KR20170138133A

KR20170138133A - 개방형 네트워크 환경에서의 무선 자원 관리와 이종망 간의 연동을 지원하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170138133A
Application number: KR1020160070118A
Authority: KR
Inventors: 최윤철; 이형호
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-12-15

Abstract

제1NE(Network Entity)가 제2NE에게 MIS(Media Independent Service)를 위한 정보를 제공하는 방법으로서, 상기 제1NE가 MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보를 준비하는 단계 및 상기 제1NE가 제1 SDN 프로토콜 메시지를 생성하여 상기 제2NE에게 전송하는 단계를 포함하는 MIS 정보 제공방법을 공개한다. 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에는 (1) 상기 생성된 제1 MIS 정보 및 (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보가 포함되어 있을 수 있다.

Description

개방형 네트워크 환경에서의 무선 자원 관리와 이종망 간의 연동을 지원하는 방법 및 장치{Method for supporting radio resource management and inter-working of heterogeneous networks in open networking environments and device for the same}

본 발명은 개방형 네트워크 환경을 활용하여 무선 자원 관리하는 방법과 이종망 간의 연동을 지원하는 방법에 관한 것이다.

기존에는 네트워크 기능을 지원하는 특정 하드웨어 개발이 주를 이루었다. 이러한 환경에서는 새로운 기술을 적용할 때마다 하드웨어를 교체해야 하는 문제가 발생하였다. 그러나 하드웨어 기술이 발달함에 따라, 전용 하드웨어를 기반으로 하는 장비를 개발하기 보다는 범용 하드웨어 기반에 소프트웨어를 활용하여 네트워크 기능을 구현하는 방안이 연구되고 있다. 이러한 기술이 적용되는 환경을 개방형 네트워크 환경이라고 말한다. 이러한 환경에서는 네트워크 기능이 소프트웨어로 구성되고, 중앙 집중적인 방식으로 관리가 이루어진다.

이러한 환경을 구성하는 요소는 도 1과 같이 네트워크 기능을 구성하는 데이터 플레인(data plane)과, 제어기 부분을 구성하는 콘트롤 플레인(control plane)으로 나뉘는데, 이 플레인들 간을 연결하는 프로토콜이 필요하다. 그리고 다양한 응용 구성이 가능한 어플리케이션 플레인(application plane)과, 전체를 관리하는 매니지먼트(management)가 있을 수 있다.

기존에 제안된 개방형 네트워크 환경은 유선을 고려하여 하여 설계가 되었다. 그러나 현재에는 무선 환경을 포함하는 이동 통신을 위한 네트워크 환경으로 발전하고 있다. 따라서

무선 자원을 관리하거나 이동성을 제어하는 기술이 필요하다. 무선 자원을 관리하거나 이동성을 제어하기 위해서는 무선 자원 리소스에 대해서 모니터링 하는 기능이 필요하다.

이를 위해서 모바일 노드(단말)에서 처리하는 방법도 가능하다. 그러나 모바일 노드에서 처리하는 경우 각각의 모바일 단말이 가지고 있는 정보를 통합하는 과정이 추가로 요구된다는 문제가 있다.

현재의 통신시장 동향에 따르면, 5G 무선이동통신이 확산되면서 무선 액세스 네트워크의 종류가 증가하게 될 것으로 예상되며, SDN(Software Defined Network)의 개념을 무선 액세스 네트워크에 대하여도 확장하고자 하는 움직임이 있다. 이를 위하여 다양한 무선 액세스 네트워크 환경에 대하여 SDN을 확장하는 구체적인 방법이 제공될 필요가 있다. 무선 액세스 네트워크에서는 동종 또는 이종의 무선 액세스 네트워크 간의 로드 밸런싱(load balancing), 핸드오버, 무선 자원 관리와 같은 MIS(Media Independent Service)가 요구된다. 이러한 MIS를 SDN에 적용하기 위하여 본 발명에서는 SDN와 MIS 간의 약한 결합(loose coupling)에 의한 연동을 제안하고자 한다.

본 발명에서는 (1) 무선 자원 관리 문제, (2) 이종망 간에 이동성 지원시 발생 하는 네트워크 기능 관리 문제, 및 (3) 하드웨어 자원 활용의 효율성 문제를 개방형 네트워크 환경을 적용하여 해결하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 모바일 노드(단말)의 무선 자원 정보를 프로토콜을 활용하여 외부 모바일 노드에게 전송한다. 이렇게 하는 경우 외부 모바일 노드에서 각각 모바일 노드의 무선 자원 정보를 모니터링 하거나 관리하는 것이 가능하다.

그리고 이종망의 정보를 취합하기 위해서는 각각의 무선 자원 정보를 보내는 방법과 모바일 노드(단말)에서 Shim 계층을 추가하여 이 계층에서 정보를 취합하여 외부 모바일 노드로 전송하는 방법을 이용할 수 있다. IEEE 802.21 MIS(Media Independent Service)는 Shim 계층을 추가하는 방법을 위한 표준화된 규격이다. IEEE 802.21 MIS에서는 Shim 계층에 대한 정의와 이를 활용하여 전송하는 프로토콜을 다루고 있다. 따라서 상술한 무선 모바일 노드의 모니터링 정보 전송도 IEEE 802.21 MIS를 활용하면 된다.

본 발명 및 본 명세서에서 ‘미디어(Media)’는, IEEE 802.21에 정의된 것과 같이, 오디오, 비디오와 같은 통신의 감각적 측면이 아니라, 케이블, 라디오, 위성과 같은 텔레커뮤니케이션 시스템을 액세스하는 방법 및/또는 모드를 지칭할 수 있다.

본 발명에서, MIS는 서로 다른 링크 레이어 기술들에 적용되는 기술로서, 이보다 상위 레이어로부터의 모든 액션이 링크 레이어 기술들을 전혀 또는 거의 변형하지 않고 수행될 수 있도록 하는 서비스 기술을 의미할 수 있다. 이로써, IEEE 802.21 표준 및/또는 IEEE 802.21.1 표준안에 기술된 몇 가지 유즈 케이스(use case)를 지원하는 각종 서비스들 및 핸드오버의 최적화가 가능하다. 이를 위해, 네트워크 엘리먼트(NE, Network Element) 내에 핸드오버를 지원하는 모빌리티 관리 프로토콜 스택(mobility management protocol stack)과 같은 상위 레이어 어플리케이션, 모바일 노드들로 이루어진 그룹들을 관리하고 키(key)들 및 인증서들을 배포하는 그룹 매니저 기능(group manager function)이 필요할 수 있다. 상기 NE는 네트워크 내의 통신 노드를 의미할 수 있다.

이때, 상술한 네트워크 엘리먼트의 프로토콜 스택들 내의 미디어 독립 기능들(media independent functions)로 이루어진 세트 및 그 안에 생성된 새로운 엔티티(entity)는 MIS 기능(MISF, MIS Function)이라고 부를 수 있다. MISF는 MIS 서비스들을 실현하는 기능을 의미할 수 있다.

미디어 독립 서비스 액세스 포인트(MIS_SAP) 및 관련된 프리미티브들이 정의되어 ‘MIS 사용자’들에게 상기 MISF의 서비스들에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 상기 MISF는 적어도 아래의 3가지 서비스들을 제공할 수 있다. 여기서 상기 ‘MIS 사용자’란 MISF에 의해 제공되는 서비스를 사용하는 엔티티(entity)들을 의미할 수 있다. MIS 사용자들은 MISF와 상호작용하기 위하여 MIS_SAP을 이용한다.

