KR20200043729A

KR20200043729A - 제어 평면 장치, 사용자 평면 장치 및 이들을 이용한 패킷 처리 방법

Info

Publication number: KR20200043729A
Application number: KR1020180124490A
Authority: KR
Inventors: 이동진
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-04-28
Also published as: CN113454959A; KR102173015B1; WO2020080855A1; EP3869755A4; US20210392206A1; EP3869755A1

Abstract

일 실시예에 따른 제어 평면 장치는 사용자 평면 패킷(user plane packet, UPP)을 수신받는 통신부와, 상기 수신받은 사용자 평면 패킷의 처리 가능 여부를 분석하는 패킷 분석부와, 상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 처리 가능한 것으로 분석되면 처리하고, 처리 불가능한 것으로 분석되면 상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 사용자 평면 장치(user plane network function, UP NF) 에게 송신되도록 제어하는 사용자 평면 처리부(user plane processor)를 포함한다.

Description

제어 평면 장치, 사용자 평면 장치 및 이들을 이용한 패킷 처리 방법 {CONTROL PLANE APPARATUS, USER PLANE APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING PACKET USING THE SAME}

본 발명은 제어 평면 장치, 사용자 평면 장치 및 이들을 이용한 패킷 처리 방법에 관한 것이다.

LTE 시스템에서 통신서비스의 종류 및 전송 요구 속도 등이 다양해짐에 따라, LTE 주파수 증설 및 5G 시스템으로의 진화가 활발하게 진행되고 있다.

이와 같이 빠르게 진화되고 있는 5G 시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB (enhanced mobile broadband, 향상된 모바일 광대역)/mMTC(massive machine type communications, 대규모 기계형 통신)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications, 고도의 신뢰도와 낮은 지연 시간 통신)의 시나리오를 지원하고 있다.

5G 시스템에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있으며, 기존 LTE(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 평면(또는 제어 평면)(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 평면(또는 사용자 평면)(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.

이때, 제어 평면에는 다양한 노드들이 포함된다. 예컨대 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Function), 단말 정보와 단말 별 가입서비스정보, 과금 등의 정책을 관리/제어하는 PCF(Policy Control Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function) 등을 예로 들 수 있다.

아울러, 사용자 평면에는 UPF와 같은 것들이 포함될 수 있다.

PCT 특허공개공보, 2018-008944호 (2018.01.11. 공개)

5G 시스템의 표준 Rel. 16/17을 살펴보면, 제어 평면 장치(control plane network function, CP NF)가 수행하는 역할은 사용자 평면 장치(user plane network function, UP NF)가 수행하는 역할과 서로 구분된다.

예컨대, 제어 평면 장치에 속하는 SMF(session management function)는 고객의 세션(session), IP 주소 또는 과금 관련 사항 등을 제어한다. 또한 이러한 SMF는 사용자 평면 기능 장치에 속하는 UPF(user plane function)에게 수행 규칙을 송신한다.

이와 달리, 사용자 평면 장치에 속하는 UPF는 전술한 SMF로부터 수행 규칙을 수신받으며, 이렇게 수신받은 수행 규칙에 따라 고객의 세션과 관련된 트래픽을 송수신한다.

여기서, 망 간의 인터워킹(interworking), 리스크 관리 또는 끊김없는(seamless) 핸드오버 등이 원활하게 수행되기 위해서는 전술한 제어 평면 장치가 수행하도록 표준에 기 정의되어 있는 역할 중 일부는 사용자 평면 장치가 수행할 수 있어야 하고, 마찬가지로 사용자 평면 장치가 수행하도록 표준에 기 정의되어 있는 역할 중 일부는 제어 평면 장치가 수행할 수 있어야 한다.

이에, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 제어 평면 장치가 수행하는 역할 중 일부를 수행할 수 있는 사용자 평면 장치, 그리고 사용자 평면 장치가 수행하는 역할 중 일부를 수행할 수 있는 제어 평면 장치에 관한 기술을 제공하는 것이다. 예컨대, 제어 평면 패킷(control plane packet)을 처리할 수 있는 사용자 평면 장치 또는 사용자 평면 패킷(user plane packet)을 처리할 수 있는 제어 평면 장치에 관한 기술을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 제어 평면 장치는 사용자 평면 패킷(user plane packet, UPP)을 수신받는 통신부와, 상기 수신받은 사용자 평면 패킷의 처리 가능 여부를 분석하는 패킷 분석부와, 상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 처리 불가능한 것으로 분석되면, 상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 사용자 평면 장치(user plane network function, UP NF) 에게 송신되도록 제어하는 사용자 평면 처리부(user plane processor)를 포함한다.

