KR20170033179A - 소프트웨어 정의 네트워크 기반 가상 네트워크 사용 대역폭 관리 방법 및 가상 네트워크 관리장치 - Google Patents

소프트웨어 정의 네트워크 기반 가상 네트워크 사용 대역폭 관리 방법 및 가상 네트워크 관리장치 Download PDF

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Abstract

소프트웨어 정의 네트워크 기반 가상 네트워크 사용 대역폭 관리 방법 및 가상 네트워크 관리장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치는, 소프트웨어 정의 네트워크 자원을 공유하는 가상 네트워크들의 네트워크 사용 상태를 모니터링하는 모니터링부와, 가상 네트워크들의 네트워크 사용 상태에 따라 각 가상 네트워크가 사용하는 링크 사용 가능 대역폭을 조정하는 관리부를 포함한다.

Description

소프트웨어 정의 네트워크 기반 가상 네트워크 사용 대역폭 관리 방법 및 가상 네트워크 관리장치 {Method and apparatus for managing bandwidth of virtual networks on SDN}
본 발명은 가상 네트워크 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함)의 링크 대역폭 자원을 공유하는 가상 네트워크들을 관리하는 기술에 관한 것이다.
소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함) 기술은 네트워크의 전송 평면(transport plane)(데이터 평면(data plane)이라고도 함)과 제어 평면(control plane)을 분리하고, 전송 평면은 패킷 전송에 필요한 모든 결정을 제어 평면에 질의하도록 하여, 제어 평면이 네트워크 구성과 패킷 흐름을 중앙 집중식으로 제어할 수 있도록 하는 기술이다. SDN 네트워크에서 제어 평면은 일반적으로 SDN 컨트롤러(controller)라고 부른다.
일반 패킷 네트워크에서 사용하는 대역폭 제한 기술 중 하나는 플로우를 몇 개의 클래스(class)로 분류하여 클래스별로 대역폭을 제한하는 DiffServ(Differentiated Service) 방식이 있다. 클래스별 대역폭 제한 기술에 따르면, 트래픽을 적은 수의 클래스로 나누어서 클래스별로 차별화된 서비스를 제공하고, 특정 우선순위가 높은 클래스의 트래픽의 경우 요구된 대역폭을 보장한다. 그러나 이 기술은 트래픽을 사용자별로 구분하지 않고 몇 개의 클래스로만 구분한다. 따라서 다수의 사용자별로 별도의 가상 네트워크를 제공할 때 가상 네트워크 별로 사용 가능한 링크 대역폭을 구분하여 제한하기 위한 방식으로는 적합하지 않다.
일반 패킷 네트워크에서 사용하는 대역폭 제한 기술 중 다른 하나는 특정한 플로우 또는 플로우 그룹별로 사용 대역폭을 제한하는 IntServ(Integrated Service) 방식이 있다. 이 기술은 특정한 플로우에 대하여 차별화된 서비스를 제공할 수 있으므로, 여러 사용자별 트래픽에 대하여 각각 사용 대역폭을 제한하여 사용하도록 한다. 그러나 이 기술을 적용하기 위해서는 네트워크를 구성하는 각 라우터가 특정한 프로토콜, 예를 들어 자원 예약 프로토콜(resource reservation protocol: RSVP)을 지원해야 한다.
SDN 스위치에서 제공하는 대역폭 제한 기술은 특정한 플로우 그룹에 대하여 사용 대역폭을 제한할 수 있으나, 여러 가상 네트워크 별로 각 가상 네트워크가 사용하는 링크 사용 대역폭을 제한하도록 하기 위해서는 각 가상 네트워크에 포함된 플로우 그룹을 관리하고 가상 네트워크 링크 별로 할당된 대역폭을 관리하기 위한 추가의 시스템이 필요하다.
일 실시 예에 따라, 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함) 스위치로 구성된 SDN 네트워크 환경에서 중앙집중화된 SDN 컨트롤러를 통하여 가상 네트워크 별로 사용 가능한 링크 대역폭을 제한할 수 있는 SDN 기반 가상 네트워크 사용 대역폭 관리 방법 및 가상 네트워크 관리장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치는, 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함) 자원을 공유하는 가상 네트워크들의 네트워크 사용 상태를 모니터링하는 모니터링부와, 가상 네트워크들의 네트워크 사용 상태에 따라 각 가상 네트워크가 사용하는 링크 사용 가능 대역폭을 조정하는 관리부를 포함한다.
네트워크 사용 상태는 가상 네트워크의 링크 별로 링크 용량, 링크 사용 누적량, 가상 네트워크 링크 미터 전송률 및 가상 네트워크 링크 미터 밴드 폐기율을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 모니터링부는 SDN 컨트롤러를 통하여 SDN 스위치로부터 미터 카운터 정보를 모니터링하여 미터 엔트리 별로 현재 사용중인 대역폭인 가상 네트워크 링크 미터 전송률을 계산한다.
일 실시 예에 따른 모니터링부는 SDN 컨트롤러를 통하여 SDN 스위치로부터 미터 밴드 별 카운터 정보를 모니터링하여 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 미터 밴드에 적용되어 폐기된 패킷의 폐기율인 가상 네트워크 링크 미터 밴드 폐기율을 계산한다.
일 실시 예에 따른 관리부는 가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크의 사용량 정보를 기초로 하여 SDN을 구성하는 각 물리 링크에 대하여 물리 링크를 공유하는 가상 네트워크들의 논리적 링크들이 사용할 수 있는 대역폭인 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 조정한다.
일 실시 예에 따른 관리부는 각 가상 네트워크가 최소 요구 대역폭 이상의 대역폭을 사용하면서, 네트워크 사용 상태에 따라 여유 링크 대역폭이 있는 경우, 가상 네트워크들이 여유 대역폭을 추가로 나누어서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 별로 링크 사용 가능 대역폭을 계산한다. 이때, 관리부는 가상 네트워크 링크 최소 요구 대역폭과 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭을 합산하여 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산할 수 있다. 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭은 가상 네트워크 링크 가중치를 물리 링크를 공유하여 사용하는 가상 네트워크들의 가상 네트워크 링크 가중치 합으로 나눈 후, 이를 링크 사용 가능 대역폭과 곱 연산한 결과일 수 있다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치는 새로운 플로우가 생성되었을 때 그 플로우가 어느 가상 네트워크에 속하는 플로우인지를 판단하기 위한 정보인 플로우 판단 정보를 포함하는 가상 네트워크 정보가 저장되는 가상 네트워크 정보 맵 저장부를 더 포함한다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치는 가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크에 매핑된 미터 정보와 현재 사용 가능한 대역폭 정보가 저장되는 가상 네트워크 링크 미터 맵 저장부를 더 포함한다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치는 각 플로우가 지나가는 가상 네트워크 링크 정보가 저장되는 플로우 가상 네트워크 링크 맵 저장부를 더 포함한다.
