KR101992869B1 - Method and apparatus for managing mobility by service using multiproperty label switching in sdn - Google Patents
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Abstract
Translated fromKoreanDescription
Translated fromKorean본 발명은 실시간으로 제공되는 통신 서비스들의 이동성 향상에 관한 것이다. 이를 자세하게 설명하면 소비자들에게 높은 수준의 네트워크 서비스 품질을 제공하면서도, 이동 중에 끊임 없는 서비스를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to improved mobility of communication services provided in real time. In detail, the present invention relates to a method of providing a high level of network service quality to consumers while providing continuous service on the go.
최근 네트워크를 사용하는 단말의 수가 점점 증가함에 따라 단말이 사용하는 서비스도 다양해지고 있다. 이러한 환경에서 사용자는 높은 품질의 서비스를 안정적으로 제공하길 원하고 있다.Recently, as the number of terminals using a network increases, the services used by the terminals are also diversified. In this environment, the user wants to provide high quality service stably.
단말이 이동하지 않는 환경에서는 서비스를 안정적으로 제공할 수 있지만, 단말이 핸드오버를 수행하는 경우 일시적으로 액세스 포인트(access point; AP)와 연결이 끊기기 때문에 지속적인 서비스 제공에 어려움이 있다.In an environment where the terminal does not move, the service can be stably provided. However, when the terminal performs handover, it is difficult to provide a continuous service because the terminal is temporarily disconnected from the access point (AP).
특히 실시간 서비스의 경우 서비스 끊김은 사용자에게 큰 불편을 야기하기 때문에 QoE(Quality of experience) 개선을 위한 서비스별 차별화된 이동성 관리가 필요하다.In particular, in the case of a real-time service, service interruption causes a great inconvenience to the user, and therefore, differentiated mobility management for each service is required to improve the quality of experience (QoE).
종래의 이동성 관리는 단말의 위치만 고려하여 단말별로 관리하고, 단말이 핸드오버 시, 경로의 단절점이 되는 앵커가 고정되어 있다.Conventional mobility management is managed for each terminal considering only the position of the terminal, and when the terminal is handed over, an anchor that is a break point of the path is fixed.
이로 인해 패킷 경로가 차선(sub-optimal)으로 설정되어 패킷 전달 비용(packet delivery cost)과 핸드오버 딜레이(handover delay)가 증가하는 문제점이 발생한다.This causes a problem in that the packet path is set to be sub-optimal, thereby increasing the packet delivery cost and the handover delay.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 플로우(flow)를 서비스 특성에 따라 실시간 서비스와 비실시간 서비스로 구분하고, 이에 따라 패킷 전달 딜레이 민감도(packet delivery delay sensitivity)값과 핸드오버 딜레이 민감도(handover delay sensitivity)값을 설정하는 것에 목적이 있다.In order to solve the above problem, the present invention divides a flow into a real-time service and a non-real-time service according to a service characteristic according to an embodiment of the present invention, and accordingly, packet delivery delay sensitivity The purpose is to set the value and the handover delay sensitivity value.
앵커 포인트 선정 시, 설정된 두 값과 단말과 대응 노드(correspondent node; CN)간의 홉(hop) 수, 각 스위치의 사용가능 대역폭(available bandwidth)을 고려하여 비용이 가장 작은 스위치를 해당 플로우 테이블(flow table)에 전달 규칙(forwarding rule)을 저장하지 않고, 패킷을 원하는 경로로 전송한다.When selecting the anchor point, the switch with the smallest cost is considered in consideration of the set two values, the number of hops between the terminal and the correspondent node (CN), and the available bandwidth of each switch. The packet is forwarded to the desired path without storing the forwarding rule in the table.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problem as described above, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른, SDN(software defined network)환경에서 MPLS(multiprotocol label switching)를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법에 있어서, (a) 사용자 단말에 의해 액세스 포인트(access point; AP)에 송신된 패킷 인(Packet_IN) 메시지를 액세스 포인트로부터 전달 받는 단계; (b) 서버에 기 저장된 데이터를 이용하여 패킷 인 메시지에 매칭되는 모바일 노드(mobile node; MN) 식별자가 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및 (c) 매칭되는 모바일 노드 식별자가 존재하는지 여부에 기초하여, 복수의 스위치(switch)들 중 어느 하나를 사용자 단말이 연결되는 앵커(anchor)로 선정하는 단계;를 포함하는 방법일 수 있다.In accordance with an embodiment of the present invention as a technical means for achieving the above technical problem, in the service-specific mobility management method using multiprotocol label switching (MPLS) in a software defined network (SDN) environment, (a) to the user terminal Receiving a packet in message transmitted from the access point to the access point (AP) by the access point; (b) checking whether there is a mobile node (MN) identifier matched to the packet in message using data previously stored in the server; And (c) selecting one of the plurality of switches as an anchor to which the user terminal is connected, based on whether a matching mobile node identifier exists.