KR20180034554A

KR20180034554A - (s)gi-lan에서의 mtc 서비스 선택

Info

Publication number: KR20180034554A
Application number: KR1020187005436A
Authority: KR
Inventors: 마이클 에프. 스타시닉; 아메드 모하메드; 칭 리
Original assignee: 콘비다 와이어리스, 엘엘씨
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-04-04
Also published as: WO2017023741A1; KR102050181B1; CN107925620A; EP3329643A1; US20210176166A1; JP6623279B2; US20180227221A1; US10965588B2; JP2018528664A; CN107925620B

Abstract

본원에 기술되는 바와 같이, 네트워크 및/또는 (S)Gi-LAN이 메타데이터에 기초하여 트래픽 스티어링 결정을 할 수 있도록, 사용자 장비(UE)를 비롯한, 3GPP 네트워크 내의 다양한 노드들이 상향링크 트래픽에 메타데이터를 삽입하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, (S)Gi-LAN 내의 서비스들이 보다 잘 이용될 수 있도록, UE는 그의 상향링크 트래픽에 메타데이터를 삽입할 수 있다. 일 실시예에서, (S)Gi-LAN 내의 서비스들이 보다 잘 이용될 수 있도록, 네트워크 노드들은 UE에 직접 관련되고 UE가 상향링크 데이터를 송신하기 위해 사용하고 있는 네트워크 노드들의 동작 상태들에 관련된 메타데이터를 삽입할 수 있다.

Description

(S)GI-LAN에서의 MTC 서비스 선택

관련 출원들의 상호 참조

본 출원은 2015년 7월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/199,645호 - 그 개시내용은 이로써 참조에 의해 그 전체가 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 의 이익을 주장한다.

도 1을 참조하면, (S)Gi-LAN(102)은 모바일 코어 네트워크(101)의 GGSN(GPRS(General Packet Radio Service) Support Node) 또는 P-GW(PDN Gateway)(간단함을 위해, 일괄하여 GGSN/P-GW(104) 또는 P-GW/GGSN(104)이라고 지칭될 수 있음)와 인터넷(103) 사이에 있는 패킷 데이터 네트워크(packet data network)(PDN)를 지칭한다. (S)Gi-LAN(102)은 모바일 네트워크 사업자(Mobile Network Operator)(MNO)의 제어 하에 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상향링크 데이터 패킷들이 (S)Gi-LAN(102)을 이탈(leave)할 때, 패킷들은 더 이상 MNO의 제어 하에 있지 않으며 패킷들은 일반적으로 공중 인터넷(public Internet)(103)으로 간 것으로 간주될 수 있다. (S)Gi-LAN(102)은 부가 가치 서비스(Value Added Service)(VAS)들을 포함할 수 있다. VAS들의 예들은 NAT(Network Address Translation)들, 방화벽들, 비디오 압축, 데이터 압축, 로드 밸런서(load balancer)들, HTTP 헤더 강화 기능(HTTP Header Enrichment function)들, TCP(Transmission Control Protocol) 옵티마이저(optimizer)들 등을 포함한다. 일반적으로, DPI(Deep Packet Inspection) 기법들은 각각의 부가 가치 서비스(VAS)가 주어진 데이터 흐름에 대해 동작해야만 하는지를 결정한다. 트래픽은, 예를 들어, M2M(machine-to-machine) 서버(106)와 같은 공중 인터넷(103) 내의 서버들 및 (S)Gi-LAN(102)으로 또는 이들로부터 라우팅될 수 있다.

IETF(Internet Engineering Task Force)는 VAS들 또는 "서비스 기능들"을 배치(deploy)하기 위한 아키텍처 프레임워크를 개발하였다. 달리 명시되지 않는 한, "서비스 기능" 및 "부가 가치 서비스"라는 용어들은 서로 바꾸어 사용될 수 있다. IETF에 의해 개발된 아키텍처 프레임워크는 ["IETF, Service Function Chaining Working Group, Internet Draft, Service Function Chaining (SFC) Architecture"] - 참조에 의해 그의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 기술되어 있다. 프레임워크는, 모든 트래픽이 모든 서비스 기능들을 통해 순차적으로 라우팅되도록 요구하지 않고, 트래픽이 각각의 개별 흐름에 적용되는 서비스들만을 통해 "스티어링(steer)"될 수 있게 한다. 도 2는 예시적인 IETF SFC 아키텍처 프레임워크(200)의 예시적인 컴포넌트들을 도시하는 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, 예시적인 서비스 분류 기능(Service Classification Function)(SCF)(202)은 입력 패킷들을 받는다. 전통적인 (S)Gi-LAN에서, 입력 패킷들은 P-GW/GGSN(104) 또는 인터넷(103)으로부터의 IP 패킷들일 수 있다. SCF(202)는 입력 패킷들을 다른 헤더로 캡슐화(encapsulate)하고, 패킷이 어느 서비스 기능들(204)을 통해 라우팅되어야만 하는지를 결정하며, 패킷이 서비스 기능들(204)을 통해 라우팅되어야만 하는 순서를 결정하고, 서비스 기능들(204)을 보조하기 위해 메타데이터를 패킷에 첨부할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 서비스 기능 포워더(Service Function Forwarder)(SFF)(206)는 SCF(202)로부터 패킷들을 받고 패킷들을 서비스 기능들(204)을 통해 라우팅할 수 있다. 패킷이 그의 서비스 경로를 통해 라우팅되었으면, SFF(206)는 패킷을 이그레스 노드(egress node)(208)에게 포워딩할 수 있다. 이그레스 노드(208)는, 예를 들어, SCF(202), SFF(206), 또는 서비스 기능들(204) 중 하나에 의해 삽입된 임의의 여분 헤더 정보(extra header information)를 제거할 수 있고, 이그레스 노드(208)는 패킷을 (S)Gi-LAN(102)으로부터 P-GW/GGSN(104) 또는 공중 인터넷(104) 내로 송신할 수 있다.

또한 도 3 및 도 4를 참조하면, 예시적인 네트워크 서비스 헤더(302)는 메타데이터 및 서비스 경로 정보를 포함할 수 있다. 네트워크 서비스들 헤더(Network Services Header)(NSH)는 IETF의 SFC(Service Function Chaining) WG(Working Group)에 의해 개발되었고, ["IETF, Network Working Group, Internet Draft, Network Service Header"] - 참조에 의해 그의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 정의되어 있다. NSH(302)에 포함된 메타데이터 및 서비스 경로 정보는 트래픽을 네트워크 서비스들을 통해 스티어링하기 위해 서비스들 평면(services plane)에서 사용될 수 있다. 도 3은 NSH(302)가 예시적인 IP 데이터 그램(304)과 관련하여 위치해 있는 일 예를 도시하고 있다. 도 4는, 베이스 헤더(base header)(402), 서비스 경로 헤더(404), 및 컨텍스트 헤더들(406)을 포함하는, NSH(302)의 예시적인 포맷(400)을 도시하고 있다. 베이스 헤더(402)는, 예를 들어, 버전 필드, 중요 메타데이터(critical metadata)가 NSH(302)에 존재한다는 것을 나타내는 'C' 비트, NSH(302)의 총 길이를 나타내는 길이 필드, 메타데이터의 포맷을 나타내는 메타데이터 Type 필드, 및 원래 페이로드(original payload)의 포맷을 나타내는 Next Protocol 필드를 포함한다. 서비스 경로 헤더(404)는, 예를 들어 그리고 제한 없이, 패킷에 대해 어느 서비스 경로가 선택되어야만 하는지를 나타내는 24-비트 필드일 수 있는 서비스 경로 ID, 및 서비스 경로에서의 패킷의 위치를 나타내는 데 사용되는 서비스 인덱스를 포함할 수 있다. 컨텍스트 헤더들(406)은 베이스 헤더(402)에서 메타데이터 Type 필드가 어떻게 설정되어 있는지에 의존하는 다양한 포맷들로 되어 있을 수 있다. 컨텍스트 헤더 값들은 고정 길이일 수 있거나 가변 길이 값들을 포함할 수 있다. 가변 길이 헤더들의 경우에, IETF는 메타데이터를 어떻게 포맷팅할지 및 컨텍스트 헤더 내의 각각의 값의 길이를 어떻게 나타낼지를 기술하였다. 메타데이터 Type 필드가 메타데이터가 가변 길이라는 것을 나타낼 때, 이는 도 5에 도시된 예시적인 포맷(500)에 따라 포맷팅될 수 있다.

도 5를 참조하면, TLV Class 필드(502)는 Type 필드(504)의 스코프(scope)를 기술한다. 즉, TLV Class 필드(502)는 Type 필드(504)를 할당한 벤더 또는 표준 단체를 식별해줄 수 있다. Type 필드(504)는 메타데이터에 있는 정보의 유형을 나타낸다. Type 필드(504)의 최상위 비트(MSB)는 NSH(302)를 처리하는 엔티티가 메타데이터 값을 이해하는 것이 필수적인지 여부를 나타내는 데 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, R 비트들(506)이 장래의 사용을 위해 예약될 수 있고, Len 필드(508)는 메타데이터의 길이를 4-바이트 워드 단위로 나타낸다. 일부 경우들에서, 서비스 인식 노드(service aware node)들은, 예를 들어, 헤더를 삽입하는 것, 헤더를 제거하는 것, 서비스 경로를 선택하는 것, 컨텍스트 헤더들을 업데이트하는 것, 및 헤더 내용에 기초하여 정책을 선택하는 것과 같은, 헤더 관련 액션들을 수행하도록 허용되어 있다.

이제부터 EPC(Evolved Packet Core)에서의 애플리케이션 인식(application awareness)을 살펴보면, 3GPP 기반 네트워크들은 일반적으로 IP 베어러 서비스들을 합의된 서비스 품질(QoS) 레벨로 그들의 가입자들에게 제공한다. IP 흐름들을 제어하기 위한 외부 서드파티 애플리케이션들에 주어지는 지원은 일반적으로 매우 제한되어 있다. 서드파티들은 EPC에게 특정의 IP 흐름들에 대해 특정 QoS 처리를 제공하도록 요청할 수 있을 것이다. 일부 경우들에서, 3GPP 네트워크들에서의 애플리케이션 인식 레벨은 도 6에 도시되어 있는 정책 제어 및 과금(Policy Control and Charging)(PCC) 아키텍처(600)에 의해 주로 제어된다.

3GPP 네트워크들에서의 애플리케이션 인식 레벨이 도 6을 참조하여 이제부터 요약된다. 3GPP 네트워크들은 서비스 데이터 흐름(Service Data Flow)(SDF) 템플릿들을 사용하여 특정한 애플리케이션 흐름들을 검출하도록 구성될 수 있다. 서비스 데이터 흐름(SDF)들은 정적으로 구성될 수 있고 PCC 규칙과 연관될 수 있다. SDF들은 PCC 규칙에 따라 흐름들에 대해 특정한 정책들을 시행하고, 과금하며, QoS 처리를 적용하기 위해 애플리케이션 흐름들을 식별하는 데 사용된다. PCC 아키텍처(600)에서의 SDF들의 사용은 ["3GPP TS 23.203, Policy and Charging Control Architecture"] - 참조에 의해 그의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 정의되어 있다.

트래픽 검출 기능(Traffic Detection Function)(TDF)(602)은 특정한 종류들의 애플리케이션들을 검출하기 위해 3GPP 네트워크들에 존재할 수 있다. TDF(602)는 애플리케이션들을 검출하기 위해 DPI를 이용할 수 있다. TDF(602)는 식별된 애플리케이션들의 SDF 상세들을 정책 및 과금 규칙들 기능(Policy and Charging Rules Function)(PCRF)(604)에게 제공할 수 있다. 대안적으로, SDF 설명(SDF description)이 가능하지 않은 경우들에서, 예를 들어, TDF(602)는 검출된 애플리케이션들에 대해 게이팅(gating), 리디렉션(redirection) 또는 대역폭 제한을 수행할 수 있다. TDF(602)의 기능, TDF(602)와 연관된 절차들, 및 TDF(602)와 PCRF(604) 사이의 Sd 인터페이스(612)는 3GPP TS 23.203, 3GPP TS 29.213, 및 3GPP TS 29.212 - 각각은 참조에 의해 그 각자의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 기술되어 있다.

도 6을 여전히 참조하면, Rx 인터페이스(608)는 IP CAN(connectivity access network) 사용자 평면 거동에 대한 동적 정책 및/또는 과금 제어를 요구하는 애플리케이션 기능들, 예를 들어, 애플리케이션 기능(606)에 의해 사용된다. AF(606)는 PCRF 결정들을 위해 요구되는 동적 세션 정보를 전송하기 위해 PCRF(604)와 통신할 수 있다. AF(606)는 또한 IP CAN 베어러 레벨 이벤트들에 관한 IP CAN 특정 정보 및 통지들을 수신하기 위해 PCRF(604)와 통신할 수 있다. AF(606)는 어떠한 애플리케이션 계층 기능들도 3GPP 코어 네트워크(CN)에게 위임할 수 없다. AF(606)의 기능, AF(606)와 연관된 절차들, 및 PCRF(604)와 AF(606) 사이에서 애플리케이션 레벨 세션 정보를 교환하는 데 사용되는 Rx 인터페이스(608)의 기능들은 3GPP TS 23.203 및 3GPP TS 29.214에 기술되어 있다.

3GPP SA2 워킹 그룹은 현재 FMSS(Flexible Mobile Service Steering)라고 불리는 작업 항목(work item)(예컨대, [3GPP, SP-140703, WID for Flexible Mobile Service Steering (FMSS)]를 참조)을 가지고 있다. 이 작업 항목의 목적은 3GPP 코어 네트워크가 사업자에 의해 배치된(operator deployed) (S)Gi-LAN의 요구된 서비스 인에이블러(service enabler)들을 선택하는 데 사용될 트래픽 스티어링 정책들을 정의 및 수정할 수 있게 하는 서비스 요구사항들을 정의하는 것이다. 이 작업 항목의 가장 최근의 출력이 [3GPP TR 23.718, "Architecture Enhancements for Flexible Mobile Service Steering"] - 참조에 의해 그의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 캡처(capture)되어 있다. 도 7은 참고문헌 3GPP TR 23.718에서 제안된 3GPP 아키텍처가 도 2를 참조하여 앞서 기술된 IETF에 의해 제안된 아키텍처에 어떻게 적용될 것인지에 대한 예시적인 표현이다. 3GPP TR 23.718은 PCRF(604)가 트래픽 스티어링 정책들을 (S)Gi-LAN(102) 내의 SCF(202)에게 제공할 수 있게 하는 St 참조 포인트(702)를 제안한다. 3GPP TR 23.718은 또한 TDF(602)와의 Sd 인터페이스(612)가 트래픽 스티어링 정책들을 TDF(602)에게 제공하는 데 사용될 수 있다는 것을 제안한다. TDF(602)는 이어서 검출된 애플리케이션, 사용자 등에 기초하여 패킷 마킹(packet marking)들(예컨대, NSH)을 트래픽에 적용하는 데 사용될 수 있다. 3GPP TR 23.718은 또한 P-GW(104)가 PCRF(604)로부터의 정책들에 기초하여 (예컨대, NSH를 통해) 패킷 마킹들을 적용하는 것을 제안한다.

