KR20210135120A - 분산형 가상 데스크탑 시스템 및 처리 방법 - Google Patents

Abstract

단말, MEC(mobile edge computing) 제어장치, 클라우드(cloud) 노드를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 가상 데스크탑 서비스 제공 시스템은, 상기 MEC 제어장치에 가상 데스크탑 서비스를 요청하는, 단말, 상기 단말로부터 수신한 상기 가상 데스크탑 서비스 요청에 기초하여 가상 머신을 구성하고, 상기 구성된 가상 머신을 동작하도록 제어하는, MEC 제어장치 및 상기 MEC 제어장치로부터 수신한 상기 단말에 관련된 이미지 파일에 기초하여 상기 단말에 대해 동기화를 수행하는, 클라우드 노드를 포함할 수 있다.

Description

분산형 가상 데스크탑 시스템 및 처리 방법{PROCESSING METHOD AND SYSTEM FOR DISTRIBUTED VIRTUAL DESKTOP}

본 발명은 VDI(virtual desktop infrastructure) 및 MEC(mobile edge computing)를 이용한 데이터 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 VDI 시스템을 MEC를 이용하여 제공하는 방법에 관한 것이다.

데스크탑 가상화(VDI,　Virtual　Desktop　Infrastructure)란 물리적으로 존재하진 않지만 실제 작동하는 컴퓨터 안에서 작동하는 또 하나의 컴퓨터를 만들 수 있는 기술이다. 한마디로 컴퓨터 속에 또 다른 가상 컴퓨터를 만들 수 있게 돕는 기술이다. 데스크탑 가상화는　데이터센터에 있는 서버를 컴퓨터 작업을 실행하는 데 필요한 본체로 활용한다. 그 덕분에 사용자는 모니터, 키보드, 마우스만으로도 컴퓨터를 쓸 수 있다.

물리적 자원을 논리적으로 분배하여 격리된 공간을 제공하는 가상화 시스템을 통해 가상 데스크탑을 제공할 수 있고 제공된 가상 데스크탑은 무선 네트워크를 활용하여 모바일 디바이스(스마트폰, 태블릿 등)에서도 사용할 수 있도록 개발되었다.

모바일 엣지 컴퓨팅(mobile edge computing, MEC)이란 데이터가　수집되는　현장에서　바로　데이터를　처리하고　연산　결과를　적용하는　기술이다. 즉, 통신 서비스를 이용하려는 사용자와 가까운 곳에 서버를 위치시켜 데이터를 처리하는 것을 말한다.

2000년대　들어　인터넷과　휴대폰,　태블릿　등　소형　디바이스가　등장하면서　언제　어디서나　데이터를　꺼내어　사용할　수　있는　클라우드　컴퓨팅이　보편화되기　시작했다.　클라우드　컴퓨팅은　데이터의　효율적인　운용을　가능하게　했지만　접속　시간의　지연,　사생활　데이터의　유출　등　단점이　존재한다.　특히,　5G시대에는　IoT　기기가　더　긴밀하게,　방대한　데이터를　주고받으면서　데이터　량이　증가할　것으로　보이며,　중앙의　데이터센터에서　모든　데이터를　처리하기에　역부족인　상황이　되었다.

이런　클라우드의　단점을　보완하기　위해　기기　자체　또는　주변에서　데이터를　분산　처리하는　모바일　엣지　컴퓨팅(Mobile Edge　Computing, MEC)이　등장했습니다.　모바일　엣지　컴퓨팅이　적용되면　전송　시간이　비약적으로　단축되는　것은　물론,　맞춤형　서비스가　가능해진다.　예를　들어,　자율 주행 차는　차량에　부착된　센서에서　실시간으로　데이터를　수집해　네트워크　지연이나　데이터　전송　오류　없이　주변　도로　상황,　차량　현황　등에　따라　신속한　대처가　가능하다.

중앙 집중형인 클라우드 컴퓨팅과 달리 차세대 네트워크인 5G를 활용하여 분산된 구조로 구축되는 엣지 컴퓨팅을 통해 모바일 기기에서 가상 데스크탑을 더 효율적으로 사용할 수 있다.

