[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20190060562A - Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures - Google Patents

Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures Download PDF

Info

Publication number
KR20190060562A
KR20190060562A KR1020170158888A KR20170158888A KR20190060562A KR 20190060562 A KR20190060562 A KR 20190060562A KR 1020170158888 A KR1020170158888 A KR 1020170158888A KR 20170158888 A KR20170158888 A KR 20170158888A KR 20190060562 A KR20190060562 A KR 20190060562A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resource
networking
service
processing
processing resources
Prior art date
Application number
KR1020170158888A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102033339B1 (en
Inventor
정송
김영진
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020170158888A priority Critical patent/KR102033339B1/en
Publication of KR20190060562A publication Critical patent/KR20190060562A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102033339B1 publication Critical patent/KR102033339B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/24Multipath
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0896Bandwidth or capacity management, i.e. automatically increasing or decreasing capacities
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0896Bandwidth or capacity management, i.e. automatically increasing or decreasing capacities
    • H04L41/0897Bandwidth or capacity management, i.e. automatically increasing or decreasing capacities by horizontal or vertical scaling of resources, or by migrating entities, e.g. virtual resources or entities
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0876Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level
    • H04L43/0882Utilisation of link capacity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12Shortest path evaluation
    • H04L45/125Shortest path evaluation based on throughput or bandwidth
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/24Multipath
    • H04L45/245Link aggregation, e.g. trunking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/76Routing in software-defined topologies, e.g. routing between virtual machines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

According to various embodiments of the present invention, provided are a method and an apparatus for managing multi-resource infrastructures, wherein the method for managing multi-resource infrastructures defines a set of candidate paths for each of services in a network environment including multiple physical nodes and multiple links where networking and processing resources coexist, and provides a service by selecting a plurality of paths with high efficiency among the defined candidate paths, thereby improving service quality while reducing system costs.

Description

다중자원 인프라구조 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING MULTI-RESOURCE INFRASTRUCTURES}[0001] METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING MULTI-RESOURCE INFRASTRUCTURES [

본 발명의 실시예들은 다중자원 인프라구조 관리 방법 및 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 네트워킹 자원과 프로세싱 자원을 포함하는 다중자원 인프라구조 환경에서 일반적인 네트워킹 서비스를 포함하여 네트워크 기능 가상화(network function virtualization; NFV) 서비스와 컴퓨테이션 오프로딩(computation offloading; CO) 서비스를 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to a method and apparatus for managing multiple resource infrastructures and, more particularly, to network function virtualization (QoS) including a general networking service in a multiple resource infrastructure environment including networking resources and processing resources. (NFV) service and computation offloading (CO) service.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명에 따른 실시예들과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The following description merely provides the background information related to the embodiments of the present invention and does not constitute the prior art.

종래의 네트워크 환경에서, 심층패킷검사(deep packet inspection; DPI), 침입탐지시스템(intrusion detection system; IDS), 방화벽(firewall) 및 과금(charging)과 같은 네트워크 기능들은 특수한 하드웨어 상에서만 구현되었으며, 이에 따라 해당 네트워크 기능을 요구하는 서비스는 반드시 그 기능을 지원하는 하드웨어를 거쳐야 했다.In conventional network environments, network functions such as deep packet inspection (DPI), intrusion detection system (IDS), firewall and charging have been implemented only on special hardware, Accordingly, a service that requires a network function must pass through hardware that supports the function.

도 1은 종래의 네트워크 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a conventional network routing environment.

예를 들어, 셀룰러 네트워크에서는 모든 패킷에 대해 과금이 이루어져야 하기 때문에, 모든 데이터 패킷은 과금을 지원하는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(packet data network gateway; P-GW)를 반드시 거쳐야 했다.For example, in a cellular network, all packets have to go through a packet data network gateway (P-GW) to support billing because all packets have to be billed.

그러나 최근에는 가상화(virtualization) 기술이 도입됨에 따라 네트워킹 자원(networking resource)과 프로세싱 자원(processing resource)을 함께 사용하는 다양한 서비스가 가능하게 되었다. 그 중 하나가 네트워크 기능 가상화(network function virtualization; NFV) 서비스이다.However, as virtualization technology has been introduced in recent years, various services using networking resources and processing resources have become possible. One of them is network function virtualization (NFV) service.

도 2는 종래의 NFV 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a conventional NFV service routing environment.

NFV는 이러한 네트워크 기능들을 소프트웨어에 기반하여 가상화시켜 다양한 노드에서 구현될 수 있도록 만들었다. 네트워크 기능 가상화는 네트워크 서비스 체이닝(network service chaining)을 이용하여 자원의 효율성은 물론, 관리성, 확장성, 적용성 등을 높일 수 있는 장점이 있다. 미국의 대표 네트워크 사업자인 AT&T와 Verizon도 2016년부터 망 운용을 위해, NFV 기술을 적용하기 시작했다.NFV has virtualized these network functions based on software so that they can be implemented in various nodes. Network function virtualization has the advantage of improving resource efficiency, manageability, scalability, and applicability by using network service chaining. US leading network operators AT & T and Verizon also began applying NFV technology for network operation starting in 2016.

네트워킹 자원과 프로세싱 자원을 함께 이용하는 다른 한 예는 컴퓨테이션 오프로딩(computation offloading; CO) 서비스이다.Another example of using networking and processing resources together is computation offloading (CO) services.

도 3은 종래의 CO 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a conventional CO service routing environment.

컴퓨테이션 기능 (computation function)의 예로는 트랜스코딩, 음성·이미지 프로세싱 등이 있다. 과거에는 엔드 호스트에서 요구되는 컴퓨테이션 기능을 호스트 노드에서 직접 처리해야 했지만 지금은 CO 서비스를 통해 가까운 엣지 클라우드나 멀리있는 원격 클라우드로 해당 컴퓨테이션 기능을 오프로딩시켜 대신 처리하도록 할 수 있다.Examples of computation functions include transcoding, voice and image processing, and the like. In the past, the computation functions required by the end host had to be handled directly by the host node, but now the CO service can be used to offload the computation functions to the near-edge cloud or remote cloud in the distance, instead of processing them.

이러한 기술을 통해 엔드 호스트는 해당 노드의 에너지 소모나 프로세싱 지연을 감소시킬 수 있으며, 더 높은 처리율로 컴퓨테이션 기능을 수행함으로써 서비스의 품질을 높일 수 있다. 현재 Amazon, Windows, Google, Microsoft 등 다양한 IT 회사에서 CO 서비스를 지원하고 있다.With this technique, end hosts can reduce the energy consumption and processing delay of the node, and can improve the service quality by performing the computation function with higher throughput. Currently, various IT companies such as Amazon, Windows, Google and Microsoft support CO services.

전술한 NFV 서비스와 CO 서비스는 모두 네트워킹 자원과 프로세싱 자원을 함께 이용하는 서비스로 다음과 같은 공통점을 지닌다. NFV 서비스와 CO 서비스가 제공되는 네트워크 환경에는 주어진 가상 기능을 수행할 수 있는 물리적 노드(physical node)가 여러 개 존재하며, 각 서비스의 엔드 호스트는 해당 기능을 수행하기 위해 어떤 자원을 사용할지를 선택한다. 이는 네트워크 라우팅과와 유사하지만, 네트워킹 자원 즉, 링크 가용 용량(link capacity)뿐만 아니라 프로세싱 자원 즉, 프로세서 가용 용량(CPU capacity)도 함께 고려해야 한다. 예를 들어, 네트워킹 자원이 아무리 풍부하더라도 해당 경로 노드의 프로세싱 자원이 부족하다면 서비스 품질이 떨어지게 된다. 또한, 네트워킹 자원의 집합으로 정의되었던 경로는 네트워킹 자원과 프로세싱 자원의 집합으로 정의된다. 이때, 주어진 경로 중 어떤 경로를 통해 서비스가 이루어지느냐에 따라 비용, 지연, 처리율 등의 특성이 달라지게 되고, 자원 이용의 효율성이나 서비스의 품질이 달라지게 된다. 또한, 하나의 서비스가 주어진 여러 개의 후보 경로(multiple candidate path)를 동시에 활용할 수 있다면, 추가적인 서비스 품질의 향상이나 시스템 비용의 감소를 기대할 수 있을 것이다.The above-mentioned NFV service and CO service both use the networking resource and the processing resource together and have the following common features. In the network environment where the NFV service and the CO service are provided, there are a plurality of physical nodes that can perform a given virtual function, and an end host of each service selects which resource is used to perform the corresponding function . This is similar to network routing, but also takes into account networking resources, that is, link capacity as well as processing resources, that is, CPU capacity. For example, no matter how rich the networking resources are, if the processing resources of the corresponding route nodes are insufficient, the service quality is degraded. Also, a path defined as a set of networking resources is defined as a set of networking resources and processing resources. In this case, the characteristics such as cost, delay, and throughput vary depending on the route through which the service is provided, and the efficiency of the resource utilization and the quality of the service are changed. Also, if one service can use multiple given candidate paths at the same time, it can be expected to improve the quality of service or decrease system cost.

