KR20220064960A - 클라우드 내의 안전한 가상 사설 모바일 및 ip 네트워크 - Google Patents

클라우드 내의 안전한 가상 사설 모바일 및 ip 네트워크 Download PDF

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KR20220064960A
KR20220064960A KR1020227008334A KR20227008334A KR20220064960A KR 20220064960 A KR20220064960 A KR 20220064960A KR 1020227008334 A KR1020227008334 A KR 1020227008334A KR 20227008334 A KR20227008334 A KR 20227008334A KR 20220064960 A KR20220064960 A KR 20220064960A
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Abstract

본 발명은 공중 클라우드 인프라에 사용되는 완전 소프트웨어 정의되고, 완전 가상화되며, 맞춤형인 모바일 통신 플랫폼에 관한 것이다. 이러한 모바일 네트워크는 모바일 네트워크 구성 요소의 자동 및 프로그래밍 방식 사용 및 구성에 대한 종단 간 제어를 허용한다. 구현을 통해 처음부터 3G, 4G, LTE 및 5G 모바일 통신을 위한 실질적인 사설 글로벌 종단 간 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)를 즉시 생성하고 사용할 수 있다. 사용자는 자신의 이동 통신사를 효과적으로 이용하여 프로그래밍 방식의 인터페이스를 통해 사용 가능한 기능을 사용자 정의할 수 있다.

Description

클라우드 내의 안전한 가상 사설 모바일 및 IP 네트워크
본 PCT 국제출원은 2019년 8월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 62/886,471의 이익을 주장한다.
본 발명은 퍼블릭 클라우드 인프라에 배치된 완전 소프트웨어 정의되고, 완전 가상화되며, 사용자 정의 가능한 모바일 통신 플랫폼에 관한 것이다.
모바일 네트워크는 무선 액세스 네트워크 및 백홀(backhaul) 회로와 상호 연결된 모바일 코어 네트워크를 포함할 수 있다. 모바일 네트워크는 공용 인터넷을 통해 다른 데이터 네트워크와 추가적으로 통신할 수 있다. 기존의 모바일 코어 네트워크는 종단 간 통신을 달성하는 데 필요한 기능을 수행하기 위해 고정된 맞춤형 하드웨어 구성 요소에 크게 의존한다. 이러한 하드웨어 기반 모바일 코어 네트워크는 배포 및 후속 프로비저닝 및 유지 관리 중에 경직되고 유연하지 않으며 비탄력적이다. 이전에 구별되었던 다양한 형태의 네트워크 트래픽(예: 음성, 메시징 및 데이터)의 융합이 증가함에 따라, 레거시 모바일 코어 네트워크는 전용 하드웨어 구성요소에 의존하지 않고 전체 모바일 코어 네트워크를 가상화하고 소프트웨어로 구현할 수 있을 정도로 단순화될 수 있다.
본 발명은 클라우드 컨테이너 및 클라우드 데몬의 구성 가능한 인스턴스의 혼합으로서 공용 클라우드 인프라에 배치된 완전 소프트웨어 정의되고 완전 가상화되며 사용자 정의 가능한 모바일 통신 플랫폼에 관한 것이다. 그러한 모바일 네트워크는 모바일 네트워크 내에서 그리고 모바일 네트워크와 다른 사설 및 공용 네트워크 사이에서 종단 간 네트워크 트래픽의 사적이고 안전한 라우팅을 허용한다. 이러한 모바일 네트워크는 높은 탄력성을 가진 클라우드에 즉시 배치될 수 있다. 또한 작동 중에 자동 및 프로그래밍 방식으로 프로비저닝 및 재구성될 수 있다. 본원에 개시된 구현은 처음부터 3G, 4G, LTE 및 5G 이동 통신을 위한 진정한 사설 글로벌 종단 간 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 즉각적이고 동적인 생성 및 배포를 가능하게 하는 플랫폼을 효과적으로 제공한다. 이러한 플랫폼의 사용자는 기본적으로 자신의 이동통신사 역할을 하므로 프로그래밍 방식의 인터페이스를 통해 사용 가능한 기능을 사용자 지정할 수 있다.
일 구현에서, 그러한 모바일 네트워크를 통한 정보 라우팅 방법이 개시된다. 방법은: 무선 네트워크 컨트롤러에서, 무선 단말 장치로부터의 제1 데이터를 인터셉트하는(intercepting) 단계; 및 제1 데이터를 공중 클라우드 플랫폼에 사용된 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어(private software-defined and fully virtualized mobile core) 및 데이터 라우팅 네트워크로 리다이렉팅하는(redirecting) 단계를 포함할 수 있으며, 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크는 데이터 처리 컨테이너의 복수의 클라우드 인스턴스와 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬(daemons)의 혼합을 포함한다. 방법은: 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크 내에서 데이터 처리 컨테이너의 복수의 클라우드 인스턴스의 하나의 인스턴스로 구현되는 데이터 처리 컨테이너의 복수의 클라우드 인스턴스를 통해, 제1 데이터를 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로 다이렉팅하는(directing) 단계; 제1 데이터를제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로부터 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로 라우팅하는 단계; 다수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬들로부터의 제1 데이터를 공중 클라우드 플랫폼에서 구현되는 사설 가상 교차 연결(private virtual cross connect)을 통하여 제2 패킷 게이트웨이에서 종료되는 독립적인 클라우드 애플리케이션으로 라우팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 독립적인 클라우드 애플리케이션의 액세스를 무선 단말 장치에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 구현에서, 공중 클라우드 플랫폼에서 사용되는, 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크가 개시된다. 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크는 무선 네트워크 컨트롤러를 통해 무선 단말 장치로부터의 데이터를 수신하도록 구성된 클라우드 컨테이너의 제1 세트의 인스턴스, 및 무선 네트워크 컨트롤러로부터 클라우드 컨테이너의 제1 세트의 인스턴스에 의해 수신된 데이터를 처리함으로써, 한 세트의 모바일 코어 네트워크 기능을 구현하도록 구성된 클라우드 컨테이너의 제2 인스턴스 세트를 포함할 수 있다. 가상화된 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크는 클라우드 컨테이너 제3 세트의 인스턴스 및 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용된 한 세트의 라우팅 데몬을 더 포함할 수 있다. 클라우드 컨테이너의 제3 세트의 인스턴스는 클라우드 컨테이너의 제2 세트의 인스턴스에 의해 처리된 데이터를 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용되는 한 세트의 라우팅 데몬으로 라우팅하기 위한 패킷 게이트웨이 역할을 할 수 있다. 한 세트의 라우팅 데몬은 라우팅 한 세트의 라우팅 데몬에서 수신된 데이터를 다중 프로토콜 레이블 스위칭에 따라 메시지를 라우팅하도록 구성된 사설 클라우드 네트워크로 라우팅하도록 구성될 수 있다.
또 다른 구현에서, 사설 무선 센서 네트워크가 개시된다. 무선 센서 네트워크는 복수의 분산 센서를 포함할 수 있고, 복수의 분산 센서 각각은 원격으로 활성화될 수 있는 복수의 국제 모바일 가입자 식별자(international mobile subscriber identity, IMSI) 프로파일을 구비하는 무선 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM)과 통합된다. 무선 센서 네트워크는 출력 데이터 생성하기 위한 무선 액세스 네트워크를 통하여 복수의 분산 센서에 의해 수집된 데이터를 수신하기 위해 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용되는 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어를 더 포함할 수 있다. 모바일 코어는 수신된 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리 컨테이너의 복수의 인스턴스의 혼합을 포함한다. 사설 무선 센서 네트워크는 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용된 복수의 사설 라우팅 데몬, 및 다중 프로토콜 레이블 스위칭에 따른 메시지를 라우팅하도록 구성된 사설 클라우드 네트워크를 포함할 수 있다. 모바일 코어의 출력 데이터는 복수의 사설 라우팅 데몬으로부터 사설 클라우드 네트워크로 더 라우팅될 수 있고, 사설 클라우드 네트워크로부터 사설 클라우드 애플리케이션으로 더 라우팅될 수 있다.
