KR20220134217A - Nfv/sdn 기반의 5g 통신 시스템에서 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기에 관한 것으로, 소정의 가상화된 네트워크 서버와 데이터를 송수신하는 통신모듈, 상기 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 소정의 정책에 상응하는 메시지(이하, 제1 정책 메시지) 및 데이터를 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송하고 상기 전송한 데이터를 캡쳐하며, 상기 제1 정책 메시지를 업데이트하기 위한 제2 정책 메시지를 전송한 후, 상기 전송한 데이터의 캡처를 중지하고, 상기 제1 정책 메시지에 상응하는 최종 패킷 수신 시각과 상기 제2 정책 메시지에 상응하는 최초 데이터 수신 시각 간의 차이를 산출하고, 상기 산출된 결과에 기초하여 평균 지연 시간을 산출한다.

Description

NFV/SDN 기반의 5G 통신 시스템에서 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기 및 그 방법{POLICY CONTROLLER AND METHOD FOR TESTING NETWORK PERFORMANCE IN NFV/SDN BASED 5G COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 NFV/SDN 기반의 5G 통신 시스템에서 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기 및 그 방법에 관한 것이다.

5G는 5세대 셀룰러 이동통신으로, 4G (LTE/WiMax), 3G (UMTS), 2G (GSM) 시스템을 계승하는 통신 방식이다. 5G는 높은 데이터 전송률, 지연시간 감소, 에너지 절약, 비용 절감, 시스템 용량 증가 및 대규모 장치 연결을 성능 목표로 한다. 5G 시스템의 시작 단계에서는 아키텍처가 매우 다양한 사항을 요구하는데, 이는 트래픽 데이터의 급증, 단말 수의 급증, 클라우드의 의존성 증가, 새롭고 다양한 모바일 통합 서비스의 출현이라는 네가지 메가 트랜드와 관련이 있다.

모바일 사업자들은 eMBB (enhanced Mobile Broadband), mMTC (massive Machine Type Communications) and URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications)와 같은 세 가지 서비스의 범주 및 그 특성을 정의하고 있다. 이러한 서비스를 지원하기 위해, 사용자 경험 데이터 전송률, 최대 데이터 속도, 이동성, 대기 시간, 연결 밀도, 에너지 효율성, 스펙트럼 효율성 및 트래픽 볼륨 밀도와 같은 KPI(Key Performance Index)가 도출되었다. 3GPP 워킹 그룹은 KPI 및 서비스 시나리오를 통해 5G 시스템에 대한 요구사항, 표준 및 이용 사례들을 연구하였다.

한편, 5G의 요구사항을 지원하려면 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 기술이 필요하다. 네트워크 슬라이싱 기술은 부분적으로 공유되는 네트워크의 인프라 상에 여러 논리적 네트워크를 제공한다. 네트워크 슬라이스의 각 인스턴스는 병렬 슬라이스에서 서로 다른 아키텍처 특징을 배포할 수 있는 독립적인 종단간(end-to-end) 네트워크를 나타낸다.

네트워크 슬라이스는 가상의 특화된 네트워크의 한 유형으로, 공유된 물리적 네트워크에서 특정 네트워크 슬라이스를 제공하는 기술이다. 네트워크 슬라이싱을 구현하려면 SDN(Software Defined Networking)과 NFV(Network Functions Virtualization)가 반드시 필요하다. SDN과 NFV는 네트워크 아키텍처를 가상 요소로 분할함으로써 네트워크의 유연성을 제공할 수 있다. 따라서, 네트워크 슬라이싱을 통해 SDN 및 NFV 기술을 사용하면 공유된 물리적 인프라 상에 복수의 가상 네트워크를 생성할 수 있다.

이러한, NFV/SDN 인프라 환경에서 NFV/SDN 기반의 네트워크 성능을 실시간으로 테스트할 수 있는 기술이 필요하다.