PCRF가 알고 있는 메타데이터 및 PCRF에 의해 제공될 수 있는 메타데이터가 제한되어 있기 때문에, 트래픽 스티어링에 대한 현재의 접근법들이 비효율적이라는 것이 본원에서 인식된다.

이 발명의 내용은 이하에서 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 추가로 기술되는 일련의 개념들을 간략화된 형태로 소개하기 위해 제공되어 있다. 이 발명의 내용은 청구된 발명 요지의 핵심적인 특징들 또는 필수적인 특징들을 확인해주는 것으로 의도되어 있지도 않고, 청구된 발명 요지의 범주를 제한하는 데 사용되는 것으로 의도되어 있지도 않다. 게다가, 청구된 발명 요지는 본 개시내용의 임의의 부분에서 언급된 임의의 또는 모든 단점들을 해결하는 제한들로 제한되지 않는다.

본원에 기술되는 바와 같이, 네트워크(예컨대, 네트워크 기능) 및/또는 (S)Gi-LAN이 메타데이터에 기초하여 트래픽 스티어링 결정을 할 수 있도록, 사용자 장비(UE)를 비롯한, 3GPP 네트워크 내의 다양한 노드들이, 일반적으로 상향링크 트래픽이라고도 지칭될 수 있는, 상향링크 메시지에 메타데이터를 삽입하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, (S)Gi-LAN 내의 서비스들이 보다 잘 이용(leverage)될 수 있도록, UE는 그의 상향링크 트래픽에 메타데이터를 삽입할 수 있다. 일 실시예에서, (S)Gi-LAN 내의 서비스들이 보다 잘 이용될 수 있도록, 네트워크 노드들은 UE에 직접 관련되고 UE가 상향링크 데이터를 송신하기 위해 사용하고 있는 네트워크 노드들의 동작 상태(operating condition)들에 관련된 메타데이터를 삽입할 수 있다.

일 실시예에서, 장치는 프로세서, 메모리, 및 통신 회로를 포함한다. 장치는 그의 통신 회로를 통해 통신 네트워크에 접속되고, 장치는, 장치의 프로세서에 의해 실행될 때, 장치로 하여금 상향링크 메시지에 메타데이터를 삽입하게 하는 장치의 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 추가로 포함한다. 메타데이터는 활성 타이머, 주기적 TAU 타이머, DRX 사이클 길이, 무선 액세스 기술(RAT) 유형, 상태, 슬립 스케줄(sleep schedule), 배터리 레벨, 접속 품질, 통신 스케줄, 캐싱 정책, 또는 전력 제한 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 네트워크(예컨대, 네트워크 기능) 또는 (S)Gi-LAN이 메타데이터에 기초하여 트래픽(예컨대, 상향링크 메시지)을 스티어링할 수 있도록, 장치는 상향링크 메시지를 메타데이터와 함께 송신할 수 있다. 장치는 네트워크 기능, 사용자 장비, eNodeB, 서빙 게이트웨이(S-GW), 또는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(P-GW)를 포함할 수 있다.

본 출원의 보다 확실한 이해를 용이하게 하기 위해, 유사한 요소들이 유사한 숫자들로 참조되고 있는, 첨부 도면들이 이제부터 언급된다. 이 도면들은 본 출원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안되고, 단지 예시적인 것으로 의도되어 있다.
도 1은 (S)Gi-LAN이 모바일 네트워크 사업자(MNO) 도메인 및 공중 인터넷과 관련하여 존재하는 일 예를 도시하는 블록 다이어그램;
도 2는 IETF 서비스 기능 체이닝(Service Function Chaining) 아키텍처 프레임워크의 일 예를 도시하는 블록 다이어그램;
도 3은 네트워크 서비스들 헤더(NSH)의 예시적인 캡슐화를 도시한 도면;
도 4는 NSH의 예시적인 포맷을 도시한 도면;
도 5는 NSH의 컨텍스트 헤더의 예시적인 포맷을 도시한 도면;
도 6은 3GPP 기반 네트워크들에 대한 정책 제어 및 과금(PCC) 아키텍처의 블록 다이어그램;
도 7은 IETF 서비스 기능 체이닝(SFC) 아키텍처 상에 오버레이된 3GPP FMSS(Flexible Mobile Service Steering) 아키텍처의 일 예를 도시하는 블록 다이어그램;
도 8은 다양한 네트워크 노드들에 대한 사용자 평면 프로토콜 스택들의 일 예를 도시한 도면;
도 9은 예시적인 실시예에 따른 다양한 네트워크 노드들에 대한 사용자 평면 프로토콜 스택들의 일 예를 도시한 도면;
도 10은 예시적인 실시예에 따른 사용자 장비(UE)에 의해 렌더링될 수 있는 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 나타낸 도면;
도 11은 다른 예시적인 실시예에 따른 UE에 의해 렌더링될 수 있는 다른 예시적인 GUI를 나타낸 도면;
도 12는 예시적인 실시예에 따른 패킷 필터 리스트를 나타낸 도면;
도 13은 예시적인 실시예에 따른 상향링크 트래픽에 메타데이터를 삽입하기 위한 호 흐름을 나타낸 도면;
도 14a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 M2M(machine-to-machine) 또는 IoT(Internet of Things) 통신 시스템의 시스템 다이어그램;
도 14b는 도 14a에 예시된 M2M/IoT 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 아키텍처의 시스템 다이어그램;
도 14c는 도 14a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 M2M/IoT 단말 또는 게이트웨이 디바이스의 시스템 다이어그램;
도 14d는 도 14a의 통신 시스템의 양태들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템의 블록 다이어그램;
도 15는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는, NFV(Network Functions Virtualization)를 위한 예시적인 아키텍처 프레임워크를 예시한 다이어그램;
도 16은 VNF-FG(Virtualized Network Function Forwarding Graph)의 일 예를 예시하는 다이어그램;
도 17은 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는, 네트워크 슬라이싱(network slicing)을 위한 예시적인 아키텍처를 예시한 다이어그램;
도 18은 다수의 네트워크 슬라이스 인스턴스들을 선택하기 위한 예시적인 CNSF(Core Network Selection Function)를 예시한 다이어그램;
도 19는 네트워크 기능들의 상호접속을 위한 예시적인 비-로밍 참조 모델(non-roaming reference model)을 예시한 다이어그램;
도 20은 네트워크 기능들의 상호접속을 위한 로밍 참조 모델(roaming reference model)을 예시한 다이어그램.

본원에 기술되는 바와 같이, 네트워크 및/또는 (S)Gi-LAN이 메타데이터에 기초하여 트래픽 스티어링 결정을 할 수 있도록, 사용자 장비(UE)를 비롯한, 3GPP 네트워크 내의 다양한 노드들이 상향링크 트래픽에 메타데이터를 삽입하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, (S)Gi-LAN 내의 서비스들이 보다 잘 이용될 수 있도록, UE는 그의 상향링크 트래픽에 메타데이터를 삽입할 수 있다. 일 실시예에서, (S)Gi-LAN 내의 서비스들이 보다 잘 이용될 수 있도록, 네트워크 노드들은 UE에 직접 관련되고 UE가 상향링크 데이터를 송신하기 위해 사용하고 있는 네트워크 노드들의 동작 상태들에 관련된 메타데이터를 삽입할 수 있다. 상향링크 트래픽은 GTP를 거쳐 eNodeB 및 S-GW를 통해 터널링될 수 있고, 따라서 메타데이터가 GTP 터널 내에 삽입될 수 있게 하는 실시예들이 본원에서 기술된다.

주어진 사용자 장비(UE)로부터의 일부 처리 작업들을 오프로딩(offload)하기 위해 그리고 보다 낮은 전력 및 보다 낮은 비용의 디바이스 배치들을 가능하게 하기 위해, 모바일 네트워크 사업자(MNO)들은 부가 가치 서비스(VAS)들을 셀룰러 IoT(internet of things) 디바이스들에게 제공할 수 있다. VAS들은 IoT 디바이스들이 주어진 디바이스로부터의 기능을 (S)Gi-LAN 내의 서비스들로 오프로딩할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 보안, 데이터 압축, 데이터 암호화, 비디오 처리, 또는 이와 유사한 것과 같은 기능들이, 주어진 셀룰러 IoT 디바이스 상의 계산 자원들을 사용하여 수행되는 것이 아니라, (S)Gi-LAN 내의 VAS들에 의해 수행될 수 있다.

본원에 개시되는 개념들을 기술하기 위해 예시적인 사용 사례들이 이하에서 제시되지만, 사용 사례들이 예로서 그리고 제한 없이 제시된다는 것이 이해될 것이다. 예시적인 사용 사례로서, 사용자가 주어진 UE를 사용하여 비디오 파일을 다운로드하려고 시도할 때, (S)Gi-LAN 내의 부가 가치 서비스(VAS)는 사용자가 비디오를 다운로드하기 위해 요청하고 있다는 것을 검출하기 위해 DPI(deep packet inspection)를 사용할 수 있다. (S)Gi-LAN이 UE가 비디오 다운로드를 요청했다는 것을 인식하면, (S)Gi-LAN이 사용자의 컨텍스트를 아는 것이 유익할 수 있다는 것이 본원에서 인식된다. 예를 들어, (S)Gi-LAN은 사용자의 네트워크가 혼잡한지, UE의 배터리가 낮은지, UE가 플러그인(plug in)되어 있는지 등을 아는 것으로부터 이득을 볼 수 있다. (S)Gi-LAN 또는 네트워크 기능들은, 하향링크 데이터가, 예를 들어, 비디오를 압축할 VAS를 통해 라우팅되어야만 하는지를 결정하기 위해, 이 컨텍스트 정보 및 다른 컨텍스트 정보를 사용할 수 있다. 그에 부가하여 또는 대안적으로, 예를 들어, (S)Gi-LAN 또는 네트워크 기능들은, 하향링크 트래픽을 특정의 액세스 네트워크 쪽으로 스티어링하기 위해 또는 특정의 액세스 흐름(들)과 연관된 트래픽을 특정의 액세스 네트워크 쪽으로 전환하기 위해, 이 컨텍스트 정보를 사용할 수 있다.

다른 예시적인 사용 사례로서, (S)Gi-LAN은, 트래픽이 NAT(Network Address Translation) 기능을 통해 차단 또는 라우팅되어야만 하는지를 결정할 수 있도록, UE가 데이터를 송신하고 있는 인터넷 주소들을 알고자 할 수 있다. 또 다른 예에서, (S)Gi-LAN은, 본원에서 사용자라고도 지칭될 수 있는, UE가 긴 슬립 및 어웨이크(awake) 사이클들(예컨대, DRX 또는 PSM) 사이에서 전이(transition)하고 있는지를 알고자 할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 비교적 긴 기간 동안 주기적으로 슬립하고 있는 경우, 사용자로부터의 상향링크 데이터가 (S)Gi-LAN에 캐싱될 수 있다. 사용자 데이터에 대한 장래의 하향링크 요청들이 수신될 때, (S)Gi-LAN은, 요청을 거부하거나 지연된 응답을 제공하는 대신에, 캐싱된 데이터로 응답할 수 있다.

(S)Gi-LAN이 사용자의 컨텍스트를 보다 많이 인식하게 될 때, (S)Gi-LAN이 어느 서비스들을 통해 트래픽을 라우팅할지 및 어느 서비스들을 인에이블시킬지를 보다 잘 결정할 수 있다는 것이 본원에서 인식된다. 사용자 컨텍스트가 (S)Gi-LAN에게 알려지지 않은 경우, 트래픽이 모든 서비스들을 통해 라우팅될 필요가 있을 수 있고, 각각의 서비스는 데이터에 대해 동작해야 하는지를 독립적으로 결정할 필요가 있을 수 있다. 게다가, MNO가 VAS들을 제공할 때, 일부 경우들에서, 모든 디바이스 트래픽을 모든 VAS들을 통해 라우팅하는 것은 비효율적이다. 네트워크 트래픽의 각각의 부분에 적용되어야만 하는 VAS들은, 예를 들어, 사용자와 연관된 컨텍스트 정보(사용자 컨텍스트), 트래픽과 연관된 애플리케이션, 및 디바이스와 연관된 컨텍스트 정보(디바이스 컨텍스트)와 같은, 다양한 정보에 의존할 수 있다.

앞서 기술된 바와 같이, 3GPP 인터페이스들(예컨대, St 및 Sd 인터페이스들)은, 사용자 및 연관된 애플리케이션에 기초하는 트래픽 스티어링 결정들이 행해질 수 있도록, 모바일 코어 네트워크(예컨대, PCRF)가 트래픽 스티어링 정책들을 (S)Gi-LAN에게 송신할 수 있게 한다. 3GPP TR 23.718에는 UE 아이덴티티, 위치, 및 무선 액세스 기술(RAT) 유형과 같은 메타데이터가 PCRF와 (S)Gi-LAN 사이의 St 인터페이스 및 제어 평면을 통해 (S)Gi-LAN 내의 트래픽 스티어링 기능들에게 제공될 수 있다고 언급되어 있다. 그렇지만, PCRF에 의해 제공될 수 있는 메타데이터의 양이 매우 제한되어 있다는 것이 본원에서 인식된다. 주어진 UE에 보다 가까운 네트워크 노드들(예컨대, eNodeB, S-GW, MME)에 의해 그리고 UE 자체에 의해 도출될 수 있는 컨텍스트와 비교하여, PCRF가 사용자 컨텍스트를 아는 것이 종종 제한된다는 것이 추가로 인식된다. 3GPP TR 23.718에 기술된 접근법이 (S)Gi-LAN 내로의 제어 평면 인터페이스, 및 메타데이터를 전파하는 (S)Gi-LAN 내의 기능을 요구한다는 것이 또한 본원에서 인식된다.