다른 실시 예에 따른 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법은, SDN에서 가상 네트워크 관리장치가 SDN 컨트롤러를 통해 네트워크 사용 상태를 모니터링하는 단계와, 네트워크 사용 상태에 따라 가상 네트워크의 링크 별로 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 단계와, 각 가상 네트워크의 링크 별로 사용하는 링크 사용 대역폭을, 계산된 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭으로 조정하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법은 네트워크 사용 상태로부터 물리 링크 사용 상태 정보와 가상 네트워크 링크 사용 상태 정보를 계산하는 단계를 더 포함하며, 물리 링크 사용 상태 정보는 물리 링크 사용 대역폭, 물리 링크 잔여 대역폭 및 물리 링크 사용 가능 대역폭을 포함하며, 가상 네트워크 링크 사용 상태 정보는 가상 네트워크 링크 사용 대역폭 및 가상 네트워크 링크 대역폭 요구량을 포함한다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 단계에서, 가상 네트워크 링크 최소 요구 대역폭과 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭을 합산하여 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산한다. 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭은 가상 네트워크 링크 가중치를 물리 링크를 공유하여 사용하는 가상 네트워크들의 가상 네트워크 링크 가중치 합으로 나눈 후, 이를 링크 사용 가능 대역폭과 곱 연산한 결과일 수 있다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 단계에서, 각 가상 네트워크가 최소 요구 대역폭 이상의 대역폭을 사용하면서, 네트워크 사용 상태에 따라 여유 링크 대역폭이 있는 경우, 가상 네트워크들이 여유 대역폭을 추가로 나누어서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 별로 사용 가능한 링크 대역폭을 계산한다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법은, 가상 네트워크의 링크 별로 가상 네트워크 링크 가중치를 계산하는 단계와 계산된 가상 네트워크 링크 가중치를 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭 계산에 반영하는 단계를 더 포함한다.
가상 네트워크 링크 가중치를 계산하는 단계에서, 가상 네트워크의 각 링크에 대한 최대 요구 대역폭을 가상 네트워크 링크 가중치로 고정하여 사용할 수 있다. 또는 네트워크 사용 상태에 따라 가상 네트워크의 가상 네트워크 링크 가중치를 동적으로 계산할 수 있다. 이때, 물리 링크 별로 가상 네트워크 링크 미터 밴드 폐기율을 해당 물리 링크를 공유하는 각 가상 네트워크의 가중치로 사용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법은, 계산한 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭 값으로 가상 네트워크 링크 미터 맵에서 가상 네트워크 링크의 현재 사용 가능 최대 대역폭을 수정하는 단계와, SDN 컨트롤러에 가상 네트워크의 각 링크에 대한 미터 엔트리에 포함된 폐기 타입의 미터 밴드 적용 전송률에 대한 수정을 요청하는 단계를 더 포함한다.
일 실시 예에 따르면 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함) 자원을 여러 사용자의 가상 네트워크들이 공유하여 사용할 때 각 가상 네트워크가 사용하는 링크 사용 대역폭을 네트워크 사용 상태에 따라서 동적으로 조정하여 제한할 수 있다. 예를 들어, SDN 스위치로 구성된 SDN 네트워크 환경에서 중앙 집중화된 SDN 컨트롤러를 통하여 가상 네트워크 별로 사용 가능한 링크 대역폭을 제한할 수 있다. 또한, 네트워크 사용 상태를 모니터링하여 여유 링크 대역폭이 있을 경우, 해당 링크를 사용하는 가상 네트워크들이 여유 대역폭을 추가로 나누어서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 별로 사용 가능한 링크 대역폭을 동적으로 조정할 수 있다.
본 발명은 SDN 네트워크 자원을 여러 사용자의 가상 네트워크들이 공유하여 사용할 수 있는 가상 네트워크 서비스를 제공하는 엔터프라이즈, 클라우드 데이터센터 및 대규모 캐리어 네트워크 관리 분야에 적용할 수 있다.
도 1은 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함)의 구조도,
도 2는 SDN 스위치의 구조도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치의 구조도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 네트워크와 가상 네트워크의 구조도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치가 사용자로부터 새로운 가상 네트워크 생성을 요청 받았을 때의 프로세스를 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치가 새로운 플로우 생성 알림을 수신하였을 때 이를 처리하는 프로세스를 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치가 VN 링크 사용 가능 대역폭을 조정하는 프로세스를 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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.
도 1은 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network: SDN, 이하 SDN이라 칭함)의 구조도이다.
도 1을 참조하면, SDN은 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)로 연결된 SDN 네트워크(3)와 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)를 제어하는 SDN 컨트롤러(1)를 포함한다. SDN 컨트롤러(1)는 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)를 물리적 링크로 연결하여 구성한 SDN 네트워크(3)를 SDN 프로토콜을 사용하여 제어하는 장치이다. SDN 프로토콜의 예로는 오픈플로우(OpenFlow)가 있다. SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)는 SDN 네트워크(3)를 구성하는 스위치로서, SDN 컨트롤러(1)의 제어에 따라 패킷을 처리하는 장치이다. 도 1의 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)는 SDN 네트워크(3)의 일 예를 설명하기 위한 예시일 뿐, 그 구조와 형태가 도 1에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 SDN 스위치의 구조도이다.