모바일 엣지 컴퓨팅(MEC)은 모바일 기기와 통신하는 기지국에 서버를 전진 배치하여 데이터 처리 단계를 최소화 하는 방식이다. 그러나 VDI 시스템을 위한 규모의 서버를 기지국에 전진 배치하는 것은 공간적으로 비효율적일 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 본 발명은 VDI(virtual desktop infrastructure) 및 MEC(mobile edge computing)를 이용한 데이터 처리 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 VDI(virtual desktop infrastructure) 서비스 제공 시스템은 단말, MEC(mobile edge computing) 제어장치, 클라우드(cloud) 노드를 포함하는 통신 시스템에 있어서, 상기 MEC 제어장치에 가상 데스크탑 서비스를 요청하는 단말, 상기 단말로부터 수신한 상기 가상 데스크탑 서비스 요청에 기초하여 가상 머신을 구성하고, 상기 구성된 가상 머신을 동작하도록 제어하는, MEC 제어장치 및 상기 MEC 제어장치로부터 수신한 상기 단말에 관련된 이미지 파일에 기초하여 상기 단말에 대해 동기화를 수행하는, 클라우드 노드를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 가상 데스크탑 구동을 지원하는 하이퍼바이저(hypervisor)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 상기 단말에서 수행되는 동작의 데이터 연산 처리의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 연결 관리부(connection management), 캐시 관리부(cache management), 자원 관리부(resource management), 네트워크 관리부(network management), 및 동기화 관리부(sync management)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 상기 단말이 사용하는 애플리케이션(application) 및 상기 애플리케이션의 구동 환경을 포함하는 애플리케이션 컨테이너를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 단말은 상기 MEC 제어장치와 연결되고, 상기 MEC 제어장치는 상기 단말 및 상기 클라우드 노드와 연결될 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 상기 단말에 관련된 기본 이미지(base image), 상기 단말에 관련된 데이터 이미지, 및 애플리케이션 컨테이너를 저장할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상 데스크탑 서비스를 제공하는 MEC(mobile edge computing) 제어장치는, 무선 신호를 송수신하는 송수신기(transceiver) 및 상기 송수신기에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 단말로부터 가상 데스크탑 서비스 요청을 수신하고; 상기 가상 데스크탑 서비스 요청에 기초하여 가상 머신을 구성하고; 상기 구성된 가상 머신을 동작하도록 제어하고; 그리고 상기 단말에 관련된 이미지 파일을 클라우드 노드에 전송할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 가상 데스크탑 구동을 지원하는 하이퍼바이저(hypervisor)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 상기 단말에서 수행되는 동작의 데이터 연산 처리의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 연결 관리부(connection management), 캐시 관리부(cache management), 자원 관리부(resource management), 네트워크 관리부(network management), 및 동기화 관리부(sync management)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 상기 단말이 사용하는 애플리케이션(application) 및 상기 애플리케이션의 구동 환경을 포함하는 애플리케이션 컨테이너를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 MEC 제어장치는, 상기 단말에 관련된 기본 이미지(base image), 상기 단말에 관련된 데이터 이미지, 및 애플리케이션 컨테이너를 저장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 단말(예를 들어, 모바일 디바이스)은 오류가 발생한 경우, 클라우드(cloud) 노드로부터 단말의 가상 데스크탑 이미지 파일을 수신할 수 있다. 단말은 클라우드(cloud) 노드로부터 수신한 가상 데스크탑 이미지 파일에 기초하여 오류를 복구할 수 있다. 다시 말해, 지속적으로 중앙 클라우드(cloud)에 가상 데스크탑과 관련된 이미지가 동기화되기 때문에 오류 복구가 쉬워 질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기존의 가상 데스크탑 시스템과 달리, MEC 제어장치에 의하여 가상 데스크탑 서비스가 제공될 수 있기 때문에, 사용자는 낮은 지연 효과를 얻을 수 있다. 따라서 사용자는 가상 데스크탑을 효율적으로 사용할 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 데스크탑 가상화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 분산형 가상 데스크탑 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 VDI(virtual desktop infrastructure) 서비스를 제공하는 MEC(mobile edge computing) 제어장치에서 수행되는 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 110, 120, 130)을 포함할 수 있다.

복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐 만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템은 기지국(base station)(110), 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108), 인터넷 코어(120), 및 클라우드(cloud) 노드(130)를 포함할 수 있다. 기지국(110) 및 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)을 포함하는 통신 시스템은 "스몰셀 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110)은 스몰셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)이 속할 수 있다.

여기서, 기지국(110)은 스몰셀, 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), gNB, ng-eNB, BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), f(flexible)-TRP 등으로 지칭될 수 있다. 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), IoT(internet of things) 기능을 지원하는 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.

