메타데이터-구동형 상태 변환을 이용한 인-서비스 소프트웨어 업그레이드 방법 document_id A220623056553

서비스 제공자 네트워크의 네트워크 엘리먼트는 통상적으로 수개의 상이한 서비스와의 엑세스 및/또는 다른 사용자들과의 통신을 행하는 사용자들로부터의 대량의 데이터 트래픽을 처리한다. 예컨대, 네트워크 엘리먼트는 수만명에 이르는 사용자를 위한 서비스를 처리할 수 있다. 위 네트워크 엘리먼트의 작동에 있어 인터럽션(interruption)은 위 수만명의 사용자에 대한 서비스 붕괴(disruption)의 원인이 된다. 도 1은 네트워크를 통하여 엔드스테이션(end stations)과 콘텐트 서버(content server) 사이의 트래픽을 전송하는(forwarding) 네트워크 엘리먼트를 갖춘 서비스 제공자 네트워크(100)의 한 실시예를 도시한다. 일 실시예에서는 네트워크 엘리먼트가 라우터(router)이지만, 대안적인 실시예에서는 본 발명의 기술영역에서 공지된 다른 네트워크 장치일 수 있다(예컨대 스위치(switch), 허브(hub), 방화벽(firewall)). 나아가 일 실시예에서는 네트워크 엘리먼트가 트래픽을 전송하지만, 대안적인 실시예에서는 네트워킹은 동일한 및/또는 상이한 트래픽 처리(processing)를 실행할 수 있다(예컨대 트래픽의 스위칭, 트래픽의 형성(shape), 트래픽의 원활화(smooth), 엑세스 제어의 적용(apply access controls), 방화벽 정책의 적용(apply firewall policies)). 도 1에서, 네트워크(100)는 엔드스테이션(102A - C), 네트워크 엘리먼트(104), 코어 네트워크(core network, 106) 및 제어 서버(108A - B)를 포함한다. 엔드스테이션(102A - C)은 네트워크 엘리먼트(104)에 연결되어 있고(couple), 네트워크 엘리먼트는 코어네트워크(106)를 통하여 콘텐트 서버(108A - B)에 연결되어 있다. 일 실시예에서는 엔드스테이션이 가정용 PC(personal computers)일 수 있지만, 대안적인 실시예에서는 엔드스테이션이 동일한 또는 상이한 형태의 머신(machine)일 수 있다(예컨대 사업용 컴퓨터(business computers), PDA(personal digital assistant), 휴대폰(cell phone), 게임 콘솔(game console), 휴대용 게임 시스템(handheld game system), 랩톱 컴퓨터(laptop computers)). 엔드스테이션은 본 발명의 기술영역에서 공지된 수단 중의 임의의 하나(예컨대 이더넷(Ethernet), 무선(wireless), DSL(digital subscriber line), 케이블 모뎀(cable modem), 광섬유(fiber))를 통하여 네트워크 엘리먼트에 연결될 수 있다. 네트워크 엘리먼트(104)는 엔드스테이션(102A - C)으로부터 콘텐트 서버(108A - C)로, 콘텐트 서버(108A - C)로부터 엔드스테이션(102A - C)으로의 데이터 트래픽 및 엔드스테이션들(102A - C) 사이의 데이터 트래픽을 전송함으로써 진입점(entry point)을 코어 네트워크(106)에 제공한다. 일 실시예에서는, 네트워크 엘리먼트(104)가 엔드스테이션들(102A - C)에 서비스를 제공하는 에지 네트워크(edge network)와 코어 네트워크(106) 사이에서 트래픽을 전송하는 에지 네트워크 엘리먼트이지만, 대안적 실시예에서는 네트워크 엘리먼트(104)는 서비스 제공자의 에지 및/또는 코어 네트워크에서 상이하게 위치한 네트워크 엘리먼트 또는 스위치일 수 있다. 코어 네트워크(106)는 통상적으로 네트워크(100)를 통과하는 대량의 트래픽을 처리할 수 있기 위하여 대용량(high capacity)을 가지는 서비스 제공자의 백본(backbone) 네트워크이다. 콘텐트 서버(108A - C)는 엔드스테이션(102A - C)에 제공된 서비스를 위한 콘텐트 및/또는 제어 정보를 제공한다. 