도 2를 참조하면, SDN 스위치(2)는 입력 포트(20)로 입력된 패킷을 플로우 처리기(22)와 미터(meter)(24)를 거쳐서 출력 포트(26)를 통해 출력한다. SDN 스위치(2)의 주요 구성요소로는 플로우 처리기(22)와 미터(24)가 있다. SDN 스위치(2)는 미터(24)를 지원하지 않는 것들도 있으나, 본 발명에서는 미터(24)가 지원되는 SDN 스위치(2)를 사용한다. 플로우 처리기(22)와 미터(24)를 모두 지원하는 SDN 스위치(2)의 예로는 오픈플로우(OpenFlow) 1.3 지원 스위치가 있다.
플로우 처리기(22)는 SDN 스위치(2)의 입력 포트(20)로 입력된 패킷을 처리하는 스위치 구성요소로서, 플로우 테이블(flow table)(28)에서 입력 패킷에 해당하는 플로우 엔트리(flow entry)를 검색하고 검색된 플로우 엔트리의 명령어를 수행한다. 플로우 엔트리의 명령어는 예를 들어 특정 미터를 적용하거나, 적절한 출력 포트로 패킷을 전송하거나, 패킷 헤더를 변경하거나, 폐기(drop)하는 명령어 등이 있다. 입력 패킷에 해당하는 플로우 엔트리의 명령어에 특정 미터 적용이 지정된 경우, 해당 미터 식별자(ID)로 구분되는 미터를 적용한다.
미터(24)는 미터 식별자로 구분되는 특정한 플로우 그룹(flow group)에 속한 패킷들의 전송률을 측정하고 제어하는 스위치 구성요소이다. 미터(24)가 패킷을 수신하면, 그 패킷에 해당하는 미터 엔트리(meter entry)의 카운터(counter)를 갱신하고, 등록된 미터 밴드(meter band)를 적용한다. 미터 엔트리 카운터는 다음과 같은 정보를 포함한다.
- 해당 미터 엔트리가 적용된 패킷 수
- 해당 미터 엔트리가 적용된 바이트 수
- 미터 엔트리가 생성된 후 흐른 시간
미터 밴드는 밴드 적용 전송률과 밴드 타입으로 정의되는, 패킷을 처리하는 방식을 지정한 미터 엔트리의 한 구성요소이다. 미터 밴드 타입 중에 폐기 타입(Drop_Type)의 경우 지정한 미터 엔트리에 해당하는 트래픽 전송률이 미터 밴드에서 지정한 밴드 적용 전송률 이상이면 그 값을 초과하는 패킷들을 폐기하는 동작을 수행한다. 폐기된 패킷의 량(패킷 수, 바이트 수)에 대한 정보가 미터 밴드 카운터에 기록된다. 미터 밴드 카운터는 다음과 같은 정보를 포함한다.
- 미터 밴드가 적용된 패킷 수
- 미터 밴드가 적용된 바이트 수
폐기 타입의 미터 밴드가 적용된 미터는 일종의 전송률 제한기(rate limiter)와 같이 동작한다.
도 2를 참조하면, SDN은 SDN 스위치(2)의 미터 테이블(meter table)(29)을 사용하여 특정한 플로우 그룹에 대하여 전송량을 제한한다. 그러나 본 발명과 같이, 여러 가상 네트워크(virtual network) 별로 각 가상 네트워크가 사용하는 링크 사용 대역폭을 네트워크 사용 상태에 따라 동적으로 조정하여 제한하는 가상 네트워크 관리장치 및 그 관리방법은 제시되어 있지 않다. 이하 후술되는 도면들을 참조로 하여 본 발명의 가상 네트워크 관리장치의 구조와 그 관리방법에 대해 상세히 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치의 구조도이다.
도 3을 참조하면, 가상 네트워크 관리장치(4)는 모니터링부(40), 관리부(42) 및 저장부(44)를 포함한다. 모니터링부(40)와 관리부(42)는 프로세서 내에 위치할 수 있다.
가상 네트워크 관리장치(4)는 가상 네트워크 정보를 관리하고, 가상 네트워크를 구성하는 논리적 링크의 사용량을 모니터링하며, 논리적 링크의 사용 가능 대역폭을 조정한다. 가상 네트워크 관리장치(4)는 도 3에 도시된 바와 같이 SDN 컨트롤러(1)와 서로 다른 물리적 장치로 분리된 구조일 수 있으나, SDN 컨트롤러(1)와 하나의 물리적인 장치로 구성될 수도 있다. 가상 네트워크 관리장치(4)는 SDN 컨트롤러(1)를 통하여 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)의 플로우 테이블 또는 미터 테이블을 설정하거나 플로우 테이블과 미터 테이블 정보를 수신한다. 수신하는 정보에는 특히 미터 엔트리 별 미터 카운터 정보와 미터 밴드 별 카운터 정보가 포함된다.
일 실시 예에 따른 모니터링부(40)는 가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크의 사용량을 포함한 현재 네트워크 상태를 모니터링하고 모니터링한 현재 네트워크 사용 상태 정보를 관리부(42)에 전송한다. 이때 모니터링부(40)는 현재 네트워크 사용 상태를 주기적으로 모니터링하여 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따른 모니터링부(40)는 SDN 컨트롤러(1)를 통하여 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)로부터 미터 카운터 정보를 모니터링한다. 미터 카운터 정보에는 미터 엔트리 별로 미터 엔트리 생성 후 경과 시간과, 미터 엔트리에 해당하는 패킷 전송량 정보가 포함될 수 있다. 모니터링부(40)는 미터 카운터 정보를 주기적으로 수집하여 미터 엔트리 별로 현재 사용중인 대역폭인 VN 링크 미터 전송률을 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 모니터링부(40)는 SDN 컨트롤러(1)를 통하여 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)로부터 미터 밴드 별 카운터 정보를 모니터링한다. 미터 밴드 별 카운터 정보에는 각 미터 밴드에 적용된 패킷량 정보가 포함될 수 있다. 모니터링부(40)는 미터 밴드 별 카운터 정보를 주기적으로 수집하여 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 미터 밴드에 적용되어 폐기된 패킷의 폐기율인 VN 링크 미터 밴드 폐기율을 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 모니터링부(40)는 SDN 컨트롤러(1)를 통하여 SDN 스위치(2-1,2-2,2-3,2-4)로부터 각 물리 링크 별 현재 사용량 정보를 주기적으로 수집하여 링크 별로 링크 사용 대역폭을 계산한다.
