KR20230140376A

KR20230140376A - 무선 통신 시스템에서 sfc를 이용하여 n6-lan 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20230140376A
Application number: KR1020230033365A
Authority: KR
Inventors: 강유화; 김창기; 이재욱
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2023-03-14
Publication date: 2023-10-06

Abstract

본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 SFC를 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 방법은 PCF(policy control function)는 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보를 구성하는 과정과, 구성된 부가 정보를 SMF(session management function)에게 송신하는 과정과, SMF는 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 포함된 FAR(forwarding action rule)을 구성하는 과정과, SMF는 부가 정보가 포함된 FAR을 UPF(user plane function)에 송신하는 과정과, UPF는 미리 정의된 SFC 정책과 FAR에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 SFC를 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDNG N6-LAN USING SERVICE FUNCTION CHAINING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시(disclosure)는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 SFC를 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

5G 통신 시스템에서 N6-LAN 서비스는 LTE에서 주로 사용되던 Gi/SGi-LAN 대신 사용되는 인터페이스의 하나로서, 이동 통신 사업자는 N6_LAN 서비스를 통해 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있다.

SFC (Service Function Chaining) 기술은 이동 통신 사업자가 서비스 기능 체인을 통해 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있는 방법 중 하나입니다. SFC 기술을 통해 DPI, NAT, 방화벽, 정책 제어, 트래픽/콘텐츠 최적화 등의 기능을 수행하며, 서비스 기능 체인 내에서 패킷이 처리될 수 있다.

SFC는 패킷의 일부를 추출하여 이를 기반으로 어떤 SF(service function)를 거칠지를 결정하고, 이후에 다음 SF를 선택하는 방식으로 동작할 수 있다. SFC를 이용하여 서비스 기능을 체인으로 연결하면, 네트워크의 패킷 처리 과정을 간소화하고, 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있다.

이를 통해 이동 통신 사업자는 고객에게 더욱 다양하고 효율적인 서비스를 제공할 수 있게 됩니다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 SFC를 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 SFC 캡슐화를 수행하기 위한 정보를 관리하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 SFC 캡슐화를 위한 패킷 처리를 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 이용하여 서비스 사업자의 요청에 따라 특정 애플리케이션 트래픽에 대한 N6-LAN 서비스를 직접 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 방법은 PCF(policy control function)는 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보를 구성하는 과정과, 구성된 부가 정보를 SMF(session management function)에게 송신하는 과정과, SMF는 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 포함된 FAR(forwarding action rule)을 구성하는 과정과, SMF는 부가 정보가 포함된 FAR을 UPF(user plane function)에 송신하는 과정과, UPF는 미리 정의된 SFC 정책과 FAR에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행하는 과정을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 장치는 PCF(policy control function), SMF(session management function), 및 UPF(user plane function)를 포함하고, 상기 PCF는 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보를 구성하고, 구성된 부가 정보를 SMF(session management function)에게 송신하고, SMF는 상기 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 포함된 FAR(forwarding action rule)을 구성하고, SMF는 부가 정보가 포함된 FAR을 UPF(user plane function)에 송신하고, UPF는 미리 정의된 SFC 정책과 FAR에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 UPF(user plane function)의 동작 방법은 PCF(policy control function)으로부터 SMF(session management function)을 경유하여 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가 정보를 수신하는 과정과, 미리 정의된 SFC(service function chaining) 정책(policy)와 FAR(forwarding action rule)에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행하는 과정을 포함할 수 있다.

무선 통신 시스템에서 UPF(user plane function)에 있어서, 송수신부와, 상기 송수신부와 동작 가능하게 연결된 제어부를 포함하고, 제어부는, PCF(policy control function)으로부터 SMF(session management function)을 경유하여 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가 정보를 수신하고, 미리 정의된 SFC(service function chaining) 정책(policy)와 FAR(forwarding action rule)에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, SFC 기술을 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공함으로써, 이동통신 사업자뿐만 아니라 서비스 사업자의 요청에 따라 특정 애플리케이션 트래픽에 대한 N6-LAN 서비스를 직접 제어할 수 있게 한다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 S/Gi-LAN 서비스 기능(service function)에 대한 일 예를 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 N6-LAN을 구성하는 일 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 SFC의 개념도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예 따른 SFC 캡슐화를 수행하기 위한 패킷 형식의 일 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 5GS에서 트래픽 스티어링 정책 정보를 관리하기 위한 방법의 일 예를 도시한다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 시스템에서 SFC 서비스를 제공하는데 필요한 트래픽 스티어링 정보를 추가적으로 정의한 PCC 규칙의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라, AF가 AF influenced 트래픽 라우팅을 요청하는 방법을 사용하여 SFC 서비스를 위한 요청하는 정보의 일 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른, SMF가 UPF로 전달하는 FAR에서 트래픽 스티어링 관련 정보의 일 예를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라, UPF가 패킷 포워딩을 수행하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 요청하는 트래픽 스티어링 정보를 관리하는 절차의 일 예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 5GS 내부에서 설정된 트래픽 스티어링 정보를 관리하는 절차의 일 예를 도시한다.
도 12은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 엔티티(network entity)의 구성을 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 장치의 구성을 도시한다.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 SFC를 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 SFC 캡슐화를 수행하기 위한 정보를 관리하기 위한 기술, SFC 캡슐화를 위한 패킷 처리를 위한 기술, SFC 기술을 이용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위한 기술, SFC 기술을 이용하여 서비스 사업자의 요청에 따라 특정 애플리케이션 트래픽에 대한 N6-LAN 서비스를 직접 제어하기 위한 기술을 설명한다.

이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.

또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 S/Gi-LAN 서비스 기능(service function)에 대한 일 예를 도시한다.

도 1을 참조하면, 4G 기준의 모바일 코어 네트워크는 EPC(evolved packet core)와 Gi/SGi-LAN으로 구성될 수 있다. Gi-LAN은 이동통신 사업자가 Load Balancer(LB), AF(application filter), Firewall, Carrier-grade NAT(network address translation), DPI(deep packet inspection), Video Optimization(VO), SBC(Session Border Control), 정책 제어, 트래픽/콘텐츠 최적화 등 IP 기반의 서비스 기능(service function)들의 조합을 통해 다양한 부가 서비스를 제공하는 네트워크이다.

구체적으로, LB는 서버 부하 분산을 통해 안정적이고 빠른 서비스 제공을 가능하게 하는 기능을 제공하는 장비이다. AF는 네트워크 상에서 애플리케이션의 데이터를 필터링하거나 모니터링하는 기능을 제공하는 장비이다. Firewall은 불법적인 외부 접근 및 공격으로부터 네트워크와 시스템을 보호하는 기능을 제공하는 장비이다. Carrier-grade NAT는 IPv4 주소 부족문제를 해결하기 위해 NAT를 활용한 주소 할당 및 관리 기능을 제공하는 장비이다. DPI는 패킷 내부의 데이터를 분석하여 특정 프로토콜, 서비스, 애플리케이션 등을 식별하는 기능을 제공하는 장비이다. VO는 비디오 데이터의 품질 및 대여폭을 최적화하여 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있게 하는 기능을 제공하는 기능을 수행하는 장비이다. SBC는 IP 통신 망에서 세션 간의 경계를 제어하여 호 처리 기능을 제공하는 기능을 수행하는 장비이다.