한편, 기지국(110)은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 기지국(110)은 다른 기지국과 X2 인터페이스를 통해 서로 연결될 수 있다. 기지국들은 X2 인터페이스를 통해 서로 정보를 교환할 수 있고, 핸드오버(handover)와 같은 기능을 수행할 수 있다. 기지국(110)은 S1 인터페이스를 통해 인터넷 코어(120)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 S1-MME 인터페이스를 통해 MME와 연결될 수 있고, S1-U 인터페이스를 통해 S-GW와 연결될 수 있다. 기지국(110)은 인터넷 코어(120)로부터 수신한 신호를 해당 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)에 전송할 수 있고, 해당 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)로부터 수신한 신호를 인터넷 코어(120)에 전송할 수 있다.

또한, 기지국(110)은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) 각각은 기지국(110)과 대응하는 동작, 기지국(110)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제1 단말(100)에 전송할 수 있고, 제1 단말(100)은 SU-MIMO 방식에 의해 기지국(110)으로부터 신호를 수신할 수 있다.

기지국(110)은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)에게 전송할 수 있고, 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)은 CoMP 방식에 의해 기지국(110)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 기지국(110)은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다.

도 3은 데스크탑 가상화를 설명하기 위한 도면이다.

데스크탑 가상화 또는 가상 데스크탑 인프라(VDI: Virtual Desktop Infrastructure)은 물리적으로 존재하진 않지만 실제 작동하는 컴퓨터 또는 스마트폰 등과 같은 컴퓨팅 장치 안에서 작동하는 또 하나의 컴퓨터를 제공하는 기술을 의미할 수 있다. 데스크탑 가상화는 데이터센터에 있는 서버를 컴퓨터 작업을 실행하는 데 필요한 본체로 활용할 수 있으며, 사용자는 모니터, 키보드 및 마우스만으로도 이를 이용할 수 있다.

데스크탑 가상화 시스템은 가상 데스크탑을 로컬 시스템이 아닌 중앙 서버 또는 중앙 클라우드(cloud) 서버에서 작동하는 가상머신(VM: Virtual Machine) 계층, VM 데이터를 저장하는 스토리지(storage) 계층, 각 VM을 클라이언트에게 연결하는 세션 관리 계층 및 서비스를 받는 클라이언트 계층으로 구성될 수 있다. 이를 통해, 데스크탑 가상화 기술은 다수의 가상 데스크탑을 자신의 로컬 시스템에서 운영하고 있는 것처럼 제공하는 기술을 의미할 수도 있다.

이러한 데스크탑 가상화 기술은 여러 장점이 있으나, 보안 측면에서 특히 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, 데스크탑 가상화 환경에서는 가상 컴퓨터에서 작업을 하기 때문에 사용자 개인의 컴퓨터에 데이터가 저장되지 않는다. 즉, 모든 데이터는 개인의 컴퓨터 즉, 로컬 컴퓨터가 아닌 중앙 데이터 센터에 저장된다. 이로 인하여, 민감한 데이터의 외부 유출과 관련된 문제점 중 상당 부분이 가상 데스크탑 환경을 통해 해소될 수 있다.

이하에서는 분산형 가상 데스크탑 시스템의 동작 방법이 설명된다.

도 4는 분산형 가상 데스크탑 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 도 4의 통신 시스템은 도 1의 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. 도 4의 단말(401, 402)은 도 1의 단말(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)일 수 있고, 도 4의 기지국(410, 420)은 도 1의 기지국(110)일 수 있다. 도 4의 클라우드(cloud) 노드(420)는 도 1의 클라우드(cloud) 노드(130)일 수 있다.

기지국(410, 420)은 통신 프로토콜(예를 들어, 5G 통신 프로토콜)에 기초하여 단말들(401, 402)에 통신 서비스를 제공할 수 있다.

기지국(410, 420) 및 클라우드(cloud) 노드는 단말에게 VDI(virtual desktop infrastructure) 서비스를 제공할 수 있다.

예를 들어, 기지국(410)과 MEC 제어장치(411)이 별도로 존재할 수 있다. 또는 예를 들어, 기지국(420)이 모바일 엣지 컴퓨팅(MEC)를 제공하는 장치일 수 있다. 모바일 엣지 컴퓨팅(MEC)은 모바일 기기와 통신하는 기지국에 서버를 전진 배치하여 데이터 처리 단계를 최소화하는 방법일 수 있다.

