• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권12호
• /
• pp.1914-1924
• /
• 2016

본 논문은 5G 모바일 네트워크에서 가상화 기반의 이동통신 코어망인 Virtualized Evolved Packet Core(vEPC) 환경을 고려하여, 가입자의 종류 및 트래픽 식별에 따라 동적으로 End-to-end 서비스를 제공하기 위한 기술인 Service Function Chaining(SFC)을 적용하기 위한 구조 및 메시지 절차를 제안한다. SFC 기술은 네트워크 기능들을 물리적인 연결에 상관없이 선택적으로 제공하기 위한 기술로써, 가상화 기반 네트워크 기술인 Network Function Virtualization(NFV)기반의 네트워크 환경에서 서비스 제공을 위한 주요 기술로 예상된다. 특히, 5G 모바일 코어 네트워크는 분산 코어 형태로 구축될 것으로 예상되기 때문에 본 논문에서는 이를 고려하여 계층적 SFC(hSFC: Hierarchical SFC) 구조를 적용하였다. 본 논문에서는 제안하는 구조 및 구조 내에서의 SFC를 이용한 경로 설정 메시지 절차를 정의하고 오픈소스 기반의 테스트베드 설계를 통해 이를 구현하고자 하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.1032-1039
• /
• 2015

서비스 기능 체이닝(SFC: Service function chaining)은 다수의 서비스 기능들을 순차적으로 구성하는 기술이다. 서비스 기능 체이닝에서는 확장성과 fault-tolerant를 위해 다수의 서비스 기능 인스턴스가 필요하며, 네트워크에 인입된 플로우는 다수의 서비스 기능 인스턴스로 적절하게 분배되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 각 서비스 기능인스턴스들의 자원을 고려하면서 종단 간 지연시간(latency)을 최소화 할 수 있는 플로우 분배 문제를 정의한다. 또한 GT-ITM 토폴로지 생성 툴을 사용하여 보다 현실적인 네트워크 토폴로지 상에서 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과 최적의 플로우 분배 기법이 전체 지연시간을 줄일 수 있음을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제10권8호
• /
• pp.3701-3727
• /
• 2016

Recently Service Function Chaining (SFC) is promising to innovate the network service mode in modern networks. However, a feasible implementation of SFC is still difficult due to the need to achieve functional equivalence with traditional modes without sacrificing performance or increasing network complexity. In this paper, we present a configurable network service chaining (CNSC) mechanism to provide services for network traffics in a flexible and optimal way. Firstly, we formulate the problem of network service chaining and design an effective service chain construction framework based on integrating software-defined networking (SDN) with network functions virtualization (NFV). Then, we model the service path computation problem as an integer liner optimization problem and propose an algorithm named SPCM to cooperatively combine service function instances with a network utility maximum policy. In the procedure of SPCM, we achieve the service node mapping by defining a service capacity matrix for substrate nodes, and work out the optimal link mapping policies with segment routing. Finally, the simulation results indicate that the average request acceptance ratio and resources utilization ratio can reach above 85% and 75% by our SPCM algorithm, respectively. Upon the prototype system, it is demonstrated that CNSC outperforms other approaches and can provide flexible and scalable network services.

• KNOM Review
• /
• 제23권2호
• /
• pp.1-10
• /
• 2020

5G 네트워크의 핵심 기술 중 하나인 네트워크 기능 가상화 (NFV, Network Function Virtualization)는 유연하고 민첩한 네트워크 구축 및 운용을 가능하게 만드는 장점이 있다. 하지만, 한편으로는 수 많은 가상 자원을 생성하기 때문에 네트워크 관리를 복잡하게 만드는 원인이 된다. 일반적으로, NFV 환경에서는 가상 네트워크 기능(VNF, Virtual Network Function)들로 구성된 서비스 펑션 체이닝 (SFC, Service Function Chaining)을 통해 일련의 네트워크 기능들을 트래픽에 적용한다. 따라서 서비스 요구사항을 만족시킬 수 있도록 동적으로 SFC에 알맞은 양의 컴퓨팅 자원 또는 인스턴스를 할당하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 SFC에서 적절한 수의 VNF 인스턴스를 운용하기 위해 강화학습 알고리즘의 하나인 Deep Q-Networks (DQN)을 이용한 Auto-scaling 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 SFC로 유입되는 트래픽의 증감에 따라 SFC를 구성하는 다계층 (Multi-tier) 구조에서 스케일링(Scaling)이 필요한 계층을 선택하고, 스케일링을 통해 효과적으로 VNF 인스턴스들 개수를 조절한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.451-453
• /
• 2016

본 논문에서는 SFC(Service Function Chaining) 기반 DLP(Data Loss Prevention) 솔루션을 위한 부하분산 시스템을 제안한다. SFC을 기반한 DLP 솔루션은 사용자의 데이터를 분산 처리하지 않으며, 각 DLP 서버는 할당 받은 사용자 단말에서 발생되는 모든 트래픽을 관리한다. 하지만 사용자별 트래픽 사용량이 다르기 때문에 DLP 서버의 리소스 사용량과 유휴량을 고려하지 않는 기존의 순차방식, 최소접속방식과 같은 부하분산 알고리즘을 사용 할 경우 트래픽이 균등하게 분배되지 못 하여, DLP 서버의 과부하 및 시스템 장애를 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 LBM(Load Balance Management) 서버를 통해 DLP 서버의 리소스 사용량을 기반으로 부하분산을 수행하는 SFC 기반 DLP 솔루션을 위한 부하분산 시스템의 아키텍처를 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2018년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.65-68
• /
• 2018

