WO2018135742A1 - 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

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WO2018135742A1
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WO
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fog
manager
server
portal
computing
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PCT/KR2017/013362
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정상화
김원석
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부산대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to fog computing operation, and in particular, a control structure using a centralized fog portal (Fog Portal) for the actual operation of the fog computing and a centralized control structure to present the protocol to be used and to enable efficient server design
  • a centralized fog portal Fag Portal
  • Cloud computing is a computing system in which infrastructure, platforms, services, etc. are provided as services, and dynamic resource provisioning or allocation is possible through technologies such as computing resource virtualization, and many IT systems are currently operating in such an environment.
  • IoT services represented by smart factories, autonomous vehicles, and wearable devices
  • cloud platform alone cannot delay communication, explode core network traffic, and support real-time services. It causes a lot of problems that reduce the user experience.
  • fog computing is a concept that allows a network to process some or all of the functions that cloud computing supported.
  • Applying fog computing naturally has many advantages, including reducing network latency, enabling real-time service support, and reducing core network traffic.
  • Fog computing is a technology that is still in the research stage, and there are many problems to be solved in realization.
  • the most problematic part is the issue of the provider of the fog computing service.
  • Fog computing presupposes the use of edge network equipment, so Internet operators (ISPs), wireless carriers, and switch makers can be the subjects, or cloud operators in terms of extending the concept of the cloud to edge networks, and services.
  • ISPs Internet operators
  • wireless carriers wireless carriers
  • switch makers can be the subjects
  • cloud operators in terms of extending the concept of the cloud to edge networks, and services.
  • IoT service providers In terms of self-expansion, IoT service providers, general users, etc. may be subjects.
  • a fog server a distribution protocol of a fog application service instance (hereinafter, a fog server) and an operation method of a fog server in heterogeneous platforms.
  • the operation structure for realization of fog computing has not yet been clearly presented as a reference model.
  • the present invention is to solve the problem of the operation structure for realizing the fog technology of the prior art, and proposes a control structure and a protocol to be utilized utilizing a centralized fog portal (Pog Portal) for the actual operation of fog computing It is an object of the present invention to provide a system and a control method for fog computing operation having a centralized control structure server to enable a efficient and efficient server design.
  • a centralized fog portal Pog Portal
  • the present invention provides a system and method for controlling the fog computing having a centralized control structure server for the fog portal to mediate between the fog device holder and the service manager, and to realize fog computing using the fog manager of the SDN-based local network.
  • the purpose is to provide.
  • a device holder registers equipment installed by a fog portal, and a service manager monitors the status of a service operated by the fog portal and decides to deploy a fog server. Its purpose is to provide a system for operation and a control method thereof.
  • the present invention proposes a fog portal-based centralized control structure for actual operation of a fog server, so that fog computing can be realized by a user or a network administrator who wants to operate the environment. Its purpose is to provide a system and its control method.
  • a system for fog computing operation having a centralized control structure server for achieving the above object is to share information with the fog manager, SDN controller located in each SDN-based local network, switch manufacturers for fog computing or Fog portals that provide intermediary services between equipment owners and service managers; Fog managers that determine the placement of fog servers in SDN-based local networks; Communicate with SDN switches that make up the local network to enable software-based networking. And an SDN controller performing collaboration for fog computing; fog devices installed to receive fog services.
  • the fog devices are network devices installed by an individual, an enterprise network manager, or a service provider who wants to receive fog services, and include a fog switch or a fog WiFi AP.
  • the fog portal may share a fog server distribution and resource monitoring information with the fog manager and share network control and monitoring information with an SDN controller.
  • the fog portal is a collaboration between the SDN controller and the fog manager, it characterized in that the deployment of the fog server using a docker (Docker), a container-based virtualization platform.
  • Docker docker
  • the fog manager manages fog devices in a local network, and performs fog server instance placement, dynamic resource allocation, and centralized load balancing.
  • the fog manager may be in the form of a virtualized network function (VNF) or an SDN application.
  • VNF virtualized network function
  • the internal module of the fog portal communicates with an SDN controller in each local network, performs a network manager performing policy reception and network resource monitoring related to fog computing operations, and shares information with fog managers.
  • a computing manager and a device manager that manages the management of devices and monitors computing resources of the devices; a network manager that manages Internet services using a fog portal; and maintains and manages characteristics of services of resource usage and traffic patterns; Establish and manage statistical information based on each monitoring information, Statistics manager that allows service managers to look up traffic patterns and resource usage generated by the service, Billing manager that calculates and checks charges according to portal service usage To It characterized by including a holding resource management unit having.
  • the internal module of the fog portal SDN controller located in each local network, fog API for performing monitoring information sharing, policy setting, communication with the fog manager, and the service manager to monitor the service-specific monitoring information, statistical analysis
  • an interface providing unit having a service API for providing an interface for information inquiry and fog operation.
  • a control method of a system for fog computing operation having a centralized control structure server for achieving another object is a fog device in a fog portal that provides an intermediary service between a switch manufacturer or equipment owner and a service manager for fog computing.
  • My mother Reporting the status of all fog devices to the fog portal analyzing and processing the reported corresponding information in the fog portal and providing the service manager to the fog portal.
  • a control method of a system for fog computing operation having a centralized control structure server according to the present invention for achieving another object is through a fog portal that provides an intermediary service between a switch manufacturer or equipment owner and service manager for fog computing
  • a fog server in the form of a docker image is implemented to deploy a fog server
  • the service manager delivers an intention to distribute the fog server to a specific region through the fog portal; Delivering a command to set a fog device to deploy a fog server within; and after the fog manager determines a deployment location and performs resource allocation, a download location of the fog server docker image and a docker container are executed for the selected fog device.
  • the device downloading the fog server image from the designated docker image download location and executing it as a docker container of the specified option; the fog manager asks the SDN controller to perform packet processing and routing to direct the service traffic to the newly created fog server. Forwarding the message; performing the routing by the SDN controller to direct a specific flow to a designated fog device;
  • Such a system for fog computing operation having a centralized control structure server and a control method thereof according to the present invention has the following effects.