첫째, 로컬 및 원격 인터페이스들로부터의 적절한 이벤트/트리거(event/trigger)들을 개시(initiation)하고, 링크 레이어 속성(link layer property)들 내의 변화를 감지하는 미디어 독립 이벤트(Event) 서비스를 제공할 수 있다.

둘째, 핸드오버 및 다른 서비스들과 연관된 링크 속성들을 MIS 사용자들이 제어할 수 있도록 하는 한 세트의 명령들(Commands)을 제공하는 미디어 독립 명령 서비스를 제공할 수 있다.

셋째, 이종망 간에 이루어지는 여러 관리적 결정들 및 더 효과적인 핸드오버를 가능하게 하도록, 서로 다른 네트워크들에 관한 정보 및 그들의 서비스들을 제공하는 미디어 독립 정보(Information) 서비스를 제공할 수 있다.

상기 MIS를 위하여, 미디어 독립 프로토콜 메시지들 및 송신을 위한 유니캐스트 및 멀티캐스트 모드들 모두를 사용하는 상기 메시지들의 보호 방법(protection mechanism)들이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명에서는, IEEE 802.21 표준 및/또는 IEEE 802.21.1 표준안에 기술되어 있는 미디어 독립 링크 레이어 서비스 액세스 포인트(MIS_LINK_SAP)의 개념을 이용할 수 있고, 또한, IEEE 802.21 표준 및/또는 IEEE 802.21.1 표준안에 기술된 각종 유즈 케이스들 및 핸드오버에 적용 가능한 것으로서, 각 링크 레이어 기술을 위한 관련된 MIS_LINK_SAP 프리미티브들의 개념을 이용할 수 있다.

도 2는 시스템의 다른 구성요소들과 MISF 간의 상호작용 및 프로토콜 스택 내에서의 MISF의 위치를 나타낸 다이어그램이다.

다른 기능적 엔티티들과 MISF 간의 모든 교환(exchange)들은, 서비스 프리미티브(service primitive)들을 통해 발생하며, SAP(service access point)들에서 그룹화된다.

미디어에 상관없는(media agnostic) 일반적인 MIS 참조 모델은 다음의 SAP들을 포함할 수 있다.

a) MIS_SAP: 프로토콜 스택의 상위 레이어들과 MISF 간의 미디어 독립 인터페이스

b) MIS_LINK_SAP: 미디어-의존(media-specific) 프로토콜 스택들의 하위 레이어들과 MISF 간의 추상화된 미디어 의존 인터페이스

c) MIS_NET_SAP: 로컬 노드 상의 데이터 플레인 상의 트랜스포트 서비스들을 제공하는 MISF의 추상화된 미디어 의존 인터페이스로서, 원격의 MISF에 대하여 MIS 정보 및 메시지들의 교환을 지원. L2 이상의 모든 트랜스포트 서비스에 대하여, MIS_NET_SAP는 MIS_LINK_SAP에 의해 특정되는 프리미티브들을 사용할 수 있음.

미디어-의존 참조 모델들에 있어서, 미디어 독립 SAP(MIS_SAP)는 언제나 동일한 이름(name) 및 동일한 세트의 프리미티브들을 유지한다. MIS_LINK_SAP의 기술-특정 인스턴스화(technology-specific instantiation)인 미디어 의존 SAP은, 미디어-의존적인 프리미티브들의 이름 및 세트들을 가정하며, 종종 각각의 미디어-의존적인 기존의 하위 레이어 SAP들 내에 이미 존재하는 이름들 및 프리미티브들을 재사용한다. MIS_LINK_SAP 내에 정의된 프리미티브들은 미디어-의존 SAP들에 대한 보정을 요구하며, 이는 MISF와의 상호작용을 위해 정의되는 추가적인 기능 때문이다. 미디어-의존 프로토콜 스택들의 하위 레이어들과 MISF 간의 모든 통신은 MIS_LINK_SAP의 미디어-특정 인스턴스화를 통해 발생한다.

피어(peer) MISF 인스턴스들 간의 메시지 교환들은, 특히 그들이 이용하는 트랜스포트의 타입에 있어서, 피어 MISF 인스턴스들을 포함하는 네트워크 노드들의 속성(nature)(둘 중 하나가 MN인지 또는 PoA인지 여부), 엑세스 네트워크의 속성(IEEE 802인지 또는 3G 셀룰러인지), 그리고 PoA에서의 MIS 능력(capability)의 가용성(availability)과 같은 몇몇 요인들에 대해 민감하다.

여기서 상기 MN은 하나의 링크에서 다른 링크로의 접속점(PoA: point of attachment)를 변화시킬 수 있는 통신 노드를 의미할 수 있다. 여기서 상기 접속점은, 모바일 노드를 다른 엔드포인트로서 포함시킬 수 있는 레이어 2 링크의 네트워크 측 엔드포인트를 의미할 수 있다.

본 발명에서 MIS 네트워크 엔티티(network entity)는 상기 MISF 기능을 갖는 네트워크 엔티티를 의미할 수 있다.

본 발명에서 MIS PoS는, MN 기반의 MISF와 MIS 메시지들을 교환하는 네트워크 측의 MISF 인스턴스를 의미할 수 있다. 동일한 MIS 네트워크 엔티티는, MIS 메시지들을 교환하는 각 MIS-가능 모바일 노드를 위한 MIS PoS를 포함할 수 있다. 단일 MIS PoS는 한 개 이상의 MIS 서비스를 호스팅할 수 있다. 동일한 MIS 네트워크 엔티티는 로밍(roaming) 조건 또는 섭스크립션(substription)에 기반한 각각의 모바일 노드들에게 서로 다른 조합의 MIS 서비스들을 제공할 수 있는 복수 개의 MIS PoS를 포함할 수 있다. 복수 개의 인터페이스들을 포함하는 네트워크 엔티티에 대하여, MIS PoS는 그 네트워크 엔티티 그 자체에 연관되어 있으며, 단지 그 인터페이스들 중 어느 하나에만 연관된 것은 아닐 수 있다.

본 발명에서 MIS non PoS는, 다른 MIS 네트워크 엔티티들과 MIS 메시지들을 직접 교환할 수 있지만, 임의의 MIS 가능 모바일 노드와는 MIS 메시지를 직접 주고받을 수는 없는 MIS 네트워크 엔티티를 의미할 수 있다.

본 발명에서 서빙 PoS(serving PoS)는 모바일 노드에게 MIS 서비스를 현재 제공하고 있는 MIS PoS를 의미할 수 있다.

그 밖에 본 발명에서 MIS에 관련된 각종 기술용어는 IEEE 802.21 표준 및/또는 IEEE 802.21.1 표준안 문서에 정의된 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따라 제1NE(Network Entity)가 제2NE에게 MIS(Media Independent Service)를 위한 정보를 제공하는 방법이 제공될 수 있다. 이 방법은, 상기 제1NE가 MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보를 준비하는 단계; 및 상기 제1NE가 제1 SDN 프로토콜 메시지를 생성하여 상기 제2NE에게 전송하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에는 (1) 상기 생성된 제1 MIS 정보 및 (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보가 포함되어 있다.

이때, 상기 제1NE는 상기 제2NE를 제어하는 콘트롤러이거나, 또는 상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러일 수 있다.

이때, 상기 제1 MIS 정보를 준비하는 단계는, 상기 제1NE가 에러 레이터 또는 네트워크 사용량을 포함하는 네트워크 통계 정보가 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우에 상기 제1 MIS 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 MIS 정보를 준비하는 단계는, 상기 제1NE에 연결된 모바일 노드가 상기 제1NE에게 제공한 목적지 주소 및 서비스 포트 번호가 미리 결정된 조건을 만족하는 경우에 수행될 수 있다.