도 1은 모바일 코어 네트워크의 기능을 달성하기 위한 전용 하드웨어 구성 요소를 기반으로 하는 기존 모바일 통신 플랫폼의 아키텍처 예시를 나타낸다.
도 2는 소프트웨어에서 전체적으로 정의되고 공중 클라우드 인프라 내에서 전체적으로 가상화된 모바일 코어가 있는 모바일 통신 플랫폼의 아키텍처 예시를 나타낸다.
도 3은 공중 클라우드 인프라에서 가상화된 모바일 코어 네트워크와 다른 독립적인 클라우드 인스턴스 간에 클라우드에서 구현될 수 있는 안전한 가상 교차 연결을 도시한다.
도 4는, 안전하지 않은 공중 인터넷에 노출된 연결 레그(leg)를 나타내는, 하드웨어로 구현된 기존 모바일 코어 네트워크를 통한 모바일 장치와 클라우드 인스턴스 간의 통신 경로를 나타낸다.
도 5는, 복수의 다른 클라우드 플랫폼이 포함된 환경에서, 모바일 코어 네트워크를 구현하고 다른 클라우드 인스턴스에 가상으로 교차 연결되는 예를 나타낸다.
도 6은 시그널링, 데이터 처리 및 정보 라우팅을 위한 모바일 코어 네트워크의 예시적인 기능적 구성요소를 도시한다.
도 7은 공중 클라우드 인프라 내에서 사용되는 컨테이너와 데몬이 혼합된 모바일 코어 네트워크의 예시적인 구현을 나타낸다.
도 8은 컨테이너 및 탱커로서 모바일 코어 네트워크의 또 다른 예시적인 구현을 도시한다.
도 9는 가상화된 모바일 코어를 통해 종단 간 통신을 용이하게 하기 위해 클라우드 내에서 데몬 또는 컨테이너로 구현된 예시적인 라우팅 계층을 나타낸다.
도 10은 사설 모바일 코어 네트워크의 자동 사용과 프로비저닝, 및 다른 독립 클라우드 인스턴스에 대한 가상의 교차 연결을 위한 서비스를 제공하기 위한 예시적인 방식을 도시한다.
도 11은 클라우드의 기본 하드웨어 또는 사용자 단말 장치로 사용될 수 있는 컴퓨터 장치의 예시적인 구현을 나타낸다.
본 발명은 클라우드 컨테이너 및 클라우드 데몬의 구성 가능한 인스턴스의 혼합으로서 공용 클라우드 인프라에 배치된 완전 소프트웨어 정의 및 완전 가상화되며 사용자 정의 가능한 모바일 통신 플랫폼에 관한 것이다. 그러한 모바일 네트워크는 모바일 네트워크 내에서 그리고 모바일 네트워크와 다른 사설 및 공용 네트워크 사이에서 종단 간 네트워크 트래픽의 사적이고 안전한 라우팅을 한다. 이러한 모바일 네트워크는 높은 탄력성을 가진 클라우드에 즉시 배치될 수 있다. 또한 작동 중에 자동 및 프로그래밍 방식으로 프로비저닝 및 재구성될 수 있다. 본원에 개시된 구현은 처음부터 3G, 4G, LTE 및 5G 이동 통신을 위한 실질적인 사설 글로벌 종단 간 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)의 즉각적이고 동적인 생성 및 사용을 가능하게 하는 플랫폼을 효과적으로 제공한다. 이러한 플랫폼의 사용자는 기본적으로 자신의 이동통신사를 사용하여 프로그래밍 방식의 인터페이스를 통해 사용 가능한 기능을 사용자 정의할 수 있다.
도 1은 이동 통신 네트워크(100)의 예시적인 시스템 아키텍처를 도시한다. 모바일 통신 네트워크(100)는 무선 액세스 네트워크들(RANs)(105)을 통해 모바일 코어 네트워크들(CNs)(107)과 통신하는 사용자 장비(UE)(103)를 포함할 수 있다. 사용자 장비(103)는 무선 연결을 통해 RANs(105)에 액세스하도록 구성되는, 이동 전화, 태블릿, PDA(Personal Digital Assistants), 웨어러블 디바이스, 분산 센서, IoT(Internet-of-thing) 단말기, 데스크톱 컴퓨터 및 랩톱 컴퓨터를 포함하지만 이들에 제한되지 않는 모바일 또는 고정 단말 장치로 구현될 수 있다. 이러한 예시적인 단말 장치는 도 1에 도면부호 140 내지 152로 도시되어 있다.
무선 액세스 네트워크(105)는, 예를 들어, 기지국(120, 122, 124) 및 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)(126, 128)를 포함할 수 있다. 기지국(120, 122, 125)은 사용자 장비로부터의 무선 업링크 신호를 수집하고 무선 라디오 채널을 통해 사용자 장비에 무선 다운링크 신호를 브로드캐스트할 수 있다. RNC(126, 128)는 기지국(120, 122, 124)으로부터 신호를 더 집계하거나 점선 화살표(121, 123, 125)로 나타낸 유선 백홀 연결을 통해 기지국(120, 122, 124)에 신호를 분배할 수 있다. RNC는 무선 채널 및 신호 특성의 제공을 제공하기 위해 이와 연결된 기지국을 제어하는 기능을 더 수행한다.
도 1에 더 도시된 바와 같이, RNC(126, 128)는 유선 백홀(127, 129)을 통해 모바일 코어 네트워크(101)와 통신할 수 있다. 모바일 코어 네트워크(101)는 음성, 메시지 및/또는 데이터 패킷에 대한 전송 및 시그널링 프로토콜의 미리 정의된 스택에 따라 다양한 제어, 신호 처리, 정보 라우팅 및 신호 게이트웨이 기능을 개별적으로 또는 통합된 방식으로 (예를 들어, 모두 데이터 패킷으로) 수행하도록 설계될 수 있다. 모바일 코어 네트워크(101)는 추가적으로 다른 네트워크(109)로 데이터를 전송하거나 또는 다른 네트워크(109)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 나타난 바와 같이, 인터넷(160), 공중 교환 전화망(PSTN)(162)과 같은 고정 음성 네트워크 등의 모바일 코어 네트워크(101)는 IP 네트워크와 통신할 수 있다. 따라서, 신호는 모바일 코어 네트워크를 통해 사용자 장비(140-152)와 인터넷(160) 및/또는 PSTN(162) 사이에서 라우팅될 수 있다. 신호는 기지국, RNC, 및 모바일 코어 네트워크를 통해 하나의 사용자 장비와 다른 사용자 장비 사이에서 더 라우팅될 수 있다.
기지국, RNC 및 모바일 코어 네트워크(총칭하여 모바일 네트워크)는 단일 무선 캐리어 또는 제공자에 의해 설치 및 운영될 수 있다. 서로 다른 무선 통신 사업자는 자체 모바일 네트워크를 독립적으로 운영할 수 있다. 사용자는 특정 무선 캐리어의 모바일 네트워크에 액세스하기 위해 단말 장치를 특정 무선 캐리어에 가입시킬 수 있다. 사용자 단말이 다른 무선 사업자의 기지국만 접근 가능한 지리적 영역으로 이동하는 경우, 사용자 단말은 여전히 로밍을 통해 이러한 기지국에 연결하도록 허용될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 나타난 바와 같이, 기지국(120, 122), RNC(126) 및 모바일 코어 네트워크(101)는 제1 무선 캐리어에 의해 동작할 수 있는 반면에, 기지국(124) 및 RNC(128)는 제2 무선 캐리어에 의해 동작할 수 있다. 사용자 장비(140-150)는 제1 무선 캐리어에 가입할 수 있는 반면, 사용자 장비(152)는 제2 무선 캐리어에 가입할 수 있다. 제1 무선 캐리어에 가입한 단말(140-150) 중, 사용자 장비(140-144)는 제1 무선 캐리어의 기지국(120, 122)의 신호 커버리지 영역 내에 위치할 수 있고, 따라서 로밍 없이 제1 무선 네트워크의 모바일 네트워크에 액세스할 수 있다. 그러나, 제1 무선 캐리어에도 가입한 사용자 장비(146-150)는 기지국(120, 122)의 신호 커버리지 영역 밖에 위치하지만 제2 무선 캐리어에 속하는 기지국(124)의 커버리지 영역 내에 위치할 수 있다. 따라서, 사용자 장비(146-150)는 제2 무선 캐리어에 의해 제공되는 모바일 네트워크 상에서 로밍할 수 있다. 사용자 장비(146-150)로부터의 신호 및 기지국(124)으로부터 수신된 신호 및 대응하는 RNC(128)는, 노드(131)에 의해 표시된 바와 같이, 교환 노드를 통해 제2 무선 캐리어에 의해 제1 무선 캐리어의 모바일 코어 네트워크(101)로 전달될 수 있다. 이어서, 이러한 신호는 처리되고, 신호의 목적지가 결정되는 곳이면 어디든지, 모바일 코어 네트워크(101)에 의해 다른 무선 사용자 장비(예: 사용자 장비(140-144)), IP 네트워크(예: 인터네트워크(160)), PSTN(162) 등으로 라우팅될 수 있다.
