KR20210054419A - 이동통신 시스템에서 어플리케이션 서버의 정보 제공 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 통신 시스템에서 서버의 정보를 단말로 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 어플리케이션 서버의 정보를 단말로 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 개시에 따르면, 단말은 자신의 위치에 따라 접속해야하는 DNS 서버의 주소를 5G System으로부터 제공 받을 수 있다. 이에 따라 단말은 해당 DNS 서버와 통신하여 자신이 접속해야 할 에지 어플리케이션 서버를 찾고, 에지 어플리케이션 서버를 통해서 에지 컴퓨팅 서비스를 이용할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 어플리케이션 서버의 정보 제공 장치 및 방법{APPARATUS AND MEHTOD OFR PROVIDING INFORMATION OF APPLICATION SERVER IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 통신 시스템에서 서버의 정보를 단말로 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 어플리케이션 서버의 정보를 단말로 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.

5G 시스템에서는 기존 4G 시스템 대비 다양한 서비스에 대한 지원을 고려하고 있다. 예를 들어, 가장 대표적인 서비스들은 모바일 초광대역 통신 서비스(eMBB: enhanced mobile broad band), 초 고신뢰성/저지연 통신 서비스(URLLC: ultra-reliable and low latency communication), 대규모 기기간 통신 서비스(mMTC: massive machine type communication), 차세대 방송 서비스(eMBMS: evolved multimedia broadcast/multicast Service) 등이 있을 수 있다. 그리고, 상기 URLLC 서비스를 제공하는 시스템을 URLLC 시스템, eMBB 서비스를 제공하는 시스템을 eMBB 시스템 등이라 칭할 수 있다. 또한, 서비스와 시스템이라는 용어는 혼용되어 사용될 수 있다.

이 중 URLLC 서비스는 기존 4G 시스템과 달리 5G 시스템에서 새롭게 고려하고 있는 서비스이며, 다른 서비스들 대비 초 고 신뢰성(예를 들면, 패킷 에러율 약 10^-5)과 저 지연(latency)(예를 들면, 약 0.5msec) 조건 만족을 요구한다. 이러한 엄격한 요구 조건을 만족시키기 위하여 URLLC 서비스는 eMBB 서비스보다 짧은 전송 시간 간격(TTI: transmission time interval)의 적용이 필요할 수 있고 이를 활용한 다양한 운용 방식들이 고려되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다.

IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

한편, 최근 에지 서버(에지 서버)를 이용하여 데이터는 전송하는 에지 컴퓨팅(edger computing) 기술이 논의되고 있다. 에지 컴퓨팅 기술은 예를 들어 MEC(multi-access 에지 컴퓨팅) 또는, 포그 컴퓨팅(fog computing)을 포함할 수 있다. 에지 컴퓨팅 기술은 전자 장치와 지리적으로 가까운 위치, 예를 들어 기지국 내부 또는 기지국 근처에 설치된 별도의 서버(이하, 에지 서버 또는 MEC 서버)를 통해 전자 장치에게 데이터를 제공하는 기술을 의미할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치에 설치된 적어도 하나의 어플리케이션 중 낮은 지연 시간(latency)을 요구하는 어플리케이션은 외부 데이터 네트워크(data network, DN)(예: 인터넷)에 위치한 서버를 통하지 않고, 지리적으로 가까운 위치에 설치된 에지 서버를 통해 데이터를 송수신할 수 있다.

전자장치 예를 들어, 이동통신 단말(Mobile terminal) 또는 사용자 장치(User equipment)와 같은 전자장치들은 에지 컴퓨팅(에지 컴퓨팅) 서비스를 이용하기 위하여 에지 서버(에지 서버)에 접속해야 한다. 하지만 에지 서버는 지역 별로 배치되어 있을 수 있으며, 따라서 전자장치는 해당 지역에서 어떤 에지 서버로 접속해야 할지 알아야 한다.

하지만, 아직까지 전자장치의 위치에 따라 어떠한 에지 서버로 접속해야 하는지에 대한 정보를 제공할 수 있는 방법이 제공되지 않고 있다.

따라서 본 개시에서는 전자장치 예컨대, 이동통신 단말, 사용자 장치 또는 단말의 위치에 기반하여 접속할 에지 서버의 정보를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 단말의 통신 방법은, 에지 컴퓨팅 서비스의 이용을 허가하는 정보가 포함된 메시지를 세션 관리 기능 장치(session management function, SMF)가 통합된 데이터 관리(Unified Data Management, UDM)으로부터 단말의 가입정보 중 하나의 정보 형태로 수신하는 단계, 현재 단말의 위치에 따라 상향링크 분류자(Uplink Classifier, ULCL)나 프랜칭 포인트(Branching Point)의 삽입/교체의 동작을 판단하거나, 세션 및 서비스 연속성(session and service continuity, SSC) mode 2 혹은 SSC mode 3에 따른 PDU Session 변경 혹은 수립 동작을 판단한 SMF는 변경된 사용자 평면 기능(User Plane Function, UPF)에 따라 단말이 접속할 수 있는 도메인 명 시스템(Domain Name System, DNS) 서버를 확인하고, 이 정보를 단말에게 전송하는 단계; 또한 상기 특정 지역 혹은 특정 UPF 별 DNS 서버 정보는 PCF(policy and charging function)에 의해 SMF에 제공될 수 있는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 단말에게 PDU 세션 수정 명령(Session Modification Command) 메시지를 이용하여 단말이 사용해야하는 DNS 서버 정보를 업데이트 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, DNS 서버에 관한 정보는 ePCO(extended protocol configuration options)를 통해 단말로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 이를 수신한 단말의 NAS Layer는 상위 Layer로 업데이트 된 DNS 서버 주소를 전달하고, 상위 Layer는 DNS Resolver로 업데이트 된 DNS 서버 주소를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 이를 수신한 단말의 DNS Resolver는 업데이트 된 DNS 서버 주소를 수신한 후, 임시로 저장(Cache)하고 있던 서버 접속 정보를 모두 삭제하고, 새로운 DNS 쿼리를 수행하도록 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따르면, 단말은 자신의 위치에 따라 접속해야하는 DNS 서버의 주소를 5G System으로부터 제공 받을 수 있다. 이에 따라 단말은 해당 DNS 서버와 통신하여 자신이 접속해야 할 에지 어플리케이션 서버를 찾고, 에지 어플리케이션 서버를 통해서 에지 컴퓨팅 서비스를 이용할 수 있게 된다. 단말은 이동통신 시스템에 데이터 연결을 수립하거나, 이동통신 시스템에 접속하여 정책 정보를 교환하는 등의 기본 동작을 통하여 서버의 정보를 획득할 수 있다. 또한 이동통신 사업자는 에지 컴퓨팅 서비스를 이용할 수 있도록 허가된 단말에게만 해당 정보를 제공할 수 있다. 또한 이동통신 시스템의 기본 기능인 단말의 위치를 파악하는 기능에 따라, 단말은 단말의 현재 위치에 맞는 서버의 정보를 수신할 수 있다. 또한 단말은 단말이 접속해야 하는 PLMN에 따른 서버의 정보를 수신할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에지 컴퓨팅 서비스를 제공하는 5G 이동통신 시스템의 시스템 아키텍쳐와 그 관계를 예시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 또는 네트워크 내 정보 변화에 따라, 단말로 에지 어플리케이션 서버를 찾기 위하여 접속해야 하는 DNS 서버의 정보를 단말에게 업데이트하는 절차를 예시한 신호 흐름도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 클라우드 서비스 및 에지 컴퓨팅 서비스를 제공하는 3rd party가 단말이 자사 서비스를 이용하는 에지 어플리케이션 서버를 찾기 위하여 접속해야하는 DNS 서버의 주소 또는 에지 어플리케이션 서버의 주소를 5G System에 제공하는 절차의 신호 흐름도이다.
도 4는 본 개시에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 네트워크 엔티티(Network Entity)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따라 에지 컴퓨팅 지원을 위한 응용 네트워크 아키텍처를 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따라 응용 계층에서 DNS 서버와 EDN-CS 서버 그리고 지역별로 구성된 UPF 와 UPF 를 통하여 연결된 에지 데이터 네트워크 및 에지 데이터 네트워크내에 존재하는 에지 응용 서버 와 에지 인에이블러 서버에 대한 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따라 응용 계층 프로토콜을 사용한 최초 설정 절차에 따른 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따라 단말의 DNS 서버 주소의 갱신 절차에 대한 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따라 DNS 질의 절차에 따른 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따라 단말의 EEC 가 EDN service area (혹은 EDN domain ID) 변경에 대하여, EDN-CS 에 정보 변경에 대한 가입을 요청하는 절차의 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 실시예에 따라 단말의 DNS 리졸버에서 사용하는 DNS 서버주소를 응용 계층 설정 서버인 EDN-CS 에서 동적으로 갱신하는 경우의 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 개시의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 개시에 따른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

한편, 3GPP 차세대 통신 시스템에서 에지 컴퓨팅 서비스를 구현하기 위한 아키텍쳐에 대해 지속적인 논의가 이루어지고 있다. 에지 컴퓨팅 기술은 이동 에지 컴퓨(mobile edge computing), 혹은 다중 접속 에지 컴퓨팅(multi-access edge computing, MEC)이라 불릴 수 있으며, 본 개시에서는 편의상 MEC로 칭하겠다. MEC는 무선 기지국 혹은 무선 기지국과 가까운 게이트웨이(또는 UPF)를 설치하고, 그 위에 분산 클라우드 컴퓨팅 기술을 적용하여 다양한 서비스와 캐싱 콘텐츠를 이용자 단말에 가까이 전개함으로써 모바일 코어망의 혼잡을 완화하고, 단말과의 데이터 통신에서 저지연 통신을 달성하고, 이를 기반으로 새로운 서비스를 창출하는 기술이다. MEC 시스템은 애플리케이션 개발자나 콘텐트 제공자들에게 모바일 네트워크 에지에서 클라우드 컴퓨팅 능력과 IT 서비스 환경을 제공한다. 특히 응용 애플리케이션들에게 초 저지연과 대용량 대역폭 제공, 실시간 네트워크 정보 접근이 가능하도록 하여 준다. 따라서 MEC 서비스를 제공하는 응용 애플리케이션들은 5G system을 통해서 단말에게 서비스를 제공할 수 있다. 또한 5G system은 MEC 서비스를 사용하는 단말이 MEC 시스템에 접속하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 5G system 뿐만 아니라, 4G system 또한 MEC 서비스를 위한 기능을 제공할 수 있다.

