WO2018186681A1 - 소프트웨어 정의 네트워크에서 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

소프트웨어 정의 네트워크에서 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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WO2018186681A1
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physical address
network device
packet
network
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김재곤
박기범
최은진
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for setting a transmission rule of a data packet transmitted between hosts by an SDN controller and an SDN controller in a software defined network (SDN) environment.
  • SDN software defined network
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is referred to as a system after a 4G network (beyond 4G network) or a long term evolution (LTE) system (post LTE).
  • 4G network beyond 4G network
  • LTE long term evolution
  • the telecommunications industry including the International Telecommunication Union (ITU) and the 3rd Partnership Project (3GPP), has high-enhanced mobile broadband (eMBB), ultra-reliable and low-latency communications (Ultra). -Reliable and Low Latency Communications (URLLC) and Massive Machine Type Communication.
  • ITU International Telecommunication Union
  • 3GPP 3rd Partnership Project
  • eMBB ultra-reliable and low-latency communications
  • URLLC -Reliable and Low Latency Communications
  • Massive Machine Type Communication Massive Machine Type Communication
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (e.g., 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • mmWave ultra-high frequency
  • FD-MIMO massive array multiple input / output
  • FD-MIMO full dimensional MIMO
  • 5G communication systems have evolved small cells, advanced small cells, cloud radio access networks (cloud RAN), ultra-dense networks, and device-to-device communications.
  • cloud RAN cloud radio access networks
  • D2D device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication coordinated multi-points, and interference cancellation ought.
  • FQAM hybrid FSK and QAM modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM advanced coding modulation
  • FBMC advanced access bank filter bank multi carrier
  • NOMA Non-orthogonal multiple access and sparse code multiple access
  • a software defined network (SDN) environment or an SDN architecture is provided to improve the infrastructure of 5G communication systems.
  • SDN software defined network
  • control of the network is programmable, and control and status of the network can be centralized.
  • control and transmission functions of the network may be physically separated, and the underlying network infrastructure may be abstracted into applications and network services.
  • a software defined network (SDN) environment may consist of an SDN controller and an SDN switch.
  • the SDN switch may search for adjacent SDN switches using a link detection protocol and transmit the discovered information to the SDN controller.
  • the SDN controller can configure the topology of the entire network by summing the link information received from each SDN switch.
  • the SDN controller may calculate a path for forwarding the packet from the topology information.
  • the SDN controller may generate a flow rule regarding the calculated packet transmission path and transmit the same to the SDN switches on the packet transmission path to control the SDN switches to install the flow rule.
  • a protocol used by the SDN controller to manage the installation or deletion of a flow rule in the SDN switch may be referred to as an open flow protocol.
  • a reactive forwarding technique as a packet forwarding technique.
  • a flow rule may be installed in each SDN switch at the time when a data packet is transmitted.
  • the SDN controller may transmit a flow rule to each SDN switch.
  • a time interval is generated until the flow rule is installed in the SDN switch, and a flow rule miss may be generated in the same data packet as the first packet transmitted in the time interval.
  • the next data packet may also be sent to the SDN controller.
  • the load of the SDN controller is increased and, in serious cases, an operation failure of the SDN controller may occur.
  • a flow rule may be installed in each SDN switch, and a situation may occur in which the next data packet is delivered to the SDN switch before the first data packet is transferred back to the switch from the SDN controller.
  • the order of the data packets may be changed as the next data packet is first transmitted to the destination host based on the flow rule. Changing the packet order may require processing to reassemble the packet order by buffering the data packets at the destination host. In addition, if the destination host does not support the recombination function of the packet order, errors in packet transmission may occur.
  • various embodiments of the present disclosure provide a structure and a method for preventing a situation in which a load of an SDN controller is increased and a packet order is changed according to transmission of unnecessary packets in a reactive forwarding process.
  • the process of setting a data packet transmission rule by the software defined network (SDN) control apparatus may include: transmitting a physical address request packet for communicating with the first host by the first host; Receiving from a connected first network device, transmitting the received physical address request packet to a second network device connected to the second host, and a physical address of the second host from the second network device; When a physical address response packet is received, a flow rule regarding a transmission path of a data packet transmitted from the first host to the second host, generated based on the physical address of the first host and the physical address of the second host. (flow rule) to the first network device and the second network device.
  • SDN software defined network
  • a method for setting a data packet transmission rule by a software defined network (SDN) control device may include: transmitting a physical address request packet for a first host to communicate with a second host; Receiving from the connected first network device, transmitting the received physical address request packet to the second network device connected to the second host, and in response to the physical address request packet, the second network device from the second network device.
  • a physical address response packet including a physical address of a second host is received, a data packet transmitted from the first host to the second host based on the physical address of the first host and the physical address of the second host.
  • Generating a flow rule relating to a transmission path of the first network device and the second network device It is based on the flow rule to forward the data packet, and includes a process of transmitting the flow rule the generated by the first network device and the second network device.
  • a software defined network (SDN) control device may include a memory configured to store a flow rule, a communication unit capable of communicating with a first network device connected with a first host and a second network device connected with a second host, And a second network configured to control the communication unit to receive a physical address request packet for the first host to communicate with the second host, and the received physical address request packet to the second host.
  • SDN software defined network
  • a software defined network (SDN) control device may include a communication unit capable of communicating with a first network device connected with a first host and a second network device connected with a second host, and a processor electrically connected with the communication unit. And a memory, wherein the memory is configured to, when the SDN control device is operated, cause the processor to send a physical address request packet from the first network device to the first host to communicate with the second host. And the received physical address request packet to the second network device connected with the second host through the communication unit, and in response to the physical address request packet, the second host from the second network device. When a physical address response packet including a physical address of the device is received, the physical address of the first host.
  • SDN software defined network
  • a flow rule for reactive forwarding without transmitting a data packet transmitted by a host to a software defined network (SDN) control device.
  • SDN software defined network
  • the host can prevent the situation in which data packets are unnecessarily transmitted to the SDN controller for reactive forwarding, thereby reducing the situation in which the load of the SDN controller is increased.
  • SDN software defined network
  • 2 to 5D illustrate a process of setting a data packet transmission rule by an SDN controller in an SDN environment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an SDN control apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a block diagram of an SDN control apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • association with and “associated therewith” and derivatives thereof, as used in one embodiment of the present disclosure, include and are included within within, interconnect with, contain, be contained within, connect to or connect to or connect to Couple to or with, be communicable with, cooperate with, interleave, juxtapose, and closest to proximate to, or are likely to be, or be bound to or with, have, have a property of, and the like.
  • a first component is (functionally or communicatively) connected to” or “connected to” a second component
  • the certain component is the other component. It may mean that it is directly connected to the element, or connected through another component (eg, a third component).
  • a software defined network (SDN) control device or an SDN controller may be a device for controlling a network device to control the flow of packets or traffic.
  • the SDN control apparatus may be, for example, a server, but the physical form or location is not limited thereto.
  • a network device may mean an SDN switch or an SDN router.
  • the network device may forward, switch or route the packet.
  • a host may be referred to as a terminal, a node, a user equipment (UE), a device, or the like as an entity communicating with another host through a network device.
  • UE user equipment
  • FIG 1 illustrates an SDN environment according to an embodiment of the present disclosure.
  • the SDN environment 100 may include an SDN controller 101, a plurality of network devices 111 to 113, and a plurality of hosts 121 to 123.
  • the plurality of network devices 111 to 113 may be connected to the SDN control device 101 through a controller link 151.
  • the plurality of network devices 111 to 113 may transmit a packet to or receive a packet from the SDN control device 101 via the control link 151.
  • the plurality of network devices 111 to 113 may be connected to each other through a data link 152.
  • the plurality of hosts 121 to 123 may be connected to the plurality of network devices 111 to 113 through the data link 152, respectively.
  • each of the plurality of network devices 111 to 113 may be implemented as a switch.
  • the plurality of network devices 111 to 113 may transmit information (for example, an IP (internet protocol) address, etc.) and port information of an adjacent network device connected thereto via the data link 152. Can be sent to.