공개특허공보 제10-2003-0028076호(2003.04.08)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 5G 통신 시스템과 같은 NFV/SDN 기반의 인프라에서 NFV/SDN 기반 네트워크 성능을 테스트할 수 있는, NFV/SDN 기반의 5G 통신 시스템에서 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기 및 그 방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또다른 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따른 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기는 소정의 가상화된 네트워크 서버와 데이터를 송수신하는 통신모듈, 상기 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 소정의 정책에 상응하는 메시지(이하, 제1 정책 메시지) 및 데이터를 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송하고 상기 전송한 데이터를 캡쳐하며, 상기 제1 정책 메시지를 업데이트하기 위한 제2 정책 메시지를 전송한 후, 상기 전송한 데이터의 캡처를 중지하고, 상기 제1 정책 메시지에 상응하는 최종 패킷 수신 시각과 상기 제2 정책 메시지에 상응하는 최초 데이터 수신 시각 간의 차이를 산출하고, 상기 산출된 결과에 기초하여 평균 지연 시간을 산출한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 N개(N은 자연수)의 정책 메시지가 전송된 이후, N개의 정책 메시지에 상응하는 각 최종 패킷 수신 시각과 최초 데이터 수신 시각 간의 차이의 평균에 기초하여 상기 평균 지연 시간을 산출할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 복수의 가상화된 네트워크 서버의 공통 채널에서의 데이터 처리 시간을 측정하여, 상기 공통 채널의 현재 상태를 모니터링할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 종단간(end-to-end) 서비스를 위한 5G 통신 시스템의 에이전트로 응용 프로그램 데이터를 전송하고, 상기 에이전트에서는 상기 응용 프로그램 데이터를 캡쳐하고, 송신 패킷과 수신 패킷의 전송 시각과 수신 시각 간의 시간 차이에 기초하여 종단간 지연 시간을 산출할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 에이전트에서는 N개(N은 자연수)의 응용 프로그램 데이터가 수신된 이후, N개의 응용 프로그램 데이터에 상응하는 각 송신 패킷과 수신 패킷의 전송 시각과 수신 시각 간의 시간 차이의 평균에 기초하여 상기 종단간 지연 시간을 산출할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 네트워크 세그먼트 생성 규칙을 상기 통신모듈을 통해 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송하여 상기 가상화된 네트워크 서버로부터 응답 메시지를 수신함에 따라, 상기 네트워크 생성 규칙을 전송한 시각과 응답 메시지를 수신한 시각 간의 차이인 제1 시간을 산출하고, 상기 가상화된 네트워크 서버로 소정의 패킷을 전송한 시각과 응답 메시지를 수신한 시각 간의 차이인 제2 시간을 산출하고, 상기 제1 시간과 제2 시간의 차이를 산출하여 상기 가상화된 네트워크 서버의 처리 시간을 산출할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 네트워크 슬라이스 생성 규칙을 네트워크 플랫폼으로 전송하고, 상기 네트워크 플랫폼으로부터 응답 메시지를 수신함에 따라, 상기 전송한 시각과 수신한 시각 간의 차이를 산출하여 상기 네트워크 슬라이스 생성 규칙 시간을 산출할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 5G 통신 시스템의 정책 제어기에서의 네트워크 성능 테스트 방법은 소정의 정책에 상응하는 메시지(이하, 제1 정책 메시지) 및 데이터를 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송하는 단계; 상기 전송한 데이터를 캡쳐하는 단계; 상기 제1 정책 메시지를 업데이트하기 위한 제2 정책 메시지를 전송하는 단계; 상기 전송한 데이터의 캡처를 중지하는 단계; 상기 제1 정책 메시지에 상응하는 최종 패킷 수신 시각과 상기 제2 정책 메시지에 상응하는 최초 데이터 수신 시각 간의 차이를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 결과에 기초하여 평균 지연 시간을 산출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 산출된 결과에 기초하여 평균 지연 시간을 산출하는 단계는, N개(N은 자연수)의 정책 메시지가 전송된 이후, N개의 정책 메시지에 상응하는 각 최종 패킷 수신 시각과 최초 데이터 수신 시각 간의 차이의 평균에 기초하여 상기 평균 지연 시간을 산출할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는, 종단간(end-to-end) 서비스를 위한 5G 통신 시스템의 에이전트로 응용 프로그램 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 에이전트에서는 상기 응용 프로그램 데이터를 캡쳐하고, 송신 패킷과 수신 패킷의 시간 차이에 기초하여 종단간 지연 시간을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 상기 종단간 지연 시간을 산출하는 단계는, 상기 에이전트에서는 N개(N은 자연수)의 응용 프로그램 데이터가 수신된 이후, N개의 응용 프로그램 데이터에 상응하는 각 송신 패킷과 수신 패킷 간의 시간 차이의 평균에 기초하여 상기 종단간 지연 시간을 산출할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는, 네트워크 세그먼트 생성 규칙을 소정의 네트워크 플랫폼으로 전송하는 단계; 상기 네트워크 플랫폼으로부터 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 네트워크 생성 규칙을 전송한 시각과 응답 메시지를 수신한 시각 간의 차이인 제1 시간을 산출하는 단계; 상기 네트워크 플랫폼으로 소정의 패킷을 전송한 시각과 응답 메시지를 수신한 시각 간의 차이인 제2 시간을 산출하는 단계; 및 상기 제1 시간과 제2 시간의 차이를 산출하여 상기 네트워크 플랫폼의 처리 시간을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는, 네트워크 슬라이스 생성 규칙을 소정의 네트워크 플랫폼으로 전송하는 단계; 상기 네트워크 플랫폼으로부터 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 전송한 시각과 수신한 시가각 간의 차이를 산출하여 상기 네트워크 슬라이스 생성 규칙 시간을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 네트워크 세그먼트 생성 시간 또는 네트워크 슬라이스 생성 시간과 같은 네트워크 성능 측정 방법을 제공할 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예는 네트워크 관리자로 하여금 5G 통신 플랫폼의 현재 상태를 용이하게 확인하게 할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 5G 통신 시스템에서 네트워크 슬라이싱을 위한 주요 구성 요소를 도시한 것이다.
도 2는 5G 서비스 기반 아키텍처의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 5G용 관리 아키텍처의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 통신 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 성능 테스트 방법의 순서도이다.

