트워크 정보, 및 적어도 하나의 이동성 둔감도 기준을 포함하는 구성 정보로서 상기 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 하나 이상의 파라미터를 제공하는 구성 정보를 포함할 수 있다. 상기 시스템은, 상기 네트워크 정보 및 상기 구성 정보에 따라 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 물리적 네트워크 내의 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 결정하도록 구성될 수도 있다. 상기 가상 서빙 게이트웨이는 하나 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 분산 배치될 수 있다. 출력 정보의 세트가 생성될 수 있으며, 상기 출력 정보의 세트는 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 식별하는 정보, 및 각각의 물리적 호스트에 대한 각각의 호스팅 비율을 포함한다.

이하, 일 예로서 본 출원의 예시적인 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 네트워크에 대한 예시적인 논리적인 아키텍쳐의 개략도이다.
도 2는 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러와 통신하는 예시적인 소프트웨어 정의 토폴로지 시스템의 개략도이다.
도 3은 소프트웨어 정의 토폴로지 시스템과 통신하는 예시적인 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러의 개략도이다.
도 4는 본 개시를 구현하기에 적합한 예시적인 컴퓨팅 시스템의 개략도이다.
도 5는 이동성 관리를 위한 예시적인 가상 네트워크 토폴로지의 개략도이다.
도 6은 이동성 관리를 위한 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 이동성 민감도의 예시적인 결정을 나타내는 도면이다.
유사한 구성 요소를 나타내기 위해 다른 도면에서 유사한 참조 번호가 사용될 수 있다.

소프트웨어 정의 네트워킹(software-defined networking, SDN)은 지능형 프로그램 가능 네트워크를 생성하기 위한 아키텍쳐 프레임워크(architectural framework)이다. 여기서, 네트워크 트래픽 관리 및 네트워크 트래픽 포워딩은 각각 제어 평면 및 데이터 평면으로 분리된다. SDN에서는, 네트워크 제어가 집중화되어 있으며, 기반 네트워크 인프라라스트럭처(underlying network infrastructure)는 애플리케이션으로부터 추출된다.

소프트웨어 정의 토폴로지(software-defined topology, SDT)는 예를 들어, 본 개시에 따라 형성될 수 있으며, SDT는 SDN 및 소프트웨어 정의 프로토콜(software-defined protocol, SDP)과 함께 사용되어 가상 네트워크(virtual network, VN)를 생성할 수 있다. 컨트롤러가 네트워크의 물리적 노드를 직접 관리할 필요 없이, VN에 대한 제어 평면 내의 컨트롤러에서 네트워크 트래픽이 관리될 수 있다. VN은 사용자별 네트워크(per-user network)일 수 있으며, VN이 특정한 사용자(예를 들어, 특정한 사용자 장비(UE) 또는 비-모바일 단말기)를 서비스하기 위해 가상화된 자원의 컬렉션일 수 있다는 것을 의미한다. SDT는 고객 정보 및 제공자 정보에 기초하여 형성될 수 있다. 고객은 하나 이상의 서비스(예를 들어, UE 또는 단말기를 통한 서비스)의 사용자를 포함할 수 있다. 제공자는 서비스 제공자, VN 제공자, 및/또는 다른 네트워크를 통한 서비스의 제공자를 포함할 수 있다.

SDN 제어 평면에서는, 하나 이상의 SDN 컨트롤러가 네트워크 자원을 관리하고 네트워크 트래픽을 전역적으로 제어할 수 있다. 편의상, 본 개시는 단수의 SDN 컨트롤러를 언급할 것이지만, 본 개시의 일부 예에 따라 하나 이상의 SDN 컨트롤러가 있을 수 있다는 것을 이해해야 한다. SDN 컨트롤러는 개별 네트워크 엘리먼트의 상태 정보 및 전반적인 트래픽 요구에 기초하여 트래픽 엔지니어링(traffic engineering, TE) 문제를 해결할 수 있다. 일반적으로, 네트워크 사용율이 극대화되면서 만족스러운 체감 품질(quality of experience, QoE)이 사용자에게 전달될 수 있도록, 개별 플로우의 서비스 품질(QoS) 요구사항(예를 들어, 레이트 요구사항)에 대해 그리고 자원 제한(예를 들어, 링크 용량)에 대해, TE는 각각의 트래픽 플로우에 대해 라우팅 경로 및 경로를 따라 자원 할당(트래픽 분할이라고도 함)을 공동 결정할 수 있다. SDN 컨트롤러는, 적합한 평면 간 통신 메커니즘을 이용하여, 전체 네트워크의 동작을 최적화하기 위한 데이터 평면 하드웨어에 제어 명령을 제공한다. 데이터 평면에서는, 플로우가 지시에 따르는 플로우의 라우팅 경로 사이에서 분할된다.

네트워크 및 트래픽 역학으로 인해, TE가 복수의 시간 간격으로 수행될 수 있으며, TE의 해결수단은 보통 라우팅 역학 및 분할 역학과 같은 역학을 드러낸다. 플로우 경로가 사전 설정된 경우에는, TE 최적화가 플로우 경로 간의 자원 할당으로 축소될 수 있다. 이 경우, 라우팅 역학은 UE의 이동성 때문일 수 있고, 분할 역학은 라우팅 역학 및 네트워크 내의 트래픽 분포가 원인일 수 수 있다.

VN에 대한 UE 이동성이 TE에 대한 문제점을 제시할 수 있다. 고도로 이동적인 UE의 경우, 데이터 소스로부터 UE까지 데이터를 라우팅하기 위한 데이터 경로는 시간에 따라 많이 변하며, 그 결과 TE가 불안정해진다. UE 이동성에 매우 민감한 불안정한 TE는, 중요한 자원의 일부(예를 들어, 큰 제어 오버헤드를 필요로 함)를 소비하거나 및/또는 시스템 성능의 저하를 초래할 수 있다.

이동성 관리 접근법은 집중화된 이동성 관리(centralized mobility management, CMM) 및 분산된 이동성 관리(distributed mobility management DMM)를 포함한다. CMM에서는, 이동성 관리 기능이 보통 코어 네트워크 노드에 함께 위치한다. 그러나, 이로 인해 코어 네트워크 노드의 과부하 및/또는 비효율적인 트래픽의 라우팅의 원인이 된다. DMM에서는, 서로 다른 네트워크 노드가 보통 게이트웨이로서 설정되어 서로 다른 이동성을 처리하는데, 이는 CMM의 문제 중 일부를 처리하는 데 도움이 될 수 있다. 하지만, 데이터 포워딩 및 처리를 위한 물리적 네트워크 노드에 게이트웨이를 위치시키는 방법을 결정할 필요가 있다. 예를 들어, 서로 다른 네트워크 노드는 서로 다른 캐싱된 컨텐츠 및/또는 다른 데이터 처리 기능을 가질 수 있는데, 이는 게이트웨이를 호스팅하기 위해 이 네트워크 노드가 어느 정도 선호될 수 있게 한다. 다양한 예에서, 본 개시는 데이터 라우팅 가능성 및 물리적 호스트의 데이터 처리 능력을 고려하면서 동시에 가상 서빙 게이트웨이를 물리적 호스트에 배치할 수 있게 한다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 도 1을 참조하면, 도 1은 모바일 UE와의 통신에 사용될 수 있는 네트워크에 대한 예시적인 논리적 아키텍쳐(100)를 나타낸다. 이 예시적인 아키텍쳐(100)는, SDN를 구현하기 위해 사용될 수 있으며, SDT를 이용한다. SDT는, 이하에서 추가로 설명하는 바와 같이, 데이터가 UE 쪽으로 또한 UE로부터 라우팅되는 가상 서빙 게이트웨이를 정의하고 가상의 토폴로지를 제공함으로써, SDN과 협력하여 트래픽 제어 및/또는 트래픽 처리를 용이하게 할 수 있다.

일반적으로, 네트워크 자원을 더 효율적으로 사용할 수 있도록 돕거나 및/또는 사용자에게 체감 품질(quality of experience, QoE) 및/또는 서비스 품질(quality of service, QoS)을 보장하도록 돕기 위해, SDT는 오퍼레이터가 온-디맨드(on-demand) 및 서비스 특정 데이터 평면 아키텍쳐(service specific data plane architecture)(네트워크 토폴로지 또는 논리적 토폴로지라고도 함)를 정의할 수 있게 하는 소프트웨어 정의 컨텐츠 전달을 위한 프레임워크를 제공할 수 있다. SDT는 각각의 애플리케이션, 서비스, 또는 사용자별 VN에 대해, 온-디맨드 및 맞춤형 데이터 평면 토폴로지를 결정한다. SDT는, 데이터 평면 토폴로지 내의 노드의 토폴로지뿐만 아니라 논리적 데이터 평면에 대한 논리적 네트워크 노드의 물리적 위치를 정의할 수 있다. SDT는 데이터 평면 논리적 토폴로지 내의 논리적 노드에 대한 서비스-특정 또는 사용자-특정 데이터 처리 기능을 정의할 수도 있다.

일반적으로, 논리적 노드는 물리적 네트워크 노드(논리적 노드에 대한 물리적 호스트라고도 함)에 구현된 소프트웨어 정의 엔티티(software-defined entity)일 수 있고, 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 네트워크에서 다양한 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 논리적 노드는 다른 가능한 역할 중에서 서비스-특정 가상 서빙 게이트웨이(v-s-SGW)이거나, 사용자-특정 가상 서빙 게이트웨이(v-u-SGW)이거나, 또는 컨텐츠 컨테이너일 수 있다.

SDT는 보통 QoE 및/또는 QoS와 같은 요구사항에 기초하여, 각각의 애플리케이션에 대한 데이터 평면 논리적 토폴로지(data plane logical topology), 서비스, 또는 사용자별 VN을 결정한다. SDT는, 서비스 레벨 논리적 토폴로지, 서비스-기능 체인 요구사항(service-function chain requirement), 서비스 트래픽 특성, 고객 분포, 이동성 속도 예측, 및/또는 트래픽 부하 예측에 따라 다른 파라미터 중에서 데이터 평면 논리적 토폴로지를 결정할 수도 있다. SDT는, 예를 들어 이하에서 추가로 설명하는 바와 같이, SDN 컨트롤러로부터의 피드백에 적응하여 트래픽 부하, 네트워크 노드 성능의 변화, 및/또는 물리적 네트워크의 변화에 적응할 수 있게 한다. SDT는 네트워크 제공자, VN 제공자 또는 다른 오퍼레이터에 의해 관리될 수 있다.

도 1은 예시적인 네트워크(예를 들어, 모바일 네트워크)를 데이터 평면(110), 제어 평면(120) 및 관리 평면(130)이 분리된 예시적인 네트워크 아키텍쳐(100)를 나타낸다. 데이터 평면(110)은 다양한 네트워크 노드와 UE 사이(예를 들어, UE에서 액세스 포인트로, 액세스 포인트에서 라우터로, 그리고 액세스 포인트/라우터에서 서버로)에 네트워크 트래픽을 전송한다. 제어 평면(120)은 TE를 수행하며, 다양한 네트워크 노드 사이에 제어 신호를 전송할 수 있다. 관리 평면(130)은 네트워크에 대한 관리 및 관리 기능을 제공할 수 있다. 데이터 평면(110), 제어 평면(120), 및 관리 평면(130)은 서로 인터페이스하여 각각의 평면의 기능을 활성화할 수 있다.

제어 평면(120)은, 하나 이상의 애플리케이션(140)이 제어 평면(120)을 액세스할 수 있도록, 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(122)를 제공할 수 있다. 제어 평면(120)은, SDT 시스템(200)과 SDN 컨트롤러(300)와 같은 다양한 제어 블록, 및 SDP 시스템(128)을 호스팅하여 제어 평면(120)의 기능을 실행할 수 있다. SDT 시스템(200), SDN 컨트롤러(300) 및 SDP 시스템(128)은 하나 이상의 공유된 처리 시스템 또는 별도의 처리 시스템 내에 구현될 수 있다.