  • the SDN control apparatus 101 may configure a network topology based on the received network device information and port information.
  • the SDN control apparatus 101 may generate a flow rule by calculating a path to which a packet is delivered based on the configuration of the network topology.
  • the SDN control apparatus 101 may install or uninstall the generated flow rules in respective network devices on the path.
  • the flow rule is information for controlling the transmission path of data, and output requirements for each condition (eg, source address, destination address) of an input packet in each of the network devices included in the path. (E.g. output port number, next network device, etc.).
  • the SDN control apparatus 101 is connected to the host or not connected to the host among the activated ports of the plurality of network devices 111 to 113 based on the received network device information and port information. Ports can be identified.
  • a port connected with a host may be referred to as an 'edge port'.
  • each of the plurality of hosts 121 to 123 may be connected to a plurality of edge ports 111a to 113a of each of the plurality of network devices 111 to 113.
  • 2 to 5D illustrate a process of setting a data packet transmission rule by an SDN controller in an SDN environment according to an embodiment of the present disclosure.
  • the SDN control apparatus 101 may set a rule of transmitting a data packet using an address request packet and an address response packet transmitted by hosts.
  • the hosts 121 to 123 use an address request packet and an address response packet to convert a network layer address (eg, an IP address) of a specific host into a physical address (eg, a media access control (MAC) address, an adapter address, an Ethernet hardware address) Etc.).
  • a network layer address eg, an IP address
  • MAC media access control
  • Etc. Ethernet hardware address
  • FIGS. 2 to 3D are diagrams illustrating an example in which an SDN controller 101 uses an address resolution protocol (ARP) request packet and an ARP response packet as an address request packet and an address response packet in an IPv4 (IP version 4) network environment. It shows the process of setting the transmission rule.
  • 4 to 5D show that the SDN control apparatus 101 is an address request packet and an address response packet in an IPv6 (IP version 6) network environment, respectively, a neighbor solicit (NS) packet of a neighbor solicitation (NDP) and a neighbor (NA) Advertisement) shows a process of setting a data packet transmission rule using a packet.
  • ARP address resolution protocol
  • FIGS. 2 to 3D illustrate a method of setting a data packet transmission rule according to an embodiment of the present disclosure in an IPv4 (IP version 4) network environment.
  • IPv4 IP version 4
  • the SDN control apparatus 101 the plurality of network devices 111 to 113, and the plurality of hosts 121 to 131 may be referred to as the SDN control apparatus 101 or the plurality of network devices of FIG. 1.
  • the overlapping description corresponding to the 111 to 113 and the plurality of hosts 121 to 131 will be omitted.
  • the first host 121 uses the ARP request packet as the destination of the second host 122. It may transmit to the network device 111.
  • the ARP request packet may include, for example, an IP address of the second host 121.
  • the first host 121 checks the ARP cache table of its network adapter, and if there is no mapping entry for the second host 122 in the ARP table, the first host 121 sends the ARP request packet to the first network device 111. Can also be sent.
  • the first network device 111 may forward the received ARP request packet to the SDN control device 101.
  • the SDN control apparatus 101 may forward the received ARP request packet to the second and third network devices 112 and 113 having an edge port connected to the host.
  • the second and third network devices 112 and 113 may forward the received ARP request packet to the second and third hosts 122 and 123 connected thereto.
  • the second and third hosts 122 and 123 may check whether the destination IP address included in the received ARP request packet matches its own IP address.
  • the second host 122 having the same IP address transmits an ARP response packet including its MAC address to the second network device with the first host 121 as a destination. Can be.
  • the second network device 112 may forward the received ARP response packet to the SDN control device 101.
  • the SDN control apparatus 101 determines a flow rule regarding a path for transmitting a data packet received from the first host 121 to the second host 122 based on the ARP response packet. Can be generated.
  • the SDN control apparatus 101 checks the source MAC address and the destination MAC address of the packet based on the MAC address of the first host 121 and the MAC address of the second host 122 included in the ARP response packet. Can be.
  • the source MAC address of the packet may be the MAC address of the first host 121 which is the destination MAC address included in the ARP response packet.
  • the destination MAC address of the packet may be the MAC address of the second host 122 which is the source MAC address included in the ARP response packet.
  • the SDN control apparatus 101 may calculate a path to which a data packet having a source MAC address and a destination MAC address is to be delivered. For example, the path may be determined in consideration of at least one of the physical location, the load, and the capability of the network devices so that the packet transmission time is shortest.
  • the SDN control apparatus 101 may generate a flow rule based on the calculation result.
  • the SDN control apparatus 101 determines a flow rule so that the first network apparatus 111 and the second network apparatus 112 transmit data packets based on the generated flow rule.
  • the first and second network devices 111 and 112 which are network devices on a path included in the flow rule may be transmitted.
  • each of the first and second network devices 111 and 112 may install a received flow rule.
  • the SDN control apparatus 101 may forward the ARP response packet received from the second network apparatus 112 to the first network apparatus 111.
  • 219 of FIG. 2 and 319 of FIG. 3C may be performed first before 213 of FIG. 2 and 313 of FIG. 3B.
  • 219 of FIG. 2 and 319 of FIG. 3C may be performed first before 215 of FIG. 2 and 315 of FIG. 3B.
  • the first network device 111 may transmit the received ARP response packet to the first host 121.
  • the first host 121 may obtain (or learn) the MAC address of the first host 122 from the received ARP response packet.
  • the first host 121 may generate a data packet using the obtained MAC address.
  • the first host 121 may transmit the generated data packet to the first network device 112.
  • the first network device 111 may forward the received data packet to the second network device 112 using the flow rules installed at 217 of FIG. 2 and 317 of FIG. 3B. have.
  • the second network device 112 may also forward the received data packet to the second host 122 using the flow rules installed at 217 of FIG. 2 and 317 of FIG. 3B. .
  • 4 to 5D illustrate a method of setting a data packet transmission rule according to an embodiment of the present disclosure in an IPv6 (IP version 6) network environment.
  • IPv6 IP version 6
  • the SDN control apparatus 101, the plurality of network devices 111 to 113, and the plurality of hosts 121 to 131 are the SDN control apparatus 101 of FIG. 1, the plurality of network devices.
  • the overlapping description corresponding to the 111 to 113 and the plurality of hosts 121 to 131 will be omitted.
  • the first host 121 uses the NS packet as the destination of the second host 122 to obtain the MAC address of the second host 122.
  • the NS packet may include an IP address of the second host 121.
  • the first network device 111 may forward the received NS packet to the SDN control device 101.
  • the SDN control apparatus 101 may forward the received NS packet to the second and third network devices 112 and 113 having an edge port connected to the host.
  • the second and third network devices 112 and 113 may forward the received NS packet to the second and third hosts 122 and 123 connected thereto.
  • the second and third hosts 122 and 123 may check whether the destination IP address included in the received ARP request packet matches its own IP address.
  • the second host 122 having the IP address matches the second network device 112 with the NA packet including its MAC address as the destination of the first host 121. Can be sent to.
  • the second network device 112 may forward the received NS packet to the SDN control device 101.
  • the SDN control apparatus 101 In 413 of FIG. 4 and 513 of FIG. 5B, the SDN control apparatus 101 generates a flow rule regarding a path for transmitting a data packet received from the first host 121 to the second host 122 based on the NA packet. can do.
  • the SDN control apparatus 101 checks the source MAC address and the destination MAC address of the packet based on the MAC address of the first host 121 and the MAC address of the second host 122 included in the NA packet. It may generate a flow rule to which a data packet having a source MAC address and a destination MAC address is delivered.
  • the SDN control apparatus 101 performs a flow rule so that the first network apparatus 111 and the second network apparatus 112 transmit data packets based on the generated flow rule.
  • the first and second network devices 111 and 112 which are network devices on a path included in the flow rule may be transmitted.
  • each of the first and second network devices 111 and 112 may install a received flow rule.
  • the SDN control apparatus 101 may forward the ARP response packet received from the second network apparatus 112 to the first network apparatus 111.