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

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 발명은 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기(100) 및 그 방법에 관한 것이다.

5G 통신 시스템은 매우 복잡한 시스템으로 새로운 많은 기능을 포함하고 있으며, 그 핵심되는 기능 중 하나는 네트워크 슬라이싱 기술이다. 따라서, 5G의 요구 사항을 지원하려면 네트워크 슬라이싱 기술이 필수적이다. 네트워크 슬라이스는 가상 독점 네트워크의 한 유형으로, 공유된 물리적 네트워크에서 특정 네트워크 슬라이스를 제공하는 기술이다.

이러한 네트워크 슬라이싱을 구현하려면 SDN과 NFV가 반드시 필요하다. SDN과 NFV는 네트워크 아키텍처를 가상 요소로 분할함으로써 네트워크의 유연성을 제공할 수 있다. 따라서, 네트워크 슬라이싱을 통해 SDN 및 NFV 기술을 사용하면 공유된 물리적 인프라 상에 복수의 가상 네트워크를 생성할 수 있다.

네트워크 슬라이스 기술에는 고유한 요구사항이 있으며, 자체 서비스를 제공하기 위해서는 자신의 고유한 가상화 기능이 필요하다. 네트워크 슬라이스 기술의 고유한 기능을 제공하기 위해서는 NFV 및 SDN 기술을 기본적으로 활용해야 한다. 도 1은 5G 통신 시스템에서 네트워크 슬라이싱을 위한 주요 구성 요소를 도시한 것이다.

ITU-R에 따르면, 지난 몇 년동안 5G 무선 시스템이 성장함에 따라, eMBB, mMTC, URLLC로 분류되는 서비스를 일반적으로 지원할 것이라는 합의가 커지고 있다. 5G 통신 시스템은 다가오는 10년, 그 이후의 다양한 산업을 위한 글로벌 연결성 및 서비스 플랫폼이 되는 것을 목표로 하고 있다. 가상화, 클라우드 컴퓨팅, 사물 인터넷, 기능적 노출 및 자체 구성 네트워크와 같은 기술 개념은 5G의 핵심적인 사항이며, 원활한 통신을 가능하게 할뿐만 아니라, 서로 다른 산업 간의 시너지를 가능하게 할 수 있다.

또한, 5G 코어 네트워크는 자체 서비스를 자신이 등록하고 다른 서비스에 가입할 수 있는 'SBA(Service-Based-Architecture)'에 기반한다. 이러한 새로운 시스템 아키텍처는 3GPP 기술 규격에 명시되어 있다. 일 예로, ONAP는 NRF, PCF, UDM, AF와 같은 VNF로 네트워크 기능을 생성 및 관리한다.

도 2는 5G 서비스 기반 아키텍처의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.