기지국(410, 420)에는 네트워크 세션을 처리할 수 있는 서버만 구축할 수 있다. 단말(401, 402)(예를 들어, 모바일 디바이스)의 저장장치에 가상 데스크탑 이미지 파일을 위치시킬 수 있고, 단말(401, 402)에 저장된 가상 데스크탑 이미지 파일을 이용하여 단말(401, 402)에서 가상 데스크탑이 실행될 수 있다.

기지국(410, 420)은 단말(401, 402)와 5G 통신을 수행할 수 있고, 클라우드 노드(420)와 연결될 수 있다. 기지국(410, 420)은 단말(401, 402)로부터 수신한 가상 데스크탑 이미지 파일을 클라우드 노드(420)에 전송할 수 있다. 클라우드 노드(420)는 기지국(410, 420)으로부터 수신한 가상 데스크탑 이미지 파일을 기초로 단말(401, 402)에 대한 가상 데스크탑 이미지 파일을 동기화할 수 있다.

도 5 및 도 6은 MEC(mobile edge computing)를 통해 가상 데스크톱 서비스를 제공하는 방법의 실시예를 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 도 5 및 도 6의 단말(520, 620)은 도 4의 단말(401, 402)일 수 있고, 도 5 및 도 6의 MEC 제어장치(510, 610)는 도 4의 기지국(410)과 MEC(411)을 포함하는 개념 또는 도 4의 MEC를 제공하는 기지국(420)일 수 있다. 도 5 및 도 6의 클라우드 노드(520, 620)는 도 4의 클라우드 노드(420)일 수 있다.

MEC 제어장치(510, 610)는 가상 데스크탑의 구동을 지원하는 하이퍼바이저(hypervisor)를 포함할 수 있다. MEC 제어장치(510, 610)는 연결 관리부(connection management), 캐시 관리부(cache management), 네트워크 관리부(network management), 자원 관리부(resource management), 및 동기화 관리부(sync management)를 포함할 수 있다.

도 6은 MEC 제어장치의 캐시 관리부(cache management)를 구체화한 도면이다. 예를 들어, MEC 제어장치(610)의 캐시 관리부(cache management)는 컨테이너화 애플리케이션 관리부(containerized application management), 기본 이미지 관리부(base image management), 유저 데이터 관리부(user data management), 및 유저 프로필 관리부(user profile management)를 포함할 수 있다.

MEC 제어장치(510, 610)은 통신 프로토콜(예를 들어, 5G 통신 프로토콜)에 기초하여 단말들(500, 600)에 통신 서비스를 제공할 수 있다.

클라우드 노드(520, 620)도 단말 별 유저 프로필(user profile), 단말 별 베이스 이미지(base image), 단말 별 유저 데이터(user data), 컨테이너화 애플리케이션(containerized application) 정보를 저장하고 있을 수 있다.

가상 데스크톱 서비스 시스템에서 단말(500, 600)은 뷰어(viewer) 역할을 할 수 있다. 기존의 가상 데스크톱 서비스 시스템과는 달리, 본 실시예에 따르면 MEC 제어장치(510, 610)에서 가상 데스크톱 서비스를 제공하기 때문에 가상 데스크톱 서비스를 제공하는데 지연이 덜 발생할 수 있다. 예를 들어, MEC 제어장치(510, 610)는 기지국 또는 교환국 MEC일 수 있다.

기지국 또는 교환국은 IDC(internet data center)보다 규모가 작기 때문에 MEC 제어장치(510, 610)의 자원은 제한적일 수 있다. 사용자(예를 들어, 단말(500, 600))마다 다른 이미지를 사용하게 될 경우, MEC 제어장치(510, 610)의 자원으로 감당하기 어려울 수 있다.

MEC 제어장치(510, 610)는 가상 데스크탑 이미지를 기본 이미지(base image), 컨테이너화 애플리케이션(containerized application) 이미지, 유저 데이터(user data) 이미지로 분리할 수 있다.

기본 이미지(base image)는 사용자(예를 들어, 단말(500, 600))가 소속된 조직의 OS(operating system) 등 최소한의 기본 환경을 포함하는 이미지일 수 있다.

컨테이너화 애플리케이션(containerized application) 이미지는 사용자(예를 들어, 단말(500, 600))가 사용하는 응용프로그램 및 응용프로그램의 구동 환경을 포함하는 이미지일 수 있다.