  • 419 of FIG. 4 and 519 of FIG. 5C may be performed first before 413 of FIG. 4 and 513 of FIG. 5B.
  • 419 of FIG. 4 and 519 of FIG. 5C may be performed first before 415 of FIG. 4 and 515 of FIG. 5B.
  • the first network device 111 may forward the received NA packet to the first host 121.
  • the first host 121 may obtain (or learn) the MAC address of the first host 122 from the received NA packet.
  • the first host 121 may generate a data packet using the obtained MAC address.
  • the first host 121 may transmit the generated data packet to the first network device 112.
  • the first network device 111 may forward the received data packet to the second network device 112 using the flow rules installed in 417 of FIG. 4 and 517 of FIG. 5B. have.
  • the second network device 112 may also transmit the received data packet to the second host 122 using the flow rules installed in 417 of FIG. 4 and 517 of FIG. 5B. .
  • 6 is a flowchart illustrating an SDN control apparatus according to an embodiment of the present disclosure. 6 illustrates a method of operating the SDN control apparatus 101.
  • the SDN control apparatus may receive a physical address request packet for a first host to communicate with a second host, from a first network device connected to the first host.
  • the physical address request packet may be an ARP request packet of an IPv4 network or an NS packet of an IPv6 network.
  • the physical address may include a MAC address.
  • the SDN control apparatus may transmit the received physical address request packet to a second network device connected to the second host.
  • the physical address request packet may include the IP address of the second host.
  • the SDN control apparatus may determine whether a physical address response packet including a physical address of the second host is received from the second network device in response to the physical address request packet.
  • the physical address response packet may be an ARP response packet of an IPv4 network or an NA packet of an IPv6 network.
  • the SDN control apparatus transmits a transmission path of the data packet transmitted from the first host to the second host based on the physical address of the first host and the physical address of the second host. Generate a flow rule for. For example, the SDN controller may determine the source MAC address and the destination MAC address based on the MAC address of the first host and the MAC address of the second host. The SDN controller may generate a flow rule using the determined source MAC address and the destination MAC address. Additionally, although not shown in FIG. 6, the SDN control apparatus may transmit the received physical address response packet to the first network device so that the first host obtains the physical address of the second host.
  • the SDN controller may transmit the generated flow rule to the first network device and the second network device. Accordingly, the first network device and the second network device may transmit the data packet received from the first host to the second host based on the received flow rule.
  • the data packet may have the physical address of the first host as the source MAC address and the physical address of the second host as the destination MAC address.
  • 7 is a block diagram of an SDN control apparatus according to an embodiment of the present disclosure. 7 may be understood as a configuration of the SDN control apparatus 101.
  • a packet may be transmitted / received between the SDN control apparatus 101 and the first and second network devices 111 and 112 through a control link.
  • the SDN control apparatus 101 may include a processor 101a, a communication unit 101b, and a memory 101c. It may be composed of one or more physically separated servers of the SDN control device 101. For example, at least one or more of the processor 101a, the communication unit 101b, and the memory 101c may be separated from each other and connected in a wired or wireless manner.
  • the processor 101a controls the overall operation of the SDN control apparatus 101 and may set a data packet transmission rule according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor (or controller) 101a may include one or more of a central processing unit, an application processor, and a communication processor (CP).
  • the processor 101a may execute, for example, an operation or data processing relating to control and / or communication of at least one other component of the SDN control apparatus 101.
  • the processor 101a may read and execute instructions stored in the memory 101c. For example, the processor 101a may receive a physical address request packet for the first host to communicate with the second host from the first network device 111 through the communication unit 101b. The processor 101a may transmit the received physical address request packet to the second network device 112 connected to the second host through the communication unit 101b. In response to the physical address request packet, upon receiving a physical address response packet including the physical address of the second host from the second network device 112, the processor 101a may determine the physical address of the first host and the second host. Based on the physical address, a flow rule regarding a transmission path of a data packet transmitted from the first host to the second host may be generated. The processor 101a transmits the generated flow rule to the first network device 111 and the second network device such that the first network device 111 and the second network device 112 forward data packets based on the flow rule. It can transmit to the 112 through the communication unit 101b.
  • the communication unit 101b may receive various signals, messages, and data from other entities under the control of the processor 101a. In addition, the communication unit 101b may perform a function of transmitting a signal processed by the processor 101a to another entity. The communication unit 101b may perform functions for receiving a signal through a wireless or wired channel.
  • the communication unit 101b may include a transceiver that transmits and receives a signal.
  • the communication unit 101b may be configured to receive, frequency transform, demodulate, decode, cyclic prefix (CP) removal, fast Fourier transform (FFT), channel estimation, and equalization of a radio frequency (RF) signal. (equalizing) may perform at least one function.
  • the communication unit 101b may include, for example, at least one of a cellular module, a wireless fidelity (WiFi) module, a Bluetooth module, a global navigation satellite system (GNSS) module, a near field communication (NFC) module, and an RF module. . According to an embodiment, at least some (eg, two or more) of a cellular module, WiFi module, Bluetooth module, GNSS module, or NFC module may be included in one integrated chip (IC) or IC package.
  • the communication unit 101b may be referred to as a 'transmitter', 'receiver', or 'transceiver'.
  • Memory 101c may include volatile and / or nonvolatile memory.
  • the memory 101c may store, for example, commands or data related to at least one other component of the SDN control apparatus 101.
  • the memory 101c may store software and / or a program.
  • the memory 101c may store a flow rule generated based on the physical address of the first host and the physical address of the second host.
  • the memory 101c may include a processor 101a configured to transmit a physical address request packet for the first host to communicate with the second host. Receiving from the communication unit 101b, and transmitting the received physical address request packet to the second network device 112 connected with the second host through the communication unit 101b, and in response to the physical address request packet, When a physical address response packet including the physical address of the second host is received from the network device 112, the physical address response packet is transmitted from the first host to the second host based on the physical address of the first host and the physical address of the second host.
  • the network device 111 and the second network device 112 may store instructions for controlling to transmit through the communication unit (101b).
  • the memory 101c may be configured such that when the SDN control apparatus 101 is operated, the processor 101a is based on the physical address of the first host and the physical address of the second host. Instructions for determining an address and generating a flow rule using the determined source MAC address and the destination MAC address.
  • the memory 101c may further include a first physical address response packet that is received by the processor 101a so that the first host acquires the physical address of the second host. Instructions for controlling transmission to the network device through the communication unit 101b may be further stored.
  • the processor 101a may control the communication unit 101b such that a physical address request packet for the first host to communicate with the second host is received from the first network device 111.
  • the processor 101a may control the communication unit 101b such that the received physical address request packet is transmitted to the second network device 112 connected to the second host.
  • the processor 101a may determine the physical address of the first host and the second host.
  • the communication unit 101b so that a flow rule regarding a transmission path of a data packet transmitted from the first host to the second host, which is generated based on the physical address, is transmitted to the first network device 111 and the second network device 112. Can be controlled.
  • the flow rule may be generated using the source MAC address and the destination MAC address, which are determined based on the physical address of the first host and the physical address of the second host.
  • the disclosed embodiments may be implemented as an S / W program including instructions stored in a computer-readable storage media.
  • the computer is a device capable of calling stored instructions from a storage medium and operating according to the disclosed embodiments according to the called instructions, and may include an electronic device according to the disclosed embodiments.
  • the computer readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
  • the method according to the disclosed embodiments may be provided as a computer program product.
  • the computer program product may be traded between the seller and the buyer as a product.
  • the computer program product may include a S / W program and a computer readable storage medium storing the S / W program.
  • a computer program product may include a product (eg, a downloadable app) in the form of a software program distributed electronically through a manufacturer of an electronic device or an electronic market (eg, Google Play Store, App Store). have.
  • the storage medium may be a server of a manufacturer, a server of an electronic market, or a storage medium of a relay server that temporarily stores a SW program.