일 실시예에 따르면, UE로부터의 상향링크 IP 패킷들은 (S)Gi-LAN에 도달하기 전에 NSH로 래핑될 수 있고, 예를 들어, 트래픽이 (S)Gi-LAN에 도달할 때 서비스 기능 체인(service function chain)이 보다 지능적으로 선택될 수 있도록, UE, eNodeB, 및 모바일 코어 네트워크는 메타데이터를 NSH에 삽입할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, "서비스 기능" 및 "부가 서비스"라는 용어들은 제한 없이 서로 바꾸어 사용될 수 있다.

이제 도 8을 참조하면, UE, (S)Gi-LAN, 및 UE와 통신하고 있는 목적지 서버 사이의 기존의 사용자 평면 프로토콜 스택들이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, (S)Gi-LAN은 DPI(Deep Packet Inspection) 및 부가 가치 서비스(VAS)들을 트래픽에 적용할 수 있다. 예를 들어, 특정의 애플리케이션 또는 전송 프로토콜이 특정의 IP 주소에 있는 서버와 통신하는 데 사용되고 있다는 것을 검출하기 위해 DPI가 사용될 수 있다. DPI의 결과에 기초하여, VAS가 애플리케이션 데이터에 적용될 수 있다. 예시적인 VAS들은 비디오 압축, 암호화 등을 포함한다. 따라서, (S)Gi-LAN 내의 부가 가치 서비스들은, 예를 들어, 목적지 또는 소스의 IP주소들 또는 애플리케이션 데이터를 변경할 수 있다.

또한 도 9를 참조하면, 예시적인 실시예에 따르면, 사용자 평면 프로토콜 스택들이 업데이트된다. 도시된 바와 같이, 다양한 네트워크 노드들은 NSH를 삽입하고 그리고/또는 메타데이터를 NSH, 예를 들어, NSH(901)에 부가(add)할 수 있다. 도시된 바와 같이, NSH(901)를 삽입하거나 메타데이터를 NSH에 부가할 수 있는 예시적인 네트워크 노드들은 UE(902), eNodeB(904), 서빙 게이트웨이(S-GW)(906), 및 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(P-GW)(908)를 포함한다. 게다가, 예시적인 실시예에 따르면, NSH가 삽입된 후에 처리 체인 내의 임의의 엔티티 또는 노드는 부가의 메타데이터를 NSH에 부가할 수 있다. 일부 경우들에서, eNodeB(904) 및 S-GW(906)는 NSH를 삽입하지 않거나 NSH에 부가하지 않을 것이다.

도 9를 여전히 참조하면, 예시적인 (S)Gi-LAN(910)은 DPI(Deep Packet Inspection) 및 부가 가치 서비스들을 트래픽에 적용할 수 있다. 트래픽에 적용되는 부가 가치 서비스들은 DPI의 결과들 및 NSH의 내용에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, NSH 내의 메타데이터는 트래픽이 혼잡한 네트워크 노드(예컨대, P-GW(908))로부터 온 것임을 나타낼 수 있다. 혼잡 상황에 기초하여, UE(902)로부터의 애플리케이션 요청이 수정될 수 있다. 예를 들어, 원래 요청이 비디오 다운로드에 대한 것인 경우, 원래 요청과 비교하여 비디오의 보다 낮은 품질의 버전이 요청되도록 요청이 수정될 수 있다.

예시적인 실시예에서, NSH가 UE, 예를 들어, UE(902)에서 삽입될 수 있다. 프로비저닝된 정책들에 기초하여, PCRF는 특정한 트래픽 흐름들이 (S)Gi-LAN에서의 스티어링을 요구한다는 것과 특정한 메타데이터가 흐름에 첨부된 경우 흐름들의 스티어링이 보다 효율적일 수 있다는 것을 알 수 있다. PCRF는 어느 흐름들이 그들과 연관된 메타데이터를 갖는 것으로부터 이득을 볼 것인지를 P-GW에게 표시하기 위해 Gx 인터페이스를 사용할 수 있다.

일 실시예에서, P-GW는, 어느 흐름들이 그 흐름들에 메타데이터가 임베딩되어 있는 것으로부터 이득을 볼 것인지를 UE에게 통지하기 위해, EPC 세션 관리 메시지(예컨대, Activate Dedicated EPS Bearer Context Accept, Activate Default EPS Bearer Context Accept, Modify EPS Bearer Context Request 등)를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 네트워크가 어느 흐름들이 부가된 메타데이터로부터 이득을 볼 것인지를 UE에게 표시할 수 있게 하기 위해 EPC 세션 관리 메시지들의 TFT 또는 Protocol Configuration Options 정보 엘리먼트들이 수정될 수 있다. 이것은 이하에서 추가로 기술된다.

이제 도 10을 참조하면, 메타데이터 및/또는 NSH가 특정한 애플리케이션들로부터 발신되는 데이터 트래픽에 삽입되도록 UE를 구성하기 위한 수단을 사용자에게 제공하기 위해, 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(1000)가 UE에 의해 렌더링될 수 있다. 대안적으로 또는 그에 부가하여, GUI는 사용자가 특정한 애플리케이션들이 메타데이터 또는 NSH를 삽입하도록 허용되어 있는지를 표시할 수 있게 한다. 일부 경우들에서, 애플리케이션들은 애플리케이션이 그의 데이터 흐름에 메타데이터 또는 NSH를 삽입하도록 허용되어 있는지를 사용자에게 질문하는 팝업 메시지를 개별적으로 생성할 수 있다. 예로서, 애플리케이션 XYZ는 "애플리케이션 XYZ가 메타데이터를 애플리케이션 XYZ의 서버에게 송신함으로써 성능을 최적화하려고 하며, 이것을 허용하려면 'OK'를 태핑 또는 클릭하세요 또는 이것을 허용하지 않으려면 'Cancel'을 태핑 또는 클릭하세요"라고 되어 있는 팝업 메시지를 생성할 수 있다. 예시적인 GUI(1000)는 사용자가 각각의 개별 애플리케이션이 메타데이터 또는 NSH를 애플리케이션 흐름에 삽입하도록 허용되어 있는지 여부를 구성할 수 있도록 UE에 의해 렌더링될 수 있는 예시적인 인터페이스를 나타낸 것이다. 사용자가 각각의 흐름에 삽입될 수 있는 메타데이터의 유형을 선택할 수 있게 하기 위해 GUI(1000)가 확장될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 애플리케이션이 메타데이터를 송신하도록 허용되어 있을 때, 예를 들어, 도 11에 도시된 예시적인 GUI 윈도(GUI window)(1100)와 같은, 다른 GUI 윈도가 사용자에게 제시될 수 있다. GUI 윈도(1100)는 사용자가 어느 유형들의 메타데이터가 NSH에 삽입될 수 있는지를 추가로 선택할 수 있게 할 수 있다. 따라서, 특정한 애플리케이션들이 메타데이터를 네트워크에게 송신할 수 있게 하기 위해 또는 특정한 유형들의 메타데이터가 네트워크에게 송신될 수 있게 하기 위해, UE가, 예를 들어, GUI(1000) 및 GUI 윈도(1100)와 같은, 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 구성될 수 있다. 예시적인 사용자 인터페이스들이 대안의 파라미터들을 원하는 대로 모니터링하고 제어하는 데 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. GUI들이 사용자가 관심을 갖고 있는 다양한 정보를 각종의 차트들 또는 대안의 시각적 묘사들을 통해 사용자에게 제공할 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다.

예시적인 실시예에 따르면, 네트워크가 어느 흐름들이 부가의 메타데이터로부터 이득을 볼 것인지를 UE에게 표시할 수 있도록 EPS 세션 관리 메시지의 TFT(Traffic Flow Template) 정보 엘리먼트가 수정된다. 기존의 TFT 정보 엘리먼트는 3GPP TS 24.008의 섹션 10.5.6.12 - 참조에 의해 그의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 정의되어 있다. 도 12는 참고문헌 3GPP TS 24.008의 그림 10.5.144b에 도시되어 있는 패킷 필터 리스트의 수정된 예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 예시된 예에 따르면, 네트워크가 연관된 데이터 흐름이 부가된 메타데이터로부터 이득을 볼 것인지를 UE에게 표시할 수 있게 하기 위해 각각의 패킷 필터 디스크립션(packet filter description) 내의 첫 번째 바이트의 일곱 번째 비트가 업데이트된다. 일 예에서, 각각의 패킷 필터 내의 첫 번째 바이트의 일곱 번째 비트에 있는 1은 연관된 데이터 흐름이 부가된 메타데이터로부터 이득을 볼 것임을 UE에게 표시할 수 있다.

대안적으로, 다른 실시예에 따르면, 네트워크가 어느 흐름들이 부가된 메타데이터로부터 이득을 볼 것인지를 UE에게 표시할 수 있도록 EPS 세션 관리 메시지의 "protocol configuration options" 정보 엘리먼트가 수정될 수 있다. protocol configuration options 정보 엘리먼트는 3GPP TS 24.008의 섹션 10.5.6.3에 정의되어 있다. 구체적으로는, 일 예에서, 네트워크가 PDN 접속과 연관된 흐름들이 부가된 메타데이터로부터 이득을 볼 것인지를 UE에게 표시할 수 있게 하기 위해 "protocol configuration options" 정보 엘리먼트의 "additional parameter list" 옥테트들의 정의가 업데이트된다. 이와 유사하게, 어떤 특정 유형들의 메타데이터(예컨대, 위치, 배터리 레벨 등)가 네트워크에게 제공되어야만 하는지를 UE에게 표시하기 위해 정보가 사용될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, NSH(901)가 UE(902)에서 삽입될 수 있다. 일부 경우들에서, 패킷이 전달을 위해 UE의 운영 체제(OS)에게 전달될 때, OS는 NSH(901)를 삽입할 수 있다. UE(902)가 NSH(901)를 삽입하는지 여부는 도 10 및 도 11을 참조하여 앞서 기술된 GUI 설정에 기초할 수 있거나, 본원에 기술되는 네트워크로부터의 표시에 기초할 수 있다. 대안적으로, UE 애플리케이션이 NSH(901)를 삽입할 수 있고 UE OS가 메타데이터를 NSH(901)에 부가할 수 있다. 메타데이터의 예들은, 제한 없이, 위치, 배터리 레벨의 표시, 접속 품질의 표시, 인지된 데이터 레이트의 표시, 이동성의 표시 등을 포함한다. 일부 경우들에서, IP 패킷에 NSH(901)가 존재한다는 것은 메타데이터가 부가되어야만 한다는 UE의 OS에 대한 표시로서 역할할 수 있다.

앞서 언급된 바와 같이, NSH(Network Services Header), 예를 들어, NSH(901)의 포맷은 ["IEFT, Network Working Group, Internet-Draft, Network Service Header"]에 기술되어 있다. 일 실시예에서, UE(902)는 NSH의 SPI(Service Path ID) 필드를 UE(902)가 메타데이터를 삽입하고 있다는 것을 나타내는 값(플레이스 홀더(place holder) 또는 미리 정의된/예약된 값이라고 지칭될 수 있음)으로 채운다. 처리 체인에서 나중에, 노드(예컨대, P-GW(908) 또는 (S)Gi-LAN(910) 내의 기능)는 메타데이터 및 네트워크 정책들에 기초하여 SPI(Service Path ID)를 선택한다. 일부 경우들에서, UE는 사업자 소유(operator owned)이거나 네트워크 인프라스트럭처의 일부일 수 있다. 예를 들어, UE는 게이트웨이 또는 릴레이(relay)로서 기능하고 있을 수 있다. 이 시나리오에서, UE OS는, 트래픽이 (S)Gi-LAN(910) 내의 특정의 서비스(예컨대, 특정의 보안 또는 과금 서비스)를 통해 스티어링될 수 있도록, SPI 필드를 채울 수 있다.

UE(902)는, 예를 들어 그리고 제한 없이, 다음과 같은 것들과 같은 다양한 유형들의 메타데이터 값들을 NSH(901)에 삽입할 수 있다:

활성 타이머(T3324, 3GPP TS 24.008에 기술됨)

주기적 TAU 타이머(T3412, 3GPP TS 24.008에 기술됨)

DRX 사이클 길이

RAT 유형(예컨대, E-UTRAN, UTRAN, GERAN, WLAN)

상태 지시자들

일부 경우들에서, 상태 지시자들은 UE와 연관된 다양한 파라미터들을 나타내기 위해 사용되는 한 세트의 단일 비트 값들일 수 있다. 상태 지시자들은, 예로서 그리고 제한 없이 제시된, 다음과 같은 것들을 포함할 수 있다:

UE가 저전력 모드에서 동작하는 것을 선호한다는 표시인, UE의 "Low Power Preference" 지시자.

UE가 자신이 이동할 것으로 예상하지 않는다는 표시인, UE의 Stationary 지시자.

연관된 PDN 접속이 저 액세스 우선순위(low access priority)라는 것을 나타내는 데 사용되는 3GPP 지시자인, UE의 "Low Access Priority" 지시자.

UE가 확장 DRX(Extended DRX)를 사용하고 있다는 표시인, Extended DRX Enabled 지시자

트래픽이 UE와 동일한 물리적 디바이스 상에서 호스팅되지 않는 애플리케이션에 의해 생성된다는 것을 나타내는 Remote Application 지시자. 예를 들어, 트래픽이, 이하에서 추가로 기술되는 바와 같이, UE를 통해 인터넷에 접속하는 블루투스 디바이스로부터 올 수 있다.

UE가 PSM을 사용하고 있다는 표시인, PSM Enabled 지시자.

비트가 세트되어 있을 때, 페이로드가 캐싱될 수 있다는 것을 (S)Gi-LAN 내의 스티어링 기능들에 표시하는 비트일 수 있는, Caching Permitted 지시자.

일 실시예에서, NSH(901) 내의 TLV Class 값은 3GPP 메타데이터에 대한 것이다. 그에 부가하여, 어느 3GPP 노드가 메타데이터를 삽입했는지를 나타내기 위해 상이한 유형 값들이 사용될 수 있다(예컨대, UE, S-GW, P-GW, eNodeB, 서비스 기능 등). 예를 들어, 앞서 열거된 메타데이터 유형들 각각에 대해 NSH 헤더 내의 Type 값이 예약될 수 있다.