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치에 있어서, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 메모리; 및 프로그램을 실행하기 위한 프로세서;를 포함하며, 프로세서는, 프로그램의 실행에 의해, 사용자 단말에 의해 액세스 포인트(access point; AP)에 송신된 패킷 인(Packet_IN) 메시지를 액세스 포인트로부터 전달 받고, 서버에 기 저장된 데이터를 이용하여 패킷 인 메시지에 매칭되는 모바일 노드(mobile node; MN) 식별자가 존재하는지 여부를 확인하고, 매칭되는 모바일 노드 식별자가 존재하는지 여부에 기초하여, 복수의 스위치(switch)들 중 어느 하나를 사용자 단말이 연결되는 앵커(anchor)로 선정하는 SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치.In addition, according to another embodiment of the present invention, an apparatus for managing mobility by service using MPLS in an SDN environment, the apparatus comprising: a memory in which a program for performing a service-specific mobility management method using MPLS in an SDN environment is recorded; And a processor for executing a program, wherein the processor receives a packet in message transmitted from the access point by the user terminal to the access point (AP) by the user terminal, and executes the server. Check whether there is a mobile node (MN) identifier matching the packet-in message using the data stored in advance, and based on whether the matching mobile node identifier exists, the plurality of switches An apparatus for managing mobility for each service using MPLS in an SDN environment in which any user terminal is selected as an anchor to which a user terminal is connected.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 플로우(flow)를 서비스 특성에 따라 실시간 서비스와 비실시간 서비스로 구분하고, 이에 따라 패킷 전달 딜레이 민감도값과 핸드오버 딜레이 민감도값을 설정할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present invention, the flow is divided into a real-time service and a non-real-time service according to the service characteristics, it is possible to set the packet transfer delay sensitivity value and the handover delay sensitivity value accordingly.
앵커 포인트 선정 시, 설정된 두 값과 단말과 대응 노드 간의 홉 수, 각 스위치의 사용가능 대역폭을 고려하여 비용이 가장 작은 스위치를 해당 플로우 테이블에 전달 규칙을 저장하지 않고 패킷을 원하는 경로로 전송한다.When selecting the anchor point, considering the two values set, the number of hops between the terminal and the corresponding node, and the available bandwidth of each switch, the smallest switch transmits the packet to the desired path without storing the forwarding rule in the corresponding flow table.
또한, 서비스의 특성에 따라 서로 다른 경로(flow)를 사용함으로 네트워크 자원 사용 효율성이 증가하고, QoE를 개선할 수 있다.In addition, by using different flows according to the characteristics of the service, network resource usage efficiency can be increased and QoE can be improved.
또한, 라벨(label)의 사용으로 플로우 테이블(flow table)의 저장공간 부족 문제를 해결할 수 있다.In addition, the use of a label can solve the problem of lack of storage space of the flow table (flow table).
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, SDN 환경에서MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 기법의 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 앵커 선택 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모바일 노드 식별자의 존재여부에 따른 동작과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도이다.1 is a diagram illustrating a system structure of a mobility management scheme for each service using MPLS in an SDN environment according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for managing mobility for each service using MPLS in an SDN environment according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are flowcharts illustrating a service management method for each service using MPLS in an SDN environment according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an anchor selection algorithm according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an operation process according to whether a mobile node identifier exists according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a handover process according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components, unless specifically stated otherwise, one or more other features It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.The following examples are detailed description to aid in understanding the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Therefore, the same range of inventions that perform the same functions as the present invention will also fall within the scope of the present invention.
명세서 전체에서, 장치(100)는 SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치를 의미할 수 있다.In the entire specification, the
이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.The following examples are detailed description to aid in understanding the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Therefore, the same range of inventions that perform the same functions as the present invention will also fall within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, SDN 환경에서MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 기법의 시스템 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a system structure of a mobility management scheme for each service using MPLS in an SDN environment according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 제시하는 기법은 SDN 기반 네트워크 환경에서 동작하며, 구조는 SDN 컨트롤러와 오픈플로우 앤에이블 스위치(OpenFlow-enabled switch)와 액세스 포인트들로 구성된다.Referring to FIG. 1, the scheme of the present invention operates in an SDN-based network environment, and the structure includes an SDN controller, an OpenFlow-enabled switch, and an access point.
이하에서는 SDN 컨트롤러로 ONOS(open network operating system) 컨트롤러를 이용하는 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명에서 이용될 수 있는 SDN 컨트롤러가 이에 한정되지 않음은 물론이다.Hereinafter, an example of using an open network operating system (ONOS) controller as the SDN controller is described, but the SDN controller that can be used in the present invention is not limited thereto.