  • the computer program product may further include receiving a physical address request packet from a first network device connected with the first host to communicate with the second host, and receiving the received physical address request packet. Transmitting to a second network device connected to the second host; in response to the physical address request packet, when a physical address response packet including the physical address of the second host is received from the second network device, the physical address of the first host And generating a flow rule regarding a transmission path of a data packet transmitted from the first host to the second host based on the physical address of the second host, and wherein the first network device and the second network device are based on the flow rule. To transmit the generated flow rule to the first network device and the second network device so as to forward the data packet. It may include a computer-readable recording medium containing instructions for the SDN control device of the disclosure to perform.

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 다양한 실시 예에 SDN(Software Defined Network) 에서 플로우 룰(flow rolue)을 제어하는 장치의 동작 방법은, 제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 상기 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치로부터 수신하는 동작, 상기 수신된 물리 주소 요청 패킷을 상기 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 전송하는 동작, 상기 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 제2 네트워크 장치로부터 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 상기 제1 호스트로부터 상기 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰(flow rule)을 생성하는 동작, 및 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치가 상기 플로우 룰에 기반하여 상기 데이터 패킷을 전달하도록, 상기 생성된 플로우 룰을 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치로 전송하는 동작을 포함한다.

Description

소프트웨어 정의 네트워크에서 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하기 위한 장치 및 방법
본 개시는 SDN(software defined network) 환경에서, SDN 제어 장치 및 SDN 제어 장치가 호스트들 간의 전송되는 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 방법에 관한 것이다.
4G(4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE(long term evolution) 시스템 이후(post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
5G 통신 시스템의 3가지 메인 Use Case로 국제전기통신연합(ITU)과 3GPP(3rd Partnership Project)를 포함한 통신 업계는 높은 고속데이터 지원 통신 (enhanced Mobile Broadband, eMBB), 초신뢰성과 저지연 통신(Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC), 대규모 기기 지원(Massive Machine Type Communication)을 제안하고 있다.
5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming) 및 대규모 안테나(large scale antenna) 등의 기술들이 논의되고 있다.
또한, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(device to device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM(hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC(sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(filter bank multi carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access) 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
또한, 5G 통신 시스템의 인프라를 향상시키기 위한 방안으로 SDN(software defined network) 환경 또는 SDN 아키텍쳐가 제공되고 있다. SDN 환경에서, 네트워크의 제어가 프로그래밍 가능하며, 네트워크의 제어 및 상태가 중앙 집중화될 수 있다. 또한, SDN 환경에서, 네트워크의 제어 기능 및 전송 기능이 물리적으로 분리될 수 있으며, 하부의 네트워크 인프라가 어플리케이션 및 네트워크 서비스에 추상화될 수 있다.
SDN(software defined network) 환경은 SDN 컨트롤러(SDN controller) 및 SDN 스위치로 구성될 수 있다.
SDN 스위치는 링크 감지 프로토콜(link detection protocol)을 이용하여 인접한 SDN 스위치들을 탐색하고, 탐색된 정보를 SDN 컨트롤러로 전송할 수 있다.
SDN 컨트롤러는 각 SDN 스위치들로부터 전달 받은 링크 정보를 합산하여 네트워크 전체의 토폴로지(topology)를 구성할 수 있다. SDN 컨트롤러는 토폴로지 정보로부터 패킷이 전달될 경로를 계산할 수 있다. 그리고, SDN 컨트롤러는 상기 계산된 패킷 전송 경로에 관한 플로우 룰(rule)을 생성하여, 이를, 패킷 전송 경로 상의 SDN 스위치들로 전송하여 SDN 스위치들이 플로우 룰을 설치하도록 제어할 수 있다. 이 때, SDN 컨트롤러가 SDN 스위치에 플로우 룰을 설치하거나 또는 삭제하도록 관리하기 위하여 이용하는 프로토콜을 오픈 플로우 프로토콜(open flow protocol)이라 칭할 수 있다.
한편, SDN 컨트롤러가 네트워크 전체의 토폴로지 정보를 가지고 있는 상황에서 패킷 포워딩(packet forwarding) 기술로서, 리액티브 포워딩(reactive forwarding) 기술이 있을 수 있다. 리액티브 포워딩 기술에서는, 데이터 패킷이 전송되는 시점에 각 SDN 스위치에 플로우 룰이 설치될 수 있다.
리액티브 포워딩 기술을 이용하는 경우, 모든 플로우 룰이 SDN 스위치에 미리 설치될 필요가 없기 때문에, SDN 스위치의 메모리의 사용이 절약되는 장점이 있을 수 있다.
그러나, 리액티브 포워딩 기술을 이용하는 경우, 전송될 데이터 패킷이 SDN 컨트롤러로 전달되어 SDN 컨트롤러의 부하를 증가시키고, 데이터 패킷의 전송 순서가 바뀌는 문제가 발생될 수 있다.
구체적으로, 첫번째 데이터 패킷이 SDN 컨트롤러로 전송되면, SDN 컨트롤러는 플로우 룰을 각 SDN 스위치에 전송할 수 있다. 이 경우, SDN 스위치에 플로우 룰이 설치되기까지 시간 간격이 발생되고, 상기 시간 간격에 전송된 다음 데이터 패킷은 첫번째 패킷과 동일하게 플로우 룰 미스(flow rule miss)가 발생될 수 있다. 이에 따라, 다음 데이터 패킷 또한 SDN 컨트롤러로 전송될 수 있다. 이와 같이, 불필요한 데이터 패킷이 SDN 컨트롤러로 전송되는 경우, SDN 컨트롤러의 부하가 증가되고 심각한 경우에는 SDN 컨트롤러의 동작 장애가 발생될 수 있다.
또한, 각 SDN 스위치에 플로우 룰이 설치되고, SDN 컨트롤러로부터 첫 번째 데이터 패킷이 스위치로 다시 전달되기 전에 다음 데이터 패킷이 SDN 스위치에 전달되는 상황이 발생될 수 있다. 이 경우, 다음 데이터 패킷이 플로우 룰에 기반하여 먼저 목적지 호스트로 전송됨에 따라 데이터 패킷들의 순서가 바뀔 수 있다. 패킷 순서가 바뀌는 것은 목적지 호스트에서 데이터 패킷을 버퍼링하여 패킷 순서를 재조합하는 처리를 요구할 수 있다. 또한, 목적지 호스트가 패킷 순서의 재조합 기능을 지원하지 않는다면, 패킷 전송의 오류가 발생될 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 다양한 실시 예들은, 리액티브 포워딩 과정에서, 불필요한 패킷들의 전송에 따라 SDN 컨트롤러의 부하가 증가되는 상황 및 패킷 순서가 바뀌는 상황을 방지하기 위한 구조 및 방법을 제공한다.
그밖에, 본 개시에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, SDN(software defined network) 제어 장치가 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 과정은, 제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 상기 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치로부터 수신하는 과정, 상기 수신된 물리 주소 요청 패킷을 상기 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 전송하는 과정, 및 상기 제2 네트워크 장치로부터 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 생성된, 상기 제1 호스트로부터 상기 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰(flow rule)을 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치에게 전송하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, SDN(software defined network) 제어 장치가 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 방법은, 제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 상기 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치로부터 수신하는 과정, 상기 수신된 물리 주소 요청 패킷을 상기 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 전송하는 과정, 상기 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 제2 네트워크 장치로부터 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 상기 제1 호스트로부터 상기 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰(flow rule)을 생성하는 과정, 및 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치가 상기 플로우 룰에 기반하여 상기 데이터 패킷을 전달하도록, 상기 생성된 플로우 룰을 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치로 전송하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, SDN(software defined network) 제어 장치는, 플로우 룰을 저장하는 메모리, 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치 및 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치와 통신 가능한 통신부, 및 상기 제1 호스트가 상기 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷이 상기 제1 네트워크 장치로부터 수신되도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 수신된 물리 주소 요청 패킷이 상기 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치로 전송되도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 제2 네트워크 장치로부터 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 생성된, 상기 제1 호스트로부터 상기 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰(flow rule)이 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치에게 전송되도록 상기 통신부를 제어하는 프로세서를 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, SDN(software defined network) 제어 장치는, 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치 및 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치와 통신 가능한 통신부, 상기 통신부와 전기적으로 연결된 프로세서 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 상기 SDN 제어 장치가 동작 시에, 상기 프로세서가, 상기 제1 호스트가 상기 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 상기 제1 네트워크 장치로부터 상기 통신부를 통하여 수신하고, 상기 수신된 물리 주소 요청 패킷을 상기 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 상기 통신부를 통하여 전송하고, 상기 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 제2 네트워크 장치로부터 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 상기 제1 호스트로부터 상기 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰을 생성하고, 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치가 상기 플로우 룰에 기반하여 상기 데이터 패킷을 전달하도록, 상기 생성된 플로우 룰을 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치에게 상기 통신부를 통하여 전송하도록 제어하는 명령어들을 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 호스트가 전송하는 데이터 패킷이 SDN(software defined network) 제어 장치에 전송되지 않으면서, 리액티브 포워딩을 위한 플로우 룰의 설치가 가능할 수 있다.