일 실시예에 따른 사용자 평면 장치는 제어 평면 패킷(control plane packet, CPP)을 수신받는 통신부와, 상기 수신받은 제어 평면 패킷의 처리 가능 여부를 분석하는 패킷 분석부와, 상기 수신받은 제어 평면 패킷이 처리 불가능한 것으로 분석되면, 상기 수신받은 제어 평면 패킷이 제어 평면 장치에게 송신되도록 제어하는 제어 평면 처리부를 포함한다.

일 실시예에 따르면 CP NF는 UPP를 받아서 처리할 수 있고 UP NF는 CPP를 받아서 처리할 수 있다. 이에 따라 5G 시스템에서 망 간의 인터워킹(interworking), 리스크 관리, 끊김없는(seamless) 핸드오버 또는 이기종 망 간의 연동 등이 원활하게 수행될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 5G 시스템의 아키텍처를 예시적으로 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 UP NF의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 CP NF의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 UP NF 에 의해 제어 평면 패킷이 처리되는 제1 실시예에 대해 도시하고 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 UP NF에 의해 제어 평면 패킷이 처리되는 제2 실시예에 대해 도시하고 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 CP NF에 의해 사용자 평면 패킷이 처리되는 제1 실시예에 대해 도시하고 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 UP NF에 의해 제어 평면 패킷이 처리되는 제2 실시예에 대해 도시하고 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 CP NF 에 의해 사용자 평면 패킷이 처리되는 제3 실시예에 대해 도시하고 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 UP NF에 의해 제어 평면 패킷이 처리되는 제4 실시예에 대해 도시하고 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 5G 시스템의 아키텍처(10)를 예시적으로 도시하고 있다.

도 1의 아키텍처(10)가 나타내고 있는 5G 시스템 자체에 대해 살펴보기로 한다. 5G 시스템은 4세대 LTE 이동통신 기술로부터 진보된 기술이다. 이러한 5G 시스템은 기존 이동통신망 구조의 개선(Evolution) 혹은 클린-스테이트(Clean-state) 구조를 통해 새로운 무선 액세스 기술(RAT, Radio Access Technology), LTE(Long Tern Evolution)의 확장된 기술이며, eLTE(extended LTE), non-3GPP 액세스 등을 지원한다.

다만, 도 1에 도시된 아키텍처(10)는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명의 사상이 도 1에 도시된 아키텍처(10)에만 한정 적용되는 것으로 해석되는 것은 아니며, 또한 본 발명의 사상이 5G 시스템에만 한정 적용되는 것으로 해석되는 것도 아니다.

아키텍처(10)에는 다양한 구성요소들(즉, 네트워크 기능(NF, network function))이 포함된다. 이하에서는 이들 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

도 1을 참조하면, 인증 서버 기능(AUSF: Authentication Server Function)(200), 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF: (Core) Access and Mobility Management Function)(200), 세션 관리 기능(SMF: Session Management Function)(200), 정책 제어 기능(PCF: Policy Control function), 어플리케이션 기능(AF: Application Function) (200), 통합된 데이터 관리(UDM: Unified Data Management) (200), 데이터 네트워크(DN: Data network)(500), 사용자 평면 기능(UPF: User plane Function)(100), (무선) 액세스 네트워크((R)AN: (Radio) Access Network, 또는 기지국)(400) 및 단말(UE: User Equipment)(300) 등이 도시되어 있다.

이 중, UPF(100)는 5G 시스템에서 사용자 평면(user plane)에 속한 구성요소이며, 사용자 평면 장치(user plane network function, UP NF)로 분류된다.

아울러, SMF(200), AMF(200), AUSF(200), NSSF(200), NEF(200), NRF(200), PCF(200), UDM(200) 및 AF(200)는 각각 사용자 평면과는 분리된 제어 평면(control plane)에 속한 구성요소이며, 이들 각각은 제어 평면 장치(control plane network function, CP NF)(200)라고 지칭될 수 있다.