관리 평면(130)은 기능을 실행하기 위해 다양한 제어 블록(예를 들어, 소프트웨어 모듈)을 호스팅할 수 있다. 예를 들어, 관리 평면(130)은 인프라스트럭처 매니저(132), 데이터 분석기(134), 고객 서비스 매니저(136) 및/또는 연결성 매니저(138)를 구현할 수 있다. 다른 기능은 무선 접속망(RAN)의 일부에서 컨텐츠 캐시를 정의할 수 있는, 컨텐츠 서비스 관리와 같은 관리 평면(130)에 의해 제공될 수 있고, 캐시-가능한 네트워크 노드를 구성할 수 있으며, 컨텐츠 포워딩을 관리할 수 있다.

관리 평면(130)은 아키텍쳐(100)에 포함될 수 있는 하나 이상의 데이터베이스를 액세스하여 자체 기능을 실행할 수 있다. 예시적인 데이터베이스는 프라이버시 네트워크 데이터베이스(150), 고객 서비스 정보 데이터베이스(152), 고객 장치 정보 데이터베이스(154), 인프라스트럭처 데이터베이스(156) 및 인프라스트럭처 추상화 데이터베이스(158)를 포함한다. 프라이버시 네트워크 데이터베이스(150)는 토폴로지 정보, 보안 정보, 노드 성능에 관한 정보 및/또는 노드 상태에 관한 정보를 저장할 수 있다. 고객 서비스 정보 데이터베이스(152)는 고객 장치(예를 들어, UE)와 관련된 인증 및 보안 정보를 저장할 수 있다. 고객 장치 정보 데이터베이스(154)는 성능에 관한 정보, 고객 장치의 위치 및/또는 상태를 저장할 수 있다. 인프라스트럭처 데이터베이스(156)는 네트워크 토폴로지에 관한 정보, 노드 성능 및/또는 노드 상태를 저장할 수 있다. 인프라스트럭처 추상화 데이터베이스(infrastructure abstraction database)(158)는 네트워크 내의 다양한 인프라 추상화에 관한 정보를 저장할 수 있다. 이 예에서 설명한 것보다 많거나 적은 수의 데이터베이스가 있을 수 있으며, 이러한 예시적인 데이터베이스 중 하나 이상이 단일 데이터베이스로서 결합되어 있을 수 있다.

도 2는 가상 서빙 게이트웨이를 배치하고 VN에 대한 이동성 관리의 논리적 토폴로지를 생성하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다. 이 시스템은 SDT 시스템(200)일 수 있다. SDT 시스템(200)은 일반적으로, VN에 대한 논리적 데이터 평면 토폴로지를 커스터마이징(customize)하는 것을 담당하고 있을 수 있다. 본 개시에서, VN에 대한 논리적 데이터 평면 토폴로지를 일반적으로 VN 토폴로지라고 지칭할 것이다. SDT 시스템(200)은 SDN 컨트롤러(300) 및 SDP 시스템(128)과 같은 하나 이상의 네트워크 제어 컴포넌트와 통신할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 바와 같이, SDT 시스템(200)은 트래픽 제어 및 처리를 용이하게 하기 위해 SDN 컨트롤러(300)와 협력할 수 있다.

SDT 시스템(200)은 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하고 VN 토폴로지를 생성하기 위해 사용되는 정보를 저장할 수 있다. 도시된 예에서, SDT 시스템(200)은 네트워크 정보와 구성 정보를 각각의 네트워크 정보 데이터베이스(205)와 구성 정보 데이터베이스(210)에 저장한다. 예를 들어, 이하에서 도 4에 대해 추가로 설명하는 바와 같이, 이 정보는 SDT 시스템(200)의 메모리에 저장될 수 있다. 네트워크 정보 데이터베이스(205)는 이하에서 추가로 설명되는 물리적 네트워크에 관한 정보(예를 들어, UE 식별자 및 속성, UE 트래픽, 네트워크 노드 속성, 및/또는 가상 서빙 게이트웨이 후보)를 포함할 수 있다. 이하에서 더 상세하게 설명하는 바와 같이, 구성 정보 데이터베이스(210)는 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위해 사용되며, VN 토폴로지, 예컨대 비용 대책(cost measure), 이동성 민감도 요구사항 및 관심 범위(scope of interest)를 생성하기 위한 파라미터를 포함할 수 있다. 네트워크 정보 및 구성 정보는 하나 이상의 외부 소스로부터의 입력(예를 들어, SDN 컨트롤러(300)로부터의 입력 또는 오퍼레이터로부터의 입력)으로서 수신될 수 있다. 일부 예에서는, SDT 시스템(200)이 네트워크 정보 및/또는 구성 정보를 저장하지 않을 수 있지만, 그 대신에 외부 소스(예를 들어, 하나 이상의 외부 데이터베이스)로부터 수신되거나 회수될 수 있고, 사용 후 폐기될 수 있는데, 이 경우 네트워크 정보 데이터베이스(205) 및/또는 구성 정보 데이터베이스(210)는 SDT 시스템(200)으로부터 생략될 수 있다. 일부 예에서는, 네트워크 정보 데이터베이스(205) 및 구성 정보 데이터베이스(210)가 입력 정보의 단일 데이터베이스에 의해 대체되거나, 또는 다른 데이터베이스(들)로 대체될 수 있다.

게이트웨이 배치 모듈(215)은 네트워크 정보 및 구성 정보(예를 들어, 네트워크 정보 데이터베이스(205) 및 구성 정보 데이터베이스(210)로부터, 또는 SDN 컨트롤러(300)와 같은 외부 소스로부터)를 입력으로서 획득하여 하나 이상의 물리적 호스트에 하나 이상의 가상 서빙 게이트웨이를 배치할 수 있다. 후술하는 예에서와 같이, 게이트웨이 배치 모듈(215)은 최적화 프로세스를 이용하는 가상 서빙 게이트웨이의 배치(들)를 결정할 수 있다. 용어 "최적화"가 사용되더라도, 이는 가상 서빙 게이트웨이(들)이 특정 기준을 만족하기 위해 물리적 호스트(들)에 배치되는 프로세스(예를 들어, 구성 정보에 지정된 바와 같이)를 지칭하며, 엄격하게는 "최적"이 아닐 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 트레이드 오프 및/또는 추정을 수반할 수 있으며, 일부 기준은 다른 기준보다 우선순위가 부여될 수 있다(예를 들어, 오퍼레이터에 의한 선택에 기초하여).

게이트웨이 배치 모듈(215)은 하나 이상의 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이의 배치(들)를 정의하는 정보를 출력할 수 있으며, 이 정보는 SDT 시스템(200)의 메모리 내의 게이트웨이 배치 데이터베이스(220)에 저장될 수 있다. 게이트웨이 배치 정보는 예를 들어, 가상 서빙 게이트웨이를 위한 물리적 호스트의 선택 및 물리적 호스트 당 게이트웨이 트래픽의 할당을 포함할 수 있다.

토폴로지 생성 모듈(225)은, 가상 서빙 게이트웨이(들)의 결정된 배치(예를 들어, 게이트웨이 배치 모듈(215)로부터 또는 게이트웨이 배치 데이터베이스(220)로부터)뿐만 아니라 네트워크 정보와 구성 정보(예를 들어, 네트워크 정보 데이터베이스(205) 및 구성 정보 데이터베이스(210)로부터, 또는 SDN 컨트롤러(300)와 같은 외부 소스로부터)를 입력으로서 획득하여 VN 토폴로지를 생성할 수 있다. 토폴로지 생성 모듈(225)은 적합한 최적화 프로세스를 이용하여 VN 토폴로지를 생성할 수 있다.

토폴로지 생성 모듈(225)은 생성된 VN 토폴로지에 관한 정보를 출력할 수 있으며, 이 정보는 SDT 시스템(200)의 메모리 내의 VN 토폴로지 데이터베이스(230)에 저장될 수 있다. VN 토폴로지 정보는 예를 들어, 네트워크 계층(계층적 토폴로지가 사용된 예에서) 및/또는 동일한 레벨의 논리적 노드(예를 들어, 메쉬(mesh) 토폴로지의 경우) 간의 링크를 포함할 수 있다.

SDT 시스템(200)은, 유선 또는 무선 통신을 통해 VN 토폴로지 정보 및 게이트웨이 배치 정보를 SDN 컨트롤러(300)에 제공할 수 있다.

일부 예에서, 게이트웨이 배치 모듈(215)이 게이트웨이 배치 정보를 SDT 시스템(200) 내부에 저장하지 않고서 출력을 토폴로지 생성 모듈(225) 및 SDN 컨트롤러(300)에 직접 제공하는 경우와 같이, 게이트웨이 배치 데이터베이스(220)가 생략될 수 있다. 그 대신, 게이트웨이 배치 정보가 사용 이후에 폐기될 수 있거나, 또는 SDT 시스템(200)의 외부에 저장될 수 있다(예를 들어, SDN 컨트롤러(300) 내부에 또는 다른 외부 데이터베이스 내에).

일부 예에서는, 토폴로지 생성 모듈(225)이 VN 토폴로지 정보를 SDT 시스템(200) 내부에 저장하지 않고서 출력을 SDN 컨트롤러(300)에 직접 제공하는 경우와 같이, VN 토폴로지 데이터베이스(230)가 생략될 수 있다. 그 대신, VN 토폴로지 정보가 SDT 시스템(200)의 외부에(예를 들어, SDN 컨트롤러(300) 내부에 또는 다른 외부 데이터베이스 내에) 저장될 수 있다.

일부 예에서는, SDT 시스템(200)이 하나 이상의 가상 서빙 게이트웨이에 의해 제공될 하나 이상의 기능을 결정할 수도 있다(예를 들어, 가상 서빙 게이트웨이(들)의 물리적 호스트(들)에 서비스 제한이 없는 경우). SDT 시스템(200)은 특정 물리적 호스트(들)에서 특정 가상 서빙 게이트웨이(들)를 위한 기능(들)을 정의하는 출력 정보를 SDP 시스템(128)에 제공할 수 있다. 그 다음, SDP 시스템(128)은 데이터 평면(110)에서 하드웨어와 상호 작용하여 특정된 물리적 호스트(들)에 정의된 기능(들)을 설치/제거할 수 있거나 또는 그렇지 않으면 이 기능(들)을 활성화/비활성화할 수 있다. 이를 통해 맞춤형 또는 애플리케이션 정의 가상 서빙 게이트웨이 기능을 활성화할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 정의 기능은 비디오 트래픽의 경우에 네트워크 코딩 기능(예를 들어, 파운틴 코딩 기능(fountain coding function)), 및 비디오 트랜스코딩 기능(video transcoding function)을 포함할 수 있다.

SDT 시스템(200)은 제어 평면(120)의 하나 이상의 서버에 의해 물리적으로 호스팅될 수 있다.

도 3은 예시적인 SDN 컨트롤러(300)의 개략도이다. SDN 컨트롤러는 일반적으로 맞춤형 자원 할당을 담당하고 있을 수 있다. SDN 컨트롤러(300)는 SDT 시스템(200)과 협력하여 트래픽 제어 및 처리를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(300)는 SDT 시스템(200)에 피드백, 예컨대 VN 토폴로지를 갱신하거나 변경하기 위한 요청을 제공할 수 있다.