도 1을 참조하면, 모바일 코어 네트워크는 인터넷으로 연결하는데 Gi-LAN 인터페이스를 가지며, Gi-LAN 인터페이스는 실제로 모바일 코어 네트워크 내의 P-GW(packet gateway)가 PDN(packet data network)으로 연결하는 인터페이스일 수 있다. 이러한 Gi-LAN의 서비스 기능들은 라우터를 통하여 데이터 센터에 연결될 수 있고, 데이터 센터는 인터넷에 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따라, P-GW(packet gateway)는 이동 통신망에서 사용되는 기술로, 모바일 사용자 장치와 IP 네트워크 간의 패킷 전송을 중개한다. 따라서, P-GW는 LTE 및 5G 네트워크에서 중요한 역할을 수행한다. P-GW는 이동 통신망 내에서 사용자 장치와 외부 IP 네트워크 간의 데이터 전송을 가능하게 하여, IP 패킷을 받아들여, 패킷 내에 있는 사용자 정보와 데이터 트래픽을 검사하고, 해당 정보를 분류할 수 있다. 이후, 해당 정보를 기반으로 패킷을 적절한 대상으로 중계할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 라우터는 네트크 장비 중 하나로서, 두 개 이상의 컴퓨터 네트워크를 연결하여 패킷의 전송을 중계하는 역할을 할 수 있다. 라우터는 패킷의 IP 주소 정보를 이용하여 목적지로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 라우터는 논리적으로 분리된 여래 개의 네트워크 간에 데이터를 전달할 수 있으며, 인터넷에 연결된 모든 기기는 라우터를 통해 통신을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따라, PDN(packet data network)는 IP 기반의 데이터 통신을 제공하는 네트워크로서, 인터넷, 엔터프라이즈 네트워크, 서비스 제공자의 자체 네트워크 등의 다양한 네트워크를 포함할 수 있다. 모바일 사용자는 이동 통신망을 통해 PDN에 접속하여 인터넷 등의 다양한 서비스를 이용할 수 있다. PDN은 이동 통신망과 함께 작동하여 모바일 사용자가 인터넷에 접속하고 데이터를 전송할 수 있게 한다. 이를 위해, 이동 통신망에서는 P-GW(Packet Gateway)와 같은 장비를 사용하여 PDN과 연결되며, 사용자가 전송하는 데이터를 중계할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 라우터는 패킷의 경로를 결정하는 라우팅 알고리즘을 사용하여, 패킷이 어떤 경로로 전송되어야 하는지 결정할 수 있다. 이를 통해, 라우터는 패킷의 목적지까지 최적의 경로로 전송할 수 있어, 인터넷을 포함한 다양한 네트워크 환경에서 중요한 역할을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따라, S/Gi-LAN은 5G에서는 N6-LAN에 해당하며 S/Gi-LAN과 같이 이동통신 사업자들이 N6-LAN을 통해 여러 종류의 서비스 기능들을 통한 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있다. 3GPP Rel-18에서는 N6-LAN 트래픽 제어를 IETF 서비스 기능 체인(service function chain, SFC) 기술을 사용하여 수행하고자 표준스터디를 시작하였다.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 N6-LAN을 구성하는 일 예를 도시한다.

도 2를 참조하면, 3GPP TR 23.700-18 (Study on system enabler for service function chaining, Rel-18) 표준 스터디 문서는 IETF RFC 7665, Service Function Chaining (SFC) Architecture를 준수할 수 있으며, 5G 시스템(5G System, 5GS)이 도 3에서 보여주는 트래픽 분류자(traffic classifier)로 동작하는 것을 가정할 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 5G 시스템 내 UPF(user plane function)가 N6-LAN으로 전송하는 트래픽에 대한 분류자로 동작할 수 있다. 트래픽 분류자(Traffic Classifier)란, 네트워크에서 패킷 데이터를 분석하여 특정 트래픽을 식별하고 분류하는 역할을 수행하는 장비 또는 소프트웨어를 의미할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 트래픽 분류자는 패킷의 헤더 정보를 분석하여 패킷의 출발지, 목적지, 프로토콜, 포트번호 등을 파악할 수 있다. 이를 기반으로 특정 애플리케이션, 서비스, 사용자, 그룹 등을 식별하고, 관련된 정책 및 규칙을 적용하여 트래픽을 제어하거나 필터링할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 트래픽 분류자는 대규모 네트워크에서 중요한 역할을 수행하며, QoS(Quality of Service) 보장, 보안 강화, 트래픽 최적화, 비용 절감 등의 효과를 가져올 수 있다. 예를 들어, 엔터프라이즈에서는 트래픽 분류자를 사용하여 중요한 업무 데이터의 우선 순위를 높이고, 웹 사이트 접근 제한 등의 보안 정책을 적용할 수 있습니다. 또한, 이동 통신망에서도 트래픽 분류자를 사용하여 각각의 서비스 및 사용자에 대한 데이터 전송량 제어를 수행하고, QoS 보장을 위한 트래픽 관리를 수행할 수 있다.

따라서, 도 3의 트래픽 분류자에 의하여 분류된 트래픽은 각각의 SFP를 따라 서비스 기능들의 조합으로 처리된 후 최종 DN(data network)으로 전달된다. 이처럼, N6-LAN 서비스를 제공하는데 SFC 기술을 사용하여 트래픽을 분류하고 SFP를 따라 처리함으로써, 이동통신 사업자는 다양한 부가서비스를 제공하는 N6-LAN을 SFC 기술로 구성할 수 있게 된다.

SFP(service function path)는 특정 트래픽을 처리하기 위해 순차적으로 적용되는 서비스 기능들의 경로를 말할 수 있다. SFP는 특정 트래픽이 어떤 경로를 따라가며 어떤 서비스 기능을 거치게 될지 결정하는데 사용될 수 있다. SFP에는 일련의 서비스 기능 ID, 길이 및 순서가 포함될 수 있다. 각 서비스 기능 ID는 SFC에서 사용되는 서비스 기능의 고유한 식별자를 의미하며, 길이는 해당 서비스 기능이 처리하는 데이터의 길이를 나타낼 수 있다. 순서는 해당 서비스 기능이 SFP 내에서 처리되는 순서를 나타낼 수 있다. SFP 내의 서비스 기능들은 각각의 SI(Service Index)를 가지며, 패킷이 서비스 경로를 따라 이동할 때마다 SI 값이 1씩 감소하면서 서비스 기능이 순차적으로 처리될 수 있다.

도 2의 NEF(network entity function)이란, 5G 네트워크에서 외부 시스템과 연결하여 네트워크 자원을 노출하는 기능을 수행하는 기능을 말한다. PCF(policy control function)는 5G 네트워크에서 정책을 관리하는 기능으로, 서비스 요청과 관련된 다양한 정책을 적용하고 관리하는 기능을 말한다. SMF(session management function)은 5G 네트워크에서 세션 관리를 수행하는 기능으로, UE(user equipment)와의 세션관리 및 제어를 담당할 수 있다. UPF(user plane function)은 5G 네트워크에서 데이터 패킷 전달을 담당하는 기능으로, 패킷 데이터 전달을 위한 IP 주소 변환 및 트래픽 관리 등을 수행할 수 있다. AF는 5G 네트워크에서 애플리케이션과 관련된 데이터를 처리하고 관리하는 기능으로, 네트워크 자원 할당 및 서비스 품질 관리 등을 수행할 수 있다.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 SFC의 개념도를 도시한다.