CP NF(200)에 속한 구성들은 서로 간에 서비스 기반 인터페이스 service-based interface, SBI)(210)에 의해 연결된다. 또한, SMF(200)와 UPF(100) 간은 N4 인터페이스에 의해 연결되고, AMF(200)와 UE(300) 간은 N1 인터페이스에 의해 연결되며, AMF(200)와 기지국(400) 간은 N2 인터페이스에 의해 연결되고, 기지국(400)과 UPF(100) 간은 N3 인터페이스에 의해 연결된다. 여기서, N4 인터페이스를 통해서는 CP NF(200)가 UP NF(100)를 제어하는데 사용되는 규칙(rule) 또는 사용자 평면 패킷이 전달될 수 있다. 아울러, 도 1에는 N4 인터페이스와 SBI는 각각 별개의 인터페이스인 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도시된 것과는 달리 실시예에 따라 N4 인터페이스는 SBI에 포함될 수도 있으며, 이 경우 N4 인터페이스는 전술한 규칙(rule)의 전달에 이용되는 N4/SBI rule 또는 사용자 평면 패킷이 전달되는 N4 UP/SBI UP로 지칭될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 구성 중 UP NF(100)의 구성을 예시적으로 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, UP NF(100)는 통신부(110), UP 처리부(120), CP 처리부(130) 및 패킷 분석부(140)를 포함한다. 다만 도 2에 도시된 것은 예시적인 것에 불과하므로, UP NF(100)의 구성이 도 2에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.

먼저, UP NF(100)는 NFV(network function virtualization)에 의해 구현될 수 있는데, NFV 기술 그 자체는 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

통신부(110)는 패킷을 송수신하는 구성이다. 통신부(110)를 통해서는 제어 평면 패킷(control plane packet, CPP) 또는 사용자 평면 패킷(user plane packet, UPP)이 송수신될 수 있는데, 이러한 제어 평면 패킷과 사용자 평면 패킷은 각각 5G 통신시스템에서의 데이터 또는 메시지를 포괄하는 Layer 2 내지 Layer 7 중 어느 하나에 관한 패킷일 수 있다.

UP 처리부(120)는 UP NF(100)가 처리하는 것으로 정의되어 있는, 즉 5G 표준 Rel. 16/17에서 UP NF가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기본적인(default) 기능을 수행한다. 또한, UP 처리부(120)는 제어 평면 패킷을 사용자 평면 패킷으로 변환할 수 있다.

CP 처리부(130)는 CP NF(200)가 처리하는 것으로 정의되어 있는, 즉 5G 표준 Rel. 16/17에서 CP NF가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기본적인(default) 기능 중 다음과 같은 '일부의 기능'을 수행하며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

(1) CP 처리부(130)는 통신부(110)를 통해 수신받은 제어 평면 패킷이 다시 통신부(110)를 통해 송신되도록 제어할 수 있다.

(2) CP 처리부(130)는 통신부(110)를 통해 수신받은 제어 평면 패킷의 메시지 종류를 예컨대 서비스 명칭(service name), 서비스 동작(service operation) 및 속성 명칭(attribute name) 중 적어도 하나를 기반으로 이해할 수 있으며, 이러한 메시지에 따라 QoS Enforcement 또는 Forwarding action(전달 동작)을 수행할 수 있다.

(3) CP 처리부(130)는 CP 패킷을 변환할 수 있다. 변환은 예컨대 header encapsulation이나 decapsulation, header의 프로토콜 종류 변경 또는 header의 필드 변경 등을 통해 수행될 수 있다.

패킷 분석부(140)는 통신부(110)를 통해 수신받은 패킷, 즉 5G 통신시스템에서의 데이터 또는 메시지를 포괄하는 Layer 2 내지 Layer 7의 패킷을 분석한다.

분석 과정에 대해 좀더 자세하게 살펴보면, 패킷 분석부(140)는 수신받은 패킷이 제어 평면 패킷인지 아니면 사용자 평면 패킷인지를 분석한다. 수신받은 패킷이 사용자 평면 패킷이면 해당 패킷은 UP 처리부(120)에 의해 처리될 것이다.

그러나 수신받은 패킷이 제어 평면 패킷이면, 패킷 분석부(140)는 다음과 같은 분석을 추가로 수행할 수 있다.

먼저, 패킷 분석부(140)는 해당 제어 평면 패킷이 CP 처리부(130)에 의해 처리 가능한지 여부 또는 해당 제어 평면 패킷에 대한 전술한 변환이 필요한지 여부를 분석한다. CP 처리부(130)에 의해 처리 가능한 것으로 분석되면 해당 제어 평면 패킷은 CP 처리부(130)에서 처리된다. 만약 변환이 필요한 것으로 분석되면 해당 제어 평면 패킷에 대한 변환 과정이 함께 수행될 수 있다.

이와 달리, 해당 제어 평면 패킷이 CP 처리부(130)에 의해 처리 불가능한 것으로 분석될 수도 있다. 이 경우 CP 처리부(130)는 해당 제어 평면 패킷이 타 UP NF(100)에 의해 처리될 수 있도록, 이러한 타 UP NF(100)에게 전달되도록 제어한다. 마찬가지로 분석 결과 만약 변환이 필요한 것으로 분석되었다면 해당 제어 평면 패킷에 대한 변환 과정이 함께 수행될 수 있다.