SDN 컨트롤러(300)는 VN 토폴로지를 정의하는, SDT 시스템(200)으로부터의 정보(예를 들어, 물리적 호스트(들)에 가상 서빙 게이트웨이(들)를 배치하는 것 및 가상 서빙 게이트웨이(들) 간의 링크를 정의하는 정보를 포함하고 있음)를 수신할 수 있으며, 토폴로지 데이터베이스(305) 내의 토폴로지 정보를 SDN 컨트롤러(300)의 메모리에 저장할 수 있다. VN 토폴로지 정보는 플로우 변환기(310)에 제공될 수 있는데, 이 플로우 변환기(310)는 TE의 목적을 위해 VN 토폴로지를 개별 플로우 세그먼트로 변환할 수 있다. 예를 들어, 계층적 토폴로지의 여러 레벨을 통과하는 경로는, 플로우 변환기(310)에 의해 각각의 레벨에 대응하는 개별 플로우 세그먼트로 변환될 수 있다. 플로우 변환기(310)로부터의 플로우 세그먼트는 트래픽 관리를 위한 TE 모듈(315)에 제공될 수 있다. TE 모듈(315)은 다양한 적합한 TE 기법에 따라 플로우 세그먼트에 대해 트래픽 관리를 수행할 수 있다. SDN 컨트롤러(300)는 QoE 및/또는 QoS를 위해 네트워크 트래픽를 모니터링할 수 있는 품질 모니터(320)를 구현할 수 있다. SDN 컨트롤러(300)는 네트워크 이벤트, 예컨대 데이터 평면 토폴로지의 중대한 변화(예를 들어, 물리적 노드의 추가/제거, 네트워크 노드들 간의 물리적 연결성의 변화), 트래픽 플로우의 중대한 변화, 또는 다른 네트워크 이벤트에 대해 네트워크를 모니터링할 수 있는 네트워크 모니터(325)를 구현할 수도 있다.

SDN 컨트롤러(300)는 SDT 시스템(200)에 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(300)는 새로운 VN 토폴로지를 갱신하거나, 변경하거나 또는 그렇지 않으면 생성하도록 TE 모듈(315), 품질 모니터(320) 및/또는 네트워크 모니터(325)를 통해 SDT 시스템(200)에 요청할 수 있다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(300)는, 물리적 네트워크의 중대한 변화(예를 들어, 네트워크 모니터(325)에 의해 검출되는 바와 같은 변화)가 검출된 경우, 또는 트래픽 플로우의 중대한 변화가 검출된 경우(예를 들어, 네트워크 모니터(325)에 의해 검출된 바와 같은 변화), 또는 QoE 및/또는 QoS가 특정한 임계값(예를 들어, 품질 모니터(320)에 의해 검출된 바와 같은 임계값) 이하로 떨어진 경우, SDT 시스템(200)으로부터 새로운 토폴로지를 요청할 수 있다.

도 4는 예시적인 처리 시스템(400)의 개략도이며, 이 개략도는 본 명세서에서 개시된 방법 및 시스템, 예컨대 예시적인 SDT 시스템(200), 예시적인 SDN 컨트롤러(300), 및 후술하는 예시적인 방법을 구현하기 위해 사용될 수 있다. SDT 시스템(200)과 SDN 컨트롤러(300)는 공유된 또는 별도의 처리 시스템(400) 상에 구현될 수 있다. 일부 예에서는, SDT 시스템(200) 및/또는 SDN 컨트롤러(300)가 병렬로 작동하는 복수의 처리 시스템에 의해 구현될 수 있다. 처리 시스템(400)은 예를 들어, 서버 또는 임의의 적합한 컴퓨팅 시스템일 수 있다. 본 개시를 구현하기에 적합한 다른 처리 시스템이 사용될 수 있으며, 이 처리 시스템은 이하에서 논의되는 컴포넌트와는 상이한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 도 4는 각각의 컴포넌트의 단일 예(instance)를 도시하고 있으나, 처리 시스템(400)에는 각각의 컴포넌트의 복수의 예가 있을 수 있다.

처리 시스템(400)은 하나 이상의 처리 장치(405), 예컨대 프로세서, 마이크로프로세서, 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 전용 로직 회로, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 처리 시스템(400)은 하나 이상의 입력/출력(I/O) 인터페이스(410)를 포함할 수도 있으며, 이 인터페이스는 하나 이상의 적절한 입력 장치(435) 및/또는 출력 장치(440)와 인터페이스할 수 있게 한다. 처리 시스템(400)은 네트워크(예를 들어, 인트라넷, 인터넷, P2P 네트워크, WAN 및/또는 LAN)와 유선 또는 무선 통신을 위한 하나 이상의 네트워크 인터페이스(415)를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(들)(415)는 유선 링크(예를 들어, 이더넷 케이블), 및/또는 네트워크 내 및/또는 네트워크 간 통신을 위한 무선 링크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(들)(415)는 하나 이상의 송신기나 송신 안테나 및 하나 이상의 수신기나 수신 안테나를 통해 무선 통신을 제공할 수 있다. 처리 시스템(400)은 하나 이상의 스토리지 유닛(420)을 포함할 수도 있으며, 이 스토리지 유닛은 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive), 하드 디스크 드라이브, 자기 디스크 드라이브 및/또는 광디스크 드라이브와 같은 대용량 스토리지 유닛을 포함할 수 있다.

처리 시스템(400)은 하나 이상의 메모리(425)를 포함할 수 있으며, 이 메모리는 휘발성 또는 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래쉬 메모리, 읽기 전용 메모리(RAM), 및/또는 랜덤 액세스 메모리(ROM))를 포함할 수 있다. 비일시적인 메모리(들)(425)는 처리 장치(들)(405)가 실행하기 위한 명령을 저장하여 SDT 시스템(200) 및/또는 SDN 컨트롤러(300)의 기능을 수행할 수 있다. 처리 시스템(400)이 SDT 시스템(200) 또는 SDN 컨트롤러(300) 또는 양쪽 모두를 구현하는지 여부에 따라, 메모리(들)(425)는 메모리 상에 유형으로 저장되는 SDT 시스템(200)의 기능 또는 SDN 컨트롤러(300) 또는 양쪽 모두를 구현하기 위한 데이터와 모듈(들)을 적절히 가지고 있을 수 있다. 예를 들어, 도 2의 예시적인 SDT 시스템(200)에 대해 전술한 바와 같이, 메모리(들)(425)는 네트워크 정보 데이터베이스(205), 구성 정보 데이터베이스(210), 게이트웨이 배치 데이터베이스(220) 및/또는 VN 토폴로지 데이터베이스(230), 및 게이트웨이 배치 모듈(215) 및/또는 토폴로지 생성 모듈(225)과 같은 모듈을 포함할 수 있다. 도 3의 예시적인 SDN 컨트롤러(300)에 대해 전술한 바와 같이, 메모리(들)(425)는 토폴로지 데이터베이스(305), 및 플로우 변환기(310), TE 모듈(315), 품질 모니터(320) 및/또는 네트워크 모니터(325)와 같은 모듈을 추가적으로 또는 대안으로서 포함할 수 있다. 메모리(들)(425)는 운영 체제 및 다른 애플리케이션/기능을 구현하기 위한 명령과 같은 다른 소프트웨어 명령을 포함할 수 있다. 일부 예에서는, 하나 이상의 데이터 세트 및/또는 모듈(들)이 외부 메모리(예를 들어, 처리 시스템(400)과 유선 또는 무선 통신 중인 외부 드라이브)에 의해 제공될 수 있거나, 또는 일시적이거나 비일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독가능 매체에 의해 제공될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체의 예는 RAM, ROM, 소거가능 프로그램가능 ROM(erasable programmable ROM, EPROM), 전기적 소거가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable ROM, EEPROM), 플래쉬 메모리, CDROM, 또는 다른 휴대용 메모리 스토리지를 포함한다.

처리 장치(들)(405), I/O 인터페이스(들)(410), 네트워크 인터페이스(들)(415), 스토리지 유닛(들)(420) 및/또는 메모리(들)(425)를 포함하는 처리 시스템(400)의 컴포넌트들 간에 통신을 제공하는 버스(430)가 있을 수 있다. 버스(430)는 예를 들어, 메모리 버스, 주변 장치용 버스 또는 비디오 버스를 포함하는 임의의 적합한 버스 아키텍쳐일 수 있다.

도 4에는, 입력 장치(들)(435)(예를 들어, 키보드, 마우스, 마이크, 터치 스크린, 및/또는 키 패드)와 출력 장치(들)(440)(예를 들어, 디스플레이, 스피커 및/또는 프린터)가 처리 시스템(400)의 외부에 있는 것으로 도시되어 있다. 다른 예에서는, 입력 장치(들)(435) 및/또는 출력 장치(들)(440) 중 하나 이상이 처리 시스템(400)의 컴포넌트로서 포함될 수 있다.

도 5는 이동성 관리에 적합한 예시적인 VN 토폴로지의 개략도이며, 이 토폴로지는 네트워크 아키텍쳐(100)를 이용하여 구현될 수 있다. 이 예에서는, VN 토폴로지(500)가 특정 UE(510a)에 대한 사용자-특정 토폴로지이며, 하나 이상의 가상 서빙 게이트웨이(520, 525) 및 하나 이상의 데이터 소스(530)(예를 들어, 네트워크 게이트웨이)를 포함한다. 통신은 유선 통신 및/또는 무선 통신(예를 들어, 소스(530)에서 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)로의 통신, 하나의 가상 서빙 게이트웨이(525)에서 다른 가상 서빙 게이트웨이(520)로의 통신, 및/또는 가상 서빙 게이트웨이(520)에서 UE(510a)로의 통신)을 포함할 수 있다. 무선 통신은 임의의 적합한 네트워크(예를 들어, 인트라넷, 인터넷, 피어 투 피어(P2P) 네트워크, 광역 통신망(WAN), 및/또는 근거리 통신망(LAN))을 통해 이루어질 수 있으며, 블루투스 통신, 근거리 무선 통신, 셀룰러 통신, 및/또는 무선 주파수(RF) 통신과 같은 단거리 통신을 포함할 수 있다.

UE(510a)는 임의의 적합한 사용자 장치일 수 있다. 본 개시에서는, UE(510a)가 임의의 모바일 통신 장치, 예컨대 휴대용 전화기, 셀룰러 전화기, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, 또는 임의의 다른 적합한 휴대 컴퓨팅 장치일 수 있다. 사용자는 UE(510a)를 사용하여 VN 토폴로지(500)를 통해 하나 이상의 서비스 및/또는 컨텐츠를 액세스할 수 있고, VN 토폴로지(500)를 통한 양방향 통신을 위해 UE(510a)를 사용할 수 있다.

VN 토폴로지(500)에서는, UE(510a)가 논리적 경로에 의해 가상 서빙 게이트웨이(520)와 연관된다. UE(510a)가 단일 가상 서빙 게이트웨이(520)와 연관되지만, UE(510a)가 2개 이상의 가상 서빙 게이트웨이(520)와 연관될 수도 있는데, 예를 들어 서로 다른 가상 서빙 게이트웨이(520)가 서로 다른 서비스를 UE(510a)에 제공한다. VN 토폴로지(500)는 UE(510a)와 가상 서빙 게이트웨이(520) 간의 논리적 경로를 직접 정의하지만, 이 직접적인 논리적 경로는 하나 이상의 액세스 포인트 및/또는 라우터(도시하지 않음)를 통한 데이터 전송에 의해 구현될 수 있다. 이 논리적 경로가 양방향이라고 간주될 수 있지만(즉, 상향링크 및 하향링크 트래픽 둘 다를 서비스함), 상향링크 데이터의 전송을 위한 물리적 구현은 하향링크 데이터의 전송을 위한 물리적 구현과는 다를 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이(520)는 하나 이상의 물리적 네트워크 노드(예를 들어, 서버(들))에 의해 물리적으로 호스팅될 수 있으며, UE(510a)가 이동함에 따라 서로 다른 호스트(들)로 이동할 수 있다. UE(510a)의 위치는 임의의 적합한 이동성 관리 기법에 의해 추적될 수 있다.

가상 서빙 게이트웨이(520, 525)는 VN 토폴로지(500) 내의 논리적 네트워크 노드이다. 사용자별 VN에서, 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)는 보통, 다른 기능 중에서 데이터 포워딩을 위한 앵커 포인트 역할을 하는 것, 네트워크 액세스 보호를 제공하는 것, 프라이버시 보호를 제공하는 것과 같은 트래픽 처리 기능을 제공하는 v-u-SGW이다. 예를 들어, 이러한 기능은 서비스 고객 및/또는 네트워크 오퍼레이터에 의해 정의될 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)는 서버와 같은 물리적 호스트에 구현될 수 있고, 2개 이상의 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)는 동일한 물리적 호스트에 구현될 수 있다. 일부 예에서는, 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)가 2개 이상의 물리적 호스트에 구현될 수 있다.