ONOS 컨트롤러에서는 사용자 단말이 사용하는 서비스를 구분하고, 해당 서비스 특성에 따른 단말 이동성 관리를 위해 ONOS어플리케이션인 세그먼트 라우팅 API(Segment routing API)와 두 개의 개발 모듈이 이용될 수 있다.In the ONOS controller, a segment routing API, which is an ONOS application, and two development modules may be used to classify a service used by a user terminal and manage terminal mobility according to a corresponding service characteristic.
서버는 사용자 단말 식별자인 모바일 노드(mobile node; MN) 식별자와 사용자 단말이 연결된 모바일 액세스 게이트웨이(mobile access gateway; MAG) 식별자, 사용자 단말에 할당된 접두부(prefix), 이용되는 서비스 타입, 해당 서비스 사용시 설정된 앵커 정보를 저장하게 된다.The server may include a mobile node (MN) identifier, which is a user terminal identifier, a mobile access gateway (MAG) identifier to which the user terminal is connected, a prefix assigned to the user terminal, a service type used, and a corresponding service. Save anchor information when used.
서버는 앞서 서술된 정보를 이용하여 사용자 단말에 대한 핸드오버(handover)를 인지하고, 사용 서비스가 바뀌는 경우 해당 서비스에 적합한 핸드오버 과정을 수행할 수 있다.The server may recognize a handover for the user terminal by using the above-described information, and may perform a handover process suitable for the corresponding service when the used service is changed.
이때, 서버 내 모바일 컨트롤러 모듈은 Ipv6 시그널링을 처리하고 핸드오버 수행 시, 사용자 단말에 동일한 접두부를 제공할 수 있다. In this case, the mobile controller module in the server may process the Ipv6 signaling and provide the same prefix to the user terminal when performing the handover.
반면, 사용자 단말이 액서스 포인트(access point)에 처음 접촉(first attachment)을 수행하는 경우에는 서버가 새로운 접두부를 사용자 단말에 제공할 수 있다.On the other hand, when the user terminal performs first attachment to the access point, the server may provide a new prefix to the user terminal.
또한, 서버는 사용자 단말이 사용하는 서비스들을 구분하고, 앵커 포인트 선택(anchor point selection) 알고리즘을 통해 서비스 특성을 추가적으로 고려한 앵커 포인트를 선택하는 방식을 제공할 수 있다.In addition, the server may provide a method of classifying services used by the user terminal and selecting anchor points in consideration of service characteristics through an anchor point selection algorithm.
이때, 앵커 포인트 선택 알고리즘에 대한 상세한 설명은 후술할 도 6을 통해 진행하도록 한다.At this time, a detailed description of the anchor point selection algorithm will proceed to Figure 6 to be described later.
한편, 세그먼트 라우팅 API는 멀티프로토콜 라벨 스위칭(multiprotocol label switching; MPLS) 기능을 위해 사용하는 ONOS 어플리케이션을 의미할 수 있다.Meanwhile, the segment routing API may mean an ONOS application used for a multiprotocol label switching (MPLS) function.
서버는 플로우의 서비스를 구분 후 서비스별 앵커 선정까지의 과정이 완료되면, ONOS 어플리케이션을 이용하여 사용자 단말부터 대응 노드까지 패킷 경로를 설정하고, 해당 패킷을 라벨(label)로 전달할 수 있다.After the process of classifying the services of the flow and selecting the anchor for each service is completed, the server may set a packet path from the user terminal to the corresponding node by using the ONOS application, and transmit the corresponding packet as a label.
세그먼트 라우팅 API에서 패킷은 DPID(delivery point identifider) list와 라벨을 이용하여 전달된다. 이때, DPID는 스위치 식별자, 라벨은 가상랜(virtual local area network; VLAN) 식별자로 구성될 수 있다.In the segment routing API, packets are delivered using a delivery point identifider (DPID) list and a label. In this case, the DPID may include a switch identifier, and a label may include a virtual local area network (VLAN) identifier.
SDN의 인프라스트럭쳐(Infracstructure) 부분으로 SDN 컨트롤러가 토폴로지를 구성하는 스위치와 액세스 포인트들을 관리하기 위해서 사용하는 대표적인 사우스바운드 API(southbound API)로 오픈플로우가 이용될 수 있다.As an infrastructure part of SDN, OpenFlow can be used as a representative southbound API used by the SDN controller to manage the switches and access points forming the topology.
이 경우, 장비들이 컨트롤러와 오픈플로우를 이용하여 통신하기 위해 스위치와 액세스 포인트 모두 오픈플로우의 사용이 가능한 장비일 수 있다.In this case, both the switch and the access point may be open flow enabled devices so that the devices can communicate with the controller using open flow.
각 스위치에는 플로우 테이블(flow table)이 존재하고, 입력(input)된 플로우와 매칭되는 엔트리가 존재하는 경우 플로우는 해당 엔트리의 동작(action) 값에 따라 아웃풋 포트(output-port)로 전송된다.Each switch has a flow table, and if there is an entry that matches the input flow, the flow is sent to an output-port according to the action value of that entry.