즉, 호스트는 리액티트 포워딩을 위하여 불필요하게 데이터 패킷이 SDN 제어 장치로 전송되는 상황이 방지될 수 있으며, 이에 따라, SDN 컨트롤러의 부하가 증가하는 상황이 감소될 수 있다.
또한, 데이터 패킷이 SDN 제어 장치를 통하여 전송되지 않기 때문에, 모든 데이터 패킷이 동일한 경로로 전송되어서 패킷의 순서가 바뀌는 상황 또한 방지될 수 있다.
그 외에 본 개시의 실시 예로 인하여 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 개시의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 예컨대, 본 개시의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른, SDN(software defined network) 환경을 나타낸다.
도 2 내지 도 5d는, 본 개시의 일 실시 예에 따른, SDN 환경에서 SDN 제어 장치가 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 과정을 나타낸다.
도 6은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 제어 장치의 흐름도를 나타낸다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 제어 장치의 블록도를 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면 상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호로 나타내었으며, 다음에서 본 개시의 일 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시의 일 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 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.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 사용되는 용어 “ 내지 와 연관되는(associated with)” 및“ 내지 와 연관되는(associated therewith)”과 그 파생어들은 포함하고(include), 내지 내에 포함되고(be included within), 내지 와 서로 연결되고(interconnect with), 포함하고(contain), 내지 내에 포함되고(be contained within), 내지 에 연결하거나 혹은 내지 와 연결하고(connect to or with), 내지 에 연결하거나 혹은 내지 와 연결하고(couple to or with), 내지 와 통신 가능하고(be communicable with), 내지 와 협조하고(cooperate with), 인터리빙하고(interleave), 병치하고(juxtapose), 내지 로 가장 근접하고(be proximate to), 내지 로 내지 할 가능성이 크거나 혹은 내지 와 내지 할 가능성이 크고(be bound to or with), 가지고(have), 소유하고(have a property of) 등과 같은 것을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서 “제1 구성요소가 제2 구성요소에 (기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결되는 것을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 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 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 개시에 대한 자세한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대해 해석 가능한 의미의 예를 제시한다. 하지만, 아래 제시하는 해석 예로 한정되는 것은 아님을 주의하여야 한다.
본 개시에서, SDN(software defined network) 제어 장치 또는 SDN 컨트롤러(SDN controller)는 패킷 또는 트래픽의 흐름을 제어하기 위하여 네트워크 장치를 제어하는 장치가 될 수 있다. SDN 제어 장치는, 일 예로, 서버가 될 수 있으나 물리적인 형태나 위치가 이에 한정되지는 않는다.
본 개시에서, 네트워크 장치는 SDN 스위치 또는 SDN 라우터를 의미할 수 있다. 네트워크 장치는 패킷을 포워딩하거나, 스위칭하거나 또는 라우팅할 수 있다.
본 개시에서, 호스트는 네트워크 장치를 통하여 다른 호스트와 통신하는 일 주체로서 단말(terminal), 노드, UE(user equipment), 디바이스 등으로 명명될 수도 있다.
이하, 본 개시에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 환경을 나타낸다.
도 1을 참고하면, SDN 환경(100)은 SDN 제어 장치(controller)(101), 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113) 및 복수의 호스트들(121 내지 123)을 포함할 수 있다.
복수의 네트워크 장치들(111 내지 113)은 SDN 제어 장치(101)와 제어 링크(controller link)(151)을 통하여 연결될 수 있다. 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113)은 제어 링크(151)를 통하여 SDN 제어 장치(101)로 패킷을 전송하거나 또는 SDN 제어 장치(101)로부터 패킷을 수신할 수 있다.
또한, 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113)은 데이터 링크(data link)(152)을 통하여 서로 연결될 수 있다. 또한, 복수의 호스트들(121 내지 123)은 데이터 링크(152)를 통하여 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113)과 각각 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113) 각각은 스위치로 구현될 수 있다.
복수의 네트워크 장치들(111 내지 113)은 데이터 링크(152)를 통하여 자신과 연결된 인접한 네트워크 장치의 정보(예: IP(internet protocol) 주소 등) 및 포트(port) 정보를 SDN 제어 장치(101)로 전송할 수 있다. SDN 제어 장치(101)는 수신된 네트워크 장치의 정보 및 포트 정보에 기반하여, 네트워크 토폴로지(topology)를 구성할 수 있다. SDN 제어 장치(101)는 네트워크 토폴로지의 구성에 기초하여, 패킷이 전달될 경로를 계산하여 플로우 룰(flow rule)을 생성할 수 있다. SDN 제어 장치(101)는 생성된 플로우 룰을 상기 경로 상의 각각의 네트워크 장치들에 인스톨(install)하거나 또는 언인스톨(uninstall)할 수 있다. 여기서, 플로우 룰은 데이터의 전달 경로를 제어하기 위한 정보로서, 경로 상에 포함되는 네트워크 장치들 각각에서의 입력 패킷의 조건(예: 소스(source) 주소, 목적지(destination) 주소) 별 출력 요구사항(예: 출력 포트 번호, 다음 네트워크 장치 등)를 지정할 수 있다.
또한, SDN 제어 장치(101)는 수신된 네트워크 장치의 정보 및 포트 정보에 기반하여, 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113)이 가진 활성화된 포트들 중에서 호스트와 연결되어 있거나 또는 호스트와 연결되지 않은 포트를 구분할 수 있다. 본 개시에서, 호스트와 연결된 포트는 '엣지 포트(edge port)'로 명명될 수 있다. 도 1에서, 복수의 호스트들(121 내지 123) 각각은 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113) 각각의 복수의 엣지 포트들(111a 내지 113a)에 연결될 수 있다.
도 2 내지 도 5d는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 환경에서, SDN 제어 장치가 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 과정을 나타낸다.
도 2 내지 도 5d에서, SDN 제어 장치(101)는 호스트들이 전송하는 주소 요청 패킷 및 주소 응답 패킷을 이용하여 데이터 패킷의 전송 룰을 설정할 수 있다. 호스트들(121 내지 123)은 주소 요청 패킷 및 주소 응답 패킷을 이용하여 특정 호스트의 네트워크 계층 주소(예: IP 주소)를 물리 주소(예: MAC(media access control) 주소, 어댑터 주소, 이더넷 하드웨어 주소 등)로 변환할 수 있다.
도 2 내지 도 3d는 IPv4(IP version 4) 네트워크 환경에서, SDN 제어 장치(101)가 주소 요청 패킷 및 주소 응답 패킷으로서 각각 ARP(address resolution protocol) 요청 패킷 및 ARP 응답 패킷을 이용하여 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 과정을 나타낸다. 또한, 도 4 내지 도 5d는 SDN 제어 장치(101)가 IPv6(IP version 6) 네트워크 환경에서, 주소 요청 패킷 및 주소 응답 패킷으로서 각각 NDP(Neighbor Solicitation)의 NS(Neighbor Solicit) 패킷 및 NA(Neighbor Advertisement) 패킷을 이용하여 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 과정을 나타낸다.
먼저, 도 2 내지 도 3d는, IPv4(IP version 4) 네트워크 환경에서 본 개시의 실시 예에 따라 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 방법을 나타낸다.