NEF(Network Exposure Function)는 3GPP 네트워크 기능이 제공하는 서비스와 기능을 안전하게 노출하는 수단을 제공한다. NRF(Network Repository Function)는 서비스 검색 기능을 지원한다. 따라서, NF 인스턴스에서는 NF Discovery Request를 수신할 수 있으며, 검색된 NF 인스턴스에 대한 정보를 제공 할 수 있다. PCF(Policy Control Function)는 네트워크 동작을 관리하는 통합 정책 프레임 워크를 지원한다. 이를 통해, 제어 플레인 기능에 정책 규칙을 제공할 수 있다. 이를 용이하게 하기 위해 구독 정보(Subscription information)는 UDM(Unified Data Management function)에서 수집된다. UDM은 ARPF (Authentication Credential Repository and Processing Function)를 지원하고 인증에 사용되는 장기간의 보안 자격증명(long-term security credentials)을 저장한다. AMF (Access & Mobility Management Function)는 등록 관리, 연결 관리, 접근성 관리, 이동성 관리 및 보안 및 액세스 관리 및 권한과 관련된 다양한 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 5G용 관리 아키텍처의 일 예시를 도시한 도면이다.

한편, 5G 통신 시스템에 적합한 관리 프레임워크 중 하나는 ONAP이다. ONAP는 Open Network Automation Platform의 약자로, 최종 사용자가 서비스와 가상 기능을 자동화, 설계, 조정 및 관리 할 수 있도록 한다. 최초에는 ECOMP (Enhanced Control, Orchestration, Management & Policy) 및 Open-O (Open Orchestrator)를 ONAP로 결합하여, NFV 및 SDN 및 이들과 관련한 서비스들의 전체 수명주기의 관리, 설계, 생성, 조정 및 처리 기능을 제공하였다. 이때, ECOMP는 네트워크 관리를 위한 운영 시스템의 역할을 수행한다. 이러한 의미에서 ONAP는 NFV/SDN 기반의 복잡한 인프라를 관리하고 제어하기 위해 진화하는 플랫폼을 구비한다.

ONPA는 모든 구성요소가 도커(Docker) 컨테이너 기반의 마이크로 서비스 기반 시스템으로 설계되었다. 이를 통해 ONAP는 매우 안정적이고 확장 가능하며 안정하고 관리가 용이하다는 장점을 갖는다. 사용자가 자신의 시스템에 통합하기 위해 ONPA 구성요소 중 일부를 선택하는 경우, ONPA는 다양한 운영자 환경에 대응하는 다양한 시나리오와 목적에 부합하는 유연성을 제공할 수 있다. ONAP는 5G 통신 시스템이 서비스 기반 아키텍처를 구비하고 있기 때문에, NFV/SDN 기반 5G 인프라 시스템의 가"??* 관리 플랫폼 목록 중 최상위를 차지하고 있다.

이러한 ONAP는 소프트웨어, 네트워크, IT 및 클라우드 제공 업체와 개발자가 새로운 서비를 신속하게 자동화하고, 완전한 수명 주기 관리를 지원할 수 있도록 하는 물리적 및 가상의 네트워크 기능을 실시간성을 지원하고, 정책 중심 오케스트레이션 및 자동화를 지원하는 포괄적 네트워크 플랫폼에 해당한다.

또한, 많은 엔지니어들은 새로운 데이터 센터 장비의 설치에서 온-프레미스(On-Premises) 고객 장비의 업그레이드에 이르기까지, 새로운 서비스 제공을 위해 필요한 많은 변경 사항들을 수동으로 처리해야 하며, 이는 비용적, 규모적인 면에서 큰 비용을 지출하게 된다. 다수는 SDN 및 NFV를 활용하여 서비스 무결성을 개선하고 장비 상호 운용성과 통합을 단순화하며, 전체 CapEx 및 OpEx 비용을 절감하고 있다. 이때, ONAP는 물리적 네트워크 요소와 가상 네트워크 요소 모두에 대한 전반적인, 그리고 대규모 오케스트레이션 기능을 통해 이러한 문제를 해결하고 있다. 일 예로, ONAP는 개방적이고 상호 운용 가능한 Northbound REST API의 공통 세트를 제공하고 YANG 및 TOSCA 데이터 모델을 지원하여 서비스 민첩성을 촉진시키고 있다. 또한, ONAP의 모듈적 특성 및 계층화 특성은 상호 운용성을 개선하고 통합을 단순화하여, 여러 VIM, VNFM, SDN 컨트롤러 및 레거시 장비와 통합하여, 복수의 VNF 환경을 지원할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 네트워크 및 클라우드 운영자는 ONAP를 통해 물리적 및 가상 인프라를 비용 및 성능 면에서 최적화시킬 수 있다. 일 예로, ONAP에서 표준 모델을 사용하면 이 기종 장비의 통합 및 배포 비용이 절감되는 동시에 관리 단편화가 최소화된다. 또한, ONAP 플랫폼을 사용하면 최종 사용자 조직과 해당 네트워크/클라우드 공급자가 실행 가능한 이벤트에 대한 실시간 응답을 가능하게 하며, 이와 함께 동적 폐쇄 루프 프로세스에서 네트워크 요소 및 서비스를 공동으로 인스턴스화할 수 있다.