여기서, 패킷 분석부(140)는 전술한 분석에서 다양한 항목들을 종합적으로 고려한 뒤 해당 제어 평면 패킷이 CP 처리부(130)에 의해 처리 가능한지 여부 및 해당 제어 평면 패킷에 대한 변환이 필요한지를 분석할 수 있다. 다양한 항목에는 다음과 같은 것들이 포함될 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

- 해당 제어 평면 패킷의 송수신에 이용된 인터페이스의 타입(type), 명칭(name), 주소(address)

- 해당 제어 평면 패킷의 송수신에 이용된 소스와 목적지에 관한 사항(NF ID, IP, 포트)

- 해당 제어 평면 패킷의 메시지 타입 (여기서 메시지 타입은 서비스 명칭(service name), 서비스 동작(service operation) 또는 속성 명칭(attribute name) 등을 포함함)

또한, 패킷 분석부(140)는 CP 처리부(130)의 상태 기반으로 해당 제어 평면 패킷이 CP 처리부(130)에 의해 처리 가능한지 여부 등을 결정할 수도 있다. 여기서 CP 처리부(130)의 상태란 CP 처리부(130)의 부하량(예컨대 CPU나 메모리 등의 사용량), 처리 지연 시간(delay) (예컨대 메시지 처리 지연 정도) 또는 인터페이스의 condition (예컨대 트래픽의 대역폭이나 레이턴시 값)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하의 [표 1]에는 패킷 분석부(140)가 전술한 분석에서 참조 가능한 다양한 항목들이 예를 들어 제시되어 있다. 다만, [표 1]은 예시적인 것에 불과하므로, 분석에 참조 가능한 항목들이 표 1에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.

[표 1]

이하에서는 이러한 UP NF(100)에서 패킷이 처리되는 과정에 대해 살펴보기로 한다. 통신부(110)를 통해 수신된 패킷이 사용자 평면 패킷이면 패킷 분석부(140)는 해당 패킷이 UP 처리부(120)에 의해 처리 가능한 것으로 분석하며, 이에 따라 UP 처리부(120)는 해당 패킷을 처리한다. 그러나, 해당 패킷이 제어 평면 패킷이면 패킷 분석부(140)는 해당 패킷에 대해 전술한 다양한 항목을 참조하여서 분석을 수행한다. 분석 결과 해당 제어 평면 패킷이 CP 처리부(130)에 의해 처리 가능한지 여부 및 해당 제어 평면 패킷에 대한 변환이 필요한지가 결과로서 도출될 수 있으며, 이렇게 도출된 결과에 따라 해당 동작이 수행된다.

도 3은 도 1에 도시된 구성 중 CP NF(200)의 구성을 예시적으로 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, CP NF(200)는 통신부(210), CP 처리부(220), UP 처리부(230) 및 패킷 분석부(240)를 포함한다. 다만 도 3에 도시된 것은 예시적인 것에 불과하므로, CP NF(200)의 구성이 도 3에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.

먼저, CP NF(200) 역시 UP NF(100)와 마찬가지로 NFV에 의해 구현될 수 있다.

통신부(210)는 패킷을 송수신하는 구성이며, 이 부분에 대해서는 도 2에 도시된 통신부(110)와 동일하므로 해당 부분의 설명을 원용하기로 한다.

CP 처리부(220)는 CP NF(200)가 처리하는 것으로 정의되어 있는, 즉 5G 표준 Rel. 16/17에서 CP NF가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기본적인(default) 기능을 수행한다. 또한, CP 처리부(220)는 사용자 평면 패킷을 제어 평면 패킷으로 변환할 수 있다.

UP 처리부(230)는 UP NF(200)가 처리하는 것으로 정의되어 있는, 즉 5G 표준 Rel. 16/17에서 UP NF가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기본적인(default) 기능 중 '일부의 기능'을 수행하며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

(1) UP 처리부(230)는 통신부(210)를 통해 수신받은 사용자 평면 패킷이 다시 통신부(210)를 통해 송신되도록 제어할 수 있다.

(2) UP 처리부(230)는 N3, N6, N9 I/F를 거쳐 통신부(210)를 통해 수신받은 사용자 평면 패킷에 사용된 세션이나 패킷의 종류 등을 이해할 수 있으며, 이에 따라 QoS Enforcement 또는 Forwarding action(전달 동작)을 수행할 수 있다.

(3) UP 처리부(230)는 UP 패킷을 변환 할 수 있다. 변환은 예컨대 header encapsulation이나 decapsulation, header의 프로토콜 종류 변경 또는 header의 필드 변경 등을 통해 수행될 수 있다.

