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KR102779468B1 - 클라우드 컴퓨팅 환경에서의 스마트닉 기반 패킷 처리 가속화 및 그것의 운영 자동화 시스템 - Google Patents

클라우드 컴퓨팅 환경에서의 스마트닉 기반 패킷 처리 가속화 및 그것의 운영 자동화 시스템 Download PDF

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KR102779468B1
KR102779468B1 KR1020220007457A KR20220007457A KR102779468B1 KR 102779468 B1 KR102779468 B1 KR 102779468B1 KR 1020220007457 A KR1020220007457 A KR 1020220007457A KR 20220007457 A KR20220007457 A KR 20220007457A KR 102779468 B1 KR102779468 B1 KR 102779468B1
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KR
South Korea
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interface card
network interface
network
function
control packet
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황병식
김기명
이정복
조충희
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주식회사 카카오엔터프라이즈
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Abstract

네트워크 가상화를 위한 패킷 처리 오프로드 시스템이 개시된다. 일 실시 예에 따른 호스트 시스템은 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드와 연결되어, 가상 머신을 위한 가상 스위치 기능을 제공하고, 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능의 적어도 일부를 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 프로시저를 제어하는 업데이트 에이전트, 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터와 규칙 데이터를 저장하는 스토리지 및 로직 데이터 및 규칙 데이터의 오프로드를 지원하는 NIC 드라이버를 포함한다.