  • the fog portal mediates between fog device owners and service managers, and enables fog computing to be efficiently realized by utilizing the fog manager of an SDN-based local network.
  • the device holder registers the equipment installed by the fog portal, and the service manager can perform fog computing operation by monitoring the status of the service operated by the fog portal and determining the placement of the fog server.
  • fog portal-based centralized control structure for actual operation of a fog server so that fog computing can be realized by users or network administrators who want to operate the environment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a centralized control structure for fog computing operation according to the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing the internal structure of the fog portal module
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process in which a fog device is registered in a fog portal
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of deploying a fog server by an IoT service manager
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a centralized control structure for fog computing operation according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the internal structure of the fog portal module.
  • the present invention relates to a control structure, a protocol, and a server device design utilizing a centralized fog portal for practical operation of fog computing.
  • the present invention provides an intermediary service between a switch manufacturer or a device owner and a service manager.
  • the present invention relates to a centralized control structure and a server device design for actual operation of fog computing, and fog computing is a concept of performing operations such as IoT service data processing / storage provided in a cloud data center at a network edge.
  • Fog computing is achieved through collaboration between cloud data centers, IoT service providers, network infrastructures, switch manufacturers, and service users, but there is a limit to which the subject can be unclear.
  • the present invention aims to solve this by presenting a centralized fog portal based control structure.
  • a system for fog computing operation having a centralized control structure server is a server located on the Internet, and shares information with a fog manager 20 and an SDN controller 30 located in each SDN-based local network.
  • a fog portal 10 that provides intermediary services between switch manufacturers or equipment owners and service managers; a fog manager 20 that determines the placement of fog servers in a software-defined networking (SDN) -based local area network (LAN); SDN controller 30 to enable software-based networking by communicating with the SDN switches constituting the network, and to collaborate with the fog manager 20 and fog computing, individual and enterprise network managers to receive fog services, Or a fog device such as a fog switch 41 or a fog WiFi AP 42 installed by a service provider.
  • SDN software-defined networking
  • LAN local area network
  • the fog portal 10 shares fog server distribution and resource monitoring information with the fog manager 20, and shares network control and monitoring information with the SDN controller 30.
  • Figure 1 shows the overall configuration of the centralized fog portal based control structure.
  • the fog portal 10 provides intermediary services between switch manufacturers or equipment owners and service managers, utilizing the fog manager 20 to determine the placement of fog servers in a software-defined networking (SDN) -based local area network (LAN), LAN Collaboration between the SDN controller 30 and the fog manager 20, and deployment of a fog server using Docker (Docker), a container-based virtualization platform.
  • SDN software-defined networking
  • LAN local area network
  • Docker Docker
  • the fog portal 10 is a server located on the Internet and performs information sharing with the fog manager 20 and the SDN controller 30 located in each SDN-based local network.
  • fog devices such as fog switches 41 and fog WiFi APs 42 are private, enterprise network managers, or services that wish to receive fog services. It can be done directly by the provider.
  • the local network operates based on SDN and the SDN controller 30 communicates with the SDN switches constituting the local network to enable software based networking.
  • the fog manager 20 is a module that is responsible for managing fog devices in a local network, and performs fog server instance placement, dynamic resource allocation, and centralized load balancing.
  • the fog device is a network device due to the nature of fog computing and the location of the fog server may affect the traffic state or routing of the network
  • the fog manager 20 should be built in close collaboration with the SDN controller 30. do.
  • the fog manager 20 may exist in the form of a virtualized network function (VNF) or even in the form of an SDN application.
  • VNF virtualized network function
  • Figure 2 shows the internal module structure of the fog portal and its interface relationship.
  • the internal module of the fog portal 10 is largely divided into a reserved resource manager 11 and an interface provider 12.
  • the reserved resource manager 11 includes a network manager 11a, a computing manager 11b, and a device manager 11c. And a service manager 11d, a statistics manager 11e, and a billing manager 11f.
  • the network manager 11a mainly communicates with the SDN controller 30 in each local network, and performs operations such as policy reception and network resource monitoring related to fog computing operations.
  • the computing manager 11b and the device manager 11c share information with the fog managers 20 and perform management operations of all fog devices and monitoring of computing resources of the corresponding devices.
  • the service manager 11d of the owned resource manager 11 manages various Internet services using the fog portal 10 and maintains and manages characteristics of each service such as resource usage and traffic patterns.
  • the statistics manager 11e establishes and manages detailed statistical information based on each monitoring information, and enables service managers to inquire in detail about traffic patterns and resource usage generated by their services.
  • the billing manager 11f is responsible for calculating a fee and inquiring according to the portal service usage.
  • the interface provider 12 is divided into a fog API 12a and a service API 12b, and the fog API 12a is configured to share monitoring information, policy, and the like with the SDN controller 30 and the fog manager 20 located in each local network. Perform communication with the purpose of setting, fog operation, etc.
  • the service API 12b provides the service manager with an interface such as service-specific monitoring information query, statistical analysis information query, and fog operation.
  • the mediation service between the equipment holder 40 or the user and the service manager which is the most essential function in the system for fog computing operation having the centralized control structure server according to the present invention, operates as follows.
  • FIG. 3 sequentially illustrates a process in which a fog device is registered in a fog portal.
  • Equipment owners (service users, enterprise network managers, ISPs, service managers, etc.) 50 who have ownership of the fog device 60 may attach a fog switch or fog WiFi AP that they purchased to participate in fog computing directly to the network. Can be connected.
  • the device holder 50 then registers information about the device (MAC address, computing capability, device type, etc.) in the fog portal 90. This registration process can be performed through a web API or a native API.
  • the local SDN controller 70 can know that it is newly connected to the network, and after registration, the fog server docker image can be received from the cloud or the adjacent fog device 60 through the command of the fog manager 80 to operate in a container form. Can be.