도 1에 102로 표시된 바와 같이, 제1 무선 캐리어에 속하는 모바일 코어 네트워크(101)는 제2 무선 캐리어에 속하는 모바일 코어 네트워크에 신호를 더 전달할 수 있고, 따라서 (사용자 장비(140-144)와 같은) 제1 무선 캐리어에 가입된 사용자 장비는 제2 무선 캐리어에 가입된 사용자 장비(152)와 통신할 수 있다. 이 경우, 화살표(133) 및 노드(135)로 표시된 바와 같이, 통신 정보는 교환 노드를 통해 모바일 코어 네트워크(101)에서 모바일 코어 네트워크(102)로 전달될 수 있다. 이어서, 그러한 통신 정보는 모바일 코어 네트워크(102), RNC(128) 및 기지국(124)을 통해 제2 무선 캐리어에 가입된 사용자 장비(152)로 더 전송될 수 있다. 이와 같이, 제2 무선 캐리어에 가입된 사용자 장비(152)는 역경로를 이용하여, 즉, 기지국(124), RNC(128), 모바일 코어 네트워크(102), 모바일 코어 네트워크(101), RNC(126), 및 기지국(120 또는 122)을 따라, 제1 무선 캐리어에 가입된 (사용자 장비(140-144)와 같은) 사용자 장비에 통신 정보를 전송할 수 있다.
도 1에 모바일 코어 네트워크(101, 102) 내의 장비 랙 및 캐비닛(111, 113)으로 도시된 바와 같이, 도 1의 모바일 코어 네트워크(101, 102)는 다양한 네트워크 기능을 수행하기 위한 전용 맞춤형 하드웨어 구성요소로 구현될 수 있다. 대안적으로, 모바일 코어 네트워크(101, 102)는 도 2에 도시된 바와 같이 소프트웨어에서 완전 구현 및 정의되며 완전 가상화될 수 있다. 도 2에 표시된 특정 구현에서, 모바일 네트워크의 무선 액세스 네트워크 부분(105)은 도 1의 구현과 동일하게 유지되나, (예를 들어, 모바일 코어 네트워크 A(203) 및 모바일 코어 네트워크 B(205)를 포함하는) 모바일 코어 네트워크(107)는 공중 클라우드 플랫폼(202)에, 그리고 전용 장비 랙보다는 소프트웨어 인스턴스로 사용될 수 있다. 클라우드 기반 모바일 코어 네트워크(203, 205)는 IP 네트워크(160), PSTN 시스템(162), 및 다른 오프 클라우드 모바일 코어 네트워크(230)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 오프 클라우드 네트워크(109)와 더 통신할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 클라우드에서의 완전 가상화 모바일 코어 네트워크(203, 205)는 여러 측면에서 유리한 반면에, 도 1에 도시된 바와 같이 전용 하드웨어 구성요소에서 모바일 코어 네트워크(101, 102)의 구현은 몇 가지 결점 및 제한에 직면한다. 특히, 전용 및 맞춤형 하드웨어를 기반으로 하는 모바일 코어 네트워크의 구현은 유연하지 않고 비탄력적이며 배포, 수정, 재구성, 확장 및 스케일링이 어렵다. 예를 들어, 하드웨어 기반 모바일 코어 네트워크의 용량 확장 및 확장에는 일반적으로 값비싼 장비를 교체해야 하며 설치 및 테스트에 너무 오랜 시간이 소요되는 경우가 많다. 이러한 코어 네트워크의 다른 부분에서 다양한 하드웨어 구성 요소를 활용하여, 초기에 신중하게 고려하여 사용하더라도, 사용자 프로파일이 발전함에 따라 균형이 맞지 않아 사용된 하드웨어 네트워크 장비를 사용할 때 효율성이 떨어질 수 있다. 오래된 네트워크 장비를 교체하지 않으면 업그레이드가 제한되는 경우가 많다. 하드웨어 구현을 기반으로 하는 네트워크 장비는 매우 높은 자본 지출을 필요로 하기 때문에, 일반적으로 대규모 고객 기반에 서비스를 제공하는 대규모 무선 통신 사업자에 의해 사용 및 구성된다. 따라서, 네트워크 구성은 개인 또는 가입자 그룹에 탄력적으로 맞출 수 없는 경우가 많다. 네트워크 구성은 일반적으로 경직되고 정적이며 네트워크 구성을 자동 및 프로그래밍 방식으로 구현하는 것이 매우 어려울 수 있다.
그러나, 특히 이러한 모바일 코어 네트워크가 클라우드에서 구현되어 기존 기본 하드웨어 리소스와 클라우드 관리 및 프로비저닝 도구 및 인터페이스를 활용하는 경우, 가상화된 모바일 코어 네트워크는 훨씬 더 민첩하고 유연하며 탄력적이며 사용하기 용이하다. 이러한 가상화된 모바일 코어 네트워크는 값비싼 전용 하드웨어 구성 요소에 대한 직접적인 자본 투자 없이 즉시 클라우드 내에서 사용될 수 있다. 결과적으로, 네트워크 사용의 장벽이 낮고, 모바일 코어는 간단한 마우스 클릭으로 사용될 수 있다. 이와 같이, 이미 사용된 이러한 가상화된 모바일 코어 네트워크의 수정, 확장 및 스케일링에는 소프트웨어 업데이트 및 클라우드 리소스 재구성만 포함된다. 기본 하드웨어 리소스의 배포, 유지 관리, 업그레이드, 교체 및 구성은 소프트웨어 정의 모바일 코어 네트워크와 독립적이고 분리된 클라우드 플랫폼 및 서비스 제공업체에 의해 처리될 것이다.
클라우드에서 소프트웨어 정의 모바일 코어 네트워크가 제공하는 유연성과 탄력성으로 인해, 기관, 기업 등(본원에서 "기업"이라고도 함)은 자체 무선 캐리어 역할을 할 수 있다. 즉, 예를 들어, 기업은 모바일 코어 네트워크를 다른 사람과 공유하는 대신 자체 사설 글로벌 모바일 코어 네트워크를 사용하도록 선택할 수 있다. 하나의 시나리오에서, 기업은 사설 글로벌 모바일 코어 네트워크를 통해 직원을 연결하기를 원할 수 있다. 또 다른 시나리오에서, 기업은 다양한 지리적 위치에 분산된 무선 센서를 사설 모바일 코어 네트워크를 통해 센서 네트워크에 연결하기를 원할 수 있다. 기업은 자체 글로벌 모바일 코어 네트워크를 추가적으로 사용하여 모바일 직원과 센서를 통합하여 결합된 사설 글로벌 네트워크를 형성할 수 있다. 애플리케이션의 특정 요구 사항에 관계없이, 이러한 사설 모바일 코어 네트워크는 사용자(또는 센서) 수와 기업의 전반적인 모바일 통신 요구 사항 및 특성에 맞게 조정된 초기 클라우드 리소스 할당을 통해 클라우드 인스턴스로 즉시 사용 및 구성될 수 있다. 개인 모바일 코어 네트워크에 대한 기본 클라우드 리소스 할당은, 시간의 함수로서 기업의 커뮤니케이션 패턴을 기반으로, 초기 배포 후 동적으로 실시간으로 추가적으로 프로비저닝될 수 있다. 예를 들어, 기업의 사설 모바일 코어 네트워크는, 기업의 업무 특성 및 사용자 커뮤니케이션의 특성에 따라, 하루의 특정 시간대, 한 달의 특정 주 및/또는 특정 달 또는 연중 계절에 더 많이 사용될 수 있다. 따라서, 클라우드에서 구현된 사설 모바일 코어 네트워크는 자원 할당의 실시간 탄력성을 제공받을 수 있으며, 특히 클라우드 컴퓨팅 리소스의 동적 및 예측 프로비저닝 및 할당을 위해 클라우드 서비스 제공자가 이미 개발 및 제공한 클라우드 프로비저닝 도구 및 인터페이스를 활용할 수 있다. 따라서, 이러한 사설 모바일 코어 네트워크는 자원 불균형 및 활용률 저하를 줄이고 보다 효율적인 이동 통신 시스템을 제공한다. 또한, 이러한 사설 모바일 코어 네트워크는 다른 모바일 코어와 독립적으로 배치될 수 있기 때문에 소프트웨어에서 자동으로 또는 선택한 시간에 용이하게 사용자 정의 및 구성될 수 있다.