관리부(42)는 가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크의 사용량 정보를 기반으로, SDN 네트워크를 구성하는 각 물리 링크에 대하여, 물리 링크를 공유하는 가상 네트워크들의 논리적 링크들이 사용할 수 있는 대역폭인 VN 링크 사용 가능 대역폭을 조정한다. 관리부(42)는 모니터링부(40)가 계산한 VN 링크 미터 전송률, 링크 사용 대역폭 등을 기반으로 VN 링크 사용 가능 대역폭을 조정할 수 있다. VN 링크 사용 가능 대역폭은, 가상 네트워크에 해당하는 트래픽이 해당 VN 링크에서 사용할 수 있도록 설정된 최대 사용 가능 대역폭으로서, 해당 트래픽은 VN 링크 사용 가능 대역폭 이상으로 해당 링크를 사용할 수 없다. 관리부(42)의 VN 링크 사용 가능 대역폭 조정 프로세스에 대해서는 도 7을 참조로 하여 상세히 후술한다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 저장부(44)는 VN 정보 맵 저장부(440), VN 링크 미터 맵 저장부(442), 플로우 VN 링크 맵 저장부(444)를 포함한다.
VN 정보 맵(VN Info Map) 저장부(440)에는 가상 네트워크에 대한 정보가 저장되는데, 가상 네트워크 별로 다음과 같은 정보가 저장된다.
- 가상 네트워크 식별자
- 가상 네트워크의 사용자 정보
- 가상 네트워크를 구성하는 논리적 링크 정보
- 각 논리적 링크의 최소 요구 대역폭과 최대 요구 대역폭 정보
- 가상 네트워크에 속하는 플로우 판단 정보
가상 네트워크에 속하는 플로우 판단 정보는, 새로운 플로우가 생성되었을 때 그 플로우가 어느 가상 네트워크에 속하는 플로우인지를 판단할 수 있는 정보를 의미한다. 어떤 플로우가 어느 가상 네트워크에 속하는지를 판단하는 수단은 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, MAC 주소 영역 별로 가상 네트워크 소속을 나눌 수도 있고, VXLAN(Virtual Extensible LAN) 오버레이 기술을 사용하는 경우 VXLAN ID에 따라 가상 네트워크 소속을 나눌 수도 있다.
VN 링크 미터 맵(VN Link to Meter Map) 저장부(442)에는 가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크에 매핑된 미터 정보와 현재 사용 가능한 대역폭 정보가 저장된다. 가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크는 SDN 네트워크의 하나의 물리적인 링크와 대응되며, 이는 특정 SDN 스위치의 특정 출력 포트 번호로 매핑된다. 가상 네트워크 관리장치(4)는 가상 네트워크의 각 논리적 링크 별로 하나씩의 미터 엔트리를 SDN 스위치의 미터 테이블에 생성한다. 이때 미터 엔트리 정보와 논리적 링크의 관계 정보가 VN 링크 미터 맵 저장부(442)에 저장된다. VN 링크 미터 맵 저장부(442)에는 가상 네트워크의 각 논리적 링크 별로 다음과 같은 정보가 저장된다.
- VN 식별자
- 논리적 링크 식별자
- SDN 스위치 식별자
- SDN 스위치 포트 번호
- 미터 식별자
- 현재 사용 가능 최대 대역폭
현재 사용 가능 최대 대역폭은, 가상 네트워크를 사용하는 트래픽이 해당 링크에서 사용할 수 있는 최대 대역폭을 의미한다.
플로우 VN 링크 맵(Flow to VN Link Map) 저장부(444)에는 각 플로우가 지나가는 가상 네트워크 링크 정보가 저장된다. 플로우는 특정한 플로우 식별 정보에 의하여 구분되는 패킷들의 스트림이며, 본 발명에서는 하나의 플로우가 그 플로우가 지나가는 각 노드에서 하나의 출력 링크만을 가지는 것으로 제한한다. 플로우는 다양한 형태의 플로우 식별 정보에 의하여 구분될 수 있는데, 예를 들어 소스 IP 주소, 목적지 IP 주소, VLAN ID, VXLAN ID, 소스 MAC 주소, 목적지 MAC 주소 등 다양한 패킷 헤더 정보의 조합으로 플로우 식별 정보를 지정할 수 있다. 모든 플로우는 그 플로우가 속한 가상 네트워크가 존재하며, 하나의 가상 네트워크에만 속한다.
플로우 VN 링크 맵 저장부(444)에는 각 플로우 별로 다음 정보가 저장된다.
- 플로우 식별 정보
- 플로우가 속한 VN 식별자
- 플로우가 지나가는 VN 링크 목록
VN 링크 목록은 가상 네트워크를 구성하는 VN 링크들의 논리적 링크 식별자 리스트를 의미한다. 가상 네트워크 관리장치(4)는 플로우 VN 링크 맵과 VN 링크 미터 맵 정보를 가지고 SDN 스위치의 플로우 엔트리를 설정한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SDN 네트워크와 가상 네트워크의 구조도이다.
도 4를 참조하면, 가상 네트워크는 특정한 사용자 또는 사용자 그룹에 할당된 가상의 논리적인 네트워크로서, SDN 네트워크의 SDN 스위치들과 링크들의 부분 집합으로 구성된다. 가상 네트워크를 구성하는 하나의 논리적 링크는 SDN 네트워크를 구성하는 하나의 물리적 링크와 매핑된다. 가상 네트워크를 구성하는 하나의 논리적 노드는 SDN 네트워크를 구성하는 하나의 SDN 스위치와 매핑된다. 가상 네트워크의 사용자는 논리적 링크의 속성으로 최소 요구 대역폭과 최대 요구 대역폭을 지정한다. 서로 다른 가상 네트워크의 논리적 링크들이 동일한 물리적 링크와 매핑되어 해당 물리적 링크의 대역폭 자원을 공유할 수 있다.