  • the fog portal 90 knows how to configure the topology in a local area LAN when a new device is registered, through communication with the local SDN controller 70, and based on the information, the appropriate fog manager 80 Inform the information provided by the equipment holder 50 at the time of registration.
  • the SDN controller 70 monitors the network state information, and the fog manager 80 monitors the computing resource state information, respectively, to periodically check the state of all fog devices 60 in the local network. Report to fog portal 90.
  • the fog portal 90 may analyze and process the corresponding information to provide the IoT service manager.
  • FIG. 4 illustrates a process of deploying a fog server by the IoT service manager.
  • the fog portal 90 periodically receives network monitoring information and computing resource information from the SDN controller 70 and the fog manager 80 located in each local network.
  • the IoT service manager 100 recognizes the usage of each network related to its service.
  • the service manager 100 may determine that the user experience of service users in the region is very degraded.
  • a new service requiring real time processing may be introduced, or a fog server installation request directly from a user may be recognized through the fog portal 90.
  • the service manager 100 becomes a determinant related to the installation of the fog server, and implements a fog server to process some or all of the functions in the fog server when it is determined to be necessary.
  • the developed fog server is implemented in the form of docker image, and each fog device has a multi-platform form to remove the operating system dependency resulting from the easy deployment.
  • the service manager 100 conveys the intention to distribute the fog server to a specific region through the fog portal 90, and the fog portal 90 may fog in the region.
  • the manager 80 is commanded to set up the appropriate fog device 60 to place the fog server within its local network.
  • the fog manager 80 determines the placement location and performs resource allocation by a specific fog server deployment algorithm, and then passes the selected fog device (s) the download location of the fog server docker image and the option for running the docker container.
  • the fog device 60 may be selected in singular or plural.
  • the fog device 60 downloads the fog server image from the designated docker image download location and executes the fog server image in the docker container of the designated option.
  • the fog manager 80 checks the completion of the fog server execution, and then sends the packet processing and the packet processing to direct the service traffic to the newly created fog server to the SDN controller 70. Deliver a message to perform routing.
  • the SDN controller 70 performs routing so that a specific flow is directed to or through the designated fog device 60 as directed through the flow table modification.
  • the system for a fog computing operation having a centralized control structure server and a control method thereof according to the present invention described above are a control structure, a protocol and a server using a centralized fog portal for actual operation of fog computing. Device design.
  • SDN software-defined networking
  • LANs local area networks
  • fog managers to determine the placement of fog servers in software-defined networking (SDN) -based local area networks (LANs), collaboration between SDN controllers on the LAN and fog managers. It also performs functions such as deploying fog servers using Docker, a container-based virtualization platform.
  • SDN software-defined networking
  • LANs local area networks
  • the present invention relates to fog computing operation, and in particular, a control structure using a centralized fog portal (Fog Portal) for the actual operation of the fog computing and a centralized control structure to present the protocol to be used and to enable efficient server design
  • a centralized fog portal Fag Portal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명은 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 포그 포털(Fog Portal)을 활용한 제어 구조 및 활용되는 프로토콜을 제시하고 효율적인 서버 설계가 가능하도록 한 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 각 SDN 기반 로컬 네트워크에 위치한 포그 매니저,SDN 제어기와 정보 공유를 하고, 포그 컴퓨팅을 위한 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털;SDN 기반 로컬 네트워크에서 포그 서버의 배치를 결정하는 포그 매니저;로컬 네트워크를 구성하는 SDN 스위치들과 통신하여 소프트웨어 기반 네트워킹을 가능하게 하고, 포그 매니저와 포그 컴퓨팅을 위한 협업을 수행하는 SDN 제어기;포그 서비스를 받기 위해 설치되는 포그 디바이스들;을 포함하는 것이다.

Description

중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법
본 발명은 포그 컴퓨팅 운용에 관한 것으로, 구체적으로 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 포그 포털(Fog Portal)을 활용한 제어 구조 및 활용되는 프로토콜을 제시하고 효율적인 서버 설계가 가능하도록 한 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
클라우드 컴퓨팅은 인프라, 플랫폼, 서비스 등이 서비스로서 제공되는 컴퓨팅 시스템 형태로, 컴퓨팅 리소스 가상화 등의 기술을 통해 동적 리소스 프로비저닝 또는 할당이 가능하여 현재 많은 IT 시스템이 이러한 환경에서 동작 중이다.
즉, 기존의 서버-클라이언트 형태에서 벗어나 서버, 랩탑, 스마트폰 등 다양한 플랫폼 간 연동이 가능해지는 장점이 있다.
클라우드 컴퓨팅이 사물인터넷(IoT: Internet of Things)으로의 패러다임 전환에 의해 마주치게 되는 문제점은 네트워크 요구 대역폭, 네트워크 장비들의 폭증과 지리적으로 상당히 널리 분포되어 있는 사물들에 기인한다.
스마트 팩토리, 자율주행 자동차, 웨어러블 디바이스 등으로 대표되는 IoT 서비스의 통신은 때로는 국지적이기도 하면서 전역적인 형태를 가지므로, 클라우드 플랫폼만으로 이 데이터들을 처리한다면 통신 지연, 코어망 트래픽 폭증, 실시간 서비스 지원 불가 등 사용자 경험을 깎아내리는 많은 문제들을 야기하게 된다.
이러한 문제를 해결하고자 하는 새로운 트렌드인 포그 컴퓨팅은 클라우드 컴퓨팅이 지원하던 서비스들의 일부 또는 모든 기능을 네트워크에서 처리하도록 하는 개념이다.
즉, 클라우드가 제공하던 컴퓨팅, 저장소, 어플리케이션, 네트워크와 같은 서비스들을 사용자 또는 사물에 가까운 네트워크 엣지로 확장하는 모델로, 이 시스템에서는 클라우드 데이터센터가 담당하던 역할이 지리적으로 분산된 수많은 물리적 네트워크 장비(스위치 또는 WiFi 액세스 포인트(AP), 이동통신 기지국(eNB) 등)로 옮겨가게 된다.