일부 경우들에서, Remote Application 지시자는 트래픽을 특정의 NAT 기능들 또는 방화벽 서비스들을 통해 스티어링하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 원격 애플리케이션들로부터의 트래픽은, UE 플랫폼 상에서 호스팅되는 애플리케이션들에 의해 생성되는 트래픽과 비교하여, 상이한 IP 주소를 원격 트래픽에 할당하는 NAT 기능을 통해 스티어링될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 블루투스 의료 디바이스로부터의 트래픽은 UE의 웹 브라우저로부터의 트래픽과 상이한 IP 주소를 할당받을 수 있다. Remote Application 지시자는 트래픽을 검사하고 UE가 트래픽에 대해 과금되어야만 하는지를 결정하는 과금 또는 스폰서(sponsoring) 서비스를 통해 트래픽을 스티어링하는 데도 사용될 수 있다. 예로서, UE가 특정의 의료 진단 서버와 통신하고 있는 디바이스들에 대한 게이트웨이로서 기능할 때, MNO는 연관된 트래픽에 대해 UE에 과금하지 않기로 할 수 있고, Remote Application 지시자는 그 결정을 가능하게 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, OAM(Operations, Administration, and Maintenance) 시스템은 네트워크 사업자가 NSH(Network Service Header)들을 핸들링하도록 eNodeB(904)를 구성할 수 있게 한다. 예를 들어, OAM 시스템은, NSH가 있는지 선택된 사용자들로부터의 트래픽, 또는 선택된 흐름들과 연관되어 있는 트래픽을 검사하도록 그리고 NSH가 검사된 트래픽에 존재하는 경우 NSH에 메타데이터를 부가하도록 eNodeB(904)를 구성하기 위해, SNMP 또는 TR-69와 같은 프로토콜들을 사용할 수 있다. 대안적으로, OAM 시스템은, 선택된 사용자들로부터의 또는 선택된 흐름들로부터의 트래픽을 검사하고 NSH 또는 메타데이터 중 적어도 하나가 검사된 트래픽에 존재하지 않는 경우 NSH 및 메타데이터를 부가하도록 eNodeB(904)를 구성하기 위해, SNMP 또는 TR-69와 같은 프로토콜들을 사용할 수 있다. OAM 시스템은 또한, NSH가 특정의 사용자들 또는 흐름들로부터의 트래픽에 부가되어야만 하는지를 검출하기 위해, 선택된 사용자들 또는 선택된 흐름들로부터 NAS 메시징을 검사하도록 eNodeB(904)를 구성하기 위해, SNMP 또는 TR-69와 같은 프로토콜들을 사용할 수 있다. eNodeB(904)는, 네트워크가 UE(902)에게 NSH를 삽입하도록 요청했는지를 결정하기 위해, UE(902)로의/로부터의 트래픽 NAS 세션 관리 시그널링을 검사할 수 있다.

eNodeB에서 메타데이터를 삽입하는 것과 관련하여, 도 9를 참조하면, eNodeB(904)는 UE(902)로부터 IP 패킷들을 수신하고, 데이터를 S-GW(906)에게로 터널링시키기 위해 GTP-U를 사용한다. GTP-U 페이로드는 T-PDU라고 지칭된다. eNodeB(904)는 NSH(901)를 T-PDU의 전방에 추가(append)할 수 있다. UE(902)가 앞서 기술된 바와 같이 NSH(901)를 IP 패킷에 이미 추가한 경우, eNodeB(904)는 메타데이터를 부가하는 것에 의해 NSH(901)를 업데이트할 수 있다. eNodeB(904)는, 예를 들어 RAT 유형(예컨대, E-UTRAN, UTRAN, GERAN, WLAN) 및 상태 지시자들과 같은 다양한 메타데이터를 삽입할 수 있다. 일부 경우들에서, 상태 지시자들은 UE와 연관된 다양한 파라미터들을 나타내기 위해 사용되는 한 세트의 단일 비트 값들일 수 있다. eNodeB(904)에 의해 삽입되는 상태 지시자들은, 예로서 그리고 제한 없이 제시된, 다음과 같은 것들을 포함할 수 있다:

연관된 PDN 접속이 저 액세스 우선순위라는 것을 나타내는 데 사용되는 3GPP 지시자인, UE의 "Low Access Priority" 지시자.

UE가 확장 DRX를 사용하고 있다는 표시인, Extended DRX Enabled 지시자

UE가 PSM(power savings mode)을 사용하고 있다는 표시인, PSM Enabled 지시자.

eNodeB가 혼잡을 겪고 있다는 표시인, eNodeB Congestion 지시자. OAM 시스템은 혼잡 상황을 eNodeB에게 통보할 수 있다.

일부 경우들에서, eNodeB가 메타데이터를 NSH에 부가하는 경우, eNodeB는 NSH 베이스 헤더의 Len 필드를 그에 따라 조정할 수 있다. 대안적으로, eNodeB는 메타데이터를 GTP-U 헤더에 부가할 수 있다. 예를 들어, GTP 헤더의 Private Extension 필드는 메타데이터를 트래픽에 추가하는 데 사용될 수 있다. Private Extension 정보 엘리먼트는 3GPP TS 29.281의 섹션 8.6 - 참조에 의해 그의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 기술되어 있다.

예시적인 실시예에 따르면, OAM 시스템은 네트워크 사업자가 NSH들을 핸들링하도록 S-GW(906)를 구성할 수 있게 한다. 예를 들어, S-GW(906)는 NSH가 있는지 선택된 사용자들로부터의(또는 선택된 흐름들로부터의) 트래픽을 검사하고 NSH가 검사된 트래픽에 존재하는 경우 메타데이터를 NSH에 부가하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, S-GW(906)는 선택된 사용자들(또는 선택된 흐름들)로부터의 트래픽을 검사하고 NSH 또는 메타데이터 중 적어도 하나가 검사된 트래픽에 존재하지 않는 경우 NSH 및 메타데이터를 부가하도록 구성될 수 있다. S-GW(906)는, NSH가 특정의 사용자들 또는 흐름들로부터의 트래픽에 부가되어야만 하는지를 검출하기 위해, 선택된 사용자들(또는 선택된 흐름들)로부터의 세션 관리 메시징을 검사하도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, MME는 어느 사용자들 또는 흐름들이 NSH를 필요로 하는지를 S-GW(906)에게 통보할 수 있다. 예를 들어, MME는 사용자와 연관된, 특정의 사용자 흐름들과 연관된, 또는 특정의 APN과 연관된 트래픽이 NSH를 필요로 한다는 것을, UE의 가입 정보로부터, 알 수 있다. MME는 사용자, PDN 접속, 또는 특정의 흐름과 연관된 트래픽이 NSH를 필요로 한다는 것을, NAS 세션 관리 시그널링으로부터, 알 수 있다. MME는 S-GW(906)가 NSH(901) 또는 메타데이터를 특정의 흐름 또는 PDN 접속에 삽입해야만 한다는 것을, S11 인터페이스를 통해, S-GW(906)에게 통보할 수 있다. 일부 경우들에서, S-GW(906)는 메타데이터가 GTP-U 헤더에 부가될 필요가 있다는 것을, GTP-U 헤더 내의 표시를 통해, eNodeB(904)로부터 알 수 있다.

S-GW(906)는 eNodeB(904)로부터 T-PDU들을 수신하고, T-PDU들을 P-GW(908)에게로 터널링시키기 위해 GTP-U를 사용한다. 예시적인 실시예에서, S-GW(906)는 NSH(901)를 T-PDU의 전방에 추가할 수 있다. 일부 경우들에서, eNodeB(904) 또는 UE(902)가 앞서 기술된 바와 같이 NSH(901)를 IP 패킷에 이미 추가한 경우, S-GW(906)는 메타데이터를 NSH(901)에 부가하는 것에 의해 NSH(901)를 업데이트할 수 있다. S-GW(906)는, 예를 들어 그리고 제한 없이, 다음과 같은 것들과 같은 다양한 유형들의 메타데이터 값들을 NSH(901)에 삽입할 수 있다:

S11 시그널링을 통해 MME로부터 획득될 수 있는, 활성 타이머(T3324)

S11 시그널링을 통해 MME로부터 획득될 수 있는, 주기적 TAU 타이머(T3412)

S11 시그널링을 통해 MME로부터 획득될 수 있는, DRX 사이클 길이

S11 시그널링을 통해 MME로부터 획득될 수 있는, RAT 유형(예컨대, E-UTRAN, UTRAN, GERAN, WLAN)

상태 지시자들

일부 경우들에서, 상태 지시자들은 UE와 연관된 다양한 파라미터들을 나타내기 위해 사용되는 한 세트의 단일 비트 값들일 수 있다. S-GW(906)는 S11 시그널링을 통해 MME로부터 상태 지시자 정보를 획득할 수 있다. S-GW(906)에 의해 삽입되는 상태 지시자들은, 예로서 그리고 제한 없이 제시된, 다음과 같은 것들을 포함할 수 있다:

UE가 확장 DRX를 사용하고 있다는 표시인, Extended DRX Enabled 지시자.

S-GW(906) 또는 MME가 혼잡을 겪고 있다는 표시인, S-GW 또는 MME Congestion 지시자. MME는 S11 인터페이스를 통해 혼잡을 S-GW(906)에게 표시할 수 있거나, OAM 시스템은 혼잡 상황을 S-GW(906)에게 통보할 수 있다.

일부 경우들에서, S-GW(906)가 메타데이터를 NSH(901)에 부가하는 경우, S-GW(906)는 NSH 베이스 헤더의 Len 필드를 그에 따라 조정할 수 있다. 대안적으로, S-GW는 메타데이터를 GTP-U 헤더에 부가할 수 있다. 예를 들어, GTP 헤더의 Private Extension 필드는 메타데이터를 트래픽에 추가하는 데 사용될 수 있다.

P-GW(908)는 어느 흐름들이 삽입될 메타데이터 또는 서비스 경로 정보를 필요로 하는지를 나타내는 정책들을 (Gx 인터페이스를 통해) PCRF에 의해 통지받을 수 있다. 일부 경우들에서, P-GW(908)가 TDF 기능을 통합하고 있는 경우, P-GW(908)는 어느 흐름들이 삽입될 메타데이터 또는 서비스 경로 정보를 필요로 하는지를 나타내는 정책들을 (St 인터페이스를 통해) PCRF에 의해 통지받을 수 있다. 예시적인 실시예에서, OAM 시스템은 네트워크 사업자가 NSH들을 핸들링하도록 P-GW(908)를 구성할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, OAM 시스템은 트래픽 스티어링 정책들로 P-GW(908)를 구성하는 데 사용될 수 있다. 정책들은 흐름 기반, 애플리케이션 기반, 또는 사용자 기반일 수 있다.

예로서, P-GW(908)는 S-GW(906)로부터 T-PDU들을 수신한다. T-PDU들은 (S)Gi-LAN(910)에게 송신될 IP 패킷들이다. 예시적인 실시예에서, P-GW(908)는 NSH(901)를 IP 패킷의 전방에 추가할 수 있다. 일부 경우들에서, UE(902), eNodeB(904), 또는 S-GW(906)가 앞서 기술된 바와 같이 NSH(901)를 IP 패킷에 이미 추가한 경우, P-GW(908)는 메타데이터를 NSH(901)에 부가하는 것에 의해 NSH(901)를 업데이트할 수 있다. P-GW(908)는, 예를 들어 그리고 제한 없이, (Gx 또는 St 인터페이스를 통해) OAM 시스템 또는 PCRF에 의해 제공된 QoS, 혼잡 레벨, 또는 커스터마이즈된 값들 또는 필드들과 같은, 다양한 메타데이터를 NSH에 삽입할 수 있다. 대안적으로, 메타데이터가, 예를 들어, GTP 헤더에 임베딩된 경우, P-GW(908)는 GTP 헤더로부터 메타데이터를 추출하고, NSH(901)를 작성(build)하기 위해, 이 메타데이터를 사용할 수 있다. 일부 경우들에서, P-GW(908)가 메타데이터를 NSH(901)에 부가하는 경우, P-GW(908)는 NSH 베이스 헤더의 Len 필드를 그에 따라 조정할 필요가 있을 것이다.

여전히 도 9를 전반적으로 참조하면, 서비스 분류 기능(SCF)은 P-GW(908) 또는 TDF의 일부이거나 그와 동일 장소에 배치될 수 있다. 대안적으로, SCF는 (S)Gi-LAN(910) 내의 독립형 엔티티일 수 있다. 일 예에서, SCF는 P-GW(908)로부터 IP 패킷들을 받고 메타데이터 및 정책들에 기초하여 서비스 경로 ID를 선택한다. 정책들은 PCRF가 MNO로부터 트래픽 스티어링 정책들을 받을 수 있게 하는 PCRF와의 St 또는 Sd 인터페이스를 통해 SCF로 왔을 수 있다. 예를 들어, SCF는 트래픽이 혼잡한 네트워크로부터 오고 있다는 것을 인식하기 위해 NSH(901) 내의 메타데이터를 사용할 수 있지만, 흐름은 낮은 레이턴시(latency)를 요구한다. 이것은 SCF로 하여금 혼잡한 네트워크에서 부가된 임의의 지연을 고려하기 위해 보다 낮은 레이턴시의 서비스 기능들 또는 보다 적은 서비스 기능들을 통해 트래픽을 스티어링할 서비스 경로 ID를 선택하게 할 수 있다. 문헌 ["IETF, Network Working Group, Internet-Draft, Service Function Chaining Using MPLS-Spring"] - 참조에 의해 그의 내용이 본원에 기재된 것처럼 원용됨 - 에 기재된 바와 같이, 각각의 트래픽 흐름에 대해 어느 서비스 경로가 사용되어야만 하는지를 표시하기 위해 MPLS 라벨들이 사용될 수 있다는 것이 본원에서 인식된다.