이때, 상기 제1 MIS 정보를 준비하는 단계는, 상기 제1NE에 연결된 모바일 노드가 제공한 플로우가 상기 제1NE에 포함된 플로우 테이블에 포함되어 있지 않는 경우에 수행될 수 있다.

이때, 상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러이고, 상기 제1NE는 wireless AP 또는 wireless BS일 수 있다.

이때, 상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러이고, 상기 제1NE는 모바일 노드를 또 다른 엔드 포인트(end point)로서 포함시킬 수 있는 레이어 2 링크(layer 2 link)의 네트워크 측 엔드 포인트(end point)일 수 있다.

이때, 상기 SDN 프로토콜 메시지는 Openflow 메시지이며, 상기 Openflow 메시지는 Openflow 헤더 및 상기 Openflow 헤더 뒤에 붙여진 데이터 패킷 헤더를 포함하며, 상기 MIS 정보는 상기 Openflow 헤더 및 상기 데이터 패킷 헤더 사이에 삽입되어 있고, 상기 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보는 상기 Openflow 헤더의 Type 필드에 기록되어 있을 수 있다.

이때, 상기 SDN 프로토콜 메시지는 Openflow 메시지이며, 상기 생성된 MIS 정보는 상기 Openflow 메시지 중 Vender 필드에 저장되어 있을 수 있다.

이때, 상기 MIS 정보는 상기 MIS SAP(Service Access Point) 또는 상기 MIS LINK SAP의 Command 메시지, Information 메시지, 또는 Event 메시지를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제2NE는 다른 MIS 네트워크 엔티티들과 MIS 메시지들을 직접 교환할 수 있지만, 임의의 MIS 가능 모바일 노드와는 MIS 메시지를 직접 주고받을 수는 없는 MIS 네트워크 엔티티이고, 상기 제1NE는 MN 기반의 MISF와 MIS 메시지들을 교환하는 네트워크 측의 MISF 인스턴스일 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따라, 제1NE가, 상기 제1NE가 포함하는 플로우 테이블에 포함되어 있지 않은 제1 플로우를 획득한 경우, (1) MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보, (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보, 및 (3) 상기 제1 플로우를 포함하는 제1 SDN 프로토콜 메시지를 제2NE에게 송신하는 단계; 상기 제1NE가, (4) 상기 제1 플로우에 대한 제1 플로우 액션에 관한 정보를 포함하는 제2 MIS 정보 및 (5) 상기 제2 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보를 포함하는 제2 SDN 프로토콜 메시지를 상기 제2NE로부터 수신하는 단계; 및 상기 제1NE는, 상기 제1 플로우 액션을 상기 플로우 테이블에 기록하는 단계를 포함하는, MIS 제공방법이 제공될 수 있다.

이때, 상기 MIS 제공방법은 상기 제2NE에서 실행되는 응용 프로그램이, MIS에 관련되어 있는 SDN 기반의 상기 제1 플로우 액션을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 응용 프로그램은, MIS를 위해 이용되는 자원 관리 응용 프로그램, 핸드오프 응용 프로그램, 또는 무선 자원 모니터링 응용 프로그램일 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 제2NE(Network Entity)에게 MIS(Media Independent Service)를 위한 정보를 제공하며, 처리부 및 통신부를 포함하는 네트워크 엔티티(NE; Network Entity)가 제공될 수 있다. 상기 네트워크 엔티티는, MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보를 준비하는 단계; 및 제1 SDN 프로토콜 메시지를 생성하여 제2NE에게 전송하는 단계를 실행하도록 되어 있으며, 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에는 (1) 상기 생성된 제1 MIS 정보 및 (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보가 포함되어 있다.

이때, 상기 네트워크 엔티티는 상술한 본 발명의 일 관점에 따라 제1NE가 제2NE에게 MIS를 위한 정보를 제공하는 방법에서 제시된 상기 제1NE일 수 있다. 따라서 상기 네트워크 엔티티는 상술한 본 발명의 일 관점에 따라 제1NE가 제2NE에게 MIS를 위한 정보를 제공하는 방법에서 제시된 기술적 특징을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따라 처리부 및 통신부를 포함하는 네트워크 엔티티가 제공될 수 있다. 상기 네트워크 엔티티는, 상기 네트워크 엔티티가 포함하는 플로우 테이블에 포함되어 있지 않은 제1 플로우를 획득한 경우, (1) MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보, (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보, 및 (3) 상기 제1 플로우를 포함하는 제1 SDN 프로토콜 메시지를 제2NE에게 송신하는 단계를 실행할 수 있다. 그리고 상기 네트워크 엔티티가, (4) 상기 제1 플로우에 대한 제1 플로우 액션에 관한 정보를 포함하는 제2 MIS 정보 및 (5) 상기 제2 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보를 포함하는 제2 SDN 프로토콜 메시지를 상기 제2NE로부터 수신하는 단계를 실행할 수 있다. 그리고 상기 네트워크 엔티티가, 상기 제1 플로우 액션을 상기 플로우 테이블에 기록하는 단계를 실행할 수 있다.

본 발명에 따르면, SDN과 MIS 간의 약한 결합을 이용하여, (1) 무선 자원 관리 문제, (2) 이종망 간에 이동성 지원시 발생 하는 네트워크 기능 관리 문제, 및 (3) 하드웨어 자원 활용의 효율성 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 보통의 SDN 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 시스템의 다른 구성요소들과 MISF 간의 상호작용 및 프로토콜 스택 내에서의 MISF의 위치를 나타낸 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 따르는 개방형 네트워크 환경에서의 무선 이종망 연동 구조를 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따라, 개방형 네트워크 환경에서 무선 이종망을 연동하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 무선 이종망 연동 지원을 위한 개방형 네트워크 프로토콜 확장을 위한 확장된 헤더의 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 무선 이종망 연동 지원을 위한 개방형 네트워크 프로토콜 확장을 위한 오픈플로우의 벤더 필드를 이용하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 무선 이종망 연동 지원을 위한 개방형 네트워크 프로토콜 확장을 위한 오픈플로우의 프로토콜 타입을 확장하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 모바일 노드 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종망간 핸드오버 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라, 개방형 네트워크 프로토콜을 추가 정의하여 이종망간 연동 및 자원 관리를 지원하기 위한, 개방형 네트워크 환경에서의 무선 이종망 연동 구조를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIS 정보 제공방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

이하 도 3 내지 도 11에서는 IEEE 802.21.1에 규정된 MIS와 SDN 프로토콜, 특히 예컨대 Openflow를 결합한 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들을 소개한다.

그 다음, 도 12에서는 도 3 내지 도 11에 제시한 실시예의 구현을 가능하게 하는 본 발명의 실시예로서 SDN(Software Defined Network)에서 MIS 정보를 전달하는 방법을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 이종망 환경에서 무선 자원 관리 문제와 이동성 지원 문제를 해결하기 위해서 도 3에 제시한 것과 같은 개방형 네트워크 구조를 활용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 따르는 개방형 네트워크 환경에서의 무선 이종망 연동 구조를 나타낸 것이다.

본 발명에서 제시하는 ‘연동’은 로드 밸런싱(load balancing), 핸드오버, 무선 자원 관리와 같은 MIS(Media Independent Service)의 개념을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하여 설명하면, 기존 네트워크 환경에서는 액세스 포인트(Access Point)(20)에 올라가던 기능들(311~313)이 SDN 제어기(30)의 응용계층(310) 위에 올라가는 것을 볼 수 있다. 도 3에 나타낸 무선 이종망 연동 구조를 구현하기 위하여 본 발명에서는 IEEE 802.21에서 정의한 MIS 기능 및 프로토콜을 차용할 수 있다.

