KR20170044314A

KR20170044314A - 네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170044314A
Application number: KR1020150143843A
Authority: KR
Inventors: 김근현
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2017-04-25
Also published as: KR102165237B1

Abstract

네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법 및 장치를 개시한다.
EPC(Evolved Packet Core) 네크워크에서 라우팅 정책정보에 근거하여 선택된 게이트웨이(GW-D)를 포함하는 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 설정하고, 서비스 별 트래픽 라우팅 경로에 따라 단말 트래픽이 전송되도록 제어하는 네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법 및 장치{Method and Apparatus for Routing Traffic Based on Service in Network Environment}

본 실시예는 EPC 네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법 및 장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

스마트폰의 보급과 데이터 트래픽의 사용 요구 증가에 따라, 이동통신 사업자는 증대된 데이터 트래픽을 수용하기 위해 시스템 부하나 영향을 고려하여 설비 및 기술 투자를 진행하고 있다. 이러한 추세에 따라 옥내 브로드밴드 망을 통해 이동통신 핵심망(Core Network)에 접속하도록 초소형 기지국을 옥내외에 설치하여 이동통신 서비스를 제공하는 방법이 제안되고 있다. 특히 차세대 네트워크 시스템에서는 높은 데이터 전송률에 대한 요구를 충족시키고, 다양한 서비스의 안정적인 제공을 위하여 그 대안으로서 여러 개의 작은 크기의 다중 셀(펨토셀; Femto Cell)들을 배치하는 방법이 제시되고 있다.

펨토셀을 관장하는 초소형 기지국을 옥내용 기지국 또는 펨토(Femto) 기지국이라고 부른다. 이처럼 셀의 크기를 줄임으로써 높은 주파수 대역을 사용하면 차세대 네트워크 시스템의 효율을 높일 수 있다. 또한, 작은 크기의 셀을 여러 개 사용하는 것은 주파수 재사용 횟수를 늘린다는 측면에서 유리하다. 또한, 기존에 하나의 기지국이 전체 셀 영역을 커버할 때 발생하였던 전파 감쇄로 인한 채널 상황 악화 문제, 음영지역 사용자에 대한 서비스 불능 문제 등을 개선시킬 수 있다는 점에서 작은 크기의 다중 셀들을 통한 서비스 방법이 장점을 갖는다. 이러한 이점들을 바탕으로 기존의 매크로셀(옥외용 기지국이 관장하는 셀 영역; Macro-cell)과 펨토셀들을 결합한 방식이 대두되고 있다.

한편, LTE(Long Term Evolution)는 접속망(Access Network)에 대한　고속 대용량(High Data Rate), 저지연(Low-latency), 패킷 최적화된 무선 접속(Packet Optimized Radio Access)의 요구조건을 실현하기 위한 네트워크이다. 이는 기존 3GPP/non-3GPP의 접속망에 대한　역호환성(Backward Compatibility)을　보장하면서 고속의　리치 미디어(Rich Media)를 수용하기 위해 고안되었다. LTE는 서비스품질(OoS: Quality of Service) 관리 기능을 강화하여 실시간 서비스(예컨대 음성통신, 화상통신) 및 비실시간 서비스(예컨대 웹브라우징, Store and Forward 데이터 전송)에 대해 차별된　QoS를 제공함으로써, 네트워크 리소스의 효율성을 제고하였다. 또한, 스마트 안테나 기술(즉 MIMO)을 도입함으로써 무선통신을 위한 대역폭을 확장하였다.

LTE의 코어망이라 할 수 있는 EPC(Evolved Packet Core) 망에서는, eNodeB <-> MME(Mobility Management Entity), MME <-> S-GW(Serving Gateway) 그리고 S-GW <-> P-GW(Packet Data Network Gateway) 간에 유기적으로 동작하여 음성 및 데이터 처리를 위한 호 처리를 수행한다.