패킷 분석부(240)는 통신부(210)를 통해 수신받은 패킷, 즉 5G 통신시스템에서의 데이터 또는 메시지를 포괄하는 Layer 2 내지 Layer 7의 패킷을 분석한다. 분석 과정에 대해 좀더 자세하게 살펴보면, 패킷 분석부(240)는 수신받은 패킷이 제어 평면 패킷인지 아니면 사용자 평면 패킷인지를 분석한다. 수신받은 패킷이 제어 평면 패킷이면 해당 패킷은 CP 처리부(220)에 의해 처리될 것이다.

그러나 수신받은 패킷이 사용자 평면 패킷이면, 패킷 분석부(240)는 다음과 같은 분석을 추가로 수행할 수 있다.

먼저, 패킷 분석부(240)는 해당 사용자 평면 패킷이 UP 처리부(230)에 의해 처리 가능한지 여부 또는 해당 사용자 평면 패킷에 대한 전술한 변환이 필요한지 여부를 분석한다. UP 처리부(230)에 의해 처리 가능한 것으로 분석되면 해당 사용자 평면 패킷은 UP 처리부(230)에서 처리된다. 만약 변환이 필요한 것으로 분석되면 해당 사용자 평면 패킷에 대한 변환 과정이 함께 수행될 수 있다.

이와 달리, 해당 사용자 평면 패킷이 UP 처리부(230)에 의해 처리 불가능한 것으로 분석될 수도 있다. 이 경우 UP 처리부(230)는 해당 사용자 평면 패킷이 타 CP NF(200)에 의해 처리될 수 있도록, 이러한 타 CP NF(200)에게 전달되도록 제어한다. 마찬가지로 분석 결과 만약 변환이 필요한 것으로 분석되었다면 해당 사용자 평면 패킷에 대한 변환 과정이 함께 수행될 수 있다.

여기서, 패킷 분석부(240)는 전술한 분석에서 다양한 항목들을 종합적으로 고려한 뒤 해당 사용자 평면 패킷이 UP 처리부(230)에 의해 처리 가능한지 여부 및 해당 사용자 평면 패킷에 대한 변환이 필요한지를 분석할 수 있다. 다양한 항목에는 다음과 같은 것들이 포함될 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

- 해당 사용자 평면 패킷의 송수신에 이용된 인터페이스의 타입(type), 명칭(name), 주소(address)

- 해당 사용자 평면 패킷의 송수신에 이용된 소스와 목적지에 관한 사항(NF ID, IP, 포트)

- 해당 사용자 평면 패킷의 메시지 타입 (여기서 메시지 타입은 서비스 명칭(service name), 서비스 동작(service operation) 또는 속성 명칭(attribute name) 등을 포함함)

또한, 패킷 분석부(140)는 UP 처리부(230)의 상태 기반으로 해당 사용자 평면 패킷이 UP 처리부(230)에 의해 처리 가능한지 여부 등을 결정할 수도 있다. 여기서 UP 처리부(230)의 상태란 UP 처리부(230)의 부하량(예컨대 CPU나 메모리 등의 사용량), 처리 지연 시간(delay) (예컨대 메시지 처리 지연 정도) 또는 인터페이스의 condition (예컨대 트래픽의 대역폭이나 레이턴시 값)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하의 [표 2]에는 패킷 분석부(240)가 전술한 분석에서 참조 가능한 다양한 항목들이 예를 들어 제시되어 있다. 다만, [표 2]는 예시적인 것에 불과하므로, 분석에 참조 가능한 항목들이 표 2에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.

[표 2]

이하에서는 이러한 CP NF(200)에서 패킷이 처리되는 과정에 대해 간략하게 살펴보기로 한다. 통신부(210)를 통해 수신된 패킷이 제어 평면 패킷이면 패킷 분석부(240)는 해당 패킷이 CP 처리부(220)에 의해 처리 가능한 것으로 분석하며, 이에 따라 CP 처리부(220)는 해당 패킷을 처리한다. 그러나, 해당 패킷이 사용자 평면 패킷이면 패킷 분석부(240)는 해당 패킷에 대해 전술한 다양한 항목을 참조하여서 분석을 수행한다. 분석 결과, 해당 사용자 평면 패킷이 UP 처리부(230)에 의해 처리 가능한지 여부 및 해당 제어 평면 패킷에 대한 변환이 필요한지가 결과로서 도출될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, UP NF(100)는 UP NF(100)가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기본적인 기능 뿐만 아니라 CP NF(200)가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기능 중 '일부'도 수행할 수 있다. 이는 CP NF(200)도 마찬가지이다. CP NF(200)는 CP NF(200)가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기본적인 기능 뿐만 아니라 UP NF(100)가 수행하는 것으로 정의되어 있는 기능 중 '일부'도 수행할 수 있다

예컨대, UP NF(100)는 제어 평면 패킷(control plane packet, 이하 'CPP'라고 지칭함) 수신 시, 이러한 CPP가 CP NF(200)에게 송신되도록 제어할 수 있다. 또는 UP NF(100)는 CPP 수신 시, 이러한 CPP를 사용자 평면 패킷(user plane packet, 이하 'UPP'라고 지칭함)으로 변환한 뒤, 변환된 UPP가 UP NF(100)에게 송신되도록 제어할 수 있다.