이제 도 13을 참조하면, 네트워크(1300)는 예시적인 UE(902), eNodeB(904), MME(905), S-GW(906), PCRF(907), P-GW(908), 및 SCF(909)를 포함한다. 예시적인 네트워크(1300)가 개시된 발명 요지의 설명을 용이하게 하기 위해 간략화되어 있고, 본 개시내용의 범주를 제한하려고 의도되어 있지 않다는 것이 이해될 것이다. 네트워크(1300)와 같은 네트워크에 부가하여 또는 그 대신에, 다른 디바이스들, 시스템들, 및 구성들이 본원에 개시된 실시예들을 구현하는 데 사용될 수 있으며, 이러한 실시예들 모두가 본 개시내용의 범주 내에 있는 것으로 생각된다. 예시적인 네트워크(1300)가 가상화된 네트워크 기능들로 구성될 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. eNodeB(904), MME(905), S-GW(906), PCRF(907), P-GW(908), 및 SCF(909)와 같은 노드들은, 도 15 내지 도 20을 참조하여 본원에 추가로 기술되는, 가상화된 네트워크 기능들일 수 있다. 예를 들어, MME(905) 기능은 이동성 관리 네트워크 기능에 의해 제공될 수 있다. S-GW(906)는 사용자 평면 네트워크 기능에 의해 제공될 수 있다. P-GW(908)는 데이터 평면 세션에 대한 앵커 포인트로서 역할하는 사용자 평면 네트워크 기능일 수 있다. 일 예에서, SCF(909)는 패킷들을 적절한 VAS들을 통해 라우팅하기 위해 서비스 경로 인덱스 및 서비스 경로 ID를 사용할 수 있다. 데이터 흐름에 대해 선택되는 서비스 경로는 삽입된 메타데이터, 사용자, 네트워크 상태들, 네트워크 정책들, 및 데이터 흐름과 연관된 애플리케이션에 기초할 수 있다. 따라서, 동일한 UE로부터의 상이한 데이터 흐름들이 상이한 VAS들을 통해 라우팅될 수 있다. 예를 들어, UE(902)를 통해 통신하는 모세관 네트워크 디바이스(capillary network device)에서 발신된 데이터 흐름은, UE(902)에 의해 호스팅되는 애플리케이션으로부터 발신된 트래픽과 비교하여, 상이한 서비스 경로 ID를 얻을 수 있다. UE 및 모세관 네트워크 디바이스가 상이한 IP 주소들을 효과적으로 가질 수 있도록, 모세관 네트워크 디바이스들로부터의 트래픽이 상이한 NAT 기능을 통해 라우팅되거나 NAT 기능에 의해 상이하게 핸들링될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 13을 여전히 참조하면, 예시된 예에 따르면, 0a에서, UE(902)는, 일반적으로 메타데이터라고 지칭될 수 있는, 네트워크 서비스들 헤더를 삽입할 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, UE(902)는 UE(902)의 사용자가 NSH가 삽입되도록 UE를 구성할 수 있게 하는 GUI를 렌더링할 수 있거나, 네트워크는 UE(902)가 NSH를 삽입해야만 한다는 것을 UE(902)에게 시그널링할 수 있다. 0b에서, 특정한 트래픽 흐름들 또는 사용자들과 연관되어 있는 트래픽이 NSH를 포함해야만 한다는 것을 eNodeB(904)가 알도록 그리고 eNodeB(904)가 자신이 메타데이터를 NSH에 부가해야만 한다는 것을 알도록 (예컨대, OAM 시스템에 대한 인터페이스를 통해) eNodeB(904)가 구성된다. 대안적으로 또는 그에 부가하여, eNodeB(904)는 UE(902)로부터 NAS 요청에 기초하여 메타데이터를 삽입하거나 NSH를 부가할 수 있다. 1에서, MME(905)는, 특정한 트래픽 흐름들 또는 사용자들과 연관되어 있는 트래픽이 NSH를 포함해야만 한다는 것과, S-GW(906)가 메타데이터를 NSH에 추가해야만 한다는 것을 S-GW(906)가 알도록, (S11 인터페이스를 통해) S-GW(906)를 프로비저닝할 수 있다. 대안적으로, S-GW(906)는 OAM 시스템으로부터 수신되는 구성 정보에 기초하여 메타데이터를 상향링크 트래픽에 부가해야 한다는 것을 알 수 있다. 일부 경우들에서, MME(905)는 사용자와 연관된 HSS(Home Subscriber Server)로부터 획득되는 사용자의 가입으로부터 NSH 요구사항들을 알 수 있다. 예를 들어, MME(905)가 어느 흐름들 또는 PDN 접속들이 NSH를 필요로 하는지를 통보받도록, 사용자의 APN 구성이 정보를 포함할 수 있다. 2에서, 앞서 기술된 바와 같이, P-GW(908)가 특정한 트래픽 흐름들, 애플리케이션들, 또는 사용자들과 연관되어 있는 트래픽이 NSH를 포함해야만 한다는 것을 알도록 그리고 P-GW(908)가 자신이 메타데이터를 NSH에 추가해야만 한다는 것을 알도록, PCRF(907)는 (Gx 또는 St 인터페이스를 통해) P-GW/TDF를 프로비저닝할 수 있다. 대안적으로, P-GW(908)는 OAM 시스템으로부터 수신되는 구성 정보에 기초하여 메타데이터를 부가해야 한다는 것을 알 수 있다.

도 13을 여전히 참조하면, 예시된 예에 따르면, 3에서, UE는 특정한 애플리케이션들로부터 발신되거나 특정한 트래픽 흐름들과 연관되어 있는 데이터 흐름들(예컨대, 상향링크 트래픽)에 NSH를 삽입할 수 있다. 이 구성은 코어 네트워크 또는, 예를 들어, GUI(1000)와 같은 GUI로부터 올 수 있다. UE는 앞서 기술된 바와 같이 NSH를 생성하고 그리고/또는 메타데이터를 부가할 수 있다. 4에서, eNodeB(904)는 특정한 사용자들로부터 오거나 특정한 트래픽 흐름들과 연관되어 있는 데이터 흐름들(예컨대, 상향링크 트래픽)에 NSH를 삽입할 수 있다. eNodeB(904)는 앞서 기술된 바와 같이 NSH를 생성하고 그리고/또는 메타데이터를 부가할 수 있다. 5에서, S-GW(906)는 특정한 사용자들로부터 오거나 특정한 트래픽 흐름들과 연관되어 있는 데이터 흐름들(예컨대, 상향링크 트래픽)에 NSH를 삽입할 수 있다. S-GW(906)는 앞서 기술된 바와 같이 NSH를 생성하고 그리고/또는 메타데이터를 부가할 수 있다. 6에서, 예시된 예에 따르면, P-GW(908)는 특정한 사용자들, 애플리케이션들로부터 오거나 특정한 트래픽 흐름들과 연관되어 있는 데이터 흐름들(예컨대, 상향링크 트래픽)에 NSH를 삽입한다. P-GW는 앞서 기술된 바와 같이 NSH를 생성하고 그리고/또는 메타데이터를 부가할 수 있다. NSH 및 연관된 메타데이터는 이어서 트래픽 스티어링 결정을 하기 위해 SCF에 의해 사용될 수 있다. 도 13에 도시된 예에서, SCF는 사용자 평면 기능이고 가상화된 코어 네트워크 기능으로서 구현될 수 있다. SCF는 또한 제어 평면 기능일 수 있고 가상화된 코어 네트워크 기능으로서 구현될 수 있다. SCF가 제어 평면 기능으로서 구현되는 경우, SCF는, 예를 들어, 제어 평면 메시지에서 P-GW와 같은 단일 네트워크 기능으로부터 메타데이터를 수신할 수 있거나, 개별적인 제어 메시지들에서 다수의 네트워크 기능들 및 UE로부터 메타데이터를 수신할 수 있다. SCF는 이어서 그의 트래픽 스티어링 결정들 또는 정책들을 UE, 다른 네트워크 기능들, 또는 부가 가치 서비스들에게 송신할 수 있다. 따라서, 주어진 UE는 메타데이터가 네트워크에게 제공될 수 있다는 것을 나타내는 제어 평면 메시지를 수신할 수 있다.

도 9 및 도 13 그리고 그에 관련된 설명은 "스티어링" 메타데이터를 상향링크 메시지들에 삽입하기 위한 방법들 및 장치들의 다양한 실시예들을 예시하고 있다. 이 도면들에서, 다양한 단계들 또는 동작들이 하나 이상의 노드, 장치, 기능, 또는 네트워크에 의해 수행되는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 장치들이 본원에 기술되는 방법들을 수행하기 위해 단독으로 또는 서로 결합하여 동작할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 장치, 네트워크 장치, 노드, 디바이스, 엔티티, 및 네트워크 노드라는 용어들은 서로 바꾸어 사용될 수 있다. 이 도면들에 예시된 노드들, 장치들, 기능들, 또는 네트워크들이 통신 네트워크 내의 논리적 엔티티들을 나타낼 수 있고, 이하에서 기술되는 도 14a 또는 도 14b에 예시된 일반 아키텍처들 중 하나를 포함할 수 있는, 이러한 네트워크의 노드의 메모리에 저장되고 그 노드의 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어(예컨대, 컴퓨터 실행가능 명령어들)의 형태로 구현될 수 있다는 것이 이해된다. 즉, 도 9 및 도 13에 예시된 방법들은, 예를 들어, 도 14c 또는 도 14d에 예시된 노드 또는 컴퓨터 시스템과 같은, 네트워크 노드의 메모리에 저장된 소프트웨어(예컨대, 컴퓨터 실행가능 명령어들)의 형태로 구현될 수 있고, 이 컴퓨터 실행가능 명령어들은, 노드의 프로세서에 의해 실행될 때, 이 도면들에 예시된 단계들을 수행한다. 이 도면들에 예시된 임의의 전송 및 수신 단계들이 노드의 프로세서의 제어 하에서 노드의 통신 회로(예컨대, 도 14c의 회로(34) 또는 도 14d의 회로(97))에 의해 그리고 그 프로세서가 실행하는 컴퓨터 실행가능 명령어들(예컨대, 소프트웨어)에 의해 수행될 수 있다는 것이 또한 이해된다.

도 14a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 M2M(machine to machine), IoT(Internet of Things), 또는 WoT(Web of Things) 통신 시스템(10)의 다이어그램이다. 일반적으로, M2M 기술들은 IoT/WoT에 대한 구성 블록(building block)들을 제공하고, 임의의 M2M 디바이스, M2M 게이트웨이 또는 M2M 서비스 플랫폼은 IoT/WoT의 컴포넌트는 물론 IoT/WoT 서비스 계층 등일 수 있다. 도 9 내지 도 13 중 임의의 것에 예시된 디바이스들, 기능들, 노드들, 또는 네트워크들 중 임의의 것은 도 14a 내지 도 14d에 예시된 것과 같은 통신 시스템의 노드를 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 서비스 계층이라는 용어는 네트워크 서비스 아키텍처 내의 기능 계층(functional layer)을 지칭한다. 서비스 계층들은 전형적으로 HTTP, CoAP 또는 MQTT와 같은 애플리케이션 프로토콜 계층 위쪽에 위치되고 클라이언트 애플리케이션들에게 부가 가치 서비스들을 제공한다. 서비스 계층은 또한, 예를 들어, 제어 계층 및 전송/액세스 계층과 같은, 하위 자원 계층(lower resource layer)에서 코어 네트워크들에 대한 인터페이스를 제공한다. 서비스 계층은 서비스 정의, 서비스 런타임 인에이블먼트(service runtime enablement), 정책 관리, 액세스 제어, 및 서비스 클러스터링을 비롯한 다수의 카테고리들의 (서비스) 능력들 또는 기능들을 지원한다. 최근에, 몇 개의 산업 표준 단체들(예컨대, oneM2M)이 M2M 유형들의 디바이스들 및 애플리케이션들을 인터넷/웹, 셀룰러, 엔터프라이즈, 및 홈 네트워크들과 같은 배치들에 통합시키는 것과 연관된 과제들을 해결하기 위해 M2M 서비스 계층들을 개발해오고 있다. M2M 서비스 계층은 애플리케이션들 및/또는 다양한 디바이스들에게, CSE 또는 SCL이라고 지칭될 수 있는 서비스 계층에 의해 지원되는, 앞서 언급된 능력들 또는 기능들의 컬렉션 또는 세트에의 액세스를 제공할 수 있다. 몇몇 예들은, 다양한 애플리케이션들에 의해 흔히 사용될 수 있는, 보안, 과금, 데이터 관리, 디바이스 관리, 발견, 프로비저닝, 및 접속 관리(connectivity management)를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 이 능력들 또는 기능들이 M2M 서비스 계층에 의해 정의되는 메시지 포맷들, 자원 구조들, 및 자원 표현들을 사용하는 API들을 통해 이러한 다양한 애플리케이션들에게 이용가능하게 된다. CSE 또는 SCL은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 그리고 다양한 애플리케이션들 및/또는 디바이스들에게 노출된 (서비스) 능력들 또는 기능들(예컨대, 이러한 기능 엔티티들 간의 기능 인터페이스들)을, 그들이 이러한 능력들 또는 기능들을 사용하도록, 제공하는 기능 엔티티이다.

도 14a에 도시된 바와 같이, M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)은 통신 네트워크(12)를 포함한다. 통신 네트워크(12)는 고정 네트워크(fixed network)(예컨대, 이더넷, 파이버(Fiber), ISDN, PLC, 또는 이와 유사한 것) 또는 무선 네트워크(wireless network)(예컨대, WLAN, 셀룰러, 또는 이와 유사한 것) 또는 이종 네트워크(heterogeneous network)들의 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 통신 네트워크(12)는 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 브로드캐스트, 또는 이와 유사한 것과 같은 콘텐츠를 다수의 사용자들에게 제공하는 다수의 액세스 네트워크들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 네트워크(12)는, CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), OFDMA(orthogonal FDMA), SC-FDMA(single-carrier FDMA), 및 이와 유사한 것과 같은, 하나 이상의 채널 액세스 방법을 이용할 수 있다. 게다가, 통신 네트워크(12)는, 예를 들어, 코어 네트워크, 인터넷, 센서 네트워크, 산업 제어 네트워크(industrial control network), 개인 영역 네트워크(personal area network), 융합 개인 네트워크(fused personal network), 위성 네트워크, 홈 네트워크, 또는 엔터프라이즈 네트워크와 같은 다른 네트워크들을 포함할 수 있다.

