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Open Signaling, Open Signaling, Active Network Active Network andand

Next GenerationNext Generation Intelligent Network Intelligent Network

호남대학교 전기전자컴퓨터공학부이 남희

nhlee@mail.honam.ac.kr, 062-940-5576

한국정보과학회 추계학술발표회 튜토리알

2000. 10. 28 ( 토 )

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ContentsContents

도 입 (Introduction) 신호방식의 기능 및 발전 과정 새로운 제어방식의 필요성

개방형 신호 및 제어기술 (Open Signaling and Control) IEEE 의 표준 모델 ATM 네트웍 응용 : BIB, qGSMP IP 네트웍 응용

능동 네트워크 (Active Network) 능동 스위치 / 라우터의 요구사항 능동 스위치 / 라우터의 구조 설계 case studies

차세대 지능망 (Next Generation Intelligent Network) 기존 지능망의 구조 차세대 지능망의 발전 방향

결 어 (Conclusion)

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도 입 (Introduction)

신호방식의 기능 주기능 : 호 / 데이터전달 접속의 설정 , 관리 및 해제 부기능 : 부가 / 지능망 서비스들 , 네트워크 관리 및 과금

기능의 지원

신호방식의 요구조건 신속 정확 (reliability and robustness) 풍부 (redundancy for expansion of functions)

신호방식의 발전 역사 In-band --> Out-of-band Channel Associated --> Common Channel: 전달망에서 분리된 신호망

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기존 신호방식의 제한성 및 새로운 방식의 필요성 전달망 서비스의 다양화 개별 서비스 ( 음성 , 데이터 ) --> 종합 서비스 --> 멀티미디어 서비스 다양한 보조 및 지능망 서비스 : Card Calling, Free Call, CUG, VPN, Calling Number, Media Conversion, Announcements, … 다양한 접속 및 QoS 지원 : Multicasting, Conference, Real/Non-real Time, Loss Sensitive/Insensitive, …

표준화기간이 오래 걸림 : 4 년 단위 Color Book --> De-Factor 기술의 복합화 및 복잡도 증가 다양한 이해 관련 사업자 / 제조업체 컨센서스 모음의 어려움

망 사업자들의 융통성있는 서비스 도입에의 제한

분산 객체 지향형 기술의 발전 분산 처리 기술 : CORBA, TINA, JAIN, … 객체 지향 기술 : Java, .. API(Application Programming Interface) 기술

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개방형 제어의 목표 인터페이스 (interface) : 정보 전달을 위한 2 자 이상의 합의

및 분담 계약

개방 시스템 (Open System) : 객관화된 인터페이스를 통하여 제품들간의 호환성이 보장될 수 있도록 하는 접근 방식

개방형 제어의 추구 목표 다양한 서비스의 신속하고 경제적인 도입 시스템 확장성 서비스 및 통신 제품 개발의 자유도의 극대화

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개방형 제어의 시장 모델 Transport Plane and Control Plane Each Layer instead of Whole Stack Embedded System

Consumer Market (Application S/W Vendors)

Middleware Market

Hardware Market(Switch, Router, I/F Units, Chips, …)

Brokers

Brokers

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개방형 제어의 일반적 접근 방법 시그널링의 트랜스포트로부터의 분리

망에 대한 API 정의

분산 및 제어 지향형 기술의 적용

수평적 구현

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IEEE 의 표준화 동향 - 표준 모델

End-user Applications

V(Value-Added)- Interface Algorithms for value-added communication Value-Added services created by network operators, Services Level users, and third parties (VASL) U(Upper)- Interface Algorithms for routing, connection Network Generic management, admission control, Services Level (NGSL) L(Lower)- Interface Virtual network devices Virtual Network (software representation) Device Level CCM(Connection (VNDL) Control and Management) Physical elements (hardware - switch fabric, Interface buffer, outgoing link bandwidth, name space) PE Level

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IEEE 표준 모델 - 레벨들

VASL(Value Added Services Level) : 하위 레벨에서 제공되는 서비스들에 서비스를 부가하는 end-to-end 알고리즘들 ( 실시간 스트림 관리 , 멀티미디어 스트림 동기 등 )

NGSL(Network-Generic Services Level) : 망의 기본 기능에 해당하는 알고리즘들 (VC/VP 배치 , 라우팅 알고리즘 , INAP 을 이용한 지능형 서비스 알고리즘 등 )

VNDL(Virtual Network Device Level) : 물리레벨 요소 자원들의 state variable 에 대한 abstract 나 소프트웨어 인터페이스 abstraction 들 (ATM BIB, VC/VP name space, capacity region resources, …)

PEL(Physical Elements Level) : ATM, IP, 회선망의 스위치나 라우터의 물리요소들 ( 스위치 , TDM, VP 스위치 , cross connect 등 ) - 액세스를 위해 qGSMP 를 사용

