KR102010250B1

KR102010250B1 - Mobile communication network based on software-defined networking transport network

Info

Publication number: KR102010250B1
Application number: KR1020170032368A
Authority: KR
Inventors: 최민석
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2019-10-21
Also published as: KR20180105372A

Abstract

이동통신 네트워크와 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-Defined Network)가 결합된 네트워크는 이동통신 네트워크의 코어 네트워크(core network) 구성요소 어플리케이션들이 존재하는 어플리케이션 계층; 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 기지국(eNB)에 대응되는 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드; 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 단말(UE, user equipment)에 대응되는 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드; 및 어플리케이션 계층의 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들과 노스바운드(northbound) 인터페이스로 연결되고, 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 및 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드와는 사우스바운드(southbound) 인터페이스로 연결되는 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.A network in which a mobile communication network and a software-defined network (SDN) are combined includes an application layer in which core network component applications of the mobile communication network exist; At least one eNB infrastructure node corresponding to at least one base station (eNB) constituting a mobile communication network; At least one UE infrastructure node corresponding to at least one user equipment (UE) constituting a mobile communication network; And a northbound interface with core network component applications of an application layer, and a southbound interface with at least one eNB infrastructure node and at least one UE infrastructure node. It can be configured to include a controller.

Description

SDN 전송 망 기반 이동통신 네트워크{Mobile communication network based on software-defined networking transport network}Mobile communication network based on software-defined networking transport network

본 발명은 이동통신 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-defined networking) 기술에 이동통신 기술을 결합하여 기존보다 높은 사용자 전송 용량을 제공하면서 단순화된 구조를 가지는 SDN 전송망 기반의 이동통신 네트워크에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile communication network, and more particularly, to combine a mobile communication technology with a software-defined networking (SDN) technology to provide a higher user transmission capacity than a conventional SDN transmission network base. Relates to a mobile communication network.

소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-defined network)는 인프라스트럭춰(infrastructure)로서의 스위치, 라우터 등과 같은 네트워크 장비의 제어 평면(control plane)과 데이터 평면(data plane)을 분리하여 데이터 평면은 네트워크 장비의 하드웨어에 존속시키고, 제어 평면은 SDN 컨트롤러에 소프트웨어 형태로 구비하는 네트워크 구조를 의미한다. Software-defined network (SDN) separates the control plane and data plane of network equipment such as switches and routers as infrastructure, so that the data plane It persists in hardware, and the control plane means a network structure provided in the SDN controller in software form.

SDN 표준화를 추진하고 있는 대표적인 단체인 오픈네트워킹파운데이션(Open Networking Foundation, ONF)가 SDN을 바라보는 두 가지 관점 중 첫 번째는 소프트웨어 정의 포워딩(Software Defined Forwarding)이다. 이것은 스위치/라우터에서 하드웨어가 처리하는 데이터 포워딩 기능이 반드시 개방형 인터페이스와 소프트웨어를 통해서 제어되어야 한다는 것을 의미한다. 두 번째는 SDN이 글로벌 관리 추상화(Global Management Abstraction)를 목표로 한다는 것이다. SDN은 추상화를 통해 보다 진보된 네트워크 관리 툴이 개발될 수 있도록 해야 한다. 예를 들면, 이런 추상화 도구들은 전체 네트워크의 상태를 보면서 이벤트에 따른 반응, 그리고 네트워크 요소를 제어할 수 있는 기능 등을 포함할 수 있다는 것이다.Open Networking Foundation (ONF), a leading organization promoting SDN standardization, is the first of two views of SDN as Software Defined Forwarding. This means that the data-forwarding functions handled by the hardware at the switch / router must be controlled through open interfaces and software. The second is that SDN targets the Global Management Abstraction. SDN should be abstracted to enable the development of more advanced network management tools. For example, these abstraction tools can include the ability to see the state of the entire network, react to events, and control network elements.

앞서 언급된 바와 같이, 분리된 제어평면과 데이터평면은 각각 SDN 인프라스트럭춰 노드들과 SDN 컨트롤러에 위치하고 이를 연결하는 개방형 인터페이스를 통해 데이터를 송수신한다. 이를 사우스바운드 인터페이스(SBI, Southbound Interface)라고 하며, 대표적인 것이 오픈플로우 프로토콜이다. 오픈플로우는 프로토콜 계층 1~4까지의 헤더 정보를 하나로 조합하여 패킷의 동작을 지정할 수 있다. 제어 평면의 프로그램을 수정하면 계층 4까지의 범위에서 사용자가 자유롭게 새로운 프로토콜을 만들 수 있고, 특정 서비스나 애플리케이션에 최적화된 네트워크를 사용자가 구현할 수도 있다. 즉, 오픈플로우는 패킷을 제어하는 기능과 전달하는 기능을 분리하고 프로그래밍을 통해 네트워크를 제어하는 기술이라고 정의할 수 있다.As mentioned above, the separate control and data planes transmit and receive data through open interfaces that are located and connected to SDN infrastructure nodes and SDN controllers, respectively. This is called Southbound Interface (SBI), and the representative one is the open flow protocol. OpenFlow can specify the behavior of packets by combining header information from protocol layers 1 to 4 into one. By modifying the program in the control plane, users can freely create new protocols up to Layer 4, or they can implement networks optimized for specific services or applications. In other words, OpenFlow can be defined as a technology that separates the function of controlling the packet from the function of delivering the packet and controls the network through programming.

한편, LTE 네트워크에서 단말이 기지국에 접속하기 위해 단말, 기지국, MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN(Packet Data Network) Gateway), PCRF(Policy and Charging Rules Function), HSS(Home Subscriber Server) 등 초기접속 시 진행되는 절차에 따라 진행되어 단말에게 베어러(bearer) 및 자원을 할당한다. 이 후, 단말이 이동하게 되면 새로운 기지국을 탐색하여 최적의 기지국을 선정하고 핸드오버 절차 진행 후 기지국을 변경하여 데이터 경로를 제어한다. Meanwhile, in order to access a base station from an LTE network, a terminal, a base station, a mobility management entity (MME), a serving gateway (S-GW), a packet data network (PDN) gateway, and a policy and charging rule (PCRF) are provided. It proceeds according to a procedure performed during initial access such as a function, a home subscriber server (HSS), and allocates a bearer and resources to the terminal. Thereafter, when the terminal moves, it searches for a new base station, selects an optimal base station, and controls the data path by changing the base station after the handover procedure.

SDN의 경로제어의 주체는 컨트롤러이고 경로제어에 필요한 인터페이스는 앞서 언급된 인프라스트럭춰 노드들과 컨트롤러 간 인터페이스인 SBI이다. 초기에 컨트롤러는 네트워크 전체 토폴로지를 가지고 있고 각각의 인프라스트럭춰 노드들에 경로 정보를 제공하여 플로우 테이블(flow table)을 생성하도록 한다. 서비스 종류에 따라 데이터 경로를 지정하며 사용자 및 외부요구에 따라 최적화된 경로를 제공하기 위해 플로우 테이블을 수정하여 경로를 제어한다. 한편, LTE 네트워크에서는 기지국, 단말, MME, 게이트웨이(S-GW, P-GW) 등과 같은 요소들이 주체가 되어 각각의 요소 간 정의된 인터페이스 (uu, s1, s5 등)를 통해 경로제어를 실시하지만, SDN 은 컨트롤러가 주체가 되어 SBI를 통해 경로제어를 실시한다. 이러한 경로제어를 통합하기 위해 두 가지 경로변경 절차가 적절히 하나의 절차로 통합 진행되어 SDN 컨트롤러에서 최종 경로 변경을 지시해야 한다. 이때, LTE 시그널링 메시지들이 인프라스트럭춰 노드에 전달되기 위해서는 SDN 시그널링 메시지에 포함되어 전달 될 필요성이 요구된다. 결국, LTE 시그널링 메시지와 SDN 시그널링 메시지의 연동이 가능하여야, LTE 초기접속 및 핸드오버 절차가 SDN 메시지 시그널링을 통해 원활하게 처리될 수 있다. The path controller of SDN is the controller, and the interface required for path control is SBI, which is the interface between the aforementioned infrastructure nodes and the controller. Initially, the controller has a network-wide topology and provides path information to each infrastructure node to create a flow table. The data path is specified according to the service type, and the path is controlled by modifying the flow table to provide the optimized path according to user and external requirements. On the other hand, in the LTE network, elements such as a base station, a terminal, an MME, and a gateway (S-GW, P-GW) are mainly subject to route control through defined interfaces (uu, s1, s5, etc.) between each element. In other words, the SDN is mainly controlled by the controller and performs path control through the SBI. In order to integrate this path control, the two path change procedures should be properly integrated into one procedure to indicate the final path change in the SDN controller. In this case, the LTE signaling messages are required to be included in the SDN signaling message to be delivered to the infrastructure node. As a result, when the LTE signaling message and the SDN signaling message must be interoperable, the LTE initial access and handover procedure can be smoothly processed through the SDN message signaling.

기본적으로, 단말(UE, User Equipment) 기능이 포함된 인프라스트럭춰 노드와 기지국(eNB) 기능이 포함된 인프라스트럭춰 노드 간 사이의 인터페이스는 유선일 수도 있고 무선 일수도 있지만, LTE 기반인 경우 무선일 것이므로, 단말/기지국 인프라스트럭춰 노드들 간의 메시지 송수신은 내부 인터페이스(예컨대, uu 인터페이스)를 통해 자유롭게 진행된다.Basically, the interface between an infrastructure node with UE (UE) function and an infrastructure node with eNB (eNB) function may be wired or wireless, but LTE-based In this case, the message transmission and reception between the terminal / base station infrastructure nodes is freely performed through an internal interface (eg, a uu interface).

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, SDN 기반의 이동통신 네트워크로서 이동통신 시그널링 메시지와 SDN 시그널링 메시지가 연동되는 이동통신 네트워크와 SDN 네트워크가 결합된 네트워크 구조를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a network structure in which an SDN network is combined with a mobile communication network in which an SDN signaling message interworks with an SDN-based mobile communication network.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, SDN 기반의 이동통신 네트워크에 적용 가능한 SDN 컨트롤러로서 이동통신 시그널링 메시지와 SDN 시그널링 메시지를 어플리케이션 계층에 위치한 코어 네트워크 구성요소들과 단말 및 기지국 인프라스트럭춰 노드 간에 상호 전달 가능한 컨트롤러를 제공하는데 있다.Another object of the present invention for solving the above problems is, as an SDN controller applicable to an SDN-based mobile communication network, the mobile communication signaling message and the SDN signaling message core network components located in the application layer and the terminal and base station infrastructure It is to provide a controller that can communicate with each other between structure nodes.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, SDN 기반의 이동통신 네트워크에 적용 가능한 단말 및 기지국 인프라스트럭춰 노드로서 인프라스트럭춰 노드들 상호간에는 무선 인터페이스로 연결되며, 어플리케이션 계층에 위치한 코어 네트워크 구성요소들과는 컨트롤러를 통하여 연결되는 인프라스트럭춰 노드를 제공하는데 있다.Another object of the present invention for solving the above problems is, as a terminal and base station infrastructure node applicable to the SDN-based mobile communication network, the infrastructure nodes are connected to each other by a radio interface, the application layer It is to provide infrastructure nodes that are connected through a controller with core network components located at.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 네트워크와 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-Defined Network)가 결합된 네트워크의 구조를 제공한다. SDN 기반 이동통신 네트워크는 상기 이동통신 네트워크의 코어 네트워크(core network) 구성요소 어플리케이션들이 존재하는 어플리케이션 계층; 상기 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 기지국(eNB)에 대응되는 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드; 상기 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 단말(UE, user equipment)에 대응되는 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드; 및 상기 어플리케이션 계층의 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들과 노스바운드(northbound) 인터페이스로 연결되고, 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 및 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드와는 사우스바운드(southbound) 인터페이스로 연결되는 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a structure of a network in which a mobile communication network and a software-defined network (SDN) are combined. The SDN-based mobile communication network may include an application layer in which core network component applications of the mobile communication network exist; At least one eNB infrastructure node corresponding to at least one base station (eNB) constituting the mobile communication network; At least one UE infrastructure node corresponding to at least one user equipment (UE) constituting the mobile communication network; And a northbound interface with core network component applications of the application layer, and southbound with the at least one eNB infrastructure node and the at least one UE infrastructure node. It can be configured to include a controller connected to the interface.