가상 서빙 게이트웨이(520, 525)가 2개 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 분산되는 경우, 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)는 각각의 물리적 호스트에 의해 부분적으로 호스팅된다고 할 수 있다(가상 서빙 게이트웨이(520, 525)가 단일 물리적 호스트에 의해 호스팅되는 경우에 통합적으로 호스팅되는 것과는 대비됨). 2개 이상의 물리적 호스트에 의해 호스팅된 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)는 VN 토폴로지(500) 내에서 단일 가상 노드로서 나타낼 수 있다. 2개 이상의 호스트에 의해 호스팅되는 단일 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)의 경우, VN 토폴로지(500)가 각각의 물리적 호스트에 의해 포워딩되는 게이트웨이 트래픽의 비율을 지정할 수 있다.

서로 다른 가상 서빙 게이트웨이를 가진 서로 다른 사용자-특정 VN 토폴로지가 서로 다른 UE에 대해 정의될 수 있다. 서로 다른 사용자-특정 VN 토폴로지에 대한 가상 서빙 게이트웨이가 물리적 네트워크의 공통 물리적 호스트를 공유할 수 있다. VN 토폴로지(500)는 서비스별 기준으로 정의될 수 있으며, 이 경우 서로 다른 VN 토폴로지가 동일한 UE(510a)에 제공되는 서로 다른 서비스에 대해 정의될 수 있다. 또는, VN 토폴로지(500)가 UE(510a)에 제공되는 모든 서비스에 대해 정의될 수 있으며, 이 경우 UE(510a)는 서로 다른 서비스(들)를 제공하는 서로 다른 가상 서빙 게이트웨이(520)(도 5에 도시된 단지 하나의 가상 서빙 게이트웨이)와 연관될 수 있다.

일반적으로, 물리적 호스트(예를 들어, 서버)는 하나 이상의 VN 토폴로지 내의 하나 이상의 UE(510)를 서비스하는 하나 이상의 가상 서빙 게이트웨이를 호스팅할 수 있다(파선에 의해 나타낸 바와 같이). 물리적 호스트는 서로 다른 가상 서빙 게이트웨이의 서로 다른 부분을 호스팅할 수 있디.

VN 토폴로지(500) 내의 트래픽은 2단계 접근법(two-phase approach), 즉 소스-게이트웨이 단계(source-to-gateway phase) 및 게이트웨이-UE 단계(gateway-to-UE phase)를 이용하여 제어될 수 있다. 소스-게이트웨이 단계는 안정된 것으로 간주될 수 있는데, 왜냐하면 가상 서빙 게이트웨이(520)가 소스(530)에서 UE(510a)로 송신되는 트래픽에 대해 고정된 목적지 역할을 하기 때문이다. 따라서, 데이터는 소스(530)로부터 가상 서빙 게이트웨이(520)까지 안정된 데이터 경로를 따라(그리고 일부 경우, 이하에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 하나 이상의 다른 가상 서빙 게이트웨이(525)를 통해) 전송될 수 있다. 게이트웨이-UE 단계는 동적인 것으로 간주될 수 있는데, 왜냐하면 UE(510a)가 이동함에 따라 가상 서빙 게이트웨이(520)로부터 UE(510a)까지의 라우팅 경로가 바뀔 수 있기 때문이다. 따라서, 데이터는 가상 서빙 게이트웨이(520)로부터 모바일 UE(510a)까지의 동적인 데이터 경로를 따라 전송될 수 있다. 동적인 경로는 UE(510a)에 대해 지리적으로 로컬일 수 있고, UE(510a)의 움직임에 따라 바뀔 수 있다. 안정된 경로는 UE(510a)로부터 지리적으로 멀리 떨어져 있으며, UE(510a)의 이동성에 둔감할 수 있다. 일반적으로, TE가 트래픽의 각각의 단계에 대해 개별적으로 수행될 수 있으며, 트래픽의 단지 하나의 단계에 대해 또는 2단계 모두에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, 종래의 TE는 소스-게이트웨이 단계에 대해 수행될 수 있는 반면, 파운틴 인코딩을 가진 TE는 게이트웨이-UE 단계에 대해 수행될 수 있다.

도 5는 하향링크 트래픽을 도시하고 있지만, 동일한 또는 유사한 VN 토폴로지(500)가 상향링크 트래픽에 대해 사용될 수 있고, 데이터 소스(530)는 그 대신에 또는 추가적으로 데이터 싱크일 수 있다. 상향링크 트래픽은 유사하게 2개의 단계, 즉 UE-게이트웨이 단계(동적인 데이터 경로를 가짐) 및 게이트웨이-싱크 단계(안정된 데이터 경로를 가짐)를 수반할 수 있으며, TE가 트래픽의 양쪽 단계에 대해 또는 단지 하나의 단계에 대해 유사하게 수행될 수 있다.

가상 서빙 게이트웨이(520)는 특정한 지리적 영역 내에서 서비스 기능 및/또는 컨텐츠를 UE(510a)에 제공할 수 있는 물리적 호스트(들)에 배치될 수 있다. 도시된 예에서는, 가상 서빙 게이트웨이(520)가 지리적인 영역 A(도시된 바와 같이 원형의 영역이 아닐 수 있음)를 서비스하는 물리적 호스트(들)에 배치된다.

이 예에서는, 가상 서빙 게이트웨이(520)가 UE 이동성을 고려하여 물리적 호스트(들)에 배치된다. 도 5에서, 초기 시간 t1에 UE(510a)는 제1 지리적 위치 L1에 있다. 나중에, UE(510a)는 시간 t2에서 제2 지리적 위치 L2로 이동한다. 가상 서빙 게이트웨이(520)를 서비스 영역이 UE(510a)가 주어진 시구간 동안 이동할 것으로 예측되는 거리를 커버하는 물리적 호스트(들)에 배치함으로써, 가상 서빙 게이트웨이(520)의 배치가 UE(510a)의 이동성(가상 서빙 게이트웨이(520)의 이동성 둔감도라고 하며, 이하에서 추가로 정의됨)을 어느 정도까지 수용하도록 결정될 수 있다. 따라서, UE(510a)는 위치 L1 및 L2 모두에 있는 동일한 물리적 호스트(들)에서 가상 서빙 게이트웨이(520)에 의해 서비스되는 상태로 유지되며, 이로써 물리적 데이터 경로가 바뀌었더라도(예를 들어, 데이터 통신이 서로 다른 세트의 액세스 포인트 및/또는 라우터를 통해 라우팅될 수 있음), UE(510a)와 VN 토폴로지(500) 내의 가상 서빙 게이트웨이(520) 간의 논리적 경로가 바꾸지 않는다. 이런 방식으로, UE(510a)의 이동성은 제어 평면(120)으로부터 "숨겨질(hidden)" 수 있다.

VN 토폴로지(500)는 게이트웨이 간 링크를 포함할 수 있다. 예를 들어, VN 토폴로지(500)는 하위 레벨 가상 서빙 게이트웨이(520)가 상위 레벨 가상 서빙 게이트웨이(525)와의 링크를 가지는 계층적 링크(hierarchical link)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 배치는 서비스-기능 체이닝(service-function chaining)을 가능하게 한다. 다른 토폴로지 배치, 예컨대 메쉬 토폴로지가 가능할 수 있다.

각각의 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)는 각각의 컨텐츠 캐시(522a, 522b, 527)의 컨텐츠(예를 들어, 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)를 호스팅하는 각각의 서버(들)의 메모리(들)에 구현된 컨텐츠)를 액세스할 수 있다. 도시된 예에서는, 가상 서빙 게이트웨이(520)가 2개의 물리적 호스트(예를 들어, 2개의 서버)에 구현되며, 2개의 컨텐츠 캐시(522a, 522b)(예를 들어, 각각의 컨텐츠 캐시(522a, 522b)는 서로 다른 물리적 호스트의 메모리에 저장됨)를 액세스한다. 컨텐츠 캐시(522a, 522b)는 동일한 컨텐츠, 또는 서로 다른 컨텐츠, 또는 중복 컨텐츠(overlapping content)를 저장할 수 있다. 컨텐츠 캐시(522a, 522b)는 이전에 동일한 UE(510a) 또는 다른 UE(510)에 제공되었던 컨텐츠를 저장할 수 있다. 서로 다른 사용자별 VN 내의 서로 다른 UE(510a, 510)가 컨텐츠 캐시(522a, 522b) 내의 컨텐츠를 공유할 수 있게 함으로써, 본 개시는 네트워크 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 하거나 및/또는 네트워크 트래픽을 감소시킬 수 있게 한다.

일반적으로, VN 토폴로지(500)는 공유된 네트워크 자원을 보다 효율적으로 또한 보다 효과적으로 사용하면서 사전 정의된 이동성 둔감도 파라미터를 만족하도록 설계될 수 있다. 게이트웨이 호스트 후보가 되기에 적합한 물리적 네트워크 노드의 세트가 주어지면, 과제는 후보(들)를 가장 잘 선택하고 가상 서빙 게이트웨이(들)(520, 525)를 호스트 후보(들)에 배치하는 방법일 수 있다.

예를 들어, 주어진 UE(510a)에 대해, 소스(530)로부터 더 짧은 경로를 가지지만 UE(510a)로부터는 더 긴 경로를 가진 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이(520)를 배치하는 것은 UE 이동성에 덜 민감할 수 있지만, 트래픽 팽창(traffic inflation)으로 인해(예를 들어, 파운틴 코딩의 사용으로 인해) 네트워크 자원의 덜 효율적인 사용을 초래할 수 있다. 한편, UE(510a)까지 더 짧은 경로를 가지지만 소스(530)로부터는 더 긴 경로를 가진 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이(520)를 배치하는 것은, UE 이동성에 더 민감할 수 있으며, 서로 다른 호스트(들)에 가상 서빙 게이트웨이(520)를 더 빈번하게 재배치하는 것, 불안정한 TE 결정, 및 증가된 제어 오버헤드를 필요로 할 수 있다. 일반적으로, 운영 비용을 제어하기 위해, 가상 서빙 게이트웨이(520, 525)에 대해 더 적은 수의 호스트를 가지는 것이 더 효율적일 수 있다. 일부 예에서는, 네트워크 내 컨텐츠 캐싱이 물리적 호스트(들)에서 사용 가능한 경우, 컨텐츠 공유에 대한 가능성을 높이기 위해, 물리적 호스트가 많은 UE에 대해 많은 가상 서빙 게이트웨이를 호스팅하는 것이 더 효율적일 수도 있다.

일부 예에서, 네트워크의 효율을 향상시키는 것을 돕기 위해, 본 개시는 가상 서빙 게이트웨이에 네트워크 코딩을 사용할 수 있게 한다. 네트워크 코딩에서는, 하나 이상의 플로우의 데이터 패킷이 결합되고 다른 네트워크 노드에 포워딩될 수 있다. 네트워크 코딩의 예는 파운틴 코드(무율 코드(rateless code)라고도 알려져 있음)를 사용하는 것이며, 이 코드에서는 하나의 플로우의 데이터 패킷이 결합되어 다수의 인코딩된 데이터 패킷의 세트를 생성하며, 이 데이터 패킷은 그 후 UE에 전송된다. UE는 인코딩된 데이터 패킷의 서브 세트로부터 원본 데이터를 복원 수 있다. 이는 서로 다른 UE에 대한 데이터 채널이 서로 다른 에러 확률을 가지는 상황에서(예를 들어, 브로드캐스트 애플리케이션에서) 유용할 수 있으며, 이 경우 각각의 UE가 유실된 데이터 패킷에 대한 요청을 송신하는 것은 비효율적일 수 있다. 데이터 소스에서 인코딩된 데이터 패킷이 생성될 수 있지만, 상당한 양의 여분의 데이터 패킷이 전송되는 결과를 초래할 수 있다. 본 개시의 일부 예에서는, 인코딩된 데이터 패킷이 그 대신에 가상 서빙 게이트웨이에 생성될 수 있으며, 이로 인해 트래픽 리던던시를 감소시키거나 및/또는 전송 지연을 줄이도록 도울 수 있다(가상 서빙 게이트웨이가 데이터 소스보다 UE에 가깝기 때문에). 일부 예에서ㄴ는가상 서빙 게이트웨이에 대한 물리적 호스트의 역할을 할 물리적 네트워크 노드의 적합성을 결정하는 경우, 네트워크 코딩을 수행하는 네트워크 노드의 성능이 고려될 수 있다.