도 2의 구현(200)에 추가적으로 도시된 바와 같이, 무선 액세스 네트워크(105)는 가상화되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 개인 가상화 모바일 코어 네트워크(203, 205)를 가지고 있는 위에서 설명한 기업은 자체 무선 액세스 네트워크를 사용할 필요가 없을 수 있다. 오히려, 이는 다른 무선 이동 캐리어에 의해 배치되고 이에 속하는 기존 무선 액세스 네트워크(105)를 사용할 수 있다. 기업은, 도 2의 에지 교환 연결부(210, 220)를 통해, 무선 액세스 네트워크(105)에서 무선 신호를 수신하고 신호를 클라우드의 개인 모바일 코어 네트워크로 보내거나 또는 개인 모바일 코어 네트워크에서 무선 액세스 네트워크(105)로 신호를 라우팅함으로써 이러한 무선 액세스 네트워크에 편승할 수 있다. 이러한 교환 연결은 백홀(127, 129) 이전에 무선 액세스 네트워크의 RNC(126, 128)와 같은 위치에 배치되거나, 또는 백홀(127, 129) 이후에 액세스 네트워크(105)를 소유하는 기존의 무선 캐리어에 속하는 기존인 모바일 코어 노드에 같은 위치에 배치된 네트워크 에지 커넥터에 의해 이루어질 수 있다.
클라우드에 소프트웨어 정의 모바일 코어 네트워크를 사용하여 자체 글로벌 무선 통신 사업자 역할을 하는 기업은 차례로 가입자 식별 모듈(SIM) 세트와 연관될 수 있다. 이러한 SIM은 도 2의 241, 243, 245, 247, 249, 251 및 253으로 표시된 바와 같이 기업의 무선 장치(140-152)에 제공될 수 있다. 이러한 SIM은 무선 액세스 네트워크(105)에 의해 로밍 장치로 인식될 수 있으며, 이러한 SIM과 연관된 무선 장치로부터의 신호는 그에 따라 네트워크 에지 커넥터(210, 220)를 통해 클라우드에 구현된 모바일 코어 네트워크로 및 그로부터 라우팅될 수 있다. 일부 구현에서, 이러한 SIM에는 eUICC(embedded Universal Integrated Circuit Card) 사양에 따라 여러 IMSI(International Mobile Subscriber Identity) 프로필이 포함될 수 있다. 이러한 eUICC는 서로 다른 IMSI 프로필 간에 원격으로 구성 및 활성화될 수 있다. 이들은 설치 후 물리적으로 접근하기 어렵거나 불편한 원격 센서 장치와 함께 사용하는 데 특히 적합하다. 무선 액세스 네트워크가 발전함에 따라, 이러한 장치는, 장치에 설치된 SIM에 물리적으로 액세스하지 않고 프로그래밍할 수 있는 다른 IMSI 프로필을 사용하여, 로밍 모드 또는 후원 모드에서 파트너 무선 액세스 네트워크 또는 홈 무선 액세스 네트워크와 통신할 수 있다.
클라우드에 구현된 도 2의 가상화된 모바일 코어 네트워크(203, 205)는 자체 글로벌 무선 캐리어 역할을 하는 기업에 추가적인 이점을 제공할 수 있다. 이는 도 2와 도 3에 자세히 설명되어 있다. 개념적으로, 기업은 모바일 코어 네트워크와는 독립적으로 클라우드에 하나 이상의 IT(정보 기술) 및 컴퓨팅 인프라를 사용할 수 있다(도 2에서 클라우드 인스턴스 A(204) 및 클라우드 인스턴스 B(206)로 레이블이 지정됨). 기업이 모바일 사용자에게 이러한 클라우드 컴퓨팅 인프라에 대한 원활한 액세스를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 모바일 코어 네트워크와 하나 이상의 클라우드 컴퓨팅 인프라가 모두 클라우드 인스턴스로 구현되기 때문에, 이들 사이의 통신은 클라우드 내에서 라우팅될 수 있으며, 네트워크 처리 및 도 2에 표시된 가상 교차 연결(207, 208)로 기능하는 클라우드에서도 구현되는 라우팅 데몬에 의해 구현된다. 클라우드 내에서 라우팅되는 신호 및 정보는 일반 라우팅 캡슐화(IPSec과 유사한 GRE)와 같은 클라우드 보안 메커니즘으로 보호될 수 있다. 따라서, 기업의 모바일 사용자는 공개 인터넷에 전달되는 정보를 노출하지 않고 가상 모바일 코어 네트워크를 통해 클라우드 컴퓨팅 인프라에 액세스할 수 있다.
도 3은 구체적인 설명을 제공한다. 도 3에 나타난 바와 같이, 기업의 사용자(302)는 개인 무선 통신 채널(320)을 통해 무선 액세스 네트워크(304)와 통신한다. 무선 액세스 네트워크(304)는 교환(306)을 통해 사설 물리적 연결(312, 314, 322)을 통해 클라우드 내의 사설 모바일 코어 네트워크(308)와 통신한다. 모바일 코어 네트워크와 기업 클라우드 컴퓨팅 기반구조(310) 사이의 통신은 312 및 316으로 표시된 바와 같이 클라우드 내의 개인 및 보안 라우팅을 기반으로 할 수 있다. 사용자 장치(302)와 기업 클라우드 컴퓨팅 기반구조(310) 사이의 통신 레그 중 어느 것도 비사설 통신 채널에 노출되지 않는다. 따라서 클라우드 기반 모바일 코어 네트워크를 사용한 도 3의 구현은 추가 터널링 기술을 사용할 필요 없이 클라우드에서 구현된 기본 보안 기능을 활용하여 사용자 장치(302)와 클라우드 인프라(310) 사이에 보안 연결을 제공한다.
이러한 보안은 도 4의 시스템(400)에 도시된 바와 같이 오프 클라우드 모바일 코어를 사용하는 기존 시스템에서 용이하게 구현되지 않을 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 모바일 코어 네트워크(402, 404)가 오프 클라우드에서 구현될 때(예를 들어, 하드웨어 기반 모바일 코어 네트워크로 구현될 때), 모바일 코어 네트워크(402, 404)에서 클라우드 인프라(204, 206)에 액세스하려면 공중 인터넷(406)을 거쳐야 한다. 따라서, 사용자 장치(140-152)와 클라우드 컴퓨팅 인프라(204, 206) 사이의 통신은 클라우드 내 보안 조치로부터의 보호 없이 공중 인터넷(406)과 관련된 구간에서 안전하지 않은 통신 채널에 노출될 수 있다.