상기 이동통신 네트워크는 LTE(Long-Term Evolution) 기반 네트워크이며, 상기 사우스바운드 인터페이스는 오픈플로우(OpenFlow) 인터페이스일 수 있다.The mobile communication network may be a Long-Term Evolution (LTE) based network, and the southbound interface may be an OpenFlow interface.

여기에서, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들은 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway), PCRF(Policy and Charging Rules Function), HSS (Home Subscriber Server), SPR (Subscriber Profile Repository), OCS (Online Charging System), OFCS (Offline Charging System) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the core network component applications may include Mobility Management Entity (MME), Serving Gateway (S-GW), PDN Gateway (P-GW), Policy and Charging Rules Function (PCRF), Home Subscriber Server (HSS), and SPR. It may include at least one of a Subscriber Profile Repository (OCS), an Online Charging System (OCS), and an Offline Charging System (OFCS).

여기에서, 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드와 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드는 무선 인터페이스로 연결될 수 있다.Here, the at least one eNB infrastructure node and the at least one UE infrastructure node may be connected by a radio interface.

상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드로부터 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로 전달되는 제1 메시지는 packet_in 메시지에 포함되어 상기 컨트롤러로 수신되고, 상기 제1 메시지는 상기 컨트롤러로부터 상기 노스바운드 인터페이스를 통하여 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로 전달될 수 있다.A first message delivered from the at least one UE infrastructure node or the at least one eNB infrastructure node to the core network component applications is included in a packet_in message and received by the controller, and the first message is received. A message can be delivered from the controller to the core network component applications via the northbound interface.

상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드에 전달되는 제2 메시지는 상기 노스바운드 인터페이스를 통하여 상기 컨트롤러로 수신되고, 상기 제2 메시지는 packet_out 메시지에 포함되어 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드에 전달될 수 있다.A second message delivered from the core network component applications to the at least one UE infrastructure node or the at least one eNB infrastructure node is received to the controller via the northbound interface, and the first message is received. The 2 message may be included in the packet_out message and delivered to the at least one UE infrastructure node or the at least one eNB infrastructure node.

상기 사우스바운드 인터페이스에 따른 메시지 헤더(header)에 포함된 버전(version) 필드에 의해 상기 이동통신 네트워크와 상기 SDN의 결합 여부가 지시될 수 있다.The version field included in the message header according to the southbound interface may indicate whether the mobile communication network is coupled with the SDN.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 네트워크와 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-Defined Network)가 결합된 네트워크의 SDN 컨트롤러를 제공한다. SDN 컨트롤러는 상기 이동통신 네트워크의 코어 네트워크(core network) 구성요소 어플리케이션들이 존재하는 어플리케이션 계층과 연결된 노스바운드(northbound) 인터페이스부; 상기 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 기지국(eNB)에 대응되는 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 및 적어도 하나의 단말(UE, user equipment)에 대응되는 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드와 연결된 사우스바운드(southbound) 인터페이스부; 및 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 및 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드와 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들 간의 메시지를 중개하는 이동통신 메시지 처리부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention for achieving the above another object is to provide an SDN controller of a network combined with a mobile communication network and a software-defined network (SDN). The SDN controller may include a northbound interface unit connected to an application layer in which core network component applications of the mobile communication network exist; At least one eNB infrastructure node corresponding to at least one base station (eNB) constituting the mobile communication network and at least one UE infrastructure node corresponding to at least one user equipment (UE); A connected southbound interface unit; And a mobile communication message processing unit for mediating a message between the at least one eNB infrastructure node and the at least one UE infrastructure node and the core network component applications.

상기 이동통신 네트워크는 LTE(Long-Term Evolution) 기반 네트워크이며, 상기 사우스바운드 인터페이스부는 오픈플로우(OpenFlow) 프로토콜 인터페이스를 처리할 수 있다.The mobile communication network is a Long-Term Evolution (LTE) based network, and the southbound interface unit may handle an OpenFlow protocol interface.

여기에서, 상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 또는 상기 적어도 하나의eNB 인프라스트럭춰 노드로부터 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에게 전달되는 제1 메시지가 포함된 packet_in 메시지를 수신하여, 상기 제1 메시지를 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에게 상기 노스바운드 인터페이스로 전달할 수 있다.Here, the mobile communication message processing unit, the packet_in message including a first message transmitted from the at least one UE infrastructure node or the at least one eNB infrastructure node to the core network component applications. Receiving the first message and delivering the first message to the core network component applications to the northbound interface.

여기에서, 상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드에게 전달되는 제2 메시지를 상기 노스바운드 인터페이스를 통하여 수신하고, 상기 제2 메시지를 packet_out 메시지에 포함시켜 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드에게 전달할 수 있다.Here, the mobile communication message processing unit, the northbound interface to the second message delivered from the core network component applications to the at least one UE infrastructure node or the at least one eNB infrastructure node. Received through the message, the second message may be included in the packet_out message and transmitted to the at least one UE infrastructure node or the at least one eNB infrastructure node.

상기 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 및 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 간의 경로를 제어하는 SDN 제어부를 추가로 포함할 수 있다.The controller may further include an SDN controller for controlling a path between the at least one UE infrastructure node and the at least one eNB infrastructure node.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 네트워크와 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-Defined Network)가 결합된 네트워크의 인프라스트럭춰 노드를 제공한다. 인프라스트럭춰 노드는 상기 SDN의 컨트롤러와 연결된 사우스바운드(southbound) 인터페이스부; 상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 어플리케이션 계층에 위치한 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 전달되는 메시지를 상기 컨트롤러로부터 수신하고, 상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에 전달될 메시지를 상기 컨트롤러에 전달하는 이동통신 메시지 처리부; 및 상대 인프라스트럭춰 노드와 무선 인터페이스로 연결되는 무선 인터페이스부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention for achieving the above another object, to provide an infrastructure node of a network combined with a mobile communication network and a software-defined network (SDN, Software-Defined Network). The infrastructure node includes a southbound interface unit connected to the controller of the SDN; Receiving a message from the controller, the message being transmitted from core network component applications located at an application layer through the southbound interface unit, and transmitting a message to the controller to be delivered to the core network component applications through the southbound interface unit; A mobile communication message processor; And a wireless interface unit connected to the counterpart infrastructure node through a wireless interface.

여기에서, 상기 인프라스트럭춰 노드는 상기 이동통신 네트워크의 단말(UE, User Equipment)기능이 포함된 인프라스트럭춰 노드 또는 상기 이동통신 네트워크의 기지국(eNB)기능이 포함된 eNB 인프라스트럭춰 노드일 수 있다.Here, the infrastructure node may be an infrastructure node including a UE (User Equipment) function of the mobile communication network or an eNB infrastructure including a base station (eNB) function of the mobile communication network. It may be a node.

상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에게 전달되는 제1 메시지가 포함된 packet_in 메시지를 생성하여 상기 컨트롤러에게 상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 전달할 수 있다.The mobile communication message processor may generate a packet_in message including a first message transmitted to the core network component applications and transmit the packet_in message to the controller through the southbound interface unit.

상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 전달되는 제2 메시지가 포함된 packet_out 메시지를 상기 컨트롤러로부터 상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 수신할 수 있다.The mobile communication message processor may receive a packet_out message including a second message transmitted from the core network component applications from the controller through the southbound interface unit.

여기에서, 상기 인프라스트럭춰 노드는 상기 컨트롤러로부터 수신된 경로 제어를 위한 플로우 테이블 제어 메시지에 기반하여 플로우 테이블을 수정하고, 상기 플로우 테이블을 이용하여 경로제어를 수행하는 SDN 프로토콜 처리부를 추가로 포함할 수 있다.Here, the infrastructure node further includes an SDN protocol processing unit for modifying the flow table based on the flow table control message for the path control received from the controller, and performing the path control using the flow table. can do.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크를 이용하면 SDN 네트워크 환경에 LTE와 같은 이동통신 네트워크가 결합될 수 있다. 본 발명에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서, SDN 버전 협의 시에 이동통신 네트워크가 결합되어 있는지 여부를 판별 할 수 있고, SDN 절차와 이동통신 절차를 적절하게 결합한 초기 접속 절차 및 이동성 절차를 수행하고, 경로설정 및 변경, 데이터의 원활한 흐름이 제공될 수 있다. By using the SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention as described above, a mobile communication network such as LTE may be combined in an SDN network environment. In the SDN-based mobile communication network according to the present invention, it is possible to determine whether the mobile communication network is combined at the time of SDN version negotiation, perform an initial access procedure and mobility procedure that properly combines the SDN procedure and the mobile communication procedure, Routing and modification, and smooth flow of data can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크의 각 구성요소를 보다 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에 적용되는 컨트롤러의 일 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에 적용되는 eNB/UE 인프라스트럭춰 노드의 일 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN기반 이동통신 네트워크에서 네트워크 식별을 위해 이용되는 오픈플로우 헤더(header) 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 LTE 시그널링 메시지 전달을 위해서 이용되는 packet_in/out 메시지의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 단말(UE) 인프라스트럭춰 노드의 접속 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 단말(UE) 인프라스트럭춰 노드에 대한 핸드오버 절차를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 네트워크 토폴로지의 변화를 예시하기 위한 개념도들이다.1 is a conceptual diagram illustrating an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating in more detail each component of an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a controller applied to an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a configuration of an eNB / UE infrastructure node applied to an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
5A is a conceptual diagram illustrating an openflow header structure used for network identification in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
5B is a conceptual diagram illustrating a configuration of a packet_in / out message used for LTE signaling message transmission in an SDN based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an access procedure of a UE infrastructure node in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a handover procedure for a UE infrastructure node in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are conceptual diagrams for illustrating a change in network topology in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명의 실시예들은 이동통신 기술 중 LTE 네트워크가 SDN 망에 결합된 예를 들어 설명할 것이지만, 본 발명의 실시예들의 기술적 사상은 현재 존재하거나 향후 존재할 LTE 이외의 이동통신 기술에 대해서도 동일하게 적용이 가능하다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by taking an example of the LTE network coupled to the SDN network of the mobile communication technology, the technical spirit of the embodiments of the present invention is the same for mobile communication technology other than LTE existing or present in the future It is possible to apply.