도 14a에 도시된 바와 같이, M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)은 인프라스트럭처 도메인(Infrastructure Domain) 및 필드 도메인(Field Domain)을 포함할 수 있다. 인프라스트럭처 도메인은 종단간 M2M 배치(end-to-end M2M deployment)의 네트워크측을 지칭하고, 필드 도메인은, 보통 M2M 게이트웨이 뒤에 있는, 영역 네트워크(area network)들을 지칭한다. 필드 도메인 및 인프라스트럭처 도메인 둘 다는 네트워크의 각종의 상이한 노드들(예컨대, 서버들, 게이트웨이들, 디바이스들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필드 도메인은 M2M 게이트웨이들(14) 및 단말 디바이스들(18)을 포함할 수 있다. 원하는 바에 따라, 임의의 수의 M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 단말 디바이스들(18)이 M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)에 포함될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 단말 디바이스들(18) 각각은 통신 네트워크(12) 또는 직접 무선 링크(direct radio link)를 통해 신호들을 전송 및 수신하도록 구성되어 있다. M2M 게이트웨이 디바이스(14)는 무선 M2M 디바이스들(예컨대, 셀룰러 및 비-셀룰러)은 물론 고정 네트워크 M2M 디바이스들(예컨대, PLC)이, 통신 네트워크(12)와 같은, 사업자 네트워크들 또는 직접 무선 링크를 통해 통신할 수 있게 한다. 예를 들어, M2M 디바이스들(18)은 데이터를 수집하고 데이터를, 통신 네트워크(12) 또는 직접 무선 링크를 통해, M2M 애플리케이션(20) 또는 M2M 디바이스들(18)에게 송신한다. M2M 디바이스들(18)은 또한 M2M 애플리케이션(20) 또는 M2M 디바이스(18)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 게다가, 이하에서 기술되는 바와 같이, 데이터 및 신호들이 M2M 서비스 계층(22)을 통해 M2M 애플리케이션(20)에게 송신되고 그로부터 수신될 수 있다. M2M 디바이스들(18) 및 M2M 게이트웨이들(14)은, 예를 들어, 셀룰러, WLAN, WPAN(예컨대, Zigbee, 6LoWPAN, Bluetooth), 직접 무선 링크, 및 유선(wireline)을 비롯한 다양한 네트워크들을 통해 통신할 수 있다. 예시적인 M2M 디바이스들은 태블릿들, 스마트폰들, 의료 디바이스들, 온도 및 기상 모니터들, 커넥티드 카들, 스마트 미터들, 게임 콘솔들, PDA(personal digital assistant)들, 건강 및 피트니스 모니터들, 전등들, 서모스탯들, 어플라이언스들, 차고문들 및 다른 액추에이터 기반 디바이스들, 보안 디바이스들, 및 스마트 콘센트들을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.

도 14b를 참조하면, 필드 도메인에서의 예시된 M2M 서비스 계층(22)은 M2M 애플리케이션(20), M2M 게이트웨이 디바이스들(14), 및 M2M 단말 디바이스들(18) 그리고 통신 네트워크(12)에 대한 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22)이 원하는 바에 따라 임의의 수의 M2M 애플리케이션들, M2M 게이트웨이 디바이스들(14), M2M 단말 디바이스들(18), 및 통신 네트워크들(12)과 통신할 수 있다는 것이 이해될 것이다. M2M 서비스 계층(22)은 하나 이상의 서버, 컴퓨터, 또는 이와 유사한 것에 의해 구현될 수 있다. M2M 서비스 계층(22)은 M2M 단말 디바이스들(18), M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 애플리케이션들(20)에 적용되는 서비스 능력들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22)의 기능들은 각종의 방식들로, 예를 들어, 웹 서버로서, 셀룰러 코어 네트워크에서, 클라우드에서, 기타로 구현될 수 있다.

예시된 M2M 서비스 계층(22)과 유사하게, 인프라스트럭처 도메인에도 M2M 서비스 계층(22')이 있다. M2M 서비스 계층(22')은 인프라스트럭처 도메인 내의 M2M 애플리케이션(20') 및 기반이 되는 통신 네트워크(underlying communication network)(12')에 대한 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22')은 또한 필드 도메인 내의 M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 단말 디바이스들(18)에 대한 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22')이 임의의 수의 M2M 애플리케이션들, M2M 게이트웨이 디바이스들 및 M2M 단말 디바이스들과 통신할 수 있다는 것이 이해될 것이다. M2M 서비스 계층(22')은 상이한 서비스 제공자에 의한 서비스 계층과 상호작용할 수 있다. M2M 서비스 계층(22')은 하나 이상의 서버, 컴퓨터, 가상 머신(예컨대, 클라우드/컴퓨팅/저장 팜 등) 또는 이와 유사한 것에 의해 구현될 수 있다.

여전히 도 14b를 참조하면, M2M 서비스 계층(22 및 22')은 다양한 애플리케이션들 및 버티컬(vertical)들이 이용(leverage)할 수 있는 서비스 전달 능력들의 코어 세트(core set)를 제공한다. 이 서비스 능력들은 M2M 애플리케이션들(20 및 20')이 디바이스들과 상호작용할 수 있게 하고 데이터 수집, 데이터 분석, 디바이스 관리, 보안, 빌링(billing), 서비스/디바이스 발견 등과 같은 기능들을 수행할 수 있게 한다. 본질적으로, 이 서비스 능력들은 애플리케이션들로부터 이 기능들을 구현하는 부담을 덜어주고, 따라서 애플리케이션 개발을 단순화시키며 출시까지의 비용 및 시간을 감소시킨다. 서비스 계층(22 및 22')은 또한 M2M 애플리케이션들(20 및 20')이 서비스 계층(22 및 22')이 제공하는 서비스들과 관련하여 다양한 네트워크들(12 및 12')을 통해 통신할 수 있게 한다.

M2M 애플리케이션들(20 및 20')은 운송, 건강 및 건강관리(health and wellness), 커넥티드 홈(connected home), 에너지 관리, 자산 추적, 그리고 보안 및 감시 - 이들로 제한되지 않음 - 와 같은 다양한 산업들에서의 애플리케이션들을 포함할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 시스템의 디바이스들, 게이트웨이들, 및 다른 서버들에 걸쳐 동작하는 M2M 서비스 계층은, 예를 들어, 데이터 수집, 디바이스 관리, 보안, 빌링, 위치 추적/지오펜싱, 디바이스/서비스 발견, 및 레거시 시스템들 통합과 같은 기능들을 지원하고, 이 기능들을 서비스들로서 M2M 애플리케이션들(20 및 20')에 제공한다.

일반적으로, 도 14a 및 도 14b에 예시된 서비스 계층들(22 및 22')과 같은, 서비스 계층(SL)은 한 세트의 API(application programming interface)들 및 기반이 되는 네트워킹 인터페이스들을 통해 부가 가치 서비스 능력들을 지원하는 소프트웨어 미들웨어 계층을 정의한다. ETSI M2M 아키텍처와 oneM2M 아키텍처 둘 다는 서비스 계층을 정의한다. ETSI M2M의 서비스 계층은 서비스 능력 계층(SCL)이라고 지칭된다. SCL은 ETSI M2M 아키텍처의 각종의 상이한 노드들에 구현될 수 있다. 예를 들어, 서비스 계층의 인스턴스는 M2M 디바이스(여기서 이는 디바이스 SCL(DSCL)이라고 지칭됨), 게이트웨이(여기서 이는 게이트웨이 SCL(GSCL)이라고 지칭됨), 및/또는 네트워크 노드(여기서 이는 네트워크 SCL(NSCL)이라고 지칭됨) 내에 구현될 수 있다. oneM2M 서비스 계층은 한 세트의 공통 서비스 기능(CSF)들(즉, 서비스 능력들)을 지원한다. 하나 이상의 특정 유형의 CSF들의 세트를 인스턴스화한 것이, 상이한 유형들의 네트워크 노드들(예컨대, 인프라스트럭처 노드, 미들 노드(middle node), 애플리케이션-특정 노드(application-specific node)) 상에서 호스팅될 수 있는, CSE(Common Services Entity, 공통 서비스 엔터티)라고 지칭된다. 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 MTC(machine-type communications)에 대한 아키텍처도 정의하였다. 그 아키텍처에서, 서비스 계층, 및 서비스 계층이 제공하는 서비스 능력들이 서비스 능력 서버(SCS)의 일부로서 구현된다. ETSI M2M 아키텍처의 DSCL, GSCL, 또는 NSCL에, 3GPP MTC 아키텍처의 서비스 능력 서버(SCS)에, oneM2M 아키텍처의 CSF 또는 CSE에, 또는 네트워크의 어떤 다른 노드에 구현되든 간에, 서비스 계층의 인스턴스가, 서버들, 컴퓨터들, 및 다른 컴퓨팅 디바이스들 또는 노드들을 비롯한, 네트워크 내의 하나 이상의 독립형 노드(standalone node) 상에서 실행되는 논리적 엔티티(예컨대, 소프트웨어, 컴퓨터 실행가능 명령어들, 및 이와 유사한 것)에 또는 하나 이상의 기존의 노드의 일부로서 구현될 수 있다. 일 예로서, 서비스 계층의 인스턴스 또는 그의 컴포넌트는 이하에서 기술되는 도 14c 또는 도 14d에 예시된 일반적인 아키텍처를 가지는 네트워크 노드(예컨대, 서버, 컴퓨터, 게이트웨이, 디바이스, 또는 이와 유사한 것) 상에서 실행되는 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있다.

게다가, 본원에 기술되는 방법들 및 기능들이 서비스들에 액세스하기 위해 SOA(Service Oriented Architecture) 및/또는 ROA(resource-oriented architecture)를 사용하는 M2M 네트워크의 일부로서 구현될 수 있다.

도 14c는, 도 14a 및 도 14b에 예시된 것과 같은 M2M 네트워크 내의 M2M 서버, 게이트웨이, 디바이스, 또는 다른 노드로서 동작할 수 있는, 도 9 내지 도 13에 예시된 노드들, 디바이스들, 기능들, 또는 네트워크들 중 하나와 같은, 네트워크의 노드 또는 장치의 예시적인 하드웨어/소프트웨어 아키텍처의 블록 다이어그램이다. 도 14c에 도시된 바와 같이, 노드(30)는 프로세서(32), 송수신기(34), 송신/수신 요소(transmit/receive element)(36), 스피커/마이크로폰(38), 키패드(40), 디스플레이/터치패드(42), 비이동식 메모리(44), 이동식 메모리(46), 전원(48), GPS(global positioning system) 칩셋(50), 및 다른 주변기기들(52)을 포함할 수 있다. 노드(30)는 또한, 송수신기(34) 및 송신/수신 요소(36)와 같은, 통신 회로를 포함할 수 있다. 노드(30)가 일 실시예와 부합한 채로 있으면서 전술한 요소들의 임의의 서브컴비네이션(sub-combination)을 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이 노드는 본원에 기술되는 메타데이터 삽입들 및 그에 관련된 트래픽 스티어링을 구현하는 노드일 수 있다.

프로세서(32)는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 종래의 프로세서, DSP(digital signal processor), 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)들, FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로들, 임의의 다른 유형의 IC(integrated circuit), 상태 머신, 및 이와 유사한 것일 수 있다. 프로세서(32)는 신호 코딩, 데이터 처리, 전력 제어, 입력/출력 처리, 및/또는 노드(30)가 무선 환경에서 동작할 수 있게 하는 임의의 다른 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(32)는 송수신기(34)에 결합될 수 있고, 송수신기(34)는 송신/수신 요소(36)에 결합될 수 있다. 도 14c가 프로세서(32) 및 송수신기(34)를 개별적인 컴포넌트들로서 도시하고 있지만, 프로세서(32) 및 송수신기(34)가 전자 패키지 또는 칩에 하나로 통합되어 있을 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 프로세서(32)는 애플리케이션 계층 프로그램들(예컨대, 브라우저들) 및/또는 무선 액세스 계층(RAN) 프로그램들 및/또는 통신을 수행할 수 있다. 프로세서(32)는, 예를 들어, 액세스 계층 및/또는 애플리케이션 계층에서와 같이, 인증, 보안 키 일치(security key agreement), 및/또는 암호화 동작(cryptographic operation)들과 같은 보안 동작들을 수행할 수 있다.

도 14c에 도시된 바와 같이, 프로세서(32)는 그의 통신 회로(예컨대, 송수신기(34) 및 송신/수신 요소(36))에 결합되어 있다. 프로세서(32)는, 컴퓨터 실행가능 명령어들의 실행을 통해, 노드(30)로 하여금 그에 접속되어 있는 네트워크를 통해 다른 노드들과 통신하게 하기 위해 통신 회로를 제어할 수 있다. 상세하게는, 프로세서(32)는 본원에(예컨대, 도 9 내지 도 13에) 그리고 청구항들에 기술된 전송 및 수신 단계들을 수행하기 위해 통신 회로를 제어할 수 있다. 도 14c가 프로세서(32) 및 송수신기(34)를 개별적인 컴포넌트들로서 도시하고 있지만, 프로세서(32) 및 송수신기(34)가 전자 패키지 또는 칩에 하나로 통합되어 있을 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

송신/수신 요소(36)는 M2M 서버들, 게이트웨이들, 디바이스들, 및 이와 유사한 것을 비롯한, 다른 노드들에게 신호들을 전송하거나 그들로부터 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 송신/수신 요소(36)는 RF 신호들을 전송 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수 있다. 송신/수신 요소(36)는, WLAN, WPAN, 셀룰러, 및 이와 유사한 것과 같은, 다양한 네트워크들 및 에어 인터페이스(air interface)들을 지원할 수 있다. 일 실시예에서, 송신/수신 요소(36)는, 예를 들어, IR, UV 또는 가시 광 신호들을 전송 및/또는 수신하도록 구성된 방출기/검출기일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 송신/수신 요소(36)는 RF 및 광 신호들 둘 다를 전송 및 수신하도록 구성될 수 있다. 송신/수신 요소(36)가 무선 또는 유선 신호들의 임의의 조합을 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

그에 부가하여, 송신/수신 요소(36)가 도 14c에 단일 요소로서 도시되어 있지만, 노드(30)는 임의의 수의 송신/수신 요소들(36)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 노드(30)는 MIMO 기술을 이용할 수 있다. 이와 같이, 일 실시예에서, 노드(30)는 무선 신호들을 전송 및 수신하기 위한 2개 이상의 송신/수신 요소(36)(예컨대, 다수의 안테나들)를 포함할 수 있다.