이하의 설명에서 단말은, 에지 컴퓨팅 서비스를 제공받을 수 있는 전자장치를 의미할 수 있으며, 이동 단말(Mobile terminal), 사용자 장치(User Equipment), 무선 스테이션(wireless station)과 같은 다양한 형태의 전자장치가 될 수 있다. 이러한 가정 하에 이하에서는 설명의 편의를 위해 위의 장치들을 모두 단말로 총칭하여 설명하기로 한다.

한편, 앞서 살핀 바와 같이 단말은 에지 컴퓨팅 서비스를 위해 에지 서버에 접속해야만 한다. 따라서 단말은 어떠한 에지 서버에 접속해야 하는지를 알아야 한다. 이를 위해서 단말은 DNS 서버에 접속할 수 있어야 한다. 그 후, 단말은 해당 DNS 서버로부터 자신이 접속해야 할 에지 서버의 주소를 획득하여 에지 서버에 접속, 에지 컴퓨팅 서비스를 이용할 수 있다. 에지 컴퓨팅 서비스를 지원하기 위하여 다음의 3가지 배치 모델(Deploy Model)이 고려될 수 있다.

Model 1: 이동 네트워크 운영자(Mobile Network Operator, MNO)가 에지 컴퓨팅 서비스를 제어하는 model (MNO가 connectivity, platform 전부를 관리)

Model 2: 에지 컴퓨팅 서비스 제공자(Edge Computing Service provider)가 MNO와 계약하여 서비스를 제어하는 model (MNO가 Data connection 및 routing 기능 제공)

Model 3: 제3자 클라우드 서비스 제공자(3rd party cloud service provider, (e.g., AWS, Azure))가 서비스를 제어하는 model (MNO는 Data Network로의 연결만 제공)

Model 1과 Model 2, 그리고 model 3에 대해서 DNS 서버는 Centralized 되어 운영될 수 있고, 또는 distributed 되어 운영될 수 있다. DNS 서버가 Centralized 되어 있는 경우, model 1에 따르면 MNO 내에 하나의 DNS 서버만 존재할 수 있다. Model 2에 따르면 에지 컴퓨팅 Service Provider가 하나의 Centralized DNS 서버를 운영할 수 있다. Model 3에 따르면 3rd party cloud 업체는 하나의 Centralized DNS 서버를 운영할 수 있다.

다른 예로, DNS 서버가 Distributed되어 있는 경우를 살펴보자. 이러한 경우 각 모델들은 아래와 같이 운영될 수 있다. Model 1에 따르면 MNO는 특정 지역 별로 DNS 서버를 구축하여 운영할 수 있다. Model 2에 따르면 에지 컴퓨팅 Service Provider는 자신이 서비스를 제공하는 지역 내에서도 특정 지역 별로 DNS 서버를 구축하여 운영할 수 있다. Model 3에 따르면, 3rd party cloud 업체는 특정 지역별로 DNS 서버를 구축하여 운영할 수 있다.

본 개시는 DNS 서버가 Distributed 되어 운영되는 경우에 발생하는 문제를 해결할 수 있다. 단말이 이동함에 따라, 특정 지역을 담당하는 DNS 서버가 변경될 수 있고, 단말은 이 정보를 획득해야 새로운 DNS 서버로 DNS 쿼리를 보낼 수 있다. 이에 따라 해당 에지 컴퓨팅 서비스 지역에서 구동되고 있는 Application Server의 IP 주소를 획득, 해당 Application Server에 접속하여 서비스를 이용할 수 있다. 이를 해결 하기 위하여 본 개시에서는 단말이 단말의 현재 위치에서 접속해야할 DNS 서버의 정보를 단말에게 제공해주는 방법을 제안한다.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd generation partnership project long term evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1 은 본 개시의 일 실시 예에 따른 에지 컴퓨팅 서비스를 제공하는 5G 이동통신 시스템의 시스템 아키텍쳐와 그 관계를 예시한 도면이다.

먼저 도 1에 예시되어 있는 네트워크 엔티티 또는 네트워크 노드들에 대하여 살펴보면 아래와 같다.

5G의 핵심망은 다음과 같은 네트워크 기능들로 이루어질 수 있다. 여기서 각각의 네트워크 기능들은 하나의 네트워크 노드가 될 수 있다. 하나의 네트워크 노드는 물리적 또는/및 논리적으로 독립된 형태를 취할 수도 있고, 다른 특정한 노드와 함께 구성될 수도 있다. 또한 각각의 네트워크 기능들은 앞서 설명한 바와 같이 특정한 장치로 구현될 수도 있다. 다른 예로, 각각의 네트워크 기능들은 장치와 소프트웨어가 결합된 형태로 구현될 수도 있다. 또 다른 예로, 각각의 네트워크 기능들은 집합적인 특정 네트워크 상의 장치에서 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다. 이하에서 각 네트워크 기능(이하에서는 각 네트워크 기능들에 대하여 “~ 기능 장치”와 같이 표기하기로 한다. 그러면 이하에서 5G의 핵심망의 네트워크 기능들에 대하여 살펴보기로 한다.

액세스 및 이동성 관리 기능 장치(access and mobility management function, AMF)는 단말의 이동성을 관리하는 네트워크 기능을 수행할 수 있다. 세션 관리 기능 장치(session management function, SMF)은 단말에게 제공하는 패킷 데이터 네트워크(packet data network) 연결을 관리하는 네트워크 기능을 수행할 수 있다. 이 연결은 PDU(protocol data unit) session이라는 이름으로 불린다. 정책 및 과금 기능 장치(policy and charging function, PCF)는 단말에 대한 이동통신사업자의 서비스 정책, 과금 정책, 그리고 PDU session에 대한 정책을 적용하는 네트워크 기능을 수행할 수 있다. 통합된 데이터 관리 장치 는 (unified data management, UDM) 가입자에 대한 정보를 저장하고 있는 네트워크 기능을 수행할 수 있다. 네트워크 노출 기능 장치(network exposure function, NEF)(미도시)는 5G 네트워크에서 단말을 관리하는 정보에 접근이 가능하여 해당 단말의 이동성 관리(mobility management) 이벤트에 대한 구독, 해당 단말의 세션 관리(session management) 이벤트에 대한 구독, 세션(session) 관련 정보에 대한 요청, 해당 단말의 과금(charging) 정보 설정, 해당 단말에 대한 PDU 세션 정책(session policy) 변경 요청을 할 수 있다. 또한 NEF는 5G 네트워크에 서비스를 위해서 필요한 정보를 제공하여UDR에 저장하는 기능을 제공할 수 있다. 도 1에서 NG-RAN은 단말에게 무선통신 기능을 제공하는 기지국을 의미한다. UPF는 user plane function의 약자로, 단말이 송수신하는 packet을 전달하는 게이트웨이 역할을 수행한다. UPF는 MEC를 지원하기 위하여 Local Data Network인 Edge Data Network 가까이에 위치하여 접속할 수 있으며, 이에 따라 에지 어플리케이션 서버로 데이터를 전송할 수 잇다. 즉, 데이터 패킷을 Internet을 통하지 않고 edge data network에 있는 에지 어플리케이션 서버로 전달하여 저지연 전송을 달성할 수 있다. 사용자 평면 기능 장치(User Plane Function, UPF)는 인터넷으로 연결되는 데이터 네트워크(data network)로도 연결될 수 있으며, 단말이 보내는 패킷 중 internet으로 전달되어야 하는 데이터는 internet data network으로 라우팅할 수 있다.

UPF는 Data Network으로 연결되는 PDU Session의 앵커(Achor) 역할을 하는 PDU 세션 앵커(PDU Session Anchor, PSA) UPF일 수 있다. 단말이 Data Network로 보내는 데이터는 모두 이 Anchor UPF를 통해서 전달된다. Centralized Data Network 혹은 Internet Data Network로 가는 데이터 패킷은 해당 PDU Session의 PSA UPF로 전달된다. 이와 마찬가지로 Edge Data Network가 Local Data Network와 같이 특정 지역 별로 Deploy되어 있다면, 해당 Local Data Network로 접속할 수 있는 Local PSA UPF가 존재할 수 있다. 이 PSA UPF에 대한 PDU session은 독립적으로 존재할 수 있다. 다른 방법으로, 업링크 구분자(Uplink Classifier, ULCL) UPF나 Branching point UPF (IPv6 Multi-homing 을 지원하는 PDU Session의 경우, Branching Point UPF를 기준으로 여러 개의 PSA UPF로 연결될 수 있다)와 연결되어 하나의 PDU Session에서 Local Data Network 로 분기되는 Local PSA UPF로 연결될 수 있다. ULCL UPF 혹은 Branching Point UPF(이하 BP UPF)는 단말이 보내는 IP 주소 (Target IP 주소)를 보고, Local PSA UPF로 보낼 지 또는 다른 PSA UPF로 보낼지 결정할 수 있다. ULCL UPF 혹은 BP UPF는 그 자체로 Local PSA UPF의 역할을 수행할 수 있다. 따라서 Local Data Network로 패킷을 전송할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.