본 발명의 실시예들에서는, 이동통신 네트워크의 각 구성요소, LTE 네트워크를 예로 든다면, 기지국(eNB), 단말(UE), 및 코어 망(core network)의 각 구성요소들-MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway), PCRF(Policy and Charging Rules Function) 등-의 전부 또는 일부가 SDN 환경의 인프라스트럭춰 노드들(infrastructure node) 및 어플리케이션(application)으로서 구성되어 동작할 수 있다.In the embodiments of the present invention, for example, each component of the mobile communication network, an LTE network, respective components of a base station (eNB), a terminal (UE), and a core network-mobility management (MME) Entity, Serving Gateway (S-GW), PDN Gateway (P-GW), Policy and Charging Rules Function (PCRF), etc .-- are part or all of the infrastructure nodes and applications of the SDN environment. application can be configured and operated.

상술된 이동통신 네트워크의 구성요소들 중 단말(UE) 및 기지국(eNB)은 각각 단말 또는 기지국 기능을 포함한 인프라스트럭처 노드로서 존재할 수 있다. 이하에서, 단말(UE) 기능을 포함한 인프라스트럭춰 노드를 'UE 인프라스트럭춰 노드'라 정의하고, 기지국(eNB) 기능을 포함한 인프라스트럭춰 노드를 'eNB 인프라스트럭춰 노드'라 정의한다. 또한, 각 인프라스트럭춰 노드들은 이동통신 네트워크를 위한 시그널링(예컨대, LTE signaling)과 SDN 네트워크를 위한 시그널링(예컨대, SDN signaling)을 모두 처리 가능하여야 하며, 각 구성요소의 위치(어플리케이션 계층 또는 인프라스트럭춰 노드)에 따라 시그널링의 처리 방법 및 형태가 달라지게 된다. Among the components of the mobile communication network described above, the UE and the eNB may exist as an infrastructure node including a UE or a BS function, respectively. Hereinafter, an infrastructure node including a UE function is defined as a 'UE infrastructure node', and an infrastructure node including an eNB function is referred to as an 'eNB infrastructure node'. define. In addition, each infrastructure node must be capable of handling both signaling for the mobile communication network (eg, LTE signaling) and signaling for the SDN network (eg, SDN signaling), and the location of each component (application layer or infrastructure). According to the structure node), the method and form of signaling are changed.

또한, 이동성을 가진 단말 인프라스트럭춰 노드의 경우, 핸드오버(handover) 또는 셀 재선택(cell reselection)과 같은 과정을 거쳐 최적의 기지국 인프라스트럭춰 노드에 접속할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 SDN 망이 어떠한 이동통신 기술에 적용이 가능한지와, SDN 네트워크 구성요소들 간의 LTE 시그널링과 SDN 시그널링이 적절하게 결합된 동작 구조를 제안함으로써 두 기술이 공존 가능하도록 한다. In addition, a mobile terminal infrastructure node may access an optimal base station infrastructure node through a process such as handover or cell reselection. Embodiments of the present invention allow the two technologies to coexist by proposing to which mobile communication technology the SDN network is applicable, and an operation structure in which SDN signaling and LTE signaling between SDN network elements are appropriately combined.

SDN 환경과 이동통신 네트워크를 결합하기 위한 선행되어야 할 기술적 사항는 SDN 네트워크 상에서 SDN 버전 및 이동통신 네트워크 기술의 적용 여부를 식별하기 위한 정보 교환이다. 실제 SDN 망에서도 SDN 프로토콜의 버전(version)에 따른 메시지 절차와 파라메터 값이 달라지듯이, 버전 협의 시 어떠한 이동통신 기술이 적용되었는지 협의가 되어야 하며 그 결과에 기반하여 망 전체 동작이 진행되어야 한다. 협의 결과로부터 SDN 망에 LTE 기술이 적용되었다는 것이 확인되면, SDN 망에서 LTE 네트워크의 모든 동작에 대한 처리가 가능해야 한다. The technical issue to be preceded for combining the SDN environment and the mobile communication network is information exchange for identifying the SDN version and the application of the mobile communication network technology on the SDN network. In the actual SDN network, as the message procedure and parameter values are different according to the version of the SDN protocol, it is necessary to negotiate which mobile communication technology is applied when negotiating a version, and the entire network operation must proceed based on the result. If the negotiation result confirms that the LTE technology is applied to the SDN network, it should be possible to process all operations of the LTE network in the SDN network.

구체적으로, 단말 초기 접속 및 핸드오버 절차가 진행되기 위해서는 단말, 기지국, MME, GW 등 LTE 네트워크 구성요소들 간의 메시지 송수신이 가능해야 한다. 하지만 현재 SDN 구조를 살펴보면, 단말과 기지국 외에 구성 요소는 모두 SDN 어플리케이션 계층에 위치할 수밖에 없어서 직접적인 통신이 불가능하다. Specifically, in order for the terminal initial access and handover procedure to proceed, the UE, the base station, MME, GW and the like should be able to transmit and receive messages between the LTE network components. However, looking at the current SDN structure, since the components other than the terminal and the base station can only be located in the SDN application layer, direct communication is impossible.

또한, 초기접속 및 핸드오버 시 발생하는 경로제어 주체 또한 LTE 네트워크와 SDN 네트워크는 서로 상이하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 SDN 네트워크 환경에서 LTE 기능을 가진 SDN 인프라스트럭춰 노드들이 원활하게 LTE 시그널링 메시지를 송수신 할 수 있도록 하는 전송 방법과, LTE 경로제어 절차와 SDN 경로제어 절차가 적절히 결합된 통합절차를 제안하며, SDN 오픈플로우 메시지 내에 LTE 메시지를 포함시켜 송수신 함으로써 양 기술의 원자성(atomicity) 및 효율성을 보장해 준다.In addition, the path control entity that occurs during initial access and handover is also different from the LTE network and the SDN network. In order to solve this problem, the present invention provides a method for transmitting and transmitting LTE signaling messages smoothly between SDN infrastructure nodes having an LTE function in an SDN network environment, and an LTE path control procedure and an SDN path control procedure. It proposes a combined integration procedure and ensures the atomicity and efficiency of both technologies by including and transmitting LTE messages in SDN open flow messages.

본 발명은 기존 SDN 관련 연구에서 다루지 않았던 기술로, SDN 네트워크와 이동통신(특히, LTE) 네트워크가 결합되었을 경우의 기본적인 네트워크 구조와 기능, SDN 네트워크와 이동통신 네트워크 결합된 네트워크 상에서, LTE 네트워크의 제어평면과 SDN 시그널링 메시지와의 연동 절차, LTE 초기 접속 및 핸드오버 절차를 포함한다.The present invention is a technique that has not been addressed in the existing SDN-related studies, the basic network structure and function when the SDN network and the mobile communication (particularly, LTE) network is combined, the control of the LTE network on the network combined with the SDN network and mobile communication network Interworking procedure between the plane and the SDN signaling message, LTE initial access and handover procedure.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an SDN based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

도 1에서, SDN 전송망 기반 이동통신 네트워크(100)는 이동통신 네트워크와 SDN이 결합된 네트워크 구조를 나타낸다. 따라서, 이동통신 네트워크가 결합되어 있다는 점(즉, 단말과 기지국에 대응되는 인프라스트럭춰 노드가 존재한다는 점)을 제외하면, SDN 전송망 기반 이동통신 네트워크(100)는 종래 SDN의 형태와 유사하다.In FIG. 1, the SDN transmission network-based mobile communication network 100 shows a network structure in which a mobile communication network and an SDN are combined. Therefore, except that the mobile communication network is combined (that is, there is an infrastructure node corresponding to the terminal and the base station), the SDN transmission network-based mobile communication network 100 is similar to the conventional SDN. .

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 전송망 기반 이동통신 네트워크(100)는 망 전체 토폴로지와 데이터 경로를 제어하는 컨트롤러(110)와 다수의 인프라스트럭춰 노드들(111,...,116)로 구성될 수 있다. 이때, SDN의 관점에서는, 컨트롤러(110)와 인프라스트럭춰 노드들(111,...,116)의 관계는 종래 SDN 컨트롤러와 네트워크 장치들(스위치, 라우터 등)의 관계와 동일하다고 볼 수 있다.Referring to FIG. 1, the SDN transmission network-based mobile communication network 100 according to an embodiment of the present invention includes a controller 110 and a plurality of infrastructure nodes 111 for controlling an entire network topology and a data path. .., 116). At this time, from the viewpoint of the SDN, the relationship between the controller 110 and the infrastructure nodes (111, ..., 116) can be regarded as the same as the relationship between the conventional SDN controller and network devices (switch, router, etc.) have.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크(100)에서, 인프라스트럭춰 노드들(111,...,116)은 종래의 일반적인 인프라스트럭춰 노드들(111,112,113)과 이동통신 네트워크의 구성요소들에 대응되는 기지국(eNB) 인프라스트럭춰 노드(114) 및 단말(UE, user equipment) 인프라스트럭춰 노드들(115, 116)로 구분될 수 있다. 각각의 인프라스트럭춰 노드들은 컨트롤러(100)에서 설정한 경로정보가 반영된 플로우 테이블(flow table)에 기반하여 데이터 전달을 수행한다. However, in the SDN based mobile communication network 100 according to an embodiment of the present invention, the infrastructure nodes 111,..., 116 move with the conventional general infrastructure nodes 111, 112, 113. It may be divided into a base station (eNB) infrastructure node 114 and a user equipment (UE) infrastructure nodes 115 and 116 corresponding to the components of the communication network. Each infrastructure node performs data transfer based on a flow table reflecting path information set by the controller 100.

또한, 인프라스트럭춰 노드들 간의 인터페이스는 유선이지만, 기지국(eNB)/단말(UE) 인프라스트럭춰 노드 간(114와 115 또는 116)의 인터페이스는 이동통신 기술에 따른 무선 인터페이스(air interface)일 수 있다.In addition, the interface between the infrastructure nodes is wired, but the interface between the base station (eNB) / terminal (UE) infrastructure nodes 114 and 115 or 116 is an air interface according to mobile communication technology. Can be.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크의 각 구성요소를 보다 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating in more detail each component of an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 컨트롤러(100)는 어플리케이션 계층(10)의 어플리케이션들(11,12,13,14)과 인터페이스(150)를 통하여 연결되어 있다. 이때, 인터페이스(150)는 오픈플로우(OpenFlow) 표준에서 노스바운드(Northbound) 인터페이스(NBI)라 정의한 인터페이스에 대응될 수 있다. 한편, 어플리케이션 계층(10)에 존재하는 어플리케이션들(11,12,13,14)의 구성은 망 관리자(network administrator) 또는 망 사업자(operator)에 의해서 결정될 수 있으며, 일반적으로 MME, S-GW, P-GW, PCRF 등의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the controller 100 is connected to the applications 11, 12, 13, and 14 of the application layer 10 through the interface 150. In this case, the interface 150 may correspond to an interface defined as a northbound interface (NBI) in the OpenFlow standard. On the other hand, the configuration of the applications (11, 12, 13, 14) existing in the application layer 10 can be determined by a network administrator (network administrator) or network operator (operator), generally MME, S-GW, It may include all or part of P-GW, PCRF and the like.