한편, 5G 통신 시스템의 경우 전체 관리 시스템은 서비스 관리를 위한 피드백 시스템이 필요하며, 이러한 시스템 중 하나는 바로 테스트 시스템이다. 본 발명의 일 실시예는 이러한 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 다양한 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기(100)를 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 통신 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기(100)의 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 5G 통신 시스템(1)은 정책 제어기(100)와 네트워크 플랫폼 서버(200)를 포함하여 구성된다. 정책 제어기(100)는 네트워크 플랫폼 서버(200)의 네트워크 성능을 실시간으로 테스트할 수 있다. 이때, 네트워크 플랫폼 서버(200)는 네트워크 슬라이싱 기술에 따라 적어도 하나의 가상화된 네트워크 서버를 생성한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 정책 제어기(100)는 통신모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.

통신모듈(110)은 소정의 가상화된 네트워크 서버와 데이터를 송수신한다.

메모리(120)에는 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 프로그램이 저장되며, 프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킨다. 이때, 메모리(120)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다.

예를 들어, 메모리(120)는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에서 수행되는 각각의 네트워크 성능 테스트 방법을 상세히 서술하도록 한다.

1. 정책 업데이트 메시지 처리 성능

본 발명의 일 실시예에서 프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 소정의 정책에 상응하는 메시지(이하, 제1 정책 메시지) 및 데이터를 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송한다.

그리고, 프로세서(130)는 전송되는 데이터에 대한 캡처를 시작한다.

이후, 프로세서(130)는 제1 정책 메시지를 업데이트하기 위한 제2 정책 메시지를 전송하고, 데이터에 대한 캡처를 중지한다.

그 다음, 프로세서(130)는 제1 정책 메시지에 상응하는 최종 패킷 수신 시각(Receive Time of Last Packet)과 제2 정책 메시지에 상응하는 최초 데이터 수신 시각(Receive Time for First data) 간의 차이를 산출하고, 산출된 결과에 기초하여 평균 지연 시간(Average Latency)을 산출한다.

일 실시예로, 프로세서(130)는 N개(N은 자연수)의 정책 메시지가 전송된 이후, N개의 정책 메시지에 상응하는 각 최종 패킷 수신 시각과 최초 데이터 수신 시각 간의 차이의 평균에 기초하여 평균 지연 시간을 산출할 수 있다.

2. 가상화된 네트워크 서버의 메시지(또는 패킷) 처리 성능

일 실시예로, 프로세서(130)는 가상화된 네트워크 서버를 리셋하고, 가상화된 특정 네트워크 서버에서 처리하기 위한 특정 데이터를 전송한다. 이후, 프로세서(130)는 패킷 지연 시간을 산출하기 위해 전송한 데이터를 캡처하고, 이를 기반으로 처리 시간을 측정할 수 있다.

예를 들어, AMF(Access and Mobility Management)는 다음을 지원할 수 있다: NAS 시그널링 종료(Termination of NAS signaling), NAS 암호화 및 무결성 보호(NAS ciphering & integrity protection), 등록 관리(registration management), 연결 관리(connection management), 이동성 관리(mobility management), 액세스 인증 및 권한 부여(access authentication and authorization), 보안 컨텍스트 관리(security context management).

3. NFV 간의 데이터 전송 성능

일 실시예로, 프로세서(130)는 복수의 가상화된 네트워크 서버의 공통 채널에서의 데이터 처리 시간을 측정하여, 공통 채널의 현재 상태를 모니터링할 수 있다.

즉, 데이터 전송을 위한 메시지가 공통 채널(또는 Pub-Sub 채널)로 전송되면, 데이터 처리 시간을 측정하기 위하여 가상화된 네트워크 서버를 탐색한 후, 데이터 처리 시간을 기반으로 공통 채널의 현재 상태를 모니터링할 수 있다. 이때, 데이터 처리 시간을 측정하기 위한 메시지는 64bytes, 128bytes, 254bytes, 512bytes, 1024bytes, 2048bytes 등이 이용될 수 있다.