도 2의 클라우드 플랫폼(202)은 단일 클라우드 플랫폼으로 도시되어 있지만, 도 2의 시스템은 대안적으로 도 5에 도시된 바와 같이 다중 클라우드 플랫폼을 갖는 환경에서 구현될 수 있다. 하나의 예시적인 구현에서, 모바일 코어 네트워크(103, 105) 모두는 클라우드 플랫폼(502) 내에서 클라우드 인스턴스로 사용될 수 있다. 또 다른 예시적인 구현에서, 103, 105 및 501과 같은 모바일 코어 네트워크는 다른 클라우드 플랫폼(502, 504)에서 사용될 수 있다. 이와 같이, 기업 클라우드 컴퓨팅 기반구조(104, 106)는 동일하거나 상이한 클라우드 플랫폼(506, 508)에 사용될 수 있다. 다양한 클라우드 플랫폼에 사용될 수 있는 소프트웨어 정의 모바일 코어 네트워크는 특정 기업에 추가적인 유연성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 기업이 이미 특정 클라우드 플랫폼에 기존 클라우드 컴퓨팅 인프라를 보유하고 있는 경우, 모바일 코어 네트워크와 클라우드 컴퓨팅 인프라 간의 가상 교차 연결이 동일한 클라우드 플랫폼 내에서 구현될 수 있도록 모바일 코어 네트워크의 배치를 위해 동일한 클라우드 플랫폼이 선택될 수 있다. 위의 다양한 클라우드 플랫폼에는 Amazon™의 AWS, Microsoft™의 Azure, Google™ 클라우드 및 IBM™ 클라우드가 포함될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
위에서 논의된 모바일 코어 네트워크는 모바일 서비스 관리, 데이터 처리 및 라우팅을 위한 다양한 기능 블록을 포함할 수 있다. 예는 도 6에 표시되어 있다. 도 6의 모바일 코어 네트워크(602)는, SMSC(Short Message Service Center), HSS(Home Subscriber Server) 및 HLR(Home Location Register)과 같은, 모바일 서비스 및 가입 관리 구성요소, 데이터베이스 또는 서버를 포함할 수 있다. 이들 구성요소는, 예를 들어, S6a Diameter 프로토콜에 따라 RNC(126)와 정보를 통신할 수 있다. 모바일 코어 네트워크는 SS7 시그널링 프로토콜에 따라 시그널링 정보를 처리하기 위한 STP(Spanning Tree Protocol) 처리 컴포넌트를 더 포함할 수 있다.
도 6은 단지 예로서 도시된다. 당업자는 모바일 코어 네트워크(602)가 도 6에 도시되지 않은 많은 다른 구성요소를 포함할 수 있음을 이해한다. 예를 들어, 모바일 코어 네트워크(602)는 데이터 패킷의 형태가 아닌 음성 정보를 처리하기 위한 다른 구성요소 및 PSTN과 인터페이스하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 모바일 코어 네트워크(602)의 구성은 2G, 3G, LTE, 4G, 및 5G 모바일 통신 시스템에 대한 다양한 기본 표준에 의해 안내될 수 있다. 이러한 다른 구성은 도 6에 표시된 구성과 크게 다를 수 있다. 그러나, 클라우드에서 구현된 소프트웨어 정의 모바일 코어 네트워크 및 본원에 공개된 기본 원칙은 다른 모바일 코어 구성에 적용될 수 있다.
소프트웨어 기반 모바일 코어 네트워크의 다양한 구성 요소는 클라우드 내에서 컨테이너로 구현될 수 있다. 특히, 위의 각각의 처리 구성요소는 필요한 모든 소프트웨어 스택 및 해당 종속성(예: 라이브러리)을 포함하는 애플리케이션으로 개발 및 패키징될 수 있다. 이러한 애플리케이션 패키지는 클라우드에 컨테이너로 사용될 수 있다. 각각의 애플리케이션은 동일한 호스트 운영 체제와 해당 커널을 공유하는 클라우드의 기본 컴퓨터에서 실행되는 컨테이너의 여러 독립 인스턴스로 사용될 수 있다. 클라우드에서 모바일 코어 네트워크 구성 요소의 다른 대안적인 구현은 가상 머신을 기반으로 할 수 있다. 가상 머신 아키텍처와 비교할 때 컨테이너 구현은 일반적으로 가볍고 리소스를 절약하며 강력하다. 컨테이너는 가벼우므로 빠르고 효율적으로 인스턴스화할 수 있다. 따라서, 애플리케이션(예: 모바일 핵심 기능 구성 요소)에 대한 서비스 볼륨 및 시스템 리소스 요구 사항이 실시간으로 증가함에 따라, 컨테이너의 새 인스턴스는 클라이언트 요구를 충족하기 위해 필요에 따라 인스턴스화되어 소프트웨어 정의 모바일 코어 네트워크에 원하는 탄력성을 제공할 수 있다. 이와 같이, 애플리케이션의 서비스 볼륨이 떨어지면, 초과 컨테이너는, 사용자 트래픽이 애플리케이션의 나머지 컨테이너로 재분배되어, 빠르고 효율적으로 제거될 수 있다. 컨테이너용 소프트웨어 스택은 Docker™와 같은 도구를 사용하여 설계한 다음 패키징할 수 있다.
다양한 처리 구성 요소에 대한 다양한 컨테이너 인스턴스 외에도, 모바일 코어 네트워크의 구현은 또한 예를 들어 OSI 모델의 데이터 링크 및/또는 네트워크 계층에서 모바일 코어 네트워크 내에서 라우팅 기능을 수행하도록 설계된 클라우드에서 구현된 다른 프로그램 또는 데몬의 인스턴스를 포함할 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 모바일 코어 네트워크의 클라우드 구현은 컨테이너와 데몬의 혼합을 포함할 수 있다. 도 7에서, 라우팅 데몬은 710으로 표시된다. 컨테이너(704)는 모바일 코어 네트워크(예: PGW 컨테이너)의 다중 기능 구성요소 중 하나의 다중 인스턴스를 나타낸다. 컨테이너(706)는 모바일 코어 네트워크(예: HLR)의 다중 기능 구성요소 중 다른 하나의 다중 인스턴스를 나타낸다. 라우팅 데몬은 특정 컨테이너 또는 동일한 구성 요소의 여러 컨테이너 인스턴스 모두의 기능을 용이하게 하기 위해 구현될 수 있거나, 또는 동일한 구성 요소의 컨테이너 사이 또는 다른 구성 요소의 컨테이너 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 구현될 수 있다. 컨테이너 그룹은 탱커로 구성될 수 있다.
도 8은 모바일 코어 네트워크를 구현하기 위해 탱커로 구성된 컨테이너의 예시적인 구성을 추가적으로 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, RNC로부터의 신호는 교환 커넥터(802, 210)에 의해 인터셉트될 수 있으며, 신호 형태에 따라 다중화되고(830으로 표시됨, S6a 직경 신호, SS7 신호, S5/S8 GTP 신호를 포함하지만 이에 제한되지 않음), 이어서 탱커(804, 806)로 구성된 클라우드 컨테이너(808, 810)로 구현된 모바일 코어 네트워크로 전달된다. 이러한 컨테이너는 위에서 설명한 바와 같이 모바일 코어 네트워크의 다양한 기능을 구현하도록 배치될 수 있다. 모바일 코어 네트워크는 클라우드 내에서 구현된 가상 교차 연결을 통해 다른 클라우드 인스턴스(820)에 더 연결될 수 있다. 기타 클라우드 인스턴스 830(예: SMS 프록시 인스턴스, OTA(Over-The-Air) 인스턴스 및 HA 공유 저장소 인스턴스)가 모바일 코어 네트워크의 기능을 용이하게 하기 위해 추가적으로 구현될 수 있다.
도 9는, 모바일 코어 네트워크와 클라우드의 온 또는 오프에 있는 다른 네트워크 사이에서, 클라우드 내의 네트워크 계층 Ⅱ 및 Ⅲ(데이터 링크 계층 및 네트워크 계층)에서 데이터 라우팅 기능을 구현하기 위한 세부사항을 도시한다. 도 9에 도시된 데이터 라우팅의 예는 클라우드 내에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 코어 라우터(CR)(910, 912), 가상 클라우드 라우터(VCLR)(920, 922), 가상 라우팅 및 포워딩(virtual routing and forwarding, VRF) 인식 탱커 라우터(VATR)(930), 다양한 통신 인터페이스로 상호 연결된 가상 CE 라우터(VCER)(950)를 포함하는, 복수의 레벨의 라우터로 사용될 수 있다. 이러한 다중 레벨 가상 라우터는 가상 모바일 코어 네트워크(902) 및 가상 다중 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 사설 클라우드(904)와 연결된다.