포그 컴퓨팅을 적용한다면 자연스럽게 네트워크 지연을 감소시키고 실시간 서비스 지원이 가능해지며 코어망 트래픽을 경감시킬 수 있는 등 많은 장점을 취할 수 있게 된다.
포그 컴퓨팅은 아직까지는 연구 단계에 놓인 기술로, 실현화에 있어서는 아직 해결해야 할 많은 문제가 산재하고 있다.
우선, 스위치, 라우터, AP 등의 기존 네트워크 장비들에서 서비스 관련 데이터 처리 및 저장 등이 수행되어야 하므로 펌웨어의 교체뿐만 아니라 하드웨어의 교체 또한 필연적으로 야기될 수 있으며, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API) 지원에 관한 문제도 발생할 수 있다.
그 중 가장 문제가 되는 부분은 포그 컴퓨팅 서비스의 제공 주체에 관한 문제이다.
포그 컴퓨팅은 엣지 네트워크 장비의 활용을 전제로 하므로 인터넷 사업자(ISP), 무선 통신 사업자, 스위치 제조사가 주체가 될 수도, 클라우드의 개념을 엣지 네트워크로 확장한다는 측면에서 클라우드 사업자가 될 수도, 그리고 서비스 그 자체의 확장이라는 측면에서는 IoT 서비스 제공자, 일반 사용자 등이 주체가 될 수 있다.
하지만, 여러 주체를 가정하여도 명확한 한계가 존재하는데, 단순히 네트워크 장비만을 사용하는 것은 아니며 클라우드와 연계되어 동작하며 서비스별 전체적인 오버뷰를 제공해야 한다는 한계점이 있다.
또한, 포그 형태의 서비스 어플리케이션 인스턴스(이하, 포그 서버)의 배포 프로토콜 및 이기종 플랫폼에서 포그 서버의 동작 방식 등에 관한 문제도 존재하고 있다. 포그 컴퓨팅의 실현을 위한 동작 구조는 아직까지도 명확히 참조할만한 모델이 제시되지 않았다.
따라서, 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 제어 구조 및 활용되는 프로토콜의 제시 및 효율적인 서버 설계가 가능하도록 한 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 포그 컴퓨팅의 실현을 위한 동작 구조의 문제를 해결하기 위한 것으로, 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 포그 포털(Fog Portal)을 활용한 제어 구조 및 활용되는 프로토콜을 제시하고 효율적인 서버 설계가 가능하도록 한 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 포그 포털이 포그 디바이스 보유자와 서비스 관리자 간 중개를 수행하고, SDN 기반 로컬 네트워크의 포그 매니저를 활용하여 포그 컴퓨팅을 실현하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 디바이스 보유자는 포그 포털에 자신이 설치한 장비를 등록하고, 서비스 관리자는 포그 포털을 통해 자신이 운용하는 서비스의 상태를 모니터링하고 포그 서버 배치를 결정하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 포그 서버의 실제 운용을 위한 포그 포털 기반 중앙 집중식 제어 구조를 제안하여 포그 컴퓨팅이 해당 환경의 동작을 원하는 사용자 또는 네트워크 관리자에 의해 실현되도록 한 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템은 각 SDN 기반 로컬 네트워크에 위치한 포그 매니저,SDN 제어기와 정보 공유를 하고, 포그 컴퓨팅을 위한 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털;SDN 기반 로컬 네트워크에서 포그 서버의 배치를 결정하는 포그 매니저;로컬 네트워크를 구성하는 SDN 스위치들과 통신하여 소프트웨어 기반 네트워킹을 가능하게 하고, 포그 매니저와 포그 컴퓨팅을 위한 협업을 수행하는 SDN 제어기;포그 서비스를 받기 위해 설치되는 포그 디바이스들;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 포그 디바이스들은, 포그 서비스를 받고자 하는 개인, 기업용 네트워크 관리자, 또는 서비스 제공자에 의해 설치되는 네트워크 디바이스들로, 포그 스위치나 포그 WiFi AP를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 포그 포털은, 상기 포그 매니저와 포그 서버 배포 및 리소스 모니터링 정보를 공유하고, SDN 제어기와 네트워크 제어 및 모니터링 정보를 공유하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 포그 포털은, SDN 제어기와 포그 매니저 간 협업, 컨테이너 기반 가상화 플랫폼인 도커(Docker)를 활용한 포그 서버의 배포 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 포그 매니저는 로컬 네트워크 내 포그 디바이스 관리를 하고, 포그 서버 인스턴스의 배치, 동적 리소스 할당, 중앙 집중식 로드 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 포그 매니저는, 가상화된 네트워크 기능(VNF) 형태 또는 SDN 어플리케이션 형태로 존재하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 포그 포털의 내부 모듈은, 각 로컬 네트워크 내 SDN 제어기와 통신을 수행하며 포그 컴퓨팅 동작과 관련된 정책 수신과 네트워크 리소스 모니터링 동작을 수행하는 네트워크 매니저와,포그 매니저들과 정보를 공유하며, 모든 포그 디바이스의 관리 운용과 해당 디바이스들의 컴퓨팅 리소스 모니터링을 수행하는 컴퓨팅 매니저 및 디바이스 매니저와,포그 포털을 이용하는 인터넷 서비스들의 관리를 수행하며, 리소스 사용량, 트래픽 패턴의 서비스들의 특성들을 유지 및 관리하는 네트워크 매니저와,각 모니터링 정보들을 바탕으로 통계 정보를 수립 관리하며, 서비스 관리자들이 서비스가 발생시키는 트래픽 패턴, 리소스 사용량을 조회할 수 있도록 하는 통계 