컨트롤러(100)와 인프라스트럭춰 노드들(114,115,117,118) 간의 인터페이스는 예컨대 오픈플로우(OpenFlow) 표준에서 사우스바운드(Southbound) 인터페이스(SBI)라 정의한 인터페이스에 대응될 수 있다. 이때, 컨트롤러(100)와 직접적으로 연결된 인프라스트럭춰 노드(114)의 경우는 물리적인(physical) 오픈플로우 인터페이스(121)로 연결될 수 있고, 인프라스트럭춰 노드(114)로부터 적어도 하나의 홉(hop)을 경유하여 연결되는 인프라스트럭춰 노드들(117, 118)은 논리적인(logical) 오픈플로우 인터페이스(122, 123)로 연결될 수 있다. 특히, UE 인프라스트럭춰 노드(115)는 eNB 인프라스트럭춰 노드(114)와 무선 인터페이스(131)를 통해 형성된 논리적 오픈플로우 인터페이스로 연결될 수 있다. eNB 인프라스트럭춰 노드(114)와 UE 인프라스트럭춰 노드(115) 간에 무선으로 연결된 인터페이스(131)는 LTE 표준 관점에서 uu 인터페이스에 대응될 수 있다.The interface between the controller 100 and the infrastructure nodes 114, 115, 117, 118 may correspond to, for example, an interface defined as a southbound interface (SBI) in the OpenFlow standard. In this case, the infrastructure node 114 directly connected to the controller 100 may be connected to the physical open flow interface 121, and at least one hop from the infrastructure node 114. Infrastructure nodes 117 and 118 that are connected via a hop may be connected to logical openflow interfaces 122 and 123. In particular, the UE infrastructure node 115 may be connected to the eNB infrastructure node 114 with a logical openflow interface formed through the air interface 131. An interface 131 wirelessly connected between the eNB infrastructure node 114 and the UE infrastructure node 115 may correspond to the uu interface in terms of LTE standards.

한편, 어플리케이션 계층(10)의 각 어플리케이션(11,12,13,14)은 컨트롤러(100)을 통하여 인프라스트럭춰 노드들(114,115,117,118)과 메시지를 주고 받을 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(100)는 후술될 이동통신 메시지 처리부(103)를 포함하고, 이를 통하여 인프라스트럭춰 노드들과 어플리케이션 계층(10) 간의 매시지 중개를 처리할 수 있다.Meanwhile, each of the applications 11, 12, 13, and 14 of the application layer 10 may exchange messages with the infrastructure nodes 114, 115, 117, and 118 through the controller 100. For example, the controller 100 may include a mobile communication message processing unit 103 to be described later, and may process message mediation between the infrastructure nodes and the application layer 10.

모든 인프라스트럭춰 노드들은 초기에 컨트롤러(100)로부터 제공받은 경로 정보를 자신의 오픈플로우 플로우 테이블(Openflow flow table)에 설정하고 데이터 수신 시 해당 정보를 참고하여 데이터를 전달(forwarding)한다. All infrastructure nodes initially set the path information provided from the controller 100 in their Openflow flow table, and forward the data by referring to the corresponding information when receiving the data.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에 적용되는 컨트롤러의 일 구성을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a controller applied to an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 컨트롤러(100)는 노스바운드 인터페이스부(101), 사우스바운드 인터페이스부(102), 이동통신 메시지 처리부(103), 및 SDN 제어부(104)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the controller 100 may include a northbound interface unit 101, a southbound interface unit 102, a mobile communication message processing unit 103, and an SDN control unit 104.

먼저, 노스바운드 인터페이스부(101)는 앞서 설명된 어플리케이션 계층(10) 상의 어플리케이션들과 메시지를 교환하는 노스바운드 인터페이스를 처리하기 위한 구성요소이다.First, the northbound interface unit 101 is a component for processing a northbound interface that exchanges messages with applications on the application layer 10 described above.

다음으로, 사우스바운드 인터페이스부(102)는 인프라스트럭춰 노드들과 유선/무선 인터페이스를 통해서 소정의 프로토콜(예컨대, 오픈플로우 프로토콜)에 따른 사우스바운드 인터페이스를 처리하기 위한 구성요소이다.Next, the southbound interface unit 102 is a component for processing the southbound interface according to a predetermined protocol (eg, an openflow protocol) through the infrastructure nodes and the wired / wireless interface.

다음으로, 이동통신 메시지 처리부(103)는 어플리케이션 계층(10)의 LTE 네트워크 구성요소들(MME, S-GW, P-GW, PCRF 등)과 UE/eNB 인프라스트럭춰 노드들 간의 LTE 시그널링 메시지를 SDN의 노스바운드/사우스바운드 인터페이스를 통하여 LTE 네트워크 구성요소들(MME, S-GW, P-GW, PCRF 등)과 UE/eNB 인프라스트럭춰 노드들 간에 주고받기 위한 구성요소이다. 컨트롤러(100)와 UE/eNB 인프라스트럭춰 노드들은 packet_in 메시지와 packet_out 메시지를 이용하여 LTE 시그널링 메시지를 교환할 수 있다. 구체적으로, 이동통신 메시지 처리부(103)는 UE/eNB 인프라스트럭춰 노드들로부터 수신된 packet_in 메시지로부터 어플리케이션 계층의 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에게 전달될LTE 시그널링 메시지를 추출하여 어플리케이션 계층(10)에 전달하고, 어플리케이션 계층으로부터 전달된 LTE 시그널링 메시지를 packet_out 메시지에 포함시켜 UE/eNB 인프라스트럭춰 노드들로 전달하는 역할을 수행한다. 이동통신 메시지 처리부(103)의 보다 구체적인 역할과 동작은 도 6 및 도 7을 참조하여 상술된다.Next, the mobile communication message processing unit 103 performs an LTE signaling message between LTE network components (MME, S-GW, P-GW, PCRF, etc.) and UE / eNB infrastructure nodes of the application layer 10. Is a component for exchanging LTE network components (MME, S-GW, P-GW, PCRF, etc.) and the UE / eNB infrastructure nodes through the northbound / southbound interface of the SDN. The controller 100 and the UE / eNB infrastructure nodes may exchange LTE signaling messages using a packet_in message and a packet_out message. In detail, the mobile communication message processor 103 extracts an LTE signaling message to be delivered to core network component applications of the application layer from the packet_in message received from the UE / eNB infrastructure nodes, and transmits the LTE signaling message to the application layer 10. It delivers, and includes the LTE signaling message delivered from the application layer in the packet_out message to deliver to the UE / eNB infrastructure nodes. More specific roles and operations of the mobile communication message processing unit 103 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

마지막으로, SDN 제어부(104)는 컨트롤러(100)가 SDN 컨트롤러로서의 역할을 수행할 수 있도록 하는 구성요소로서, 어플리케이션 계층의 네트워크 어플리케이션들(LTE 네트워크 구성요소들이 아닌)과 NBI를 통하여 통신하고, 인프라스트럭춰 노드들을 SBI를 통하여 제어(플로우 테이블 업데이트 등)하기 위한 구성요소이다. SDN 제어부(104)는 일반적인 SDN 컨트롤러의 구성요소이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략된다.Lastly, the SDN controller 104 is a component that enables the controller 100 to perform a role as an SDN controller. The SDN controller 104 communicates with network applications (not LTE network components) of the application layer through an NBI, A component for controlling structure nodes (such as updating flow tables) through SBI. Since the SDN controller 104 is a component of a general SDN controller, a detailed description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에 적용되는 eNB/UE 인프라스트럭춰 노드의 일 구성을 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a configuration of an eNB / UE infrastructure node applied to an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 예시된 인프라스트럭춰 노드(400)는 도 1 및 도 2에서 예시된 eNB 인프라스트럭춰 노드(114) 또는 UE 인프라스트럭춰 노드(115)에 대응될 수 있다. The infrastructure node 400 illustrated in FIG. 4 may correspond to the eNB infrastructure node 114 or the UE infrastructure node 115 illustrated in FIGS. 1 and 2.

도 4를 참조하면, 인프라스트럭춰 노드(400)는 사우스바운드 인터페이스부(401), 이동통신 메시지 처리부(402), SDN 프로토콜 처리부(403), 오픈플로우 테이블 저장부(404), 및 무선 인터페이스부(405)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the infrastructure node 400 includes a southbound interface unit 401, a mobile communication message processor 402, an SDN protocol processor 403, an open flow table storage unit 404, and a wireless interface. It may be configured to include a portion 405.

먼저, 사우스바운드 인터페이스부(401)는 도 3에서 예시된 컨트롤러(100)의 사우스바운드 인터페이스부(102)에 상응하는 동작을 수행하는 구성요소이다. 예컨대, 사우스바운드 인터페이스에 해당하는 오픈플로우 프로토콜에 기반한 메시지를 컨트롤러(110)과 주고 받는 구성요소이다.First, the southbound interface unit 401 is a component that performs an operation corresponding to the southbound interface unit 102 of the controller 100 illustrated in FIG. 3. For example, it is a component that transmits and receives a message based on an OpenFlow protocol corresponding to a southbound interface with the controller 110.

다음으로, 이동통신 메시지 처리부(402)는 도 3에서 예시된 컨트롤러(100)의 이동통신 메시지 처리부(103)에 상응하는 동작을 수행하는 구성요소이다. 컨트롤러(100)와 UE/eNB 인프라스트럭춰 노드들은 packet_in 메시지와 packet_out 메시지를 이용하여 LTE 시그널링 메시지를 교환할 수 있다. 구체적으로, 이동통신 메시지 처리부(103)는 어플리케이션 계층의 LTE 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에 전달될LTE 시그널링 메시지를 packet_in 메시지에 포함시켜 컨트롤러(100)으로 전달하고, 어플리케이션 계층의 LTE 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터의 LTE 시그널링 메시지가 포함된 packet_out 메시지를 수신하고, LTE 시그널링 메시지를 추출하는 역할을 수행한다.Next, the mobile communication message processor 402 is a component that performs an operation corresponding to the mobile communication message processor 103 of the controller 100 illustrated in FIG. 3. The controller 100 and the UE / eNB infrastructure nodes may exchange LTE signaling messages using a packet_in message and a packet_out message. Specifically, the mobile communication message processing unit 103 includes the LTE signaling message to be transmitted to the LTE core network component applications of the application layer in the packet_in message and delivers it to the controller 100, and the LTE core network component application of the application layer. Receives a packet_out message including the LTE signaling message from them, and serves to extract the LTE signaling message.

다음으로, SDN 프로토콜 처리부(403)와 오픈플로우 테이블 저장부(404)는 컨트롤러(100)의 SDN 제어부(104)의 제어에 의해 상응하는 동작을 수행하는 구성요소이다. 즉, SDN 프로토콜 처리부(403)는 컨트롤러(100)의 제어에 의해서 오픈플로우 테이블 저장부(404)에 저장된 플로우 테이블을 수정하고 플로우 테이블에 따른 데이터 포워딩 동작을 수행하는 구성요소이다. SDN 프로토콜 처리부(403)는 일반적인 SDN 인프라스트럭춰 노드의 구성요소이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략된다.Next, the SDN protocol processing unit 403 and the open flow table storage unit 404 are components that perform a corresponding operation under the control of the SDN control unit 104 of the controller 100. That is, the SDN protocol processing unit 403 is a component that modifies the flow table stored in the open flow table storage unit 404 under the control of the controller 100 and performs a data forwarding operation according to the flow table. Since the SDN protocol processing unit 403 is a component of a general SDN infrastructure node, a detailed description thereof will be omitted.