기존 연구들은 NFV 환경과 CO 환경에서의 연구를 각각의 환경에서만 진행해왔고, 이 둘을 하나의 프레임워크(framework)에서 고려한 연구는 없었다. 그러나 실제 네트워크 환경에서는 일반 네트워크 서비스를 비롯하여 NFV 서비스와 CO 서비스가 공존하고 있으며, 이러한 서비스들이 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원을 공유하고 있다.Existing studies have been conducted in NFV environments and CO environments only in their respective environments, and none of them have been studied in a single framework. However, in a real network environment, NFV service and CO service coexist, including general network service, and these services share networking resources and processing resources.

따라서 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원 등의 여러 가지 자원이 공존하는 네트워크 환경에서 이러한 서비스들을 함께 관리할 수 있는 자원 관리 방안이 필요하다.Therefore, there is a need for a resource management method that can manage these services together in a network environment where various resources such as networking resources and processing resources coexist.

본 발명의 실시예들은 네트워킹 자원과 프로세싱 자원이 공존하는 다수의 물리적 노드와 다수의 링크를 포함하는 네트워크 환경에서 서비스 품질을 향상시키면서도 시스템 비용을 절감할 수 있는 다중자원 인프라구조 관리 방법 및 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for managing multiple resource infrastructures that can reduce system cost while improving service quality in a network environment including a plurality of physical nodes and a plurality of links in which networking resources and processing resources coexist The main purpose is to do.

본 발명의 일 실시예는 프로세싱 자원(processing resource)을 이용하는 적어도 두 개의 노드(node) 및 네트워킹 자원(networking resource)을 이용하는 적어도 하나의 링크(link)를 포함하여 형성되는 다중자원 인프라구조(multi-resource infrastructure)에서 상기 적어도 두 개의 노드 중에서 각각 선택된 적어도 하나의 제 1 종단 노드(end node) 및 적어도 하나의 제 2 종단 노드를 연결하여 형성된 적어도 하나의 경로에 기초하여 제공되는 적어도 하나의 서비스를 관리하는 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 경로 중 상기 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하는 후보경로집합 정의과정; 및 상기 적어도 하나의 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하는 다중경로 형성과정을 포함하는 다중자원 인프라구조 관리 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention is a multi-resource infrastructure (e.g., a multi-resource infrastructure) comprising at least two nodes using processing resources and at least one link using networking resources. managing at least one service provided based on at least one path formed by connecting at least one first end node selected from each of the at least two nodes and at least one second end node in a resource infrastructure A candidate path set defining process for defining a set of candidate paths for the at least one service among the at least one path; And a multipath forming step of forming a multipath by dividing an input transmission rate for the at least one service by the set of the candidate paths.

본 발명의 일 실시예는 프로세싱 자원(processing resource)을 이용하는 적어도 두 개의 노드(node)인 제 1 종단 노드(end node) 및 제 2 종단 노드, 네트워킹 자원(networking resource)을 이용하는 적어도 하나의 링크(link), 상기 적어도 하나의 링크를 경유하여 상기 제 1 종단 노드와 상기 제 2 종단 노드를 잇는 적어도 하나의 경로를 포함하는 다중자원 인프라구조(multi-resource infrastructure)에서, 상기 적어도 하나의 경로 중 상기 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하는 후보경로집합 정의부; 상기 적어도 하나의 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하는 다중경로 형성부; 및 상기 프로세싱 자원 및 상기 네트워킹 자원 각각에 대한 쌍대 변수(dual variable)을 정의하고, 상기 쌍대 변수를 업데이트하여 상기 다중경로를 통해 전송하는 속도를 결정하는 전송속도 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention is directed to a method and system for providing at least one link using at least two nodes using a processing resource and a first end node and a second end node that are networking resources, link, and at least one path connecting the first end node and the second end node via the at least one link, wherein in the multi-resource infrastructure, A candidate path set defining unit that defines a set of candidate paths for at least one service; A multipath forming unit for forming a multipath by dividing an input transmission rate for the at least one service by the set of the candidate paths; And a transmission rate determiner for defining a dual variable for each of the processing resource and the networking resource and for determining a transmission rate of the dual resource by updating the pair variable, Thereby providing an infrastructure management apparatus.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크 기능 가상화 서비스와 컴퓨테이션 오프로딩 서비스를 함께 관리하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method and apparatus for managing a network function virtualization service and a computation offloading service together can be provided.

본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 의하면, 네트워킹 자원과 프로세싱 자원이 공존하는 네트워크 환경에서 자원 이용의 효율성이나 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to another aspect of the present invention, there is an effect that resource utilization efficiency and service quality can be improved in a network environment in which networking resources and processing resources coexist.

도 1은 종래의 네트워크 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.
도 2는 종래의 NFV 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.
도 3은 종래의 CO 서비스 라우팅 환경을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치의 개념도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 결과를 설명하기 위한 두 가지 사례의 토폴로지를 도시한다.
도 7은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우의 서비스 활용도 및 시스템 비용을 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 자원 가용 용량에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 6의 사례 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 서비스 특성에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 10은 미국에서의 실제 인터넷 토폴로지를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 실제 대규모 사례에 적용하여 구한 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a conventional network routing environment.
2 is a conceptual diagram illustrating a conventional NFV service routing environment.
3 is a conceptual diagram illustrating a conventional CO service routing environment.
4 is a conceptual diagram of a multi-resource infrastructure management apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a multi-resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates two examples of topologies for explaining the results of applying the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating service utilization and system cost when a multiple resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 1 of FIG.
FIG. 8 is a graph illustrating the effect of the multiple resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention on resource availability when the case 1 of FIG. 6 is applied.
FIG. 9 is a graph illustrating the effect of the multiple resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention on service characteristics in case 2 of FIG. 6.
Figure 10 shows a real Internet topology in the United States.
11 is a graph showing simulation results obtained by applying a multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention to actual large-scale cases.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that, in the drawings, like reference numerals are used to denote like elements in the drawings, even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명에 따른 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제 1, 제 2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the components of the embodiments according to the present invention, the first, second, i), ii), a), b) and the like can be used. Such a code is intended to distinguish the constituent element from other constituent elements, and the nature of the constituent element, the order or the order of the constituent element is not limited by the code. It is also to be understood that when a component is referred to as being "comprising" or "comprising," it should be understood that it is not intended to exclude other components, it means.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 다중자원 인프라 관리 방법 및 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method and apparatus for managing multiple resource infrastructures according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치의 개념도를 도시한다.4 is a conceptual diagram of a multi-resource infrastructure management apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)는 후보경로집합 정의부(410), 다중경로 형성부(420) 및 전송속도 결정부(430)를 포함한다.The multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a candidate path set defining unit 410, a multipath forming unit 420, and a transmission rate determining unit 430.

다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 대한 설명을 돕기 위해, 먼저 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)가 구현될 수 있는 통상적인 네트워크 환경을 정의하도록 한다. 네트워크 환경은 네트워킹 자원의 집합(L)에 포함되는 적어도 하나의 링크(l)와 프로세싱 자원의 집합(K)에 포함되는 적어도 하나의 노드(k)를 포함한다. 네트워킹 자원의 집합과 프로세싱 자원의 집합은 각각 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.To help explain the multi-resource infrastructure management apparatus 400, the multi-resource infrastructure management apparatus 400 first defines a typical network environment in which the apparatus 400 can be implemented. The network environment includes at least one link ( l ) included in a set of networking resources ( L ) and at least one node ( k ) included in a set of processing resources ( K ). The set of networking resources and the set of processing resources can be expressed by Equation (1), respectively.