네트워크 엘리먼트(104)는 위 많은 수의 사용자를 위한 데이터를 처리하므로, 네트워크 엘리먼트(104)는 데이터 처리를 제어하는 상태를 구축한다. 일 실시예에서는 네트워크 엘리먼트(104)에 의하여 구축된 상태는 트래픽 전송 테이블(traffic forwarding table)이지만, 대안적 실시예에서는 구축된 상태는 동일한 및/또는 상이한 정보일 수 있다(예컨대 구성 데이터(configuration data), 이용세션 정보(uses session information), 방화벽 정보, 엑세스 제어 목록, 서비스 품질 정보, 통계(statistics)). 이 상태는 통상적으로 네트워크 엘리먼트(104)의 재부팅에 잔존하지 않는 런타임(run-time) 정보이다. 주기적으로, 네트워크 엘리먼트는 소프트웨어 업그레이드를 제공받아 서비스에 제공한다. 통상적으로, 소프트웨어 업그레이드는 소프트웨어 업그레이드의 효력을 발휘하기 위하여 네트워크 재부팅을 요구한다. 그러나, 구축된 상태는 재부팅에 남아 있지 않기 때문에 재부팅은 위 서비스를 붕괴하고 구축된 상태를 지워버린다. 네트워크 엘리먼트의 재부팅은 빠른 속도로 발생하지만, 위 상태의 재구축은 통상적으로 많은 시간이 걸린다. 위 상태의 재구축은 가입자(subscriber)들의 재연결, 전송 테이블의 재구축, 가입자 세션 정보 등을 포함한다. "히트리스(hitless)" 업그레이드로 명명되는 향상된 소프트웨어 업그레이드 방법은 네트워크 엘리먼트가 하나 또는 그 이상의 여분의(redundant) 제어기를 가질 때에 이용된다. 예컨대 둘 또는 그 이상의 제어기 카드를 가지는 네트워크 엘리먼트(104)와 같은 네트워크 엘리먼트는 히트리스 업그레이드를 이용할 수 있다. 히트리스 업그레이드는 우선 설치하여 백업 또는 대기상태 제어기의 새로운 소프트웨어 이미지를 초기화시키고, 네트워크 엘리먼트 상태를 백업 제어기에 동기화시키고, 제어를 백업 제어기에 전환(switch)시킨 다음, 이후 소프트웨어 업그레이드 및 상태 복원을 다른 네트워크 엘리먼트 부품(components)에 구동시킨다(drive). 이러한 알고리즘에서, 백업 제어기는 네트워크 엘리먼트를 위한 능동 제어기(active controller)가 되며, 이전의 능동 제어기는 백업 제어기이다. 도 2는 여분의 제어기 카드를 포함하는 네트워크 엘리먼트(200)의 블록 다이어그램이다. 도 2에서, 백플레인(backplane, 206)은 라인 카드(202A - N) 및 제어기 카드(204A - B)에 연결된다. 일 실시예에서는, 제어기 카드(204A - B)가 라인 카드(202A - N)에 의하여 트래픽 처리를 제어하였지만, 대안적 실시예에서는 제어기 카드(204A - B)는 동일한 및/또는 상이한 기능을 실행한다(예컨대 소프트웨어의 업그레이드, 오퍼레이터 요청의 처리, 통계의 수집). 라인 카드(202A - N)는 제어기 카드(204A - B)로부터 수신한 정책에 따라서 트래픽을 처리하고 전송한다. 도 3은 능동 상태 정보를 백업 제어 카드에 보내는 능동 제어 카드의 블록 다이어그램이다. 일 실시예에서는, 능동 상태 정보가 도 1과 관련하여 도시된 네트워크 엘리먼트(104)에 의하여 사용될 수 있지만, 대안적 실시예에서는 능동 상태 정보는 네트워크 엘리먼트(104)를 작동시키는데 사용되는 정보와 동일 및/또는 상이하다. 도 3에서, 능동 제어 카드(302A)는 능동 상태 정보(304)를 백업 제어 카드(302B)에 보낸다. 히트리스 업그레이드 알고리즘은 트래픽 처리의 붕괴 없이 네트워크 엘리먼트의 업그레이드를 실행하기 위하여 능동 상태 정보를 이용한다. 히트리스 업그레이드의 단점은 상태의 예정된 형태 및 의미론적 내용에 있는 이전의 및 새로운 이미지 사이의 차이점을 밝힐 필요가 있다는 것이다. 히트리스 업그레이드 알고리즘은 신 소프트웨어 이미지가 정확한 형태의 명시적인 지식을 포함하고, 동기화된 상태 데이터의 콘텐트가 좀더 이전의 이미지를 구동하는 제어기를 형성하거나, 위 데이터가 TLV(tag-length-value)와 같은 버전과 무관한 형태로 전송될 것을 요구한다.