세션 관리 기능 장치(Session Management Function, SMF)는 단말의 위치나 네트워크 배치(Deployment) 상황에 따라서 ULCL UPF 또는 BP UPF를 삽입/교체/제거할 수 있다. 즉, Internet Data Network와 같은 Centralized 혹은 cloud로 data를 전송하는 PDU Session을 제공하는 SMF는, 단말이 특정 위치에서 접속할 수 있는 Local Data Network가 있다고 판단하면, 해당 Local Data Network로의 데이터 연결을 제공하기 위해 ULCL UPF 혹은 BP UPF를 삽입할 수 있다. 이 경우 단말의 Impact 없이 네트워크 내의 데이터 연결 구조만 변경될 수 있다. 즉, 단말은 모르게 5G System만의 동작으로 단말이 보내는 패킷을 지역 데이터 네트워크(Local Data Network)로 또는 중앙 데이터 네트워크(Central Data Network)로 분기하여 전송할 수 있다. 또한 SMF는 세션 및 서비스 연속성(session and service continuity, SSC) 모드(Mode)라는 기능을 제공할 수 있다. 이는 3gpp에서 정의한 SSC mode의 정의를 따른다. SMF는 SSC mode 2 혹은 SSC mode 3에서는 PSA를 변경할 수 있으며, 따라서 단말의 현재 위치에 따라 단말이 접속할 수 있는 Edge Data Network가 있다면 해당 Edge Data Network로 연결될 수 있는 PSA를 새로 할당하고, 이 PSA를 통해서 데이터가 전송되도록 PDU Session을 변경하거나 새로 생성할 수 있다. (PDU Session Modification 절차 수행으로 Data Path를 변경하거나, 새로운 PDU Session을 수립하도록 단말을 Trigger할 수 있다.) 상기와 같은 ULCL UPF 혹은 BP UPF의 삽입/교체, 또는 SSC mode에 따른 동작으로 SMF는 단말이 Edge Data Network인 Local Data Network에 연결될 수 있게 해주고, 이에 따라 단말은 Local Data Network에 있는 에지 어플리케이션 서버 혹은 Local DNS Server로 접속할 수 있다.

MEC 시스템 구조는 단말과 에지 인에이블러 서버(edge enabler server), 구성 서버(configuration server)로 구성될 수 있다. MEC 시스템을 지원하는 단말은 단말 내 MEC 인에이블링 계층(enabling layer)을 포함하고 있다. edge Enabler server는 단말이 MEC 서비스를 이용하기 위하여 접속하는 서버를 의미하며, edge enabler server에서 제3 자 응용 애플리케이션 서버가 구동된다. 그리고, 상기 edge enabler server를 지시하기 위해서 엣지 컴퓨팅 서버, MEC 서버, MEC server, 다중-접속 에지 호스트(multi-access edge host), 에지 컴퓨팅 플랫폼(edge computing platform), MEC cloudlets, 에지 호스팅 환경(Edge hosting environment)과 같은 용어가 혼용하여 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구성(configuration) 서버는 MEC 서비스를 이용하기 위한 설정 정보를 단말에게 전달하기 위한 기능을 수행하며, 에지 데이터 네트워크 구성 서버(Edge Data Network Configuration Server)라 불리기도 한다. configuration 서버는 edge enabler server들의 위치 별 deployment를 알고 있다. 또는 각 Edge Data Network에 Deploy된 DNS 서버의 주소를 알고 있을 수 있다. 단말은 configuration 서버에 접속하여 MEC 서비스 이용에 필요한 설정 정보(예를 들어 특정 위치에서 접속해야 하는 edge enabler server 정보 또는 DNS 서버 주소)를 제공받을 수 있다. 그리고, 상기 configuration 서버는 에지 인에이블링 구성 기능(edge enabling configuration function), 에지 데이터 네트워크 구성 서버(edge data network configuration server)의 용어로 불릴 수 있으며, 그 용어에 한정되는 것이 아니라, 단말이 MEC 서비스를 이용하기 위한 설정 정보를 제공받을 수 이 있는 접속 서버를 의미하는 것이면 이에 해당할 수 있다.

또한 MEC 서비스를 위한 DNS 서버가 존재할 수 있다. 이 DNS 서버는 Edge Data Network 내에서 구동되는 애플리케이션 서버의 IP 주소를 resolve하기 위해 사용될 수 있다. 상기 DNS 서버는 특정 지역을 커버하는 edge data network마다 존재할 수 있거나, MEC 시스템 전체에서 하나가 존재할 수 있다. MEC용 DNS 서버가 특정 지역을 커버하는 edge data network마다 존재할 경우, 단말은 해당 위치에 대한 DNS 서버의 정보를 알아야만 한다. 이처럼 단말의 위치에 따라 접속할 수 있는 DNS 서버의 정보는 이하에서 설명되는 본 개시의 실시 예에 따라 단말로 제공될 수 있다. MEC 용 DNS 서버가 MEC 시스템 전체에서 하나가 존재할 경우, 이 DNS 서버는 네트워크 전체에 설치된 에지 서버 정보 및 MEC 시스템에서 제공할 수 있는 응용 애플리케이션 서버들에 대한 정보를 알고 있어야 한다.

단말은 5G 기지국을 통하여 5G 시스템에 접속, 데이터 연결을 수립할 수 있다. 5G 시스템(110)은 단말에게 MEC 서비스를 제공해주기 위하여, 해당 edge data network로 접속할 수 있는 UPF를 할당할 수 있으며, 이 UPF를 통하여 단말은 edge에서 구동되는 제3 자 응용 애플리케이션 서버, 즉 에지 어플리케이션 서버와 통신할 수 있다.

제 3자 인터넷 서비스 프로바이더, 예를 들어 클라우드(Clould) 서비스 프로바이더는 에지 컴퓨팅 서비스를 자체적으로 제공할 수 있다. 즉 자체적으로 지역 곳곳에 Edge Data Network를 구축하고, 해당 Edge Data Network으로 MNO의 이동통신시스템과 연결되도록 Deploy할 수 있다. 이 제 3자 서비스 프로바이더는 3GPP 네트워크의 PCF 혹은 NEF와 교섭할 수 있다. 이 교섭을 통해서 MEC 서비스를 이용하는데 필요한 정보를 PCF 혹은 NEF를 통해 5G 이동통신 시스템에게 제공할 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 단말에게 단말이 MEC 서비스를 이용하기 위하여 접속해야 할 DNS 서버 정보를 업데이트하는 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

이하에서 설명되는 도 2의 절차를 통해서 SMF는 업데이트 된 DNS 서버 주소를 단말에게 전달할 수 있다. 이는 ePCO(ePCO(extended protocol configuration options)에 포함될 수 있고, 또는 세션 관리(Session Management)를 위한 NAS 정보로 포함되어 단말에게 전달 될 수 있다.

0단게에서, SMF는 PDU Session 수립 절차를 통해 UDM으로부터 단말의 가입 정보(Subscription information)를 획득하며, 이 가입 정보에 포함된 식별자를 통해 해당 단말이 에지 컴퓨팅 서비스를 사용할 수 있는 단말인지 확인할 수 있다. SMF는 이를 UE 컨텍스트(Context)에 저장하고, 해당 단말에 대해서는 에지 컴퓨팅 서비스를 위한 동작을 수행하도록 판단할 수 있다.

단계 1에서 단말은 서비스 요청(Service Request) 혹은 이동성에 따른 등록 요청(Registration Request)을 수행할 수 있다. 단말은 자신이 보낼 데이터가 있거나, AMF가 단말을 페이징(Paging) 했을 경우, 서비스 요청(Service Request)으로 응답할 수 있다. 또는 단말은 IDLE 상태에서 이동 중일 때, AMF로부터 할당 받은 등록 영역(Registration Area)을 벗어나면 새로 등록 영역(Registration Area)을 할당받기 위하여 Registration Request를 수행할 수 있다.

단계 1a에서 단말이 접속된(Connected) 상태에서 이동하게 되면 기지국은 핸드오버(handover) 절차를 수행하게 된다. handover를 통해 새로운 기지국으로 단말을 서빙하는 기지국이 바뀌게 되면, 해당 기지국은 경로 스위치(Path Switch) (기지국간 인터페이스인 Xn 기반 핸드오버인 경우)나 핸드오버 통지(Handover Notify)(AMF를 통한 핸드오버인 경우)를 수행한다.

단계 2에서 단계 1 혹은 단계 1a에 따라 AMF는 단말의 위치를 알게 된다. AMF는 단말의 요청, 혹은 기지국이 N2 SM 메시지를 보냈을 때, 단계 2를 통해 SMF에 메시지를 전달할 수 있다. 이 때 단계 2를 통해 SMF로 전달되는 메시지에는 단말의 위치 정보(Cell ID 또는 Tracking area ID)를 포함할 수 있다. 다른 방법으로 SMF가 단말의 위치 정보에 대한 이벤트(Event)를 Subscription 했다면, AMF는 Event_Notify 동작을 통해서 SMF에 해당 단말의 현재 위치를 알릴 수 있다.

단계 3에서 단계 2에 따라 단말의 위치를 획득한 SMF는 단계 3의 동작을 다음과 같이 수행할 수 있다.

단말의 위치가 변경되었음을 판단한 SMF는 단말의 현재 위치에 맞는 Edge Data Network에 접속할 수 있는 PSA UPF 또는 Local PSA UPF를 새로 할당하거나, 이에 따라 ULCL UPF를 삽입 또는 교체하거나, BP UPF를 삽입 또는 교체 (IPv6를 사용하는 경우)하는 판단을 할 수 있다. 또한 SMF는 SSC mode 2/3에 따라 PSA UPF를 변경할 때 PDU Session을 수정(Mdofication)하도록 결정할 수 있다. SMF는 단말이 현재 위치에서 MEC 서비스를 위하여 사용할 수 있는 DNS 서버의 주소를 확인하는 절차를 수행할 수 있다. SMF는 DNS 주소를 다음 중 하나의 방법으로 확인할 수 있다.

- SMF에는 위치별 DNS 서버 주소 또는 Service Area 별 DNS 서버 주소가 미리 구성(Pre-Configuration)되어 있을 수 있다. SMF는 현재 단말의 위치를 보고, 해당 위치에 대한 DNS 서버 주소를 찾을 수 있다.

- 다른 방법으로 SMF는 단말의 위치에 대한 UPF를 확인 후, 또는 UPF Service Area 확인 후, 해당 UPF가 연결 될 수 있는 DNS 서버 주소 확인할 수 있다. 다른 방법으로 SMF는 해당 UPF가 연결될 수 있는 Edge Data Network에 대한 DNS 서버 주소를 확인할 수 있다. SMF는 상기 정보를 User plane path 변경 절차 (ULCL UPF 혹은 BP UPF추가/변경 절차) 중 UPF Selection 과정에서 네트워크 리포지토리 기능 장치(Network Repository Function, NRF)로부터 획득하거나, 또는 N4 Session 수립 절차 중 UPF로부터 획득할 수 있다.