이는 CP NF(200)도 마찬가지이다. 예컨대, CP NF(200)는 UPP 수신 시, 이러한 UPP가 UP NF(100)에게 송신되도록 제어할 수 있다. 또한 CP NF(200)는 UPP 수신 시, 이러한 UPP를 CPP로 변환한 뒤, 변환된 CPP가 CP NF(200)에게 송신되도록 제어할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면 CP NF는 UPP를 받아서 처리할 수 있고 UP NF는 CPP를 받아서 처리할 수 있다. 즉, CP NF와 UP NF 간의 기능이 일부에서 연계될 수 있다. 이에 따라 5G 시스템에서 망 간의 인터워킹(interworking), 리스크 관리, 끊김없는(seamless) 핸드오버 또는 이기종 망 간의 연동 등이 원활하게 수행될 수 있다.

이하에서는 UP NF(100)가 CPP를 받아서 처리하는 과정에 대해 먼저 살펴보기로 한다.

도 4는 일 실시예에 따른 UP NF(100)에 의해 CPP가 처리되는 제1 실시예에 대해 도시하고 있으며, 도 5는 UP NF(100)에 의해 CPP가 처리되는 제2 실시예에 대해 도시하고 있다.

도 4에서는, 가운데에 도시된 UP NF(100b)를 기준으로 살펴보기로 한다. 도 4에서 UP NF(100b)는 UP NF(100a)로부터 CPP를 수신받는다. UP NF(100b)는 수신받은 CPP를 처리할 수 있는지 여부 및 변환 여부를 분석한다. 도 4에서는 UP NF(100b)가 해당 CPP를 처리할 수 없고 또한 변환이 불필요하다고 판단된 경우를 나타내는바, UP NF(100b)는 UP NF(100a)로부터 수신받은 CPP를 그대로 CP NF(200)에게 송신한다.

즉, 일 실시예에 따르면, CPP를 수신받은 UP NF는 해당 CPP를 그대로 CP NF 에게 송신할 수 있다. 또한, UP NF(100b)는 패킷의 종류를 예컨대 서비스 명칭(service name), 서비스 동작(service operation) 및 속성 명칭(attribute name) 중 적어도 하나를 기반으로 이해할 수 있으며, 이러한 메시지에 따라 QoS Enforcement 및 Forwarding action(전달 동작)을 수행할 수 있다.

다음으로, 도 5에서 가운데에 있는 UP NF(100b)를 기준으로 살펴보기로 한다. 도 5에서 UP NF(100b)는 UP NF(100a)로부터 CPP를 수신받는다. UP NF(100b)는 수신받은 CPP를 처리할 수 있는지 여부 및 변환 여부를 분석한다. 도 5에서는 UP NF(100b)가 해당 CPP를 처리할 수 있고 또한 변환이 필요하다고 판단된 경우를 나타내는바, UP NF(100b)는 UP NF(100a)로부터 수신받은 CPP를 UPP로 변환한 후(100ba) 처리한 뒤, 처리된 UPP를 타 UP NF(100c)에게 송신한다.

즉, 일 실시예에 따르면, CPP를 수신받은 UP NF는 해당 CPP를 UPP로 변환하여서 타 UP NF에게 송신할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 CP NF(200)에 의해 UPP가 처리되는 제1 실시예에 대해 도시하고 있으며, 도 7은 CP NF(200) 에 의해 UPP가 처리되는 제2 실시예에 대해 도시하고 있으며,

도 6에서 가운데에 있는 CP NF(200b)를 기준으로 살펴보기로 한다. 도 6에서 CP NF(200b)는 CP NF(200a)로부터 UPP를 수신받는다. CP NF(200b)는 수신받은 UPP를 처리할 수 있는지 여부 및 변환 여부를 분석한다. 도 6에서는 CP NF(200b)가 해당 UPP를 처리할 수 없고 또한 변환이 불필요하다고 판단된 경우를 나타내는바, CP NF(200b)는 CP NF(200a)로부터 수신받은 UPP를 그대로 UP NF(200)에게 송신한다.