마지막으로, 무선 인터페이스부(405)는 인프라스트럭처 노드(400)가 UE 인프라스트럭춰 노드인 경우는 eNB 인프라스트럭춰 노드에 대한 무선 인터페이스, 인프라스트럭춰 노드(400)가 eNB 인프라스트럭춰 노드인 경우는 UE 인프라스트럭춰 노드에 대한 무선 인터페이스를 처리하기 위한 구성요소이다. 예컨대, 기지국 무선 인터페이스 또는 단말 무선 인터페이스에 대응될 수 있다.Finally, the air interface unit 405 is a radio interface to the eNB infrastructure node when the infrastructure node 400 is a UE infrastructure node, the infrastructure node 400 is the eNB infrastructure In the case of a network node, a component for processing an air interface to a UE infrastructure node. For example, it may correspond to a base station air interface or a terminal air interface.

본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서는, 현재의 SDN 망이 이동통신 네트워크가 결합된 네트워크인지를 판별하기 위한 방법과, SDN 컨트롤러에서 LTE 망을 위한 메시지를 식별할 수 있도록 하는 방법이 필요하다.In the SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention, a method for determining whether the current SDN network is a network combined with a mobile communication network, and a method for identifying a message for the LTE network in the SDN controller This is necessary.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN기반 이동통신 네트워크에서 네트워크 식별을 위해 이용되는 오픈플로우 헤더(header) 구조를 설명하기 위한 개념도이다.5A is a conceptual diagram illustrating an openflow header structure used for network identification in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

인프라스트럭춰 노드의 초기화 과정에서, 해당 인프라스트럭춰 노드가 SDN 망에 등록하게 될 때 컨트롤러(100)와 프로토콜 버전(version)을 체크하는 절차를 거치게 되는데, 헤더(header) 파일의 버전(version) 필드가 분석될 수 있다. 이때, version 필드에 적절한 비트값을 할당하여 어떤 이동통신 기술이 적용되었는지 정보를 담을 수 있다. 해당 정보를 보고 SDN 이 어떤 버전인지 또는 SDN 에 이동통신 네트워크가 결합되어 있는지 여부를 알 수가 있다. During the initialization of the infrastructure node, when the infrastructure node registers with the SDN network, a process of checking the controller 100 and the protocol version is performed. The version of the header file ( version) field may be analyzed. In this case, an appropriate bit value may be allocated to the version field to include information on which mobile communication technology is applied. The information can be used to find out what version of SDN is being used or whether the mobile network is connected to the SDN.

도 5a를 참조하면, 오픈플로우 헤더(OpenFlow Header)의 version 필드(510)를 분석하여 SDN only 인지 SDN + LTE 망인지 식별이 가능하다. 앞서 언급된 바와 같이, 본 명세서에서는 LTE 기술과 SDN 망이 결합된 경우를 주요 실시예로 다룰 것이나, 다른 이동통신 기술(예컨대, SDN + LTE, SDN + WiMax 등등)이 적용되어도 같은 방법으로 식별이 가능하다. 오픈플로우 헤더의 version 필드에 SDN 버전과 적용된 이동통신 네트워크의 정보를 저장하여 이를 이용한다. 예를 들면 첫 한 비트를 이용하여 0~9로 식별 할 수 있다. 예컨대, version 필드 값 '0'을 SDN+LTE에 대응시키고, version 필드값 '1'을 SDN+WiMax에 대응시키는 등, 다양한 방법이 존재할 수 있다. Referring to FIG. 5A, it is possible to identify whether SDN only or SDN + LTE network by analyzing a version field 510 of an OpenFlow header. As mentioned above, in this specification, the case where the LTE technology and the SDN network are combined will be dealt with as a main embodiment, but the identification may be performed in the same way even if other mobile communication technologies (eg, SDN + LTE, SDN + WiMax, etc.) are applied. It is possible. The SDN version and the information of the applied mobile communication network are stored and used in the version field of the open flow header. For example, it can be identified by 0-9 using the first bit. For example, there may be various methods such that the version field value '0' corresponds to SDN + LTE and the version field value '1' corresponds to SDN + WiMax.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 LTE 시그널링 메시지 전달을 위해서 이용되는 packet_in/out 메시지의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.5B is a conceptual diagram illustrating a configuration of a packet_in / out message used for LTE signaling message transmission in an SDN based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

앞서 도 3을 통하여 설명된 바와 같이 컨트롤러(100)는 이동통신 메시지 처리부(103)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 이동통신 메시지 처리부(103)는 UE/eNB 인프라스트럭춰 노드들로부터 전달되는 packet_in 메시지를 분석하여 해당 메시지를 목적지(예컨대, 어플리케이션)로 전달하고, packet_out 메시지를 분석하여 해당 메시지를 목적지(예컨대, UE/eNB 인프라스트럭춰 노드)에 전달할 수 있다. As described above with reference to FIG. 3, the controller 100 may include a mobile communication message processing unit 103. In this case, the mobile communication message processing unit 103 analyzes the packet_in message transmitted from the UE / eNB infrastructure nodes and delivers the message to the destination (for example, an application), and analyzes the packet_out message to transmit the message to the destination ( For example, to a UE / eNB infrastructure node).

도 5b를 참조하면, packet_in 메시지의 pad 필드(520)와 packet_out 메시지의 action 필드(530)에 목적지를 지정하는 'LTE message dst info'를 포함시킬 수 있다. 즉, 데이터 필드가 시작되기 전 1바이트에 메시지의 목적지 정보가 저장될 수 있다. 컨트롤러(100)는 본 정보를 기반으로 메시지를 목적지로 전달한다. LTE시그널링 메시지는 데이터 필드에 포함되어 전송된다.Referring to FIG. 5B, 'LTE message dst info' indicating a destination may be included in a pad field 520 of a packet_in message and an action field 530 of a packet_out message. That is, the destination information of the message may be stored in one byte before the data field starts. The controller 100 transmits the message to the destination based on the information. The LTE signaling message is transmitted in the data field.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 단말(UE) 인프라스트럭춰 노드의 접속 절차를 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating an access procedure of a UE infrastructure node in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, UE 인프라스트럭춰 노드(610), eNB 인프라스트럭처 노드(630), 컨트롤러(640) 및 어플리케이션 계층에 존재하는 MME(650)의 연계 동작이 설명된다. 한편, 앵커(anchor) 인프라스트럭춰 노드(620)는 eNB 인프라스트럭춰 노드(630)의 상위에 존재하는 인프라스트럭춰 노드를 의미한다. eNB 인프라스트럭춰 노드(630)와 컨트롤러(640)가 직접 연결될 수 있으나, 복수개의 기지국 인프라스트럭춰 노드들의 상위에 앵커 인프라스트럭춰 노드(620)가 존재하는 계층적 구조를 취할 수도 있다.Referring to FIG. 6, the cooperative operation of the UE infrastructure node 610, the eNB infrastructure node 630, the controller 640, and the MME 650 present in the application layer will be described. Meanwhile, the anchor infrastructure node 620 refers to an infrastructure node that exists above the eNB infrastructure node 630. The eNB infrastructure node 630 and the controller 640 may be directly connected, but may take a hierarchical structure in which the anchor infrastructure node 620 exists above the plurality of base station infrastructure nodes. .

다시 도 6을 참조하면, UE 인프라스트럭춰 노드(610)의 네트워크 접속 절차는 UE-eNB 인프라스트럭춰 노드 간 연결절차(S610), SDN망 연결절차 및 경로설정 절차(S620), LTE 망 연결절차(S630)의 순서로 진행될 수 있다.Referring back to FIG. 6, the network access procedure of the UE infrastructure node 610 may include a connection procedure between UE-eNB infrastructure nodes (S610), an SDN network connection procedure and a routing procedure (S620), and an LTE network. It may proceed in the order of the connection procedure (S630).

먼저, UE/eNB 인프라스트럭춰 연결절차(S610)는 UE 인프라스트럭춰 노드(610)가 eNB 인프라스트럭춰 노드(630)에 접속하기 위해 랜덤 액세스(Random Access) 절차를 수행하는 단계(S611), 이후 RRC(Radio Resource Control) 연결 과정(S612-S614)을 거쳐서 eNB 인프라스트럭춰 노드(630)와 UE 인프라스트럭춰 노드(610) 간의 연결이 수립된다. RRC 연결과정(S612-S614)는 종래 LTE의 단말-기지국 연결절차와 동일하므로 자세한 설명은 생략된다.First, the UE / eNB infrastructure connection procedure (S610) is performed by the UE infrastructure node 610 performing a random access procedure to access the eNB infrastructure node 630 ( S611), and then a connection between the eNB infrastructure node 630 and the UE infrastructure node 610 is established through a Radio Resource Control (RRC) connection process (S612-S614). RRC connection process (S612-S614) is the same as the terminal-base station connection procedure of the conventional LTE detailed description is omitted.

상기 과정을 거쳐서 UE 인프라스트럭춰 노드(610)와 eNB 인프라스트럭춰 노드(630) 간에 RRC 연결을 수립하게 되면, SDN 망에 접속하기 위한 SDN 연결 절차 및 경로 설정 절차(S620)가 진행될 수 있다.When the RRC connection is established between the UE infrastructure node 610 and the eNB infrastructure node 630 through the above process, an SDN connection procedure and a route establishment procedure (S620) for accessing an SDN network may be performed. have.

SDN 연결 절차는 예컨대 오픈플로우 표준에 따른 초기 접속 절차가 진행될 수 있다. 예를 들면, SDN 연결 절차는 UE 인프라스트럭춰 노드(610)와 컨트롤러(640) 간의 연결 상태를 확인하기 위한 hello 메시지 전송 및 응답 수신 절차(S621, S622), UE 인프라스트럭춰 노드의 기능(feature)을 확인하기 위한 절차(S623, S624), 설정 절차(S625) 등을 포함할 수 있다. 상기 절차들은 각각의 UE 인프라스트럭춰 노드(610)와 컨트롤러(640) 간의 연결 상태(connection status)와 지원되는 오픈플로우 표준의 버전에 따라서 다르게 구성될 수 있다. In the SDN connection procedure, for example, an initial access procedure according to the OpenFlow standard may be performed. For example, the SDN connection procedure is a hello message transmission and response reception procedure (S621, S622) to check the connection status between the UE infrastructure node 610 and the controller 640, the function of the UE infrastructure node It may include a procedure (S623, S624), a setting procedure (S625), etc. for checking the (feature). The above procedures may be configured differently depending on the connection status between each UE infrastructure node 610 and the controller 640 and the version of the supported OpenFlow standard.

한편, 도 6에서는 UE 인프라스트럭춰 노드(610)의 SDN 연결 절차만이 도시 되어 있으나, eNB 인프라스트럭춰 노드(630) 및 앵커 인프라스트럭춰 노드(620)는 이미 컨트롤러(640)와 SDN 연결 절차를 완료한 상태인 것을 전제로 한다. 즉, eNB 인프라스트럭춰 노드(630)는 상술된 단계들(S621-S625)과 동일 또는 유사한 과정을 거쳐서 SDN 연결 절차를 완료한 상태에 있다. Meanwhile, although only the SDN connection procedure of the UE infrastructure node 610 is shown in FIG. 6, the eNB infrastructure node 630 and the anchor infrastructure node 620 are already the controller 640 and the SDN. It is assumed that the connection procedure is completed. That is, the eNB infrastructure node 630 is in the state of completing the SDN connection procedure through the same or similar process as the above-described steps (S621-S625).