Figure pat00001
Figure pat00001

네트워킹 자원(l) 및 프로세싱 자원(k)의 가용 용량은 각각 C l (bits/s)과 C k (cycles/s)로 나타낼 수 있다. 각 프로세싱 자원은 일련의 가상화 기능들, 예컨대, NFV 서비스를 위한 네트워크 기능들과 CO 서비스를 위한 컴퓨테이션 기능들을 지원한다. 또한, 네트워크 환경은 적어도 하나의 공존하는 서비스의 집합 W를 포함하며, 각각의 서비스는 소스 노드(source node, s w )에서 목적지 노드(destination node, d w )로 이어지는 경로(s w , d w ) 및 처리되어야 할 가상 기능들을 갖는다. 여기서, 노드(node)는 프로세싱 자원(processing resource)을 이용하여 적어도 하나의 기능을 수행 또는 프로세싱하는 네트워크 개체(entity)를 의미한다. 여러 가지 노드들 중에는 서비스의 출발지가 되는 소스 노드 및 서비스의 목적지가 되는 목적지 노드가 존재한다. 소스 노드와 목적지 노드 사이에는 여러 링크와 여러 노드를 거쳐 이 둘을 잇는 다양한 경로가 존재할 수 있다.The available capacity of the networking resource l and the processing resource k can be expressed as C l (bits / s) and C k (cycles / s), respectively. Each processing resource supports a set of virtualization functions, for example, network functions for NFV services and computation functions for CO services. Furthermore, the network environment comprises at least one of a set of co-existing service W, each service source node (source node, s w) path (s w, d w, leading to a destination node (destination node, d w) in the ) And virtual functions to be processed. Here, a node refers to a network entity that performs or processes at least one function using a processing resource. Among the various nodes, there are a source node serving as a service source and a destination node serving as a service destination. There can be multiple links between the source node and the destination node, and various paths connecting the nodes through the various nodes.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)의 후보경로집합 정의부(410)는 소스 노드와 목적지 노드가 동일한 서비스를 고려할 수 있다. 소스 노드와 목적지 노드가 동일한 서비스가 동일한 서비스의 일례로 프로세싱된 기능이 해당 서비스의 소스 노드에 의해 소모되는 CO 서비스가 있을 수 있다. 후보경로집합 정의부(410)는 각 서비스 w WP w 로 다중 후보 경로 정의한다. 여기서, 각 경로 p P w 는 네트워킹 자원 집합 L p 와 프로세싱 자원 집합 K p 를 포함한다. 네트워킹 자원 집합 L p 에 포함되는 네트워킹 자원은 소스 노드(s w )와 목적지 노드(d w )를 연결하며, 프로세싱 자원 집합 K p 에 속하는 프로세싱 자원은 서비스 w에 의해 제공되는 가상 기능들을 지원한다. 즉, 후보경로집합 정의부(410)는 적어도 하나의 경로 중 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의한다(S510). 전체 후보 경로 집합 P는 수학식 2와 같이 정의된다.The candidate path set definition unit 410 of the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention may consider the same service as the source node and the destination node. There may be a CO service in which the source node and the destination node have the same service processed as an example of the same service, and the function is consumed by the source node of the corresponding service. The candidate path set defining unit 410 defines multiple candidate paths by P w for each service wW. Here, each path p P w includes a networking resource set L p and a processing resource set K p . The networking resources included in the networking resource set L p connect the source node s w and the destination node d w and the processing resources belonging to the processing resource set K p support the virtual functions provided by the service w . That is, the candidate path set definition unit 410 defines a set of candidate paths for at least one service among at least one path (S510). The entire candidate path set P is defined by Equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

하나의 서비스가 여러 개의 다중 후보 경로를 동시에 이용할 수 있다고 가정하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)의 다중경로 형성부(420)는 서비스의 소스 노드는 전송 속도(전송률) R w R w ≥ 0이 되도록 제한하고 전송 속도를 다중 후보 경로로 구분한다(S520). 여기서, x p 는 는 경로 p에 할당된 전송 속도를 의미한다. 즉, 다중경로 형성부(420)가 구분한 서비스 w의 전송 속도는 그 후보 경로들에 할당된 전송 속도의 합인 수학식 3과 같다.The multi-path forming unit 420 of the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention may be configured such that the source node of the service has a transmission rate (Transmission rate) R w is limited to R w ≥ 0 and the transmission rate is divided into multiple candidate paths (S 520). Here, x p means the transmission rate assigned to the path p . That is, the transmission speed of the service w divided by the multipath forming unit 420 is expressed by Equation 3, which is the sum of the transmission speeds assigned to the candidate paths.

Figure pat00003
Figure pat00003

프로세싱 자원 k는 공존하는 서비스들의 다중 후보 경로에 의해 이용되며, 프로세싱 자원 k에 의해 수행되는 가상 기능들은 해당 경로 p마다 다를 수 있다.The processing resource k is used by multiple candidate paths of coexisting services, and the virtual functions performed by processing resource k may be different for each path p .

예를 들어, 일부 경로들은 프로세싱 자원 k를 비디오 트랜스코딩(transcoding)에 이용하는 반면, 나머지 경로들은 동일한 프로세싱 자원 k를 DPI에 이용할 수 있다. 이러한 이종성(heterogeneity)을 반영하기 위하여, 경로 p에 대한 작업의 단위 비트를 처리를 위한 프로세싱 자원 k에서 필요한 CPU 사이클로서 프로세싱 밀도 ρ k,p (cycles/bit)를 정의한다. 따라서 경로 p를 위한 프로세싱 자원 k에 대한 로드(cycles/s)는 ρ k,p x p 가 된다. 경로 p를 위한 프로세싱 자원 k에서 수행되는 기능들에 따라, 프로세싱 자원 k를 수행한 이후의 출력 전송 속도(비트레이트)는 다를 수 있다. 예컨대, 어떤 한 기능이 데이터 계정 확인(data accounting) 및 바이러스 스캐닝(virus scanning) 등의 확인만을 위한 것이라면, 출력 전송 속도는 입력 전송 속도와 같을 것이다. 반면, 해당 기능이 암호화(encryption), 트랜스코딩, 패킷 결합(packet aggregation) 등과 같이 입력 데이터를 변환하는 기능을 포함한다면, 출력 전송 속도는 입력 전송 속도와 다를 수 있다. 프로세싱 후에 확인되는 전송 속도의 변화는 해당 경로 상의 자원을 프로세싱하는 후임자(successor)인 링크에서만 확인된다. 프로세싱 후의 전송 속도의 변화를 고려하기 위해 네트워킹 자원 l에서 확인되는 비트 변환비(bit conversion ratio)로서 σ l,p 를 정의한다. 따라서 경로 p에 대한 네트워킹 자원 l 상의 로드(bit/s)는 σ l,p x p 이다. 모든 경로 pP에 할당된 전송 속도에 대해, 네트워킹 자원 l에 대한 총 로드는 F l 로 나타낼 수 있고, 프로세싱 자원 k에 대한 총 로드는 F k 로 나타낼 수 있으며, 이는 각각 수학식 4 및 수학식 5와 같다.For example, some paths may use processing resource k for video transcoding while the remaining paths may use the same processing resource k for DPI. In order to reflect this heterogeneity, we define the processing density ρ k, p (cycles / bit) as the CPU cycles required in the processing resource k for processing the unit bits of the work on path p . Therefore, the load (cycles / s) for processing resource k for path p is ρ k, p x p . Depending on the functions performed on processing resource k for path p , the output transmission rate (bit rate) after performing processing resource k may be different. For example, if a function is only for verification of data accounting and virus scanning, then the output transmission rate will be equal to the input transmission rate. On the other hand, if the function includes a function of converting input data such as encryption, transcoding, packet aggregation, etc., the output transmission rate may be different from the input transmission rate. The change in transmission rate that is confirmed after processing is confirmed only on links that are successors to processing resources on that path. Define σ l, p as the bit conversion ratio identified in networking resource 1 to account for the change in transmission rate after processing. Thus, the load (bit / s) on networking resource l for path p is σ l, p x p . For a transmission rate assigned to all paths pP , the total load for networking resource l may be denoted by F l , and the total load for processing resource k may be denoted by F k , Equation 5 is as follows.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, P l P k 는 각각 네트워킹 자원 l이 속하는 경로들의 집합 및 프로세싱 자원 k가 속하는 경로들의 집합이다.Where P l and P k are a set of paths to which the networking resource l belongs and a set of paths to which the processing resource k belongs, respectively.

네트워크 운용에 영향을 미치는 비용, 지연, 에너지 또는 처리율 등을 고려하기 위해, 네트워킹 자원 l에 대한 비용함수 D l (F l ) 및 프로세싱 자원 k에 대한 비용함수 D k (F k )를 각각 정의한다. 여기서, D l (F l ) D k (F k )는 볼록(convex)하고, F l F k 가 증가함에 따라 증가하며, 유계 2차 미분(bounded second derivative)을 갖는다고 가정하자. U w (R w )는 서비스 w의 활용도 함수(utility function) 즉, 서비스 w의 입력 전송 속도에 의해 결정되는 해당 서비스의 만족도이고, 볼록하며, 전송 속도 R w 가 증가함에 따라 증가한다.To account for the cost, delay, energy or throughput affecting network operation, we define a cost function D l (F l ) for the networking resource l and a cost function D k (F k ) for the processing resource k , respectively . Here, D l (F l ) and D k (F k ) are convex, and F l And F k increases, and has a bounded second derivative. U w (R w) is a function of the utilization of services w (utility function) That is, the satisfaction of the service that is determined by the input transmission rate of the service w, convex, and increases as the transmission rate R w is increased.