LTE의 코어망에서 SGW 및 PGW는 인접노드와 GTPc, Diameter 등의 시그널링 처리 제어 영역(Control Plane)과 단말의 트래픽을 포워딩하는 데이터 영역(Data Plane)이 하나의 노드(Node)에서 결합되어 처리되고 있다. 이에 따라, 단말기 및 가입자의 특성 또는 이용 서비스 별로 트래픽 경로를 이원화하기 어렵다. 주요 APN(Access Point Name) 별로 PGW를 분리하여 LTE의 코어망 내에서 트래픽을 분산하거나, 가입자, 요금제 및 서비스 별로 하나의 PGW에서 QoS/대역폭 제어하는 SGW 및 PGW의 운용은 가능하다. 그러나, 하나의 동일한 PGW를 활용하므로 각 서비스 별 라우팅 경로 제어는 불가능하다. 실제로 각 서비스 별로 APN을 할당하여 운용하려면, 단말기부터 LTE의 코어망의 EPC 시스템 전반에 대한 수정이 필요하다.

본 실시예는 EPC(Evolved Packet Core) 네크워크에서 라우팅 정책정보에 근거하여 선택된 게이트웨이(GW-D)를 포함하는 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 설정하고, 서비스 별 트래픽 라우팅 경로에 따라 단말 트래픽이 전송되도록 제어하는 네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법 및 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 트래픽 라우팅 제어장치가 이동통신망의 코어(Core) 네크워크에서 서비스 기반으로 트래픽을 라우팅하는 방법에 있어서, 정책제어장치가 생성한 라우팅 정책정보를 획득하는 정책 획득과정; 상기 라우팅 정책정보에 근거하여 각각의 서비스 별로 단말 트래픽을 포워딩하기 위한 데이터 게이트웨이를 선택하는 선택과정; 및 선택된 상기 데이터 게이트웨이를 이용하여 서비스 별로 트래픽 라우팅 경로를 결정하고, 상기 트래픽 라우팅 경로에 따라 상기 서비스 별로 상기 단말 트래픽이 처리되도록 상기 데이터 게이트웨이로 제어 메시지를 전송하는 라우팅 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법을 제공한다.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 이동통신망의 코어 네크워크에서 서비스 기반으로 트래픽을 라우팅하는 장치에 있어서, 정책제어장치가 생성한 라우팅 정책정보를 획득하고, 상기 라우팅 정책정보에 근거하여 각각의 서비스 별로 단말 트래픽을 포워딩하기 위해 선택된 데이터 게이트웨이를 이용하여 서비스 별로 트래픽 라우팅 경로를 결정하고, 상기 트래픽 라우팅 경로에 따라 상기 서비스 별로 상기 단말 트래픽이 처리되도록 상기 데이터 게이트웨이로 제어 메시지를 전송하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 제어장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 라우팅 정책정보에 근거하여 결정된 트래픽 라우팅 경로에 따라 서비스 별로 단말 트래픽을 처리함으로써, 트래픽 처리에 따른 서비스 이동성(Service Mobility)에 대한 시그널링을 최소화할 수 있다. 또한, 서비스 별로 네트워크 서비스를 차별화하여, 트래픽의 흐름을 원활하게 하고 게이트웨이의 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템 내에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅을 처리하는 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템 내에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅을 처리하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

본 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템은 EPC GW-D(120, 125), EPC GW-C(130), MME(Mobility Management Entity, 140), PCRF(Policy and Charging Rules Function, 143), CS(Charging System, 146) 및 SDN(Software Defined Networking) 컨트롤러(150)를 포함하여 구성된다.

종래의 EPC 네트워크 시스템에서 SGW(Serving Gateway, 이하 'SGW'로 약칭함) 및 PGW(PDN Gateway, 이하 'PGW'로 약칭함)는 제어 영역(Control Plane)과 데이터 영역(Data Plane)의 기능을 동시에 수행하였다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템에서는 제어 영역과 데이터 영역을 분리한다. 즉, EPC 네트워크 시스템은 제어 영역의 기능을 수행하는 SGW 및 PGW로 구성된 EPC GW-C(130)와 데이터 영역의 기능을 수행하는 SGW 및 PGW로 구성된 EPC GW-D(120, 125)로 구분된다. EPC 네트워크 시스템은 GW-C(130)와 GW-D(120, 125)는 SDN 컨트롤러(150)를 중심으로 역할이 분리된다.