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IEEE 표준 모델 - 인터페이스들

V(Value-added) Interface : value-added, AIN, Web-browsing 서비스 등과 같이 고도로 개인화된 사용자 S/W 를 작성하기 위한 API 집합을 제공

U(Upper) Interface : 일반적인 네트웍 서비스를 위한 point-to-point, point-to-multipoints, VPN 접속 등을 취급

L(Lower) Interface : VNDL 레벨의 S/W abstraction 들이 NGSL레벨에 보이도록 함 . ATM 망의 VC/VP look-up, IP 망의 라우팅 테이블과 같은 망 자원들의 상태를 직접 액세스하고 manipulation 할 수 있도록 API 를 정의 ( 예 , ATM BIB)

CCM(Connection Control and Management) Interface : 물리요소들의 상태를 액세스하기 위한 개방형 프로토콜 ( 메시지 )들의 모음 ( 예 , GSMP)

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ATM BIB(Binding Interface Base) 개요 ATM 망 : 기본적으로 연결형 속성을 가지며 QoS

지원이 해결해야 할 주요 쟁점 . 따라서 , 자원의 필요한 용량을 확보하고 QoS 요구 및 제약 조건을 규정할 수 있는 QoS abstraction 을 개발하는 것이 일차 과제

BIB : Collection of abstract data types and binding interfaces for representing and controlling ATM network resources

CORBA IDL 을 이용하여 규격화 H/W 구조나 S/W 플랫폼 , 운영체제 , 프로그래밍

언어에 독립적 두가지 범주로 구분

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ATM BIB 의 두가지 범주

범주 1: 기본 네트웍 자원 abstraction 을 제공하는 API 들 Name Space 자원 : addressing 제약 조건에 해당하는 VCI, VPI 의 사용성 Bandwidth 자원 : 버퍼 크기의 제한성

범주 2 : End-to-End 멀티미디어 스트림들의 생성 , 제어 , 관리를 지원하는 네 종류의 API 들

일반 멀티미디어 장치의 제어 : sampling rate, format, encoding method 와 같이 멀티미디어 데이터의 생성과 사용에 영향을 주는 장치 파라메터들을 설정하고 변경

switch fabric 과 출력 다중화장치 등 일반 자원요소의 제어 : VC/VP look-up table 의 조작 , scheduling policy 의 제어 등에 연관되면서 스위치의 name space 와 bandwidth 을 할당

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포맷된 멀티미디어 흐름의 제어 및 관리 : 부호화된 멀티미디어 스트림에 VCR 과 유사한 제어를 제공하는 업무 ( 예 , 스트림의 pausing, resuming, play-out 의 일시적인 방향과 속도의 변경 , index point 의 직접 액세스

end-to-end 프로토콜 요소들의 제어 : QoS 요구사항에 맞는 트랜스포트 프로토콜 스택의 선택과 초기화 업무 , 얻어지는 QoS 의 수준의 연속적 트랙킹 및 감시

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BIB 인터페이스 의 계층적 구조

ForwardingMap TransportElement Multiplexer BIB NameSpace ResourcePool SchedulableRegion CapacityRegion ContractRegion

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ATM BIB Abstract Data Types

Basic constructs, types and constants used by the interfaces Basic types : commonly used types in programming (strings : CORBA::Strings, time: CORBA::Long) Constructs : Exception, Endpoint, QoS - Exception : error conditions - Endpoint : network channel termination (port id- network I/F card id, VPI and VCI) - QoS : requested network service, expected traffic profile, desired QoS for a network channel

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GSMP(General Switch Management Protocol) 개요 General purpose protocol to control and manage ATM switch

resources externally using master-slave relationship, while allowing a controller to

establish and release connection across the switch add and delete leaves on a point-to-multipoint connection manage switch ports request configuration information request statistics

Developed by Ipsilon Inc. initially

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GSMP(General Switch Management Protocol) 모델

Provides hardware-independent development of switch control software by third parties

Connection Management

Port Switch Management

Configuration Information 1 1 Statistics 2 2

Events . . . . m m

Input Output Ports Ports Switch Controller GSMP ATM Switch

SwitchMapping

Network

Switch Fabric

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GSMP Message Types

Connection Management Message : VC 를 설정 또는 해제

Port Management Message : 특정 스위치 포트들을 활성화 또는 비활성화

Configuration Message : switching capabilities 를 찾아냄

Statistics Message : VC 또는 port activity 에 관한 정보를 요청

Event Message : alarm reporting

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qGSMP(QoS-enhanced GSMP) - 개요

Extended protocol from GSMP by OPENSIG

Provide means to specify traffic characteristics and QoS constraints, select scheduling, buffer management policies, schedul

able region estimation algorithms, and retrieve traffic and QoS measurements

Interface for developing hardware-independent signaling protocols and control systems

Compatible with GSMP, being added by QoS messages

Implemented and tested on the xbind platform using ATML switching technology

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qGSMP - 일반 모델

Connection Management

Port Management

Configuration Information 1 1

Statistics 2 2

Events . .