도 1에 도시한 종래의 네트워크 라우팅 환경에서의 라우팅은 서로 다른 소스 노드(110)와 목적지 노드(130)를 포함하여 어떠한 기능적 요구사항 없이 소스 노드(110)로부터 목적지 노드(130)로 데이터를 전송한다. 이때, 데이터는 여러 하드웨어 라우터(122, 124, 126)를 거쳐갈 수 있다. 따라서 종래의 라우팅 서비스에 대한 라우팅은 소스 노드(110)로부터 목적지 노드(130)로의 경로를 결정하는 것으로 정의된다. 이를 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 적용하면, 모든 kK p , lL p , pP w s w d w 에 대하여 ρ k,p = 0, σ l,p = 1인 경우이다.Routing in the conventional network routing environment shown in FIG. 1 includes transmitting data from the source node 110 to the destination node 130 without any functional requirement, including the different source node 110 and the destination node 130 do. At this time, data may be transmitted through the various hardware routers 122, 124, and 126. Routing for a conventional routing service is therefore defined as determining the path from the source node 110 to the destination node 130. Applying this to the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention, ρ k, p = k for all kK p , lL p , pP w and s w d w , 0 ,? 1, p = 1.

도 2에 도시한 종래의 NFV 서비스 라우팅 환경에서의 NFV 서비스는 서로 다른 소스 노드(210)와 목적지 노드(230)를 포함하여 해당 네트워크의 노드들(222, 224, 226)에서 가상화시킨다. 따라서 NFV 서비스의 라우팅은 소스 노드(210)와 목적지 노드(@30)를 연결하는 경로를 결정하고 요구되는 네트워크 기능들을 수행하는 것으로 정의된다. 이를 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 적용하면, ρ k,p ≠ 0인 모든 pP w 이면서 s w d w 인 조건에 대해 kK p k가 존재하는 경우를 의미한다. 여기서, 비록 네트워크 경로가 동일하다고 하더라도 경로에 포함된 노드(222, 224, 226)에 할당된 기능에 따라 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원은 다를 수 있다.The NFV service in the conventional NFV service routing environment shown in FIG. 2 includes the source node 210 and the destination node 230, and virtualizes them in the nodes 222, 224, and 226 of the corresponding network. Thus, the routing of the NFV service is defined as determining the path connecting the source node 210 and the destination node (30) and performing the required network functions. When applying them to one embodiment a multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to the present invention, ρ k, p ≠ 0 in all pP w while the kK p for a s w d w condition k Is present. Here, even if the network paths are the same, the networking resources and the processing resources may be different depending on the functions assigned to the nodes 222, 224, and 226 included in the paths.

도 3에 도시한 CO 서비스 라우팅 환경에서의 CO 서비스는 동일한 소스 노드(310)와 목적지 노드(310)를 포함하며, 컴퓨테이션 기능을 제공한다. 통상적으로 컴퓨테이션 기능들을 실행하기 위한 노드에는 엔드 호스트(end host), 엣지 클라우드(edge cloud) 및 원격 클라우드(remote cloud)가 있지만, 이에 한정되지 않는다. 따라서 CO 서비스의 라우팅은 다중 처리 자원들 중에서 컴퓨테이션 오프로딩 정책을 결정하는 것으로 정의될 수 있다. 컴퓨테이션 기능들이 국지적으로 수행되는 경우, 즉, 엔드 호스트에서 수행되는 경우에는 해당 서비스는 어떠한 네트워킹 자원도 필요로 하지 않으며, 엔드 호스트의 프로세싱 자원에 제약이 있을 뿐이다. 컴퓨테이션 기능들이 엣지 클라우드(340)나 원격 클라우드(350)로 오프로딩됨에 따라, 더욱 강력한 프로세싱 자원들이 사용될 수 있지만, 추가적인 네트워킹 자원이 소모될 것이다. 이를 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)에 적용하면, ρ k,p ≠ 0인 모든 pP w 이면서 s w = d w 인 조건에 대해 kK p k가 존재하는 경우를 의미한다. 어느 한 서비스의 컴퓨테이션 기능들이 다중 프로세싱 자원들을 통해 수행될 수 있다. 예컨대, 원격 클라우드(350)에서 주요 프로세싱을 진행하기 이전에 엣지 클라우드(340)에서 중간 단계 프로세싱이 수행될 수 있다.The CO service in the CO service routing environment shown in FIG. 3 includes the same source node 310 and the destination node 310, and provides a computation function. Typically, nodes for executing computation functions include, but are not limited to, an end host, an edge cloud, and a remote cloud. Therefore, the routing of the CO service can be defined as determining the computation offloading policy among multiple processing resources. When the computation functions are performed locally, that is, when the computation functions are performed in the end host, the service does not require any networking resources, and there is a restriction on the processing resources of the end hosts. As computation functions are offloaded to the edge cloud 340 or the remote cloud 350, more powerful processing resources may be used, but additional networking resources may be consumed. Of this, when applied to a multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an embodiment of the present invention, ρ k, p ≠ 0 in all pP w while s w = d w for the condition kK p k Is present. Computation functions of a service can be performed through multiple processing resources. For example, intermediate stage processing may be performed in the edge cloud 340 before proceeding to the main processing at the remote cloud 350.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)의 전송속도 결정부(430)는 네트워킹 자원 및 프로세싱 자원의 총 비용을 최소화하고, 서비스 만족도, 즉, 총 서비스 활용도를 최대화하기 위해, 프로세싱 자원 및 네트워킹 자원 각각에 대한 쌍대 변수(dual variable)를 정의한다. 전송속도 결정부(430)는 정의된 쌍대 변수를 업데이트하여 다중경로 형성부(420)가 형성한 여러 경로를 통해 데이터를 전송시킬 전송 속도를 결정한다.Meanwhile, the transmission rate determination unit 430 of the multi-resource infrastructure management apparatus 400 according to an exemplary embodiment of the present invention minimizes the total cost of networking resources and processing resources and maximizes the service satisfaction, that is, A dual variable for each of the processing and networking resources is defined. The transmission rate determination unit 430 updates the defined twin variables to determine a transmission rate at which data is to be transmitted through the multiple paths formed by the multipath forming unit 420. [

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a multi-resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 후보경로집합 정의과정(S510) 및 다중경로 형성과정(S520)을 포함한다. 후보경로집합 정의과정(S510) 및 다중경로 형성과정(S520)은 도 4의 다중자원 인프라구조 관리 장치(400)를 참조하여 설명한 바와 같다.The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention includes a candidate path set defining step S510 and a multipath forming step S520. The candidate path set definition process (S510) and the multipath formation process (S520) are as described with reference to the multiple resource infrastructure management apparatus 400 of FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 추가적으로 목적함수 계산과정(S530)을 포함할 수 있다.The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention may further include an objective function calculation step (S530).

목적함수 계산과정(S530)에서는 네트워크 환경 내에서 발생하는 비용의 소모를 줄이면서도 서비스들의 만족도의 합, 즉, 서비스 활용도를 최대화하기 위한 문제를 정의하고 계산을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 네트워킹 자원을 이용하여 발생하게 될 네트워킹 비용, 프로세싱 자원을 이용하여 발생하게 될 프로세싱 비용 및 적어도 하나의 서비스에 대한 만족도인 서비스 만족도에 기초하여 목적함수를 계산한다. 여기서, 문제, 즉, 목적함수 G(x)는 수학식 6과 같다.In the objective function calculation process (S530), a problem for maximizing the service utilization, that is, the sum of the satisfaction levels of the services, is defined and calculated while reducing the cost incurred in the network environment. The multi-resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention is based on a networking cost to be generated using networking resources, a processing cost to be generated using processing resources, and a service satisfaction, which is satisfaction with at least one service Calculate the objective function. Here, the problem, that is, the objective function G (x) is expressed by Equation (6 ) .