반면, 매칭되는 엔트리가 존재하지 않을 경우 컨트롤러는 플로우 테이블에 해당 플로우에 대한 엔트리를 추가시키고, 이후 동일한 플로우를 처리 시 컨트롤러의 통신 없이 해당 과정을 처리할 수 있도록 한다.On the other hand, if there is no matching entry, the controller adds an entry for the flow to the flow table, and when the same flow is processed, the controller can process the corresponding process without communication of the controller.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for managing mobility for each service using MPLS in an SDN environment according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치(100)는 통신 모듈(110), 메모리(120), 프로세서(130) 및 데이터베이스(140)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
상세히, 통신 모듈(110)은 통신망(300)과 연동하여 SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치(100)와 사용자 단말 간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공한다. 나아가, 통신 모듈(110)은 사용자 단말로부터 데이터 요청을 수신하고, 이에 대한 응답으로서 데이터를 송신하는 역할을 수행할 수 있다.In detail, the
여기서, 통신 모듈(110)은 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.Here, the
메모리(120)는 SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된다. 또한, 프로세서(130)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 여기서, 메모리(120)는 휘발성 저장 매체(volatile storage media) 또는 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The
프로세서(130)는 일종의 SDN환경에서 멀티 프로토콜 라벨 스위칭을 이용한 서비스별 이동성 관리 방법을 제공하는 전체 과정을 제어한다. 프로세서(130)가 수행하는 각 단계에 대해서는 도 4와 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.The
여기서, 프로세서(130)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the
데이터베이스(140)는 멀티 프로토콜 라벨 스위칭을 이용한 서비스별 이동성 관리 방법을 수행하면서 누적되는 데이터가 저장된다.The
예컨대, 데이터베이스(140)에는 단말 식별자인 모바일 노드 식별자와 사용자 단말이 연결된 모바일 액세스 게이트웨이 식별자, 사용자 단말에 할당된 접두부, 이용 서비스 타입, 해당 서비스 타입 사용시 설정된 앵커 정보 등이 저장될 수 있다.For example, the
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.3 to 4 are flowcharts illustrating a service management method for each service using MPLS in an SDN environment according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 3을 참조하면, 사용자 단말에 의해 액세스 포인트에 송신된 패킷 인(Packet IN) 메시지를 해당 엑세스 포인트로부터 수신한다(S410).First, referring to FIG. 3, a packet IN message transmitted to an access point by a user terminal is received from a corresponding access point (S410).
이때, 패킷 인 메시지는 사용자 단말이 어떠한 액세스 포인트에 연결되지 않은 상태에서 액세스 포인트에 접근하면 송신되는 메시지이거나, 현재 사용자 단말에서 가까운 액세스 포인트가 아닌 다른 액세스 포인트에 연결된 상태에서 해당 액세스 포인트에 접근하면 송신되는 메시지를 의미할 수 있다.In this case, the packet in message is a message transmitted when the user terminal approaches the access point without being connected to any access point, or when the access point is accessed while being connected to an access point other than an access point close to the current user terminal. It may mean a message to be transmitted.
서버에 기 저장된 데이터를 이용하여 패킷 인 메시지에 매칭하는 모바일 노드 식별자의 존재 여부를 확인하게 된다(S420).The presence of the mobile node identifier matching the packet in message is checked using the data previously stored in the server (S420).
만약, 매칭하는 식별자가 존재하지 않는다면, 서버는 사용자 단말의 서비스 타입을 확인 후 결과에 기초하여 앵커를 설정하게 된다(S430).If there is no matching identifier, the server checks the service type of the user terminal and sets an anchor based on the result (S430).
이때, 서비스 타입은 실시간과 비실시간을 포함한 2가지이며, 이에 대한 정의는 후술할 도 6을 통해 진행하도록 한다.At this time, there are two types of services including real time and non-real time, and the definition thereof is performed through FIG. 6 to be described later.
또한, 사용자 단말이 이용중인 서비스 타입이 존재하지 않는다면 실시간으로 서비스 타입을 결정하여 단계(S430)를 진행한다.In addition, if there is no service type being used by the user terminal, the service type is determined in real time and the operation S430 is performed.
다음으로 도 4를 참조하면, 사용자 단말에 의해 액세스 포인트에 송신된 패킷 인 메시지를 해당 엑세스 포인트로부터 수신한다(S510).Next, referring to FIG. 4, a packet in message transmitted to the access point by the user terminal is received from the access point (S510).
서버에 기 저장된 데이터를 이용하여 패킷 인 메시지에 매칭하는 모바일 노드 식별자의 존재 여부를 확인하게 된다(S520).The presence of the mobile node identifier matching the packet in message is checked using the data previously stored in the server (S520).