도 3에 제시한 구조를 통하여 얻을 수 있는 효과는 무선 자원의 효율적 활용과 모바일 노드 관리 편의성이다.

본 발명에 따르면 제1 모바일 노드(11)에 MIS 기능(MIS function)(111)을 추가할 수 있다. 이렇게 하면, ① 서빙 PoS(20)에서 MIS 기능을 요구하는 경우에 또는 ② 제1 모바일 노드(11)에서 MIS 기능을 필요로 하는 경우에, 제1 모바일 노드(11)는 서빙 PoS(20)로부터 메시지를 전달받을 수 있다. 제1 모바일 노드(11)가 아닌 다른 모바일 노드들, 예컨대 제2 모바일 노드(12)에 대해서도 마찬가지이다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따라, 개방형 네트워크 환경에서 무선 이종망을 연동하는 방법을 나타낸 순서도이다.

도 4a는 도 4b 내지 도 4d에 나타낸 각 단계를 수행하는 장치들의 관계를 나타낸 것이다. 도 4b 내지 도 4d는 무선 이종망을 연동하는 과정에서 수행될 수 있는 3가지 관점의 단계들(S10, S20, S30, S40)을 나타낸 것이다.

도 4a를 참조하면, 제1 모바일 노드(11)가 인식하는 서빙 PoS(MIS 서버)는 SDN based Access point(이하 SDN AP)(20) 이다.

도 4b의 단계(S10)는, 제1 모바일 노드(11)에서 생성된 새로운 제1 플로우를 제2 모바일 노드(12)에게 전달하는 과정에 관한 단계들로서, 후술하는 단계(S11) 내지 단계(S16)를 포함할 수 있다.

단계(S11)에서, 제1 모바일 노드(11)는, 제1 모바일 노드(11)를 소스(src)로 하고 제2 모바일 노드를 목적지(dst)로 하는 제1 플로우를 생성할 수 있다. 생성된 상기 제1 플로우는 SDN AP(20)에 전달될 수 있다.

단계(S12)에서, SDN AP(20)는 자신이 포함하는 플로우 테이블을 확인하고, 상기 전달된 제1 플로우가 상기 플로우 테이블에 없는 새로운 플로우인 경우에는, 상기 전달된 제1 플로우를 포함하는 제1 SDN 프로토콜 메시지를 SDN 제어기(30)에게 전달할 수 있다. 이때 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에는 IEEE 802.21에 정의되어 있는 MIS SAP 프리미티브 또는 메시지, 또는 MIS LINK SAP 프리미티브 또는 메시지를 포함하는 제1 MIS 정보가 포함될 수 있다.

상기 제1 플로우를 기초로 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지를 생성할 수 있다. 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에는 MIS (LINK) SAP 프리미티브 또는 메시지를 포함하는 상기 제1 MIS 정보가 포함될 수 있다. 상기 제1 MIS 정보를 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에 포함시킬지 여부는, MIS가 요구되는지 여부를 확인한 후, 요구되는 경우에만 포함시킬 수 있다.

MIS가 요구되는지 경우로서, 예컨대 제1 모바일 노드(11)가 요구하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우는 제1 모바일 노드(11)가 보내온 목적지 주소 및 서비스 포트 번호를 기반으로 결정할 수 있다.

또는, MIS가 요구되는지 여부는, SDN AP(20)가 자체적으로, 예컨대 제1 모바일 노드(11)에서 보내온 플로우가, 자신(20)이 포함한 플로우 테이블에 없는 새로운 플로우인 경우 MIS가 향후 필요할 수 있다는 전제하에 SDN AP(20)가 스스로 MIS가 요구된다고 결정할 수 있다.

또는, MIS가 요구되는지 여부는, SDN AP(20)가, 에러 레이트 또는 네트워크 사용량과 같은 네트워크 통계 정보가 미리 결정된 임계치를 초과하는지를 판단하여, 초과하면 MIS가 필요할 것이라고 판단하고 그 결과 상기 제1 MIS 정보를 생성하여 생성된 상기 제1 MIS 정보를 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에 포함시킬 수 있다.

단계(S13)에서, SDN 제어기(300)는, 상기 제1 플로우에 관한 SDN 프로토콜 이벤트를 확인하고, 상기 SDN 프로토콜 이벤트와 관련하여 등록된 SDN 제어기 응용 프로그램(310_1)에게 상기 제1 플로우를 포함하는 상기 제1 SDN 프로토콜 메시지를 전달할 수 있다. 상기 SDN 제어기 응용 프로그램(310_1)은 SDN 제어기(30)의 응용계층(310)에서 실행되는 프로그램일 수 있다. 상기 SDN 제어기 응용 프로그램(310_1)은 예컨대, 도 3에 나타낸 자원 관리 응용 프로그램(312), 핸드오프 응용 프로그램(313), 또는 무선 자원 모니터링 응용 프로그램(311)과 같은 것일 수도 있다. 이때, 자원 관리 응용 프로그램(312), 핸드오프 응용 프로그램(313), 또는 무선 자원 모니터링 응용 프로그램(311)은 MIS를 제공하기 위해 사용되는 프로그램일 수 있다.

단계(S14)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310_1)은 미리 결정된 알고리즘에 따라 상기 제1 플로우에 대한 제1 플로우 액션(action)을 결정할 수 있다. 상기 제1 플로우 액션은 MIS와 관련되어 있는 액션으로서 SDN 기반의 액션일 수 있다.

단계(S15)에서, SDN 제어기(30)는 상기 결정된 제1 플로우 액션을 SDN AP(20)에게 전달할 수 있다. 이때, 상기 전달되는 정보는 SDN 프로토콜 메시지의 형태로 전달될 수 있다. 즉, 상기 전달되는 정보는 제2 SDN 프로토콜 메시지를 통해 전달될 수 있다. 상기 제2 SDN 프로토콜 메시지는 제2 MIS 정보를 포함할 수 있다. 상기 제2 MIS 정보는 상기 제1 플로우 액션과 관련된 MIS 정보일 수 있다.

상기 제2 MIS 정보에는 프리미티브나 메시지가 포함될 수도 있고, 포함되지 않을 수도 있다. 상기 제2 MIS 정보에는 프리미티브나 메시지가 포함되는 경우는, 예컨대 모바일 노드에 직접 상기 제1 플로우 액션에 관한 정보가 전달되어야 하는 경우에 발생할 수 있다. 예컨대 상기 제1 플로우 액션이 데이터 경로에 영향을 미치는 경우에는 상기 제2 MIS 정보에 프리미티브 또는 메시지를 포함하지 않을 수 있고, 상기 제1 플로우 액션이 제어 경로에 영향을 미치는 경우에는 상기 제2 MIS 정보에 프리미티브 또는 메시지를 포함할 수 있다.

단계(S16)에서, SDN AP(20)는 상기 전달된 제1 플로우 액션을 플로우 테이블에 기록할 수 있다.

상술한 단계(S11) 및 단계(S16)은 유무선 링크에서의 데이터 경로(data path)를 구성하는 단계이다.

상술한 단계(S12) 내지 단계(S15)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 경로(control path)에서 발생하는 단계들을 나타낸다.

단계(S14)가 수행된 이후에 도 4c에 나타낸 단계(S20)가 실행될 수 있다.

단계(S20)는 SDN 제어기(30)에서 MIS 관련 응용 프로그램이 수행되는 과정을나타낸 것이다. 단계(S20)는 후술하는 단계(S21) 내지 단계(S22)를 포함할 수 있다.