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서,

Figure pat00008
를 원 변수(primal variable)로 정의한다. 상수 V는 전체 비용 최소화와 서비스 활용도 최대화 사이에서 발생하는 상충 관계 파라미터(trade-off parameter)이다. 이 목적함수 G(x)x에 대해 "엄격하게(strictly)" 볼록하지 않으며, 그에 따라 동일한 목적값을 얻을 수 있는 여러 최적해가 존재할 수 있다.here,
Figure pat00008
Is defined as a primal variable. The constant V is a trade-off parameter that occurs between minimizing total cost and maximizing service utilization. This objective function G (x) is not " strictly " convex to x , so there may be several optimal solutions to achieve the same objective value.

목적함수 계산과정(S530)에서의 제약사항은 네트워킹 자원 l과 프로세싱 자원 p 각각의 사용량에 대한 가용 용량(capacity)이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 먼저, 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 가용 용량 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 가용 용량을 정의한다. 이 문제를 최적화하기 위해 각 서비스의 입력 전송 속도 R w 를 결정하고, 이를 해당 서비스에 주어진 여러 개의 후보 경로인 x p 를 통해 나누는 다중 경로 라우팅을 진행한다.The constraint in the objective function calculation step (S530) is the available capacity for the usage amount of each of the networking resource 1 and the processing resource p . The multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention first defines an available capacity of each of at least one networking resource and an available capacity of each of at least two processing resources. In order to optimize this problem, the input transmission rate R w of each service is determined and multi-path routing is performed by dividing the input transmission rate R w by a plurality of candidate paths x p given to the corresponding service.

여기서,

Figure pat00009
x * 를 목적함수 G(x)에 대한 최적 원 해(optimal primal solution) 집합 X * 에 속하는 특정 속도 할당 벡터로 정의한다.here,
Figure pat00009
Which defines the x * as the objective function G (x) to the optimum source (optimal primal solution) specific rate assigned belongs to the set X * vector for.

한편, 제약사항을 제거하기 위한 라그랑주 쌍대 문제(Lagrangian dual problem)은 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, the Lagrangian dual problem for eliminating constraints can be expressed as Equation (7).

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서,

Figure pat00012
를 쌍대 변수로 정의한다.
Figure pat00013
은 수학식 8로 정의되는 라그랑주 함수이다.here,
Figure pat00012
Is defined as a pair variable.
Figure pat00013
Is a Lagrange function defined by equation (8).

Figure pat00014
Figure pat00014

여기서,

Figure pat00015
λ * 를 수학식 7에 대한 최적 쌍대 해(optimal dual solution) 집합 Λ * 에 속하는 특정 벡터로 정의함으로써, 커플링 문제를 일으키는 가용 용량 제약사항을 제거할 수 있다. 그러나 그래디언트 프로젝션 알고리즘(gradient projection algorithm)은 원 목적함수가 엄격히 볼록인 경우에만 적용할 수 있기 때문에, 안장점 정리(saddle point theorem)를 이용하여 목적함수를 변동부등식(variational inequality)으로 변경할 수 있다. 수학식 7에 대한 최적 원 쌍대 해(optimal primal and dual solution)를 찾는 것은 수학식 9를 만족시키는
Figure pat00016
를 구하는 안장점 정리 문제를 푸는 것과 등가하다. 이때, 수학식 9는 아래와 같이 나타낼 수 있다.here,
Figure pat00015
By defining λ * as a specific vector belonging to the optimal dual solution set Λ * for Equation 7, it is possible to eliminate the usable capacity constraint that causes coupling problems. However, since the gradient projection algorithm can be applied only when the original objective function is strictly convex, the objective function can be changed to a variational inequality using the saddle point theorem. Finding the optimal primal and dual solution for Equation (7) can be expressed as Equation
Figure pat00016
It is equivalent to solving the problem of solving the problem. At this time, equation (9) can be expressed as follows.

Figure pat00017
Figure pat00017

수학식 7을 수학식 9에 대입함으로써 원 변수 x에 의존하지 않는 쌍대 변수 λ를 고려할 수 있다. 수학식 9를 만족시키는 안장점

Figure pat00018
를 구하는 것은
Figure pat00019
와 수학식 10을 만족시키는 변동부등식과 등가하다.By substituting Equation (7) into Equation (9), it is possible to consider a twin variable λ that does not depend on the original variable x . The advantage of satisfying Equation (9)
Figure pat00018
To obtain
Figure pat00019
And Equation (10).

Figure pat00020
Figure pat00020

여기서, f

Figure pat00021
와 수학식 11을 만족시킨다.Where f is
Figure pat00021
And Equation (11).

Figure pat00022
Figure pat00022

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 목적함수 계산과정(S530)에서 전술한 변동부등식의 해가 최적 해로 수렴할 수 있도록 하기 위해 전술한 변동부등식을 엑스트라그래디언트(extragradient) 기반의 알고리즘으로 변형한다.The method of managing multiple resource infrastructures according to an embodiment of the present invention is a method of managing the variable inequality described above in an extragradient-based manner so that the solution of the above-described fluctuation inequality can be converged to an optimal solution in the objective function calculation step (S530) Algorithm.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 네트워킹 비용 및 프로세싱 비용 각각을 계산하기 위해, 적어도 하나의 네트워킹 자원 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원을 정의하고, 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 사용량 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 사용량을 계산한다.A method for managing multiple resource infrastructures according to an exemplary embodiment of the present invention includes defining at least one networking resource and at least two processing resources to calculate a networking cost and a processing cost, Calculate the usage of each of the at least two processing resources.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출하고, 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출한다.The multi-resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention may include calculating a set of candidate paths using each of at least one networking resource, calculating a set of candidate paths using each of the at least two processing resources, do.

목적함수 계산과정(S530)은 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 업데이트하기 위해 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 현재 사용량을 확인하는 과정을 포함한다. 또한, 목적함수 계산과정(S530)은 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 업데이트하기 위해 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 현재 사용량을 확인하는 과정을 포함한다.The objective function calculation process (S530) comprises checking the current usage of each of the at least two processing resources to update each of the at least two processing resources. In addition, the objective function calculation process (S530) includes checking the current usage of each of the at least one networking resource to update each of the at least one networking resource.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법은 x p 를 업데이트하여

Figure pat00023
,
Figure pat00024
x p 를 출력하며, 그 과정을 정리하면 표 1과 같다. 여기서, τγ는 각각 반복되는 업데이트 회차(1, 2, 3, ...) 및 업데이트 간격(step size)를 의미한다.The multi-resource infrastructure management method according to the embodiment of the present invention updates x p
Figure pat00023
,
Figure pat00024
And x p . The process is summarized in Table 1. Here, τ and γ mean the repeated update times (1, 2, 3, ...) and the update interval (step size), respectively.

번호number 과정process 수학식Equation 1One 각각의 프로세싱 자원 k가 스스로의 자원의 현재 사용량을 체크하도록 한 후, 쌍대 변수

Figure pat00025
를 업데이트After allowing each processing resource k to check its current usage of its resources,
Figure pat00025
Update
Figure pat00026
Figure pat00026
22 각각의 네트워킹 자원 l이 스스로의 자원의 현재 사용량을 체크하도록 한 후, 쌍대 변수
Figure pat00027
를 업데이트
After each networking resource l has checked its current usage of its resources,
Figure pat00027
Update
Figure pat00028
Figure pat00028
33 각각의 서비스 w의 종단 노드는 스스로에게 주어진 각각의 후보 경로 p ∈ P에 대해 x p 를 업데이트The end node of each service w updates x p for each candidate path p ∈ P given to itself 수학식 12Equation 12

여기서, 표 1의 수학식 12는 아래와 같다.Here, Equation (12) in Table 1 is as follows.

Figure pat00029
Figure pat00029

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 결과를 설명하기 위한 두 가지 사례의 토폴로지를 도시한다.FIG. 6 illustrates two examples of topologies for explaining the results of applying the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention.

사례 1의 경우, 네트워크는 세 개의 노드(611, 613, 622)와 네 개의 링크(632, 634, 636, 638)를 포함한다. 제 1 SC1 노드(611) 및 제 2 SC1 노드(613)는 프로세싱 자원을 포함하고 있는 노드이며, 제 3 SC1 노드(622)는 프로세싱 자원을 포함하고 있지 않은 노드이다. 사례 1에서 소스 노드 및 목적지 노드가 다른 두 개의 서비스, 예컨대, NFV 서비스는 삼각형 토폴로지에서 가상 기능들을 요구한다. 각 서비스는 두 개의 자원들을 이용하는 1-홉 경로(one-hop path)와 세 개의 자원들을 이용하는 2-홉 경로(two-hop path)를 이용할 수 있다.In case 1, the network includes three nodes 611, 613, 622 and four links 632, 634, 636, 638. The first SC1 node 611 and the second SC1 node 613 are nodes that contain processing resources and the third SC1 node 622 is a node that does not contain processing resources. In case 1, the source node and the other two services with different destination nodes, such as the NFV service, require virtual functions in the triangle topology. Each service may use a one-hop path using two resources and a two-hop path using three resources.