EPC GW-D(120, 125)는 데이터 영역 내에 존재하는 게이트웨이로서, 데이터 영역 내에서 단말들의 트래픽을 포워딩하거나 라우팅하는 등 트래픽의 경로를 제어하는 역할을 한다. 여기서, EPC GW-D(120, 125)는 SGW(SGW-D)와 PGW(PGW-D)로 구성되는데, SGW(SGW-D)와 PGW(PGW-D)가 결합된 형태로 구성되거나 각각 분리된 형태로 구성될 수 있다.

SGW는 무선접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNB(110)와 PGW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNB(110)가 서비스하는 영역 여러 개에 걸쳐 이동(예컨대, 핸드오버 등)하는 경우, SGW는 그 이동의 앵커 포인트(Anchor Point)의 역할을 할 수 있다.

PGW는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(Termination Point)에 해당한다. PGW는 정책 집행 특징(Policy Enforcement Features), 패킷 필터링(Packet Filtering), 과금 지원(Charging Support), 합법적 감청(Lawful Interception), 단말 IP 할당(UE IP Allocation), 패킷 스크리닝(Packet Screening) 등의 기능을 수행한다. 또한, 3GPP 네트워크와 non-3GPP 네트워크(예를 들어, IWLAN(Interworking Wireless Local Area Network)와 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 한다.

EPC GW-D(120)는 Access 망을 통하여 eNB(110)와 연결되어 단말(170)에 패킷 데이터 등을 전달할 수 있다. EPC GW-D(125)는 eNB(110)와 Access 망을 통하여 연결되는 EPC GW-D(120)와 백홀(Backhaul)망(160)으로 연결되어 단말(173)에 패킷 데이터 등을 전달할 수 있으며, IP 백본(Backbone)망(165)으로 단말(176)과 연결되어 패킷 데이터 등을 전달할 수 있다.

한편, EPC GW-C(130)는 제어 영역(Control Plane) 내에 존재하는 게이트웨이로서, 제어 영역 내에서 시그널링(Signaling)을 이용하여 가입자 자원(Resource) 및 이동성(Mobility)을 관리하는 역할을 한다. 여기서, EPC GW-C(130)는 SGW(SGW-C)와 PGW(PGW-C)로 구성되는데, SGW(SGW-C)와 PGW(PGW-C)가 결합된 형태로 구성되거나 각각 분리된 형태로 구성될 수 있다.

EPC GW-C(130)는 MME(140), PCRF(143), CS(146)과 연결된다. MME(140)는 단말의 네트워크 연결과 관련된 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(Tracking), 페이징(Paging), 로밍(Roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. EPC GW-C(130)는 MME(140)로부터 가입자 및 세션 관리와 관련된 정보를 수신한다.

EPC GW-C(130)는 EPC GW-C(130)는 PCRF(143)로부터 단말 트래픽의 경로를 제어하기 위한 라우팅 정책정보를 수신한다. 여기서, EPC GW-C(130)는 PCRF(143)로부터 기 설정된 주기로 라우팅 정책정보를 수신할 수 있다. 그러나, EPC GW-C(130)는 가입자 정보를 포함하는 정책 요청 메시지를 PCRF(143)로 전송하고, 이에 대한 응답신호로 라우팅 정책정보를 포함하는 정책 응답 메시지를 수신할 수도 있다.

PCRF(143)는 단말에게 적용할 정책(Policy), 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 등을 관리하는 요소이다.

PCRF(143)는 가입자 정보, 요금제 정보, 단말 상태정보 및 서비스 관련정보등을 고려하여 라우팅 정책정보를 생성하고, 생성된 라우팅 정책정보를 EPC GW-C(130)로 전송한다.