단계(S21)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310_1)은 MIS 서버 응용 프로그램을 실행하고 및/또는 MIS 서버 관련 프로그램을 실행할 수 있다. 이때, 상기 MIS 서버 응용 프로그램은 예컨대, 도 3에 나타낸 자원 관리 응용 프로그램(312), 핸드오프 응용 프로그램(313), 또는 무선 자원 모니터링 응용 프로그램(311)과 같은 것일 수도 있다.

또한, 단계(S21)에서 SDN 제어기 응용 프로그램(310_1)은 MIS 서버 응용 프로그램과 관련된 프로액티브 플로우 테이블 규칙(proactive flow table rule) 설정을 SDN AP(20)에게 요청할 수 있다. 상기 요청은 SDN 제어기(30)를 통해 이루어질 수 있다.

단계(S22)에서, SDN AP(20)는 상기 요청에 응답하여 MIS 서버 응용 프로그램과 관련된 상기 프로액티브 플로우 테이블 규칙을 설정할 수 있다. 상기 프로액티브 플로우 테이블 규칙은 MIS 패킷에 관련된 규칙일 수 있다.

상술한 단계(S21) 내지 단계(S22)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 경로(control path)에서 발생하는 단계들을 나타낸다.

도 4d의 단계(S30)는 제1 모바일 노드(11)와 SDN 제어기 응용 프로그램 간에 패킷을 주고받는 과정에 대한 제1 실시예 나타낸 것이다.

단계(S30)와 같은 실시예는 무선 리소스 자원을 SDN 제어기(30)에 전달할 때에 발생할 수 있다.

단계(S30)을 구체적으로 다음과 같은 단계(S31) 내지 단계(S34)를 포함할 수 있다.

단계(S31)에서, 제1 모바일 노드(11)는 3G/4G, 802.11, 또는 802.3 네트워크 상태 정보를 SDN AP(20)에게 전달할 수 있다.

단계(S32)에서, SDN AP(20)는 여러 개의 모바일 노드들로부터 전달 받은 무선 및 유선 네트워크 상태 정보를 SDN 제어기(30)에 전달할 수 있다.

단계(S33)에서, SDN 제어기(30)는 무선 및 유선 네트워크 상태 정보 패킷을 MIS 서버 응용 프로그램에게 전달할 수 있다. 상기 MIS 서버 응용 프로그램은 SDN 제어기 응용계층에 포함된 것일 수 있다.

단계(S34)에서, MIS 서버 응용 프로그램은 다음의 기능을 수행할 수 있다.

- 기능: 무선 네트워크 상태 정보 수신

단계(S40)는 제1 모바일 노드(11)와 SDN 제어기 응용 프로그램 간에 패킷을 주고받는 과정에 대한 제2 실시예 나타낸 것이다. 단계(S30)에서는 모바일 노드(11)가 먼저 패킷을 보내지만, 단계(S40)에서는 SDN 제어기(30)에서 먼저 패킷을 보낸다는 점이 서로 다르다.

단계(S40)와 같은 경우는 예컨대 핸드오프 응용 프로그램에서 이벤트를 발생 시킬 때에 발생할 수 있다.

도 4a 내지 도 4d에 나타낸 방법을 구현하기 위하여 SDN 프로토콜을 수정할 필요가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 4a 내지 도 4d에 나타낸 방법을 구현하기 위하여 SDN 프로토콜을 수정하는 방법은 아래의 세 가지로 구분할 수 있다.

첫째, SDN 프로토콜의 메시지를 확장하여 MIS 확장 헤더(extension header)를 정리하는 방법이 있다. 이 방법은 후술하는 도 5에 관한 내용에서 더 자세히 설명한다.

둘째, 이미 정의되어 있는 벤더 필드(vendor field)를 활용하는 방법이 있다. 이 방법은 후술하는 도 6에 관한 내용에서 더 자세히 설명한다.

셋째, SDN 프로토콜 타입(Protocol Type)을 추가하는 방법이 있다. 이 방법은 후술하는 도 7에 관한 내용에서 더 자세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 무선 이종망 연동 지원을 위한 개방형 네트워크 프로토콜 확장을 위한 확장된 헤더의 구조를 나타낸 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 MIS 확장 헤더는 오픈플로우 헤더, MIS 정보(MIS Info), 및 128 바이트의 데이터 패킷 헤더를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 오픈플로우 헤더 중 Type 필드를 ‘MIS’로 설정하고, 메시지 길이 필드가 갖는 값은 MIS 정보의 길이를 포함하도록 설정할 수 있다.

MIS 정보는 본 발명에 의해 새로 도입된 정보로서, 상기 Type 필드가 MIS인 경우에만 생성할 수도 있다.

MIS 정보는 MIS SAP(Command, Info, Event) 및 MIS LINK SAP(Command, Info, Event)를 포함할 수 있다.

종래 기술에 따르면 오플플로우 헤더 뒤에 바로 데이터 패킷 헤더가 붙지만, 본 발명의 일 실시예에서는 오플플로우 헤더와 데이터 패킷 헤더 사이에 MIS 정보가 삽입될 수 있다. MIS 정보의 길이는 임의로 정해질 수 있으며, 이 길이는 오픈플로우 헤더의 메시지 길이(Message Length)에 반영될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 무선 이종망 연동 지원을 위한 개방형 네트워크 프로토콜 확장을 위한 오픈플로우의 벤더 필드를 이용하는 방법을 설명하기 위한 것이다.

오플플로우의 벤더 필드에는 OFPT_VENTOR 타입, 벤더 ID, 및 벤더-정의 임의 추가 데이터(vendor-defined arbitrary additional data)가 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 벤더-정의 임의 추가 데이터에 MIS_SAP_info, MIS_SAP_event, MIS_SAP_command, MIS_LINK_SAP_info, MIS_LINK_SAP_event, MIS_LINK_SAP_command가 포함될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 무선 이종망 연동 지원을 위한 개방형 네트워크 프로토콜 확장을 위한 오픈플로우의 프로토콜 타입을 확장하는 방법을 설명하기 위한 것이다. 이 방법에 따르면 종래의 오픈플로우의 프로토콜 타입에 아래 4가지 타입이 추가될 수 있다.

- OFPT_MIS_LINK_SAP_REQUEST

- OFPT_MIS_LINK_SAP_REPLY

- OFPT_MIS_SAP_REQUEST

- OFPT_MIS_SAP_REPLY

<실시예 1 - 무선 자원 모니터링>

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.

도 8a는 도 8b 및 도 8c에 나타낸 각 단계를 수행하는 장치들의 관계를 나타낸 것이다. 도 8b 및 도 8c는 무선 자원 모니터링 방법에서 수행될 수 있는 2가지 관점의 단계들(S110, S120)을 나타낸 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 '무선 자원 모니터링' 방법은 ① 주기적인 요청을 이용하는 방법과 ② 일시적인 모니터링 정보 요청을 이용하는 방법으로 구분할 수 있다.

도 8b의 단계(S110)는 주기적인 모니터링 정보요청 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8c의 단계(S120)는 일시적인 모니터링 정보 요청을 이용하는 방법을 나타낸 순서도이다. 상술한 단계(S110) 내지 단계(S120)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 경로(control path)에서 발생하는 단계들을 나타낸다.

단계(S110)는 후술하는 단계(S111) 내지 단계(S117)를 포함할 수 있다.

단계(S111)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 관리자(400)로부터 무선 자원 정보에 대한 주기적 모니터링 요청을 입력받을 수 있다. 이때, 모바일 노드 리스트와 주기정보를 함께 입력받을 수 있다.