다음으로, UE 인프라스트럭춰 노드(610)의 SDN 연결 절차(S621-S625)가 완료되면, 경로 설정 절차(S626-S628)가 수행될 수 있다. 경로 설정 절차는 컨트롤러(640)가 인프라스트럭춰 노드들(610, 620, 630)의 플로우 테이블(flow table)에 플로우 엔트리(flow entry)를 추가하거나, 플로우 엔트리를 수정하는 절차로서 구성될 수 있다. 도 6에서 예시된 단계들(S626-S628)은 경로 설정 절차의 예시일 뿐, 네트워크 구성에 따라서 경로 설정을 위한 메시지 교환은 여러 차례 수행될 수 있다.Next, when the SDN connection procedure (S621-S625) of the UE infrastructure node 610 is completed, a route establishment procedure (S626-S628) may be performed. The routing procedure may be configured as a procedure for the controller 640 to add or modify a flow entry in the flow table of the infrastructure nodes 610, 620, 630. have. Steps S626-S628 illustrated in FIG. 6 are merely examples of a routing procedure, and message exchange for routing may be performed several times according to a network configuration.

다음으로, UE 인프라스트럭춰 노드(610)의 LTE 망 연결절차(S630)가 수행될 수 있다. 이때, UE 인프라스트럭춰 노드(610)와 eNB 인프라스트럭춰 노드(630) 간의 시그널링(S651-S653)은 내부 인터페이스(예컨대, uu 인터페이스)를 이용하여 수행될 수 있고, UE 인프라스트럭춰 노드(610)와 어플리케이션 계층(10)의 코어 네트워크 구성요소(예컨대, MME(650)) 간의 시그널링은 컨트롤러(640)를 경유하는 packet_in 메시지와 packet_out 메시지를 통하여 수행될 수 있다.Next, the LTE network connection procedure (S630) of the UE infrastructure node 610 may be performed. In this case, signaling between the UE infrastructure node 610 and the eNB infrastructure node 630 (S651-S653) may be performed using an internal interface (eg, a uu interface), and the UE infrastructure Signaling between the node 610 and the core network component (eg, the MME 650) of the application layer 10 may be performed through a packet_in message and a packet_out message via the controller 640.

예컨대, UE 인프라스트럭춰 노드(610) 또는 eNB 인프라스트럭춰 노드(630)로부터 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션 MME(650)로 전달되는 메시지들은 packet_in 메시지에 포함되어 상기 컨트롤러(640)로 전달되고, 상기 컨트롤러(640)와 MME(650) 간에는 노스바운드 인터페이스를 통하여 전달될 수 있다. 도 6을 참조하면, 'Initial UE message(S631)', 'Authentication response(S633)', 'Security Mode complete(S635)', 'initial context setup response(S638)', 'attach_complete(S639)' 메시지 등이 packet_in 메시지에 포함(encapsulated)되어 컨트롤러(640)에게 전달되고, 컨트롤러(640)과 MME(650)간의 노스바운드 인터페이스를 통해서 MME(650)로 전달되는 것이 예시되어 있다(S641, S643, S645, S648, S649).For example, messages delivered from the UE infrastructure node 610 or the eNB infrastructure node 630 to the core network component application MME 650 are included in a packet_in message and delivered to the controller 640. The controller 640 and the MME 650 may be transferred through a northbound interface. Referring to Figure 6, 'Initial UE message (S631)', 'Authentication response (S633)', 'Security Mode complete (S635)', 'initial context setup response (S638)', 'attach_complete (S639)' message, etc. Encapsulated in the packet_in message and delivered to the controller 640 and delivered to the MME 650 through the northbound interface between the controller 640 and the MME 650 (S641, S643, S645, and the like). S648, S649).

또한, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션 MME(650)로부터 상기 UE 인프라스트럭춰 노드(610) 또는 eNB 인프라스트럭춰 노드(630)에 전달되는 메시지들은 노스바운드 인터페이스를 통하여 상기 컨트롤러(640)로 수신되고, packet_out 메시지에 포함되어 상기 UE 인프라스트럭춰 노드(610) 또는 eNB 인프라스트럭춰 노드(630)에 전달될 수 있다. 도 6을 참조하면, 'Authentication request(S632)', 'Security Mode command(S634)', 'Attach Accept(S636)', 'initial context setup request(S637)' 메시지 등이 packet_out 메시지에 포함(encapsulated)되어 컨트롤러(640)에게 전달된다. 이들 메시지는 컨트롤러(640)과 어플리케이션 계층 간의 노스바운드 인터페이스를 통해서 MME(650)로부터 수신되는 것이 예시되어 있다(S642, S644, S646, S647).In addition, messages delivered from the core network component application MME 650 to the UE infrastructure node 610 or eNB infrastructure node 630 are received by the controller 640 via a northbound interface. It may be included in the packet_out message and delivered to the UE infrastructure node 610 or the eNB infrastructure node 630. Referring to FIG. 6, an 'Authentication request (S632)', 'Security Mode command (S634)', 'Attach Accept (S636)', and an 'initial context setup request (S637)' message are included in the packet_out message (encapsulated). And is transmitted to the controller 640. These messages are illustrated as being received from the MME 650 via the northbound interface between the controller 640 and the application layer (S642, S644, S646, S647).

상술된 컨트롤러(640)의 메시지 중개 절차는 앞서 도 3를 통하여 설명된 컨트롤러(100)의 구성요소인 이동통신 메시지 처리부(103)에 의해서 처리될 수 있다.The message brokering procedure of the controller 640 described above may be processed by the mobile communication message processing unit 103 which is a component of the controller 100 described above with reference to FIG. 3.

본 발명의 일 실시예에 따른 SDN과 이동통신 네트워크가 결합된 네트워크에서 수행되는 핸드오버 절차와 기존의 LTE s1 핸드오버 절차의 차이점은 LTE 핸드오버 절차에 따라 MME 에서 경로제어를 하는 것이 아니라 컨트롤러에서 핸드오버 진행 결과에 따라 경로제어를 하고 인프라스트럭춰 노드들의 플로우 테이블을 업데이트한다는 것이다. 또한, 경로제어는 S-eNB(Serving eNB) 인프라스트럭춰 노드와 T-eNB(Target eNB) 인프라스트럭춰 노드의 상위에 존재할 수 있는 앵커 인프라스트럭처 노드에 대해서도 수행된다. The difference between the handover procedure performed in the SDN and the mobile communication network according to an embodiment of the present invention and the existing LTE s1 handover procedure is that the controller does not control the path in the MME according to the LTE handover procedure. According to the result of handover, path control is performed and the flow table of the infrastructure nodes is updated. Path control is also performed for anchor infrastructure nodes that may exist above the S-eNB (Serving eNB) infrastructure node and the T-eNB (Target eNB) infrastructure node.

즉, LTE S1 핸드오버 절차는 MME 가 주체가 되어 절차 진행 및 경로 설정을 제공하지만 SDN 망에서는 실제 경로 제어를 하는 주체는 컨트롤러이며 SDN 시그널링 메시지를 이용하여 플로우 테이블을 업데이트시키게 된다. 그렇기 때문에, LTE 핸드오버 진행 상황에 따라 적절히 SDN 시그널링 메시지로 핸드오버에 관여되는 인프라스트럭춰 노드들에게 연결설정 및 경로제어를 컨트롤러가 지시해야 한다. 다시 말하면 핸드오버 진행에 맞는 경로제어를 컨트롤러가 수행함으로써 LTE 망 및 SDN 망이 문제없이 동작하도록 해주는 것이다.That is, in the LTE S1 handover procedure, the MME becomes the subject and provides the procedure progress and route setting, but in the SDN network, the subject that actually controls the path is the controller and updates the flow table using the SDN signaling message. Therefore, according to the LTE handover progress, the controller should instruct connection establishment and path control to the infrastructure nodes involved in the handover with SDN signaling messages. In other words, the controller performs the path control for handover progress so that the LTE network and the SDN network can operate without a problem.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 단말(UE) 인프라스트럭춰 노드에 대한 핸드오버 절차를 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a handover procedure for a UE infrastructure node in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, UE 인프라스트럭춰 노드(610)는 측정보고(measurement report)를 주기적으로 또는 이벤트(event) 기반으로 S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)에 대하여 수행할 수 있다(S710). 이와 같은 측정보고 절차는 LTE에서 정의된 절차와 동일하다.Referring to FIG. 7, the UE infrastructure node 610 may perform a measurement report on the S-eNB infrastructure node 631 periodically or on an event basis (see FIG. 7). S710). This measurement reporting procedure is the same as that defined in LTE.

UE 인프라스트럭춰 노드(610)로부터의 측정보고에 기초하여 핸드오버가 필요한 것으로 결정이 되면, eNB 인프라스트럭춰 노드(631)는 어플리케이션 계층의 MME(650)에게 전달될 'Handover Required' 메시지를 packet_out 메시지에 포함시켜 컨트롤러(640)로 전달할 수 있고(S711), 해당 메시지는 노스바운드 인터페이스를 통해서 MME(650)에게 최종적으로 전달된다(S712).If it is determined that handover is necessary based on the measurement report from the UE infrastructure node 610, the eNB infrastructure node 631 sends a 'Handover Required' message to be delivered to the MME 650 of the application layer. May be included in the packet_out message and transmitted to the controller 640 (S711), and the message is finally delivered to the MME 650 through the northbound interface (S712).

다음으로, MME(650)는 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(632)에게 전달될 'Handover Request' 메시지를 노스바운드 인터페이스를 통하여 컨트롤러(650)로 전달할 수 있고(S721), 해당 메시지는 packet_out 메시지에 포함되어 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(632)에 전달될 수 있다(S722). 'Handover Request' 메시지에 대한 응답인 'Handover Request Ack' 메시지는 상술된 전달 순서의 역순으로 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(632)로부터 MME(650)로 전달될 수 있다(S723, S724).Next, the MME 650 may transmit a 'Handover Request' message to the T-eNB infrastructure node 632 to the controller 650 through the northbound interface (S721), and the message is a packet_out message. It may be included in and delivered to the T-eNB infrastructure node 632 (S722). The 'Handover Request Ack' message, which is a response to the 'Handover Request' message, may be delivered from the T-eNB infrastructure node 632 to the MME 650 in the reverse order of the above-described delivery procedure (S723, S724).

한편, 앞서 언급된 바와 같이, 컨트롤러(640)에서는 핸드오버 진행 결과에 따라 Flow_mod 메시지를 통해 경로제어를 하고 각 인프라스트럭춰 노드들의 플로우 테이블을 업데이트할 수 있다(S731, S732).Meanwhile, as mentioned above, the controller 640 may control the path through the Flow_mod message and update the flow tables of the respective infrastructure nodes according to the result of the handover (S731 and S732).