도 3을 참조하면, 트래픽 분류자에 의하여 SFP가 결정되어 경로가 분류될 수 있다. 각 SFP에 따라 거치게 되는 SF가 달라질 수 있다.

예를 들어, 트래픽 분류자에 의하여 SFP1, SFP2, 및 SFP3로 분류될 수 있다.

SFP1의 경우, SF1, SF2, SF4의 서비스 기능을 거칠 수 있다. SFP2의 경우, SF2, SF3의 서비스 기능을 거칠 수 있다. SFP3의 경우, SF4의 서비스 기능만을 거칠 수 있다.

트래픽 분류자는 SFP를 따라 패킷이 전송되도록 SFC 캡슐화를 수행해야 한다.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예 따른 SFC 캡슐화를 수행하기 위한 패킷 형식의 일 예를 도시한다.

도 4를 참조하면, 도 4는 IETF RFC 8300에 정의된 NSH(network service header)를 사용하는 예로 SFC 캡슐화를 수행하기 위한 패킷 형식을 도시한다. 5GS이 SFC 캡슐화를 수행하기 위하여 도 4에서 보는 바와 같이 패킷 내 서비스 경로 헤더(service path identifier, SPI)를 추가하여, SPI 값으로 SFP ID(identifier)를 넣고, Service Index(SI) 값에는 SFP 길이를 넣는다. 패킷이 SFP를 따라 전송되는 동안, SFP 내의 서비스 기능들은 SI 값을 1씩 감소시킬 수 있다.

일 실시 예에 따라, SPI는 서비스 경로를 구분하는 식별자일 수 있다. SPI는 SFC 패킷 헤더에 포함되며, 패킷이 SFC 도메인에서 전달될 때 서비스 경로에 대한 정보를 전달할 수 있다. SPI는 SFC에서 서비스 경로를 식별하는 데 사용될 수 있다. SFC는 서비스 경로를 정의하고, 각 서비스 경로에 따라 패킷을 처리하는 여러 개의 서비스 기능(Service Function)으로 구성될 수 있다. SPI는 이러한 서비스 기능을 구분하고, 서비스 경로에서 패킷이 처리되는 순서를 정의하는 데 사용될 수 있다.

일 실시 예에 따라, SPI 값은 서비스 경로를 식별하는 데 사용되며, 각 서비스 경로에 대해 고유한 값을 가지게 된다. 서비스 경로에 따라 SPI 값이 다르기 때문에, SFC에서 서비스 경로에 따라 패킷을 적절히 처리할 수 있다.

SI는 서비스 경로를 따라 패킷이 처리되는 위치를 나타내는 값일 수 있다. SI는 SFC 패킷 헤더에 포함되며, 패킷이 서비스 경로를 따라 전달될 때 해당 위치를 나타낼 수 있다.

SI는 SFC에서 서비스 경로를 따라 패킷을 처리할 때 사용된다. SI 값은 서비스 경로에서 패킷이 처리되는 위치를 나타내며, 각 서비스 경로에서는 해당 SI 값이 서로 다를 수 있습니다. SI 값은 초기에 서비스 경로의 길이로 설정되며, 서비스 경로를 따라 패킷이 처리될 때마다 1씩 감소된다. 이를 통해, SI 값은 서비스 경로를 따라 패킷이 처리되는 위치를 나타내며, 마지막 서비스 기능에서는 0이 될 수 있다.

3GPP Rel-18에서는 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위하여 표준 스터디를 시작하였으나, 아직 SFC 캡슐화를 위한 패킷 처리에 대한 구체적인 방법은 제안되지 않았다. 따라서, 본 발명에서는 5GS내에서 SFC 캡슐화를 수행하기 위하여 필요한 정보를 관리하고, UPF가 SFC 캡슐화를 위한 패킷 처리 방법에 대해 제안한다

이하, 본 개시에서는 5GS가 SFC 정보를 관리하여 UPF가 SFC 캡슐화를 수행하는 방법을 제안한다. 이를 위하여, SFP 캡슐화를 위한 정보를 관리하는 방법 및 관련 절차(procedure)를 개시한다.

본 개시를 통하여, 5GS가 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 서비스를 제공함으로써 이동통신 사업자뿐만 아니라 서비스 사업자의 요청에 따라 특정 애플리케이션 트래픽에 대한 N6-LAN 서비스를 직접 제어할 수 있다.

이하, 본 개시에서는 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 서비스를 제공하기 위하여, 우선 N6-LAN 인터페이스에 대한 트래픽 스티어링(traffic steering)을 수행하는 정책(policy)을 관리하는 방법과 이렇게 구성된 트래픽 스티어링 정책을 기반으로 UPF에서 SFC 캡슐화를 수행하는 방법 및 장치를 개시한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 5GS에서 트래픽 스티어링 정책 정보를 관리하기 위한 방법의 일 예를 도시한다.

도 5를 참조하면, 트래픽 스티어링 정보의 입력은 외부 사업자의 입력에 의해서 AF가 요청하는 경우와 5GS 내에서 미리 구성되어(preconfiguration) 있는 2가지 경우가 있을 수 있다.

각각의 입력에 따라, PCC(policy and charging control) 규칙(rule)은 AF influenced 트래픽 스티어링, N6-LAN 트래픽 스티어링 정보로 구분하여 저장하고 관리될 수 있다.

PCC(Policy and Charging Control) 규칙이란, 이동 통신 네트워크에서 서비스 품질(QoS) 및 요금 정책을 적용하기 위한 규칙이다. PCC 규칙은 PCRF(Policy and Charging Rules Function)에서 생성되며, 이를 통해 네트워크에서 특정 서비스에 대한 QoS 및 요금 정책을 정의하고, 이를 적용할 수 있다. PCC 규칙은 서비스 유형, 사용자 그룹, 위치, 시간 등 다양한 요소를 고려하여 생성된다. 예를 들어, 특정 서비스에 대한 최대 전송 속도, 대역폭 제한, 우선순위 등을 설정할 수 있다. 또한, 서비스 사용자의 등급, 사용량, 가입 기간 등을 고려하여 요금 정책을 설정할 수도 있다. PCC 규칙은 PCRF에서 생성되고, PCEF(Policy and Charging Enforcement Function)에서 적용된다. PCEF는 이를 통해 네트워크에서 특정 서비스에 대한 QoS 및 요금 정책을 적용하고, 이를 관리합니다. PCC 규칙을 적용함으로써, 네트워크는 더 나은 서비스 품질 및 요금 정책을 제공할 수 있게 된다.

트래픽 스티어링 정보는 사업자의 정책 또는 외부 AF의 요청에 관계없이 모든 경우에 5GS가 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위해서는 필수적인 정보일 수 있다.