유저 데이터(user data) 이미지는 사용자(예를 들어, 단말(500, 600))가 응용프로그램을 사용하여 생산 또는 소비하는 데이터 이미지일 수 있다.

OS, 애플리케이션, 데이터를 분리함으로써, MEC 제어장치는 가상 데스크탑 서비스를 위한 저장공간을 최소화할 수 있다. 또한 네트워크 통신량이 절감될 수 있다.

MEC 제어장치(510, 610)는 기본 이미지(base image), 컨테이너화 애플리케이션(containerized application) 이미지, 유저 데이터(user data) 이미지에 기초하여 단말(500, 600)의 가상 머신을 생성할 수 있고, 생성된 가상 머신을 구동할 수 있다.

도 7은 분산형 가상 데스크탑 시스템의 동작 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 도 7의 단말은 도 6의 단말(600)일 수 있고, 도 7의 MEC 제어장치는 도 6의 MEC 제어장치(610)일 수 있다. 도 7의 클라우드 노드는 도 6의 클라우드 노드(620)일 수 있다. MEC 제어장치(510, 610)는 통신 프로토콜(예를 들어, 5G 통신 프로토콜)에 기초하여 단말들(500, 600)에 통신 서비스를 제공할 수 있다.

단말은 가상 데스크탑 뷰어로 사용될 수 있고, MEC 제어장치는 가상 데스크탑 구동 컴퓨팅 서버로 사용될 수 있다.

단말은 MEC 제어장치에 가상 데스크탑 서비스를 요청할 수 있다(S710). MEC 제어장치는 단말로부터 가상 데스크탑 서비스 요청을 수신할 수 있다. MEC 제어장치는 단말로부터 가상 데스크탑 서비스 요청을 수신하면 단말을 위한 가상 머신을 구성할 수 있다(S720).

MEC 제어장치에 포함된 하이퍼바이저(hypervisor)는 단말을 위한 기본 이미지(base image), 및 유저 데이터(user data) 이미지를 생성할 수 있다.

기본 이미지(base image)는 단말이 소속된 조직의 OS(operating system) 등 최소한의 기본 환경을 포함하는 이미지일 수 있다. 유저 데이터(user data) 이미지는 단말이 응용프로그램을 사용하여 생산 또는 소비하는 데이터 이미지일 수 있다.

MEC 제어장치는 단말이 사용하는 응용프로그램 및 응용프로그램의 구동 환경을 포함하는 애플리케이션 컨테이너를 생성할 수 있다. MEC 제어장치는 가상 데스크탑 서비스를 제공 받는 단말에 관련된 정보(예를 들어, 단말 식별 정보 등)인 유저 프로필(user profile) 정보를 저장할 수 있다.

MEC 제어장치는 연결 관리부(connection management), 캐시 관리부(cache management), 네트워크 관리부(network management), 자원 관리부(resource management), 및 동기화 관리부(sync management)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 캐시 관리부(cache management)는 컨테이너화 애플리케이션 관리부(containerized application management), 기본 이미지 관리부(base image management), 유저 데이터 관리부(user data management), 및 유저 프로필 관리부(user profile management)를 포함할 수 있다.

MEC 제어장치는 가상 데스크탑 이미지(기본 이미지, 컨테이너화 애플리케이션 이미지, 유저 데이터 이미지 등)를 클라우드 노드에 전송할 수 있다(S730).

클라우드 노드는 MEC 제어장치로부터 가상 데스크탑 이미지(기본 이미지, 컨테이너화 애플리케이션 이미지, 유저 데이터 이미지 등)를 수신할 수 있고, 수신한 가상 데스크탑 이미지에 기초하여 단말의 가상 데스크탑 이미지를 동기화할 수 있다.

단말은 오류가 발생한 경우, 클라우드(cloud) 노드로부터 단말의 가상 데스크탑 이미지 파일을 수신할 수 있다. 단말은 클라우드(cloud) 노드로부터 수신한 가상 데스크탑 이미지 파일에 기초하여 오류를 복구할 수 있다.

기존의 가상 데스크탑 시스템과 달리, MEC 제어장치에 의하여 가상 데스크탑 서비스가 제공될 수 있기 때문에, 사용자는 낮은 지연 효과를 얻을 수 있다. 따라서 사용자는 가상 데스크탑을 효율적으로 사용할 수 있다. 즉, 가상 데스크탑 서비스가 클라우드 서버와 단말의 중간에 위치한 MEC 제어장치에서 수행될 수 있기 때문에, 지연이 줄어들 수 있다.