도 6은 이동성 관리를 위한 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다. 이 예시적인 방법(600)은, 하나 이상의 적합한 처리 시스템(400)을 이용하여 SDT 시스템(200)에 의해 구현될 수 있다. 주어진 UE에 대해 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위해 이 예시적인 방법(600)에 대해서는 후술하지만, 이 방법(600)이 서로 다른 UE에 대한 가상 서빙 게이트웨이를 공동으로 배치하기 위해 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이 예시적인 방법(600)은 복수의 서비스를 제공하는 VN에 대해서 뿐만 아니라 서비스별 VN에 대해서 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위해 사용될 수 있다.

단계 605에서, 새로운 가상 서빙 게이트웨이의 배치가 필요하다는 것을 나타내는 트리거 신호가 수신된다. 예를 들어, 트리거는 타임아웃 이벤트(예컨대, SDT 시스템(200)이 설정된 시간에(예컨대, 수 분마다) 게이트웨이 배치를 업데이트하는 것을 트리거하는 타이머를 구현하는 경우)일 수 있거나, 및/또는 SDN 컨트롤러(300)에서 SDT 시스템(200)으로 전송되는 신호일 수 있다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(300)는,

QoS 및/또는 QoE가 사전 설정된 품질 임계값 이하로 떨어지는 경우;

네트워크에 중대한 변화가 있는 경우(예를 들어, 특정한 임계값을 초과하는 트래픽의 변화, 컨텐츠 액세스 통계의 변화, 게이트웨이 후보(들)의 추가/제거, 게이트웨이 호스트 성능의 변화, 물리적 링크의 추가/제거 및/또는 물리적 링크의 용량의 증가/감소를 포함하는 네트워크 노드들 간의 물리적 연결성의 변화);

게이트웨이 호스트 과부하의 경우(예를 들어, 신규 UE의 도달, 특정한 임계값 이상으로 증가하는 게이트웨이 트래픽, 소정의 임계값을 초과하는 자원 이용, 게이트웨이 호스트 성능력 변화로 인한 과부하); 및/또는

네트워크 성능 열화의 경우(예를 들어, 주어진 네트워크 노드에서의 트래픽 혼잡)에, 새로운 VN 토폴로지 및 새로운 게이트웨이 배치를 요청하는 SDT 시스템(200)에 신호를 전송할 수 있다.

트리거 신호가 SDN 컨트롤러(300)에서 시작되는 경우, 트리거 신호는 트래픽 엔지니어링 모듈(315), 품질 모니터(320) 및/또는 네트워크 모니터(325)에 의해 검출된 조건에 의해 또는 이 조건에 응답하여 생성될 수 있다.

단계 610에서, 입력 정보가 획득된다. SDT 시스템(200)은, 예를 들어 네트워크 정보 및 구성 정보를 포함하는 입력 정보의 세트에 기초하여 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정할 수 있다.

네트워크 정보 다른 정보 중에서,

위치, 속력(speed)/속도(velocity), 가속도, 및/또는 장치 카테고리(예를 들어, 지원되는 최대 트래픽 레이트)와 같은 UE 속성 정보;

데이터 레이트(예를 들어, 하향링크/상향링크 통신의 경우, 피크 레이트, 평균 레이트(mean rate), 레이트 분산(rate variance)), 트래픽 소스(예를 들어, 인터넷 웹 어드레스), 트래픽 컨텐츠(예를 들어, 컨텐츠 속성 또는 컨텐츠 라벨에 기반한 해시 코드를 이용하여 식별된 바와 같은 컨텐츠), 및/또는 컨텐츠 액세스(예를 들어, 주파수 및 볼륨)과 같은 UE 통계 정보(공간적 및/또는 시간적 통계를 포함할 수 있음);

물리적 노드의 식별, 노드 속성(예를 들어, 위치, 가용/최대 스토리지 공간, 가용한 기능), 물리적 링크의 식별, 링크 속성(예를 들어, 가용/최대 용량, 버퍼 크기), 네트워크에 트래픽 소스를 물리적으로 연결하는 것의 식별, 및/또는 연결 속성(예를 들어, 처리량, 지연)과 같은 물리적 네트워크 토폴로지 정보(통계적 정보 및/또는 순간적인 정보를 포함할 수 있음); 및/또는

데이터 평면 하드웨어의 페어 간의 연결성의 식별자(identification), 및 연관된 속성(예를 들어, 통계적 처리량, 운영 비용, 지연), 게이트웨이 호스트 후보의 식별자, 및/또는 게이트웨이 호스트 후보 속성(예를 들어, 상위/하위 트래픽 부하 제한, 최대/최소 UE 카운트 제한, 트래픽 처리 기능, 트래픽 레이트 감소/팽창 인자, 캐시 컨텐츠의 컨텐츠 인덱싱)과 같은 제어 평면 정보를 포함할 수 있다.

구성 정보는 다른 정보 중에서,

의도한 이동성 둔감도;

통계적 비용(예를 들어, 비용으로서의 지연, 비용으로서의 지연-지터, 비용으로서의 처리량(throughput)) 및 다른 비용 대책(예를 들어, 홉 카운트, 물리적 거리, 운영 비용(operational cost))과 같은 게이트웨이-호스트 연관 비용 대책의 정의;

네트워크 범위에 관한 정보(예를 들어, 관심 지리적 영역, 관심 서비스);

고객, 서비스 제공자 및/또는 VN 제공자에 의해 서비스 요구사항의 일부로서 특정될 수 있는 고객/서비스 정보(예를 들어, 고객/서비스 식별자, 서비스-기능 체이닝(service-function chaining) 요구사항과 같은 서비스 요구사항); 및/또는

컨텐츠 캐싱 및/또는 컨텐츠 공유 고려사항에 대한 가중 인자(weight factor)의 정의를 포함할 수 있다.

본 개시는 게이트웨이의 배치를 결정하고 VN 토폴로지를 생성하기 위해 사용되는 입력 정보를 일반적으로 지칭하기 위해 용어 "네트워크 정보" 및 "구성 정보"를 사용할 수 있다. 하지만, 이러한 용어가 엄격한 범주형 정의는 아니며 다른 타입의 입력 정보가 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 입력 정보 중 일부는 고객 정보 또는 서비스 정보라고도 할 수 있다.

이 입력 정보는 SDT 시스템(200) 내부의 데이터베이스(예를 들어, 네트워크 정보 데이터베이스(205) 및/또는 구성 정보 데이터베이스(210)), SDT 시스템(200) 외부의 데이터베이스, SDN 컨트롤러(300) 및/또는 오퍼레이터로부터 획득될 수 있다. 일부 예에서는, 트리거 신호가 SDN 컨트롤러(300)로부터 수신되는 경우와 같이, 입력 정보 중 적어도 일부가 단계 605에서 트리거 신호와 함께 포함되어 있을 수 있다. 예를 들어, SDN 컨트롤러(300)는 업데이트된 입력 정보, 예컨대 새로운 구성 정보(예를 들어, 이동성 둔감도를 감소/증가시키거나 및/또는 컨텐츠 공유 고려사항을 증가/감소시키는 구성정보)를 SDT 시스템(200)에 전송할 수 있고, 이 업데이트가 트리거 신호의 역할을 할 수 있다.

단계 615에서, 하나 이상의 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이를 배치하는 것이 결정된다. 후술하는 예시적인 프로세스와 같은 최적화 프로세스가 물리적 호스트(들)에 가상 서빙 게이트웨이(들)를 배치하는 것을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

가상 서빙 게이트웨이(들)를 배치하기 위해 게이트웨이 호스트 후보의 세트가 고려될 수 있다. 게이트웨이 호스트 후보는 가상 서빙 게이트웨이를 호스팅하기 위한 물리적 네트워크에서 가용한 임의의 물리적 네트워크 노드(예를 들어, 서버)일 수 있다. 모든 네트워크 노드가 가상 서빙 게이트웨이를 호스팅하기에 적합한 것은 아닐 수 있다(예를 들어, 메모리 또는 트래픽 처리 자원이 충분하지 않으므로). 극단적인 경우에, 네트워크 내의 모든 네트워크 노드가 후보일 수 있다. 다른 극단적인 경우에, 네트워크에 단 하나의 호스트 후보가 있을 수 있다. 게이트웨이 호스트 후보 및 이들의 속성(예를 들어, 현재 자원 사용을 포함)이 단계 610에서 획득된 네트워크 정보 내에 제공될 수 있다.

물리적 호스트(들)에 가상 서빙 게이트웨이를 배치하는 것은, 구성 정보에 정의된 임의의 제한(예를 들어, 이동성 둔감도) 뿐만 아니라 가상 서빙 게이트웨이가 UE에 제공할 기능 및/또는 자원(예를 들어, 네트워크 정보에 정의된 바와 같은)을 고려한 것에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 물리적 호스트에서 네트워크 코딩 기능이 사용 가능한 경우, 가상 서빙 게이트웨이가 네트워크 코딩 및/또는 비디오 트랜스코딩 기능을 가진 물리적 호스트(들)에 우선적으로 배치될 수 있다.

물리적 호스트(들)에 가상 서빙 게이트웨이를 배치하는 것은, 단계 620에서 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 최적화하는 것을 포함할 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이 배치의 최적화는 컨텐츠 공유 가능성에 대한 배치를 최적화하는 것을 포함할 수 있다. 입력 정보가 호스트 후보에 캐싱되는 컨텐츠에 관한 정보 및 UE에 의한 컨텐츠 액세스에 관한 정보를 포함하는 경우, 최적화가 수행될 수 있다. 컨텐츠 공유 가능성에 대한 최적화는 운영 비용의 최소화 및/또는 네트워크 자원 사용율의 최소화와 같은 다른 목적을 위한 최적화와 함께 공동으로 수행될 수 있다.

가상 서빙 게이트웨이는 2개 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 분산 배치될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 물리적 호스트가 가상 서빙 게이트웨이의 일부를 호스팅할 수 있고, 게이트웨이 트래픽의 대응하는 일부를 서비스할 수 있다. 예를 들어, 가상 서빙 게이트웨이가 물리적 호스트 A와 물리적 호스트 B에 의해 부분적으로 호스팅된다고, 즉 호스트 A가 가상 서빙 게이트웨이의 70%를 호스팅하고 호스트 B가 30%를 호스팅한다고 가정한다. 호스트 A는 이에 상응하여 게이트웨이 트래픽의 70%를 서비스할 수 있으며, 호스트 B는 이에 상응하여 게이트웨이 트래픽의 30%를 서비스할 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이가 단일 물리적 호스트에 의해 호스팅되는 경우, 물리적 호스트가 가상 서빙 게이트웨이의 100% 및 게이트웨이 트래픽의 100%를 호스팅하고 있다고 간주할 수 있다.

가상 서빙 게이트웨이(들)에 의해 제공되는 기능(들)을 정의하는 자유가 있는 예에서는, 이 방법(600)이, 네트워크 정보에서 제시된 서비스 요구사항을 따르는 것과 같이, 하나 이상의 물리적 호스트에서 하나 이상의 가상 서빙 게이트웨이에 의해 제공되어야만 하는 하나 이상의 기능(예를 들어, 파운틴 코딩 및/또는 비디오 트랜스코딩)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 625에서, 하나 이상의 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이를 배치하는 것을 정의하는 출력 정보의 세트가 생성된다. 가상 서빙 게이트웨이 배치를 정의하는 출력 정보의 세트는, 예를 들어 UE 식별자를 게이트웨이-호스트 식별자, 호스팅 비율, 및 서비스 식별자와 연관시키는 정보를 포함할 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이가 서비스별 VN에 대해 배치되는 중인 경우(즉, 단지 하나의 서비스만이 제공되는 중인 경우), 서비스 식별자가 출력 정보로부터 생략될 수 있다.