사용자는 가상 네트워크를 요청할 때 가상 네트워크를 구성하는 각 링크가 제공할 최소 요구 대역폭(Min_Req_bd(VN_i, Link_e))과 최대 요구 대역폭(Max_Req_bd(VN_i, Link_e))을 요청 파라미터로 지정한다. 최소 요구 대역폭은 가상 네트워크를 사용하는 사용자 트래픽이 해당 링크에서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 사용자가 요구하는 최소 보장 대역폭이다. 가상 네트워크 사용자는 해당 링크에 대하여 최소 요구 대역폭 이상은 항상 사용할 수 있기를 원한다. 최대 요구 대역폭은 가상 네트워크를 사용하는 사용자 트래픽이 해당 링크에서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 사용자가 요구하는 최대 대역폭이다. 가상 네트워크 사용자는 최대 요구 대역폭 이상은 사용할 수 없으며, 해당 링크에 여유 대역폭이 남아 있을 경우 최대 요구 대역폭 한도 내에서 추가적인 대역폭을 사용할 수 있기를 원한다.
도 4에서 가상 네트워크 링크에 표시한 괄호 안의 첫 번째 수가 최소 요구 대역폭이며, 두 번째 수가 최대 요구 대역폭을 나타낸다. 또한, SDN 네트워크의 링크에 표시한 수는 해당 링크의 제공 용량이다. 예를 들어, SDN 네트워크 링크 (A, B)의 용량은 10이며, 가상 네트워크 1에 1만큼이 기본적으로 할당되어야 하며, 가상 네트워크 2에 3만큼이 할당되어야 한다. 이때 6만큼의 남는 여유 대역폭은 네트워크 상황에 따라서 가상 네트워크 1 또는 가상 네트워크 2에 추가로 할당할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치가 사용자로부터 새로운 가상 네트워크 생성을 요청 받았을 때의 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 사용자(5)는 본 발명에서 제시하는 시스템을 사용하는 외부 응용 프로그램이나 시스템 등이다. 우선, 사용자(5)는 가상 네트워크 관리장치(4)에 가상 네트워크 생성을 요청한다(510). 요청 정보에는 가상 네트워크의 사용자 정보, 가상 네트워크를 구성하는 논리적 링크 정보, 각 링크의 최소 요구 대역폭과 최대 요구 대역폭 정보, 가상 네트워크에 속하는 플로우 판단 정보 등이 포함된다.
가상 네트워크 관리장치(4)는 VN 정보 맵 저장부(440)에 가상 네트워크 정보를 추가하고, 가상 네트워크 식별자를 부여한다(520). 이어서, 가상 네트워크 관리장치(4)는 VN 링크 미터 맵 저장부(442)에 VN 링크와 미터 관계 정보를 추가한다(530). 가상 네트워크 관리장치(4)는 가상 네트워크의 링크에 대하여 해당하는 SDN 스위치(2)의 미터 테이블에 미터 엔트리를 추가하도록 SDN 컨트롤러(1)에 요청한다(540). SDN 컨트롤러(1)는 이 요청을 SDN 스위치(2)에 전달(550)하고, SDN 스위치(2)는 미터 테이블에 요청 받은 미터 엔트리를 추가한다(560).
단계 520에서, 가상 네트워크 관리장치(4)는 사용자(5)로부터 요청 받은 가상 네트워크를 제공할 수 있는지를 현재 SDN 네트워크 대역폭 사용 상태를 보고 판단할 수 있다. 만일, 요청 받은 가상 네트워크의 각 링크 별로 최소 요구 대역폭만큼 할당할 수 있는 링크 여유 대역폭이 없는 경우에는 요청을 거절할 수 있다. 단계 540에서, 가상 네트워크 관리장치(4)가 요청하는 미터 엔트리에는 폐기 타입 미터 밴드가 포함될 수 있다. 이때 미터 밴드의 적용 전송률은 가상 네트워크의 해당 링크의 최소 요구 대역폭으로 설정한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치가 새로운 플로우 생성 알림을 수신하였을 때 이를 처리하는 프로세스를 도시한 흐름도이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 사용자(5) 또는 SDN 컨트롤러(1)가 새로운 플로우가 생성되었음을 가상 네트워크 관리장치(4)에 알린다(610). 가상 네트워크 관리장치(4)는 플로우가 어느 가상 네트워크에 속하는 플로우인지를 VN 정보 맵을 보고 판단(620)하고, 플로우가 지나가는 가상 네트워크 상의 논리적 링크 경로를 판단한다(630). 그리고 플로우 VN 링크 맵에 플로우와 가상 네트워크 링크와의 관계 정보를 추가한다(640). 이어서, 가상 네트워크 관리장치(4)는 플로우가 지나가는 논리적 링크에 대응하는 각 SDN 스위치의 플로우 테이블에 플로우 엔트리를 추가하도록 SDN 컨트롤러(1)에 요청한다(650). SDN 컨트롤러(1)는 플로우 엔트리 추가 요청을 SDN 스위치(2)에 전달(660)하고, SDN 스위치(2)는 플로우 테이블에 요청 받은 플로우 엔트리를 추가한다(670).
단계 650에서, 가상 네트워크 관리장치(4)가 요청하는 플로우 엔트리에는 플로우 식별정보, 가상 네트워크 링크에 대응하는 미터 ID가 포함된 미터 적용 명령, 플로우의 출력 포트가 포함된 출력 명령이 포함되어 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 네트워크 관리장치가 VN 링크 사용 가능 대역폭을 조정하는 프로세스를 도시한 흐름도이다.
가상 네트워크 관리장치(4)가 VN 링크 별로 사용 가능한 대역폭을 조정하는 프로세스를 설명하기에 앞서, 용어들에 대해 우선 설명한다.
- 링크 용량(Link_Cap(Link_e)): 링크가 제공하는 최대 허용 대역폭
- 링크 사용 누적량(Link_Count(Link_e)): 링크가 생긴 이후로 링크를 사용한 패킷 누적량 및 바이트 누적량
- 링크 여유 대역폭(Link_Surplus_Bd(Link_e)): 링크 용량에서 링크를 사용하는 가상 네트워크들의 최소 요구 대역폭의 합을 차감하고 남은 용량. 링크 여유 대역폭을 가상 네트워크 플로우들이 나누어서 추가로 사용할 수 있다.