- 또 다른 방법으로 SMF는 PCF로부터 상기의 DNS서버 정보를 획득하기 위하여 PCF와 단계 4의 세션 관리 정책 협정(SM Policy Association) 변경 절차를 수행할 수 있다. 또는 PCF가 SMF에 단말의 위치 정보에 대한 Event를 Subscription 했다면, SMF는 Event_Notify 동작으로 이를 PCF에 알릴 수 있고, PCF는 이 동작으로 인해 판단한 단말의 위치에 따라 단계 4의 SM Policy Association 변경 절차를 수행할 수 있다. 단말의 위치가 변경되었음을 판단한 PCF는 단말의 현재 위치에 유효한 MEC 서비스 관련 정보를 단말에게 전달하기 위하여 SM policy association을 update하여, SMF에게 MEC 서비스 관련 정보를 제공하고, 이 정보가 PDU 세션 수정 명령(session modification Command) 메시지를 이용하여 단말에까지 전달되도록 할 수 있다. 즉 PCF는 단말의 현재 위치를 판단한 후, 단말이 현재 위치에서 MEC 서비스를 위하여 사용할 수 있는 DNS 서버 주소를 SMF에게 SM policy update 절차를 통해서 전달하게 되고, SMF는 이 정보를 PCO를 통해 단말에게 제공하기 위하여 단계 5와 같이 PDU session modification Command 메시지를 구성할 수 있다.

- 3rd party로부터의 요청: MEC 서비스를 제공하는 사업자 혹은 MEC 서비스 위에서 응용 애플리케이션을 구동하는 사업자로는 5G 시스템에 특정 단말 혹은 DNN에 대해서 MEC 서비스를 제공해 달라는 설정을 요청할 수 있다. 이는 서비스 레벨 어그리먼트(service level agreement)를 통해서, 혹은 운영/유지/관리(Operation, Administration, and Maintenance, OAM) 시스템을 통해서 제공될 수 있다. 이를 수신한 이동통신 사업자는 5G 시스템을 통해서 해당 DNN을 사용하는 단말, 혹은 특정 단말에 대해서 MEC 서비스를 이용하기 위하여 필요한 정보를 제공하도록 판단할 수 있다. 이에 따라 UDM 혹은 PCF는 단말(120)에 대한 정보를 MEC 서비스를 사용할 수 있는 정보로 업데이트하고, 이를 SMF에게 알려줄 수 있다. 즉 UDM은 SMF에게 단말이 MEC 서비스를 사용할 수 있다는 식별자가 포함된 업데이트된 가입자 정보를 SMF에 전달할 수 있다. 다른 방법으로 PCF는 SMF에게 단말이 MEC 서비스를 위해서 사용할 수 있는 DNS 서버의 주소를 단말이 사용하는 PDU session에 대한 SM policy 정보로 제공할 수 있다. 또 다른 방법으로 OAM 시스템이 SMF로 특정 DNN에서 MEC 서비스를 제공하기 위해서 필요한 DNS 서버(154) 주소를 알려줄 수 있다. UDM 혹은 PCF, 혹은 OAM 시스템으로부터 정보를 수신한 SMF는 MEC 서비스를 이용하기 위하여 필요한 정보, 즉 DNS 서버(154) 주소를 단말에게 제공하기 위해 PDU session modification command 절차를 수행할 수 있다. 또는 단말이 사용하던 PDU session의 연결을 edge data network로 변경하기 위하여 PDU session modification 절차를 수행할 수 있다.

단계 5에서 상기와 같은 절차에 따라 SMF는 단말의 현재 위치에 대하여, 단말에게 데이터 통신을 제공하는 UPF와 그에 대한 Data Network에 대하여 단말이 접속해야할 DNS 서버의 주소를 판단할 수 있다. 판단 결과에 기반하여 SMF는 단말에게 전달하기 위하여 PDU Session Modification Command라는 SM NAS 메시지를 구성할 수 있다. SMF는 PDU Session Modification Command의 ePCO에 단말이 접속해야할 DNS 서버의 주소를 포함할 수 있다. 다른 실시 예로, SMF는 PDU Session Modification Command 메시지 대신 다른 SM NAS 메시지를 이용할 수 있음은 자명하며, 해당 SM NAS 메시지를 통하여 DNS 서버의 주소를 알려주는 것이라면 그 명칭에 국한되지 않고 본 발명이 제안하는 동작에 해당하는 메시지를 의미할 수 있다.

단계 6에서SMF는 상술한 방식에 따라 구성된 메시지를 이용하여 또는 상기한 방식에 따라 구성된 메시지를 포함한 Namf_Communication_N1N2messageTransfer 메시지를 AMF에게 보낼 수 있다. 본 개시의 실시예에 따르면, Namf_Communication_N1N2messageTransfer 메시지는 단말로 상기한 정보를 포함함 메시지의 전달을 요청하는 전달 요청 메시지로 칭할 수도 있다. 이에 따라 AMF는 Namf_Communication_N1N2messageTransfer 메시지의 수신에 응답하여 상기 전달 요청 메시지를 정상적으로 수신한 경우 ACK을 SMF에게 전달할 수 있다.

단계 7에서 AMF는 SMF로부터 수신한 메시지를 기지국을 통해 단말에게 전달할 수 있다. AMF가 기지국으로 보내는 메시지에는 SMF로부터 수신한 N1 SM NAS메시지가 포함된다. N1 SM NAS메시지는 SMF가 단계 5에서 단말이 접속해야 할 dNS 서버의 주소 정보를 포함할 수 있다. 또한 이 메시지에는 N2 SM 메시지는 포함되지 않을 수 있는데, 이는 기지국이 세션 관리(Session Management)와 관련해서 수행할 동작이 없기 때문이다. 만약 SMF가 SSC mode 2/3에 따른 동작을 수행한다면, N2 SM 메시지가 포함되어 기지국에게 전달될 수 있고, 기지국은 이에 따른 동작을 수행할 수 있다.

기지국은 AMF로부터 수신한 N1 SM NAS 메시지를 단말에게 전달할 수 있다. 단말은 SMF로부터 수신한 N1 SM NAS 메시지를 확인하고, 그 메시지에 포함되어 있는 PCO 또는 ePCO를 확인할 수 있다. 예컨데 단말은 PCO에 포함된 DNS 서버 주소를 확인할 수 있다. 단말은 PDU session modification 절차의 완료를 의미하는 PDU session modification complete 메시지를 단계 8에 따라 N1 SM NAS 메시지로 구성하여 SMF에게 보낼 수 있다. 상기 메시지를 수신한 AMF는 단계 9에서 SMF에게 상기 N1 SM NAS 메시지를 전달할 수 있다.

단계 10에서 이상에서 설명한 메시지를 수신한 단말의 NAS Layer는 상위 Layer로 업데이트 된 DNS 서버 주소를 전달하고, 상위 Layer는 DNS Resolver로 업데이트 된 DNS 서버 주소를 전달할 수 있다. DNS resolver는 해당하는 PDU Session 에 대해서 DNS 서버를 따로 설정할 수 있다. 또한, 이를 수신한 단말의 DNS Resolver는 업데이트 된 DNS 서버 주소를 수신한 후, 저장(Cache)하고 있던 서버 접속 정보를 모두 삭제하고, 새로운 DNS 쿼리의 수행 여부를 식별할 수 있다. 즉 Edge Data Network에서 구동되는 에지 어플리케이션 서버로 접속해야하기 때문에, 기존의 Application Server IP 주소(address)를 이용하지 않고, 새로 Application Server의 IP address를 확인해야한다.

도 2의 다른 예로, SMF는 DNS 서버의 주소를 구성하여 단말에게 제공할 때, DNS 서버의 주소를 리스트로 구성하여 단말에게 제공할 수 있다. SMF는 단계 3혹은 단계 4에서 단말이 특정 지역에서 사용해야할 DNS 서버의 주소를 ‘특정 지역 정보 - DNS 서버의 주소’의 쌍으로 구성하여 단말에게 제공할 수 있다. 특정 지역 정보는 트래킹 영역 식별자(Tracking Area ID) 혹은 셀 식별자(Cell ID)일 수 있고, Tracking Area ID의 리스트 혹은 Cell ID의 리스트일 수 있다. ‘특정 지역 정보 ? DNS 서버의 주소’의 쌍은 적어도 하나 이상의 쌍을 포함하는 리스트로 구성되어 단말에게 제공될 수 있다. 이를 수신한 단말은 어느 위치에서 어느 DNS 서버를 사용해야하는 지 판단할 때, 수신한 리스트를 보고 확인할 수 있다. 단말의 NAS layer는 단말의 현재 위치를 파악하고, 현재 위치에 해당하는 DNS 서버 주소를 리스트로부터 획득한 뒤, 이를 상위 Layer로 전달할 수 있다. 단말의 상위 Layer는 DNS Resolver로 업데이트 된 DNS 서버 주소를 전달할 수 있다. DNS resolver는 해당하는 PDU Session 에 대해서 DNS 서버를 따로 설정할 수 있다. 또한, 이를 수신한 단말의 DNS Resolver는 업데이트 된 DNS 서버 주소를 수신한 후, Cache하고 있던 서버 접속 정보를 모두 삭제하고, 새로운 DNS 쿼리 수행 여부를 식별할 수 있다. 즉 에지 데이터 네트워크에서 구동되는 에지 어플리케이션 서버로 접속해야하기 때문에, 기존의 Application Server IP address를 이용하지 않고, 새로 Application Server의 IP address를 확인해야한다.

이 실시 예에 따르면, 단말이 SMF로부터 제공받은 리스트에 기반하여 단말이 자체적으로 판단하여 DNS 서버를 바꿀 수 있으므로, SMF와 단말 간 시그널링(signaling)을 줄일 수 있다. 다만 단말이 이동통신 네트워크와 그에 따른 DNS 서버의 deployment 정보를 획득할 수 있다는 단점이 존재한다. 따라서 단말에게 List로 DNS 서버와 특정 지역의 정보를 제공하는 것, 그리고 단말의 위치에 따라 그때 그때 DNS 서버의 주소를 알려주는 것은 이동통신사업자의 정책에 따라 결정되어 동작할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따라 Cloud 서비스 및 에지 컴퓨팅 Service를 제공하는 3rd party가 단말이 자사 서비스를 이용하는 에지 어플리케이션 서버를 찾기 위하여 접속해야하는 DNS 서버의 주소 또는 에지 어플리케이션 서버의 주소를 5G System에 제공하는 절차의 신호 흐름도이다.