사례 2의 경우, 네트워크는 세 개의 노드(612, 614, 616)와 네 개의 링크(631, 633, 635, 637)를 포함한다. 제 1 SC2 노드(612), 제 2 SC 노드(614) 및 제 3 SC 노드(616) 모두 프로세싱 자원을 포함한다. 이 경우, 소스 노드와 목적지 노드가 동일한 하나의 서비스, 예컨대, CO 서비스는 직렬로 연결된 토폴로지에서 가상 기능들을 요구한다. 프로세싱 자원 k 1 만을 이용하는 경로는 로컬 컴퓨팅의 경우일 있고, 프로세싱 자원 k 2 를 이용하는 경로는 엣지 클라우드를 이용하는 컴퓨테이션 오프로딩일 수 있으며, 프로세싱 자원 k 3 를 이용하는 경로는 원격 클라우드를 이용하는 컴퓨테이션 오프로딩일 수 있다. 이 사례에서는 클라우드 노드가 가장 큰 프로세싱 가용 용량을 지닌다. 즉, C k1 < C k2 < C k3 이다. 그러나 동일한 프로세싱 로드에 대해 가장 적은 비용을 소모한다. 즉, D k1 (F) > D k2 (F) > D k3 (F)이다.In case 2, the network includes three nodes 612, 614, 616 and four links 631, 633, 635, 637. The first SC2 node 612, the second SC node 614, and the third SC node 616 all include processing resources. In this case, one service having the same source node and destination node, for example, a CO service, requires virtual functions in a serially connected topology. Route using only processing resources k 1 is the path using the case of a local computing work, and processing resources k 2 may be a computation offloaded using the edge cloud, path using a processing resource k 3 is a computation-off using the remote cloud Lt; / RTI &gt; In this case, the cloud node has the highest processing usable capacity. That is, C k1 < C k2 < C k3 . However, it consumes the least cost for the same processing load. That is, D k1 (F) > D k2 (F) > D k3 (F) .

전술한 두 가지 사례, 즉, 사례 1과 사례 2에 대한 세부사항을 정리하면 표 2와 같다.Table 2 summarizes the above two cases, the details of Case 1 and Case 2.

사례 1Case 1 사례 2Case 2 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 관계 Relationship between source node and destination node 다름Different 같음equivalence 서비스의 숫자Number of services |W| = 1| W | = 1 |W| = 1| W | = 1 후보 경로Candidate path p 11 : k 1 l 3
p 12 : l 2 k 2 l 4
p 21 : k 2 l 4
p 22 : l 1 k 1 l 3
p 11 : k 1 ? l 3
p 12 : l 2 ? k 2 ? l 4
p 21 : k 2 l 4
p 22 : l 1 ? k 1 ? l 3
p 11 : k 1
p 12 : l 1 k 2 l 2
p 13 : l 1 l 3 k 3 l 4 l 2
p 11 : k 1
p 12 : l 1 ? k 2 ? l 2
p 13 : l 1 ? l 3 ? k 3 ? l 4 ? l 2
자원 가용 용량 (Mbps 또는 GHz)Available Capacity (Mbps or GHz) C l = 2, ∀lL
C k1 ∈ {1.3, 1.4, …, 2.3}, C k2 = 2
C l = 2, ∀ lL
C k1 ∈ {1.3, 1.4, ... , 2.3}, C k2 = 2
C l = 2, ∀lL
C k1 = 2, C k2 = 20, C k3 = 40
C l = 2, ∀ lL
C k1 = 2 , C k2 = 20 , C k3 = 40
자원 비용Resource cost D l (F l ) = F l , ∀lL
D k ( F k ) = F k , ∀kK
D l (F l ) = F l , ∀ lL
D k ( F k ) = F k , ∀ kK
D l (F l ) = F l , ∀lL
D k1 ( F k1 ) = F k1 , D k2 ( F k2 ) = ½F k2 , D k3 ( F k3 ) = ⅓F k3 ,
D l (F l ) = F l , ∀ lL
D k1 ( F k1 ) = F k1 , D k2 ( F k2 ) = ½ F k2 , D k3 ( F k3 ) = 1/3 F k3 ,
서비스 활용도Service utilization U w (R w ) = log(0.1 + R w ) - log(0.1) U w ( R w ) = log (0.1 + R w ) - log (0.1) U w (R w ) = log(0.1 + R w ) - log(0.1) U w ( R w ) = log (0.1 + R w ) - log (0.1) 프로세싱 밀도 (Kcycles/bit)Processing density (Kcycles / bit) ρ k,p = 1, ∀kKp , p P ρ k, p = 1, ∀ kKp , pP ρ ∈ {1, 2, …,20}
ρ k,p = ρ, ∀kKp , p P
ρ ∈ {1, 2, ... , 20}
ρ k, p = ρ , ∀ kKp , pP
비트 변환비 (bits/bit)Bit conversion ratio (bits / bit) σ l,p = 1, ∀lLp , p P σ l, p = 1, ∀ lLp , pP σ ∈ {0.05, 0.1, …,1}
σ l1,p12 = 1, σ l2,p12 = σ
σ l1,p13 = 1, σ l3,p13 = 1,
σ l4,p13 = σ, σ l2,p13 = σ
σ ∈ {0.05, 0.1, ... ,One}
σ l1, p12 = 1, σ l2, p12 = σ
? 1, p13 = 1 ,? 13, p13 = 1,
σ l4, p13 = σ , σ l2, p13 = σ

비용을 고려한 자원 관리의 영향을 살펴보기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법이 적용된 비용-활용도-최소 알고리즘(cost-utility-minimal algorithm)을 비용 항목이 없을 때의 활용도-최대 알고리즘(utility-maximal algorithm)과 비교하였다. 즉, 모든 lL kK에 대하여 D l (F) = D k ( F k ) = 0이다.In order to examine the effect of resource management considering cost, a cost-utility-minimal algorithm to which a multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied, And compared with the utility-maximal algorithm. That is, D l (F) = D k ( F k ) = 0 for all lL and kK.

도 7은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우의 서비스 활용도 및 시스템 비용을 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating service utilization and system cost when a multiple resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied to Case 1 of FIG.

도 7의 (a)는 C k1 = 2 GHz, V = 20 및 γ= 0.005일 때 반복 횟수에 따른 서비스 활용도을 나타내며, 도 7의 (b)는 및 도 7의 (b)는 C k1 = 2 GHz, V = 20 및 γ= 0.005일 때 반복 횟수에 따른 시스템 비용을 나타낸다. 최초 전송 속도 할당값 x 0 x 0 ∈ {(0, 0, 0, 0), (0, 1, 0, 1), (1, 2, 1, 2), (2, 2, 2, 2)}의 네 가지로 고려하여 시뮬레이션을 진행하였다.Of Figure 7 (a) is C k1 = 2 GHz, (b) is and (b) of Fig. 7 of V = 20 and γ = 0.005 be when denotes hwalyongdoeul services according to the number of iterations, Figure 7 is C k1 = 2 GHz , V = 20 and γ = 0.005, respectively. The initial transmission rate allocation value x 0 is set to x 0 Consider the following four assumptions: ∈ {(0, 0, 0, 0), (0,1,0,1), (1,2,1,2), .

두 가지 알고리즘 모두 최초 전송 속도 할당값에 관계 없이 최대 활용도로 수렴하는 것을 확인할 수 있다. 최대 활용도는 각 서비스의 전송 속도가 2 Mbps일 때, 즉 R 1 = R 2 = 2 Mbps인 경우에 달성되었다. 도 7의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 두 가지 서비스가 어떠한 자원도 공유하지 않는 경우, 즉, x p11 = x p21 = 2 Mbps 이고, x p12 = x p22 = 0일 때 최소 시스템 비용으로 수렴한다는 것을 확인할 수 있다.Both algorithms converge to the maximum utilization regardless of the initial transmission rate allocation value. The maximum utilization is achieved when the transmission rate of each service is 2 Mbps, that is, R 1 = R 2 = 2 Mbps. Referring to FIG. 7 (b), when the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention is applied, when two services do not share any resources, x p11 = x p21 = 2 Mbps, and when x p12 = x p22 = 0, it can be confirmed that the system converges to the minimum system cost.

반면, 초기 전송 속도 할당값의 변화에 따라 활용도-최대 알고리즘은 최소값이 아닌 다른 시스템 비용 값으로 수렴하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, it can be seen that the utilization-maximum algorithm converges to a system cost value other than the minimum value according to the change of the initial transmission rate allocation value.