다음으로, MME(650)는 'Handover command' 메시지를 노스바운드 인터페이스를 통하여 컨트롤러(640)에게 전달하고(S741), 컨트롤러(640)는 해당 메시지를 packet_out 메시지에 포함시켜 S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)에게 전달할 수 있다(S742). 마지막으로, S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)는 무선 인터페이스(예컨대, uu 인터페이스)를 통하여 'HO command' 메시지를 UE 인프라스트럭춰 노드(610)에게 전송할 수 있다(S743).Next, the MME 650 transmits a 'Handover command' message to the controller 640 through the northbound interface (S741), and the controller 640 includes the corresponding message in the packet_out message to S-eNB infrastructure. The node 631 may transmit the result to the node 631 (S742). Finally, the S-eNB infrastructure node 631 may transmit a 'HO command' message to the UE infrastructure node 610 through an air interface (eg, a uu interface) (S743).

한편, S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)는 UE 인프라스트럭춰 노드(610)에 대한 플로우들을 자신의 플로우 테이블에서 삭제하고 이를 컨트롤러(640)에게 통보할 수 있고(S751), 컨트롤러(640)에서는 상기 단계(S751)의 플로우 테이블의 변경을 반영하여 앵커 인프라스트럭춰 노드(620)의 플로우 테이블을 업데이트할 수 있다(S752). 다만, 상기 단계(S751, S752)는 반드시 단계(S741, S742)를 거친 직후에 수행되어야만 하는 절차는 아니며, 이후 단계에서 수행될 수도 있다. Meanwhile, the S-eNB infrastructure node 631 may delete flows for the UE infrastructure node 610 from its flow table and notify the controller 640 of the flow (S751). In operation 640, the flow table of the anchor infrastructure node 620 may be updated by reflecting the change of the flow table in operation S751. However, the steps S751 and S752 are not necessarily procedures that need to be performed immediately after the steps S741 and S742, and may be performed at a later step.

다음으로, S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)는 'eNB Status transfer' 메시지를 packet_in 메시지에 포함시켜 컨트롤러(640)에게 전달하고(S761), 해당 메시지는 노스바운드 인터페이스를 통하여 컨트롤러(640)로부터 MME(650)로 전달될 수 있다(S762). MME(650)는 'MME Status transfer' 메시지를 노스바운드 메시지를 통하여 컨트롤러(640)에게 전달하고(S763), 컨트롤러(640)는 해당 메시지를 packet_out 메시지에 포함시켜 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(632)로 전달한다(S764).Next, the S-eNB infrastructure node 631 includes an 'eNB Status transfer' message in the packet_in message and transmits the message to the controller 640 (S761), and the message is transmitted to the controller 640 through the northbound interface. From the MME 650 may be delivered (S762). The MME 650 transfers the 'MME Status transfer' message to the controller 640 through the northbound message (S763), and the controller 640 includes the message in the packet_out message to transmit the T-eNB infrastructure node ( 632) (S764).

다음으로, UE 인프라스트럭춰 노드(610)와 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(631) 간의 핸드오버 절차-동기획득 절차(S771), 상향링크 할당 절차(S772), 핸드오버 확인 절차(S773)가 수행될 수 있다. 상기 절차들(S771-S773)은 단말-기지국 간의 무선 인터페이스(uu 인터페이스)를 통해서 수행될 수 있으며, 종래 LTE 절차와 동일하므로 자세한 설명은 생략된다.Next, handover procedure-synchronous acquisition procedure (S771), uplink allocation procedure (S772), and handover confirmation procedure (S773) between the UE infrastructure node 610 and the T-eNB infrastructure node 631. ) May be performed. The above procedures S771-S773 may be performed through a radio interface (uu interface) between the terminal and the base station, and the detailed description thereof will be omitted since it is the same as the conventional LTE procedure.

다음으로, T-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)는 컨트롤러(640)에게 port 상태 통보(S781)를 수행하고, 핸드오버 통보('HO notify') 절차(S782-S783)를 통해서 핸드오버가 완료되었음을 MME(650)에게 통보할 수 있다.Next, the T-eNB infrastructure node 631 performs a port status notification (S781) to the controller 640, and handover is performed through a handover notification ('HO notify') procedure (S782-S783). MME 650 may be notified that it is complete.

마지막으로, MME(650)로부터 단말에 대한 컨텍스트(context)를 해제할 것을 지시하는 커맨드 'UE context release command'는 컨트롤러(640)로 노스바운드 인터페이스를 통하여 전달될 수 있고(S791), packet_out 메시지에 포함되어 S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)에 전달될 수 있다(S792). 상기 'UE context release command' 메시지에 대한 응답인 'UE context release complete' 메시지는 S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)로부터 packet_in 메시지에 포함되어 컨트롤러(640)에 전달될 수 있고(S793), 노스바운드 인터페이스를 통하여 컨트롤러(640)로부터 MME(650)에 전달될 수 있다(S794).Lastly, a command 'UE context release command' indicating to release a context for the terminal from the MME 650 may be transmitted to the controller 640 through the northbound interface (S791), and in the packet_out message, It may be included and delivered to the S-eNB infrastructure node 631 (S792). The 'UE context release complete' message, which is a response to the 'UE context release command' message, may be included in the packet_in message from the S-eNB infrastructure node 631 and transmitted to the controller 640 (S793). It may be transferred from the controller 640 to the MME 650 through the northbound interface (S794).

도 8a와 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SDN 기반 이동통신 네트워크에서 네트워크 토폴로지의 변화를 예시하기 위한 개념도들이다.8A and 8B are conceptual diagrams for illustrating a change in network topology in an SDN-based mobile communication network according to an embodiment of the present invention.

도 8a를 참조하면, 도 6을 통하여 설명된 UE 인프라스트럭춰 노드의 접속 절차가 수행됨에 따른 네트워크 토폴로지의 변화가 설명된다. Referring to FIG. 8A, a change in the network topology as the access procedure of the UE infrastructure node described with reference to FIG. 6 is performed is described.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러(640)와 S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)이 존재하는 SDN 기반 이동통신 네트워크 상에, 신규의 UE 인프라스트럭춰 노드(610)가 상술된 접속절차를 완료하면, UE 인프라스트럭춰 노드(610)가 SDN 기반 이동통신 네트워크에 추가될 수 있다.On the SDN based mobile communication network in which the controller 640 and the S-eNB infrastructure node 631 exist according to an embodiment of the present invention, the new UE infrastructure node 610 is connected as described above. Upon completion of the procedure, UE infrastructure node 610 may be added to the SDN based mobile communication network.

도 8b를 참조하면, 도 7을 통하여 설명된 핸드오버 절차가 수행됨에 따른 네트워크 토폴로지의 변화가 설명된다.Referring to FIG. 8B, a change in the network topology as the handover procedure described with reference to FIG. 7 is performed will be described.

앞서 도 8a에서 설명된 바와 같이, S-eNB 인프라스트럭춰 노드(631)를 통해서 네트워크에 접속되어 있던 UE 인프라스트럭춰 노드(610)가 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(632)의 셀 영역 쪽으로 이동하면, 주기적 또는 이벤트에 기반한 측정 보고(measurement report)에 따라 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(632)로의 핸드오버가 결정될 수 있다. 핸드오버 절차가 완료되면 UE 인프라스트럭춰 노드(610)는 T-eNB 인프라스트럭춰 노드(632)를 통하여 네트워크에 접속된다.As described above in FIG. 8A, the UE infrastructure node 610, which was connected to the network via the S-eNB infrastructure node 631, is a cell of the T-eNB infrastructure node 632. Moving towards the area, handover to the T-eNB infrastructure node 632 may be determined according to a periodic or event based measurement report. When the handover procedure is completed, the UE infrastructure node 610 is connected to the network through the T-eNB infrastructure node 632.

본 발명에 따른 장치들은 적어도 하나의 프로세서 및 후술될 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해서 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 프로그램 명령(program instruction)을 실행하는 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체(메모리 또는 저장수단)에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Apparatuses according to the present invention may include at least one processor and a computer readable medium to be described later, and may be configured in the form of executing program instructions stored in the computer readable medium by the at least one processor. have. That is, the methods according to the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium (memory or storage means). Computer-readable media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like. The program instructions recorded on the computer readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in computer software.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. Examples of computer readable media include hardware devices that are specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code, such as produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate with at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

따라서, 본 발명에 따른 방법들은 적어도 하나의 프로세서(processor)와 본 발명에 따른 방법들은 구현하는 프로그램 명령이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체(메모리 또는 저장수단)를 구비한 인프라스트럭춰 노드 또는 컨트롤러에 의해서 수행될 수 있다.Accordingly, the methods according to the present invention are achieved by an infrastructure node or controller having at least one processor and a computer readable medium (memory or storage means) storing program instructions for implementing the methods. Can be performed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

10: 어플리케이션 계층
11: MME, 12: Serving Gateway
13: PDN Gateway, 14: PCRF
100: 컨트롤러
114: 기지국(eNB) 인프라스트럭춰 노드
115: 단말(UE) 인프라스트럭춰 노드
117, 118: 인프라스트럭춰 노드
121: 물리적 오픈플로우 인터페이스
122, 123: 논리적 오픈플로우 인터페이스
131: 무선 인터페이스, 150: 노스바운드 인터페이스10: Application layer
11: MME, 12: Serving Gateway
13: PDN Gateway, 14: PCRF
100: controller
114: base station (eNB) infrastructure node
115: UE (Infrastructure) Node
117, 118: infrastructure node
121: physical openflow interface
122, 123: Logical Openflow Interface
131: wireless interface, 150: northbound interface

Claims

이동통신 네트워크와 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-Defined Network)가 결합된 네트워크로서,
상기 이동통신 네트워크의 코어 네트워크(core network) 구성요소 어플리케이션들이 존재하는 어플리케이션 계층 장치;
상기 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 기지국(eNB)에 대응되는 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치;
상기 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 단말(UE, user equipment)에 대응되는 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치; 및
상기 어플리케이션 계층의 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들과 노스바운드(northbound) 인터페이스로 연결되고, 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치 및 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치와는 사우스바운드(southbound) 인터페이스로 연결되는 컨트롤러 장치를 포함하고,
상기 사우스바운드 인터페이스에 따른 메시지 헤더(header)에 포함된 버전(version) 필드에 의해 상기 이동통신 네트워크와 상기 SDN의 결합 여부가 지시되는,
SDN 기반 이동통신 네트워크.A network combining a mobile communication network and a software-defined network (SDN).
An application layer device in which core network component applications of the mobile communication network exist;
At least one eNB infrastructure node device corresponding to at least one base station (eNB) constituting the mobile communication network;
At least one UE infrastructure node device corresponding to at least one user equipment (UE) constituting the mobile communication network; And
It is connected to the core network component applications of the application layer by a northbound interface, and southbound with the at least one eNB infrastructure node device and the at least one UE infrastructure node device. ) A controller device connected to the interface,
Indicated whether or not the mobile communication network and the SDN is coupled by a version field included in the message header according to the southbound interface,
SDN-based cellular network.

청구항 1에 있어서,
상기 이동통신 네트워크는 LTE(Long-Term Evolution) 기반 네트워크이며, 상기 사우스바운드 인터페이스는 오픈플로우(OpenFlow) 인터페이스인,
SDN 기반 이동통신 네트워크.The method according to claim 1,
The mobile communication network is a LTE (Long-Term Evolution) based network, the southbound interface is an OpenFlow (OpenFlow) interface,
SDN-based cellular network.