매니저와,포털 서비스 사용량에 따른 요금 계산, 조회를 수행하는 빌링 매니저를 갖는 보유 리소스 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 포그 포털의 내부 모듈은, 각 로컬 네트워크 내에 위치한 SDN 제어기,포그 매니저와 모니터링 정보 공유, 정책 설정, 포그 동작을 위한 통신을 수행하는 포그 API와, 서비스 관리자에게 서비스별 모니터링 정보 조회, 통계 분석 정보 조회, 포그 동작을 위한 인터페이스를 제공하는 서비스 API를 갖는 인터페이스 제공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템의 제어 방법은 포그 컴퓨팅을 위한 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털에 포그 디바이스를 등록시키기 위하여, 포그 컴퓨팅에 참여하기 위한 포그 디바이스를 네트워크에 연결하는 단계;포그 디바이스 정보를 포그 포털에 등록하는 단계;포그 포털에 새로운 장비가 등록이 되면 해당 장비가 어느 지역의 LAN에서 어떻게 토폴로지를 구성되는지를 확인하여 선정된 포그 매니저에게 포그 디바이스 정보를 제공하는 단계;포그 디바이스의 등록 절차가 완료되면 SDN 제어기는 네트워크 상태 정보를, 포그 매니저는 컴퓨팅 리소스 상태 정보를 각각 모니터링하여 주기적으로 로컬 네트워크 내 모든 포그 디바이스의 상태를 포그 포털로 보고하는 단계;보고된 해당 정보를 포그 포털에서 분석 및 가공하여 서비스 관리자에게 제공하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템의 제어 방법은 포그 컴퓨팅을 위한 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털을 통하여 서비스 관리자가 포그 서버를 배포하기 위하여, 도커 이미지 형태의 포그 서버가 구현되면, 포그 포털을 통해 특정 지역에 포그 서버를 배포하겠다는 의도를 전달하는 단계;포그 포털이 해당 지역 내 포그 매니저에게 담당 로컬 네트워크 내에서 포그 서버를 배치할 포그 디바이스를 설정하라는 명령을 전달하는 단계;포그 매니저가 배치 위치를 결정하고 리소스 할당을 수행한 후, 선택된 포그 디바이스에게 포그 서버 도커 이미지의 다운로드 위치와 도커 컨테이너 실행을 위한 옵션을 전달하는 단계;포그 디바이스가 지정된 도커 이미지 다운로드 위치로부터 포그 서버 이미지를 다운로드 받아서 지정된 옵션의 도커 컨테이너로 실행하는 단계;포그 매니저가 SDN 제어기에게 해당 서비스 트래픽을 신규 생성된 포그 서버로 향하도록 패킷 프로세싱 및 라우팅을 수행해달라는 메시지를 전달하는 단계;SDN 제어기가 특정 플로우를 지정된 포그 디바이스로 향하도록 라우팅을 수행하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 포그 포털(Fog Portal)을 활용한 제어 구조 및 활용되는 프로토콜을 제시하고 효율적인 서버 설계가 가능하다.
둘째, 포그 포털이 포그 디바이스 보유자와 서비스 관리자 간 중개를 수행하고, SDN 기반 로컬 네트워크의 포그 매니저를 활용하여 포그 컴퓨팅을 효율적으로 실현할 수 있도록 한다.
셋째, 디바이스 보유자는 포그 포털에 자신이 설치한 장비를 등록하고, 서비스 관리자는 포그 포털을 통해 자신이 운용하는 서비스의 상태를 모니터링하고 포그 서버 배치를 결정하여 포그 컴퓨팅 운용을 효과적으로 수행할 수 있다.
넷째, 포그 서버의 실제 운용을 위한 포그 포털 기반 중앙 집중식 제어 구조를 제안하여 포그 컴퓨팅이 해당 환경의 동작을 원하는 사용자 또는 네트워크 관리자에 의해 실현되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 포그 컴퓨팅 운용을 위한 중앙 집중식 제어 구조를 나타낸 전체 구성도
도 2는 포그 포털 내부 모듈 구조를 나타낸 구성도
도 3은 포그 디바이스가 포그 포털에 등록되는 과정을 나타낸 플로우 차트
도 4는 IoT 서비스 관리자가 포그 서버를 배포하는 과정을 나타낸 플로우 차트
이하, 본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 포그 컴퓨팅 운용을 위한 중앙 집중식 제어 구조를 나타낸 전체 구성도이다.
그리고 도 2는 포그 포털 내부 모듈 구조를 나타낸 구성도이다.
본 발명은 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 포그 포털(Fog Portal)을 활용한 제어 구조, 프로토콜 및 그 서버 장치 설계에 관한 것으로, 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하며, 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기반 로컬 지역 네트워크(LAN)에서 포그 서버의 배치를 결정할 포그 매니저, LAN의 SDN 제어기와 포그 매니저 간 협업, 그리고 컨테이너 기반 가상화 플랫폼인 도커(Docker)를 활용한 포그 서버의 배포에 관한 구성을 포함한다.
본 발명은 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 제어 구조 및 그 서버 장치 설계에 관한 것으로, 포그 컴퓨팅이란 클라우드 데이터센터에서 제공 중인 IoT 서비스 데이터 처리/저장 등의 동작을 네트워크 엣지에서 수행시키는 개념이다.
포그 컴퓨팅의 실현은 클라우드 데이터센터, IoT 서비스 제공자, 네트워크 인프라, 스위치 제조사, 그리고 서비스 사용자들의 협업을 통해 이뤄지지만, 그 주체를 명확히 할 수 없는 한계가 있다.
전역적인 어떤 서비스가 특정 지역에서 포그 서비스를 제공하고자 할 때 어떻게 특정 지역을 결정지을 것이며, 누구에게서 네트워크 트래픽 정보를 받을 것이며, 어떤 제조사의 스위치를 사용할 것이며, 어떤 회선을 사용할 것인지, 누가 특정 포그 디바이스로 트래픽을 우회시킬 것인지를 결정하는 방법은 불명확하다.