도 9의 다양한 다중 레벨 라우터는 컨테이너가 아닌 클라우드 데몬으로 구현될 수 있다. 특히, 공용 클라우드 서비스 공급자는 일반적으로 사용자가 실제 클라우드 컨테이너 인스턴스 내에서 자신의 공용 IP 공간을 가져오는 것을 허용하지 않는다. PGW들 간의 IP 라우팅을 수행하기 위해, 이러한 가상 라우터는 클라우드(데몬)에 사용되는 프로그램으로 구현될 수 있다. 컨테이너를 사용하는 대신 사설 하드웨어 클러스터 내에서 가상 머신을 사용하여 시각화를 기반으로 하는 대안적인 구현에서, IP 주소 지정 공간은 더 용이하게 사용자 정의될 수 있다. 도 9의 다계층 IP 라우팅 방식이 공용 클라우드 내에서 IP 주소 지정 공간 제한을 전치하기 위해 컨테이너 구현에서 사용될 수 있다.
이러한 라우터는 클라우드 클러스터를 형성하고 모바일 코어 컨테이너 인스턴스와 함께, 예를 들어, 기업에 대한, 특정 가상 사설 클라우드(VPC)를 형성한다. VCLR(920, 922)은 라우팅 역할만 하며 이러한 라우터에 실제 서비스가 연결되지 않을 수 있다. VATR은 VRF 인식 클라우드 인스턴스일 수 있으며 특정 VRF에 연결된 서비스를 제공한다. VCER은 VRF를 인식하지 못할 수 있으며 애니캐스트(anycast) 사설/공용 IP를 사용할 수 있는 기능을 서비스에 제공하도록 설계될 수 있다. VCER은 특정 VPC에 연결될 필요가 없으며 네트워크 내에 2개 이상의 인스턴스가 존재할 수 있다.
VCLR은 본질적으로 코어 라우터로부터의 PE 역할을 한다. 따라서, 서비스를 추가하거나 제거하려면 VCLR만 변경하면 된다. 코어 측에서는 변경이 필요하지 않다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 고가용성 방식으로 서비스를 제공하는 데는 VCLR에서 코어 라우터까지 2개의 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널만 있으면 충분하다. VCLR과 코어 라우터 사이에 MPLS를 사용하고 GRE 터널에서 MPLS를 캡슐화하면 VRF(비-VRF Lite)당 터널이 필요하지 않다. VCLR은 MPLS를 사용하지 않고 VRF(VRF Lite)당 하나의 터널을 기반으로 GRE 터널을 통해 (VATR, WL-tanker, VCER과 같은) 다른 서비스 인스턴스에 연결된다.
MPLS VPN(904)은 클라우드 내에서 구현될 수 있으며 모든 주요 클라우드 플랫폼(예: Google, ABC, Microsoft, IBM)에서 전 세계적으로 도달할 수 있는 사설 네트워크를 제공할 수 있다. 따라서, 사설 모바일 코어의 PGW에서 종료된 기업의 IP 트래픽 무선은 기업의 원격 IP 네트워크로 사적으로 라우팅될 수 있다. 이러한 원격 사이트는 물리적 사이트일 수도 있고 앞에서 설명한 것처럼 클라우드 내부의 가상 네트워크일 수도 있다. 원격 사이트가 클라우드 내부의 가상 네트워크인 경우, 도 9에 표시된 라우팅 인스턴스 및 MPLS VPN 클라우드(904)는 기본적으로 이전에 설명되고 도 2에서 207 및 208로 표시된 가상 교차 연결로 기능한다. MPLS VPN 클라우드(904)는 도 9에 도시된 클라우드 클러스터와 같은 라우팅 인스턴스 및 모바일 코어의 다른 클라우드 클러스터에 대한 라우팅을 추가적으로 제공한다.
도 10은 사설 및 가상화된 모바일 코어 네트워크 및 관련 가상화된 IP 라우팅 기능이 구성 가능한 서비스로 제공될 수 있는 예시적인 방식을 도시한다. 서비스 제공자는 글로벌 MPLS VPN 클라우드(904)를 배포할 수 있다. 서비스 제공자는 웹 인터페이스(1010)와 같은 서비스 구성 인터페이스를 잠재적 사용자(예: 기업 사용자)에게 더 제공할 수 있다. 서비스 제공자가 클라우드에 내에서 사용자를 위한 사설 모바일 코어 및 가상 라우터(1030)를 즉시 사용할 수 있도록, 사용자는 웹 인터페이스를 사용하여 모바일 코어 및 라우팅 서버(1002)에 대한 서비스 요청을 개시할 수 있다. 사용자는 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)(1011)를 통해 웹 인터페이스(1010)로부터 사용되는 사설 모바일 코어 및 라우터(1030)를 추가적으로 수정, 구성 및 프로비저닝할 수 있다. 클라우드 리소스 가입, 할당 및 관리는 클라우드 서비스 제공자로부터 서버(1020)에 의해 제공될 수 있다. 사설 모바일 코어 및 라우터(1030)를 배치하는 데 필요한 클라우드 리소스에 대한 요청은 화살표(1013)로 나타낸 바와 같이 서비스 제공자에 의해 처리되고 서버(1020)로 전송될 수 있다. 대안적으로, 서버(1020)와의 상호작용은 화살표(1015)로 나타난 바와 같이 사용자로부터 직접 이루어질 수 있다.
마지막으로, 도 11은 전술한 내용에 필요한 임의의 컴퓨팅 구성요소 및 장치를 구현하기 위한 예시적인 컴퓨터 시스템(1100)을 도시한다. 컴퓨터 시스템(1100)은, 예를 들어, 로컬 또는 원격 시스템에서 실행되는 웹 브라우저에서, 로컬로 또는 원격 표시를 위해 머신 인터페이스(1110)를 생성하는, 통신 인터페이스(1102), 시스템 회로(1104), 입력/출력(I/O) 인터페이스(1106), 저장소(1109), 및 디스플레이 회로(1108)를 포함할 수 있다. 머신 인터페이스(1110) 및 I/O 인터페이스(1106)는 GUI, 터치 감지 디스플레이, 음성 또는 얼굴 인식 입력, 버튼, 스위치, 스피커 및 기타 사용자 인터페이스 요소를 포함할 수 있다. I/O 인터페이스(1106)의 추가 예에는 마이크, 비디오 및 정지 이미지 카메라, 헤드셋 및 마이크 입력/출력 잭, 범용 직렬 버스(USB, Universal Serial Bus) 커넥터, 메모리 카드 슬롯 및 기타 형태의 입력이 포함된다. I/O 인터페이스(1106)는 자기 또는 광학 미디어 인터페이스(예를 들어, CDROM 또는 DVD 드라이브), 직렬 및 병렬 버스 인터페이스, 키보드 및 마우스 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(1102)는 무선 송신기 및 수신기("트랜시버")(1112) 및 트랜시버(1112)의 송수신 회로에 의해 사용되는 임의의 안테나(1114)를 포함할 수 있다. 트랜시버(1112) 및 안테나(1114)는 예를 들어 IEEE 802.11의 임의의 버전(예: 802.11 h or 802.11ac) 하에서 Wi-Fi 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 통신 인터페이스(1102)는 또한 유선 트랜시버(1116)를 포함할 수 있다. 유선 트랜시버(1116)는, 모든 형태의 이더넷, 케이블 서비스 인터페이스 사양을 통한 데이터(data over cable service interface specification, DOCSIS), 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL), 동기 광 네트워크(Synchronous Optical Network, SONET) 또는 기타 프로토콜과 같은, 임의의 광범위한 통신 프로토콜에 대한 물리 계층 인터페이스를 제공할 수 있다.