도 8은 가상 데스크탑 서비스를 제공하는 MEC(mobile edge computing) 제어장치에서 수행되는 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 도 8의 동작을 수행하는 MEC 제어장치는 도 5 또는 도 6의 MEC 제어장치(510, 610)일 수 있다.

MEC 제어장치(예를 들어, 기지국)는 단말로부터 가상 데스크탑 서비스 요청을 수신할 수 있다(S810). 예를 들어, MEC 제어장치(510, 610)는 단말(500, 600)로부터 가상 데스크탑 서비스를 요청하는 신호를 수신할 수 있다.

MEC 제어장치(예를 들어, 기지국)는 단말로부터 가상 데스크탑 서비스 요청을 수신하면, 단말을 위한 가상 머신을 구성할 수 있다(S820). 가상 머신을 구성하는 방법은 도 7에 설명된 S720 단계에 기초할 수 있다.

MEC 제어장치는 단말의 이미지 파일을 클라우드(cloud) 노드에 전송할 수 있다(S830). 클라우드(cloud) 노드는 MEC 제어장치로부터 수신한 단말의 이미지 파일에 기초하여 클라우드(cloud) 노드에 저장된 단말의 이미지 파일을 변경할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

상술한 본 명세서의 기술적 특징은 다양한 응용예(application)나 비즈니스 모델에 적용 가능하다. 예를 들어, 인공 지능(Artificial Intelligence: AI)을 지원하는 장치에서의 무선 통신을 위해 상술한 기술적 특징이 적용될 수 있다.

인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.

인공 신경망(Artificial Neural Network; ANN)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.

인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다.

모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.

인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.

머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.

지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.

인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.

또한 상술한 기술적 특징은 로봇의 무선 통신에 적용될 수 있다.

로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.

로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다. 로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.

본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 단말, MEC(mobile edge computing) 제어장치, 클라우드(cloud) 노드를 포함하는 통신 시스템에 있어서,
   상기 MEC 제어장치에 가상 데스크탑 서비스를 요청하는, 단말;
   상기 단말로부터 수신한 상기 가상 데스크탑 서비스 요청에 기초하여 가상 머신을 구성하고, 상기 구성된 가상 머신을 동작하도록 제어하는, MEC 제어장치; 및
   상기 MEC 제어장치로부터 수신한 상기 단말에 관련된 이미지 파일에 기초하여 상기 단말에 대해 동기화를 수행하는, 클라우드 노드를 포함하는,
   가상 데스크탑 서비스 제공 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 MEC 제어장치는,
   가상 데스크탑 구동을 지원하는 하이퍼바이저(hypervisor)를 포함하는,
   가상 데스크탑 서비스 제공 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 MEC 제어장치는,
   상기 단말에서 수행되는 동작의 데이터 연산 처리의 전부 또는 일부를 수행하는,
   가상 데스크탑 서비스 제공 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 MEC 제어장치는,
   연결 관리부(connection management), 캐시 관리부(cache management), 자원 관리부(resource management), 네트워크 관리부(network management), 및 동기화 관리부(sync management)를 포함하는,
   가상 데스크탑 서비스 제공 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 MEC 제어장치는,
   상기 단말이 사용하는 애플리케이션(application) 및 상기 애플리케이션의 구동 환경을 포함하는 애플리케이션 컨테이너를 생성하는,
   가상 데스크탑 서비스 제공 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 단말은 상기 MEC 제어장치와 연결되고,
   상기 MEC 제어장치는 상기 단말 및 상기 클라우드 노드와 연결된,
   가상 데스크탑 서비스 제공 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 MEC 제어장치는,
   상기 단말에 관련된 기본 이미지(base image), 상기 단말에 관련된 데이터 이미지, 및 애플리케이션 컨테이너를 저장하는,
   가상 데스크탑 서비스 제공 시스템.
8. 가상 데스크탑 서비스를 제공하는 MEC(mobile edge computing) 제어장치는,
   무선 신호를 송수신하는 송수신기(transceiver); 및
   상기 송수신기에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
   단말로부터 가상 데스크탑 서비스 요청을 수신하고;
   상기 가상 데스크탑 서비스 요청에 기초하여 가상 머신을 구성하고;
   상기 구성된 가상 머신을 동작하도록 제어하고;
   상기 단말에 관련된 이미지 파일을 클라우드 노드에 전송하는,
   MEC 제어장치.

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