제3자 클라우드 서비스 제공자(3rd party clould service provider, 이하 3rd CSP)는 자신이 운영하는 에지 컴퓨팅 환경(Edge Computing Enviroment)에서 구동되는 어플리케이션 서버의 IP 주소를 찾을 수 있는 DNS 서버의 주소, 또는 자신이 운영하는 에지 컴퓨팅 환경에서 구동되는 어플리케이션 서버의 IP 주소를 MNO의 이동통신시스템에 제공하도록 결졍할 수 있다. 이는 3rd CSP가 MNO와 계약하여, 특정 지역의 MNO의 인프라스트럭쳐(Infrastructure) 위에 자신들의 에지 컴퓨팅 서비스 환경을 구축해놓고, 단말이 해당 환경에서 구동되는 에지 어플리케이션 서버를 이용할 수 있도록 할 수 있다. 이는 MNO와 3rd CSP 사이의 계약 기반으로 구성이 되는 에지 컴퓨팅 시스템이며, 단말은 알지 못한다. MNO는 단말이 특정 지역에서 구동되는 3rd CSP의 에지 컴퓨팅 환경을 사용하게 하기 위하여, 단말이 어플리케이션 서버의 주소를 찾을 때 3rd CSP의 에지 컴퓨팅 환경 상에서 구동되는 에지 어플리케이션 서버의 주소를 찾게 만들어 줘야한다. 이를 위해서 5GS는 단말에게 3rd CSP의 환경에서 운영되는 에지 어플리케이션 서버 주소를 찾을 수 있는 DNS 서버 주소를 제공해줄 필요가 있다. 도 3은 이를 위해서 3rd CSP가 MNO에 해당 지역에서 에지 컴퓨팅을 사용하는 단말이 어떤 DNS서버 주소로 접속해야하는 지에 대한 정보를 제공하는 방법을 제안한다.

단계 1에서 3rd CSP의 AS는 NEF 서비스를 이용하여 UDR에 서비스를 위한 파라메터를 제공할 수 있다. 3rd CSP가 UDR에 직접 접속할 수 있다면, NEF 서비스 대신 UDR 서비스를 이용할 수 있다. 예컨대, UDR 서비스(Nudr)를 이용할 수 있다.

단계 1에 따라 3rd CSP는 NEF에 DNS 서버 관련 정보를 제공한다. 이를 위해 Nnef 서비스를 사용하여 전달할 수 있다. 본 개시의 실시 예에서는 NEF 서비스 파라미터의 생성/갱신(Nnef_ServicePrameter Ceate/Modify) 동작을 사용하는 것을 제안하나, 다른 이름을 가진 그리고 DNS 서버 관련 정보를 NEF를 통해서 전달하는 동작을 포함하여 의미할 수 있다. 3rd CSP는 이 메시지에 다음의 파라메터를 포함할 수 있다.

- DNN: Data Netwokr Name으로써 3rd CSP가 제공하는 에지 컴퓨팅 서비스를 이용할 수 있는, 또는 3rd CSP가 제공하는 에지 컴퓨팅 환경에 접속할 수 있는 Data Network를 식별할 수 있는 이름을 의미한다. 3rd CSP는 이 DNN을 MNO와 서비스 계약시 정의할 수 있으며, DNN을 통해서 에지 컴퓨팅 서비스를 식별하거나, 3rd CSP를 식별할 수 있다.

- 에지 컴퓨팅 서비스를 위한 기준 식별자(Reference ID for Edge Computing Service): MNO와 3rd CSP 사이의 관계를 식별할 수 있는 ID로써, 서비스 계약시 정의된 값일 수 있다. 이 식별자를 이용하는 3rd CSP의 어플리케이션 서버와 5GS는 서로를 식별할 수 있다. 즉 어느 3rd CSP를 의미하는지, 또는 3rd CSP의 어느 서버를 의미하는지, 또는 3rd CSP의 어느 에지 컴퓨팅 환경을 의미하는지를 식별할 수 있다.

- DNS 서버 주소(DNS Server Address): 3rd CSP는 에지 컴퓨팅 서비스를 위해서 접속해야할 DNS 서버의 IP 주소 혹은 정규화된 도메인 이름(Fully Qualified Domain Name, FQDN)을 포함할 수 있다. 3rd CSP는 상기 DNN 혹은 Reference ID for Edge Computing Service로 식별되는 에지 컴퓨팅 서비스 제공자에 대해서, 어느 DNS 서버 주소를 사용해야하는 지 알리기 위하여 이 정보를 포함할 수 있다. 상기 DNS 서버 주소는 아래의 위치 정보(Location Information)와 함께 전달되거나, 독립적으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 위치 별로 분산된 DNS 서버를 운영하는 경우 위치 정보에 따른 DNS 서버 주소를 제공할 수 있다. 예를 들어, 중앙에 집중된 DNS 서버, 혹은 클라우드 DNS 서버를 운영하는 경우, 어느 위치에서든 접속해야할 DNS 서버가 동일하기 때문에 DNS 서버 주소만 제공할 수 있다. 또는 Reference ID for ECS(Edge Computing Service) 자체가 특정 지역에서만 유효하다면, 지역 정보를 포함하지 않고 Reference ID 자체로 어느 지역을 식별할 수 있으므로, DNS 서버 주소만 제공할 수 있다.

- 위치 정보(Location information): 3rd CSP가 특정 지역에 대해서Edge Computing Environment를 따로 운영하고, 또한 해당 Edge Computing Environment 내에서 구동되는 에지 어플리케이션 서버의 주소를 찾기 위해서 지역 별로 독립적인 DNS 서버를 운영한다면, Location Information을 DNS 서버 주소 정보와 함께 제공할 수 있다. 위치 정보는 도시 주소(Civic address, 예컨대 도로명 주소, 건물 주소, 시/군/구 등) 또는 GPS 정보 (특정 GPS 범위 값), 또는 우편번호 (Postal ZIP code), 또는 Tracking Area ID, Cell ID의 형식을 가질 수 있다.

상기 DNS 서버 주소와 Location Information 은 쌍으로 구성될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 쌍을 포함하는 리스트로 구성되어 NEF에게 전달될 수 있다.

단계 2에서 NEF는 3rd CSP로부터 Location 정보를 함께 수신하였다면, 해당 Location 정보를 3GPP에서 이해할 수 있는 Location 정보 형식인 Tracking Area ID 혹은 Cell ID로 매핑하는 동작을 수행할 수 있다.

단계 3에서 NEF는 단계 1에 따라 수신한 정보, 추가적으로 단계 2에 따라 매핑된 Location information 정보를 포함하여 UDR에 저장할 수 있다 (Nudr_DM_Create/Update 서비스 동작 사용). 이 메시지에는 다음의 정보가 포함될 수 있다.

데이터 세트(Data Set) = 어플리케이션 데이터(Application Data) 또는 정책(Policy), 또는 SM subscription; 3rd CSP가 제공하는 정보를 분류(Categorization)하는 것을 나타내는 식별자. 해당 정보가 Application Data인지, Policy Data인지, SM Subscription Data인지 구별할 수 있다. 셋 중 적어도 하나 이상의 type을 나타낼 수도 있다.

데이터 서브세트(Data Subset) = DNS Server address, Location*(optional); 3rd CSP가 제공하는 DNS 서버의 주소, 또는 DNS 서버 주소와 그에 해당하는 지역 정보(NEF가 매핑한 정보 혹은 MNO에서 이해할 수 있는 지역 정보 형식)를 포함할 수 있다.

데이터 키(Data Key) = DNN, Reference ID for ECS; 3rd CSP를 식별할 수 있는 식별자 또는 3rd CSP가 제공하는 Edge Computing Service를 식별할 수 있는 식별자, 또는 3rd CSP가 제공하는 특정 지역의 Edge Computing Service를 식별할 수 있는 식별자를 포함할 수 있다.

UDR은 상기 정보를 어플리케이션 데이터(Application Data)에 저장할 수 있다. 이에 따라 UDR은 어느 지역에서, 또는 어느 Edge Computing Service 지역에서, 또는 어떤 3rd CSP에 대해서 어떤 DNS 서버 주소가 사용되어야하는 지의 정보를 저장하게 되고, 이를 UDM 혹은 PCF에 알릴 수 있다.

단계 4에서 NEF는 UDR에 정보를 제공한 후, 3rd CSP에게 응답을 보내서 Nnef_ServiceParameter 절차가 성공적으로 수행되었음을 알릴 수 있다.

단계 5에서 UDR은 업데이트된 상기 정보, 즉 DNS 서버 정보를 UDM으로 전달할 수 있다. 이를 수신한 UDM은 이 정보를 Session Management 관련 정보에 저장하고, 이를 SMF에게 전달할 수 있다. 본 발명의 실시 예 1을 따른 동작을 수행할 때 활용할 수 있다.

단계 6에서 UDR은 업데이트된 상기 정보, 즉 DNS 서버 정보를 PCF에게 전달할 수 있다. 이를 수신한 PCF는 이 정보를 Session Management 관련 Policy 정보에 저장하고, 이를 SMF에 전달할 수 있다. 본 발명의 실시 예 1에 따른 동작을 수행할 때 활용할 수 있다.

도 4는 본 개시에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 단말은 송수신부(410), 제어부(420) 및 메모리(430)을 포함할 수 있다. 단말은 구현 방식에 따라 추가적으로 더 많은 구성 요소들을 가질 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스를 위한 표시부(display), 입력부, 센서 등의 다양한 부가 장치들을 더 포함할 수 있다. 본 개시에서는 이러한 추가적인 구성에 대하여 제약을 두지는 않는다.