단계(S112)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 관리 모바일 노드(관리 단말)들에게 MIS event register 메시지를 전송할 것을 SDN 제어기(30)에게 요청할 수 있다. 여기서 상기 관리 모바일 노드들은 관리 대상으로 설정된 모바일 노드들을 의미할 수 있으며, 예컨대 제1 모바일 노드(11)는 관리 모바일 노드일 수 있다. 상기 요청에는 주기(T)에 대한 정보가 포함되어 있을 수 있다.

단계(S113)에서, SDN 제어기(30)는 관리 모바일 노드들을 하나의 그룹으로 설정하여 등록할 수 있다. 그리고 SDN 제어기(30)는 SDN 그룹 메시지를 이용하여, 상기 하나의 그룹으로 설정된 관리 모바일 노드들에게 MIS event register 메시지를 전송하기 위하여, SDN AP(20)에게 MIS event register를 전송할 수 있다.

단계(S114)에서, SDN AP(20)는 MIS event register를 관리 모바일 노드(ex: 제1 모바일 노드(11))에게 전송할 수 있다.

단계(S115)에서, 상기 관리 모바일 노드는 MIS event notification을 SDN AP(20)에게 전송할 수 있다. 단계(S115)는 단계(S114)가 완료된 후 상기 주기(T)가 경과한 이후에 실행될 수 있다.

단계(S116)에서, SDN AP(20)는 관리 모바일 노드로부터 수신한 이벤트 정보를 SDN의 aggregate 메시지를 활용하여 통합한 후 SDN 제어기(30)에게 전송할 수 있다.

단계(S117)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 전달받은 aggregation 된 MIS event notification을 이용하여 무선 자원 관리 모바일 노드에 대한 모니터링 정보를 갱신할 수 있다.

단계(S120)는 후술하는 단계(S121) 내지 단계(S127)를 포함할 수 있다.

단계(S121)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(30)은 관리자(400)로부터 무선 자원 정보에 대한 모니터링 요청을 입력받을 수 있다. 이때, 모바일 노드 리스트를 함께 입력받을 수 있다.

단계(S122)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 관리 모바일 노드들에게 MIS event request 메시지를 전송할 것을 SDN 제어기(30)에게 요청할 수 있다. 여기서 상기 관리 모바일 노드들은 관리 대상으로 설정된 모바일 노드들을 의미할 수 있으며, 예컨대 제1 모바일 노드(11)는 관리 모바일 노드일 수 있다.

단계(S123)에서, SDN 제어기(30)는 관리 모바일 노드들을 하나의 그룹으로 설정하여 등록할 수 있다. 그리고 SDN 제어기(30)는 SDN 그룹 메시지를 이용하여, 상기 하나의 그룹으로 설정된 관리 모바일 노드들에게 MIS event request 메시지를 전송하기 위하여, SDN AP(20)에게 MIS event request를 전송할 수 있다.

단계(S124)에서, SDN AP(20)는 MIS event request를 관리 모바일 노드(ex: 제1 모바일 노드(11))에게 전송할 수 있다.

단계(S125)에서, 상기 관리 모바일 노드는 MIS event reply을 SDN AP(20)에게 전송할 수 있다.

단계(S126)에서, SDN AP(20)는 관리 모바일 노드로부터 수신한 이벤트 정보를 SDN의 aggregate 메시지를 활용하여 통합한 후 SDN 제어기(30)에게 전송할 수 있다.

단계(S127)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 전달받은 aggregation 된 MIS event reply를 이용하여 무선 자원 관리 모바일 노드에 대한 모니터링 정보를 갱신할 수 있다.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 모바일 노드 관리 방법을 나타낸 순서도이다.

도 9a는 도 9b 및 도 9c에 나타낸 각 단계를 수행하는 장치들의 관계를 나타낸 것이다. 도 9b 및 도 9c는 무선 모바일 노드 관리 방법에서 수행될 수 있는 2가지 관점의 단계들(S210, S220)을 나타낸 것이다.

상기 무선 모바일 노드 관리는 모바일 노드 추가 및 삭제 기능을 포함한다.

도 9a 내지 도 9c에 나타낸 무선 모바일 노드 관리 방법에서, 무선 모바일 노드 관리는 MIS 정보를 활용하기 보다는 SDN 이 가지고 있는 그룹기능을 활용한다.

도 9b의 단계(S210)은 모바일 노드 추가 과정을 나타내며, 도 9c의 단계(S220)는 모바일 노드 삭제 과정을 나타낸다.

단계(S210)는 후술하는 단계(S211) 내지 단계(S214)를 포함할 수 있다.

단계(S211)에서, 관리자(400)는 SDN 제어기 응용 프로그램(310)을 이용하여 관리 모바일 노드를 추가할 수 있다.

단계(S212)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 SDN 제어기(30)에게 SDN 그룹 관리 메시지 생성을 요청하여 특정 그룹에 모바일 노드를 추가할 것을 요청할 수 있다.

단계(S213)에서 SDN 제어기(30)는 SDN 그룹 관리 메시지를 생성하고, SDN group modify 메시지를 SDN AP(20)에게 전송할 수 있다.

단계(S214)에서 SDN 제어기(30)는 그룹 관리테이블에서 관리 모바일 노드를 추가할 수 있다.

단계(S220)는 후술하는 단계(S221) 내지 단계(S224)를 포함할 수 있다.

단계(S221)에서, 관리자(400)는 SDN 제어기 응용 프로그램(310)을 이용하여 관리 모바일 노드를 삭제할 수 있다.

단계(S222)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 SDN 제어기(30)에게 SDN 그룹 관리 메시지 생성을 요청하여 특정 그룹에 모바일 노드를 삭제할 것을 요청할 수 있다.

단계(S223)에서 SDN 제어기(30)는 SDN 그룹 관리 메시지를 생성하고, SDN group modify 메시지를 SDN AP(20)에게 전송할 수 있다.

단계(S224)에서 SDN 제어기(30)는 그룹 관리테이블에서 관리 모바일 노드를 삭제할 수 있다.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종망간 핸드오버 방법을 나타낸 순서도이다.

도 10a는 도 10b 내지 도 10d에 나타낸 각 단계를 수행하는 장치들의 관계를 나타낸 것이다. 도 10b 내지 도 10d는 무선 모바일 노드 관리 방법에서 수행될 수 있는 3가지 관점의 단계들(S310, S320, S330)을 나타낸 것이다.

도 10a 내지 도 10d에 나타낸 이종망간 핸드오버 방법은 2가지 무선 자원을 갖는 모바일 노드가 처음 연결될 때에 무선 자원을 선택하는 과정을 포함한다. 도 10a 내지 도 10d에서는, 예컨대 상기 2가지 무선 자원은 각각 WiFi 규격에 의해 관리되거나 또는 3G/4G 규격에 의해 관리될 수 있다. 무선 자원을 선택하기 위해서는 선호하는 정책이 존재해야하는데 이러한 정보는 관리자로부터 받거나, 또는 사용자로부터 입력을 받을 수도 있다.

도 10b의 단계(S310)는 모바일 노드가 처음 접속할 때에 2개의 무선 자원 중에서 선호하는 무선 자원을 선택하는 과정을 나타낸 것이다.

도 10c의 단계S320)는 주기적으로 SDN AP에서 무선 네트워크 리소스 모니터링 정보를 주고받는 상황을 나타낸 것이다.

도 10d의 단계(S330)는 서비스되고 있는 모바일 노드에서 무선 신호의 세기가 기준보다 약해져서 핸드오버가 발생하는 과정을 나타낸 것이다.