도 3a 내지 도 3d에서, SDN 제어 장치(101), 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113) 및 복수의 호스트들(121 내지 131)은 도 1의 SDN 제어 장치(101), 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113) 및 복수의 호스트들(121 내지 131)에 각각 대응되어 중복되는 설명은 생략한다.
먼저, 도 2의 201 및 도 3a의 301에서, 제1 호스트(121)는 제2 호스트(122)의 MAC 주소를 획득하기 위하여, ARP 요청 패킷을 제2 호스트(122)를 목적지로 하여 제1 네트워크 장치(111)로 전송할 수 있다. ARP 요청 패킷은, 예로, 제2 호스트(121)의 IP 주소를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 호스트(121)는 자신의 네트워크 어댑터의 ARP 캐시 테이블을 체크하고, ARP 테이블에 제2 호스트(122)에 대한 매핑 엔트리가 없는 경우, ARP 요청 패킷을 제1 네트워크 장치(111)로 전송할 수도 있다.
도 2의 203 및 도 3a의 303에서, 제1 네트워크 장치(111)는 수신된 ARP 요청 패킷을 SDN 제어 장치(101)로 전달할 수 있다.
도 2의 205 및 도 3a의 305에서, SDN 제어 장치(101)는 호스트와 연결된 엣지 포트를 가지고 있는 제2 및 제3 네트워크 장치들(112,113)로 수신된 ARP 요청 패킷을 전달할 수 있다.
도 2의 207 및 도 3a의 307에서, 제2 및 제3 네트워크 장치들(112,113)은 수신된 ARP 요청 패킷을 자신과 연결된 제2 및 제3 호스트들(122,123)로 전달할 수 있다.
제2 및 제3 호스트들(122,123)은 수신된 ARP 요청 패킷에 포함된 목적지 IP 주소가 자신의 IP 주소와 일치하는지를 확인할 수 있다.
도 2의 209 및 도 3b의 309에서, IP 주소가 일치하는 제2 호스트(122)는 자신의 MAC 주소를 포함하는 ARP 응답 패킷을 제1 호스트(121)를 목적지로 하여 제2 네트워크 장치로 전송할 수 있다.
도 2의 211 및 도 3b의 311에서, 제2 네트워크 장치(112)는 수신된 ARP 응답 패킷을 SDN 제어 장치(101)로 전달할 수 있다.
도 2의 213 및 도 3b의 313에서, SDN 제어 장치(101)는 ARP 응답 패킷에 기반하여 제1 호스트(121)로부터 수신되는 데이터 패킷을 제2 호스트(122)로 전송할 경로에 관한 플로우 룰을 생성할 수 있다.
구체적으로, SDN 제어 장치(101)는 ARP 응답 패킷에 포함된 제1 호스트(121)의 MAC 주소 및 제2 호스트(122)의 MAC 주소에 기반하여, 패킷의 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 확인할 수 있다. 이 경우, 패킷의 소스 MAC 주소는, ARP 응답 패킷에 포함된 목적지 MAC 주소인 제1 호스트(121)의 MAC 주소가 될 수 있다. 또한, 패킷의 목적지 MAC 주소는, ARP 응답 패킷에 포함된 소스 MAC 주소인 제2 호스트(122)의 MAC 주소가 될 수 있다. SDN 제어 장치(101)는 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 가지는 데이터 패킷이 전달될 경로를 계산할 수 있다. 예를 들어, 경로는 패킷의 전달 시간이 가장 짧도록 네트워크 장치들의 물리적 위치, 부하량, 성능(capability) 중 적어도 하나를 고려하여 결정될 수 있다. 그리고, SDN 제어 장치(101)는 상기 계산 결과에 따른 플로우 룰을 생성할 수 있다.
도 2의 215 및 도 3b의 315에서, SDN 제어 장치(101)는 생성된 플로우 룰에 기반하여 제1 네트워크 장치(111) 및 제2 네트워크 장치(112)가 데이터 패킷을 전송하도록, 플로우 룰을 상기 플로우 룰에 포함된 경로 상의 네트워크 장치인 제1 및 제2 네트워크 장치들(111,112)로 전송할 수 있다.
도 2의 217 및 도 3b의 317에서, 제1 및 제2 네트워크 장치들(111,112) 각각은 수신된 플로우 룰을 설치할 수 있다.
도 2의 219 및 도 3c의 319에서, SDN 제어 장치(101)는 제2 네트워크 장치(112)로부터 수신된 ARP 응답 패킷을 제1 네트워크 장치(111)로 전달할 수 있다. 이 경우, 도 2의 219 및 도 3c의 319는 도 2의 213 및 도 3b의 313 전에 먼저 수행될 수도 있다. 또는, 도 2의 219 및 도 3c의 319는 도 2의 215 및 도 3b의 315 전에 먼저 수행될 수도 있다.
도 2의 221 및 도 3c의 321에서, 제1 네트워크 장치(111)는 수신된 ARP 응답 패킷을 제1 호스트(121)로 전달할 수 있다.
제1 호스트(121)는 수신된 ARP 응답 패킷으로부터 제1 호스트(122)의 MAC 주소를 획득(또는, 학습(learning))할 수 있다.
도 2의 223 및 도 3d의 323에서, 제1 호스트(121)는 획득된 MAC 주소를 이용하여 데이터 패킷을 생성할 수 있다.
도 2의 225 및 도 3d의 325에서, 제1 호스트(121)는 생성된 데이터 패킷을 제1 네트워크 장치(112)로 전송할 수 있다.
도 2의 227 및 도 3d의 327에서, 제1 네트워크 장치(111)는 도 2의 217 및 도 3b의 317에서 설치된 플로우 룰을 이용하여 수신된 데이터 패킷을 제2 네트워크 장치(112)로 전달할 수 있다.
도 2의 229 및 도 3d의 329에서, 제2 네트워크 장치(112) 또한 도 2의 217 및 도 3b의 317에서 설치된 플로우 룰을 이용하여 수신된 데이터 패킷을 제2 호스트(122)로 전달할 수 있다.
도 4 내지 도 5d는, IPv6(IP version 6) 네트워크 환경에서, 본 개시의 실시 예에 따라 데이터 패킷의 전송 룰을 설정하는 방법을 나타낸다.
도 5a 내지 도 5d에서, SDN 제어 장치(101), 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113) 및 복수의 호스트들(121 내지 131)은 도 1의 SDN 제어 장치(101), 복수의 네트워크 장치들(111 내지 113) 및 복수의 호스트들(121 내지 131)에 각각 대응되어 중복되는 설명은 생략한다.
먼저, 도 4의 401 및 도 5a의 501에서, 제1 호스트(121)는 제2 호스트(122)의 MAC 주소를 획득하기 위하여, NS 패킷을 제2 호스트(122)를 목적지로 하여 제1 네트워크 장치(111)로 전송할 수 있다. NS 패킷은, 예로, 제2 호스트(121)의 IP 주소를 포함할 수 있다.
도 4의 403 및 도 5a의 503에서, 제1 네트워크 장치(111)는 수신된 NS 패킷을 SDN 제어 장치(101)로 전달할 수 있다.
도 4의 405 및 도 5a의 505에서, SDN 제어 장치(101)는 호스트와 연결된 엣지 포트를 가지고 있는 제2 및 제3 네트워크 장치들(112,113)로 수신된 NS 패킷을 전달할 수 있다.
도 4의 407 및 도 5a의 507에서, 제2 및 제3 네트워크 장치들(112,113)은 수신된 NS 패킷을 자신과 연결된 제2 및 제3 호스트들(122,123)로 전달할 수 있다.
제2 및 제3 호스트들(122,123)은 수신된 ARP 요청 패킷에 포함된 목적지 IP 주소가 자신의 IP 주소와 일치하는지를 확인할 수 있다.
도 4의 409 및 도 5b의 509에서, IP 주소가 일치하는 제2 호스트(122)는 자신의 MAC 주소를 포함하는 NA 패킷을 제1 호스트(121)를 목적지로 하여 제2 네트워크 장치(112)로 전송할 수 있다.