송수신부(410)은 도 2 내지 도 3에서 설명된 각각의 실시예들에 기반하여 기지국과 무선 채널을 통해 연결될 수 있으며, 기지국을 통해 각종 네트워크 기능 장치들과 신호 및/또는 메시지의 송수신을 수행할 수 있다. 단말이 5G 네트워크와 통신하는 경우 송수신부(410)은 5G 통신 네트워크와 송/수신이 가능한 장치가 될 수 있다. 또한 송수신부(410)은 필요에 따라 통신 프로세서를 포함할 수 있다. 송수신부(410)에서 통신 프로세서를 포함하지 않는 경우 모든 신호 및/또는 메시지는 제어부에서 처리될 수 있다.

제어부(420)는 기본적인 단말의 동작을 제어할 수 있으며, 이상에서 셜명된 메시지들의 수신 및 저장의 제어를 수행할 수 있다. 또한 특정한 네트워크 슬라이스를 통해 데이터를 송신하거나 수신하기 위한 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(420)는 이상에서 설명된 바에 기반하여 DNS 서버의 주소를 획득하여 해당하는 에지 컴퓨팅 서버에 접속을 하기 위한 동작의 제어를 수행할 수 있다.

메모리(430)는 단말의 제어에 필요한 각종 데이터들을 저장할 수 있으며, 이상에서 설명한 DNS 서버의 주소를 획득하여 해당하는 에지 컴퓨팅 서버에 접속하여 통신하기 위한 각종 데이터들을 저장하기 위한 영역을 가질 수 있다.

도 5는 본 개시에 따른 네트워크 엔티티(Network Entity)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5를 을 설명하기에 앞서, NF는 본 개시에서 설명한 AMF, PCF, UDM, SMF, UPF, NEF, UDR 중 어느 하나가 될 수 있다.

도 5을 참조하면, 네트워크 인터페이스(510)는 코어 네트워크의 다른 네트워크 엔티티와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, NF가 AMF인 경우 SMF, NG-RAN등과 통신을 수행할 수 있다. 다른 예로, NF가 SMF인 경우 AMF, PCF 등과 통신을 수행할 수 있다. 이와 유사한 동일하게, NF가 특정한 하나의 네트워크 엔티티인 경우 네트워크 인터페이스(510)는 코어 네트워크의 다른 엔티티와 통신할 수 있다.

제어부(511)는 NF의 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서 또는/및 프로그램으로 구현될 수 있다. 예컨대, NF가 AMF인 경우 제어부(511)는 이상에서 상술한 AMF의 동작을 수행할 수 있다. 다른 예로 NF가 PCF인 경우 상술한 PCF의 동작을 수행할 수 있다. 또 다른 예로, NF가 SMF인 경우 이상에서 상술한 SMF의 동작을 수행할 수 있다. 그 외에 UDM, UDR, 3rd part AS인 경우 등에서도 모두 동일하게 적용될 수 있다.

메모리(512)는 제어부(511)에서 필요한 프로그램 및 각종 제어 정보를 저장할 수 있으며, 그 외에 본 개시에서 설명된 각 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들어, NF가 NEF인 경우 메모리(512)는 이상에서 상술한 매핑 정보 예컨대, DNS 서버 주소와 Location Information의 쌍의 정보를 저장할 수 있다. 다른 예로, NF가 SMF인 경우 DNS 서버 정보를 저장할 수 있다. 그 외의 다른 네트워크 엔티티인 경우에도 동일하게 이상에서 설명된 동작에 필요한 정보를 저장할 수 있다.

이상에서 설명한 구성 외에 NF는 운영자와 접속을 위한 다양한 인터페이스들을 더 포함할 수 있다. 본 개시에서는 이러한 추가적인 구성에 대하여 특별한 제약을 두지는 않는다.

본 개시의 다른 실시 예로, 응용 계층 서버를 활용하는 방법에 대한 네트워크 구조와 해당하는 네트워크 구조에 단말 및 응용 계층 서버의 동작을 설명한다.

도 6은 본 개시의 일실시예에 따라 에지 컴퓨팅 지원을 위한 응용 네트워크 아키텍처를 도시한 도면이다.

도면에 기술된 Network Function 들은 아래와 같이 정의될 수 있다.

3GPP Network: 3GPP Radio Access Network 과 코어 네트워크

Edge Data Network: 5G 코어망의 데이터 네트워크 혹은 EPC 망의 패킷 데이터 네트워크로 에지 호스팅 플랫폼 에지 인에이블링 서버들과 같은 에지 컴퓨팅 서비스를 제공하기 위한 기능들을 포함하고 있는 데이터 네트워크. 혹은 Edge Application Server를 호스팅한 Edge Hosting Platform이 위치한 데이터 네트워크이다. Local access DN 혹은 Local Data Network, Edge Computing Data Network 으로 맵핑될 수 있다.

UE Application (Application Client): 단말의 모바일 운영체제 상에서 동작하는 응용 프로그램으로 5G 코어망에서 OSId, OSAppID 로 식별됨.

Edge Application Server: 에지 호스팅 플랫폼 상에서 동작하는 VM 이미지 혹은 가상화 컨테이너 에서 동작하는 응용 서버 프로그램으로 VM 이미지가 instantiation 되어서 실행되는 서버 프로그램이며, 에지 어플리케이션(Edge Application)으로 불릴 수 있다.

Edge Data Network Configuration Server (EDN-CS): 에지 데이터 네트워크에 대한 설정 정보를 단말에 제공하는 서버로, 단말이 MEC 서비스를 이용하기 위한 설정 정보를 제공 받을 수 있는 초기 접속 서버가 될 수 있다.

Edge Hosting Platform: 복수의 에지 응용 프로그램을 수행시킬 수 있는 가상화 계층이 포함된 플랫폼 소프트웨어. 본 문서에서 Edge Hosting Platform 은 Edge Hosting Environment 와 동일한 개념으로 사용되었다.

Orchestrator for Edge Hosting Platform: 에지 호스팅 플랫폼에 대한 관리 및 에지 호스팅 플랫폼상에서 동작하는 에지 응용 프로그램들에 대항 라이프 사이클을 관리하는 관리 시스템. ETSI MANO 에서 정의한 오케스트레이터의 기능을 수행한다.

Edge Enabler Server: 에지 컴퓨팅 서비스를 제공하기 위한 서버로 단말에 에지 호스팅 플랫폼상에서 가용한 응용 프로그램의 목록을 제공(Edge Enabler Client Manager)하고, 에지 컴퓨팅 호스팅 플랫폼 상에서 동작하는 에지 응용 프로그램들에 대한 설정 정보를 관리하고, 에지 응용 프로그램들에게 3GPP 망에서 제공하는 기능에 대한 API 를 제공하는 서버. EES 는 또한, 에지 데이터 네트워크에 위치한 에지 호스팅 환경(Edge Hosting Environment)에 사용 가능한 응용 서버 프로그램에 대한 정보를 관리하며, 에지 응용 서버에 에지 컴퓨팅을 제공하기 위한 API 를 제공하는 서버가 될 수 있다. 단말에 에지 데이터 네트워크에서 가용한 에지 컴퓨팅을 제공하기 위한 정보를 단말에 제공할 수 있다.

Edge Enabler Client: 단말의 소프트웨어 모듈로 에지 컴퓨팅 서비스를 제공하기 위한 기능들을 가진 소프트웨어 에이전트가 될 수 있다. 단말의 에지 컴퓨팅 서버에 접속하기 위한 인증 기능, 단말이 에지 인에이블링 서버와 연동하여 에지 호스팅 플랫폼에서 제공하는 정보를 수신하여 단말 응용 프로그램에게 필요한 라우팅 수행 그리고 단말 응용 프로그램에 정보를 제공하는 소프트웨어 에이전트를 포함할 수 있다.

도면 7은 응용 계층에서 DNS 서버와 EDN-CS 서버 그리고 지역별로 구성된 UPF 와 UPF 를 통하여 연결된 에지 데이터 네트워크 및 에지 데이터 네트워크내에 존재하는 에지 응용 서버 와 에지 인에이블러 서버에 대한 관계를 나타내는 도면이다.

EDN Service Area: Edge Data Network 이 제공되는 영역이다. 이동통신 사업자가 영역을 사전에 설정할 수 있다. EDN Service Area 는 3GPP 시스템내에서 단말의 위치를 지정할 수 있는 Tracking Area, Cell List, RAN area, UPF Service Area, SMF Service Area 및 Area Of Interest, Presence Reporting Area 와 같은 영역에 상응하는 영역으로 지정될 수 있다.

지역적DNS Server: 중앙 집중 형으로 구성된 DNS 서버가 될 수 있다. PLMN 내에서 단말이 위치에 관계없이 단말이 DNS query 를 전송하여 DNS 정보를 제공하는 서버가 될 수 있다.

UE (User Equipment): 이동통신망에 접속할 수 있는 사용자 단말기 또는 전자장치가 될 수 있다. 사용자 단말기에는 단말에 설치된 응용 프로그램을 지칭하는 응용 클라이언트 (Application Client), 에지 인에이블러 클라이언트 (Edge Enabler Client), 그리고 도메인 주소를 IP 주소로 변경하는 DNS AC, EEC, DNS 리졸버 (DNS Resolver)를 포함할 수 있다.

User Plane Function (UPF): 3GPP 시스템에서 존재하는 네트워크 펑션(Network Function) 으로 단말과 데이터 네트워크 간의 사용자 평면 트래픽을 전달하는 역할을 수행한다.

DNAI (Data Network Access Identifier): UPF 의 별칭으로, 한 개 혹은 복수 개의 UPF 를 지정하기 위하여 사용되는 매개변수 이다.

본 개시에서 지역별 DNS 서버는 한 개의 EDN 별로 혹은 복수개의 EDN에 한 개의 논리적인 DNS 서버의 배치가 가능하다. 지역별 DNS 서버는 단말의 DNN 별로 서로 다른 지역 DNS 서버를 설정할 수도 있으며, 복수의 DNN 에 하나의 DNS 서버를 운영하는 것도 가능하다.

이하에서 설명되는 본 개시의 A1, A2, A3 실시예들은 단말이 네트워크의 토폴로지를 인지하고 단말에서 EDN 서비스 영역과 이에 연계된 지역 DNS 서버가 배치되어 있다는 것을 단말이 인지하는 경우에 해당할 수 있다. 이러한 EDN 서비스 영역과 DNS 서버의 관계가 동적으로 혹은 사전에 설정되어 있는 경우에 단말 및 응용 계층 네트워크 서버의 동작에 대하여 설명한다.