본 발명은 중앙 집중식 포그 포털 기반 제어 구조를 제시하여 이를 해결하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템은 인터넷상에 위치하는 서버로, 각 SDN 기반 로컬 네트워크에 위치한 포그 매니저(20), SDN 제어기(30)와 정보 공유를 하고, 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털(10)과, 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기반 로컬 지역 네트워크(LAN)에서 포그 서버의 배치를 결정하는 포그 매니저(20)와, 로컬 네트워크를 구성하는 SDN 스위치들과 통신하여 소프트웨어 기반 네트워킹을 가능하게 하고, 포그 매니저(20)와 포그 컴퓨팅을 위한 협업을 수행하는 SDN 제어기(30)와, 포그 서비스를 받고자 하는 개인, 기업용 네트워크 관리자, 또는 서비스 제공자에 의해 설치되는 포그 스위치(41)나 포그 WiFi AP(42) 등의 포그 디바이스를 포함한다.
여기서, 포그 포털(10)은 포그 매니저(20)와 포그 서버 배포 및 리소스 모니터링 정보를 공유하고, SDN 제어기(30)와 네트워크 제어 및 모니터링 정보를 공유한다.
도 1은 중앙 집중식 포그 포털 기반 제어 구조의 전체적인 구성을 나타낸 것이다.
포그 포털(10)은 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하며, 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기반 로컬 지역 네트워크(LAN)에서 포그 서버의 배치를 결정할 포그 매니저(20)의 활용, LAN의 SDN 제어기(30)와 포그 매니저(20) 간 협업, 그리고 컨테이너 기반 가상화 플랫폼인 도커(Docker)를 활용한 포그 서버의 배포 등의 기능들을 수행한다.
포그 포털(10)은 인터넷상에 위치하는 서버로, 각 SDN 기반 로컬 네트워크에 위치한 포그 매니저(20), SDN 제어기(30)와 정보 공유를 수행한다.
포그 컴퓨팅의 실현 가능성을 고려했을 때, 포그 동작의 대부분은 로컬 네트워크에서 수행되며 포그 스위치(41)나 포그 WiFi AP(42) 등의 포그 디바이스는 포그 서비스를 받고자 하는 개인, 기업용 네트워크 관리자, 또는 서비스 제공자에 의해 직접 설치되는 형태로 이뤄질 수 있다.
로컬 네트워크는 SDN 기반으로 동작하며 SDN 제어기(30)는 로컬 네트워크를 구성하는 SDN 스위치들과 통신하여 소프트웨어 기반 네트워킹을 가능케 한다.
포그 매니저(20)는 로컬 네트워크 내 포그 디바이스 관리를 책임지는 모듈이며, 포그 서버 인스턴스의 배치, 동적 리소스 할당, 중앙 집중식 로드 밸런싱 등을 수행한다.
단, 포그 컴퓨팅의 특성상 포그 디바이스는 네트워크 디바이스이며 포그 서버의 위치는 네트워크의 트래픽 상태나 라우팅에 영향을 줄 수 있으므로, 포그 매니저(20)는 SDN 제어기(30)와 긴밀한 협업 관계를 가지도록 구축되어야 한다.
포그 매니저(20)는 가상화된 네트워크 기능(VNF) 형태로 존재하거나 심지어는 SDN 어플리케이션 형태로 존재할 수 있다.
도 2는 포그 포털의 내부 모듈 구조와 그 인터페이스 연관관계를 나타낸 것이다.
포그 포털(10)의 내부 모듈은 크게 보유 리소스 관리부(11)와 인터페이스 제공부(12)로 나뉘며, 보유 리소스 관리부(11)는 네트워크 매니저(11a), 컴퓨팅 매니저(11b), 디바이스 매니저(11c), 서비스 매니저(11d), 통계 매니저(11e), 빌링 매니저(11f)로 구성된다.
네트워크 매니저(11a)는 주로 각 로컬 네트워크 내 SDN 제어기(30)와 통신을 수행하며 포그 컴퓨팅 동작과 관련된 정책 수신과 네트워크 리소스 모니터링 등의 동작을 수행한다.
컴퓨팅 매니저(11b)와 디바이스 매니저(11c)는 포그 매니저(20)들과 정보를 공유하며, 모든 포그 디바이스의 관리 운용과 해당 디바이스들의 컴퓨팅 리소스 모니터링을 수행한다.
보유 리소스 관리부(11)의 서비스 매니저(11d)는 포그 포털(10)을 이용하는 다양한 인터넷 서비스들의 관리를 수행하며, 리소스 사용량, 트래픽 패턴 등 각 서비스들의 특성들을 유지 및 관리한다.
통계 매니저(11e)는 각 모니터링 정보들을 바탕으로 세밀한 통계 정보를 수립 후 관리하며, 서비스 관리자들로 하여금 자신의 서비스가 발생시키는 트래픽 패턴, 리소스 사용량 등을 상세하게 조회할 수 있게 한다.
빌링 매니저(11f)는 포털 서비스 사용량에 따른 요금 계산, 조회 등을 담당한다.
인터페이스 제공부(12)는 포그 API(12a)와 서비스 API(12b)로 나눠지며, 포그 API(12a)는 각 로컬 네트워크 내에 위치한 SDN 제어기(30), 포그 매니저(20) 등과 모니터링 정보 공유, 정책 설정, 포그 동작 등의 목적을 가진 통신을 수행한다.
서비스 API(12b)는 서비스 관리자에게 서비스별 모니터링 정보 조회, 통계 분석 정보 조회, 포그 동작 등의 인터페이스를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템에서의 가장 핵심이 되는 기능인 장비 보유자(40) 또는 사용자와 서비스 관리자 간 중개 서비스는 다음과 같이 동작한다.
도 3은 포그 디바이스가 포그 포털에 등록되는 과정을 순차적으로 나타낸 것이다.
포그 디바이스(60)에 대한 소유권을 가진 장비 보유자(서비스 사용자, 기업용 네트워크 관리자, ISP, 서비스 관리자 등)(50)는 자신이 직접 포그 컴퓨팅에 참여하기 위하여 구매한 포그 스위치 또는 포그 WiFi AP를 네트워크에 연결시킬 수 있다.