사업자 내부의 정책으로 인한 설정 외에 AF로부터 SFC 서비스를 요청받은 경우에는 AF 가 미리 설정된 SFC ID 또는 SFP ID, 및 메타데이터를 가지고 5GS에게 해당 애플리케이션에 대해 요청하는 SFC 정책을 적용해달라는 의미일 수 있다.

이렇게 PCC 규칙에 저장되는 트래픽 스티어링 정보는 실제 패킷 처리를 담당하는 UPF로 전달하기 위하여, SMF는 트래픽 스티어링 정보를 FAR(forwarding action rule)에 저장할 수 있다. 앞서 설명한대로 PCC 규칙에 2종류의 트래픽 스티어링 정보가 존재하더라도 UPF가 패킷 포워딩을 수행하기 위한 FAR에는 하나의 트래픽 스티어링 정보만 저장될 수 있다.

FAR(Forwarding Action Rule)은 3GPP에서 정의된 5G 네트워크에서 사용되는 규칙 중 하나이다. FAR은 PFCP(Packet Forwarding Control Protocol) 메시지 내에 포함되며, UPF(User Plane Function)에서 사용되어 데이터 패킷을 처리하는 데 사용된다. FAR은 UPF에서 수행되는 패킷 처리 동작에 대한 정보를 제공한다. FAR에는 패킷 처리를 위한 액션 정보와 관련된 매개변수를 포함한다. 이러한 액션 정보는 데이터 패킷이 특정 서비스에 할당되는 방식, 패킷 필터링, NAT(Network Address Translation) 및 QoS(Quality of Service) 처리와 같은 기능을 지정하는 데 사용될 수 있다.

FAR은 특정 서비스에 대한 데이터 패킷 처리를 지정하는 데 사용된다. 예를 들어, FAR은 인터넷 서비스, 스트리밍 서비스, 게임 서비스 등과 같은 서비스에 대한 패킷 처리를 구분합니다. FAR은 PFCP 메시지에 의해 전달되며, PFCP는 PCF(Policy Control Function) 및 UPF 간의 통신을 위한 프로토콜일 수 있다.

또한, FAR은 UPF에서 패킷 처리 동작을 지정하는 데 사용된다. 이를 통해 데이터 패킷을 적절한 서비스에 할당하고, QoS 처리를 적용하고, NAT 및 패킷 필터링 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.

도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 시스템에서 SFC 서비스를 제공하는데 필요한 트래픽 스티어링 정보를 추가적으로 정의한 PCC 규칙의 일 예를 도시한다.

도 6을 참조하면, 새롭게 추가되는 트래픽 스티어링 정보는 SFC/SFP ID와 옵션으로 메타데이터(metadata)를 포함할 수 있다. 메타데이터(metadata)란, 데이터에 대한 정보를 설명하는 데이터로, 즉 데이터를 설명하는 데이터라고 할 수 있다. 메타데이터는 데이터의 내용, 구조, 형식, 속성, 소스, 생성일 등과 같은 정보를 포함할 수 있으며, 데이터의 유효성, 정확성, 품질, 보안성 등을 관리하는 데 사용될 수 있다. 메타데이터는 데이터를 관리하는 데 중요한 역할을 할 수 있니다. 메타데이터를 효과적으로 관리하면, 데이터 검색, 정렬, 분류, 검증 등의 작업을 효율적으로 수행할 수 있다.

도 6을 참조하면, SFC/SFP ID와 메타데이터 옵션 정보는 N6-LAN 트래픽 스티어링 정보 제어를 위한 정보와 AF influenced 트래픽 스티어링 제어를 위한 정보에 모두 포함될 수 있다.

또한, AF influenced 트래픽 스티어링의 경우에는 현재 업링크(uplink) 트래픽에 대한 제어만 가능하므로, 다운링크(downlink) 트래픽도 포함할 수 있도록 트래픽 스티어링 정책 식별자(identifier)를 N6-LAN 트래픽 스티어링과 동일하게 하나 이상으로 정의할 수 있다.

도 6의 PCC 규칙에 따르면, 하나의 애플리케이션에 대해서 하나 이상의 트래픽 스티어링 정보가 존재할 수 있지만, 실제로는 N6-LAN 또는 AF influenced 트래픽 스티어링 중 하나만 적용될 수 있다. 즉, 동일한 애플리케이션에 대한 N6-LAN 스티어링 트래픽 정보와 AF influenced 트래픽 스티어링 정보가 동시에 존재하더라도, 실제로 SFC 캡슐화에 사용되는 정보는 하나일 수 있다. 즉, 이는 2종류의 트래픽 스티어링에 대해 우선순위를 가진다는 것을 의미할 수 있다. 현재 3GPP 규격에서는 2종류의 트래픽 스티어링이 존재할 경우, N6-LAN이 우선순위를 가진다고 명시되어 있지만, 일 실시 예에 따라, 사업자 정책에 따라 우선순위를 정할 수도 있다. 따라서, 동일한 애플리케이션에 대한 N6-LAN, AF influenced 트래픽 스티어링 정보가 모두 존재할 경우에 사업자가 정하는 우선 순위에 따라 선택할 수 있고, 만약 사업자의 우선순위에 대한 정책이 없다면 현재 규격에 따라 N6-LAN 트래픽 스티어링 정보가 우선순위를 가질 수 있다.

PCC 규칙에서 정의된 N6-LAN 인터페이스에 대한 트래픽 스티어링을 수행하는 정책을 수립하는 방법으로는 (1) 이동통신 사업자가 5GS 내에서 N6-LAN 트래픽 스티어링 정책을 수립하는 방법과, (2) 외부 서비스 사업자로부터 입력을 받아 트래픽 스티어링 정책을 수립하는 2가지 방법으로 구분할 수 있다.

첫 번째, 5GS가 내부적으로 SFC 서비스에 대한 정책을 가지고 있는 경우에는 PCC 규칙의 N6-LAN 트래픽 스티어링 정보에 SFC/SFP ID와 옵션으로 메타데이터를 추가하여 관리할 수 있다. SFP ID와 메타데이터는 앞서 설명한 바와 같이 트래픽 분류자로 동작하는 UPF가 패킷에 SFC 캡슐화를 수행하는데 필요한 정보일 수 있다. IETF RFC 7665에 따르면, SFC 캡슐화를 위해 반드시 SFP ID를 필요로 하고, 선택적으로 메타데이터를 추가할 수 있다.

두 번째, AF로부터 SFC 서비스를 요청받은 경우에는 AF로부터 받은 SFC/SFP ID와 메타데이터를 PCC 규칙에 저장할 수 있다. AF는 미리 설정된 SFC ID 또는 SFP ID를 5GS로 요청할 수 있다. 즉, 해당 애플리케이션에 대해 요청하는 SFC 정책을 적용해달라는 것이다. 애플리케이션이 요청하는 SFC서비스를 제공하기 위하여, UPF는 실제 패킷에 SFC 캡슐화를 위한 패킷 처리를 수행해야 한다. UPF가 SFC 트래픽에 SFC 캡슐화를 수행할 수 있도록 AF는 SFC/SFP ID와 추가적으로 메타데이터를 5GS로 요청할 수 있다.