송수신기(34)는 송신/수신 요소(36)에 의해 전송되어야 하는 신호들을 변조하도록 그리고 송신/수신 요소(36)에 의해 수신되는 신호들을 복조하도록 구성될 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 노드(30)는 다중 모드 능력들을 가질 수 있다. 이와 같이, 송수신기(34)는 노드(30)가, 예를 들어, UTRA 및 IEEE 802.11과 같은, 다수의 RAT들을 통해 통신할 수 있게 하기 위한 다수의 송수신기들을 포함할 수 있다.

프로세서(32)는, 비이동식 메모리(44) 및/또는 이동식 메모리(46)와 같은, 임의의 유형의 적당한 메모리로부터의 정보에 액세스하고 그에 데이터를 저장할 수 있다. 비이동식 메모리(44)는 RAM(random-access memory), ROM(read-only memory), 하드 디스크, 또는 임의의 다른 유형의 메모리 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 이동식 메모리(46)는 SIM(subscriber identity module) 카드, 메모리 스틱, SD(secure digital) 메모리 카드, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서(32)는, 서버 또는 홈 컴퓨터와 같은, 노드(30) 상에 물리적으로 위치되지 않은 메모리로부터의 정보에 액세스하고 데이터를 그에 저장할 수 있다. 프로세서(32)는, 노드의 상태를 반영하기 위해 또는 노드, UE(예컨대, 도 10 및 도 11), 그리고 상세하게는 UE와 통신하는 기반이 되는 네트워크들, 애플리케이션들, 또는 다른 서비스들을 구성하기 위해, 디스플레이 또는 표시기들(42) 상의 조명 패턴들, 이미지들, 또는 컬러들을 제어하도록 구성될 수 있다. 프로세서(32)는 전원(48)으로부터 전력을 받을 수 있고, 노드(30) 내의 다른 컴포넌트들에게 전력을 분배하고 그리고/또는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 전원(48)은 노드(30)에게 전력을 공급하기 위한 임의의 적당한 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전원(48)은 하나 이상의 건전지 배터리(예컨대, 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈-아연(NiZn), 니켈 금속 수소화물(NiMH), 리튬 이온(Li 이온) 등), 태양 전지, 연료 전지, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.

프로세서(32)는 또한 노드(30)의 현재 위치에 관한 위치 정보(예컨대, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성되는 GPS 칩셋(50)에 결합될 수 있다. 노드(30)가 일 실시예와 부합한 채로 있으면서 임의의 적당한 위치 결정 방법을 통해 위치 정보를 취득할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

프로세서(32)는, 부가의 특징들, 기능 및/또는 유선 또는 무선 접속을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈을 포함할 수 있는, 다른 주변기기들(52)에 추가로 결합될 수 있다. 예를 들어, 주변기기들(52)은 가속도계, e-나침반(e-compass), 위성 송수신기, 센서, (사진들 또는 비디오를 위한) 디지털 카메라, USB(universal serial bus)포트, 진동 디바이스, 텔레비전 송수신기, 핸즈프리 헤드셋, Bluetooth® 모듈, FM(frequency modulated) 라디오 유닛, 디지털 음악 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.

도 14d는, 도 14a 및 도 14b에 예시된 것과 같은 M2M 네트워크 내의 M2M 서버, 게이트웨이, 디바이스, 또는 다른 노드로서 동작할 수 있는, 도 9 내지 도 13에 예시된 노드들, 디바이스들, 기능들, 또는 네트워크들과 같은, 네트워크의 하나 이상의 노드를 구현하는 데 역시 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(90)의 블록 다이어그램이다. 컴퓨팅 시스템(90)은 컴퓨터 또는 서버를 포함할 수 있고, 주로 컴퓨터 판독가능 명령어들 - 소프트웨어의 형태로 되어 있을 수 있고, 이러한 소프트웨어는 어느 곳에든 또는 어떤 수단에 의해서든 저장되거나 액세스됨 - 에 의해 제어될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 명령어들은 컴퓨팅 시스템(90)으로 하여금 일을 하게 하기 위해 중앙 처리 유닛(central processing unit)(CPU)(91)에 의해 실행될 수 있다. 많은 공지된 워크스테이션들, 서버들, 및 개인용 컴퓨터들에서, 중앙 처리 유닛(91)은 마이크로프로세서라고 불리는 단일 칩 CPU에 의해 구현된다. 다른 머신들에서, 중앙 처리 유닛(91)은 다수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 코프로세서(81)는 부가의 기능들을 수행하거나 CPU(91)를 보조하는, 메인 CPU(91)와 구별되는, 임의적 프로세서이다. CPU(91) 및/또는 코프로세서(81)는 트래픽을 스티어링하기 위한 개시된 시스템들 및 방법들에 관련된 데이터를 수신, 생성, 및 처리할 수 있다.

동작을 설명하면, CPU(91)는 명령어들을 페치, 디코딩, 및 실행하고, 정보를 컴퓨터의 메인 데이터 전송 경로인 시스템 버스(80)를 통해 다른 자원들에게 그리고 그들로부터 전송한다. 이러한 시스템 버스는 컴퓨팅 시스템(90) 내의 컴포넌트들을 접속시키고, 데이터 교환을 위한 매체를 정의한다. 시스템 버스(80)는 전형적으로 데이터를 송신하기 위한 데이터 라인들, 주소들을 송신하기 위한 주소 라인들, 및 인터럽트들을 송신하고 시스템 버스를 작동시키기 위한 제어 라인들을 포함한다. 이러한 시스템 버스(80)의 일 예는 PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스이다.

시스템 버스(80)에 결합된 메모리 디바이스들은 RAM(random access memory)(82) 및 ROM(and read only memory)(93)을 포함한다. 이러한 메모리들은 정보가 저장 및 검색될 수 있게 하는 회로를 포함한다. ROM(93)은 일반적으로 용이하게 수정될 수 없는 저장된 데이터를 포함한다. RAM(82)에 저장된 데이터는 CPU(91) 또는 다른 하드웨어 디바이스들에 의해 판독 또는 변경될 수 있다. RAM(82) 및/또는 ROM(93)에의 액세스는 메모리 제어기(92)에 의해 제어될 수 있다. 메모리 제어기(92)는, 명령어들이 실행될 때, 가상 주소들을 물리 주소들로 변환하는 주소 변환 기능(address translation function)을 제공할 수 있다. 메모리 제어기(92)는 또한 시스템 내에서 프로세스들을 격리시키고 시스템 프로세스들을 사용자 프로세스들로부터 격리시키는 메모리 보호 기능을 제공할 수 있다. 이와 같이, 제1 모드에서 실행 중인 프로그램은 그 자신의 프로세스 가상 주소 공간에 의해 매핑되는 메모리에만 액세스할 수 있고; 프로세스들 간의 메모리 공유가 셋업되어 있지 않은 한, 다른 프로세스의 가상 주소 공간 내의 메모리에 액세스할 수 없다.

그에 부가하여, 컴퓨팅 시스템(90)은 명령어들을 CPU(91)로부터, 프린터(94), 키보드(84), 마우스(95), 및 디스크 드라이브(85)와 같은, 주변기기들에게 전달하는 일을 책임지고 있는 주변기기들 제어기(83)를 포함할 수 있다.

디스플레이 제어기(96)에 의해 제어되는, 디스플레이(86)는 컴퓨팅 시스템(90)에 의해 생성된 시각적 출력을 디스플레이하는 데 사용된다. 이러한 시각적 출력은 텍스트, 그래픽, 애니메이션화된 그래픽(animated graphics), 및 비디오를 포함할 수 있다. 디스플레이(86)는 CRT 기반 비디오 디스플레이, LCD 기반 평판 디스플레이, 가스 플라즈마 기반 평판 디스플레이, 또는 터치 패널로 구현될 수 있다. 디스플레이 제어기(96)는 디스플레이(86)에게 송신되는 비디오 신호를 생성하는 데 요구된 전자 컴포넌트들을 포함한다.

게다가, 컴퓨팅 시스템(90)은 컴퓨팅 시스템(90)이 네트워크의 다른 노드들과 통신할 수 있게 하기 위해 컴퓨팅 시스템(90)을, 도 14a 및 도 14b의 네트워크(12)와 같은, 외부 통신 네트워크에 접속시키는 데 사용될 수 있는, 예를 들어, 네트워크 어댑터(97)와 같은, 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 회로는, 단독으로 또는 CPU(91)와 결합하여, 본원에(예컨대, 도 13에) 그리고 청구항들에 기술되는 전송 및 수신 단계들을 수행하는 데 사용될 수 있다.

이제 도 15를 참조하면, 앞서 언급된 바와 같이, 본원에 기술되는 실시예들이 NFV(Network Functions Virtualization)에 의해 구현될 수 있기 때문에, NFV에 관련된 추가 상세들이 제공된다. 배경으로서, NFV는 네트워크 사업자들이 네트워크들을 구성(architect)하는 방식을 바꾸는 것을 목표로 한다. 상세하게는, 많은 네트워크 장비 유형들을, 데이터 센터들, 네트워크 노드들에 그리고 최종 사용자 구내들에 위치될 수 있는, 산업 표준 대용량 서버들, 스위치들 및 스토리지에 통합(consolidate)시키기 위해 IT 가상화 기술이 사용되고 있다. 네트워크 기능들(예컨대, 이동성 관리, 세션 관리, QoS)이 소프트웨어로 구현될 수 있고, 네트워크 기능들이 다양한 산업 표준 서버 하드웨어 상에서 실행될 수 있다. 새로운 장비를 설치할 필요 없이, 기능들이 필요에 따라 네트워크 내의 다양한 위치들로 이동되거나 그 위치들에 인스턴스화될 수 있다. 도 15는 ETSI에 의해 제공된 NFV를 위한 아키텍처 프레임워크의 일 예를 예시하고 있다.

NFV가 모바일 및 고정 네트워크들에서 임의의 데이터 평면 패킷 처리 및 제어 평면 기능에 적용될 수 있다는 것이 본원에서 인식된다. 예들은, 제한 없이 제시된, 다음과 같은 것들을 포함한다:

스위칭 요소들(예컨대, BNG, CG-NAT, 라우터들)

모바일 네트워크 노드들(예컨대, HLR/HSS, MME, SGSN, GGSN/PDN-GW, RNC, eNodeB)

가상화된 홈 환경들을 생성하기 위해 홈 라우터들 및 셋톱 박스들에 포함된 기능들

융합된(converged) 그리고 네트워크 전반의(network-wide) 기능들(예컨대, AAA 서버들, 정책 제어, 및 과금 플랫폼들)

애플리케이션 레벨 최적화(예컨대, CDN들, 캐시 서버들, 로드 밸런서(Load Balancer)들, 애플리케이션 가속기(Application Accelerator)들)

보안 기능들(예컨대, 방화벽들, 바이러스 스캐너들, 침입 탐지 시스템들, 스팸 보호(spam protection))

NFV를 적용하는 것이, 통신 산업 상황의 급격한 변화들에 기여할 수 있는, 다양한 이점들을 네트워크 사업자들에게 제공할 수 있다는 것이 본원에서 인식된다. 예를 들어 그리고 제한 없이, NFV가 다음과 같은 것들을 제공할 수 있다는 것이 본원에서 인식된다:

장비를 통합하는 것 및 IT 산업의 규모의 경제를 활용하는 것을 통한 장비 비용의 감소 및 전력 소비의 감소.

전형적인 네트워크 사업자 혁신 사이클을 최소화하는 것에 의한 출시 기간(Time to Market)의 속도의 증가.

동일한 인프라스트럭처에서 생산, 테스트 및 조회 시설들을 운영할 수 있는 것은 보다 효율적인 테스트 및 통합을 제공하고, 개발 비용과 출시 기간을 감소시킨다.

지리 또는 고객 세트들에 기초한 타깃 서비스 도입. 서비스들이 필요에 따라 신속하게 확대/축소될 수 있다.

매우 다양한 생태계들을 가능하게 함(개방성을 촉진함).

실제 트래픽/이동성 패턴들 및 서비스 수요에 기초하여 거의 실시간으로 네트워크 구성 및/또는 토폴로지를 최적화함.

멀티-테넌시(multi-tenancy)의 지원, 그에 의해 네트워크 사업자들이 관리 도메인들의 적절한 보안 분리에 의해 동일한 하드웨어 상에 공존할 수 있는 다수의 사용자들, 애플리케이션들, 내부 시스템들, 또는 다른 네트워크 사업자들에게 맞춤화된 서비스들 및 접속을 제공할 수 있다.

표준 서버들 및 스토리지에서의 전력 관리 특징들은 물론 작업 부하 통합(workload consolidation) 및 위치 최적화를 활용하는 것에 의해 에너지 소비를 감소시킴.

ETSI(European Telecommunications Standards Institute)는 백서들을 발표하기 위해 그리고 NFV의 구현을 고려하고 있는 벤더들 및 사업자들에 대한 기준들로서 기능하는, NFV에 대한 표준 용어 정의들 및 사용 사례들을 비롯한, 몇 가지 보다 심층적인 자료들을 생성하기 위해 규격 그룹("Network Functions Virtualization")을 형성하였다.

도 16은 VNF들 및 중첩 포워딩 그래프(nested forwarding graph)들을 갖는 종단간 네트워크 서비스의 (ETSI GS NFV 002로부터의) 일 예이다. 도 16은 VNF-FG(Virtualized Network Function Forwarding Graph)의 개념을 예시하고 있다. VNF-GW는 한 세트의 VNF들이 서비스를 제공하기 위해 어떻게 접속되는지를 나타내고 있다.

문헌 [Next Generation Mobile Network (NGMN) Alliance, "Description of Network Slicing Concept"]에 기술된 것과 같은, 네트워크 슬라이싱은 모바일 사업자의 네트워크의 고정 부분(fixed part)(백홀 및 코어 네트워크 둘 다)에 걸쳐 에어 인터페이스 뒤에 있는 다수의 가상 네트워크들을 지원하기 위해 모바일 네트워크 사업자들에 의해 사용될 수 있는 메커니즘이다. 이것은 상이한 RAN들 또는 단일 RAN에 걸쳐 실행되는 상이한 서비스 유형들을 지원하기 위해 네트워크를 다수의 가상 네트워크들로 '슬라이싱'하는 것을 수반한다. 네트워크 슬라이싱은 사업자가, 예를 들어, 기능, 성능, 및 격리의 분야들에서 다양한 요구사항들을 요구하는 상이한 시장 시나리오들에 대한 최적화된 해결책들을 제공하도록 커스터마이즈된 네트워크들을 생성할 수 있게 한다. 도 17은 네트워크 슬라이싱의 예시적인 개념적 아키텍처를 도시하고 있다. 도 17에서의 상이한 유형들의 셰이딩(shading)이 상이한 네트워크 슬라이스 인스턴스들 또는 서브네트워크 슬라이스 인스턴스들을 나타낸다는 것이 이해될 것이다.