도 4의 411 및 도 5b의 511에서, 제2 네트워크 장치(112)는 수신된 NS 패킷을 SDN 제어 장치(101)로 전달할 수 있다.
도 4의 413 및 도 5b의 513에서, SDN 제어 장치(101)는 NA 패킷에 기반하여 제1 호스트(121)로부터 수신되는 데이터 패킷을 제2 호스트(122)로 전송할 경로에 관한 플로우 룰을 생성할 수 있다.
구체적으로, SDN 제어 장치(101)는 NA 패킷에 포함된 제1 호스트(121)의 MAC 주소 및 제2 호스트(122)의 MAC 주소에 기반하여, 패킷의 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 확인하고, 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 가지는 데이터 패킷이 전달될 플로우 룰을 생성할 수 있다.
도 4의 415 및 도 5b의 515에서, SDN 제어 장치(101)는 생성된 플로우 룰에 기반하여 제1 네트워크 장치(111) 및 제2 네트워크 장치(112)가 데이터 패킷을 전송하도록, 플로우 룰을 상기 플로우 룰에 포함된 경로 상의 네트워크 장치인 제1 및 제2 네트워크 장치들(111,112)로 전송할 수 있다.
도 4의 417 및 도 5b의 517에서, 제1 및 제2 네트워크 장치들(111,112) 각각은 수신된 플로우 룰을 설치할 수 있다.
도 4의 419 및 도 5c의 519에서, SDN 제어 장치(101)는 제2 네트워크 장치(112)로부터 수신된 ARP 응답 패킷을 제1 네트워크 장치(111)로 전달할 수 있다. 이 경우, 도 4의 419 및 도 5c의 519는 도 4의 413 및 도 5b의 513 전에 먼저 수행될 수도 있다. 또는, 도 4의 419 및 도 5c의 519는 도 4의 415 및 도 5b의 515 전에 먼저 수행될 수도 있다.
도 4의 421 및 도 5c의 521에서, 제1 네트워크 장치(111)는 수신된 NA 패킷을 제1 호스트(121)로 전달할 수 있다.
제1 호스트(121)는 수신된 NA 패킷으로부터 제1 호스트(122)의 MAC 주소를 획득(또는 학습(learning))할 수 있다.
도 4의 423 및 도 5d의 523에서, 제1 호스트(121)는 획득된 MAC 주소를 이용하여 데이터 패킷을 생성할 수 있다.
도 4의 425 및 도 5d의 525에서, 제1 호스트(121)는 생성된 데이터 패킷을 제1 네트워크 장치(112)로 전송할 수 있다.
도 4의 427 및 도 5d의 527에서, 제1 네트워크 장치(111)는 도 4의 417 및 도 5b의 517에서 설치된 플로우 룰을 이용하여 수신된 데이터 패킷을 제2 네트워크 장치(112)로 전달할 수 있다.
도 4의 429 및 도 5d의 529에서, 제2 네트워크 장치(112) 또한 도 4의 417 및 도 5b의 517에서 설치된 플로우 룰을 이용하여 수신된 데이터 패킷을 제2 호스트(122)로 전달할 수 있다.
이와 같이, 데이터 패킷이 SDN 제어 장치에 전송되지 되는 상황이 발생되지 않음에 따라, 리액티브 포워딩(reactive) 과정에서 불필요한 데이터 패킷이 SDN 제어 장치에 전송되지 않을 수 있다. 또한, 데이터 패킷의 전송 순서가 바뀌는 상황이 방지될 수 있다.
도 6은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 제어 장치의 흐름도를 나타낸다. 도 6은 SDN 제어 장치(101)의 동작 방법을 예시한다.
도 6을 참고하면, 동작 601에서, SDN 제어 장치는, 제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 상기 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 물리 주소 요청 패킷은, IPv4 네트워크의 ARP 요청 패킷 또는 IPv6 네트워크의 NS 패킷일 수 있다. 또한, 예를 들어, 물리 주소는 MAC 주소를 포함할 수 있다.
동작 603에서, SDN 제어 장치는, 수신된 물리 주소 요청 패킷을 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 전송할 수 있다. 이 경우, 물리 주소 요청 패킷은, 제2 호스트의 IP 주소를 포함할 수 있다.
동작 605에서, SDN 제어 장치는, 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 제2 네트워크 장치로부터 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 물리 주소 응답 패킷은, IPv4 네트워크의 ARP 응답 패킷 또는 IPv6 네트워크의 NA 패킷일 수 있다.
물리 주소 응답 패킷이 수신되는 경우, 동작 607에서, SDN 제어 장치는, 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 제1 호스트로부터 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰을 생성할 수 있다. 예를 들어, SDN 제어 장치는 제1 호스트의 MAC 주소 및 제2 호스트의 MAC 주소에 기반하여, 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 결정할 수 있다. 그리고, SDN 제어 장치는 결정된 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 이용하여 플로우 룰을 생성할 수 있다. 추가적으로, 도 6에 도시되지 아니하였으나, SDN 제어 장치는 제1 호스트가 제2 호스트의 물리 주소를 획득하도록, 수신된 물리 주소 응답 패킷을 제1 네트워크 장치로 전송할 수도 있다.
동작 609에서, SDN 제어 장치는 생성된 플로우 룰을 제1 네트워크 장치 및 제2 네트워크 장치로 전송할 수 있다. 이에 따라, 제1 네트워크 장치 및 제2 네트워크 장치는 수신된 플로우 룰에 기반하여 제1 호스트로부터 수신되는 데이터 패킷을 제2 호스트로 전달할 수 있다. 이 경우, 데이터 패킷은 제1 호스트의 물리 주소를 소스 MAC 주소로 가지며, 제2 호스트의 물리 주소를 목적지 MAC 주소로 가질 수 있다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 SDN 제어 장치의 블록도를 나타낸다. 도 7은 SDN 제어 장치(101)의 구성으로 이해될 수 있다.
도 7을 참고하면, SDN 제어 장치(101) 및 제1 및 제2 네트워크 장치들(111, 112) 간은 제어 링크를 통하여 패킷을 송/수신할 수 있다. 이를 위해, SDN 제어 장치(101)는, 프로세서(101a), 통신부(101b) 및 메모리(101c)를 포함할 수 있다. SDN 제어 장치(101)의 물리적으로 분리된 하나 이상의 서버로 구성될 수도 있다. 예로, 프로세서(101a), 통신부(101b) 및 메모리(101c) 중 적어도 하나 이상이 서로 분리되어 유선 또는 무선으로 통신 연결될 수도 있다.
프로세서(101a)는 SDN 제어 장치(101)의 전반적인 동작을 제어하며, 본 개시의 실시 예에 따른 데이터 패킷의 전송 룰을 설정할 수 있다. 프로세서(또는, 제어부)(101a)는 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor: CP) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(101a)는, 예를 들면, SDN 제어 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 프로세서(101a)는 메모리(101c)에 저장된 명령어들을 독출하고, 실행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(101a)는 제1 호스트가 상기 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 제1 네트워크 장치(111)로부터 통신부(101b)를 통하여 수신할 수 있다. 프로세서(101a)는 수신된 물리 주소 요청 패킷을 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치(112)에게 통신부(101b)를 통하여 전송할 수 있다. 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 제2 네트워크 장치(112)로부터 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 프로세서(101a)는 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 제1 호스트로부터 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰을 생성할 수 있다. 프로세서(101a)는 제1 네트워크 장치(111) 및 제2 네트워크 장치(112)가 플로우 룰에 기반하여 데이터 패킷을 전달하도록, 생성된 플로우 룰을 제1 네트워크 장치(111) 및 상기 제2 네트워크 장치(112)에게 통신부(101b)를 통하여 전송할 수 있다.