도 6을 참조하면, Category에 Mandatory라고 기재되어 있는 것은 필수적인 정보로 구별될 수 있고, Category에 미기재되어 있는 것은 Mandatory, 혹은 Optional한 정보일 수 있다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따라, Rule Identifier는 PCC 규칙 내에서 고유하게 식별할 수 있는 식별자로, PDU 세션(PDU Session) 내에서 특정 PCC 규칙을 참조하기 위해 PCF(Policy Control Function)와 SMF(Session Management Function) 간에 사용될 수 있다. Rule Identifier는 데이터 패킷의 우선순위, 전송 속도, 액세스 우선순위 등을 지정할 수 있다. Rule Identifier는 PCC 규칙을 참조하는 데 사용되며, PCF와 SMF 간에 PCC 규칙을 전달하는 데도 사용될 수 있다. 즉, Rule Identifier는 5G 네트워크에서 데이터 트래픽 제어 및 QoS 관리를 위한 중요한 구성 요소 중 하나이며, PCC 규칙을 관리하는 데 필수적인 역할을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따라, N6-LAN Traffic Steering은 5G 네트워크에서 사용되는 SFC(Service Function Chaining)을 기반으로 할 수 있다. N6-LAN Traffic Steering Enforcement Control은 SFC를 통해 트래픽을 제어하고, 트래픽 스티어링(traffic steering)을 수행하는 데 필요한 정보를 포함할 수 있다. N6-LAN Traffic Steering Enforcement Control은 N6-LAN을 사용하여 5G 네트워크에서 트래픽을 제어하는 데 필수적인 정보를 제공한다. 이를 통해 이동통신 사업자는 서비스 품질(QoS)을 유지하고, 고객에게 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있게 된다.

일 실시 예에 따라, Traffic steering policy identifier(s)는 5G 네트워크에서 트래픽 스티어링(traffic steering)을 제어하는 데 사용되는 정보 중 하나로, SMF(Session Management Function)에서 미리 구성된 트래픽 스티어링 정책을 참조하는 식별자일 수 있다. 트래픽 스티어링(traffic steering)을 제어하는 데 사용되는 정보는 SMF에서 사전에 구성된 트래픽 스티어링 정책을 참조하여, 특정한 PDU(Session Protocol Data Unit) 세션의 트래픽을 관리하고 제어하는 데 사용될 수 있다. 이를 통해 이동통신 사업자는 네트워크의 자원을 효율적으로 사용하고, 서비스 품질(QoS)을 유지할 수 있게 된다.

일 실시 예에 따라, SFC/SFP ID(s)는 5G 네트워크에서 SFC(Service Function Chaining)을 사용하여 트래픽을 제어하고 관리하는 데 필요한 정보 중 하나일 수 있다. SFC/SFP ID(s)는 SFC/SFP의 식별자로, 각각의 SFC/SFP에 고유한 ID가 할당될 수 있다. SFC/SFP ID(s)는 SFC를 통해 트래픽을 제어하고, 특정한 서비스 기능 경로를 참조하는 데 사용될 수 있다. 또한, 다른 실시 예에 따라, SFC/SFP ID(s)는 SFC 캡슐화(SFC encapsulation)를 위한 메타데이터(metadata)를 포함할 수도 있다. 이러한 SFC/SFP ID(s)는 각각의 SFC/SFP에 고유한 ID를 부여하여, 트래픽을 정확하게 제어하고 관리할 수 있게 된다. 또한, SFC 캡슐화를 위한 메타데이터를 포함하여, 네트워크에서 효율적인 트래픽 제어를 수행할 수 있게 된다.

일 실시 예에 따라, AF influenced Traffic Steering은 AF에서 발생하는 요구 사항에 따라 트래픽 스티어링을 수행하는 것을 의미할 수 있다. AF는 5G 네트워크에서 애플리케이션을 실행하는 기능을 담당하며, 특정한 서비스 요구 사항을 충족하기 위해 트래픽 스티어링을 수행하는 경우가 있다. AF influenced Traffic Steering Enforcement Control에서는 AF에서 발생하는 트래픽 스티어링 요구 사항에 대한 정보가 제공될 수 있다. 따라서, AF에서 발생하는 요구 사항에 대한 정보를 SMF에서 처리하고, 트래픽 스티어링을 수행함으로써, 이동통신 사업자는 고객에게 안정적이고 고품질의 서비스를 제공할 수 있게 된다.

일 실시 예에 따라, Data Network Access Identifier(DNAI)는 5G 네트워크에서 데이터 네트워크 접근을 식별하는 데 사용되는 식별자일 수 있다. DNAI는 특정 데이터 네트워크에 대한 식별자이며, 5G 네트워크에서 해당 데이터 네트워크에 대한 액세스를 식별하고 관리하는 데 사용될 수 있다. Data Network Access Identifier는 하나 이상의 식별자를 포함할 수 있으며, 각각의 식별자는 해당 데이터 네트워크에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, DNAI는 데이터 네트워크에 대한 IP 주소, VLAN ID, 서비스 ID 등의 정보를 포함할 수 있다. DNAI는 5G 네트워크에서 데이터 네트워크에 대한 접근을 효율적으로 관리하고, PDU의 목적지를 식별하는 데 필요할 수 있다. 따라서, DNAI는 5G 네트워크에서 중요한 정보 중 하나이며, 데이터 네트워크에 대한 안정적인 액세스를 보장하기 위해 필수적이다.

일 실시 예에 따라, Per DNAI: Traffic steering policy identifier(s)는 각 DNAI(Data Network Access Identifier) 당 트래픽 스티어링(traffic steering) 정책을 지정하기 위해 사용되는 정보일 수 있다. Per DNAI: Traffic steering policy identifier(s)는 SMF(Session Management Function)에서 사용될 수 있다. SMF는 트래픽 스티어링 정책을 관리하고, DNAI에 따라 각각의 정책을 적용할 수 있다. 이를 위해, 각 DNAI에 대한 트래픽 스티어링 정책 식별자를 참조할 필요가 있다. SMF는 각 DNAI에 대한 정책을 관리하고, 데이터 네트워크 액세스를 효율적으로 관리함으로써, 이동통신 사업자는 고객에게 안정적이고 고품질의 서비스를 제공할 수 있게 된다.

일 실시 예에 따라, Per DNAI: N6 traffic routing information은 각 DNAI(Data Network Access Identifier)에 대한 트래픽 스티어링(traffic steering) 정보 중 하나로, DNAI로의 트래픽 라우팅을 지정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. Per DNAI: N6 traffic routing information는 SMF(Session Management Function)에서 사용될 수 있다. 이동통신 사업자는 각 DNAI에 대한 적절한 트래픽 라우팅을 지정함으로써, 데이터 네트워크 액세스를 최적화하고 고객에게 안정적이고 고품질의 서비스를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따라, Per DNAI: SFC/SFP ID(s)는 각 DNAI(Data Network Access Identifier)에 대한 트래픽 스티어링(traffic steering) 정보 중 하나로, 각 DNAI에 대한 SFC(Service Function Chain) 및 SFP(Service Function Path) 식별 정보 및 SFC 캡슐화를 위한 선택적인 메타데이터 정보를 제공할 수 있다. Per DNAI: SFC/SFP ID(s)정보는 SMF에서 DNAI에 대한 트래픽 스티어링 및 SFC 캡슐화를 처리하고, 데이터 네트워크로의 트래픽을 효율적으로 관리하는 데 사용될 수 있다. 이동통신 사업자는 각 DNAI에 대한 적절한 SFC/SFP 식별 및 캡슐화 정보를 지정함으로써, 데이터 네트워크 액세스를 최적화하고 고객에게 안정적이고 고품질의 서비스를 제공할 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따라, AF가 AF influenced 트래픽 라우팅을 요청하는 방법을 사용하여 SFC 서비스를 위한 요청하는 정보의 일 예를 도시한다.