3GPP는 5G 네트워크를 설계하고 있으며, 5G 사용 사례들(예컨대, 대규모 IoT(massive IoT), 중요 통신(critical communications), 및 향상된 모바일 광대역(enhanced mobile broadband))이 매우 다양하고 때로는 극단적인 요구사항들을 요구하기 때문에, 5G 네트워크에 적합할 수 있는, 네트워크 슬라이싱 기술을 포함시킬지 여부를 고려하고 있다. 현재 아키텍처는, 예를 들어, 스마트폰들, OTT 콘텐츠, 피처폰들, 데이터 카드들, 및 임베디드 M2M 디바이스들로부터의 모바일 트래픽과 같은, 각종의 서비스들을 수용하기 위해 비교적 모놀리식인 네트워크 및 전송 프레임워크를 이용한다. 현재 아키텍처가 각각이 그 자신의 특정 세트의 성능, 확장성, 및 이용가능성 요구사항들을 가질 때 보다 광범위한 비즈니스 요구를 효율적으로 지원할 정도로 유연성 및 확장성을 갖지 않을 것으로 예상된다. 게다가, 새로운 네트워크 서비스들의 도입이 보다 효율적으로 이루어져야만 한다는 것이 본원에서 인식된다. 그럼에도 불구하고, 몇 개의 사용 사례들이 동일한 사업자 네트워크에서 동시에 활성일 것으로 예상되고, 따라서 5G 네트워크의 높은 정도의 유연성 및 확장성을 요구한다.

일부 경우들에서, UE가 하나의 네트워크 사업자의 다수의 네트워크 슬라이스들로부터의 서비스들을 동시에 획득할 수 있게 하기 위해, 도 18에 도시된 바와 같이, 단일 세트의 제어 평면 기능들이 다수의 코어 네트워크 인스턴스들에 걸쳐 공유된다.

코어 네트워크 인스턴스는 단일 세트의 제어 평면 기능들 및 단일 세트의 사용자 평면 기능들로 이루어져 있다. 더욱이, 코어 네트워크 인스턴스는 동일한 UE 유형에 속하는 UE들에 전용된다. UE 유형을 식별하는 것은 특정 파라미터, 예컨대, UE 사용 유형, 및/또는 UE의 가입으로부터의 정보를 사용하여 행해진다. 코어 네트워크 인스턴스 내의 한 세트의 사용자 평면 기능들은 특정 서비스를 UE에게 제공하는 것 및 특정 서비스의 사용자 평면 데이터를 전송하는 것을 책임지고 있다. 예를 들어, 코어 네트워크 인스턴스 #1 내의 한 세트의 사용자 평면 기능들은 향상된 모바일 광대역 서비스를 UE에게 제공하는 반면, 코어 네트워크 인스턴스 #2 내의 다른 세트의 사용자 평면 기능들은 중요 통신 서비스를 UE에게 제공한다. UE가 사업자의 네트워크에 처음으로 접속할 때, UE 사용 유형과 매칭하는 디폴트 코어 네트워크 인스턴스가 UE에게 할당된다. 각각의 UE는 상이한 코어 네트워크 인스턴스들에서 동시에 이용가능한 상이한 세트들의 사용자 평면 기능들에의 다수의 사용자 평면 접속들을 가질 수 있다. 제어 평면 기능들이 네트워크 슬라이스들에 걸쳐 공유될 수 있다.

코어 네트워크 선택 기능(CNSF)은 몇 가지 책임들을 가질 수 있다. 예를 들어, CNSF는, 예를 들어, UE의 가입 및 특정 파라미터(예컨대, UE 사용 유형)를 고려하는 것에 의해, 어느 코어 네트워크 인스턴스가 UE를 수용할지를 선택할 수 있다. CNSF는 선택된 코어 네트워크 인스턴스 내의 어느 제어 평면 기능들이 기지국과 통신해야만 하는지를 선택할 수 있다. 제어 평면 기능들의 이러한 선택은 특정 파라미터(예컨대, UE 사용 유형)를 사용하여 행해질 수 있다. CNSF는 상이한 서비스들의 사용자 평면 데이터를 전송하기 위해 어느 세트의 사용자 평면 기능들이 기지국과의 접속을 구축해야만 하는지를 선택할 수 있다. 사용자 평면 기능의 이러한 선택은 특정 파라미터들(예컨대, UE 사용 유형 및 서비스 유형)을 사용하여 행해진다.

네트워크 기능들의 상호접속을 가능하게 하기 위해, 상호접속 및 라우팅 기능(Interconnection & Routing Function, IRF) 2058이 [3GPP TR 23.799, Study on Architecture for Next Generation System]에 제안되어 있다. 도 19 및 도 20은, 각각, 비-로밍 및 로밍 시나리오들에 대한 IRF 2058의 참조 모델들을 도시하고 있다. IRF 2058의 기능들은, 예로서 그리고 제한 없이 제시된, 다음과 같은 것들을 포함한다:

UE에 대한 활성 세션을 갖는, 각각의 서빙 NF의 인터페이스 계층 아이덴티티(예컨대, 인스턴스 번호)와 UE 아이덴티티 사이의 바인딩을 저장한다. IRF 2058과 직접 인터페이싱하지 않는 NF들에 대해, 예컨대, 로밍 시나리오에서, IRF 2058은 그 NF들 중 어느 것이 도달가능한지를 통해 원격 PLMN의 IRF 2058의 아이덴티티를 저장한다.

(예컨대, UE 이동성, 로드 재밸런싱(load re-balancing) 또는 가상 머신들의 스케일-인(scale-in) 또는 스케일-아웃(scale-out) 또는 복원 원인들로 인해) 주어진 UE에 대해 서빙 NF의 아이덴티티가 변할 때 바인딩 리포지토리를 업데이트한다.

UE(그에 대한 메시지가 송신됨)의 아이덴티티 및 목적지 NF를 결정하기 위해 메시지 헤더를 검사한다. UE의 아이덴티티에 대해, IRF는 목적지 NF의 인터페이스 계층 아이덴티티(예컨대, 인스턴스 번호) 또는 원격 IRF 2058의 아이덴티티를 결정하기 위해 내부 바인딩 리포지토리를 룩업하고, 이어서 그에 따라 메시지를 라우팅한다.

사업자의 구성에 기초하여 메시지의 허가를 임의로 수행한다. 예를 들어, 사업자의 구성이 NF1이 특정한 메시지(예컨대, "UE의 APN-AMBR의 변경")를 NF4 쪽으로 송신하는 것을 금지하는 경우, IRF 2058은 대응하는 메시지를 거부한다. 일부 경우들에서, IRF는 오버로드 제어(예컨대, 그의 로드/오버로드 조건에 기초하여 주어진 NF에게 송신되는 메시지들의 페이싱(pacing))를 수행하는 것에 의해 시그널링 스톰(signaling storm) 동안 NF들을 임의로 보호한다.

각각의 NF는 그 자신의 PLMN 내의 주어진 참조 포인트를 통해 IRF 2058과 인터페이싱한다. 일부 경우들에서, 도시된 바와 같이, NF들은 서로 직접 인터페이싱하지 않고 IRF 2058을 통해 서로 통신할 수 있다(예컨대, 요청 또는 응답 메시지들을 송신함). 따라서, 요구될 때, 이 모델은 임의의 NF가, 경로에 있는 임의의 다른 관련없는 네트워크 기능들을 개입시키지 않고, 임의의 다른 NF와 직접 통신할 수 있게 한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, NF1은 (예컨대, NF2의 개입이 필요하지 않은 경우) NF2를 개입시키지 않고 메시지를 IRF 2058을 통해 NF3에게 송신할 수 있다.

본원에 기술되는 방법들 및 프로세스들 중 임의의 것이 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어들(즉, 프로그램 코드)의 형태로 구현될 수 있고, 이 명령어들이, 컴퓨터, 서버, M2M 단말 디바이스, M2M 게이트웨이 디바이스, 또는 이와 유사한 것과 같은, 머신에 의해 실행될 때, 본원에 기술되는 시스템들, 방법들 및 프로세스들을 수행 및/또는 구현한다는 것이 이해될 것이다. 구체적으로는, 앞서 기술된 단계들, 동작들 또는 기능들 중 임의의 것이 이러한 컴퓨터 실행가능 명령어들의 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 정보의 저장을 위해 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체 모두를 포함하지만, 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 신호들은 포함하지 않는다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital versatile disk)들 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 물리 매체를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.

하기는 이상의 설명에서 나올 수 있는 서비스 기술들에 관련된 약어들의 리스트이다. 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 사용되는 약어들은 이하에 열거되는 대응하는 용어를 지칭한다.

DPI Deep Packet Inspection

GGSN Gateway GPRS Support Node

GPRS General Packet Radio Service

GTP GPRS Tunnel Protocol

HTTP Hyper Text Transfer Protocol

LAN Local Access Network

MCN Mobile Core Network

MNO Mobile Network Operator

NAT Network Address Translation

NSH Network Services Header

PCRF Policy and Charging Rules Function

P-GW PDN Gateway

SFC Service Function Chaining

SFF Service Function Forwarder

(S)Gi-LAN LAN between the GGSN/P-GW and the Internet

S-GW Serving Gateway

SPI Service Path ID

TCP Transmission Control Protocol

TLV Type, Length, Value

TDF Traffic Detection Function

VAS Value Added Services

본 개시내용의 발명 요지의 바람직한 실시예들을 기술함에 있어서, 도면들에 예시된 바와 같이, 명확함을 위해 특정의 용어가 이용된다. 그렇지만, 청구된 발명 요지는 그렇게 선택된 특정 용어로 제한되는 것으로 의도되어 있지 않으며, 각각의 특정 요소가 유사한 목적을 달성하기 위해 유사한 방식으로 동작하는 모든 기술적 등가물들을 포함한다는 것이 이해될 것이다.

Claims

프로세서, 메모리, 및 통신 회로를 포함하는 장치로서, 상기 장치는 그의 통신 회로를 통해 네트워크에 접속되고, 상기 장치는, 상기 장치의 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 장치로 하여금 동작들을 수행하게 하는 상기 장치의 상기 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 추가로 포함하며, 상기 동작들은:
메타데이터를 상향링크 메시지에 삽입하는 동작 - 상기 메타데이터는 활성 타이머, 주기적 TAU 타이머, DRX 사이클 길이, 무선 액세스 기술(RAT) 유형, 상태, 슬립 스케줄(sleep schedule), 배터리 레벨, 접속 품질, 통신 스케줄, 캐싱 정책, 또는 전력 제한 중 적어도 하나를 나타냄 -; 및
네트워크 기능 또는 (S)Gi-LAN이 상기 메타데이터에 기초하여 트래픽을 스티어링(steer)할 수 있도록, 상기 상향링크 메시지를 상기 메타데이터와 함께 송신하는 동작
을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치는 네트워크 기능, eNodeB, 서빙 게이트웨이(S-GW), 또는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(P-GW)를 포함하는, 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는, 상기 장치의 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 장치로 하여금 추가 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어들을 추가로 포함하며, 상기 추가 동작들은:
상기 상향링크 메시지를 수신하는 동작 - 상기 상향링크 메시지는 사용자 장비(UE)로부터 발신됨 -
을 포함하는, 장치.
제3항에 있어서, 상기 메타데이터는 상태를 표시하고, 상기 상태는 상기 UE의 적어도 하나의 선호사항(preference)을 표시하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치는 특정한 애플리케이션들이 메타데이터를 상기 네트워크에게 송신할 수 있게 하도록 또는 특정한 유형들의 메타데이터가 상기 네트워크에게 송신될 수 있게 하도록 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 구성된 사용자 장비인, 장치.
제1항에 있어서, 상기 장치는 사용자 장비(UE)이고, 상기 UE는, 상기 UE의 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 UE로 하여금 추가 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어들을 추가로 포함하며, 상기 추가 동작들은:
메타데이터가 상기 네트워크에게 제공될 수 있다는 것을 나타내는 제어 평면 메시지를 수신하는 동작
을 포함하는, 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메타데이터는 네트워크 서비스들 헤더(network services header)로서 IP 데이터 패킷에 추가(append)되는, 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상향링크 메시지는 상기 메타데이터와 함께 GTP 터널 내에서 송신되는, 장치.
사용자 장비(UE), eNodeB, 서빙 게이트웨이(S-GW), 및 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(P-GW)를 포함하는 네트워크에서, 상기 UE, 상기 eNodeB, 상기 S-GW, 또는 상기 P-GW 중 적어도 하나는 방법을 수행하고, 상기 방법은:
메타데이터를 상향링크 메시지에 삽입하는 단계 - 상기 메타데이터는 활성 타이머, 주기적 TAU 타이머, DRX 사이클 길이, 무선 액세스 기술(RAT) 유형, 상태, 슬립 스케줄, 배터리 레벨, 접속 품질, 통신 스케줄, 캐싱 정책, 또는 전력 제한 중 적어도 하나를 나타냄 -; 및
네트워크 기능 또는 (S)Gi-LAN이 상기 메타데이터에 기초하여 트래픽을 스티어링할 수 있도록, 상기 상향링크 메시지를 상기 메타데이터와 함께 송신하는 단계
를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 UE, eNodeB, S-GW, P-GW, 및 네트워크 기능 중 하나 초과가 상기 방법을 수행하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 UE, eNodeB, 및 네트워크 기능 각각이 상기 방법을 수행하는, 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 상향링크 트래픽을 상기 메타데이터와 함께 GTP 터널 내에서 송신하는 단계
를 추가로 포함하는, 방법.
제9항, 제10항, 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상향링크 메시지를 수신하는 단계 - 상기 상향링크 메시지는 사용자 장비(UE)로부터 발신됨 -
를 추가로 포함하는, 방법.
제9항, 제10항, 제12항, 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
메타데이터가 상기 네트워크에게 제공될 수 있다는 것을 나타내는 제어 평면 메시지를 수신하는 단계
를 추가로 포함하는, 방법.
제9항에 있어서,
상기 메타데이터를 네트워크 서비스들 헤더로서 IP 패킷에 추가하는 단계
를 추가로 포함하는, 방법.