QoS Management

QoS Configuration Information . . m m QoS Statistics

QoS Events Ports Ports

Switch Controller qGSMP ATM Switch

Network

Switch Mapping

Multiplexer

Multiplexer

Multiplexer

Multiplexer

Scheduler

BufferManager

SR Emulator

Switch Fabric

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QoS 제어 모델

Model of the Multiplexer

Scheduler

Traffic Classes : Peak Rate, Average Rate Quality of Service : Maximum delay, Loss probability bounds Schedulable Region : space of possible combinations of calls

of each traffic class that an output link can handle while guaranteeing QoS

Buffer

Manager

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* Sheets to be included from the separate file

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IN 의 구조 및 기능 엔터티들

SCEF

SMF

SMAF

SDF

SCF

SRFSTP

SSF

CCF

Service Control Point

Service Creation Environment

Service Management System

Intelligent PeripheralService

Switching Point

Signal Transfer Point

Signaling Link

Data Link

Specialized Resource Function

Service Creation Environment Function

Service Management Agent Function

Service Management Function

Service Switching Function

Connection Control Function

Service Data Function

Service Control Function

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Driving Forces for IN Evolution <BACKGROUND> Fastly advancing technologies, variously and rapidly changin

g customer demands, requirements for the fast deployment of new services in network provider

To reduce the time from service conception to deployment (in PSTN networks)

To free network operators from dependence on particular equipment vendors

To enable the provision of services by third-party providers

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PSTN - VoP Interworking

SMS

CPE

Other Application

Servers

Signaling Gateway

Trunking Media Gateway

SMFSMAF

SRF

SCF

CCF

SSFSRF

SCEFSCF

SDF

PSTN VoP

SCP

SCE

IP CircuitSwitch

Resources

Call Agent/ Media Gateway Controller

SSFCCF

CPE

Core Packet Network

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IN - Internet Interworking

SMS

CPE

Other Application

Servers

Signaling Interworking

Transport Interworking

SMFSMAF

SDF

SMAF

SCF

CCF

SSFSRF

SCEFSCF

SRF

SDF

PSTN Internet

SCP

SCE

IP CircuitSwitch

Server

Server

Server

Server

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Three Initiatives in IN Technologies

1. IETF PINT(PSTN/Internet Interworking) Work

Objective : How Internet applications can request and enrich telecommunications services (access from the Internet to the IN SCF while integrating Internet resources and telephony services)

Status : PINT protocol version 1 invocation of telephony services from terminals in an IP- based network environment : ‘request to call’, ‘request to fax’, ‘request to hear content’ specified as a profile for use of the IETF standards – SIP (Session Initiation Protocol) and SDP(Session Description Protocol) Being considered by ITU-T SG11 for inclusion in the IN CS-4 functional architecture Drawback : no standard API

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2. Parlay Consortium Work

Objective : Open and object-oriented service control API that facilities the access, control, and configuration of IN services by enterprise IT systems is independent of underlying communication technolo- gies(PSTN, wireless and IP networks) is designed for supporting all middleware technologies (DCOM, CORBA, Java Platform) Language : UML(Universal Markup Language) Status : Version 1in 1998 (version 2 on going) Members : BT, Siemens, AT&T, Cegetel, Cisco, Ericsson, IB

M, Lucent

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3. OMG’s IN/CORBA Interworking Work

Objective : To provide mechanisms for interworking of existing service infrastructure such as IN and mobile agents which use transaction capabilities(TCs) for communication, with CORBA-based service objects, which use an Inter-Object Request Broker Protocol(IOP) for communications

Status : specified in Sep. 1998 Members : AT&T, GMD FOKUS, Nortel, IONA Tech., Alcatel, Duetsche Telecom, Ericsson, .. Good Points : because the spec enables implementation of b

oth CORBA-based IN and MAP systems, common ground for fixed-mobile convergence

Drawbacks : quite low-level because of general solution

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결 어 (Conclusion)

Open Signaling, Active Network, Intelligent Network : 모두 비슷한 동기 ( 목표 ) 에서 출발 , 그러나 접근 방법에서는 차이

향후 쟁점 Internet, Wireless Network, Next Generation (Broadband Multimedia Packet) Network 에의 활용 및 기능 확장 표준들의 상호 연계 또는 연동성 보장 개방의 범위 및 대상 - Service Creation and Validation Techniques - Security and Safety ITU-T 등 세계적인 공인 표준화 기구에서의 취급 Immunity Carrier 들의 보수성