본 개시에서는 종래의 AF가 요청하는 AF influenced 트래픽 라우팅 요청 정보에 SFC 서비스를 위한 SFC/SFP ID와 옵션으로 메타데이터를 추가함으로써 AF는 5GS에게 해당 애플리케이션의 SFC 정책 적용을 요청할 수 있다. AF가 AF influenced 트래픽 라우팅을 요청하는 방법을 사용하여 SFC 서비스를 위한 요청하는 정보는 NEF를 통해 PCF로 전달되어 PCC 규칙에 저장될 수 있다.

현재 3GPP 규격에 정의된 AF influenced 트래픽 라우팅은 업링크 패킷 라우팅에 대해서만 AF가 요청하도록 되어있다. 하지만, SFC 서비스의 경우에는 업링크, 다운링크 트래픽 모두 적용할 수 있어야 한다. 따라서, 현재 규격의 AF influenced 트래픽 라우팅을 사용하여 SFC 서비스를 요청할 경우에는 트래픽 방향을 나타내는 정보가 추가적으로 필요할 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 개시에서는 AF가 요청하는 AF influenced 트래픽 라우팅 정보에 SFC 서비스를 위한 업링크, 다운링크를 나타내는 트래픽 방향 (traffic direction) 파라미터(parameter)를 추가할 수 있다. 본 개시에 의하면, AF는 업링크, 다운링크 방향의 양방향 트래픽 모두에 대해 N6-LAN 라우팅을 수행할 SFC 서비스 정보를 요청할 수 있게 된다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따라, Traffic Description는 영향을 받을 대상 트래픽을 정의하는데 사용될 수 있으며, DNN과 선택적으로 S-NSSAI, 애플리케이션 식별자 또는 트래픽 필터링 정보의 조합으로 나타낼 수 있다. Traffic Description는 PCF가 PCC 규칙에 적용할 트래픽을 선택할 때 사용될 수 있다. DNN은 데이터 네트워크 이름을 나타내며, S-NSSAI는 서비스 지정자로 사용될 수 있다. 애플리케이션 식별자는 애플리케이션을 나타내는데 사용되며, 트래픽 필터링 정보는 패킷 헤더의 필드 값을 기반으로 트래픽을 필터링하는데 사용될 수 있다. Traffic Description는 Mandatory 정보로 분류될 수 있다.

일 실시 예에 따라, Target UE Identifier는 특정 요청이 대상으로 하는 UE를 나타낼 수 있다. Target UE Identifier는 개별적인 UE, 내부 그룹 식별자를 통해 표현되는 여러 개의 UE 그룹 또는 특정 DNN, S-NSSAI, DNAI(s)의 조합을 접속하는 모든 UE를 나타낼 수 있다. Target UE Identifier는 트래픽 스티어링 또는 QoS 정책이 적용되는 특정 UE를 식별하는 데 사용될 수 있다. Target UE Identifier는 Mandatory 정보로 분류될 수 있다.

일 실시 예에 따라, AF transaction identifier는 AF 요청(request)을 식별하기 위한 ID일 수 있다. AF transaction identifier는 Mandatory 정보로 분류될 수 있다.

일 실시 예에 따라, N6 Traffic Routing requirements는 각 DNAI에 해당하는 라우팅 프로필, 각 DNAI에 대응하는 N6 트래픽 라우팅 정보, 트래픽 상관 관계의 선택적 표시에 관한 것입니다. Traffic Direction(트래픽 방향)은 선택적으로 추가될 수 있으며 일 실시 예에 따라 업링크 또는 다운링크를 나타낼 수 있다. N6 Traffic Routing requirements는 Optional 정보로 분류될 수 있습니다.

일 실시 예에 따라, SFC/SFP ID는 SFC 및 SFP 식별자을 나타내며, SFC 캡슐화를 위한 메타데이터를 옵션으로 포함할 수 있다. SFC/SFP ID와 메타데이터는 5G 네트워크에서 트래픽을 분류하고 서비스 기능을 적용하기 위해 사용될 수 있다. SFC/SFP ID는 Optional 정보로 분류될 수 있다.

도 7에 도시된 Traffic Description, Target UE Identifier, AF transaction identifier, N6 Traffic Routing requirements, 및 SFC/SFP ID는 PCF 또는 NEF에서 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른, SMF가 UPF로 전달하는 FAR에서 트래픽 스티어링 관련 정보의 일 예를 도시한다.

PCF는 종래의 방식대로 PCC규칙을 SMF로 전달하고, SMF는 PCF로부터 수신한 PCC 규칙을 기반으로 FAR을 구성할 수 있다. 본 개시에서는 종래의 FAR에 포워딩 정책(forwarding policy) 정보와 함께 새롭게 SFC/SFP ID와 옵션으로 메타데이터를 추가 정의할 수 있다. 새롭게 추가되는 SFC/SFP ID와 메타데이터는 UPF가 트래픽 스티어링 정책을 수행할 때, 해당 패킷의 SFC 캡슐화를 수행하는데 사용할 수 있다.

도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따라, N4 Session ID는 FAR와 연관된 N4 세션을 식별할 수 있다.

일 실시 예에 따라, Rule ID는 정보를 식별하기 위한 유일한 식별자 일 수 있다.

일 실시 예에 따라, Forwarding policy는 사전 구성된 트래픽 스티어링 정책 또는 HTTP 리다이렉션을 참조하는 것을 의미할 수 있다. Forwarding policy는 TSP ID로 식별되는 다음 정책 중 하나를 포함할 수 있다:

(1)오퍼레이터가 배치한 적절한 N6 서비스 기능으로 가입자 트래픽을 스티어링하기 위한 N6-LAN 스티어링 정책,

(2) 5.6.7 조에서 설명된 대로 AF가 제공한 라우팅 정보에 따라 DN의 로컬 액세스에서 트래픽 스티어링을 가능하게 하는 로컬 N6 스티어링 정책, 및

(3)전달 동작(forwarding behaviour)(always, after measurement report(전송 동작이 "redirect"인 경우))에 대한 리다이렉션 종착지(destination)에 대한 값들

도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라, UPF가 패킷 포워딩을 수행하는 과정의 일 예를 도시한다.