PCRF(143)는 라우팅 경로를 제어하기 위한 라우팅 정책정보를 생성하는 정책제어장치로서, 생성된 라우팅 정책정보를 EPC GW-C(130)로 전송한다. 라우팅 정책정보를 생성하는 데 고려되는 요소들은 가입자를 구별하기 위한 식별정보(예: IMSI(International Mobile Subscriber Identify), MIN(Mobile Identify Number) 및 MDN(Mobile Diretory Number))를 포함하는 가입자 정보, 가입자의 단말기(170, 173, 176)가 사용하고 있는 요금제에 대한 요금제 정보, 단말기(170, 173, 176)의 전원, 분실 및 위치 상태에 대한 단말 상태정보 및 단말기(170, 173, 176)에서 사용하는 서비스(예: 음성 서비스, 영상 서비스, 웹 서비스 등)의 종류에 대한 서비스 관련정보 등이 있다.

PCRF(143)는 기 설정된 주기로 라우팅 정책정보를 EPC GW-C(130)로 전송할 수 있다. 그러나 EPC GW-C(130)로부터 가입자 정보를 포함하는 정책 요청 메시지가 수신되는 경우, 이에 대한 응답신호로 정책 응답 메시지에 라우팅 정책정보를 포함하여 EPC GW-C(130)로 전송할 수도 있다. EPC GW-C(130)는 PCRF(143)로부터 단말 트래픽의 경로를 제어하기 위한 라우팅 정책정보를 수신한다.

CS(146)는 단말에게 과금할 과금정보를 관리하는 요소이다. EPC GW-C(130)는 CS(146)로부터 과금정보를 수신한다. 또한, EPC GW-C(130)는 MME(140), PCRF(143), CS(146)로부터 수신한 정보를 관리하며, SDN 컨트롤러(150)와 연결되어 수신한 정보를 전달한다.

SDN 컨트롤러(150)는 EPC GW-C(130)로부터 수집된 라우팅 정책정보를 획득하고, 획득한 라우팅 정책정보에 근거하여 각각의 서비스 별로 단말 트래픽을 포워딩하기 위한 EPC GW-D(120, 125, 126)을 선택한다. 여기서, 라우팅 정책정보는 가입자 정보, 요금제 정보, 단말 상태정보, 서비스 관련정보 등을 고려하여 생성된 정책정보를 의미한다.

SDN 컨트롤러(150)는 라우팅 정책정보에 근거하여 오픈 플로우(Open Flow)를 통해 GW-D(120, 125, 126)로부터 수집된 조건정보를 고려하여 GW-D(120, 125, 126)를 선택한다. 여기서, 오픈 플로우란, SDN(Software Defined Networking)의 통신 프로토콜로서, SDN 스위치(미도시)의 패킷 포워딩 기능과 제어 기능을 표준 인터페이스로 분리하여 두 기능 간의 통신을 위한 프로토콜을 제공한다.

SDN 컨트롤러(150)는 오픈 플로우(Open Flow)를 이용하여 EPC GW-D(120, 125, 126) 각각에 대한 상태 메시지를 기 설정된 간격마다 수신하거나, EPC GW-D(120, 125, 126)의 상태를 기 설정된 간격마다 파악하여 라우팅 정책정보에 따른 트래픽 라우팅 경로를 결정한다. SDN 컨트롤러(150)는 라우팅 정책정보에 포함된 단말의 요금제 정보, 이동성 지원정보, 서비스 종류 정보 등의 조건정보를 고려하여 선택된 GW-D(120, 125, 126)를 경유하여 단말 트래픽이 처리되도록 서비스 별로 최적의 트래픽 라우팅 경로를 결정한다.

SDN 컨트롤러(150)는 트래픽 라우팅 경로에 따라 각각의 서비스 별로 단말 트래픽이 전송되도록 GW-D(120, 125, 126)로 제어 메시지를 전송한다. 여기서, SDN 컨트롤러(150)는 오픈 플로우를 이용하여 트래픽 라우팅 경로를 포함하는 제어 메시지를 GW-D(120, 125, 126)로 전송한다.