단계(S520)를 통해 매핑하는 식별자가 존재를 확인 한다면, 사용자 단말이 사용중인 서비스 타입을 확인하게 된다(S530).If the identifier to be mapped through the step (S520) to confirm the existence, the user terminal to determine the type of service in use (S530).
이때, 기 저장된 서비스 타입들 중 사용자 단말이 사용중인 서비스 타입에 매핑하는 서비스 타입이 존재한다면, 사용자 단말의 패킷 경로만을 변경하게 된다.At this time, if there is a service type mapping to the service type being used by the user terminal among the previously stored service types, only the packet path of the user terminal is changed.
반면, 사용자 해당 유형에 따라 서비스 타입에 기초하여 복수의 스위치들 중 어느 하나를 사용자 단말이 연결되는 앵커로 선정하게 된다(S540).In contrast, any one of the plurality of switches is selected as an anchor to which the user terminal is connected based on the service type according to the corresponding user type (S540).
위의 도 3 내지 도 4를 통해 앵커가 최종 선정되면, 그에 따른 핸드오버가 수행된다.When the anchor is finally selected through the above FIGS. 3 to 4, handover is performed accordingly.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 앵커 포인트 선택 알고리즘을 나타낸 도면이다.5 illustrates an anchor point selection algorithm according to an embodiment of the present invention.
먼저, 본 발명의 서비스 타입은 실시간 서비스와 비실시간 서비스로 구분되고, 해당 서비스 타입은 패킷 전송 딜레이 민감도와 핸드오버 딜레이 민감도에 기초하여 결정된다.First, a service type of the present invention is classified into a real time service and a non-real time service, and a corresponding service type is determined based on packet transmission delay sensitivity and handover delay sensitivity.
보다 구체적으로, 사용자 단말이 사용 중인 서비스의 상기 핸드오버 딜레이 민감도 및 상기 패킷 전송 딜레이 민감도 중 상대적으로 높은 값을 갖는 민감도에 맞춰 서비스 타입을 결정하게 되는데, 서버는 핸드오버 딜레이 민감도가 상대적으로 높은 경우 서비스 타입을 비실시간 서비스로 지정하고, 반대로 패킷 전송 딜레이 민감도가 상대적으로 높다면, 서비스 타입을 실시간 서비스로 지정할 수 있다.More specifically, a service type is determined according to a sensitivity having a relatively high value among the handover delay sensitivity and the packet transmission delay sensitivity of a service being used by a user terminal, and the server is relatively high in handover delay sensitivity. If the service type is designated as a non-real time service, and conversely, if the packet transmission delay sensitivity is relatively high, the service type may be designated as a real time service.
여기서 패킷 전송 딜레이 민감도는 목적지까지 플로우가 성공적으로 전송하기 위해 드는 비용을 의미하고, 핸드오버 딜레이 민감도는 핸드오버 시 발생하는 지연 시간을 의미할 수 있다.Here, the packet transmission delay sensitivity may mean a cost for the flow to be successfully transmitted to the destination, and the handover delay sensitivity may mean a delay time occurring during handover.
사용자 단말의 서비스 타입이 실시간 서비스 타입인 경우, 서버는 모바일 노드에 최소거리를 갖는 앵커 포인트(anchor point)를 선정함으로써, 기존 전송 경로의 변경을 최소화하여 핸드오버 딜레이(handover delay)를 줄일 수 있다.When the service type of the user terminal is a real-time service type, the server selects an anchor point having a minimum distance to the mobile node, thereby minimizing the change of the existing transmission path and reducing the handover delay. .
반면, 사용자 단말의 서비스 타입이 비실시간 서비스 타입인 경우, 서버는 대응 노드에 최소거리를 갖는 앵커 포인트를 선정함으로써, 최적 경로를 유지하고 향상시키는데 초점을 맞출 수 있다.On the other hand, if the service type of the user terminal is a non-real-time service type, the server may focus on maintaining and improving the optimal path by selecting the anchor point having the minimum distance to the corresponding node.
도 5에서 제시되는 각 부호가 의미하는 바는 아래와 같다.Meaning of each code shown in Figure 5 is as follows.
Pprev_j: 스위치의 집합 <S1_j, S2_j, … ,Sn_j>Pprev_j : set of switches <S1_j , S2_j ,... , Sn_j >
Popt_j: MN이동 시, MN에서 CN사이의 최적 경로Popt_j : Optimal route between MN and CN during MN movement
α: Handover delay sensitivityα: Handover delay sensitivity
β: Packet delivery delay sensitivityβ: Packet delivery delay sensitivity
CHO: Handover delay costCHO : Handover delay cost
CTO: Transmission delay cost (=Packet delivery delay cost)CTO : Transmission delay cost (= Packet delivery delay cost)
도 5의 라인 3 및 라인 4을 설명하면, MT이 CN으로 첫 패킷을 보내면, Pprev_j는 null로 초기화 된다.Referring to
만약 Pprev_j의 홉 수가 Popt_j의 홉 수와 임계값을 더한 값을 초과하거나, Pprev_j가 null이라면, Pprev_j은 Popt_j가 된다.If the number of hops of Pprev_j exceeds thesum of the hops of Popt_j and the threshold, or if Pprev_j is null, Pprev_j becomes Popt_j .