일부 예에서는, 이 방법(600)이 가상 서빙 게이트웨이(들)에 의해 물리적 호스트(들)에 제공되는 기능(들)을 정의하는 경우, 물리적 호스트(들)에 제공될 기능(들)을 정의하는 정보가 출력될 수도 있다. 예를 들어, 이 정보가 단계 625에서 출력 정보의 세트와 함께 포함되거나, 또는 출력 정보의 제2 세트에 포함될 수 있다. 이 정보는 외부 시스템, 예컨대 SDP 시스템(128)에 전송될 수 있다.

경우에 따라, 하나 이상의 게이트웨이 호스트 후보가 임의의 가상 서빙 게이트웨이를 호스팅하지 않을 수 있고, 이 경우 게이트웨이 호스트 후보는 VN 토폴로지에서 사용되지 않을 것이다.

단계 630에서, 출력 정보는 VN 토폴로지의 생성 및 TE를 위해 전송될 수 있다. 예를 들어, 출력 정보는 SDT 시스템(200)의 토폴로지 생성 모듈(225)에 전송될 수 있고, SDN 컨트롤러(300)에 전송될 수도 있다.

일부 예에서는, 출력 정보가 SDN 컨트롤러(300)의 플로우 변환기(310)에 의해 사용되어 TE가 수행되는 플로우 세그먼트를 생성할 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이가 2개 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 부분적으로 호스팅되는 경우, 그 가상 서빙 게이트웨이에 대한 트래픽 플로우는 각각의 호스트에 의한 가상 서빙 게이트웨이의 부분적 호스팅에 대응하는 부분적 플로우 세그먼트로 변환될 수 있다. 이 경우에, TE를 수행하기 전에 높은 수준의 플로우 분할이 일어날 수 있는데, 이는 각각의 부분적 플로우에 대한 미세한 플로우 분할을 제공할 수도 있다.

이 예시적인 방법(600)은 SDN 컨트롤러(300)에 의한 TE와 함께 SDT 시스템(200)에 의해 수행되어 SDT 시스템(200)과 SDN 컨트롤러(300) 사이에서 폐루프 피드백을 구현할 수 있다. 따라서, VN 토폴로지는 네트워크 트래픽 및/또는 물리적 네트워크 토폴로지의 변화에 반응하고 적응할 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이의 배치는 UE 이동성을 고려하여 수행될 수 있으며, 심지어는 단기적 효율(예를 들어, 동일한 버스 상에서 이동하는 UE 간의 컨텐츠 공유)을 가능하게 하도록 최적화될 수 있다.

예시적인 최적화 프로세스

이하, 물리적 호스트에 가상 서빙 게이트웨이의 배치하는 것을 결정하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 최적화 프로세스에 대해 설명한다. 예시적인 프로세스 SDT 시스템(200)에 의해(예를 들어, 게이트웨이 배치 모듈(215)에) 구현될 수 있다.

이 예에서, 다음의 정의가 사용될 것이다.

U: UE의 세트

W: 가상 서빙 게이트웨이에 대한 게이트웨이 호스트 후보의 세트

GW(u): u에 할당된 가상 서빙 게이트웨이,

: w에서 최소 배치 부분,

: w에서 트래픽 레이트 팽창 인자,

: UE 이동성에 대한 w의 최소 민감도,

: UE 이동성에 대한 w의 최대 민감도,

r ⁺ _w : w의 인커밍 레이트 상한,

k _w : w의 가상 서빙 게이트웨이 카운트 상한,

r _u : u의 레이트,

(예를 들어, 통계적 레이트 또는 장치 최대 레이트)

c _uw : w에 GW(u)를 배치하는 비용,

,

(예를 들어, 홉 카운트)

s _uw : w에서 GW(u)의 이동성 민감도,

,

p _uw : w에서 GW(u)의 배치 선호도,

,

a _uw : w에서 GW(u)의 배치 비율(placement fraction),

,

x _uw : w개의 호스팅 GW(u)의 바이너리 지시자,

,

b _w : w의 선택 지시자,

다음의 설명에서는, 네트워크가 단일 홉 연결을 통해 네트워크 G에 연결된 UE의 세트(U)와 함께 모델링된다. G는 세트의 물리적 네트워크 노드(N) 및 에지 또는 링크 세트(E)를 포함한다. 사전 정의된 트래픽 소스 s(

)는 각각의 u(

)와 하향링크 통신을 수행한다. 예를 들어, s는 인입 라우터일 수 있다. N의 서브세트 W는 가상 서빙 게이트웨이 호스트 후보가 되도록 사전 구성된 네트워크 노드이다. 예를 들어, 적합한 게이트웨이 호스트 후보인 네트워크 노드는 더 큰 대역폭, 더 높은 데이터 처리 파워 및/또는 더 큰 스토리지 공간을 가지도록 사전 구성될 수 있는데, 이를 통해 게이트웨이 호스트 후보가 더 큰 트래픽을 수용하고, 이동성 관리에 관여하거나 및/또는 네트워크 코딩에 관여할 수 있게 한다. 경우에 따라, W는 N과 같을 수 있다. 일부 예에서, s는 W에 포함될 수 있다.

GW(u)는 주어진 UE(u)의 가상 서빙 게이트웨이를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 2단계 트래픽 제어 메커니즘은, u에 대한 하향링크 트래픽이 s에서 GW(u)로 향한 다음, GW(u)에서 u로 향하도록 결합될 수 있다. 일부 경우에는, GW(u)의 배치는 일체화된 방식으로 수행될 수 있는데, 이는 주어진 GW(u)가 2개 이상의 노드에 걸쳐 부분적으로 분산되기보다는 단일 노드 w(

)에 의해 호스팅된다는 것을 의미한다. 호스트 후보 w에 GW(u)를 배치하는 것의 비용은 c _uw 로서 나타내며, 이 비용은 사용된 비용 대책(예를 들어, 게이트웨이 배치에 대한 입력으로서 제공되는 구성 정보에 정의된 바와 같이)에 따라 운영 비용, 제어 비용, 또는 이들의 조합과 같은 임의의 타입의 비용을 반영한다.

일부 예에서는, GW(u)가 복수의 호스트에 분산 배치될 수 있으며, 각각의 호스트(이는 복수의 호스트 각각에 의해 부분적으로 호스팅되는 가상 서빙 게이트웨이 또는 가상 서빙 게이트웨이의 일부를 호스팅하는 호스트라고도 할 수 있음)는 GW(u)를 통과하는 트래픽 중 일부를 서비스한다. 통계적으로, 주어진 호스트에 대한 배치 비율은 배치 비용 비율(placement cost fraction)을 나타내며, 주어진 호스트를 통해 서비스되는 u에 대한 하향링크 트래픽의 일부를 나타내다. 예를 들어, w 가 GW(u)의 30%를 호스팅하고 w'가 GW(u)의 70%를 호스팅하면, 이때 각각의 배치 비용은 0.3c _uw 및 0.7c _uw _' 가 될 것이고; u에 대한 하향링크 트래픽의 30%는 w에 전달될 것이고, u에 대한 하향링크 트래픽의 70%는 w'에 전달될 것이다. 이 접근법은, w가 GW(u)의 100%를 호스팅하는 것을 명시함으로써 GW(u)가 단일 호스트 w에 배치되는 경우를 포함할 수도 있다.

이 예에서, 각각의 호스트 후보 w는 게이트웨이-UE 통신을 위한 네트워크 코딩 기능(예를 들어, 파운틴 코딩의 구현) 및/또는 게이트웨이-UE 비디오 데이터 전송을 위한 트랜스코딩 기능을 구현할 수 있다. 결과적으로, 게이트웨이 호스트에서 레이트 증가(파운틴 코딩의 경우) 또는 감소(비디오 트랜스코딩의 경우)가

배 만큼 일어난다.

인 경우, 트랜스코딩이나 네트워크 코딩 중 어느 것도 수행되지 않거나, 또는 순 레이트 증가/감소 효과가 없다.

인 경우, 게이트웨이 호스트가 게이트웨이-UE 통신을 수행하지 않고 단지 트래픽을 흡수하는 역할만 한다. 예를 들어, 각각의 호스트 후보 w는 아웃고잉 트래픽(outgoing traffic)에 대한 레이트 상한

를 가지며, 이 상한은 과거의 성능으로부터 결정될 수 있다. 이 상한을 레이트 팽창 인자

으로 나누면, w의 인커밍 레이트의 상한이

로서 획득될 수 있다.

는 w에 부수적인 인커밍 링크 및 아웃고잉 링크의 총 용량의 최소 한도에 의해 자연스럽게 위쪽으로 제한된다는 것을 유의해야 한다. 각각의 w는 또한 가상 서빙 게이트웨이 카운트 상한 k _w 를 가지며, 호스팅할 수 있는 가상 서빙 게이트웨이의 개수(부분적으로 또는 통합적으로 호스팅되는지 여부)를 제한한다. 각각의 호스트 후보의 이러한 특성은 게이트웨이 배치에 대한 입력으로서 제공되는 네트워크 정보에 특정될 수 있다.

이하, 이동성 둔감도가 의미하는 것에 대한 설명을 제공한다. 먼저, 소스 s에서 UE u로의 임의적인 라우팅 경로를 고려한다. 이 경로는 소정의 기준에 따라 결정될 수 있다. 경로 길이가 s와 u간의 물리적 거리에 비례한다고 가정할 수 있다. 일반적으로, 이는 홉 카운트가 라우팅 기준의 일부로서 사용되거나 또는 고려되는 경우에 유효한 가정이다. 이 가정은 소정의 특정한 경우 또는 설정에서 유지되지 않을 수도 있지만, 본 명세서에 설명된 예시적인 최적화는 통계 정보를 다루며 일반적인 해결수단을 설명하므로, 이 가정이 허용 가능하다. u가 이동하는 경우, 경로가 변경될 수 있고, u에 인접한 경로의 세그먼트에 변화가 발생할 수 있다. u가 높은 이동성을 가진 경우, 변화된 세그먼트는 경로의 커다란 일부일 수 있고; u가 낮은 이동성을 가진 경우, 변화된 세그먼트는 경로의 작은 일부일 수 있다. 가상 서빙 게이트웨이는 경로 내에 앵커(anchor)로서 배치될 수 있으며, 이는 라우팅 경로가 앵커의 하류 부분에서만 변경되면 u의 이동성에 둔감하다고(즉, 변경되지 않는다고) 간주한다. 이런 방식으로, 앵커가 s로부터 u의 움직임을 "숨길" 수 있다. 따라서, 가상 서빙 게이트웨이는 각각의 UE의 이동성에 둔감한 방식으로 배치되어야만 한다.

도 7에 도시된 모델을 참조하여 이동성 둔감도의 정량화를 이해할 수 있다. 이 모델에서는, UE(u)가 일정한 속도 v _u 로 이동 중이다. d _uw 는 게이트웨이 호스트 후보 w와 u의 현재 위치 사이의 거리를 나타낸다. 시구간 t가 주어지면, u가 자신의 현재 위치에서 멀리 이동할 수 있는 최대 거리가 t×v _u 이다. 도 7에서는, 점선 원이 t 동안 u의 모든 가능한 위치를 둘러싸고 있다. 시구간 t 동안, 물리적 호스트 w에서 GW(u)의 이동성 민감도는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

여기서, exp는 정밀도 튜닝(precision tuning)을 위한 스케일링 팩터(scaling factor)이다. 정밀도가 천장 연산(ceiling operation)에서 유실되기 때문에, 정밀도 튜닝이 수행될 수 있다. exp 스케일링 팩터를 이용하면, 정밀도 손실이 어느 정도까지는 제어될 수 있다. exp 스케일링 팩터는 고정될 수 있거나(예를 들어, 입력 파라미터로서) 또는 동적으로 결정될 수 있다(예를 들어, SDT 시스템(200)에 의해 즉석에서 결정될 수 있음). 동적인 경우에는, 예를 들어 모든 (UE, 물리적 호스트) 페어의 d _uw /(t×u _v ) 값의 중앙값이나 평균과 같거나 또는 그와 동일한 크기를 갖도록, exp가 계산될 수 있다. 위의 수학식으로부터,

의 값이 클수록, GW(u)의 이동성 민감도가 크다는 것을 알 수 있을 것이다.