통신부(101b)는 프로세서(101a)의 제어에 따라 다른 엔티티(etity)들로부터 각종 신호, 메시지 및 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(101b)는 프로세서(101a)에서 처리된 신호를 다른 엔티티로 송신하는 기능을 수행할 수 있다. 통신부(101b)는 무선 또는 유선 채널을 통해 신호를 수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 통신부(101b)는 신호를 송신하고 수신하는 송수신부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(101b)는 RF(radio frequency) 신호의 수신, 주파수 변환, 복조, 복호, 순환 전치(cyclic prefix: CP) 제거, 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform: FFT), 채널 추정 및 등화(equalizing) 중 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다. 통신부(101b)는 예로, 셀룰러 모듈, WiFi(wireless fidelity) 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈, GNSS (global navigation satellite system) 모듈, NFC(near field communication) 모듈 및 RF 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 셀룰러 모듈, WiFi 모듈, 블루투스 모듈, GNSS 모듈 또는 NFC 모듈 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 IC(integrated chip) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. 통신부(101b)는 '송신기(transmitter)', '수신기(receiver)', 또는 '송수신기(transceiver)'로 지칭될 수 있다.
메모리(101c)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(101c)는, 예를 들면, SDN 제어 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 메모리(101c)는 소프트웨어 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(101c)는 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 생성된 플로우 룰을 저장할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 메모리(101c)는 SDN 제어 장치(101)가 동작 시에, 프로세서(101a)가 제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 제1 네트워크 장치(111)로부터 통신부(101b)를 통하여 수신하고, 수신된 물리 주소 요청 패킷을 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치(112)에게 통신부(101b)를 통하여 전송하고, 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 제2 네트워크 장치(112)로부터 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 제1 호스트로부터 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰을 생성하고, 제1 네트워크 장치(111) 및 제2 네트워크 장치(112)가 플로우 룰에 기반하여 데이터 패킷을 전달하도록, 생성된 플로우 룰을 제1 네트워크 장치(111) 및 제2 네트워크 장치(112)에게 통신부(101b)를 통하여 전송하도록 제어하는 명령어들을 저장할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 메모리(101c)는 SDN 제어 장치(101)가 동작 시에, 프로세서(101a)가 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 결정하고, 결정된 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 이용하여 플로우 룰을 생성하도록 제어하는 명령어들을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 메모리(101c)는 SDN 제어 장치(101)가 동작 시에, 프로세서(101a)가 제1 호스트가 제2 호스트의 물리 주소를 획득하도록, 수신된 물리 주소 응답 패킷을 제1 네트워크 장치에게 통신부(101b)를 통하여 전송하도록 제어하는 명령어들을 더 저장할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 프로세서(101a)는 제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷이 제1 네트워크 장치(111)로부터 수신되도록 통신부(101b)를 제어할 수 있다. 그리고, 프로세서(101a)는 수신된 물리 주소 요청 패킷이 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치(112)에게 전송되도록 통신부(101b)를 제어할 수 있다. 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 제2 네트워크 장치(112)로부터 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 프로세서(101a)는 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 생성된, 제1 호스트로부터 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰이 제1 네트워크 장치(111) 및 제2 네트워크 장치(112)에게 전송되도록 통신부(101b)를 제어할 수 있다. 이 때, 플로우 룰은, 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 결정된, 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 이용하여 생성될 수 있다.
개시된 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 S/W 프로그램으로 구현될 수 있다.
컴퓨터는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 실시 예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 개시된 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)으로 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은 S/W 프로그램, S/W 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 전자 장치의 제조사 또는 전자 마켓(예, 구글 플레이 스토어, 앱 스토어)을 통해 전자적으로 배포되는 S/W 프로그램 형태의 상품(예, 다운로더블 앱)을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, S/W 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 SW 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품은, 제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 상기 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치로부터 수신하는 동작, 수신된 물리 주소 요청 패킷을 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 전송하는 동작, 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 제2 네트워크 장치로부터 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되면, 제1 호스트의 물리 주소 및 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여, 제1 호스트로부터 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰을 생성하는 동작, 및 제1 네트워크 장치 및 제2 네트워크 장치가 플로우 룰에 기반하여 데이터 패킷을 전달하도록, 생성된 플로우 룰을 제1 네트워크 장치 및 제2 네트워크 장치로 전송하는 동작을 본 개시의 SDN 제어 장치가 수행하도록 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함할 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. SDN(software defined network)에서 플로우 룰(flow rule)을 제어하는 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 호스트가 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷을 상기 제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치로부터 수신하는 과정과,
    상기 수신된 물리 주소 요청 패킷을 상기 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 전송하는 과정과,
    상기 제2 네트워크 장치로부터 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷을 수신하는 과정과,
    상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 생성된, 상기 제1 호스트로부터 상기 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰을 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치에게 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물리 주소 요청 패킷은, IPv4(IP version 4) 네트워크의 ARP(address resolution protocol) 요청 패킷을 포함하고,
    상기 물리 주소 응답 패킷은, IPv4(IP version 4) 네트워크의 ARP 응답 패킷을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 물리 주소 요청 패킷은, IPv6(IP version 6) 네트워크의 NS(Neighbor Solicit) 패킷을 포함하고,
    상기 물리 주소 응답 패킷은, IPv6(IP version 6) 네트워크의 NA(Neighbor Advertisement) 패킷을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 물리 주소 요청 패킷은, 상기 제2 호스트의 IP(internet protocol) 주소를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 호스트가 상기 제2 호스트의 물리 주소를 획득하도록, 상기 수신된 물리 주소 응답 패킷을 상기 제1 네트워크 장치에게 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. SDN(software defined network)에서 플로우 룰(flow rule)을 제어하는 장치에 있어서,
    제1 호스트와 연결된 제1 네트워크 장치 및 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치와 통신 가능한 송수신기와,
    상기 송수신기와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 호스트가 상기 제2 호스트와 통신하기 위한 물리 주소 요청 패킷이 상기 제1 네트워크 장치로부터 수신되도록 상기 송수신기를 제어하고,
    상기 수신된 물리 주소 요청 패킷이 상기 제2 호스트와 연결된 제2 네트워크 장치에게 전송되도록 상기 송수신기를 제어하고,
    상기 물리 주소 요청 패킷에 대한 응답으로, 상기 제2 네트워크 장치로부터 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 물리 주소 응답 패킷이 수신되도록 상기 송수신기를 제어하고,
    상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 생성된, 상기 제1 호스트로부터 상기 제2 호스트로 전송되는 데이터 패킷의 전송 경로에 관한 플로우 룰이 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치에게 전송되도록 상기 송수신기를 제어하는 프로세서를 포함하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 물리 주소 요청 패킷은, IPv4(IP version 4) 네트워크의 ARP(address resolution protocol) 요청 패킷을 포함하고,
    상기 물리 주소 응답 패킷은, IPv4(IP version 4) 네트워크의 ARP 응답 패킷을 포함하는 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 물리 주소 요청 패킷은, IPv6(IP version 6) 네트워크의 NS(Neighbor Solicit) 패킷을 포함하고,
    상기 물리 주소 응답 패킷은, IPv6(IP version 6) 네트워크의 NA(Neighbor Advertisement) 패킷을 포함하는 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 물리 주소 요청 패킷은, 상기 제2 호스트의 IP(internet protocol) 주소를 포함하는 장치.
  10. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 물리 주소는, MAC(media access control) 주소를 포함하는 방법 또는 장치.
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 주소 응답 패킷은, 상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소를 포함하는 방법 또는 장치.
  12. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 플로우 룰은, 상기 제1 호스트의 물리 주소 및 상기 제2 호스트의 물리 주소에 기반하여 결정된, 소스 MAC 주소 및 목적지 MAC 주소를 이용하여 생성되는 방법 또는 장치.
  13. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 데이터 패킷은, 상기 제1 호스트의 물리 주소를 소스 MAC 주소로 가지며, 상기 제2 호스트의 물리 주소를 목적지 MAC 주소로 가지는 데이터 패킷인 방법 또는 장치.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 호스트가 상기 제2 호스트의 물리 주소를 획득하도록, 상기 수신된 물리 주소 응답 패킷이 상기 제1 네트워크 장치에게 전송되도록 상기 송수신기를 제어하는 장치.
  15. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치 각각은, SDN 스위치 또는 SDN 라우터를 포함하는 방법 또는 장치.
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