- VN 링크 최소 요구 대역폭(Min_Req_bd(VN_i, Link_e)): 가상 네트워크를 사용하는 사용자 트래픽이 해당 링크에서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 사용자가 요구하는 최소 보장 대역폭
- VN 링크 최대 요구 대역폭(Max_Req_bd(VN_i, Link_e)): 가상 네트워크를 사용하는 사용자 트래픽이 해당 링크에서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 사용자가 요구하는 최대 대역폭
- 링크 사용 대역폭(Link_Usage_Bd(Link_e)): 링크 용량 중 가상 네트워크 플로우들이 실제로 사용 중인 대역폭
- 링크 잔여 대역폭(Link_Residual_Bd(Link_e)): 링크 용량에서 가상 네트워크 플로우들이 실제로 사용 중인 대역폭을 제외하고 남아 있는 대역폭. 링크 잔여 대역폭 = 링크 용량 - 링크 사용 대역폭
- 링크 사용 가능 대역폭(Link_Available_Bd(Link_e)): 링크 잔여 대역폭 중에서 가상 네트워크 플로우들이 추가로 사용 가능한 대역폭. 각 가상 네트워크에 대하여 최소 요구 대역폭만큼의 링크 대역폭은 항상 사용할 수 있도록 할당한다. 따라서, 링크 잔여 대역폭이 링크 여유 대역폭보다 크더라도 링크 여유 대역폭만큼만 추가로 사용 가능하다. 링크 사용 가능 대역폭은 다음 수식으로 계산할 수 있다. 예를 들어, 링크 잔여 대역폭이 링크 여유 대역폭보다 작으면 링크 사용 가능 대역폭은 링크 잔여 대역폭이다. 다른 예로, 링크 잔여 대역폭이 링크 여유 대역폭보다 크거나 동일하면 링크 사용 가능 대역폭은 링크 여유 대역폭이다.
- VN 링크 미터 전송률(Meter_Rate(VN_i, Link_e)): 가상 네트워크의 논리적 링크에 대응하는 미터에 적용된 패킷의 최신 전송률. 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 카운터 정보를 수집하여 측정한다. 산출 예를 들면, VN 링크 미터 전송률 = (가장 최신 미터 바이트 수 - 직전 미터 바이트 수) / 카운터 정보 수집 주기이다.
- VN 링크 미터 밴드 폐기율(drop rate)(Meter_Drop_Rate(VN_i, Link_e)): 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 미터 밴드에 적용되어 폐기된 패킷의 전송률. 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 미터 밴드 카운터 정보를 수집하여 측정한다. 산출 예를 들면, VN 링크 미터 밴드 폐기율 = (가장 최신 해당 미터 밴드 바이트 수 - 최신 직전 해당 미터 밴드 바이트 수) / 카운터 정보 수집 주기이다.
- VN 링크 현재 사용 대역폭(VN_Link_Usage_Bd(VN_i, Link_e)): 가상 네트워크의 플로우들이 해당 링크를 현재 실제 사용하고 있는 대역폭. 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 카운터 정보 및 미터 밴드 카운터 정보를 수집하여 측정한다. VN 링크 미터 전송률과 VN 링크 미터 밴드 폐기율 정보로부터 계산할 수 있다. 예를 들어, VN 링크 현재 사용 대역폭 = VN 링크 미터 전송률 - VN 링크 미터 밴드 폐기율이다.
- VN 링크 대역폭 요구량(VN_Link_Bd_Req(VN_i, Link_e)): 링크에 대하여 VN 트래픽을 처리하기 위하여 요구되는 대역폭. 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 카운터 정보를 수집하여 측정한다. VN 링크 미터 전송률로부터 VN 링크 대역폭 요구량을 계산한다. 산출 예를 들면, VN 링크 대역폭 요구량 = 최신 VN 링크 미터 전송률이다. 또 다른 예로 VN 링크 대역폭 요구량을 VN 링크 미터 전송률의 추세를 반영하여 산정할 수도 있다. 산출 예를 들면, VN 링크 대역폭 요구량 = VN 링크 미터 전송률의 지수 이동 평균 (exponentially moving average)이다.
- VN 링크 사용 가능 대역폭(VN_Link_Available_bd(VN_i, Link_e)): 가상 네트워크에 해당하는 트래픽이 해당 링크에서 사용할 수 있도록 설정된 최대 사용 가능 대역폭. 해당 트래픽은 VN 링크 사용 가능 대역폭 이상으로 해당 링크를 사용할 수 없다. 관리부(42)는 주기적으로 VN 링크 사용 가능 대역폭을 조정한다. 관리부(42)는 VN 링크에 대응하는 미터 엔트리의 폐기 형태(Drop Type) 미터 밴드의 밴드 적용 전송률을 VN 링크 사용 가능 대역폭 값으로 수정한다.
- VN 링크 가중치(VN_Link_Weight(VN_i, Link_e)): 각 링크에 대하여 가상 네트워크 별로 중요도를 다르게 부여하기 위하여 가상 네트워크 별로 부여한 '0' 이상의 가중치 값
도 7을 참조하면, 모니터링부(40)는 현재 네트워크 사용 상태 정보를 SDN 컨트롤러(1)에 요청한다(710). 모니터링부(40)는 이를 주기적으로 요청할 수 있다. 현재 네트워크 사용 상태 정보는 링크 용량, 링크 사용 누적량, VN 링크 미터 전송률, VN 링크 미터 밴드 폐기율 등을 포함할 수 있다.
SDN 컨트롤러(1)는 모니터링부(40)의 요청을 SDN 네트워크의 SDN 스위치(2)에 전달한다(720). SDN 스위치(2)는 현재 네트워크 사용 상태 정보를 SDN 컨트롤러(1)에 통보(730)하고, SDN 컨트롤러(1)는 현재 네트워크 사용 상태 정보를 모니터링부(40)에 통보한다(740).
모니터링부(40)는 현재 네트워크 사용 상태 정보를 이용하여 물리 링크 사용 상태 정보와 VN 링크 사용 상태 정보를 계산한다(750). 물리 링크 사용 상태 정보는 물리 링크 사용 대역폭, 물리 링크 잔여 대역폭, 물리 링크 사용 가능 대역폭 등을 포함한다. VN 링크 사용 상태 정보는 VN 링크 현재 사용 대역폭, VN 링크 대역폭 요구량 등을 포함한다. 이어서, 모니터링부(40)는 계산한 물리 링크 사용 상태 및 VN 링크 사용 상태 정보를 관리부(42)에 알린다(760).