그런 다음 장비 보유자(50)는 해당 장비에 대한 정보(MAC 주소, 컴퓨팅 능력, 장비 종류 등)를 포그 포털(90)에 등록한다. 이 등록 절차는 웹 API 또는 네이티브 API를 통해 수행될 수 있다.
이때 새로 연결된 포그 디바이스(60)는 도커 플랫폼과 SDN 에이전트를 탑재하고 있으므로 도커 기반 포그 서버 컨테이너 동작과 SDN 제어기(70)와의 통신이 가능하다.
즉, 새롭게 네트워크에 연결된 것을 로컬 SDN 제어기(70)가 알 수 있으며, 등록 이후 포그 매니저(80)의 명령을 통해 클라우드나 인접 포그 디바이스(60)로부터 포그 서버 도커 이미지를 받아와서 컨테이너 형태로 동작시킬 수 있다.
포그 포털(90)은 새로운 장비가 등록이 되면 해당 장비가 어느 지역의 LAN에서 어떻게 토폴로지를 구성하게 된다는 것을 로컬 SDN 제어기(70)와의 통신으로 알게 되며, 해당 정보를 바탕으로 적절한 포그 매니저(80)에게 장비 보유자(50)가 등록 시 제공한 정보를 알려준다.
포그 디바이스(60)의 등록 절차가 완료되면 SDN 제어기(70)는 네트워크 상태 정보를, 포그 매니저(80)는 컴퓨팅 리소스 상태 정보를 각각 모니터링하여 주기적으로 로컬 네트워크 내 모든 포그 디바이스(60)의 상태를 포그 포털(90)로 보고한다.
포그 포털(90)은 해당 정보를 분석 및 가공하여 IoT 서비스 관리자에게 제공할 수 있다.
도 4는 IoT 서비스 관리자가 포그 서버를 배포하는 과정을 나타낸 것이다.
포그 포털(90)은 각 로컬 네트워크에 위치한 SDN 제어기(70)와 포그 매니저(80)로부터 각각 네트워크 모니터링 정보와 컴퓨팅 리소스 정보를 주기적으로 보고받는다.
포그 포털(90)에서 제공하는 API를 통해 IoT 서비스 관리자(100)는 자신의 서비스와 관련된 네트워크 별 사용량을 인지하게 된다.
서비스 관리자(100)가 특정 지역에서 자신의 서비스로 인한 트래픽이 폭증을 하는 등의 이상 현상을 발견하면 해당 지역의 서비스 사용자들의 사용자 경험이 매우 저하되었다고 판단을 내릴 수 있다.
또는 실시간 처리를 요구하는 새로운 서비스를 도입하거나, 사용자로부터의 직접적인 포그 서버 설치 요구를 포그 포털(90)을 통해 인지할 수 있다.
서비스 관리자(100)는 포그 서버 설치와 관련된 결정자가 되며, 필요하다고 판단되면 기능의 일부 또는 전부를 포그 서버에서 처리하도록 포그 서버를 구현한다.
이때 개발된 포그 서버는 도커 이미지 형태로 구현되며, 이는 각 포그 디바이스들은 멀티 플랫폼 형태를 띠고 있으므로 그로 인한 운영체제 의존성을 제거하여 손쉬운 배포가 가능하게 하기 위해서다.
도커 이미지 형태의 포그 서버의 개발 및 테스트가 완료되면, 서비스 관리자(100)는 포그 포털(90)을 통해 특정 지역에 포그 서버를 배포하겠다는 의도를 전달하며, 포그 포털(90)은 해당 지역 내 포그 매니저(80)에게 담당 로컬 네트워크 내에서 포그 서버를 배치할 적절한 포그 디바이스(60)를 설정하라는 명령을 전달한다.
포그 매니저(80)는 특정한 포그 서버 배치 알고리즘에 의해 배치 위치를 결정하고 리소스 할당을 수행한 후, 선택된 포그 디바이스(들)에게 포그 서버 도커 이미지의 다운로드 위치와 도커 컨테이너 실행을 위한 옵션을 전달한다.
포그 디바이스(60)는 단수 또는 복수개가 선택될 수 있다.
포그 디바이스(60)는 명령을 수신하면 지정된 도커 이미지 다운로드 위치로부터 포그 서버 이미지를 다운로드 받아서 지정된 옵션의 도커 컨테이너로 실행한다.
실행이 이상 없이 완료되면 즉시 포그 매니저(80)에게 보고하며, 포그 매니저(80)는 포그 서버 실행 완료를 체크 후 SDN 제어기(70)에게 해당 서비스 트래픽을 신규 생성된 포그 서버로 향하도록 패킷 프로세싱 및 라우팅을 수행해달라는 메시지를 전달한다.
SDN 제어기(70)는 플로우 테이블 수정을 통해 전달받은 내용대로 특정 플로우를 지정된 포그 디바이스(60)로 향하도록 또는 거쳐서 게이트웨이로 향하도록 라우팅을 수행한다.
이후, 해당 지역 내 서비스 사용자는 포그 컴퓨팅의 영향권 아래 놓이게 되어 더욱 빠른 서버 응답 속도와 실시간 서비스 지원 등 높은 사용자 경험이라는 결과를 보이게 된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법은 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 포그 포털(Fog Portal)을 활용한 제어 구조, 프로토콜 및 그 서버 장치 설계에 관한 것이다.