단계(S310)는 후술하는 단계(S311) 내지 단계(S318)를 포함할 수 있다.

단계(S311)에서, 관리자(400)는 SDN 제어기 응용 프로그램(310)을 이용하여 핸드오버 정책(policy)을 입력할 수 있다. 핸드오버 정책은 광대역(High Bandwidth) 및 신호강도(Signal Strength)에 관한 정보가 포함될 수 있다.

단계(S312)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 핸드오버 정책 정보를 관리할 수 있다.

단계(S313)에서, 제1 모바일 노드(11)는 제1 SDN AP(21) 및 제2 SDN AP(22)에게 각각, 제1 타입의 무선 통신(ex: wifi) 및 제2 타입의 무선 통신(ex: 3G/4G)을 이용하여 새로운 연결을 요청할 수 있다. 이때, 제1 모바일 노드(11)는 MIS info notification을 제1 SDN AP(21) 및 제2 SDN AP(22)에게 전송할 수 있다.

여기서 제1 SDN AP(21)는 제1 타입의 무선 통신(ex: wifi)을 지원하고, 제2 SDN AP(22)는 제2 타입의 무선 통신(ex: 3G/4G)을 지원할 수 있다. 그리고 상기 제1 모바일 노드(11)는 상기 제1 타입의 무선 통신 및 상기 제2 타입의 무선 통신을 모두 지원할 수 있다.

단계(S314)에서, 제1 SDN AP(21)는 제1 모바일 노드(11)의 상기 제1 타입의 무선 통신에 관한 정보(ex: wifi 정보)를 취합하여 SDN 제어기(30)에게 전송할 수 있다. 이때, 제1 SDN AP(21)은 MIS info notification을 전송할 수 있다.

단계(S315)에서, 제2 SDN AP(22)는 제1 모바일 노드(11)의 상기 제2 타입의 무선 통신에 관한 정보(ex: 3G/4G 정보)를 취합하여 SDN 제어기(30)에게 전송할 수 있다. 이때, 제2 SDN AP(22)은 MIS info notification을 전송할 수 있다.

단계(S316)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 SDN 응용 정책 정보를 기준으로 모티터링 값에 따라 상기 제1 타입의 무선 통신 및 상기 제2 타입의 무선 통신 중 어느 것을 이용하여 연결할 것인지를 결정할 수 있다.

단계(S317)에서, SDN 제어기(30)는 상기 결정된 타입의 무선 통신을 지원하는 SDN AP에게 MIS info notification을 전달할 수 있다. 예컨대 상기 제1 타입의 무선 통신을 이용하는 것으로 결정한 경우에는, SDN 제어기(30)는 제1 SDN AP(21)에게 MIS info notification을 전달할 수 있다.

단계(S318)에서, 상기 MIS info notification을 전달받은 SDN AP는 제1 모바일 노드(11)에게 MIS info notification을 전달할 수 있다.

단계(S320)는 후술하는 단계(S321)를 포함할 수 있다.

단계(S321)에서, SDN AP들(21, 22)은 주변 모바일 노드 무선 링크 신호 세기 정보를 SDN 제어기(30)를 통해 SDN 제어기 응용 프로그램(310)에게 전달하여 갱신할 수 있다.

단계(S330)는 후술하는 단계(S331) 내지 단계(S338)를 포함할 수 있다.

단계(S331)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 제1 모바일 노드(11)의 상기 제1 타입의 무선 통신(ex: wifi) 신호세기가 기준값보다 작음을 감지하고, 핸드오버 이벤트 발생을 SDN 제어기(30)에게 요청할 수 있다.

단계(S332)에서, SDN 제어기(30)는 새로운 연결 준비 메시지 MIS_event_notification 를 상기 제1 타입의 무선 통신을 지원하는 제1 SDN AP(21) 및 상기 제2 타입의 무선 통신을 지원하는 제2 SDN AP(22)에게 전송할 수 있다.

단기(S333)에서, 제1 SDN AP(21)은 상기 새로운 연결 준비 메시지를 제1 모바일 노드(11)에게 전달할 수 있다.

단계(S334)에서, 제1 모바일 노드(11)는 새로운 연결 요청을 위하여 MIS info notification을 제2 SDN AP(22)에게 제공할 수 있다.

단계(S335)에서, 제2 SDN AP(22)는 상기 MIS info notification을 SDN 제어기(30)에게 전달할 수 있다.

단계(S336)에서, SDN 제어기 응용 프로그램(310)은 제1 모바일 노드(11)에 대한 연결 정보를 갱신하고, 기존 연결 제거 요청을 생성할 수 있다.

단계(S337)에서, SDN 제어기(30)는 상기 기존 연결 제거 요청을 포함하는 MIS event notification을 제1 SDN AP(21)에게 전송할 수 있다.

단계(S338)에서, 제1 SDN AP(21)는 제1 모바일 노드(11)에 대한 연결을 제거할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라, 개방형 네트워크 프로토콜을 추가 정의하여 이종망간 연동 및 자원 관리를 지원하기 위한, 개방형 네트워크 환경에서의 무선 이종망 연동 구조를 나타낸 것이다. 도 3에 나타낸 무선 이종망 연동 구조와 비교해 보면, SDN 제어기(30)에서 MIS 서버 기능이 삭제되어 있고, 모바일 노드(11, 12) 등의 모바일 노드에서 MIS 기능이 삭제되어 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MIS 정보 제공방법을 나타낸 순서도이다.

상기 MSI 정보 제공방법은, 제1NE(Network Entity)가 제2NE에게 MIS(Media Independent Service)를 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.

상기 MSI 정보 제공방법은, 상기 제1NE가 MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 MIS 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다(S1).

여기서 상기 MIS SAP 및 상기 MIS LINK SAP은 IEEE 802.21.1에 규정되어 있는 개념으로서, 이들을 위한 복수 개의 프리미티브(primitive)들이 정의되어 있다. 이 프리미티브들은 이벤트(Event) 카테고리, 명령(Command) 카테고리, 서비스 관리(Service management) 카테고리 및 정보(Information) 카테고리를 포함하는 서비스 카테고리들 중 어느 하나에 속할 수 있다.

그리고 상기 MSI 정보 제공방법은, 상기 제1NE가 SDN 프로토콜 메시지, 예컨대 Openflow 메시지를 생성하여 상기 제2NE에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다(S2).

Openflow는 네트워크 상에서 네트워크 스위치 또는 라우터의 전달 플레인(forwarding plane)에 대한 액세스를 제공하는 잘 알려진 통신 프로토콜이다. Openflow는 네트워크 콘트롤러들이 스위치들의 네트워크를 통과하는 네트워크 패킷들의 경로를 결정할 수 있도록 한다. 이러한 네트워크 콘트롤러들은 스위치들과는 구분될 수 있다. Openflow는 서로 다른 벤더들의 스위치들을 지원하며, SDN을 가능하게 할 수 있다. Openflow는 패킷 매칭 규칙 및 액션을 추가, 변경, 및 제거함으로써 레이어 3 스위치의 패킷 전달 테이블들을 원격에서 관리할 수 있다.

이때, 상기 Openflow 메시지에는 (1) 상기 생성된 MIS 정보 및 (2) 상기 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보가 포함되어 있을 수 있다.

이때, 상기 제1NE는 상기 제2NE를 제어하는 콘트롤러일 수 있다. 또는, 상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러일 수 있다. 상기 콘트롤러는 예컨대 도 3, 도 4a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 및 도 11에 나타낸 SDN 제어기(30)일 수 있다.