일 실시 예에 따른 관리부(42)는 가상 네트워크의 링크 별로 VN 링크 가중치를 계산한다(770). 관리부(42)는 가상 네트워크의 링크 별로 VN 링크 사용 가능 대역폭을 계산한다(780). 그리고 계산한 VN 링크 사용 가능 대역폭 값으로 VN 링크 미터 맵에서 VN 링크의 현재 사용 가능 최대 대역폭을 수정한다(790). 이어서, 관리부(42)는 SDN 컨트롤러(1)에 가상 네트워크의 각 링크에 대한 미터 엔트리에 포함된 폐기 타입의 미터 밴드 적용 전송률에 대한 수정을 요청한다(800). SDN 컨트롤러(1)는 관리부(42)의 요청을 SDN 스위치(2)에 전달한다(810). SDN 스위치(2)는 미터 테이블에서 해당 미터 엔트리에 있는 폐기 타입의 미터 밴드를 수정한다(820).
단계 770에서, VN 링크 가중치를 계산할 때 정적 가중치를 사용하는 방법과 동적 가중치를 사용하는 방법이 있다. 정적 가중치를 사용하는 방법은 네트워크 사용 상태과 관계없이 가상 네트워크들의 VN 링크 가중치들을 고정하여 사용하는 방법이다. 예를 들면, 가상 네트워크의 각 링크에 대한 최대 요구 대역폭을 VN 링크 가중치로 사용하는 방법이 있다.
동적 가중치를 사용하는 방법은 가상 네트워크들의 VN 링크 가중치들을 현재 네트워크 사용 상태에 따라 지속적으로 조정하여 적용하는 방법이다. 예를 들어, 특정한 물리 링크 별로 VN 링크 미터 밴드 폐기율을 해당 물리 링크를 공유하는 각 가상 네트워크의 가중치로 사용하는 방법이 있다. 다음은 VN 링크 가중치를 계산하는 수식이다.
- VN 링크 가중치 = p × VN 링크 미터 밴드 폐기율(drop rate) + (1-p) × VN 링크 정적 가중치
위의 수식에서 p는 동적 네트워크 사용 상태 가중치로서, p는 0과 1 사이의 값을 가질 수 있다. 이렇게 하면, 할당된 사용 가능 대역폭이 부족한 가상 네트워크에 더 많은 여유 대역폭을 할당하게 된다.
단계 780에서, 특정한 가상 네트워크 VN 링크에 대한 VN 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 수식은 다음과 같다.
- VN 링크 추가 사용 가능 대역폭 = 링크 사용 가능 대역폭 × (가상 네트워크 VN 링크 가중치 / 해당 물리 링크를 공유하여 사용하는 가상 네트워크들의 VN 링크 가중치 합)
- VN 링크 사용 가능 대역폭 = VN 링크 최소 요구 대역폭 + VN 링크 추가 사용 가능 대역폭
위의 식에 따르면, 가상 네트워크들은 항상 최소 요구 대역폭 이상의 대역폭을 사용할 수 있으며, 링크에 여유 대역폭이 있는 경우에는 이를 나누어서 추가로 사용할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 발명청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: SDN 컨트롤러 2-1,2-2,2-3,2-4: SDN 스위치
3: SDN 네트워크 4: 가상 네트워크 관리장치
20: 입력 포트 22: 플로우 처리기
24: 미터 26: 출력 포트
28: 플로우 테이블 29: 미터 테이블
40: 모니터링부 42: 관리부
44: 저장부 440: VN 정보 맵 저장부
442: VN 링크 미터 맵 저장부 444: 플로우 VN 링크 맵 저장부

Claims (20)

  1. 소프트웨어 정의 네트워크 자원을 공유하는 가상 네트워크들의 네트워크 사용 상태를 모니터링하는 모니터링부; 및
    가상 네트워크들의 네트워크 사용 상태에 따라 각 가상 네트워크가 사용하는 링크 사용 가능 대역폭을 조정하는 관리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 사용 상태는 가상 네트워크의 링크 별로 링크 용량, 링크 사용 누적량, 가상 네트워크 링크 미터 전송률 및 가상 네트워크 링크 미터 밴드 폐기율을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링부는
    소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러를 통하여 소프트웨어 정의 네트워크 스위치로부터 미터 카운터 정보를 모니터링하여 미터 엔트리 별로 현재 사용중인 대역폭인 가상 네트워크 링크 미터 전송률을 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링부는
    소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러를 통하여 소프트웨어 정의 네트워크 스위치로부터 미터 밴드 별 카운터 정보를 모니터링하여 가상 네트워크의 각 논리적 링크에 매핑된 미터의 미터 밴드에 적용되어 폐기된 패킷의 폐기율인 가상 네트워크 링크 미터 밴드 폐기율을 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 관리부는
    가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크의 사용량 정보를 기초로 하여 소프트웨어 정의 네트워크를 구성하는 각 물리 링크에 대하여 물리 링크를 공유하는 가상 네트워크들의 논리적 링크들이 사용할 수 있는 대역폭인 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 조정하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 관리부는
    각 가상 네트워크가 최소 요구 대역폭 이상의 대역폭을 사용하면서, 네트워크 사용 상태에 따라 여유 링크 대역폭이 있는 경우, 가상 네트워크들이 여유 대역폭을 추가로 나누어서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 별로 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 관리부는
    가상 네트워크 링크 최소 요구 대역폭과 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭을 합산하여 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭은 가상 네트워크 링크 가중치를 물리 링크를 공유하여 사용하는 가상 네트워크들의 가상 네트워크 링크 가중치 합으로 나눈 후, 이를 링크 사용 가능 대역폭과 곱 연산한 결과인 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 관리장치는
    새로운 플로우가 생성되었을 때 그 플로우가 어느 가상 네트워크에 속하는 플로우인지를 판단하기 위한 정보인 플로우 판단 정보를 포함하는 가상 네트워크 정보가 저장되는 가상 네트워크 정보 맵 저장부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 관리장치는
    가상 네트워크를 구성하는 각 논리적 링크에 매핑된 미터 정보와 현재 사용 가능한 대역폭 정보가 저장되는 가상 네트워크 링크 미터 맵 저장부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 관리장치는
    각 플로우가 지나가는 가상 네트워크 링크 정보가 저장되는 플로우 가상 네트워크 링크 맵 저장부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 관리장치.