4. 종단간(end-to-end) 서비스 품질

일 실시예로, 프로세서(130)는 종단간 서비스를 위한 5G 통신 시스템의 에이전트로 응용 프로그램 데이터를 전송한다. 그 전에 본 발명의 일 실시예는 특정 요구 사항을 충족하는 종단간 서비스를 생성하고, 종단간 서비스를 위한 에이전트를 미리 생성할 수 있다.

이에 따라, 에이전트에서는 응용 프로그램 데이터를 캡쳐하고, 송신 패킷과 수신 패킷의 전송 시각과 수신 시각 간의 시간 차이에 기초하여 종단간 지연 시간을 산출할 수 있다.

이때, 에이전트에서는 N개(N은 자연수)의 응용 프로그램 데이터가 수신된 이후, N개의 응용 프로그램 데이터에 상응하는 각 송신 패킷과 수신 패킷의 전송 시각과 수신 시각 간의 시간 차이의 평균에 기초하여 종단간 지연 시간을 산출할 수 있다.

5. SDN 네트워크 세그먼트 생성 시간

일 실시예로, 프로세서(130)는 네트워크 세그먼트 생성 규칙을 통신모듈(110)을 통해 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송하여 네트워크 플랫폼으로부터 응답 메시지를 수신한다. 이때, 가상화된 네트워크 서버가 생성되기 전에는 프로세서(130)에 의해 전송된 패킷은 삭제되며, 응답 메시지를 수신한 프로세서(130)는 네트워크 생성 규칙을 전송한 시각과 응답 메시지를 수신한 시각 간의 차이인 제1 시간을 산출한다.

이후, 프로세서(130)는 가상화된 네트워크 서버로 소정의 패킷을 전송한 시각과 응답 메시지를 수신한 시각 간의 차이인 제2 시간을 산출한 후, 제1 시간과 제2 시간의 차이를 산출하여 가상화된 네트워크 서버의 처리 시간을 산출할 수 있다. 여기에서 제1 시간과 제2 시간 간의 시간차가 발생할 경우 차등 시간은 가상화된 네트워크 서버의 처리 시간을 의미한다.

6. 네트워크 슬라이스 생성 시간

일 실시예로, 프로세서(130)는 네트워크 생성 규칙을 네트워크 플랫폼 서버로 전송한 후, 네트워크 플랫폼으로부터 응답 메시지를 수신함에 따라, 전송 시각과 수신 시각 간의 차이를 산출하여 네트워크 슬라이스 생성 시간을 산출할 수 있다.

참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 4 내지 도 5에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.

그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.

따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.

이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 통신 시스템의 정책 제어기(100)에서의 네트워크 성능 테스트 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 성능 테스트 방법의 순서도이다.

한편, 도 6에 도시된 각 단계들은 도 4 내지 도 5에 도시된 정책 제어기(100)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 소정의 정책에 상응하는 메시지(이하, 제1 정책 메시지) 및 데이터를 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송하고(S110), 전송한 데이터를 캡쳐한다(S120).

다음으로, 제1 정책 메시지를 업데이트하기 위한 제2 정책 메시지를 전송하고(S130), 전송한 데이터의 캡처를 중지한다(S140).

다음으로, 제1 정책 메시지에 상응하는 최종 패킷 수신 시각과 상기 제2 정책 메시지에 상응하는 최초 데이터 수신 시각 간의 차이를 산출하고(S150), 산출된 결과에 기초하여 평균 지연 시간을 산출한다(S160).

한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S160은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 5의 내용은 도 6의 네트워크 성능 테스트 방법에도 적용된다.

이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예는, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 정책 제어기
110: 통신모듈
120: 메모리
130: 프로세서

Claims (1)

1. 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 정책 제어기에 있어서,
   소정의 가상화된 네트워크 서버와 데이터를 송수신하는 통신모듈,
   상기 5G 통신 시스템의 네트워크 성능 테스트를 위한 프로그램이 저장된 메모리 및
   상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 소정의 정책에 상응하는 메시지(이하, 제1 정책 메시지) 및 데이터를 소정의 가상화된 네트워크 서버로 전송하고 상기 전송한 데이터를 캡쳐하며, 상기 제1 정책 메시지를 업데이트하기 위한 제2 정책 메시지를 전송한 후, 상기 전송한 데이터의 캡처를 중지하고, 상기 제1 정책 메시지에 상응하는 최종 패킷 수신 시각과 상기 제2 정책 메시지에 상응하는 최초 데이터 수신 시각 간의 차이를 산출하고, 상기 산출된 결과에 기초하여 평균 지연 시간을 산출하는 것인,
   5G 통신 시스템에서의 정책 제어기.

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