도 8은 도 6의 사례 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 자원 가용 용량에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.FIG. 8 is a graph illustrating the effect of the multiple resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention on resource availability when the case 1 of FIG. 6 is applied.

이를 위해, 프로세싱 자원 k 1 의 가용 용량 즉, C k1 을 1.3 GHz에서 2.3 GHz까지 변화시키면서 최적 전송 속도 할당값을 계산하였다. C k1 이 1.3 GHz과 1.8 GHz 사이에 존재하는 경우, 서비스 1은 p 11 p 12 두 후보 경로들을 모두 이용하였으며, 프로세싱 자원 k 2 와 네트워킹 자원 l 4 는 두 서비스에 의해 공유되었다는 것을 알 수 있다. 각 서비스가 해당 서비스의 1-홉 경로 즉, p 11 p 21 만을 이용했을 때에는 두 서비스 사이의 전송 속도에 큰 차이를 보였다. 2-홉 경로 p 12 는 1-홉 경로 p 21 에 비해 높은 비용을 유발시키고, 서비스 2에 대한 전송 속도 할당값은 서비스 1에 대한 전송 속도 할당값보다 크다.For this, the optimal transmission rate allocation value was calculated while changing the available capacity of the processing resource k 1 , that is, C k1 from 1.3 GHz to 2.3 GHz. If C k1 is between 1.3 GHz and 1.8 GHz, then service 1 uses both p 11 and p 12 candidate paths, and processing resource k 2 and networking resource l 4 are shared by both services . When each service uses only the 1-hop path of the service, that is, p 11 and p 21 , the transmission speed between the two services shows a large difference. The two-hop path p 12 causes a higher cost than the one-hop path p 21 , and the transmission rate assignment value for service 2 is larger than the transmission rate assignment value for service 1.

서로 다른 서비스 파라미터가 서비스 처리량에 미치는 영향을 알아보기 위해, 프로세싱 밀도(ρ) 및 비트 변환비(σ)를 변경시키면서 서비스 파라미터에 따른 거동을 살펴보았다.In order to investigate the effect of different service parameters on service throughput, we examined the behavior according to service parameters while changing the processing density ( ρ ) and bit conversion ratio ( σ ).

도 9는 도 6의 사례 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 적용한 경우, 서비스 특성에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.FIG. 9 is a graph illustrating the effect of the multiple resource infrastructure management method according to an exemplary embodiment of the present invention on service characteristics in case 2 of FIG. 6.

프로세싱 밀도(ρ) 및 비트 변환비(σ)가 증가함에 따라, 총 처리량은 감소한 것으로 확인되었다. 그 이유는 큰 프로세싱 밀도(ρ) 및 비트 변환비(σ)가 동일한 활용도를 달성하기 위해 더 높은 시스템 비용을 요구하기 때문이다. 낮은 프로세싱 밀도값을 갖는 경우, 각 서비스는 로컬 컴퓨팅에 의해 제공되는 것을 확인할 수 있다. 낮은 프로세싱 밀도값을 갖는 경우, 로컬 프로세싱 자원으로 컴퓨테이션기능들을 충분히 처리할 수 있어, 과잉 네트워킹 비용을 요구하는 엣지 클라우드 및 원격 클라우드에 의존하지 않고 높은 처리량을 달성할 수 있다.As the processing density ( rho ) and the bit conversion ratio ( ? ) Increased, the total throughput was found to decrease. This is because a large processing density p and bit conversion ratio sigma require higher system cost to achieve the same utilization. If it has a low processing density value, it can be seen that each service is provided by local computing. Having a low processing density value can adequately handle computation functions with local processing resources and achieve high throughput without relying on edge clouds and remote clouds requiring excessive networking costs.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 실제와 유사한 대규모의 사례에 적용하기 위해, MCI에서 2011년에 제공한 미국의 실제 인터넷 토폴로지를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다.In order to apply the multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention to a large-scale case similar to the actual one, simulation was performed using MCI's actual Internet topology of the United States provided in 2011.

도 10은 미국에서의 실제 인터넷 토폴로지를 도시한다.Figure 10 shows a real Internet topology in the United States.

이 데이터 세트는 19개의 노드 및 45개의 유선 링크를 포함한다. 이 데이터 세트는 프로세싱 자원에 대해서는 특정하고 있지 않기 때문에, 프로세싱 자원을 임의로 계산하였다.This data set includes 19 nodes and 45 wired links. Since this dataset is not specific to the processing resources, we have arbitrarily calculated the processing resources.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법을 실제 대규모 사례에 적용하여 구한 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing simulation results obtained by applying a multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention to actual large-scale cases.

후보 경로의 개수가 증가함에 따라 전송 속도가 증가할 수 있지만, 비용을 증가시킬 수 있다. 따라서 각 후보 경로에 대한 전송 속도 할당은 조심스럽게 결정되어야 한다. 이 결과는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중자원 인프라구조 관리 방법이 시스템 비용은 낮게 유지한 채, 서비스 활용도를 증가시키기 위해 다중 경로를 활용할 수 있다는 것을 의미한다.As the number of candidate paths increases, the transmission rate may increase, but the cost may increase. Therefore, the transmission rate assignment for each candidate path should be carefully determined. This result means that a multi-resource infrastructure management method according to an embodiment of the present invention can utilize multipath to increase service utilization while keeping system cost low.

도 5에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 5에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 5은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 5, it is described that each process is sequentially executed, but it is not limited thereto. In other words, it is applicable that the process described in FIG. 5 is changed or executed by one or more processes in parallel, so that FIG. 5 is not limited to a time series order.

한편, 도 5에 도시된 흐름도의 각 단계는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(computer-readable recording medium)에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, each step of the flowchart shown in FIG. 5 can be implemented as a computer-readable code in a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g., CD ROM, And the like). In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over a network-connected computer system so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.

이상의 설명은 본 발명에 따른 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명에 따른 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Various modifications and variations will be possible. Therefore, the embodiments according to the present invention are intended to illustrate rather than limit the technical idea of the embodiments, and the scope of the technical idea of the embodiments is not limited by these embodiments. The scope of protection of embodiments according to the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the embodiments of the present invention.

110, 210, 310: 소스 노드 122, 124, 126: 하드웨어 라우터
130, 230, 310: 목적지 노드 222, 224, 226: NFV 지원 노드
340: 엣지 클라우드 350: 원격 클라우드
400: 다중자원 인프라구조 관리 장치
410: 후보경로집합 정의부 420: 다중경로 형성부
430: 전송속도 결정부
110, 210, 310: source node 122, 124, 126: hardware router
130, 230, 310: destination node 222, 224, 226: NFV supporting node
340: Edge Cloud 350: Remote Cloud
400: Multiple resource infrastructure management device
410: candidate path set defining unit 420: multipath forming unit
430: transmission speed determination unit

Claims (11)