도 9를 참조하면, UPF는 패킷을 수신하면 FAR 정보에 따라 패킷 포워딩을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, FAR 정보는 SMF로부터 수신할 수 있다. FAR는 L6-LAN 트래픽 스티어링 정보를 포함할 수 있으며 이 정보에 따라 UPF는 N6-LAN 라우팅을 수행할 수 있다. N6-LAN 트래픽 스티어링을 수행할 때, SFC 캡슐화가 필요한 경우에는 FAR에 있는 SFC/SFP ID와 추가적인 메타데이터를 사용할 수 있다. 그 외에도 SFC캡슐화를 위한 헤더 형식이나 트랜스포트 프로토콜 등의 추가적인 정보는 5GS내에서 미리 정의된 SFC 정책 (predefined SFC policy) 정보를 사용할 수 있다. 미리 정의된 SFC 정책은 AF와도 미리 약속된 정책정보를 반영할 수 있다. 또한, UPF가 패킷 캡슐화를 수행할 때, FAR에 정의된 SFC/SFP ID값이 실제 패킷에 적용 가능한 하나 이상의 SFP ID(s) 존재할 경우에는 미리 정의된 SFC 정책에 따라 UPF가 하나의 SFP ID를 선택할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 미리 정의된 SFC 정책은 하나의 SFP ID를 선택할 수 있는 매핑관계나 선택방식을 가질 수 있다. 따라서, UPF는 FAR에 정의된 SFC/SFP ID 값에 대응하는 여러 SFP ID(s)가 존재하고 이 중 하나를 선택해야 할 경우에 미리 정의된 SFC 정책에 따라 하나의 SFP ID를 선택하여 패킷 캡슐화를 수행하는데 사용할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 요청하는 트래픽 스티어링 정보를 관리하는 절차의 일 예를 도시한다.

도 10을 참조하면, UPF, SMF, PCF(s), NEF, 및 AF에 대한 설명은 도 2의 UPF, PCF, SMF, NEF, 및 AF의 설명과 동일할 수 있다.

EASDF(Edge Application Service Discovery Function)은 5G 네트워크에서 엣지 애플리케이션(edge application) 서비스를 제공하기 위한 기능(function)이다. EASDF는 엣지 애플리케이션(edge application)의 위치 정보와 서비스 특성 등을 수집하고, UE에게 해당 정보를 제공함으로써 UE가 서비스를 이용할 때 적절한 엣지 애플리케이션(edge application)을 선택하도록 돕는다. EASDF는 네트워크 내 다양한 엔티티(entity)들과 인터페이스를 가지며, 이를 통해 EASDF가 수집한 정보를 활용하여 엣지 애플리케이션(edge application) 서비스를 제공할 수 있다.

UDR은 사용자 데이터 레파지토리(User Data Repository)를 의미하며, 5G 네트워크에서 사용자 데이터를 저장하고 관리하는 요소일 수 있다. UDR은 5G 네트워크에서 사용되는 데이터 저장소이다. UDR은 사용자 프로필, 정책 및 기타 네트워크 관련 데이터를 저장하며, 서비스 제공 업체가 서비스를 최적화하고 사용자 경험을 향상시키는 데 사용될 수 있다. UDR은 네트워크 슬라이싱 기능과도 연계하여 서비스별로 데이터를 저장하고 관리할 수 있다.

도 10을 참조하면, AF는 NEF에게 AF influenced 트래픽 스티어링을 요청할 때, SFC ID 또는 SFP ID 값을 추가하여 요청할 수 있다(1001). SFC ID는 SFC 인스턴스를 식별하는 데 사용되는 고유 식별자이며, SFP ID는 서비스 경로에서 사용되는 서비스 함수 체인을 식별하는 데 사용되는 식별자일 수 있다.

NEF는 AF로부터 Nnef_TrafficInfluence_Create/Update/Delete 메시지를 이용하여 SFC ID 또는 SFP ID를 수신할 수 있다(1003).

NEF는 SFC ID 또는 SFP ID 값을 포함하여 AF가 요청한 정보를 UDR에 저장, 업데이터, 삭제할 수 있다(1005).

NEF는 동작(1003)의 Nnef_TrafficInfluence_Create/Update/Delete 메시지에 대응하여 Nnef_TrafficInfluence_Create/Update/Delete Response 메시지를 AF에게 송신할 수 있다(1007).

UDR은 PCF(s)에게 UDR에 정보가 업데이트되었음을 알려줄 수 있다(1009).

PCF(s)는 SFC ID 또는 SFP ID를 포함하여 새로운 정책 정보를 SMF에 전달할 수 있다(1011).

SMF는 UPF/EASDF로 SFC ID 또는 SFP ID를 포함하여 FAR 포워딩 정보를 전달할 수 있다(1013).

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 5GS 내부에서 설정된 트래픽 스티어링 정보를 관리하는 절차의 일 예를 도시한다.

도 11을 참조하면, PCF는 PCC 규칙에 SFC/SFP ID를 포함하는 N6-LAN 트래픽 스티어링 정보를 구성하고, SMF에 PCC 규칙을 전달할 수 있다(1101).

SMF는 전달된 PCC 규칙에 따라 트래픽 스티어링 정책을 구성할 수 있다(1103).

SMF는 N4 Session Establishment Modification Request 메시지를 이용하여 SFC ID 또는 SFP ID를 포함하는 FAR를 UPF에 전달할 수 있다(1105a).

UPF는 SMF에게 N4 Session Establishment Modification Response 메시지를 이용하여 N4 Session Establishment Modification Request 메시지에 응답할 수 있다(1105b)

본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 5G 시스템(5GS, 5G System)이 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하는 방법은 PCF는 PCC 규칙에 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보를 포함하는 단계; SMF는 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 포함된 FAR을 생성하는 단계; UPF는 미리 정의된 SFC 정책과 FAR를 이용해서 SFC 캡슐화를 수행하는 단계; 을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가 정보는 SFC ID 또는 SFP ID와 옵션으로 메타데이터일 수 있다.

일 실시 예에 따라, PCF는 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보는 AF로부터 NEF를 거처 수신하는 경우와 내부적으로 설정하는 경우에 각각 구분하여 PCC 규칙을 구성할 수 있다.

일 실시 예에 따라, SMF는 PCF로부터 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가 정보가 포함된 PCC규칙을 수신하여 해당 정보가 포함된 FAR를 구성하여 이를 UPF로 전송할 수 있다.

일 실시 예에 따라, UPF가 패킷에 SFC 캡슐화를 수행할 때 FAR에 저장된 SFC/SFP ID에 해당하는 하나 이상의 SFP ID(s)가 존재할 경우에 UPF가 미리 정의된 SFC 정책에 따라 하나의 SFP ID를 선택하고 패킷 캡슐화를 수행할 수 있다.

도 12은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 엔티티(network entity)의 구성을 도시한다.

도 12를 참조하면, 본 개시의 네트워크 엔티티는 시스템 구현에 따라 네트워크 펑션(network function)을 포함하는 개념이다. 이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 엔티티(1200)는 통신부(1210), 저장부(1220) 및 네트워크 엔티티 (1200)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(1230)를 포함할 수 있다. 통신부(1210)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(1210)의 전부 또는 일부는 '송신기(transmitter)', '수신기(receiver)' 또는 '송수신기 또는 트랜시버(transceiver)'로 지칭될 수 있다. 저장부(1220)는 네트워크 엔티티(1200)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(1220)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(1220)는 제어부(1230)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 제어부(1230)는 네트워크 엔티티(1200)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1230)는 통신부(1210)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(1230)는 저장부(1220)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(1230)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1230)는 회로 (circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 적어도 하나의 프로세서(processor) 또는 마이크 로프로세서(microprocessor)를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(1210)의 일부 및 제어부(1230)는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 제어부(1230)는 본 개시의 다양한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 네트워크 엔티티(1200)를 제어할 수 있다. 통신부(1210) 및 제어부(1230)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩이나 소프트웨어 블럭 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 통신부(1210), 저장부(1220) 및 제어부(1230)는 전 기적으로 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 엔티티(1200)의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 저장부(1200)를 네트워크 엔티티(1200) 내에 구비함으로써 실현될 수 있다. 네트워크 엔티티(1200)는 네트워크 노드를 포함하며, AMF, SMF, UPF, NF, NEF, NRF, EASDF, UDM, AF, AUSF, SCP, UDSF, 도 1 및 도 2에 도시한 네트워크 펑션들 중 어느 하나일 수 있다.