저장소(1109)는 다양한 초기, 중간 또는 최종 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 저장소(1109)는 중앙 집중화되거나 분산될 수 있고, 컴퓨터 시스템(1100)에 대해 로컬 또는 원격일 수 있다. 예를 들어, 저장소(1109)는 클라우드 컴퓨팅 서비스 제공자에 의해 원격으로 호스팅될 수 있다.
시스템 회로(1104)는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 임의의 조합으로 다른 회로를 포함할 수 있다. 시스템 회로(1104)는, 예를 들어, 하나 이상의 시스템 온 칩(SoC), 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC, Application Specific Integrated Circuits), 마이크로프로세서, 개별 아날로그 및 디지털 회로, 기타 회로로 구현될 수 있다. 시스템 회로(1104)는 위의 구현의 구성요소와 관련된 임의의 원하는 기능의 구현의 일부이다. 단지 하나의 예로서, 시스템 회로(1104)는 하나 이상의 명령 프로세서(1118) 및 메모리(1120)를 포함할 수 있다. 메모리(1120)는 예를 들어, 제어 명령(1126) 및 운영 체제(1124)를 저장한다. 일 구현에서, 명령 프로세서(1118)는 제어 명령(1126) 및 운영 체제(1124)를 실행하여 위의 구현을 위한 다양한 구성요소와 관련된 임의의 원하는 기능을 수행한다.
따라서 위에서 설명한 구현은 하나 이상의 공용 클라우드 플랫폼에서 컨테이너 및 데몬의 인스턴스로 배포된 완전 가상화 및 소프트웨어 정의 모바일 코어 네트워크를 제공한다. 모바일 코어 네트워크는, 클라우드 플랫폼의 기반이 되고 모바일 코어에서 수신 및 처리되는 데이터 트래픽을 다른 네트워크로 라우팅하기 위해,하드웨어 구성 요소의 IP 주소 지정 공간을 변환하기 위한 클라우드 데몬으로 공중 클라우드 플랫폼에도 사용된 복수의 계층 가상 IP 라우팅 네트워크와 함께 사용될 수 있다. 이들 기타 네트워크에는 기타 사설 클라우드 네트워크, 기타 독립 클라우드 인스턴스 또는 애플리케이션, 기타 고정 IP 네트워크(예: 고정 광역 네트워크), 및 공중 인터넷 및 PSTN과 같은 공중 네트워크가 포함될 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 일부 구현에서, 모바일 데이터는, 보안 터널링의 추가적인 오버레이를 포함하지 않아도 되면서, 모바일 코어에서 수신된 다음 공중 인터넷에 통신 레그를 노출하지 않고 사설 클라우드 내에서 원격 글로벌 사이트로 라우팅될 수 있다. 공중 클라우드 플랫폼에서 모바일 코어 및 가상 라우팅 구성 요소의 사용은 기업에 서비스로 통합적으로 제공될 수 있다. 따라서, 기업은 API 인터페이스를 통해 즉시 자체 모바일 코어 및 IP 라우팅 네트워크를 사용자 지정, 사용, 구성, 프로비저닝 및 유지 관리할 수 있다. 따라서, 기업은 자체 글로벌 이동 통신사의 역할을 효과적으로 수행한다.
위에서 설명된 방법, 장치, 처리 및 로직은 많은 다른 방식으로 그리고 하드웨어와 소프트웨어의 많은 다른 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 구현의 전부 또는 일부는, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로컨트롤러, 또는 마이크로프로세서, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), PLD(Programmable Logic Device) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array), 또는 아날로그 회로 구성 요소, 디지털 회로 구성 요소 또는 양쪽 모두를 포함하는 개별 논리 또는 기타 회로 구성 요소를 포함하는 회로 또는 이들의 조합와 같은, 명령 프로세서를 포함하는 회로일 수 있다. 회로는 개별적으로 상호 연결된 하드웨어 구성 요소를 포함할 수 있고/있거나 단일 집적 회로 다이에 결합되거나, 여러 집적 회로 다이 사이에 분산되거나, 예를 들어 공통 패키지에서 복수의 집적 회로 다이의 다중 칩 모듈(MCM)로 구현될 수 있다.
회로는 회로에 의한 실행을 위한 명령을 더 포함하거나 액세스할 수 있다. 명령은, 플래시 메모리, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 삭제할 수 있는 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리(EPROM), 또는 CDROM(Compact Disc Read Only Memory), 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 기타 자기 또는 광학 디스크, 또는 다른 머신 판독 가능 매체 등의 자기 또는 광학 디스크와 같은, 일시적인 신호가 아닌 유형의 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품과 같은 제품은 저장 매체 및 매체에 저장된 명령을 포함할 수 있으며, 명령은 장치 내의 회로에 의해 실행될 경우 장치가 전술하거나 또는 도면에 도시된 임의의 처리를 실현하게 하는 명령이다.
구현은 다중 분산 처리 시스템을 선택적으로 포함하는 다중 프로세서 및 메모리와 같은 다중 시스템 구성요소 간에 회로로서 분산될 수 있다. 파라미터, 데이터베이스 및 기타 데이터 구조는 개별적으로 저장 및 관리될 수 있고 단일 메모리 또는 데이터베이스에 통합될 수 있으며, 논리적, 물리적으로 다양한 방식으로 구성될 수 있고, 연결 목록, 해시 테이블, 배열, 레코드, 개체 또는 암시적 저장 메커니즘과 같은 데이터 구조를 포함하는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 프로그램은 단일 프로그램의 일부(예: 서브루틴), 별도의 프로그램, 여러 메모리 및 프로세서에 분산되거나 공유 라이브러리(예: 동적 링크 라이브러리(Dynamic Link Library, DLL))와 같은 라이브러리에서 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, DLL은 회로에 의해 실행될 때 위에서 설명되거나 도면에 도시된 처리 중 임의의 것을 수행하는 명령을 저장할 수 있다.