본 실시예에 따른 SDN 컨트롤러(150)는 결정된 트래픽 라우팅 경로에 따라 각각의 서비스 별로 단말 트래픽이 전송되도록 GW-D(120, 125, 126)로 제어 메시지를 전송하는 프로세서를 포함하는 트래픽 라우팅 제어장치로 구현될 수 있다.

도 2는 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템 내에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅을 처리하는 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

MME(140)는 세션 생성 요청(Create Session Request) 메시지를 GW-C(130)로 전송한다(S210). 세션 생성 요청 메시지는 EPS(Evolved Packet System) 베어러 식별자(EBI) 및 단말의 가입 정보를 포함할 수 있다. 단말의 가입 정보는 가입 QoS 프로파일을 포함할 수 있다. MME(140)는 단말로부터 접속요청 메시지를 수신하는 경우, 가입자 인증 절차 및 보안 절차를 진행하여 단말을 등록시킨다. 이후, MME(140)는 가입 정보를 이용하여 EPS 세션 및 기본 베어러를 설정함으로써 단말이 가입한 서비스 품질(QoS)을 제공할 수 있도록 네트워크 및 무선 자원을 할당해야 한다. 따라서 MME(140)는 세션 생성 요청 메시지를 GW-C(130)로 전송한다.

GW-C(130)는 규칙 할당 요청(CCR, Credit Control Request) 메시지를 PCRF(143)로 전송한다(S220). GW-C(130)는 PCRF(143)로 단말의 가입 정보를 전달하여 사업자의 정책에 맞는 자원 할당에 대한 승인(Authorization)을 받아야 하기 때문이다.

PCRF(143)는 GW-C(130)로부터 수신한 정책 요청 메시지 내에 포함된 가입 정보를 기반으로 라우팅 정책정보를 생성한다. 라우팅 정책정보를 생성함에 있어서, 가입자 정보, 요금제 정보, 단말 상태정보, 서비스 관련정보 등이 고려된다.

PCRF(143)는 생성된 라우팅 정책정보가 포함된 정책 응답(CCA, Credit Control Answer) 메시지를 GW-C(130)로 전송한다(S230).

정책 응답 메시지를 수신한 GW-C(130)는 세션 생성 응답(Create Session Response) 메시지를 MME(140)로 전송한다(S240). MME(140)가 세션 생성 응답 메시지를 수신하는 경우, MME(140)는 단말로 접속수락 메시지를 전송하며 이로써 단말과 GW-C(130) 간의 접속이 완료된다.

MME(140)는 이후 eNB 및 GW-C(130) 간의 베어러를 설정하기 위해, MME(140)는 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 GW-C(130)로 전송한다(S250).

베어러 수정 요청 메시지를 수신한 GW-C(130)는 SDN 컨트롤러(150)와 연결된다(S260). 이 때, 연결은 REST 프로토콜 또는 IPC 프로토콜을 이용한 N/B(North Bound) 인터페이스(Interface)를 이용할 수 있다. SDN 컨트롤러(150)는 GW-C(130)로부터 수집된 라우팅 정책정보를 획득한다. GW-C(130)와 SDN 컨트롤러(150)는 라우팅 정책정보와 별도로 MSISDN(Mobile Station International ISDN Number), eNB IP 주소, 베어러 식별자 등을 송수신할 수 있다.

SDN 컨트롤러(150)는 오픈 플로우(160)를 이용한 S/B(South Bound) 인터페이스를 이용하여 GW-D(120)와 연결된다(S270). SDN 컨트롤러(150)는 오픈 플로우(Open Flow) 기반으로 라우팅 정책정보에 근거하여 결정된 트래픽 라우팅 경로를 포함하는 제어 메시지를 GW-D(120)로 전송한다. SDN 컨트롤러(150)와 GW-D(120)는 S/B 인터페이스를 이용하여 플로우의 등록, 변경 또는 삭제를 요구하는 Flow Modify 메세지를 송수신할 수 있다.