청구항 2에 있어서,
상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들은 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway), PCRF(Policy and Charging Rules Function), HSS (Home Subscriber Server), SPR (Subscriber Profile Repository), OCS (Online Charging System), OFCS (Offline Charging System) 중 적어도 하나를 포함하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크.The method according to claim 2,
The core network component applications include Mobility Management Entity (MME), Serving Gateway (S-GW), PDN Gateway (P-GW), Policy and Charging Rules Function (PCRF), Home Subscriber Server (HSS), and Subscriber Profile (SPR). Repository), including at least one of the OCS (Online Charging System), OFCS (Offline Charging System),
SDN-based cellular network.

청구항 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치와 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치는 무선 인터페이스로 연결되는,
SDN 기반 이동통신 네트워크.The method according to claim 2,
The at least one eNB infrastructure node device and the at least one UE infrastructure node device are connected by an air interface,
SDN-based cellular network.

청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치로부터 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로 전달되는 제1 메시지는 packet_in 메시지에 포함되어 상기 컨트롤러 장치로 수신되고, 상기 제1 메시지는 상기 컨트롤러 장치로부터 상기 노스바운드 인터페이스를 통하여 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로 전달되는,
SDN 기반 이동통신 네트워크.The method according to claim 1,
A first message transmitted from the at least one UE infrastructure node device or the at least one eNB infrastructure node device to the core network component applications is included in a packet_in message and received by the controller device, The first message is communicated from the controller device to the core network component applications via the northbound interface;
SDN-based cellular network.

청구항 1에 있어서,
상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치에 전달되는 제2 메시지는 상기 노스바운드 인터페이스를 통하여 상기 컨트롤러 장치로 수신되고, 상기 제2 메시지는 packet_out 메시지에 포함되어 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치에 전달되는,
SDN 기반 이동통신 네트워크.The method according to claim 1,
A second message delivered from the core network component applications to the at least one UE infrastructure node device or the at least one eNB infrastructure node device is received via the northbound interface to the controller device; The second message is included in a packet_out message and delivered to the at least one UE infrastructure node device or the at least one eNB infrastructure node device,
SDN-based cellular network.

삭제delete

이동통신 네트워크와 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-Defined Network)가 결합된 네트워크의 SDN 컨트롤러 장치로서,
상기 이동통신 네트워크의 코어 네트워크(core network) 구성요소 어플리케이션들이 존재하는 어플리케이션 계층과 연결된 노스바운드(northbound) 인터페이스부;
상기 이동통신 네트워크를 구성하는 적어도 하나의 기지국(eNB)에 대응되는 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치 및 적어도 하나의 단말(UE, user equipment)에 대응되는 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치와 연결된 사우스바운드(southbound) 인터페이스부; 및
상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치 및 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치와 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들 간의 메시지를 중개하는 이동통신 메시지 처리부를 포함하고,
상기 사우스바운드 인터페이스부에 따른 메시지 헤더(header)에 포함된 버전(version) 필드에 의해 상기 이동통신 네트워크와 상기 SDN의 결합 여부가 지시되는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 SDN 컨트롤러 장치.SDN controller device of a network combining a mobile communication network and a software-defined network (SDN),
A northbound interface unit connected to an application layer in which core network component applications of the mobile communication network exist;
At least one eNB infrastructure node device corresponding to at least one base station (eNB) constituting the mobile communication network and at least one UE infrastructure node corresponding to at least one user equipment (UE) A southbound interface unit connected to the device; And
A mobile communication message processing unit for mediating a message between the at least one eNB infrastructure node device and the at least one UE infrastructure node device and the core network component applications;
Indicated whether or not the mobile communication network and the SDN are coupled by a version field included in a message header according to the southbound interface unit.
SDN controller device in an SDN-based mobile communication network.

청구항 8에 있어서,
상기 이동통신 네트워크는 LTE(Long-Term Evolution) 기반 네트워크이며, 상기 사우스바운드 인터페이스부는 오픈플로우(OpenFlow) 프로토콜 인터페이스를 처리하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 SDN 컨트롤러 장치.The method according to claim 8,
The mobile communication network is a Long-Term Evolution (LTE) based network, and the southbound interface unit handles an OpenFlow protocol interface.
SDN controller device in an SDN-based mobile communication network.

청구항 9에 있어서,
상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들은 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway), PCRF(Policy and Charging Rules Function), HSS (Home Subscriber Server), SPR (Subscriber Profile Repository), OCS (Online Charging System), OFCS (Offline Charging System) 중 적어도 하나를 포함하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 SDN 컨트롤러 장치.The method according to claim 9,
The core network component applications include Mobility Management Entity (MME), Serving Gateway (S-GW), PDN Gateway (P-GW), Policy and Charging Rules Function (PCRF), Home Subscriber Server (HSS), and Subscriber Profile (SPR). Repository), including at least one of the OCS (Online Charging System), OFCS (Offline Charging System),
SDN controller device in an SDN-based mobile communication network.

청구항 8에 있어서,
상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 또는 상기 적어도 하나의eNB 인프라스트럭춰 노드 장치로부터 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에게 전달되는 제1 메시지가 포함된 packet_in 메시지를 수신하여, 상기 제1 메시지를 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에게 상기 노스바운드 인터페이스부로 전달하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 SDN 컨트롤러 장치.The method according to claim 8,
The mobile message processing unit may include a packet_in message including a first message transmitted from the at least one UE infrastructure node device or the at least one eNB infrastructure node device to the core network component applications. Receiving and forwarding the first message to the core network component applications to the northbound interface unit;
SDN controller device in an SDN-based mobile communication network.

청구항 8에 있어서,
상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치에게 전달되는 제2 메시지를 상기 노스바운드 인터페이스부를 통하여 수신하고, 상기 제2 메시지를 packet_out 메시지에 포함시켜 상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 또는 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치에게 전달하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 SDN 컨트롤러 장치.The method according to claim 8,
The mobile communication message processor may further include a second message transmitted from the core network component applications to the at least one UE infrastructure node device or the at least one eNB infrastructure node device. Receiving the message, and including the second message in a packet_out message to the at least one UE infrastructure node device or the at least one eNB infrastructure node device,
SDN controller device in an SDN-based mobile communication network.

청구항 8에 있어서,
상기 적어도 하나의 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 및 상기 적어도 하나의 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치 간의 경로를 제어하는 SDN 제어부를 추가로 포함하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 SDN 컨트롤러 장치.The method according to claim 8,
And an SDN control unit for controlling a path between the at least one UE infrastructure node device and the at least one eNB infrastructure node device.
SDN controller device in an SDN-based mobile communication network.

이동통신 네트워크와 소프트웨어 정의 네트워크(SDN, Software-Defined Network)가 결합된 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치로서,
상기 SDN의 컨트롤러 장치와 연결된 사우스바운드(southbound) 인터페이스부;
상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 어플리케이션 계층에 위치한 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 전달되는 메시지를 상기 컨트롤러 장치로부터 수신하고, 상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에 전달될 메시지를 상기 컨트롤러 장치에 전달하는 이동통신 메시지 처리부; 및
상대 인프라스트럭춰 노드 장치와 무선 인터페이스로 연결되는 무선 인터페이스부를 포함하고,
상기 사우스바운드 인터페이스부에 따른 메시지 헤더(header)에 포함된 버전(version) 필드에 의해 상기 이동통신 네트워크와 상기 SDN의 결합 여부가 지시되는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치.An infrastructure node device of a network combining a mobile communication network and a software-defined network (SDN),
A southbound interface unit connected to the controller device of the SDN;
Receive a message from the controller device via the southbound interface unit from the core network component applications located in the application layer, and send a message to the controller device through the southbound interface unit to the core network component applications. A mobile communication message processor for transmitting; And
A wireless interface unit connected to the counterpart infrastructure node device via a wireless interface,
Indicated whether or not the mobile communication network and the SDN are coupled by a version field included in a message header according to the southbound interface unit.
Infrastructure node device in SDN based mobile communication network.

청구항 14에 있어서,
상기 이동통신 네트워크는 LTE(Long-Term Evolution) 기반 네트워크이며, 상기 사우스바운드 인터페이스부는 오픈플로우(OpenFlow) 프로토콜 인터페이스를 처리하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치.The method according to claim 14,
The mobile communication network is a Long-Term Evolution (LTE) based network, and the southbound interface unit handles an OpenFlow protocol interface.
Infrastructure node device in SDN based mobile communication network.

청구항 15에 있어서,
상기 인프라스트럭춰 노드 장치는 상기 이동통신 네트워크의 단말(UE, User Equipment) 기능이 포함된 UE 인프라스트럭춰 노드 장치 또는 상기 이동통신 네트워크의 기지국(eNB) 기능이 포함된 eNB 인프라스트럭춰 노드 장치인,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치.The method according to claim 15,
The infrastructure node device may be a UE infrastructure node device including a UE (User Equipment) function of the mobile communication network or an eNB infrastructure including a base station (eNB) function of the mobile communication network. Node device,
Infrastructure node device in SDN based mobile communication network.

청구항 14에 있어서,
상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들은 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway), PCRF(Policy and Charging Rules Function), HSS (Home Subscriber Server), SPR (Subscriber Profile Repository), OCS (Online Charging System), OFCS (Offline Charging System) 중 적어도 하나를 포함하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치.The method according to claim 14,
The core network component applications include Mobility Management Entity (MME), Serving Gateway (S-GW), PDN Gateway (P-GW), Policy and Charging Rules Function (PCRF), Home Subscriber Server (HSS), and Subscriber Profile (SPR). Repository), including at least one of the OCS (Online Charging System), OFCS (Offline Charging System),
Infrastructure node device in SDN based mobile communication network.

청구항 14에 있어서,
상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들에게 전달되는 제1 메시지가 포함된 packet_in 메시지를 생성하여 상기 컨트롤러 장치에게 상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 전달하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치.The method according to claim 14,
The mobile communication message processing unit generates a packet_in message including a first message delivered to the core network component applications and delivers the packet_in message to the controller device through the southbound interface unit.
Infrastructure node device in SDN based mobile communication network.

청구항 14에 있어서,
상기 이동통신 메시지 처리부는, 상기 코어 네트워크 구성요소 어플리케이션들로부터 전달되는 제2 메시지가 포함된 packet_out 메시지를 상기 컨트롤러 장치로부터 상기 사우스바운드 인터페이스부를 통하여 수신하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치.The method according to claim 14,
The mobile communication message processing unit receives a packet_out message including a second message transmitted from the core network component applications from the controller device through the southbound interface unit.
Infrastructure node device in SDN based mobile communication network.

청구항 14에 있어서,
상기 컨트롤러 장치로부터 수신된 경로 제어를 위한 플로우 테이블 제어 메시지에 기반하여 플로우 테이블을 수정하고, 상기 플로우 테이블을 이용하여 경로제어를 수행하는 SDN 프로토콜 처리부를 추가로 포함하는,
SDN 기반 이동통신 네트워크의 인프라스트럭춰 노드 장치.The method according to claim 14,
Further comprising a SDN protocol processing unit for modifying the flow table based on the flow table control message for the path control received from the controller device, and performing the path control using the flow table,
Infrastructure node device in SDN based mobile communication network.