Claims (20)

  1. 정보 처리 방법으로서, 상기 방법은:
    무선 네트워크 컨트롤러에서, 무선 단말 장치로부터의 제1 데이터를 인터셉트하는(intercepting) 단계;
    상기 제1 데이터를 공중 클라우드 플랫폼에 사용된 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어(private software-defined and fully virtualized mobile core) 및 데이터 라우팅 네트워크-여기서 상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크는 데이터 처리 컨테이너의 복수의 클라우드 인스턴스와 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬(daemons)의 혼합을 포함함-로 리다이렉팅하는(redirecting) 단계;
    데이터 처리 컨테이너의 상기 복수의 클라우드 인스턴스를 통해 상기 제1 데이터를 상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크 내의 데이터 처리 컨테이너의 상기 복수의 클라우드 인스턴스 중 하나의 인스턴스로 구현된 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로 다이렉팅하는(directing) 단계;
    상기 제1 데이터를 상기 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로부터 상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로 라우팅하는 단계;
    상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로부터의 상기 제1 데이터를 상기 공중 클라우드 플랫폼 내에서 구현된 사설 가상 교차 연결(private virtual cross connect)을 통하여 제2 패킷 게이트웨이에서 종료되는 독립적인 클라우드 애플리케이션으로 라우팅하는 단계; 및
    상기 독립적인 클라우드 애플리케이션의 액세스를 상기 무선 단말 장치에 제공하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무선 단말 장치로부터의 상기 제1 데이터는 적어도 하나의 기지국 및 인터셉팅되기 이전의 상기 무선 네트워크 컨트롤러를 포함하는 무선 액세스 네트워크에 의해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 사설 가상 교차 연결은 다중 프로토콜 레이블 스위칭 메시지(multiprotocol label switching messages)를 라우팅하기 위한 사설 가상 클라우드 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크 컨트롤러에서, 상기 무선 단말 장치로부터의 제2 데이터를 인터셉팅하는 단계;
    상기 제2 데이터를 상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크로 리다이렉팅하는 단계;
    상기 제2 데이터를 상기 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로 다이렉팅하는 단계;
    상기 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로부터의 상기 제2 데이터를 상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로 라우팅하는 단계; 및
    상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로부터의 상기 제2 데이터를, 라우팅하기 위한 사설 가상 클라우드 네트워크를 통하여, 오프 클라우드 원격 IP 네트워크로 라우팅하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크 컨트롤러에서, 상기 무선 단말 장치로부터의 제2 데이터를 인터셉트하는 단계;
    상기 제2 데이터를 상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크로 리다이렉팅하는 단계;
    상기 제2 데이터를 상기 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로 다이렉팅하는 단계;
    상기 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로부터의 상기 제2 데이터를 상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로 라우팅하는 단계; 및
    상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로부터의 상기 제2 데이터를 전용 하드웨어 구성요소를 사용하여 구현된 오프 클라우드 모바일 코어 네트워크로 라우팅하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크 컨트롤러에서, 상기 무선 단말 장치로부터의 제2 데이터를 인터셉팅하는 단계;
    상기 제2 데이터를 상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크로 리다이렉팅하는 단계;
    상기 제2 데이터를 상기 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로 다이렉팅하는 단계;
    상기 제1 사설 가상 패킷 게이트웨이로부터의 상기 제2 데이터를 상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로 라우팅하는 단계; 및
    상기 복수의 클라우드 데이터 라우팅 데몬으로부터의 상기 제2 데이터를, 다중 프로토콜 레이블 스위칭 메시지를 라우팅하기 위한 사설 가상 클라우드 네트워크를 통하여, 상기 공중 클라우드 플랫폼 내에서 구현된 또 다른 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어로 라우팅하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크의 기반이 되는 클라우드 컴퓨팅 리소스의 사용에 따라, 컨테이너의 인스턴스의 수 또는 데이터 라우팅 데몬의 수에 대하여, 상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크를 자동으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용되는, 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크로서, 상기 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크는:
    무선 네트워크 컨트롤러를 통해 무선 단말 장치로부터의 데이터를 수신하도록 구성된 클라우드 컨테이너의 제1 세트의 인스턴스;
    상기 무선 네트워크 컨트롤러로부터의 클라우드 컨테이너의 상기 제1 세트의 인스턴스에 의해 수신된 상기 데이터를 처리함으로써, 한 세트의 모바일 코어 네트워크 기능을 구현하도록 구성된 클라우드 컨테이너의 제2 인스턴스 세트;
    클라우드 컨테이너의 제3 세트의 인스턴스; 및
    상기 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용된 한 세트의 라우팅 데몬
    을 포함하고,
    클라우드 컨테이너의 상기 제3 세트의 인스턴스는 클라우드 컨테이너의 상기 제2 세트의 인스턴스에 의해 처리된 상기 데이터를 상기 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용되는 상기 한 세트의 라우팅 데몬으로 라우팅하기 위한 패킷 게이트웨이로 동작하며,
    상기 한 세트의 라우팅 데몬은 상기 한 세트의 라우팅 데몬에서 수신된 상기 데이터를 다중 프로토콜 레이블 스위칭에 따라 메시지를 라우팅하도록 구성된 사설 클라우드 네트워크로 라우팅하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 한 세트의 라우팅 데몬은 코어 라우터의 서브세트와 가상 라우팅 및 포워딩(virtual routing and forwarding, VRF) 인식 라우터의 서브세트, 및 비-VRF(non-VRF) 인식 라우터의 서브세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크.
  10. 제9항에 있어서, 상기 코어 라우터의 서브세트와 상기 비-VRF 인식 라우터의 서브세트 사이의 연결은 일반 라우팅 캡슐화(GRE)에 의해 캡슐화된 다중 프로토콜 레이블 스위칭 하에 있는 것을 특징으로 하는 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크.
  11. 제8항에 있어서, 상기 사설 클라우드 네트워크를 더 포함하고, 상기 사설 클라우드 네트워크는 상기 데이터를 또 다른 패킷 게이트웨이에서 종료되는 독립적인 클라우드 애플리케이션으로 라우팅하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크.
  12. 제8항에 있어서, 상기 사설 클라우드 네트워크를 더 포함하고, 상기 사설 클라우드 네트워크는 상기 데이터를 오프 클라우드 원격 IP 네트워크로 라우팅하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크.
  13. 제8항에 있어서, 상기 사설 클라우드 네트워크를 더 포함하고, 상기 사설 클라우드 네트워크는 상기 데이터를 전용 하드웨어 구성요소를 사용하여 구현되는 오프 클라우드 모바일 코어 네트워크로 라우팅하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크.
  14. 제8항에 있어서, 상기 사설 클라우드 네트워크를 더 포함하고, 상기 사설 클라우드 네트워크는 상기 데이터를, 상기 공중 클라우드 플랫폼 내에서 구현되는 또 다른 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어로 라우팅하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 코어 및 데이터 라우팅 네트워크.
  15. 사설 무선 센서 네트워크로서, 상기 사설 무선 센서 네트워크는:
    복수의 분산 센서-여기서 상기 복수의 분산 센서 각각은 원격으로 활성화될 수 있는 복수의 국제 모바일 가입자 식별자(international mobile subscriber identity, IMSI) 프로파일을 구비하는 무선 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM)과 통합됨-;
    출력 데이터를 생성하기 위한 무선 액세스 네트워크를 통하여 상기 복수의 분산 센서에 의해 수집된 데이터를 수신하기 위해 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용되는 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어-여기서 상기 모바일 코어는 상기 수신된 데이터를 처리하기 위한 데이터 처리 컨테이너의 복수의 인스턴스의 혼합을 포함함-;
    상기 공중 클라우드 플랫폼 내에서 사용된 복수의 사설 라우팅 데몬; 및
    다중 프로토콜 레이블 스위칭에 따른 메시지를 라우팅하도록 구성된 사설 클라우드 네트워크
    를 포함하고,
    상기 모바일 코어의 상기 출력 데이터는 상기 복수의 사설 라우팅 데몬으로부터 상기 사설 클라우드 네트워크로 라우팅되며 상기 사설 클라우드 네트워크로부터 사설 클라우드 애플리케이션으로 더 라우팅되는 것을 특징으로 하는 사설 무선 센서 네트워크.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 사설 라우팅 데몬은 코어 라우터의 서브세트, 가상 라우팅 및 포워딩(VRF) 인식 라우터의 서브세트, 및 비-VRF 인식 라우터의 서브세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 사설 무선 센서 네트워크.
  17. 제16항에 있어서, 상기 코어 라우터의 서브세트와 상기 비-VRF 인식 라우터의 서브세트 사이의 연결은 일반 라우팅 캡슐화(GRE)에 의해 캡슐화된 다중 프로토콜 레이블 스위칭 하에 있는 것을 특징으로 하는 사설 무선 센서 네트워크.
  18. 제15항에 있어서, 상기 모바일 코어로부터의 제2 출력 데이터는 상기 복수의 사설 라우팅 데몬에 의해 상기 사설 클라우드 네트워크로 라우팅되며, 상기 사설 클라우드 네트워크로부터 오프 클라우드 원격 IP 네트워크로 더 라우팅되는 것을 특징으로 하는 사설 무선 센서 네트워크.
  19. 제15항에 있어서, 상기 모바일 코어로부터의 제2 출력 데이터는 상기 복수의 사설 라우팅 데몬에 의해 상기 사설 클라우드 네트워크로 라우팅되며, 상기 사설 클라우드 네트워크로부터 전용 하드웨어 구성요소를 사용하여 구현되는 오프 클라우드 모바일 코어 네트워크로 더 라우팅되는 것을 특징으로 하는 사설 무선 센서 네트워크.
  20. 제15항에 있어서, 상기 모바일 코어로부터의 제2 출력 데이터는 상기 복수의 사설 라우팅 데몬에 의해 상기 사설 클라우드 네트워크로 라우팅되며, 상기 사설 클라우드 네트워크로부터 상기 공중 클라우드 플랫폼 내에서 구현되는 또 다른 사설 소프트웨어 정의 및 완전 가상화 모바일 코어로 더 라우팅되는 것을 특징으로 하는 사설 무선 센서 네트워크.
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