  12. 소프트웨어 정의 네트워크에서 가상 네트워크 관리장치가 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러를 통해 네트워크 사용 상태를 모니터링하는 단계;
    네트워크 사용 상태에 따라 가상 네트워크의 링크 별로 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 단계; 및
    각 가상 네트워크의 링크 별로 사용하는 링크 사용 대역폭을, 계산된 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭으로 조정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법은
    네트워크 사용 상태로부터 물리 링크 사용 상태 정보와 가상 네트워크 링크 사용 상태 정보를 계산하는 단계; 를 더 포함하며,
    상기 물리 링크 사용 상태 정보는 물리 링크 사용 대역폭, 물리 링크 잔여 대역폭 및 물리 링크 사용 가능 대역폭을 포함하며, 상기 가상 네트워크 링크 사용 상태 정보는 가상 네트워크 링크 사용 대역폭 및 가상 네트워크 링크 대역폭 요구량을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 단계는
    각 가상 네트워크가 최소 요구 대역폭 이상의 대역폭을 사용하면서, 네트워크 사용 상태에 따라 여유 링크 대역폭이 있는 경우, 가상 네트워크들이 여유 대역폭을 추가로 나누어서 사용할 수 있도록 가상 네트워크 별로 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 단계는
    가상 네트워크 링크 최소 요구 대역폭과 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭을 합산하여 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭을 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가상 네트워크 링크 추가 사용 가능 대역폭은 가상 네트워크 링크 가중치를 물리 링크를 공유하여 사용하는 가상 네트워크들의 가상 네트워크 링크 가중치 합으로 나눈 후, 이를 링크 사용 가능 대역폭과 곱 연산한 결과인 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법은
    가상 네트워크의 링크 별로 가상 네트워크 링크 가중치를 계산하는 단계; 및
    계산된 가상 네트워크 링크 가중치를 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭 계산에 반영하는 단계;
    를 더 포함하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 링크 가중치를 계산하는 단계는
    가상 네트워크의 각 링크에 대한 최대 요구 대역폭을 가상 네트워크 링크 가중치로 고정하여 사용하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 링크 가중치를 계산하는 단계는
    네트워크 사용 상태에 따라 가상 네트워크의 가상 네트워크 링크 가중치를 동적으로 계산하되, 물리 링크 별로 가상 네트워크 링크 미터 밴드 폐기율을 해당 물리 링크를 공유하는 각 가상 네트워크의 가중치로 사용하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법은
    계산한 가상 네트워크 링크 사용 가능 대역폭 값으로 가상 네트워크 링크 미터 맵에서 가상 네트워크 링크의 현재 사용 가능 최대 대역폭을 수정하는 단계; 및
    소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러에 가상 네트워크의 각 링크에 대한 미터 엔트리에 포함된 폐기 타입의 미터 밴드 적용 전송률에 대한 수정을 요청하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 네트워크 사용 대역폭 관리방법.
KR1020150131183A 2015-09-16 2015-09-16 소프트웨어 정의 네트워크 기반 가상 네트워크 사용 대역폭 관리 방법 및 가상 네트워크 관리장치 KR20170033179A (ko)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102025426B1 (ko) * 2018-05-11 2019-09-25 한국전자통신연구원 Sdn 기반의 통신 노드에서의 트래픽 과적에 따른 서비스 품질 저하를 해소하기 위한 대역폭 제어 방법 및 장치
KR102053596B1 (ko) * 2018-11-30 2019-12-10 한국과학기술정보연구원 Sdn 기반의 동적 네트워크 트래픽 분석을 통한 네트워크 슬라이싱 방법 및 장치
KR102209022B1 (ko) * 2019-11-07 2021-01-28 광주과학기술원 무선 소프트웨어 정의 네트워크의 제어평면보호방법
EP3737148A4 (en) * 2018-01-02 2021-10-27 China Mobile Communication Co., Ltd Research Institute BANDWIDTH ADJUSTMENT METHOD AND APPARATUS
KR102322454B1 (ko) * 2020-04-28 2021-11-05 고려대학교 산학협력단 프로그래밍 가능한 네트워크 가상화에서의 모니터링 방법 및 시스템
KR102322451B1 (ko) * 2020-05-19 2021-11-05 고려대학교 산학협력단 네트워크 하이퍼바이저 및 이를 이용한 컨트롤 채널 대역폭 할당 방법
KR20220157664A (ko) * 2021-05-21 2022-11-29 국방과학연구소 플로우 패킷을 처리하는 전자 장치의 동작 방법 및 이를 지원하는 전자 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3737148A4 (en) * 2018-01-02 2021-10-27 China Mobile Communication Co., Ltd Research Institute BANDWIDTH ADJUSTMENT METHOD AND APPARATUS
KR102025426B1 (ko) * 2018-05-11 2019-09-25 한국전자통신연구원 Sdn 기반의 통신 노드에서의 트래픽 과적에 따른 서비스 품질 저하를 해소하기 위한 대역폭 제어 방법 및 장치
US10673523B2 (en) 2018-05-11 2020-06-02 Electronics And Telecommunications Research Institute Bandwidth control method and apparatus for solving service quality degradation caused by traffic overhead in SDN-based communication node
KR102053596B1 (ko) * 2018-11-30 2019-12-10 한국과학기술정보연구원 Sdn 기반의 동적 네트워크 트래픽 분석을 통한 네트워크 슬라이싱 방법 및 장치
KR102209022B1 (ko) * 2019-11-07 2021-01-28 광주과학기술원 무선 소프트웨어 정의 네트워크의 제어평면보호방법
KR102322454B1 (ko) * 2020-04-28 2021-11-05 고려대학교 산학협력단 프로그래밍 가능한 네트워크 가상화에서의 모니터링 방법 및 시스템
KR102322451B1 (ko) * 2020-05-19 2021-11-05 고려대학교 산학협력단 네트워크 하이퍼바이저 및 이를 이용한 컨트롤 채널 대역폭 할당 방법
KR20220157664A (ko) * 2021-05-21 2022-11-29 국방과학연구소 플로우 패킷을 처리하는 전자 장치의 동작 방법 및 이를 지원하는 전자 장치

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