프로세싱 자원(processing resource)을 이용하는 적어도 두 개의 노드(node) 및 네트워킹 자원(networking resource)을 이용하는 적어도 하나의 링크(link)를 포함하여 형성되는 다중자원 인프라구조(multi-resource infrastructure)에서 상기 적어도 두 개의 노드 중에서 각각 선택된 적어도 하나의 제 1 종단 노드(end node) 및 적어도 하나의 제 2 종단 노드를 연결하여 형성된 적어도 하나의 경로에 기초하여 제공되는 적어도 하나의 서비스를 관리하는 방법에 있어서,
상기 적어도 하나의 경로 중 상기 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하는 후보경로집합 정의과정; 및
상기 적어도 하나의 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하는 다중경로 형성과정
을 포함하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
In a multi-resource infrastructure comprising at least two nodes using processing resources and at least one link using networking resources, the at least two A method for managing at least one service provided based on at least one route formed by connecting at least one first end node and at least one second end node respectively selected from among a plurality of nodes,
A candidate path set defining process for defining a set of candidate paths for the at least one service among the at least one path; And
A multipath forming step of forming a multipath by dividing an input transmission rate for the at least one service by the set of the candidate paths,
Wherein the plurality of resource infrastructure management methods include:
제 1 항에 있어서,
다중자원 인프라구조 관리를 위해, 네트워킹 자원을 이용하여 발생하게 될 네트워킹 비용, 프로세싱 자원을 이용하여 발생하게 될 프로세싱 비용 및 상기 적어도 하나의 서비스에 대한 만족도인 서비스 만족도에 기초하여 목적함수를 계산하는 목적함수 계산과정을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
The method according to claim 1,
A method for calculating an objective function based on a networking cost to be generated using networking resources, a processing cost to be generated by using processing resources, and a satisfaction degree of the at least one service, Wherein the method further comprises a function calculation process.
제 2 항에 있어서,
상기 목적함수 계산과정은,
상기 네트워킹 비용 및 상기 프로세싱 비용 각각을 계산하기 위해, 적어도 하나의 네트워킹 자원 및 적어도 두 개의 프로세싱 자원을 정의하고, 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 사용량 및 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 사용량을 계산하는 자원정의 및 계산과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
3. The method of claim 2,
The objective function calculation process includes:
The method comprising: defining at least one networking resource and at least two processing resources to calculate the networking cost and the processing cost, respectively, calculating a usage amount of each of the at least one networking resource and a usage amount of each of the at least two processing resources A resource definition and a calculation process.
제 3 항에 있어서,
상기 자원정의 및 계산과정은,
상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출하고, 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
The method of claim 3,
The resource definition and calculation process includes:
Calculating a set of candidate paths using each of the at least one networking resource and calculating a set of candidate paths using each of the at least two processing resources.
제 4 항에 있어서,
상기 목적함수 계산과정은,
상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 가용 용량(capacity) 및 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 가용 용량을 정의하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
5. The method of claim 4,
The objective function calculation process includes:
And defining an available capacity of each of the at least one networking resource and an available capacity of each of the at least two processing resources.
제 5 항에 있어서,
상기 목적함수 계산과정은,
상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합에 포함되는 경로 각각이 사용하는 네트워킹 자원의 집합을 산출하고, 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 사용하는 후보 경로의 집합에 포함되는 경로 각각이 사용하는 프로세싱 자원의 집합을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
6. The method of claim 5,
The objective function calculation process includes:
The method of claim 1, further comprising: calculating a set of networking resources used by each of paths included in the set of candidate paths using each of the at least one networking resource, and each of paths included in a set of candidate paths using each of the at least two processing resources And calculating a set of processing resources to be used in the multi-resource infrastructure management method.
제 3 항에 있어서,
상기 목적함수 계산과정은,
상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각에 대한 쌍대 변수(dual variable)를 정의하고, 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각에 대한 쌍대 변수를 정의하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
The method of claim 3,
The objective function calculation process includes:
Defining a dual variable for each of the at least one networking resource and defining a dual variable for each of the at least two processing resources.
제 7 항에 있어서,
상기 목적함수 계산과정은,
상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각을 업데이트하기 위해 상기 적어도 두 개의 프로세싱 자원 각각의 현재 사용량을 확인하고, 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각을 업데이트하기 위해 상기 적어도 하나의 네트워킹 자원 각각의 현재 사용량을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 방법.
8. The method of claim 7,
The objective function calculation process includes:
Checking the current usage of each of the at least two processing resources to update each of the at least two processing resources and checking the current usage of each of the at least one networking resource to update each of the at least one networking resource Wherein the multi-resource infrastructure management method comprises:
프로세싱 자원(processing resource)을 이용하는 적어도 두 개의 노드(node)인 제 1 종단 노드(end node) 및 제 2 종단 노드, 네트워킹 자원(networking resource)을 이용하는 적어도 하나의 링크(link), 상기 적어도 하나의 링크를 경유하여 상기 제 1 종단 노드와 상기 제 2 종단 노드를 잇는 적어도 하나의 경로를 포함하는 다중자원 인프라구조(multi-resource infrastructure)에서,
상기 적어도 하나의 경로 중 상기 적어도 하나의 서비스를 위한 후보 경로의 집합을 정의하는 후보경로집합 정의부;
상기 적어도 하나의 서비스에 대한 입력 전송 속도를 상기 후보 경로의 집합으로 나누어 다중경로를 형성하는 다중경로 형성부; 및
상기 프로세싱 자원 및 상기 네트워킹 자원 각각에 대한 쌍대 변수(dual variable)를 정의하고, 상기 쌍대 변수를 업데이트하여 상기 다중경로를 통해 전송하는 속도를 결정하는 전송속도 결정부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 장치.
At least one link that uses a networking resource, a first end node and a second end node that are at least two nodes that use processing resources, at least one link that uses a networking resource, In a multi-resource infrastructure comprising at least one path connecting the first end node and the second end node via a link,
A candidate path set defining unit that defines a set of candidate paths for the at least one service among the at least one path;
A multipath forming unit for forming a multipath by dividing an input transmission rate for the at least one service by the set of the candidate paths; And
A transmission rate determination unit for defining a dual variable for each of the processing resource and the networking resource and for determining a transmission rate of the dual resource by updating the pair variable,
Wherein the plurality of resource infrastructure management apparatuses are managed by the plurality of resource infrastructure management apparatuses.
제 9 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 경로에는 복수의 노드가 포함될 수 있으며, 상기 복수의 노드는 상기 제 1 종단 노드 및 상기 제 2 종단 노드 중 하나가 요청한 기능 중 일부 또는 전부를 처리할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the at least one path may include a plurality of nodes and the plurality of nodes are configured to be capable of processing some or all of the functions requested by one of the first end node and the second end node Multiple resource infrastructure management device.
제 10 항에 있어서,
네트워킹 자원을 이용하여 발생하게 될 네트워킹 비용, 프로세싱 자원을 이용하여 발생하게 될 프로세싱 비용 및 상기 적어도 하나의 서비스에 대한 만족도인 서비스 만족도에 기초하여 목적함수를 계산하는 목적함수 계산부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 다중자원 인프라구조 관리장치.
11. The method of claim 10,
And an objective function calculator for calculating an objective function based on a networking cost to be generated using the networking resource, a processing cost to be generated using the processing resource, and a service satisfaction, which is satisfaction with the at least one service. Wherein the resource management unit comprises:
KR1020170158888A 2017-11-24 2017-11-24 Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures KR102033339B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158888A KR102033339B1 (en) 2017-11-24 2017-11-24 Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158888A KR102033339B1 (en) 2017-11-24 2017-11-24 Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190060562A true KR20190060562A (en) 2019-06-03
KR102033339B1 KR102033339B1 (en) 2019-10-17

Family

ID=66849425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170158888A KR102033339B1 (en) 2017-11-24 2017-11-24 Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102033339B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220001630A (en) 2020-06-30 2022-01-06 삼성에스디에스 주식회사 Method and system for distributing application for edge computing devices

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160105469A (en) * 2014-01-10 2016-09-06 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 System and method for zoning in software defined networks
KR20170088931A (en) * 2014-11-21 2017-08-02 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 System and method for modifying a service-specific data plane configuration

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160105469A (en) * 2014-01-10 2016-09-06 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 System and method for zoning in software defined networks
KR20170088931A (en) * 2014-11-21 2017-08-02 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 System and method for modifying a service-specific data plane configuration

Also Published As

Publication number Publication date
KR102033339B1 (en) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11503113B2 (en) Task offloading and routing in mobile edge cloud networks
Marfoq et al. Throughput-optimal topology design for cross-silo federated learning
Sang et al. Provably efficient algorithms for joint placement and allocation of virtual network functions
Sallam et al. Shortest path and maximum flow problems under service function chaining constraints
Kuo et al. Deploying chains of virtual network functions: On the relation between link and server usage
US11463511B2 (en) Model-based load balancing for network data plane
US10356185B2 (en) Optimal dynamic cloud network control
US20170085630A1 (en) System and method for control traffic balancing in in-band software defined networks
Botero et al. A novel paths algebra-based strategy to flexibly solve the link mapping stage of VNE problems
Torkzaban et al. Trust-aware service function chain embedding: A path-based approach
Torkzaban et al. Trust-aware service chain embedding
Shang et al. Network congestion-aware online service function chain placement and load balancing
Wang et al. CFR: A cooperative link failure recovery scheme in software‐defined networks
Krishna et al. An efficient learning automata based task offloading in mobile cloud computing environments
Zhou et al. Incremental re-embedding scheme for evolving virtual network requests
Kawashima et al. Dynamic placement of virtual network functions based on model predictive control
CN103825963B (en) Virtual Service moving method
Baktir et al. Addressing the challenges in federating edge resources
Lu et al. Cost-efficient resource provisioning in delay-sensitive cooperative fog computing
KR102033339B1 (en) Method and apparatus for controlling multi-resource infrastructures
Galanopoulos et al. Optimizing data analytics in energy constrained IoT networks
Xuan et al. Distributed admission control for anycast flows with QoS requirements
Li et al. A load balancing algorithm for solving multi‐objective virtual network embedding
Dandoush et al. Secure and privacy-preserving federated learning-based resource allocation for next generation networks
Sarddar et al. A novel approach on weight based optimized routing for mobile cloud computing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right