GW-C(130), SDN 컨트롤러(150) 및 GW-D(120)의 연결이 완료된 경우, GW-C(130)는 MME(140)로 베어러 수정 응답(Modify Bearer Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다(S280). 이에 따라 트래픽 라우팅 경로를 적용하여 eNB 및 GW-C 간의 베어러 연결이 설정된다.

도 3은 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 환경에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법을 나타낸 순서도이다.

GW-C(130)는 PCRF(143)로부터 라우팅 정책정보를 수신하고(S310), 수신한 라우팅 정책정보를 SDN-C(150)으로 전송한다. GW-C(130)는 PCRF(143)와 연동하여 가입자 정보, 요금제 정보, 단말 상태정보, 서비스 관련정보 등을 고려하여 생성된 라우팅 정책정보를 수신한다. GW-C(130)는 수신된 라우팅 정책정보를 APN 별로 분류하여 각각의 APN에 대한 시그널링 처리를 수행한다.

GW-C(130)는 라우팅 정책정보를 PCRF(143)로부터 직접 수신하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, PCRF(143)로부터 라우팅 정책에 대한 식별정보(예: PCRF Rule Name)만을 수신하고, 필요시 별도로 구현된 정책 데이터베이스(미도시)로부터 식별정보에 대응하는 라우팅 정책정보를 추출하여 수신할 수도 있다.

SDN-C(150)는 GW-C(130)로부터 라우팅 정책정보를 획득하고(S320), 획득한 라우팅 정책정보에 근거하여 GW-D(120, 125, 126)를 선택한다(S330).

SDN-C(150)는 라우팅 정책정보에 근거하여 각각의 서비스 별로 단말 트래픽을 포워딩하기 위한 GW-D(120, 125, 126)를 선택한다. GW-D(120, 125, 126)의 선택에는 단말기(170, 173, 176)와 GW-D(120, 125, 126)의 거리정보, 과부하 상태정보, 접속 단말 수 정보 등의 조건정보가 고려된다. 즉, SDN-C(150)는 라우팅 정책정보에 근거하여 오픈 플로우(Open Flow)를 통해 GW-D(120, 125, 126)로부터 수집된 조건정보를 고려하여 GW-D(120, 125, 126)를 선택한다.

SDN-C(150)는 선택된 GW-D(120, 125, 126)를 이용하여 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 결정한다(S340). SDN-C(150)는 라우팅 정책정보를 기초로 GW-D(120, 125, 126)를 이용하여 단말 트래픽이 처리되도록 서비스 별 최적의 트래픽 라우팅 경로를 결정한다. 트래픽 라우팅 경로의 선택에는 단말의 요금제 정보, 이동성 지원정보, 서비스 종류 정보 등의 조건정보가 고려된다.

SDN-C(150)는 GW-D(120, 125, 126) 각각에서 기 설정된 APN 별로 분리하여 단말 트래픽이 처리되도록 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 설정한다.

또한, SDN-C(150)는 단말 트래픽의 서비스 별로 GW-D(120, 125, 126)의 트래픽 처리량, 부가가치서비스(VAS: Value-added Services) 서버 연동 여부, 과금 및 패킷분석 여부를 고려하여 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 설정한다. 예를 들어, SDN-C(150)는 단말 트래픽의 서비스가 부가가치서비스(VAS) 서버 연동이 불필요한 경우, 부가가치서비스(VAS) 서버 연동하지 않는 GW-D(120, 125, 126)만을 이용하여 트래픽 라우팅 경로를 설정한다. 한편, SDN-C(150)는 단말 트래픽의 서비스가 과금 및 패킷분석이 필요로 하는 서비스인 경우, 과금 및 패킷분석 가능한 장치와 연동하는 GW-D(120, 125, 126)을 포함하는 트래픽 라우팅 경로를 설정할 수 있다.

SDN-C(150)는 서비스 별로 트래픽 라우팅 경로를 설정함에 따라, 하나의 단말기에서 송신된 단말 트래픽에 대해서, 음성 서비스, 영상 서비스 및 웹 서비스 등의 각각의 서비스마다 서로 다른 GW-D(120, 125, 126)를 경유하도록 설정된 트래픽 라우팅 경로를 결정할 수 있다.