오늘날 네트워크 서비스에 대한 수요가 증가함에 따라 네트워크 트래픽 또한 증가하고 있다. 이는 네트워크 서비스 구성을 복잡하게 만들어 최종 사용자에게 전달되는 네트워크 기능의 동적 구성이 요구된다. Service Function Chaining (SFC)은 일련의 Service Function (SF) 세트로 구성된 새로운 네트워크 서비스 배포 모델이다. SFC는 특정 서비스에 따라 플로우를 분류하여 네트워크 운영자의 효율적인 서비스 제공을 보장한다. SFC의 성능은 SFC를 구성하는 SF Instance (SFI)와 상관 관계를 가진다. 이때 다수의 SFC 환경에서 단일의 SFI 사용 시, 트래픽 오버플로우가 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 확장 가능한 SFC 프로비저닝을 위한 Monitoring as a Service (MaaS)를 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제12권10호
• /
• pp.4640-4661
• /
• 2018

To cope with the explosive growth of Internet services, Service Function Chaining (SFC) based on Software-defined Networking (SDN) is an emerging and promising technology that has been suggested to meet this challenge. Determining the placement of Virtual Network Functions (VNFs) and routing paths that optimize the network utilization and resource consumption is a challenging problem, particularly without violating service level agreements (SLAs). This problem is called the optimal SFC placement problem and an Integer Linear Programming (ILP) formulation is provided. A greedy heuristic solution is also provided based on an improved two-step mapping algorithm. The obtained experimental results show that the proposed algorithm can automatically place VNFs at the optimal locations and find the optimal routing paths for each online request. This algorithm can increase the average request acceptance rate by about 17.6% and provide more than 20-fold reduction of the computational complexity compared to the Greedy algorithm. The feasibility of this approach is demonstrated via NetFPGA-10G prototype implementation.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
• /
• pp.122-125
• /
• 2018

최근 다양한 네트워크 서비스에 대한 수요가 증가함에 따라 Service Function (SF)의 동적 구성을 위한 유연한 모델이 요구된다. Service Function Chaining (SFC)은 일련의 SF로 구성된 새로운 네트워크 서비스 배포 모델을 정의한다. Software Defined Networking (SDN)은 제어 평면을 중앙 집중화함으로써 네트워크 트래픽 제어를 단순화하여 SFC동작에 중요한 역할을 한다. SDN 기반 SFC(SD_SFC)는 SF 장애를 감지하기 위한 모니터링 시스템이 필요하다. 그러나 기존의 모니터링 방식은 모든 SF에 Monitoring Agent(MA)를 배치하기 때문에 높은 시그널링 비용을 가진다. 본 논문에서는 최소한의 SF에 MA를 배치함으로써 시그널링 비용을 줄이는 SFC모니터링 방식을 제안한다. 제안하는 SF selection 알고리즘은 최적화된 SF 집합을 사용하여 오버로드된 SF를 반환하여 MA를 배치한다. 우리는 제안 시스템의 효율성을 평가하기 위해 테스트베드 구현을 통해 실험하였다. 실험 결과에 따르면 우리는 기존 방식에 비해서 시그널링 비용을 59.2% 절감하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제14권2호
• /
• pp.577-594
• /
• 2020

Service Function Chaining (SFC) supports services through linking an ordered list of functions. There may be multiple instances of the same function, which provides a challenge to select available instances for all the functions in an SFC and generate a specific Service Function Path (SFP). Aiming to solve the problem of SFP selection, we propose an architecture consisting of distributed SFP algorithm and central control mechanism. Nodes generate distributed routings based on the first function and destination node in each service request. Controller supervises all of the distributed routing tables and modifies paths as required. The architecture is scalable, robust and quickly reacts to failures because of distributed routings. Besides, it enables centralized and direct control of the forwarding behavior with the help of central control mechanism. Simulation results show that distributed routing tables can generate efficient SFP and the average cost is acceptable. Compared with other algorithms, our design has a good performance on average cost of paths and load balancing, and the response delay to service requests is much lower.

• 정보와 통신
• /
• 제31권9호
• /
• pp.46-51
• /
• 2014

미래지향적 네트워크 및 서비스 인프라의 구축을 위해 네트워크의 개방화와 가상화에 대한 관심이 높아졌다. 이를 지원하는 기술로서 SDN (Software-defined Networking) 및 NFV(Network Function Virtualisation) 기술이 소개되었다. 특히 트래픽에 따라 필요한 네트워크 기능들을 선택적으로 조합 및 실행하여 하나의 네트워크 서비스를 구현하는 서비스 체이닝(Service Chaining 혹은 Service Function Chaining) 기술이 높은 관심을 받고 있다. 이를 통해 컴포넌트 서비스들로 이루어진 경로를 정의함으로써 네트워크 서비스를 적시에 구성 및 능동적으로 제어할 수 있다. 본 고에서는 서비스 체이닝 기술의 기본 개념및 기능에 대해 간략히 소개하고, 주요 기능의 표준화를 담당하는 IETF SFC WG 의 주요 표준화 이슈에 대한 분석 및 향후 전망을 기술한다.