즉, 일 실시예에 따르면, UPP를 수신받은 CP NF는 해당 UPP를 그대로 UP NF 에게 송신할 수 있다. 또한, CP NF(200b)는 패킷의 종류를 예컨대 서비스 명칭(service name), 서비스 동작(service operation) 및 속성 명칭(attribute name) 중 적어도 하나를 기반으로 이해할 수 있으며, 이러한 메시지에 따라 QoS Enforcement 및 Forwarding action(전달 동작)을 수행할 수 있다.

다음으로, 도 7에서 가운데에 있는 CP NF(200b)를 기준으로 살펴보기로 한다. 도 7에서 CP NF(200b)는 CP NF(200a)로부터 UPP를 수신받는다. UP NF(100b)는 수신받은 CPP를 처리할 수 있는지 여부 및 변환 여부를 분석한다. 도 7에서는 CP NF(200b)가 해당 UPP를 처리할 수 있고 또한 변환이 필요하다고 판단된 경우를 나타내는바, CP NF(200b)는 CP NF(200a)로부터 수신받은 UPP를 CPP로 변환한 후(200ba) 처리한 뒤, 처리된 CPP를 타 CP NF(200c)에게 송신한다.

즉, 일 실시예에 따르면, UPP를 수신받은 CP NF는 해당 UPP를 CPP로 변환하여서 타 CP NF에게 송신할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 CP NF 에 의해 UPP가 처리되는 제3 실시예에 대해 도시하고 있다.

도 8을 참조하면, CP NF(200a)는 N3, N6 및 N9 인터페이스 중 어느 하나를 통해 CP NF(200b)에게 UPP를 송신한다.

그러면, CP NF(200b)는 CP NF(200a)로부터 수신받은 패킷이 CPP인지 아니면 UPP인지를 분석하고, 만약 UPP라면 이러한 UPP를 CP NF(200b)에서 처리할 수 있는지 또는 변환 여부를 분석한다. 도 8은 CP NF(200b)가 이러한 UPP를 처리할 수 없고 변환도 할 필요가 없는 것으로 분석된 것으로 가정하자.

이에 따라 CP NF(200b)는 해당 UPP에 대해 QoS Enforcement 및 Forwarding Action(전달 동작) 중 적어도 하나를 수행하며, 또한 CP NF(200b)는 이러한 UPP를 N3, N6 및 N9 인터페이스 중 어느 하나를 통해 UP NF(100a)에게 송신한다. 그러면 UP NF(100a)는 해당 UPP를 처리한 뒤 그 결과를 N6 인터페이스를 통해 또 다른 UP NF(100b)에게 송신한다.

그 다음으로는 UPP는 UP NF(100b)로부터 UP NF(100a)를 거친 후, CP NF(200b)를 거쳐서 CP NF(200a)에게 송신된다.

도 9는 일 실시예에 따른 UP NF 에 의해 CPP가 처리되는 제4 실시예에 대해 도시하고 있다.

도 9를 참조하면, UP NF(100a)는 CPP를 SBI를 통해 UP NF(100b)에게 송신한다.

그러면, UP NF(100b)는 UP NF(100a)로부터 수신받은 패킷이 CPP인지 아니면 UPP인지를 분석하고, 만약 CPP라면 이러한 CPP를 UP NF(100b)에서 처리할 수 있는지 또는 변환 여부를 분석한다. 도 9는 UP NF(200b)가 이러한 CPP를 처리할 수 없고 변환도 할 필요가 없는 것으로 분석된 것으로 가정하자.

이에 따라 UP NF(100b)는 해당 CPP에 대해 QoS Enforcement 및 Forwarding Action(전달 동작) 중 적어도 하나를 수행한다. 또한 UP NF(100b)는 이러한 UPP를 N3, N6 및 N9 인터페이스 중 어느 하나를 통해 CP NF(200a)에게 송신한다. 그러면 CP NF(200a)는 해당 CPP를 처리한 뒤 그 결과를 SBI를 통해 또 다른 CP NF(200b)에게 송신한다.

그 다음으로는 CPP는 CP NF(200b)로부터 CP NF(200a)를 거친 후, UP NF(100b)를 거쳐서 UP NF(100a)에게 송신된다.

한편, 전술한 발명의 실시예는 각각의 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체의 형태 또는 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된, 해당 방법에 포함된 각 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램의 형태로 실시될 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

일 실시예에 따르면, 5G 시스템에서 망 간의 인터워킹(interworking), 리스크 관리, 끊김없는(seamless) 핸드오버 또는 이기종 망 간의 연동 등이 원활하게 수행될 수 있다.