SDN-C(150)는 단말기가 가입된 요금제, 이동성 지원여부, 서비스 종류(예: 음성 서비스, 영상 서비스, 웹서비스 등)에 따라 설정된 트래픽 라우팅 경로를 통해 단말 트래픽을 처리하기 위한 시그널링을 최소화할 수 있다. 또한, SDN-C(150)는 단말 트래픽을 서비스 별로 서로 다른 경로를 경유하도록 함으로써, 서비스 종류에 따른 네트워크 서비스를 차별화하여 제공할 수 있다.

SDN-C(150)는 트래픽 라우팅 경로에 따라 각각의 서비스 별로 단말 트래픽이 전송되도록 게이트웨이(GW-D)로 제어 메시지를 전송한다(S350). 여기서, SDN-C(150)는 오픈 플로우(Open Flow)를 이용하여 트래픽 라우팅 경로에 해당하는 GW-D(120, 125, 126) 각각으로 트래픽 라우팅 경로를 포함하는 제어 메시지를 전송한다.

도 4는 본 실시예에 따른 EPC 네트워크 시스템 내에서 서비스 기반의 트래픽 라우팅을 처리하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다.

SDN-C(150)는 라우팅 정책정보에 근거하여 설정된 트래픽 라우팅 경로에 따라 단말 트래픽이 전송되도록 제어한다. 도 4에 도시된 바와 같이, SDN-C(150)가 라우팅 정책정보에 근거하여 제1 트래픽 라우팅 경로(410) 및 제2 트래픽 라우팅 경로(410)를 설정하는 동작을 설명하도록 한다.

SDN-C(150)는 가입자가 특정 프리미엄 요금제에 가입되어 있고, 데이터 APN을 이용하는 동영상 및 웹 서비스에 대한 라우팅 정책정보를 획득한다. 여기서, 특정 프리미엄 요금제는 사용 서비스의 최적화를 위해 부가가치서비스 서버(180)를 이용하여 최적의 서비스를 제공하는 요금제를 의미한다.

SDN-C(150)는 획득한 라우팅 정책정보에 근거하여 특정 프리미엄 요금제 및 동영상 및 웹 서비스에 따라 서비스 최적화가 가능한 부가가치서비스 서버(180)를 경유하도록 제1 트래픽 라우팅 경로(410)를 설정한다. 한편, SDN-C(150)는 특정 프리미엄 요금제에 따른 과금 및 패킷분석(DPI)을 위해 GW-D(120, 125)를 포함하는 제1 트래픽 라우팅 경로(410)를 설정한다.

SDN-C(150)는 설정된 제1 트래픽 라우팅 경로(410)를 포함하는 제어 메시지를 GW-D(120, 125)와 부가가치서비스 서버(180) 각각으로 전송하여 동영상 및 웹 서비스에 대한 단말 트래픽이 제1 트래픽 라우팅 경로(410)를 경유하도록 한다.

한편, SDN-C(150)는 가입자가 일반 정액 요금제에 가입되어 있고, IMS APN을 이용하는 무료 제공 서비스에 대한 라우팅 정책정보를 획득한다. 여기서, 일반 적액 요금제는 데이터 사용량 및 과금에 대한 제한이 없는 요금제를 의미한다.

SDN-C(150)는 획득한 라우팅 정책정보에 근거하여 과금 처리 및 패킷분석(DPI)가 필요없고, 최적화가 가능한 부가가치서비스 서버(180)를 경유하지 않도록 GW-D(120, 126)을 포함하는 제2 트래픽 라우팅 경로(420)를 설정한다. SDN-C(150)는 설정된 제2 트래픽 라우팅 경로(420)를 포함하는 제어 메시지를 GW-D(120, 126) 각각으로 전송하여 무료 제공 서비스에 대한 단말 트래픽이 제2 트래픽 라우팅 경로(420)를 경유하도록 한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 EPC 네크워크에서 트래픽을 제어하는 분야에 적용되어, 트래픽 처리에 따른 서비스 이동성(Service Mobility)에 대한 시그널링을 최소화할 수 있고, 서비스 별로 네트워크 서비스를 차별화하여 트래픽의 흐름을 원활하게 하며, 게이트웨이의 부하를 줄일 수 있는 효과를 발생하는 유용한 발명이다.