이하, 컨텐츠 공유에 대한 설명이 제공된다. 컨텐츠 공유에 대한 가능성을 고려하기 위해, 범용 컨텐츠 속성 세트가 있는 예를 고려하라. 각각의 컨텐츠는 속성의 서브 세트와 연관될 수 있다. 예를 들어, 컨텐츠가 노래를 포함하면, 컨텐츠는 URL(즉, 소스 어드레스), 아티스트의 식별자, 앨범의 식별자, 출시일의 식별자, 및/또는 임의의 다른 적합한 속성과 같은 하나 이상의 속성과 연관될 수 있다. 서로 다른 타입의 컨텐츠(예를 들어, 텍스트, 이미지, 비디오 또는 오디오 컨텐츠)는 속성의 서로 다른 세트를 이용하여 식별될 수 있다. 하나의 컨텐츠는 자체의 속성을 이용하여, 예컨대 속성으로부터 생성되는 해시 태그를 이용하여 고유하게 식별될 수 있다.

각각의 게이트웨이 호스트 후보 w가 컨텐츠 캐싱을 수행하고 로컬 컨텐츠 캐시 세트 C _w 를 유지하는 예를 고려하라. 각각의 UE(u)는 각각의 엘리먼트 i가 액세스 확률

와 연관되는 컨텐츠 세트 C _u 에 의해 설명되는 특정한 컨텐츠 액세스 통계와 연관된다. 컨텐츠 세트는 시간적으로 및/또는 지리적으로 상관될 수 있다. 통계 정보는 임의의 적합한 메커니즘을 이용하여 네트워크에 의해 수집될 수 있거나, 또는 UE의 과거의 동작(예를 들어, UE가 UE의 동작을 추적하는 경우)으로부터 학습될 수 있다. 는 시간 t 및 위치 l과 상관되는, UE u에 의해 액세스되는 컨텐츠 세트를 나타낸다.

게이트웨이 호스트 후보에서 네트워크 내 캐싱이 활성화된 경우, 가상 서빙 게이트웨이의 배치가 배치 비선호도(un-preference)를 최소화하기 위해, 즉 후속 데이터 세션에서 각각의 UE가 연관된 가상 서빙 게이트웨이의 호스트(들)에 있는 컨텐츠 캐시(들)를 공유하는 가능성을 극대화하기 위해 최적화되어야만 한다. 시간 t가 주어지면, UE와 게이트웨이 호스트 후보(u, w)의 각각의 쌍에 대한 배치 선호도 인자 p _uw 는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, L(u)는 u에 가장 가까운 위치의 세트이고,

는 각각의 컨텐츠 액세스 세트의 합집합(union)이다.

본 명세서에서 설명되는 최적화 문제의 예에서는, 가상 서빙 게이트웨이를 게이트웨이 호스트 후보에 배치하는 경우에 3가지 최적화 목적이 있다. 하나의 목적은 네트워크 자원 사용율 시점에서 평균 배치 비용을 최소화하는 것으로, 배치 비용 최소화(placement cost minimization, PCM) 목적이라고도 할 수 있다. 다른 목적은 운영 비용 관점에서 사용되는 게이트웨이 호스트의 개수를 최소화하는 것으로, 호스트 선택 최소화(host selection minimization, HSM) 목적이라고도 할 수 있다. 또 다른 목적은, 콘텐츠 공유 잠재력을 최대화하기 위해 UE와 각각의 게이트웨이 호스트 간의 배치 우선순위를 최소화하는 것으로, 배치 비우선순위 최소화(placement un-preference minimization, PUM) 목적이라고 할 수 있다. 따라서, 이 예시적인 PCM-HSM-PUM 공동 최적화 문제는 컨텐츠-인식(content-aware) 게이트웨이 배치 문제라고 간주될 수 있다.

변수 a _uw 는 호스트 w에 배치된 GW(u)의 일부를 나타내기 위해 사용된다. 바이너리 변수 x _uw 는 w가 GW(u)의 일부를 호스팅하고 있는 중인지 여부를 나타내고, 바이너리 변수 b _w 는 w가 임의의 가상 서빙 게이트웨이의 임의의 일부를 호스팅하고 있는 중인지 여부를 나타낸다. 가상 서빙 게이트웨이를 호스트에 배치하기 위한 평균 배치 비용은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

선택된 호스트의 전체 개수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

그리고, 총 배치 비선호도는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

a _uw , b _w 및 x _uw 가 결정 변수인 경우, PCM, HSM 및 PUM을 공동으로 달성하기 위한 예시적인 다목적 최적화 문제가 만들어질 수 있다. 공동 최적화가 선형 스칼라화(linear scalarization)를 이용하여 수행될 수 있다. 여기서,

는

이 되도록 하는 목표 가중 인자(objective weighting factor)이다.

PCM, HSM 및 PUM 목표 값은 각각 다른 스케일 일 수 있기 때문에, 필요에 따라 스케일링 팩터를 적용하여 각 값을 동일한 스케일로 변환하여 값 선택을 용이하게 해야 한다. PCM, HSM 및 PUM 목표 값들이 각각 서로 다른 스케일에 있을 수 있기 때문에, 이 값들을 동일한 스케일로 변환해서

값의 선택을 용이하게 하기 위해, 필요한 경우 스케일링 팩터가 이러한 목표 각각에 적용되어야 한다. 다음의 예시적인 최적화 문제 구성에서는, 스케일링 팩터가 필요하지 않다는 것이 추정된다.

다음은 다목적 최적화 문제의 예를 수학적으로 표현한 것이다.

제약 조건은 다음과 같다.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

이 예에서,

는 가상 서빙 게이트웨이 최소 이동성 민감도, 가상 서빙 게이트웨이 최대 이동성 민감도, 인커밍 트래픽 레이트, 및 호스트 후보의 게이트웨이 카운트 상한의 최대 위반(violation)을 나타내는 보조 변수를 각각 포함하는 위반 벡터로서 정의된다. 최적화 문제의 마지막 용어는 페널티 조건(penalization term)이며, 여기서 M은 위반 페널티 행렬(violation penalty matrix)이며 다른 위반을 다르게 처벌하도록 설정할 수 있다. 일반적으로 M의 항목은 3개의 최소화 목표에서 얻을 수 있는 가능한 이익과 비교하여 매우 큰 양의 값이어야 한다.

위의 제약 조건 (1)은 각각의 가상 서빙 게이트웨이가 완전히 호스팅되는 것을 보장한다. 최적화 문제를 푸는 경우, 해결수단에서 w가 GW(u)를 호스팅하면, 제약 조건 (2) 및 (3)은 함께 바이너리 변수 x _uw 가 1과 같다는 것을 보장한다. 제약 조건 (4)는, 해결수단 w에서 b _w 가 가상 서빙 게이트웨이를 호스팅하면 1과 같고 호스팅하지 않으면 0과 같다는 것을 보장한다. 제약 조건 (5)는 배치 비율이 허용 최소 비율보다 작지 않다는 것을 보장하는데, 이는 가상 서빙 게이트웨이가 최대 개수의 물리적 호스트에 분산 배치될 수 있으며 너무 작은 배치 비율을 피한다는 것을 의미한다. 제약 조건 (6) 내지 (9)는 최대 호스트 당 위반을 계산한다. 위반이 없으면, v는 제약 조건 (10)에 따라 제로 벡터일 것이다. 각각의 위반은 M 내의 매우 큰 패널티 팩터에 의해 증폭되므로, 이 예시적인 최적화 문제는 게이트웨이 호스트에서 0 또는 최소 위반을 생성하는 해결수단을 선호한다. 이러한 제한은 너그러운 제약 조건(soft constraint)으로 간주될 수 있다(위반이 허용 가능하므로). 엄격한 제약 조건(hard constraint)보다는 너그러운 제약 조건을 사용하면 실현 가능성을 용이하게 하고, 최적의 솔루션 또는 거의 최적의 해결수단에 도달 할 수 있다.

이 예시적인 최적화 문제는 다항식-시간(non-deterministic polynomial-time, NP)-하드 믹스 정수 프로그래밍 문제(hard mix integer programming problem)이다. 여기서,

는 유일한 (바이너리) 정수 결정 변수이다. 이하, 이 문제를 해결하기 위한 예시적인 2단계 접근법에 대해 설명한다. 제1 단계에서는, 이 문제가 선형 프로그래밍 문제로 완화되고, 완화된 문제를 해결하여 부분적 해결수단을 얻는다. 제2 단계에서는, 부분적 해결수단이 다음과 같이 반복된다. 먼저, 통합된 x _uw 결정만으로 모든 UE를 식별하고, 관련 결정 값을 고정하며, UE의 나머지 세트 U'(즉, 부분적 x _uw 결정을 갖는 UE 세트)를 정렬한다. 세트 U'는

의 내림차순으로 정렬되고, 이 순서로 처리된다. UE u를 처리하기 위해,

와 관련된 모든 결정 변수가 상수 변수로서 취급되고, PCM-HSM-PUM 최적화 문제가 해결된다. 이 결정은 그 다음에 u에 대한 최종 결정이 된다. 이 예시적인 2단계 접근법에서는, 각각의 문제가 GNU 선형 프로그래밍 키트(GNU linear programming kit, GLPK)와 같은 적합한 선형 프로그래밍 솔버(solver)를 이용하여 풀 수 있는 선형 문제이다.

일부 예에서는, 최적화 문제가 컨텐츠 공유를 고려하지 않을 수 있는데, 이 경우 최적화 문제는 위에서 제시된 최소화 문제로부터 R(x) 목표를 생략함으로써 (즉,

을 설정함으로써) 단순화될 수 있다.

본 개시는 게이트웨이 호스트들 간의 콘텐츠 공유 가능성을 고려하여 더 효율적인 TE를 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 본 개시는 시간적으로 및/또는 위치적으로 UE 컨텐츠 액세스 통계(예를 들어, 주어진 시구간 동안 UE가 주어진 지리적 위치에 인접한 경우 UE에 의해 액세스되는 트래픽 소스에 관한 통계적 정보 - 각각의 소스는 정규화된 액세스 레이트로 가중치가 부여됨), 게이트웨이 호스트 컨텐츠 캐시(예를 들어, 각각의 콘텐츠 소스가 정규화된 캐시 볼륨으로 가중치를 부여받는 것과 같은 콘텐츠 인덱싱을 사용함), 및/또는 컨텐츠 공유 가능성(예를 들어, 범용 트래픽 소스 세트의 가중치 또는 크기에 대한 세트 교집합의 가중치의 비율로서 정의된 바와 같은)을 고려할 수 있다.

네트워크 코딩을 가상 서빙 게이트웨이에 사용하는 것을 고려함으로써, 본 개시는 게이트웨이에서 바람직하지 않은 트래픽 리던던시를 감소시키도록 도울 수 있다.