이를 위하여, 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하며, 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기반 로컬 지역 네트워크(LAN)에서 포그 서버의 배치를 결정할 포그 매니저, LAN의 SDN 제어기와 포그 매니저 간 협업, 그리고 컨테이너 기반 가상화 플랫폼인 도커(Docker)를 활용한 포그 서버의 배포 등의 기능들을 수행한다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 포그 컴퓨팅 운용에 관한 것으로, 구체적으로 포그 컴퓨팅의 실제 운용을 위한 중앙 집중식 포그 포털(Fog Portal)을 활용한 제어 구조 및 활용되는 프로토콜을 제시하고 효율적인 서버 설계가 가능하도록 한 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

Claims (10)

  1. 각 SDN 기반 로컬 네트워크에 위치한 포그 매니저,SDN 제어기와 정보 공유를 하고, 포그 컴퓨팅을 위한 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털;
    SDN 기반 로컬 네트워크에서 포그 서버의 배치를 결정하는 포그 매니저;
    로컬 네트워크를 구성하는 SDN 스위치들과 통신하여 소프트웨어 기반 네트워킹을 가능하게 하고, 포그 매니저와 포그 컴퓨팅을 위한 협업을 수행하는 SDN 제어기;
    포그 서비스를 받기 위해 설치되는 포그 디바이스들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 포그 디바이스들은,
    포그 서비스를 받고자 하는 개인, 기업용 네트워크 관리자, 또는 서비스 제공자에 의해 설치되는 네트워크 디바이스들로, 포그 스위치나 포그 WiFi AP를 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 포그 포털은,
    상기 포그 매니저와 포그 서버 배포 및 리소스 모니터링 정보를 공유하고, SDN 제어기와 네트워크 제어 및 모니터링 정보를 공유하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 포그 포털은,
    SDN 제어기와 포그 매니저 간 협업, 컨테이너 기반 가상화 플랫폼인 도커(Docker)를 활용한 포그 서버의 배포 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 포그 매니저는 로컬 네트워크 내 포그 디바이스 관리를 하고, 포그 서버 인스턴스의 배치, 동적 리소스 할당, 중앙 집중식 로드 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 포그 매니저는,
    가상화된 네트워크 기능(VNF) 형태 또는 SDN 어플리케이션 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 포그 포털의 내부 모듈은,
    각 로컬 네트워크 내 SDN 제어기와 통신을 수행하며 포그 컴퓨팅 동작과 관련된 정책 수신과 네트워크 리소스 모니터링 동작을 수행하는 네트워크 매니저와,
    포그 매니저들과 정보를 공유하며, 모든 포그 디바이스의 관리 운용과 해당 디바이스들의 컴퓨팅 리소스 모니터링을 수행하는 컴퓨팅 매니저 및 디바이스 매니저와,
    포그 포털을 이용하는 인터넷 서비스들의 관리를 수행하며, 리소스 사용량, 트래픽 패턴의 서비스들의 특성들을 유지 및 관리하는 네트워크 매니저와,
    각 모니터링 정보들을 바탕으로 통계 정보를 수립 관리하며, 서비스 관리자들이 서비스가 발생시키는 트래픽 패턴, 리소스 사용량을 조회할 수 있도록 하는 통계 매니저와,
    포털 서비스 사용량에 따른 요금 계산, 조회를 수행하는 빌링 매니저를 갖는 보유 리소스 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 포그 포털의 내부 모듈은,
    각 로컬 네트워크 내에 위치한 SDN 제어기,포그 매니저와 모니터링 정보 공유, 정책 설정, 포그 동작을 위한 통신을 수행하는 포그 API와,
    서비스 관리자에게 서비스별 모니터링 정보 조회, 통계 분석 정보 조회, 포그 동작을 위한 인터페이스를 제공하는 서비스 API를 갖는 인터페이스 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템.
  9. 포그 컴퓨팅을 위한 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털에 포그 디바이스를 등록시키기 위하여,
    포그 컴퓨팅에 참여하기 위한 포그 디바이스를 네트워크에 연결하는 단계;
    포그 디바이스 정보를 포그 포털에 등록하는 단계;
    포그 포털에 새로운 장비가 등록이 되면 해당 장비가 어느 지역의 LAN에서 어떻게 토폴로지를 구성되는지를 확인하여 선정된 포그 매니저에게 포그 디바이스 정보를 제공하는 단계;
    포그 디바이스의 등록 절차가 완료되면 SDN 제어기는 네트워크 상태 정보를, 포그 매니저는 컴퓨팅 리소스 상태 정보를 각각 모니터링하여 주기적으로 로컬 네트워크 내 모든 포그 디바이스의 상태를 포그 포털로 보고하는 단계;
    보고된 해당 정보를 포그 포털에서 분석 및 가공하여 서비스 관리자에게 제공하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템의 제어 방법.
  10. 포그 컴퓨팅을 위한 스위치 제조사 또는 장비 소유자와 서비스 관리자 간 중개 서비스를 제공하는 포그 포털을 통하여 서비스 관리자가 포그 서버를 배포하기 위하여,
    도커 이미지 형태의 포그 서버가 구현되면, 포그 포털을 통해 특정 지역에 포그 서버를 배포하겠다는 의도를 전달하는 단계;
    포그 포털이 해당 지역 내 포그 매니저에게 담당 로컬 네트워크 내에서 포그 서버를 배치할 포그 디바이스를 설정하라는 명령을 전달하는 단계;
    포그 매니저가 배치 위치를 결정하고 리소스 할당을 수행한 후, 선택된 포그 디바이스에게 포그 서버 도커 이미지의 다운로드 위치와 도커 컨테이너 실행을 위한 옵션을 전달하는 단계;
    포그 디바이스가 지정된 도커 이미지 다운로드 위치로부터 포그 서버 이미지를 다운로드 받아서 지정된 옵션의 도커 컨테이너로 실행하는 단계;
    포그 매니저가 SDN 제어기에게 해당 서비스 트래픽을 신규 생성된 포그 서버로 향하도록 패킷 프로세싱 및 라우팅을 수행해달라는 메시지를 전달하는 단계;
    SDN 제어기가 특정 플로우를 지정된 포그 디바이스로 향하도록 라우팅을 수행하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템의 제어 방법.
PCT/KR2017/013362 2017-01-17 2017-11-22 중앙 집중식 제어 구조 서버를 갖는 포그 컴퓨팅 운용을 위한 시스템 및 그의 제어 방법 WO2018135742A1 (ko)

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