본 개시에서 EDN Service Area 는 3GPP 시스템내에서 단말의 네트워크에서의 위치를 특정할 수 있는 Cell ID, Cell List, Registration Area, 특정 S-NSSAI 가 사용 가능한 등록 영역, NPN 영역, PLMN ID(s), LADN 서비스 영역 등이 될 수 있다.

실시예 A1, A2, A3 에서 단말은 EDN 서비스 영역을 감지하고, 단말이 이동으로 인하여 EDN 서비스 영역 1에서 EDN 서비스 영역 2로 이동한 경우, EDN 서비스 영역 1에 대한 DNS Cache 정보를 삭제하고, EDN 서비스 영역 2에 대한 EDN 서비스 영역 2에 상응하는 DNS 서버 주소를 설정함으로써, 향후 발생하는 DNS 요청 메시지의 전송시, 신규로 설정된 DNS 서버 주소를 사용하는 것을 특징으로 하는 실시예들에 대하여 설명한다.

<실시 예 A1>

도 8은 본 개시의 일실시예에 따라 응용 계층 프로토콜을 사용한 최초 설정 절차에 따른 흐름도이다.

도 8에서 DNS 레졸버와 EEC 및 MT는 모두 전자장치 예를 들어 사용자 장치(UE) 내에 포함될 수 있다. 또한 앞서 설명한 단말에서 통신 기능만을 언급하는 경우 모뎀은 Mobile terminal이 될 수 있다. 실시예 A1, A2,A3를 설명함에 있어서, Mobile terminal은 단말 내의 모뎀을 의미하는 것으로 가정하여 설명할 것이다.

절차 0에서, 단말 내의 모뎀 (Mobile Terminal) 은 5GC 에 최초 등록 절차 과정을 수행한다. 혹은 모뎀은 EPC 망에 최초 Attach 절차 수행할 수 있다. 단말의 모뎀(MT)가 성공적인 등록절차를 수행하면, 모뎀은 최초 등록이 성공되었음을 알리는 공지 메지시를 EEC 에 전송할 수 있다. 이 과정에서 MT는 EEC에 서빙 네트워크 ID 와 서빙 네트워크의 MNC, MCC 식별자를 전송할 수 있다.

절차 1에서 MT 는 단말의 등록을 수행한 서빙 네트워크의 MNC, MCC 식별자를 알아낼 수 있다. 절차 1의 과정은 EEC 의 요청(절차 B)에 의하여 수행될 수도 있다. 절차 B 의 요청을 받은 MT 는 절차 C 에서 서빙 PLMN 정보를 EEC 에 전달할 수 있다. 서빙 PLMN 정보는 현재 로밍 상태 (로밍 여부), 서빙 PLMN 식별자, 서빙 네트워크의 MNC, MCC 그리고 단말의 위치 정보(TA, Cell ID) 등을 포함할 수 있다.

성공적으로 Serving PLMN 에 등록을 수행하면, 단말은 Service PLMN 의 MCC, MNC 를 알게 되고, MCC, MNC 로 부터 EDN CS의 기 정의된 주소를 설정할 수 있다.

절차 2에서 단말은 EDN-CS 주소에 최초 설정 요청 메시지를 전달한다. 최초 설정 요청 메시지는 단말을 지정할 수 있는 단말 식별자 (예, GPSI) 혹은 단말의 EEC 를 식별할 수 있는 EEC Identifier 를 포함할 수 있다.

절차 3에서, 단말로부터 최초 설정 요청 메시지를 수신한 EDN-CS 는 단말 식별자 혹은 EEC 식별자를 가지고 사전에 저장되어 있는 단말에 대한 설정 정보를 찾고, 단말에 설정 정보를 전달한다. 단말에 전달하는 설정 정보에는 EDN 연결 정보, EDN 서버 영역 정보, EES 연결 정보(예, EES 의 URI 주소) 및 Edge Computing Service Provider (ECSP) 정보를 포함할 수 있다. 이와 더불어 EDN CS 에서는 사전에 EDN-CS 에 저장되어 있는 저장소로부터 단말 혹은 EEC 가 단말의 EDN 서버 설정에 필요한 DNS 설정 정보 (예를 들면, DNA 서버 주소) 를 포함할 수 있다. DNS 설정 정보는 단말의 EDN 연결 설정 정보, EDN 서비스 영역 정보등과 연관되어 있다. 예를 들면, 단말이 EDN 서비스 지역에서 있는 경우, DNS 서버 주소를 사용할 수 있다. 혹은 EDN 연결 설정 정보에 포함된 DNN 으로 연결된 세션에 대하여 설정된 DNS 서버 주소를 사용할 수 있다. 최초 설정 응답 메시지 내의 정보는 <표 1>에 기술된 것과 같다.

<표 1>

절차 4에서, 단말내의 EEC 는 수신 받은 설정 정보를 저장한다. EEC 는 모뎀에 수신 받은 EDN Service Area 의 변경시 공지를 보낼 수 있도록 단말의 모뎀을 설정 할 수 있다.

<실시예 A2>

도 9는 본 개시의 실시예에 따라 단말의 DNS 서버 주소의 갱신 절차에 대한 흐름도이다. 이하 도 9를 참조하여 단말이 EDN 서비스 영역에 진입하거나 EDN 서비스 영역에서 이탈하는 경우에 단말 내에서 DNS 서버 주소의 설정에 관련된 동작을 설명한다.

절차 1에서 단말이 3GPP 시스템내에서 이동을 하게 되면, 단말 내의 모뎀 (MT) 는 단말이 EDN 서비스 영역 내에 진입 하였는지, 혹은 EDN 서비스 영역 밖으로 이동하였는지를 감지할 수 있다. 이동을 감지한 MT 는 EDN 서비스 영역을 이동하였다는 정보를 EEC 에게 공지할 수 있다.

절차 2와 절차 3을 통하여 단말의 이동을 감지한 단말내의 EEC는 만약에 새로운 영역에서 사업자의 EDN configuration 정보가 없는 경우, 설정 요청 메시지를 EDN-CS 에 전송하여, 단말의 현재 위치가 포함된 EDN 설정 정보를 수신 받을 수 있다. 단말에 설정하는 메시지는 EDN 서비스 영역과 DNS 서버 주소를 포함한 정보를 수신할 수 있다.

절차 4에서 EEC는 EDN 서비스 영역과 DNS 서버 주소를 매핑하여 맵핑 정보를 저장할 수 있다.

절차 5에서 EEC는 DNS 리졸버에게 기존의 EDN 서비스 영역에 속하는 DNS 캐쉬 정보를 삭제할 수 있다. DNS 리졸버에서 삭제한 DNS 정보를 통해 연결이 되어 있는 응용 계층 연결(예를 들면, TCP 연결)이 더 이상 유효하지 않을 수 있다는 지시(indication)를 단말에서 동작 중인 응용 프로그램 (Application Client)에 전달할 수 있다. 또한 절차 5에서 EEC 는 단말이 진입한 영역에 해당하는 신규 DNS 서버 주소를 DNS 리졸버에 보낼 수 있다. DNS 리졸버는 현재의 DNS 서버 주소를 설정하고, 새로운 DNS query를 전송하는 경우, 설정된 현재의 DNS 서버 주소를 사용할 수 있다. 이러한 신규 DNS 서버 주소는 단말의 DN 별로 별도로 저장될 수 있으며, DNS 리졸버는 DNS 서버 주소를 단말의 DN 별(즉 DNN 혹은 APN 별로)로 관리 및 저장할 수 있다.

절차 6에서, 단말이 접속한 EAS 주소가 변경될 수 있다는 사실을 감지한 응용 프로그램 Client 는 응용 프로그램의 로직에 따라서, 현재의 연결을 중단하고, DNS Resolver 에 의하여 새롭게 갱신한 IP 주소로의 연결을 생성할 수도 있다.

<실시예 A3>

도 10은 본 개시의 실시예에 따라 DNS 질의 절차에 따른 흐름도이다.

절차 1에서 단말에 설치된 응용 프로그램은 EAS 에 응용 계층의 연결을 시도할 수 있다.

절차 2, 절차 3에서 단말에 설치된 응용 프로그램은 응용 계층의 연결을 위하여 EAS 의 도메인 주소를 IP 주소로 변환하기 위하여 DNS 리졸버에 DNS resolution 을 요청할 수 있다. 이러한 요청은 운영체제의 라이브러리 혹은 시스템 콜과 같은 형태로 응용 프로그램에 제공될 수 있다. 이러한 API 는 getbyhostname 과 같은 형태가 될 수 있다.

절차 4에서 DNS 리졸버는 단말의 응용 프로그램과 연결된 PDU 세션을 확인하고, 해당 PDU 세션의 DN 별로 저장되어 있는DNS 캐쉬에 저장된 정보가 있는 지를 확인하고, DNS 캐쉬에 정보가 있는 경우, 절차 5 내지 절차 8을 스킵(skip) 하고 DNS resolution 응답을 응용 프로그램에 보낼 수 있다.

절차 4에서 DNS 리졸버가 DNS 질의(query)를 보낼 것을 결정하면, DNS 리졸버는 DNS query 를 메시지로 구성할 수 있다. DNS query 메시지는 요청 받은 domain name 과 함께, 현재 EDN 리졸버에 설정된 DNS 주소를 검색하여 해당 주소를 DNS query 의 목적지 주소로 설정할 수 있다. 만일 절차 4에서, DNS 리졸버에 설정된 DNS 서버 주소가 없는 경우, DNS 리졸버는 EEC 에 현재의 DNS 서버 주소 정보를 요청하고 EEC는 현재의 DNS 서버 주소 정보를 DNS 리졸버에 제공할 수 있다.

절차 5에서 DNS 리졸버는 생성된 DNS query 메시지를 설정된 지역 DNS 서버에 전송할 수 있다.