라인 6 내지 라인 8을 설명하면, 모든 Si_j에 대해 S1_j가 앵커 포인트로 활성화되면, CHO 와 CTO 가 계산된다.Explaining lines 6 to 8, if S1_j is activated as an anchor point for all Si_j , CHO and CTO are calculated.
또한, CHO는 SMN과 SCN사의 전송 홉 수, CTO는 Si_j를 지나는 SMN과 SCN사이의 전송 홉 수로 구한다.In addition, C isHO S SCN andMN's transmission can hop, CTO obtains channel transmission hops between theMN and S S SCN in by thei_j.
라인 9를 설명하면, 모든 Si_j에 대해 Ctotal는 α와 β를 구려하여 구한다.Referring to
라인 10 내지 12를 설명하면, 최소의 Ctotal를 가지는 Pprev_j내 스위치를 플로우 J의 앵커 포인트로 선택한다.Referring to lines10-12 , the switch in Pprev_j having the minimum Ctotal is selected as the anchor point of flow J.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모바일 노드 식별자의 존재여부에 따른 동작과정을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation process according to whether a mobile node identifier exists according to an embodiment of the present invention.
도 6을 설명하기에 앞서 SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리하기 위해서는 이동성 제어(mobility control), 서비스 분류(service classification), 앵커 포인트 선택(anchor point selection) 모듈을 포함하는 제어 모듈과 OVS(open vswitch), 액세스 포인트를 통해 진행될 수 있다.Before describing FIG. 6, in order to manage mobility for each service using MPLS in an SDN environment, a control module including an mobility control, a service classification, an anchor point selection module, and an OVS ( open vswitch).
처음 사용자 단말이 컨트롤러가 관리하는 도메인 내로 접근 시, 단말은 다른 기기들과 통신하기 위해 도 7과 같이 가까운 AP와 first attachment과정을 수행할 수 있다.When a user terminal approaches a domain managed by a controller for the first time, the terminal may perform a first attachment process with a nearby AP as shown in FIG. 7 to communicate with other devices.
선택적 실시예로서, 클라우드 환경에서 IT자원을 모니터링 하기 위해 자빅스(Zabbix)와 같은 소프트웨어가 이용될 수 있다.As an alternative embodiment, software such as Zabbix may be used to monitor IT resources in a cloud environment.
도 6을 참조하여 해당 흐름도를 설명하면, 먼저 사용자 단말이 액세스 포인트와의 연결을 위해 패킷 인 메시지를 전달하면, 이동성 제어(Mobility control) 모듈은 서버에 매핑하는 모바일 노드 식별자가 존재하는지를 확인한다.Referring to FIG. 6, when a user terminal delivers a packet in message for connection with an access point, the mobility control module checks whether a mobile node identifier that maps to a server exists.
매핑하는 식별자가 존재하지 않는 경우, 사용자 단말에 필요한 접두부와 앵커를 설정하는 과정을 수행할 수 있다.If there is no identifier to map, the process of setting the prefix and anchor necessary for the user terminal can be performed.
서비스 분류(Service Classification) 모듈은 서비스 플로우(service flow)의 민감도에 따라 서비스 타입을 구분할 수 있다.The service classification module may classify the service type according to the sensitivity of the service flow.
앵커 포인트 선택 알고리즘을 통해 사용자 단말과 최소 거리를 가지는 스위치를 앵커로 선정하고, 서버에 해당 정보들을 저장한다.Through the anchor point selection algorithm, the switch having the minimum distance from the user terminal is selected as the anchor and the corresponding information is stored in the server.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a handover process according to an embodiment of the present invention.
사용자 단말이 대응 노드를 통해 통신을 수행하는 과정에서 이동을 하게 되어 다른 액세스 포인트와 가까워지는 경우 사용자 단말은 기존 액세스 포인트와의 연결을 끊고, 가까워진 액세스 포인트와의 연결을 수행하게 된다.When the user terminal moves in the process of communicating through the corresponding node and approaches the other access point, the user terminal disconnects from the existing access point and performs the connection with the closer access point.
이 과정을 도 4를 참조하여 설명하면, 이동성 제어(Mobility control) 모듈은 서버에 해당 모바일 노드 식별자와 매칭 정보가 있음을 확인하고 사용자 단말의 핸드오버를 인지한다.Referring to FIG. 4, the mobility control module determines that the mobile node identifier and matching information exist in the server, and recognizes a handover of the user terminal.