도 13은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 장치의 구성을 도시한다.

도 13을 참조하면, 이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 장치(1300)는 통신부(1310), 저장부(1320) 및 장치(1300)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(1330)를 포함할 수 있다. 통신부(1310)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(1310)의 전부 또는 일부는 '송신기(transmitter)', '수신기(receiver)' 또는 '송수신기 또는 트랜시버(transceiver)'로 지칭될 수 있다. 저장부(1320)는 네트워크 엔티티(1300)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(1320)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(1320)는 제어부(1330)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 제어부(1330)는 장치(1300)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1330)는 통신부(1310)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(1330)는 저장부(1320)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(1330)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1330)는 회로 (circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 적어도 하나의 프로세서(processor) 또는 마이크 로프로세서(microprocessor)를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(1310)의 일부 및 제어부(1330)는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 제어부(1330)는 본 개시의 다양한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 장치(1300)를 제어할 수 있다. 통신부(1310) 및 제어부(1330)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩이나 소프트웨어 블럭 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 통신부(1310), 저장부(1320) 및 제어부(1330)는 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 장치(1300)의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 저장부(1320)를 장치(1300) 내에 구비함으로써 실현될 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 방법에 있어서
PCF(policy control function)는 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보를 구성하는 과정과,
상기 구성된 부가 정보를 SMF(session management function)에게 송신하는 과정과,
상기 SMF는 상기 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 포함된 FAR(forwarding action rule)을 구성하는 과정과,
상기 SMF는 상기 부가 정보가 포함된 상기 FAR을 UPF(user plane function)에 송신하는 과정과,
상기 UPF는 미리 정의된 SFC 정책과 FAR에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 부가 정보는 SFC(service function chaining) ID, 또는 SFP(service function path) ID 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 부가 정보는 메타데이터(metadata)를 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 PCF는, 상기 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 AF로부터 NEF를 거처 수신하는 경우, 제1 PCC(policy and charging control) 규칙을 구성하는 과정과,
상기 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 내부적으로 설정하는 경우, 제2 PCC 규칙을 구성하는 과정을 포함하고,
상기 제1 PCC 규칙과 제2 PCC 규칙은 서로 다른 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 UPF가 패킷에 대하여 SFC 캡슐화를 수행할 때, FAR(forwarding action rule)에 저장된 SFC ID 혹은 SFP ID에 해당하는 하나 이상의 식별자가 존재할 경우, 상기 UPF가 미리 정의된 SFC 정책에 따라 하나의 식별자를 선택하는 과정과
상기 하나의 식별자를 기반으로 패킷 캡슐화를 수행하는 과정을 더 포함하는 방법
무선 통신 시스템에서 SFC 기술을 사용하여 N6-LAN 트래픽 스티어링 기능을 지원하기 위한 장치에 있어서,
상기 장치는 PCF(policy control function), SMF(session management function), 및 UPF(user plane function)를 포함하고,
상기 PCF는 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보를 구성하고,
상기 구성된 부가 정보를 SMF(session management function)에게 송신하고,
상기 SMF는 상기 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 포함된 FAR(forwarding action rule)을 구성하고,
상기 SMF는 상기 부가 정보가 포함된 상기 FAR을 UPF(user plane function)에 송신하고,
상기 UPF는 미리 정의된 SFC 정책과 FAR에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행하는 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 부가 정보는 SFC(service function chaining) ID, 및 SFP(service function path) ID를 포함하는 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 부가 정보는 메타데이터(metadata)를 포함하는 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 PCF는 상기 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 AF로부터 NEF를 거처 수신하는 경우, 제1 PCC(policy and charging control) 규칙을 구성하고,
상기 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가정보가 내부적으로 설정하는 경우, 제2 PCC 규칙을 구성하고,
상기 제1 PCC 규칙과 제2 PCC 규칙은 서로 다른 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 UPF가 패킷에 대하여 SFC 캡슐화를 수행할 때, FAR(forwarding action rule)에 저장된 SFC ID 혹은 SFP ID에 해당하는 하나 이상의 식별자가 존재할 경우, 상기 UPF가 미리 정의된 SFC 정책에 따라 하나의 식별자를 선택하고,
상기 하나의 식별자를 기반으로 패킷 캡슐화를 수행하는 장치.
무선 통신 시스템에서 UPF(user plane function)의 동작 방법에 있어서,
PCF(policy control function)으로부터 SMF(session management function)을 경유하여 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가 정보를 수신하는 과정과,
미리 정의된 SFC(service function chaining) 정책(policy)와 FAR(forwarding action rule)에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 부가 정보는 SFC(service function chaining) ID, 및 SFP(service function path) ID를 포함하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 부가 정보는 메타데이터(metadata)를 포함하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 UPF가 패킷에 대하여 SFC 캡슐화를 수행할 때, FAR(forwarding action rule)에 저장된 SFC ID 혹은 SFP ID에 해당하는 하나 이상의 식별자가 존재할 경우, 상기 UPF가 미리 정의된 SFC 정책에 따라 하나의 식별자를 선택하는 과정과,
상기 하나의 식별자를 기반으로 패킷 캡슐화를 수행하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 UPF는 FAR(forwarding action rule)에 기반하여 패킷을 전달하는 방법.
무선 통신 시스템에서 UPF(user plane function)에 있어서,
송수신부와,
상기 송수신부와 동작 가능하게 연결된 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
PCF(policy control function)으로부터 SMF(session management function)을 경유하여 PCC(policy and charging control) 규칙(rule)에 기반하여 N6-LAN 트래픽 스티어링을 위한 부가 정보를 수신하고,
미리 정의된 SFC(service function chaining) 정책(policy)와 FAR(forwarding action rule)에 기반하여 SFC 캡슐화를 수행하는 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 부가 정보는 SFC(service function chaining) ID, 및 SFP(service function path) ID를 포함하는 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 부가 정보는 메타데이터(metadata)를 포함하는 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 제어부는,
상기 UPF가 패킷에 대하여 SFC 캡슐화를 수행할 때, FAR(forwarding action rule)에 저장된 SFC ID 혹은 SFP ID에 해당하는 하나 이상의 식별자가 존재할 경우, 상기 UPF가 미리 정의된 SFC 정책에 따라 하나의 식별자를 선택하고,
상기 하나의 식별자를 기반으로 패킷 캡슐화를 수행하는 장치.
청구항 16에 있어서, 상기 UPF는 FAR(forwarding action rule)에 기반하여 패킷을 전달하는 장치.