절차 6에서 DNS 서버는 단말로부터 수신한 DNS query 에 대한 DNS 응답 메시지를 구성하기 위하여 EDN 서버별로 다르게 저장되어 있는 domain name 에 대한 IP 주소 혹은 domain name (예, ex.com과 같은 FQDN 등)에 대한 별칭 domain name을 획득할 수 있다. EDN domain ID 별로 다른 응답을 구성하기 위하여 절차 6a~6d 및 절차 6e/6f 절차와 같이, DNS 서버는 EDN-CS 에 EDN domain ID 와 단말이 요청한 domain name 에 대한 DNS 응답을 요청하고, EDN-CS 혹은 EES 는 요청에 대한 DNS 응답에 포함되어 있는 정보 (domain name 에 대한 EDN domain 에 대한 IP 주소 및 domain name 별칭 주소)를 응답할 수 있다. 6a 절차에서 EDN domain ID 및 domain name 를 포함한 질의를 수신한 EDN-CS는 등록된 EES 정보를 통하여 해당 질의를 어떠한 EES 에 문의하여야 하는지를 판단하고 해당 EES 에 6b 메시지를 보내어 DNS 응답을 수신할 수 있다.

절차 7에서 DNS 서버는 앞서 설명한 절차 6을 통하여 알아낸 정보를 통하여 DNS 응답 메시지를 구성하여 단말의 DNS 리졸버에게 DNS 응답 메시지를 전송할 수 있다. DNS 응답 메시지는 domain name 에 해당 DNS domain ID 에서 할당된 IP 주소 혹은 또다른 DNS query 를 하기 위한 domain name 별칭 주소 (CNAME alias) 를 포함할 수 있다. DNS 리졸버가 DNS 서버로부터 domain name 별칭 주소를 수신한 경우, DNS 리졸버는 domain 별칭 주소를 요청으로 하여 또 다른 DNS 질의 메시지를 DNS 서버에 전송할 수 있다. Domain name 별칭 주소를 포함한 DNS 질의를 수신한 DNS 서버는 domain name 별칭 주소에 해당하는 IP 주소로 응답할 수 있다.

절차 8에서 DNS 리졸버는 수신받은 DNS 정보를 DNS cache 저장소에 보관할 수 있다.

절차 9에서, DNS 리볼버는 요청 받은 domain name 에 해당하는 IP 주소를 응용 프로그램에 전달할 수 있다.

본 개시의 A3, A4, A5 실시예들에서는 단말이 네트워크의 토폴로지를 인지하지 않고, 네트워크에서 단말의 위치에 따라서 단말에서 EDN 서비스 영역과 EDN domain ID 에 대한 관계를 판단하여, 단말에서 사용할 EDN domain ID 를 단말에 알려주어 단말이 사용하게 하도록 하는 단말 및 응용 계층 네트워크 서버의 동작에 대하여 설명한다.

본 개시의 실시예 A3 은 단말이 네트워크 토폴로지를 인지하는 경우와 그렇지 않은 경우에 모두 사용될 수 있다.

본 개시의 EDN Service Area 는 3GPP 시스템내에서 단말의 네트워크에서의 위치를 특정할 수 있는 Cell ID, Cell List, Registration Area, 특정 S-NSSAI가 사용 가능한 등록 영역, NPN 영역, PLMN ID(s), LADN 서비스 영역 등이 될 수 있다.

실시예 A3, A4, A5 에서 네트워크에서는 EDN 서비스 영역을 감지하고, 단말이 이동으로 인하여 EDN 서비스 영역 1에서 END 서비스 영역 2로 이동한 경우, 단말에 새로운 DNS 서버 주소를 공지하여, 단말로 하여금 EDN 서비스 영역 1에 대한 DNS Cache 정보를 삭제하고, EDN 서비스 영역 2에 대한 EDN 서비스 영역 2에 상응하는 DNS 서버 주소를 설정함으로써, 향후 발생하는 DNS 요청 메시지에 설정된 DNS 서버 주소를 목적지 주소로 사용하는 것을 특징으로 하는 실시예들에 대하여 설명한다.

<실시예 A4>

도 11은 본 개시의 실시예에 따라 단말의 EEC 가 EDN service area (혹은 EDN domain ID) 변경에 대하여, EDN-CS 에 정보 변경에 대한 가입을 요청하는 절차의 흐름도이다.

절차 1에서 단말의 모뎀(Mobile Terminal) 은 5GC 에 최초 등록 및 common DN 에 대한 설정 절차, 혹은, EPC 에 최초 접속 절차를 수행할 수 있다. 단말의 모뎀은 EPC 에서 5GC 로 이동시 혹은 로밍 상황에서 서빙 PLMN 이 변경되는 HO 절차의 성공적인 수행 이후에, 서빙 PLMN 이 변경되었을 감지할 수 있다. 단말의 모뎀(MT)이 서빙 PLMN 의 변경을 감지하면, 단말의 모뎀은 EEC 에 최초 접속이 성공적으로 수행되었음을 알리는 공지 혹은 서빙 PLMN 감지 혹은 변경을 감지하였음을 알리는 공지를 보낼 수 있다.

절차 2에서 EEC는 최초 설정 요청 메시지 혹은 EDN 서비스 지역 변경에 대한 공지 요청서비스에 가입하는 내용을 포함하는 메시지를 EDN-CS 에 전송할 수 있다.

절차 3에서, EDN-CS 는 단말로부터의 요청 메시지에, EDN 서비스 영역 변경에 대한 공지 요청을 수신하면, 3GPP 네트워크에 해당하는 단말에 대한 단말 위치 변경에 대한 공지 요청 서비스에 가입하기위한 요청 메시지를 전달할 수 있다. 가입 메시지에는 단말의 식별자(예 GPSI), 단말의 EDN 서비스 영역, 그리고, EDN 서비스 영역에 진입/이탈시 공지를 요청하는 지시자를 포함할 수 있다.

성공적으로 3GPP 네트워크의 단말 이동에 대한 공지 서비스에 가입된 경우, 응답으로 EDN-CS 는 단말의 위치를 수신 받을 수 있다.

EDN-CS 는 EDN 서비스 영역에 연관되어 있는 DNS 서버 주소에 대한 정보를 기반으로 단말의 현재 위치에서 사용가능 한 DNS 서버 주소를 알아낼 수 있다. EDN 서비스 영역과 DNS 서버 주소에 대한 맵핑 정보는 EDN-CS 에 사전에 설정될 수도 있고, 3GPP Network에 요청하여 결과로 동적으로 정보를 갱신 받을 수도 있다

단말의 현재 위치에서 사용가능 한 DNS 서버 주소를 알아낸 EDN-CS 는 단말에 EDN DNS 서버 주소를 전송한다. DNS 서버 주소는 복수개가 될 수도 있다.

단말의 EEC는 수신받은 DNS 서버 주소를 저장한다. DNS Resolver 에게 현재 사용가능한 DNS 서버 주소를 전달할 수 있다.

<실시예 A5>

도 12는 본 개시의 실시예에 따라 단말의 DNS 리졸버에서 사용하는 DNS 서버주소를 응용 계층 설정 서버인 EDN-CS 에서 동적으로 갱신하는 경우의 흐름도이다.

본 실시 예에서는 EDN-CS 가 이미 EDN Service Area 별로 단말의 위치 정보에 대한 공지 서비스에 가입한 경우에 해당할 수 있다.

절차 1, 절차2에서 3GPP 네트워크에서 단말이 EDN 서비스 영역으로의 진입 혹은 EDN 서비스 영역에서부터 이탈, 혹은 EDN 서비스 영역의 변경을 감지하면, 3GPP 네트워크는 EDN-CS 에 단말 이동에 대한 공지를 보고할 수 있다. 상기 메시지에는 단말이 EDN service area 로의 진입, 이탈 혹은 변경 여부 그리고 현재의 단말의 위치를 포함할 수 있다.

절차 3에서, EDN-CS 는 EDN-CS 내에 사전에 설정되어 있는 EDN domain ID 와 EDN 서비스 영역에 대한 맵핑 정보와 3GPP 네트워크로부터 파악된 단말의 현재 위치로부터 단말이 사용하여야 할 DNS 서버 주소를 결정할 수 있다. 만약 현재 단말에 설정된 EDN 서버주소 와 신규로 결정된 DNS 서버 주소가 상이한 경우, EDN-CS 는 단말에 DNS 서버 주소 변경에 대한 고지를 결정하고, 3b 메시지를 전송할 수 있다. 위에서 기술한 DNS 서버 주소의 변경에 대한 공지와 유사한 방식으로, EDN-CS 는 단말이 EDN 서비스 영역 변경에 대하여 가입되어 있는 경우, EDN 서비스 영역 변경을 판단하여, 이에 대한 공지를 할 수도 있다.

절차 4에서 DNS 서버 주소에 대한 변경을 수신한 EEC 는 현재의 EDN 서비스 영역과 DNS 서버 주소를 저장한다.

절차 5에서 EEC 는 DNS 리졸버에게 단말이 위치한 EDN 서비스 영역이 변경되었다는 사실을 공지하고, 기존의 DNS 서버 주소를 사용하게 되지 못하게 되었다는 내용을 전달한다.

절차 6에서 DNS 리졸버는 이전에 EDN 서비스 영역에 속해 있는 DNS 메모리(cache) 정보를 삭제할 수 있다. DNS 리졸버는 기존의 DNS 서버에서 보관한 DNS cache 정보를 삭제할 수 있다. 또한 새롭게 수신한 DNS 서버 주소 정보를 현재의 DNS 서버 주소로 설정할 수 있다. 이러한 DNS 서버 주소의 설정은 EDN-CS 로부터 수신한 DNN 에만 해당하는 DNS 서버 주소가 될 수 있다.

절차 6에서 DNS 리졸버 혹은 EEC 는 단말의 응용프로그램에서 현재 단말이 속한 EDN 서비스 영역의 변경으로 인하여, 현재 응용 계층 트래픽을 EAS 와 상호 전달하는 응용 계층의 연결 (예 TCP 연결)이 단절될 수도 있다는 사실을 알릴 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

0, 1, 2, 3, ...: 절차의 순서

Claims (1)

1. 이동통신 시스템에서 어플리케이션 서버의 정보 제공하기 위한 방법에 있어서,
   제1제어 메시지를 수신하는 단계;
   상기 제1제어 메시지에 응답하여 제2제어 메시지를 생성하는 단계; 및
   상기 제2제어 메시지를 송신하는 단계;를 포함하는, 방법.
   

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