다음으로 서비스 타입에 따른 이동성 관리를 위해 서버에 기 저장된 서비스 타입과 해당 사용자 단말의 서비스 타입을 비교한다.Next, the service type previously stored in the server and the service type of the corresponding user terminal are compared for mobility management according to the service type.
기 저장된 서비스 타입 중 사용자 단말이 사용하는 서비스 타입이 존재하는 경우 세그먼트 라우팅 API(segment routing API)를 이용해 패킷 경로만 변경하고, 반대로 서비스 타입이 존재하지 않는 경우 이동성 제어(mobility control) 모듈은 앵커 포인트 선택 알고리즘을 사용하게 된다.If there is a service type used by the user terminal among the previously stored service types, only the packet path is changed using the segment routing API. On the contrary, if the service type does not exist, the mobility control module is an anchor point. The selection algorithm is used.
이때, 알고리즘은 서비스 타입 값, 홉 수, 스위치의 대역폭을 고려해 앵커 역할의 스위치를 선정하고, 선정이 완료되면 서버에 해당 정보들을 저장하고 과정을 마치게 된다.At this time, the algorithm selects an anchor role switch in consideration of the service type value, the number of hops, and the bandwidth of the switch. When the selection is completed, the algorithm stores the corresponding information in the server and ends the process.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 신고의 진위 여부 판단을 위한 발화 특징 분석 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.The speech feature analysis method for determining the authenticity of a report according to an embodiment of the present invention described above may be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. have. Such recording media includes computer readable media, and computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, computer readable media includes computer storage media, which are volatile and nonvolatile implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Both removable and non-removable media.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
100: SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치
110: 통신 모듈120: 메모리
130: 프로세서140: 데이터베이스
300: 통신망100: mobility management device for each service using MPLS in SDN environment
110: communication module 120: memory
130: Processor 140: Database
300: network
Claims (15)
Translated fromKorean패킷 인(Packet_IN) 메시지를 액세스 포인트(Access Point)로부터 수신하는 단계;
서버에 저장된 데이터에 근거하여 상기 패킷 인 메시지에 매칭되는 모바일 노드(mobile node; MN) 식별자가 존재하는지 여부를 확인하는 단계;
상기 매칭되는 모바일 노드 식별자가 존재하는 경우, 상기 서버에 저장된 데이터에 근거하여 상기 패킷 인 메시지에 매칭되는 서비스 타입이 존재하는지 여부를 확인하는 단계;
상기 매칭되는 서비스 타입에 근거하여 앵커(anchor)를 설정하는 단계; 및
상기 액세스 포인트로 패킷 아웃(Packet_Out) 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.
In the mobility control module in a software defined network (SDN) environment, the mobility management method by service using multiprotocol label switching (MPLS),
Receiving a packet in message from an access point;
Determining whether a mobile node (MN) identifier matching the packet in message exists based on data stored in a server;
If there is a matching mobile node identifier, determining whether a matching service type exists in the packet-in message based on data stored in the server;
Setting an anchor based on the matched service type; And
Transmitting a packet out (Packet_Out) message to the access point, service mobility management method using MPLS in the SDN environment.
상기 매칭되는 서비스 타입이 존재하지 않는 경우, 복수의 스위치들 중 어느 하나를 사용자 단말이 연결되는 앵커로 선정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 1,
If the matching service type does not exist, selecting one of a plurality of switches as an anchor to which the user terminal is connected, service management mobility by service using MPLS in the SDN environment.
서비스 분류 모듈이 상기 사용자 단말이 사용 중인 서비스의 서비스 타입을 결정하고, 앵커 포인트 선정 모듈이 상기 결정된 서비스 타입에 기초하여 상기 앵커를 선정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 3, wherein
And a service classification module determines a service type of a service being used by the user terminal, and an anchor point selecting module selects the anchor based on the determined service type.
상기 서비스 분류 모듈이 상기 사용자 단말이 사용 중인 서비스의 핸드오버 딜레이 민감도(sensitivity) 및 패킷 전송 딜레이 민감도에 기초하여, 상기 서비스 타입을 결정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 4, wherein
The service classification module determines the service type based on a handover delay sensitivity and a packet transmission delay sensitivity of a service being used by the user terminal, service mobility management method using MPLS in an SDN environment.
상기 서비스 분류 모듈은 상기 사용자 단말이 사용 중인 서비스의 상기 핸드오버 딜레이 민감도 및 상기 패킷 전송 딜레이 민감도 중 상대적으로 높은 값을 갖는 민감도에 기초하여, 상기 서비스 타입을 결정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 5,
The service classification module determines MPLS in the SDN environment based on a sensitivity having a relatively high value among the handover delay sensitivity and the packet transmission delay sensitivity of a service being used by the user terminal. Mobility management method by service.