110: eNB 120, 125, 126: EPC GW-D
130: EPC GW-C 140: MME
143: PCRF 146: CS
150: SDN 컨트롤러 160: 백홀망
165: IP 백본망 170, 173, 176: 단말기

Claims

트래픽 라우팅 제어장치가 이동통신망의 코어(Core) 네크워크에서 서비스 기반으로 트래픽을 라우팅하는 방법에 있어서,
정책제어장치가 생성한 라우팅 정책정보를 획득하는 정책 획득과정;
상기 라우팅 정책정보에 근거하여 각각의 서비스 별로 단말 트래픽을 포워딩하기 위한 데이터 게이트웨이를 선택하는 선택과정; 및
선택된 상기 데이터 게이트웨이를 이용하여 서비스 별로 트래픽 라우팅 경로를 결정하고, 상기 트래픽 라우팅 경로에 따라 상기 서비스 별로 상기 단말 트래픽이 처리되도록 상기 데이터 게이트웨이로 제어 메시지를 전송하는 라우팅 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 정책 획득과정은,
제어 게이트웨이의 요청에 따라 상기 정책제어장치로부터 수집된 상기 라우팅 정책정보를 상기 제어 게이트웨이로부터 획득하되, 상기 라우팅 정책정보는 가입자 정보, 요금제 정보, 단말 상태정보 및 서비스 관련정보 중 적어도 하나 이상의 조건정보에 근거하여 APN(Access Point Name) 별로 분류된 정책정보인 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 선택과정은,
단말기와 상기 데이터 게이트웨이 간의 거리, 과부하 상태 및 접속 단말 수 중 적어도 하나의 조건정보에 근거하여 각각의 서비스 별로 상기 데이터 게이트웨이를 선택하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 라우팅 과정은,
상기 라우팅 정책정보에 포함된 단말의 요금제 정보, 이동성 지원정보, 서비스 종류 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말 트래픽이 선택된 상기 데이터 게이트웨이를 경유하여 처리되도록 상기 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 라우팅 과정은,
상기 데이터 게이트웨이 각각에서 기 설정된 APN 별로 분리하여 상기 단말 트래픽이 처리되도록 상기 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 라우팅 과정은,
상기 데이터 게이트웨이의 서비스 별 트래픽량, VAS(Value-added Services) 서버 연동 여부, 과금 및 패킷분석 여부 중 적어도 하나의 정보에 근거하여 상기 서비스 별 트래픽 라우팅 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 라우팅 과정은,
하나의 단말기의 송신된 단말 트래픽을 음성 서비스, 영상 서비스 및 웹 서비스 각각의 서비스 별로 서로 다른 데이터 게이트웨이를 경유하도록 상기 트래픽 라우팅 경로를 결정하고, 오픈 플로우(Open Flow)를 이용하여 상기 트래픽 라우팅 경로에 해당하는 상기 데이터 게이트웨이 각각으로 상기 제어 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 방법.
이동통신망의 코어 네크워크에서 서비스 기반으로 트래픽을 라우팅하는 장치에 있어서,
정책제어장치가 생성한 라우팅 정책정보를 획득하고, 상기 라우팅 정책정보에 근거하여 각각의 서비스 별로 단말 트래픽을 포워딩하기 위해 선택된 데이터 게이트웨이를 이용하여 서비스 별로 트래픽 라우팅 경로를 결정하고, 상기 트래픽 라우팅 경로에 따라 상기 서비스 별로 상기 단말 트래픽이 처리되도록 상기 데이터 게이트웨이로 제어 메시지를 전송하는 프로세서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 기반의 트래픽 라우팅 제어장치.