100: UP NF
200: CP NF

Claims

사용자 평면 패킷(user plane packet, UPP)을 수신받는 통신부와,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷의 처리 가능 여부를 분석하는 패킷 분석부와,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 처리 가능한 것으로 분석되면 처리하고, 처리 불가능한 것으로 분석되면 상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 사용자 평면 장치(user plane network function, UP NF)에게 송신되도록 제어하는 사용자 평면 처리부(user plane processor)를 포함하는
제어 평면 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷을 제어 평면 패킷(control plane packet, CPP)으로 변환하는 제어 평면 처리부(control plane processor)를 더 포함하는
제어 평면 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 평면 처리부는,
상기 변환된 제어 평면 패킷이 타 제어 평면 장치에게 송신될 때 서비스 기반 인터페이스(service-based interface, SBI)를 통해서 송신되도록 제어하는
제어 평면 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 평면 처리부는,
상기 수신받은 제어 평면 패킷에 대해 프로토콜 종류를 변경하거나, header의 필드를 변경하거나, header의 encapsulation 또는 decapsulation을 통해 변환하는
제어 평면 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷은,
N3, N6 또는 N9 인터페이스를 통해서 수신받은 것인
제어 평면 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 사용자 평면 처리부는,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 상기 사용자 평면 장치에게 송신될 때 N3, N6 또는 N9 인터페이스를 통해서 송신되도록 제어하는
제어 평면 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 패킷 분석부는,
상기 사용자 평면 패킷의 수신에 이용된 인터페이스 및 상기 사용자 평면 패킷의 메시지 타입 중 적어도 하나를 기초로 상기 분석을 수행하는
제어 평면 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 메시지 타입은,
상기 사용자 평면 패킷에 대한 서비스 명칭(service name), 서비스 동작(service operation) 및 속성 명칭(attribute name) 중 적어도 하나를 포함하는
제어 평면 장치.
제어 평면 패킷(control plane packet, CPP)을 수신받는 통신부와,
상기 수신받은 제어 평면 패킷의 처리 가능 여부를 분석하는 패킷 분석부와,
상기 수신받은 제어 평면 패킷이 처리 가능한 것으로 분석되면 처리하고, 처리 불가능한 것으로 분석되면 상기 수신받은 제어 평면 패킷이 제어 평면 장치에게 송신되도록 제어하는 제어 평면 처리부를 포함하는
사용자 평면 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 수신받은 제어 평면 패킷을 사용자 평면 패킷으로 변환하는 사용자 평면 처리부(user plane processor)를 더 포함하는
사용자 평면 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 사용자 평면 처리부는,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷에 대해 프로토콜 종류를 변경하거나, header의 필드를 변경하거나, header의 encapsulation 또는 decapsulation을 통해 변환하는
사용자 평면 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 수신받은 제어 평면 패킷은,
서비스 기반 인터페이스를 통해서 수신받은 것인
사용자 평면 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제어 평면 처리부는,
상기 수신받은 제어 평면 패킷이 상기 제어 평면 장치에게 송신될 때 서비스 기반 인터페이스를 통해서 송신되도록 제어하는
사용자 평면 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 패킷 분석부는,
상기 제어 평면 패킷의 수신에 이용된 인터페이스 및 상기 제어 평면 패킷의 메시지 타입 중 적어도 하나를 기초로 상기 분석을 수행하는
사용자 평면 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 메시지 타입은,
상기 제어 평면 패킷에 대한 서비스 명칭(service name), 서비스 동작(service operation) 및 속성 명칭(attribute name) 중 적어도 하나를 포함하는
사용자 평면 장치.
제어 평면 장치에 의해 수행되는 패킷 처리 방법으로서,
사용자 평면 패킷(user plane packet, UPP)을 수신받는 단계와,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷의 처리 가능 여부를 분석하는 단계와,
상기 수신받은 사용자 평면 패킷이 처리 가능한 것으로 분석되면 처리하고, 처리 불가능한 것으로 분석되면 상기 수신받은 사용자 평면 패킷을 사용자 평면 장치(user plane network function, UP NF) 에게 송신하는 단계를 포함하는
패킷 처리 방법.
사용자 평면 장치에 의해 수행되는 패킷 처리 방법으로서,
제어 평면 패킷(control plane packet, CPP)을 수신받는 단계와,
상기 수신받은 제어 평면 패킷의 처리 가능 여부를 분석하는 단계와,
상기 수신받은 제어 평면 패킷이 처리 가능한 것으로 분석되면 처리하고, 처리 불가능한 것으로 분석되면 상기 수신받은 제어 평면 패킷을 제어 평면 장치에게 송신하는 단계를 포함하는
패킷 처리 방법.
제 16 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항의 방법의 각 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
제 16 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항의 방법의 각 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.