상기 서비스 분류 모듈은 상기 핸드오버 딜레이 민감도가 상대적으로 높은 경우 상기 서비스 타입을 실시간 서비스 타입으로, 상기 패킷 전송 딜레이 민감도가 상대적으로 높은 경우 상기 서비스 타입을 비실시간 서비스 타입으로 결정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 6,
The service classification module determines the service type as a real-time service type when the handover delay sensitivity is relatively high, and the service type as a non-real-time service type when the packet transmission delay sensitivity is relatively high. Service management method using MPLS in.
상기 사용자 단말이 사용 중인 서비스의 서비스 타입이 실시간 서비스 타입인 경우, 상기 앵커 포인트 선정 모듈은 상기 모바일 노드에 대해 최소 거리를 갖는 앵커를 선정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 4, wherein
When the service type of the service being used by the user terminal is a real-time service type, the anchor point selecting module selects an anchor having a minimum distance with respect to the mobile node. .
상기 사용자 단말이 사용 중인 서비스의 서비스 타입이 비실시간 서비스 타입인 경우, 상기 앵커 포인트 선정 모듈은 상기 모바일 노드와 통신 중인 대응 노드(correspondent node; CN)에 대해 최소 거리를 갖는 앵커를 선정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 4, wherein
If the service type of the service being used by the user terminal is a non-real-time service type, the anchor point selecting module selects an anchor having a minimum distance with respect to a corresponding node (CN) in communication with the mobile node. , Service management method using MPLS in SDN environment.
상기 매칭되는 서비스 타입이 존재하는 경우, 사용자 단말의 패킷 경로만을 변경하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 1,
If there is a matching service type, only changing the packet path of the user terminal, service mobility management method using MPLS in the SDN environment.
상기 매칭되는 모바일 노드 식별자가 존재하지 않는 경우, 서비스 분류 모듈로 사용자 단말에 대응되는 서비스 타입 결정을 위하여, 상기 사용자 단말의 정보를 상기 서비스 분류 모듈로 전송하는 단계를 더 포함하며, 결정된 상기 서비스 타입은 앵커 포인트 선정 모듈이 상기 앵커를 선정하는데 이용되는, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 1,
If the matching mobile node identifier does not exist, transmitting the information of the user terminal to the service classification module to determine the service type corresponding to the user terminal to the service classification module, the determined service type The anchor point selection module is used to select the anchor, service-specific mobility management method using MPLS in the SDN environment.
상기 사용자 단말이 사용 중인 서비스가 존재하지 않는 경우, 상기 서비스 분류 모듈은 상기 서비스의 서비스 타입을 실시간 서비스 타입으로 결정하는 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 11,
If there is no service being used by the user terminal, the service classification module determines the service type of the service as a real-time service type, service mobility management method using MPLS in an SDN environment.
상기 패킷 인 메시지는
어떠한 액세스 포인트에도 연결되지 않은 상태의 사용자 단말이 상기 액세스 포인트에 접근하면서 송신된 패킷 인 메시지이거나,
상기 액세스 포인트가 아닌 다른 액세스 포인트에 연결된 상태의 상기 사용자 단말이 상기 액세스 포인트에 접근하여 송신된 패킷 인 메시지인 것인, SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법.The method of claim 1,
The packet in message is
A user terminal in a state of being not connected to any access point is a packet-in message transmitted while accessing the access point, or
The user terminal in a state connected to an access point other than the access point is a packet-in message transmitted by accessing the access point, service-specific mobility management method using MPLS in the SDN environment.
SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 메모리; 및
상기 프로그램을 실행하기 위한 프로세서;를 포함하며,
상기 프로세서는, 상기 프로그램의 실행에 의해,
패킷 인(Packet_IN) 메시지를 액세스 포인트(Access Point)로부터 수신하고, 서버에 저장된 데이터에 근거하여 상기 패킷 인 메시지에 매칭되는 모바일 노드(mobile node; MN) 식별자가 존재하는지 여부를 확인하며, 상기 매칭되는 모바일 노드 식별자가 존재하는 경우, 상기 서버에 저장된 데이터에 근거하여 상기 패킷 인 메시지에 매칭되는 서비스 타입이 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 매칭되는 서비스 타입에 근거하여 앵커(anchor)를 설정하며, 상기 액세스 포인트로 패킷 아웃(Packet_Out) 메시지를 전송하는 SDN환경에서 MPLS를 이용한 서비스별 이동성 관리 장치.In the mobility management device for each service using MPLS in the SDN environment,
A memory for recording a program for performing a service management method using MPLS in an SDN environment; And
A processor for executing the program;
The processor, by executing the program,
Receive a packet_IN message from an access point, determine whether a mobile node (MN) identifier matching the packet-in message exists based on data stored in a server, and match If there is a mobile node identifier, whether the service type matching the packet-in message exists based on the data stored in the server, and setting an anchor based on the matching service type, Device for mobility management by service using MPLS in the SDN environment for transmitting a packet out (Packet_Out) message to the access point.
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