Abstract
Recently, the great number of mobile devices causes excessive data/control traffic problems in the centralized LTE/EPC network and such dramatically increased traffic is emerging as a critical issue. In the Centralized Mobility Management (CMM) based LTE/EPC network, the Packet Data Network Gateway (P-GW) plays the centralized mobility anchor role and it accommodates most of data traffic. To solve this problem, the IETF has proposed the Distributed Mobility Management (DMM) scheme, but it has only focused on the data traffic load balancing and could not solve the control traffic overload problem. In this paper, therefore, we propose a new SDN based hybrid CMM/DMM Mobility Management (C-DMM) architecture based on Packet Network Edge Gateway (P-EGW), and introduce a selection scheme between CMM and DMM according to a device's mobility and the number of PDN connections. In order to prove the efficiency of the proposed architecture and scheme, we compare the data traffic processing load and the control traffic processing load over each scheme by emulating them in the ONOS controller and the Mininet environment.
최근 급격히 증가한 모바일 기기의 활성화로 인하여 CMM 기반의 LTE/EPC 네트워크에 과다한 데이터/제어 트래픽의 수용이 힘들어지는 문제가 중요 이슈로 부각되고 있다. 이를 해결하기 위하여 IETF에서는 Distributed Mobility Management (DMM) 기반의 이동성 관리 방안을 제안하였다. 하지만, DMM 기술은 중앙의 트래픽 부하 분산에 초점을 두고 있어서 과다한 제어 트래픽 수용에 관한 문제를 해결하기에는 부족하다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 SDN을 기반으로 CMM과 DMM을 함께 이용하는 C-DMM LTE/EPC 네트워크 구조를 제시한다. 이를 위하여, 기존의 LTE/EPC 네트워크 구조 변경을 최소화 하면서도 효율적인 DMM을 지원하기 위하여 기존 P-GW와 유사한 기능을 수행하는 Packet Data Network Edge Gateway (P-EGW)를 LTE 단말에 근접한 위치에 분산 배치하는 새로운 LTE/EPC 모델을 제안하고, 이를 위하여 단말의 이동성 및 PDN 연결 개수에 따라서 CMM과 DMM 기법 사이 중 하나를 선택하는 방안을 제안한다. 마지막으로, ONOS 컨트롤러와 Mininet 환경에서 각 기법들 사이의 데이터 처리량 및 제어 트래픽의 처리량을 비교하여 제안하는 네트워크 구조 및 기법에 대한 타당성을 입증한다.