또는, 상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러이고, 상기 제1NE는 wireless AP 또는 wireless BS일 수 있다. 이 경우 상기 콘트롤러는 예컨대 도 3, 도 4a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 및 도 11에 나타낸 SDN 제어기(30)일 수 있다. 그리고 상기 제1NE는 예컨대 도 3, 도 4a, 도 8a, 도 9a, 및 도 10a에 나타낸 SDN based AP(20, 21, 22)일 수 있다.

이때, 상기 Openflow 메시지는 도 5에 나타낸 Openflow 헤더(410) 및 상기 Openflow 헤더 뒤에 붙여진 데이터 패킷 헤더(430)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 MIS 정보(420)는 상기 Openflow 헤더 및 상기 데이터 패킷 헤더 사이에 삽입되어 있을 수 있다. 그리고 상기 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보는 상기 Openflow 헤더의 Type 필드에 기록되어 있을 수 있다.

또는, 상기 생성된 MIS 정보는 도 6에 도시한 것과 같이 상기 Openflow 메시지 중 Vender 필드에 저장되어 있을 수 있다.

상기 MIS 정보는 상기 MIS SAP(Service Access Point) 또는 상기 MIS LINK SAP의 Command, Information, 또는 Event 프리미티브를 포함할 수 있다.

상기 생성된 Openflow 메시지는 예컨대, 도 4b 내지 도 4d에 나타낸 단계(S12), 단계(S15), 단계(S22), 단계(S32), 도 8b에 나타낸 단계(S113), 단계(S116), 단계(S123), 단계(S126), 도 10b 내지 도 10d에 나타낸 단계(S314), 단계(S315), 단계(S317), 단계(S321), 단계(S332), 단계(S335), 단계(S337)에서 전달되는 메시지일 수 있다.

위에서는 상기 SDN 프로토콜로서 Openflow의 예를 들었으나, 그 밖에도 SNMP, NETCONF, LISP의 프로토콜이 사용될 수도 있다.

상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.

Claims

제1NE(Network Entity)가 제2NE에게 MIS(Media Independent Service)를 위한 정보를 제공하는 방법으로서,
상기 제1NE가 MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보를 준비하는 단계; 및
상기 제1NE가 제1 SDN 프로토콜 메시지를 생성하여 상기 제2NE에게 전송하는 단계;
를 포함하며,
상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에는 (1) 상기 생성된 제1 MIS 정보 및 (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 제1NE는 상기 제2NE를 제어하는 콘트롤러이거나, 또는
상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러인 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 MIS 정보를 준비하는 단계는, 상기 제1NE가 에러 레이터 또는 네트워크 사용량을 포함하는 네트워크 통계 정보가 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우에 상기 제1 MIS 정보를 생성하는 단계를 포함하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 MIS 정보를 준비하는 단계는, 상기 제1NE에 연결된 모바일 노드가 상기 제1NE에게 제공한 목적지 주소 및 서비스 포트 번호가 미리 결정된 조건을 만족하는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 MIS 정보를 준비하는 단계는, 상기 제1NE에 연결된 모바일 노드가 제공한 플로우가 상기 제1NE에 포함된 플로우 테이블에 포함되어 있지 않는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러이고,
상기 제1NE는 wireless AP 또는 wireless BS인 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 제2NE는 상기 제1NE를 제어하는 콘트롤러이고,
상기 제1NE는 모바일 노드를 또 다른 엔드 포인트(end point)로서 포함시킬 수 있는 레이어 2 링크(layer 2 link)의 네트워크 측 엔드 포인트(end point)인 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 SDN 프로토콜 메시지는 Openflow 메시지이며,
상기 Openflow 메시지는 Openflow 헤더 및 상기 Openflow 헤더 뒤에 붙여진 데이터 패킷 헤더를 포함하며,
상기 MIS 정보는 상기 Openflow 헤더 및 상기 데이터 패킷 헤더 사이에 삽입되어 있고,
상기 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보는 상기 Openflow 헤더의 Type 필드에 기록되어 있는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 SDN 프로토콜 메시지는 Openflow 메시지이며,
상기 생성된 MIS 정보는 상기 Openflow 메시지 중 Vender 필드에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 MIS 정보는 상기 MIS SAP(Service Access Point) 또는 상기 MIS LINK SAP의 Command 메시지, Information 메시지, 또는 Event 메시지를 포함하는, MIS 정보 제공방법.
제1항에 있어서,
상기 제2NE는 다른 MIS 네트워크 엔티티들과 MIS 메시지들을 직접 교환할 수 있지만, 임의의 MIS 가능 모바일 노드와는 MIS 메시지를 직접 주고받을 수는 없는 MIS 네트워크 엔티티이고,
상기 제1NE는 MN 기반의 MISF와 MIS 메시지들을 교환하는 네트워크 측의 MISF 인스턴스인 것을 특징으로 하는,
MIS 정보 제공방법.
제1NE가, 상기 제1NE가 포함하는 플로우 테이블에 포함되어 있지 않은 제1 플로우를 획득한 경우, (1) MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보, (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보, 및 (3) 상기 제1 플로우를 포함하는 제1 SDN 프로토콜 메시지를 제2NE에게 송신하는 단계;
상기 제1NE가, (4) 상기 제1 플로우에 대한 제1 플로우 액션에 관한 정보를 포함하는 제2 MIS 정보 및 (5) 상기 제2 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보를 포함하는 제2 SDN 프로토콜 메시지를 상기 제2NE로부터 수신하는 단계; 및
상기 제1NE가, 상기 제1 플로우 액션을 상기 플로우 테이블에 기록하는 단계
를 포함하는,
MIS 제공방법.
제12항에 있어서,
상기 제2NE에서 실행되는 응용 프로그램이, MIS에 관련되어 있는 SDN 기반의 상기 제1 플로우 액션을 결정하는 단계;
를 더 포함하며,
상기 응용 프로그램은, MIS를 위해 이용되는 자원 관리 응용 프로그램, 핸드오프 응용 프로그램, 또는 무선 자원 모니터링 응용 프로그램인,
MIS 제공방법.
제2NE(Network Entity)에게 MIS(Media Independent Service)를 위한 정보를 제공하며, 처리부 및 통신부를 포함하는 네트워크 엔티티(NE; Network Entity)로서,
MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보를 준비하는 단계; 및
제1 SDN 프로토콜 메시지를 생성하여 제2NE에게 전송하는 단계;
를 실행하도록 되어 있으며,
상기 제1 SDN 프로토콜 메시지에는 (1) 상기 생성된 제1 MIS 정보 및 (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는,
네트워크 엔티티.
처리부 및 통신부를 포함하는 네트워크 엔티티로서,
상기 네트워크 엔티티가 포함하는 플로우 테이블에 포함되어 있지 않은 제1 플로우를 획득한 경우, (1) MIS SAP(Service Access Point) 또는 MIS LINK SAP의 프리미티브(primitive) 또는 메시지(message)를 포함하는 제1 MIS 정보, (2) 상기 제1 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보, 및 (3) 상기 제1 플로우를 포함하는 제1 SDN 프로토콜 메시지를 제2NE에게 송신하는 단계;
상기 네트워크 엔티티가, (4) 상기 제1 플로우에 대한 제1 플로우 액션에 관한 정보를 포함하는 제2 MIS 정보 및 (5) 상기 제2 MIS 정보가 포함되어 있음을 나타내는 정보를 포함하는 제2 SDN 프로토콜 메시지를 상기 제2NE로부터 수신하는 단계; 및
상기 네트워크 엔티티가, 상기 제1 플로우 액션을 상기 플로우 테이블에 기록하는 단계
를 수행하도록 되어 있는,
네트워크 엔티티.