가상 서빙 게이트웨이 배치를 결정하는 경우, 최적화 프로세스를 UE 장치 정보(예를 들어, 장치에 의해 지원되는 최대 트래픽 레이트) 또는 UE 통계적 정보(예를 들어, 주어진 시구간 동안 주어진 지리적 위치 부근에 있는 경우의 평균 레이트와 같은 시간 및/또는 위치에 의한 트래픽 통계)에 선택적으로 기초하는 것이 가능할 수 있다. 최적화를 위해 어떤 유형의 UE 정보를 사용할지를 선택함으로써, 더 보수적이거나 또는 더 공격적인 최적화가 수행될 수 있다. 예를 들어, 보수적인 최적화가 최악의 시나리오(예를 들어, 트래픽 레이트가 장치에 의해 지원되는 최대 레이트임)에 기초하여 수행될 수 있고, 더 공격적인 최적화가 가장 있을 법한 시나리오(예를 들어, 트래픽 레이트가 주어진 위치의 UE에 의해 경험된 과거의 평균치에 있는 시나리오)에 기초하여 수행될 수 있다.

또한, 본 개시는 게이트웨이 호스트의 이동성 둔감도를 정량화하고 최적화를 위한 파라미터로서 이동성 둔감도를 이용하는 방법을 제공한다.

본 개시는 개시된 방법 및 시스템의 예를 구현하기 위한 소정의 예시적인 알고리즘과 계산을 제공한다. 하지만, 본 개시는 임의의 특정 알고리즘 또는 계산에 의해 제한되지 않는다.

본 개시는 단계 및 프로세스와 방법을 소정의 순서로 설명하지만, 방법 및 프로세스의 하나 이상의 단계를 생략하거나 적절하게 변경될 수 있다. 하나 이상의 단계가 설명된 순서와는 다른 순서로 적절하게 수행될 수 있다.

본 개시가 방법의 관점에서 적어도 부분적으로 설명되었지만, 당업자라면 본 개시가 본 발명의 양태와 특징 중 적어도 일부를 하드웨어 컴포넌트, 소프트웨어 또는 이 둘의 조합을 통해 수행하기 위한 다양한 컴포넌트에 관한 것이라는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 과제 해결수단은 소프트웨어 제품 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 적절한 소프트웨어 제품은 사전 기록된 저장 장치 또는 DVD, CD-ROM, USB 플래시 디스크, 착탈식 하드 디스크 또는 다른 저장 매체를 포함하는 다른 유사한 비휘발성 또는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 소프트웨어 제품은 자체에 유형으로 저장된 명령을 포함하고, 이 명령은 처리 장치(예를 들어, 개인용 컴퓨터, 서버 또는 네트워크 장치)가 본 명세서에 개시된 방법의 예를 실행할 수 있게 한다.

일부 예에서는, 본 개시가 처리 시스템의 처리 장치에 의해 실행되는 경우, 시스템으로 하여금 입력 정보의 세트를 획득하게 할 수 있게 하는 컴퓨터 실행 가능 명령을 실제적으로 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공하며, 입력 정보는 모바일 장치에 의한 모바일 통신을 위한 물리적 네트워크에 관한 정보를 제공하는 네트워크 정보; 및 이동성 둔감도 기준을 포함하는 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 하나 이상의 파라미터를 제공하는 구성 정보를 포함한다. 이 명령은 추가적으로, 시스템으로 하여금 네트워크 정보 및 구성 정보에 따라, 가상 서빙 게이트웨이를 물리적 네트워크 내의 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 결정하고 - 여기서, 가상 서빙 게이트웨이는 하나 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 분산 배치될 수 있음 -; 출력 정보의 세트를 생성하게 할 수 있다. 출력 정보는 가상 서빙 게이트웨이를 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 식별하는 정보; 및 각각의 물리적 호스트에 대한 각각의 호스팅 비율을 포함할 수 있다.

일부 예에서는, 네트워크 정보가 각각의 물리적 호스트에 저장된 캐싱된 컨텐츠를 나타내는 정보 및 모바일 장치에 의한 컨텐츠 액세스를 나타내는 정보를 포함할 수 있고, 가상 서빙 게이트웨이의 배치는 모바일 장치가 캐싱된 컨텐츠를 액세스할 가능성을 결정하는 것에 기초하여 결정될 수 있다.

본 개시는 청구 범위의 주제를 벗어나지 않고 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 설명된 예시적인 실시예는 모든 면에서 예시적인 것일 뿐이고, 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다. 하나 이상의 전술한 실시예로부터 선택된 특징은 명시적으로 기술되지 않은 대안적인 실시예를 생성하기 위해 결합될 수 있으며, 이러한 조합에 적합한 특징은 본 개시의 범위 내에서 이해될 수 있다.

개시된 범위 내의 모든 값과 하위 범위가 또한 개시된다. 또한, 본 명세서에 개시되고 도시되는 시스템, 장치 및 프로세스가 특정한 개수의 엘리먼트/컴포넌트를 포함할 수 있지만, 시스템, 장치, 및 조립체는 많거나 또는 적은 수의 이러한 엘리먼트/컴포넌트를 포함하도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 개시된 임의의 엘리먼트/컴포넌트는 단수로 언급될 수 있지만, 본 명세서에 개시된 실시예는 이러한 복수의 엘리먼트/컴포넌트를 포함하도록 변형될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 요지는 기술에 있어서의 모든 적합한 변화를 포괄하고 포용하고자 한다.

Claims

가상 서빙 게이트웨이(virtual serving gateway)의 배치를 결정하기 위한 방법으로서,
입력 정보의 세트를 획득하는 단계 - 상기 입력 정보는 모바일 장치에 의한 모바일 통신을 위한 물리적 네트워크에 관한 정보를 제공하는 네트워크 정보, 및 적어도 하나의 이동성 둔감도 기준(mobility insensitivity criterion)을 포함하는 구성 정보로서 상기 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 하나 이상의 파라미터를 제공하는 구성 정보를 포함하고 있음 -;
상기 네트워크 정보 및 상기 구성 정보에 따라, 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 물리적 네트워크 내의 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 결정하는 단계 - 상기 가상 서빙 게이트웨이는 하나 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 분산 배치될 수 있음 -; 및
출력 정보의 세트를 생성하는 단계 - 상기 출력 정보의 세트는 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 식별하는 정보, 및 각각의 물리적 호스트에 대한 각각의 호스팅 비율(hosting percentage)을 포함하고 있음 -
를 포함하는 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 정보는 각각의 물리적 호스트에 저장된 캐싱된 컨텐츠를 나타내는 정보 및 상기 모바일 장치에 의한 컨텐츠 액세스를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 가상 서빙 게이트웨이의 배치는 상기 모바일 장치가 상기 캐싱된 컨텐츠를 액세스할 가능성을 결정하는 것에 기초하여 결정되는, 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 가상 서빙 게이트웨이는 네트워크 코딩 기능 및 비디오 트랜스코딩 기능(video transcoding function) 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된 하나 이상의 물리적 호스트에 배치되는, 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 결정하기 위해 다목적 공동 최적화 프로세스(multi-objective joint optimization process)가 사용되는, 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제4항에 있어서,
상기 다목적 공동 최적화 프로세스는 네트워크 자원 사용율을 최소화하고, 운영 비용을 최소화하며, 컨텐츠 공유 가능성을 극대화하는 공동 최적화 문제(joint optimization problem)를 해결하는, 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
새로운 가상 네트워크 토폴로지를 생성하기 위한 요청을 나타내는 트리거 신호를 수신하고, 상기 트리거 신호의 수신에 응답하여 상기 획득하는 단계, 결정하는 단계, 생성하는 단계를 수행하는 단계
를 더 포함하는 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제6항에 있어서,
상기 트리거 신호는 소프트웨어 정의 네트워킹 컨트롤러로(software-defined networking controller)부터 수신되고, 상기 트리거 신호는 상기 입력 정보에 대한 업데이트를 포함하는, 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 출력 정보의 세트를 소프트웨어 정의 네트워킹 컨트롤러에 송신하는 단계
를 더 포함하는 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 가상 서빙 게이트웨이에 의해 제공될 하나 이상의 기능을 결정하는 단계;
상기 하나 이상의 물리적 호스트에 의해 제공될 상기 하나 이상의 기능을 정의하는 출력 정보의 제2 세트를 생성하는 단계; 및
상기 출력 정보의 제2 세트를 소프트웨어 정의 프로토콜 시스템에 송신하는 단계
를 더 포함하는 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 출력 정보의 세트를 이용하여 가상 네트워크 토폴로지를 생성하는 단계
를 더 포함하는 가상 서빙 게이트웨이의 배치를 결정하기 위한 방법.
가상 서빙 게이트웨이(virtual serving gateway)를 배치하기 위한 시스템으로서,
상기 처리 장치는, 상기 시스템으로 하여금:
입력 정보의 세트를 획득하고 - 여기서, 상기 입력 정보는 모바일 장치에 의한 모바일 통신을 위한 물리적 네트워크에 관한 정보를 제공하는 네트워크 정보, 및 적어도 하나의 이동성 둔감도 기준(mobility insensitivity criterion)을 포함하는 구성 정보로서 상기 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 하나 이상의 파라미터를 제공하는 구성 정보를 포함하고 있음 -;
상기 네트워크 정보 및 상기 구성 정보에 따라, 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 물리적 네트워크 내의 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 결정하며 - 여기서, 상기 가상 서빙 게이트웨이는 하나 이상의 물리적 호스트에 걸쳐 분산 배치될 수 있음 -;
출력 정보의 세트를 생성하도록 구성되고, 상기 출력 정보의 세트는 상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 식별하는 정보 및 각각의 물리적 호스트에 대한 각각의 호스팅 비율(hosting percentage)을 포함하고 있는, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제11항에 있어서,
상기 네트워크 정보는 각각의 물리적 호스트에 저장된 캐싱된 컨텐츠를 나타내는 정보 및 상기 모바일 장치에 의한 컨텐츠 액세스를 나타내는 정보를 포함하고, 상기 가상 서빙 게이트웨이의 배치는 상기 모바일 장치가 상기 캐싱된 컨텐츠를 액세스할 가능성을 결정하는 것에 기초하여 결정되는, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제11항에 있어서,
상기 가상 서빙 게이트웨이는 네트워크 코딩 기능 및 비디오 트랜스코딩 기능(video transcoding function) 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된 하나 이상의 물리적 호스트에 배치되는, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제11항에 있어서,
상기 가상 서빙 게이트웨이를 상기 하나 이상의 물리적 호스트에 배치하는 것을 결정하기 위해 다목적 공동 최적화 프로세스(multi-objective joint optimization process)가 사용되는, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제14항에 있어서,
상기 다목적 공동 최적화 프로세스는 네트워크 자원 사용율을 최소화하고, 운영 비용을 최소화하며, 컨텐츠 공유 가능성을 극대화하는 공동 최적화 문제(joint optimization problem)를 해결하는, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제11항에 있어서,
상기 처리 장치는 추가적으로, 상기 시스템으로 하여금:
새로운 가상 네트워크 토폴로지를 생성하기 위한 요청을 나타내는 트리거 신호를 수신하고, 상기 트리거 신호의 수신에 응답하여 상기 획득하고, 결정하며, 생성하는 것을 수행하게 하도록 구성된, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제16항에 있어서,
상기 트리거 신호는 소프트웨어 정의 네트워킹 컨트롤러로부터 수신되고, 상기 트리거 신호는 상기 입력 정보에 대한 업데이트를 포함하는, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제11항에 있어서,
상기 처리 장치는 추가적으로, 상기 시스템으로 하여금 상기 출력 정보의 세트를 소프트웨어 정의 네트워킹 컨트롤러에 송신하게 하도록 구성된, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제11항에 있어서,
상기 처리 장치는 추가적으로, 상기 시스템으로 하여금:
상기 가상 서빙 게이트웨이에 의해 제공될 하나 이상의 기능을 결정하고;
상기 하나 이상의 물리적 호스트에 의해 제공될 상기 하나 이상의 기능을 정의하는 출력 정보의 제2 세트를 생성하며;
상기 출력 정보의 제2 세트를 소프트웨어 정의 프로토콜 시스템에 송신하게 하도록 구성된, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.
제11항에 있어서,
상기 처리 장치는 추가적으로, 상기 시스템으로 하여금 상기 출력 정보의 세트를 이용하여 가상 네트워크 토폴로지를 생성하게 하도록 구성된, 가상 서빙 게이트웨이를 배치하기 위한 시스템.