Description

클라우드 컴퓨팅 환경에서의 스마트닉 기반 패킷 처리 가속화 및 그것의 운영 자동화 시스템{SMART NIC-BASED PACKET PROCESSING ACCELERATION AND ITS OPERATION AUTOMATION SYSTEM IN CLOUD COMPUTING ENVIRONMENT}
아래 실시예들은 클라우드 컴퓨팅 환경에서의 스마트닉 기반 패킷 처리 가속화 및 그것의 운영 자동화 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 연결되어, 가상 머신(VM)을 위한 가상 스위치 기능을 제공하는 호스트 시스템에 관한 것이다.
가상화(virtualization) 기술은 하나의 물리적인 리소스를 복수의 리소스처럼 사용하기 위한 기술로, 이 중 네트워크 가상화(network virtualization)는 하나의 물리적 네트워크가 마치 여러 개의 다른 기종 프로토콜이 운영되는 논리적 오버레이 네트워크로 운용되는 것을 말한다. 데이터의 크기 및 네트워크 트래픽이 증가하고, 클라우드 서비스에 대한 수요가 증감함에 따라 호스트의 CPU의 네트워크 패킷 처리 부하에 관한 문제점을 해결하고, 네트워크 인프라 자원을 효율적으로 활용하기 위한 네트워크 가상화 기술의 개발이 요구되고 있다.
아래 실시 예들을 통해 호스트 시스템의 네트워크 처리의 부하를 줄이기 위하여, NIC에 패킷 처리에 관한 인터페이싱 기능을 오프로드하는 기술을 제공할 수 있다.
또한, 다수의 오프로드가 가능한 NIC에 새로운 버전의 기능 또는 새로운 기능으로 변경하기 위한 운영 자동화 시스템을 제공할 수 있다.
아래 실시 예들을 통해 프로그래밍 가능한 NIC을 이용하여 하드웨어의 변경 없이 커스텀 로직에 따른 다양한 인터페이싱 기능을 오프로드하기 위한 기술을 제공할 수 있다.
다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 측에 따른 호스트 시스템은 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 연결되어, 가상 머신(VM)을 위한 가상 스위치 기능을 제공하는 호스트 시스템은 상기 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능의 적어도 일부를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 프로시저를 제어하는 업데이트 에이전트; 상기 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터와 규칙 데이터를 저장하는 스토리지; 및 상기 로직 데이터 및 상기 규칙 데이터의 오프로드를 지원하는 NIC 드라이버를 포함하고, 상기 업데이트 에이전트는, 상기 NIC 드라이버를 이용하여, 상기 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 상기 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드 하도록 지시하는 제어 패킷을 수신하고, 상기 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 갱신 모드로 전환하며, 상기 스토리지에 저장된 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하고, 상기 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 상기 배포된 로직 데이터에 기반한 오프로드 모드로 전환한다.
상기 네트워크 인터페이스 카드는 오프로드된 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 수행하도록 프로그램 가능한 논리 소자를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드는 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터에 기초하여, 수신된 패킷을 처리하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 로직 데이터는 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하여 커스터마이징(customizing)된 로직을 포함할 수 있다.
상기 갱신 모드는 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 로직을 수행하지 않는 기본 모드를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드는 복수의 파이프라인들을 지원하고, 상기 갱신 모드는 상기 복수의 파이프라인들 중 제1 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷을 수신하기 전 수행되던 기존 오프로드 기능을 유지하면서, 제2 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷에 대응하는 신규 오프로드 기능을 배포하는 파이프라이닝 모드를 포함할 수 있다.
상기 업데이트 에이전트는, 상기 파이프라이닝 모드에서, 상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 진행되는 동안 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제1 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하고, 상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 완료되면, 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제2 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 업데이트 에이전트는 상기 제2 파이프라인을 통하여 상기 신규 오프로드 기능이 수행되는 동안, 상기 제1 파이프라인에도 상기 신규 오프로드 기능을 배포할 수 있다.
상기 업데이트 에이전트는 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포함에 있어서, 상기 스토리지에 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터가 저장되지 않은 경우, 상기 제어 패킷에 기초하여 외부 스토리지에서 상기 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터를 다운로드할 수 있다.
상기 업데이트 에이전트는 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포함에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능과 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능을 비교하여, 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포할지 여부를 판단할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이싱 기능들은 미리 정해진 규칙에 기초하여 네트워크 패킷을 처리하는 기능들을 포함할 수 있다.
상기 업데이트 에이전트는 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포함에 있어서, 상기 제어 패킷에 의하여 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능에 기초하여, 상기 NIC 드라이버를 수정할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드에 저장되는 규칙 데이터는 상기 제어 패킷을 상기 업데이트 에이전트로 포워딩하도록 설정된 규칙을 포함할 수 있다.
상기 제어 패킷은 상기 규칙에 따라 상기 네트워크 인터페이스 카드를 통해 상기 업데이트 에이전트로 포워딩될 수 있다.
상기 제어 패킷은 패킷이 수신되는 물리적인 포트 및 패킷에 포함된 논리적 식별자 중 적어도 하나에 기초하여, 데이터 패킷과 구분될 수 있다.
상기 제어 패킷은 언더클라우드 네트워크를 통해 전송되는 패킷을 포함할 수 있다.
상기 데이터 패킷은 오버클라우드 네트워크를 통해 전송되는 패킷을 포함할 수 있다.
일 측에 따른 업데이트 에이전트의 동작 방법은 호스트 시스템에 의하여 구동되는 네트워크 인터페이싱 기능의 적어도 일부를 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 프로시저를 제어하는 업데이트 에이전트의 동작 방법에 있어서, 상기 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드 하도록 지시하는 제어 패킷을 수신하는 단계; 상기 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 갱신 모드로 전환하는 단계; 상기 호스트 시스템의 스토리지에 저장된 규칙 데이터의 적어도 일부 및 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 단계; 및 상기 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 상기 배포된 로직 데이터에 기반한 오프로드 모드로 전환하는 단계를 포함한다.
상기 호스트 시스템은 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 연결되어, 가상 머신(VM)을 위한 가상 스위치 기능을 제공하며, 상기 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터와 규칙 데이터를 저장하는 스토리지 및 상기 로직 데이터 및 상기 규칙 데이터의 오프로드를 지원하는 NIC 드라이버를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드는 오프로드된 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 수행하도록 프로그램 가능한 논리 소자를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드는 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터에 기초하여, 수신된 패킷을 처리하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 로직 데이터는 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하여 커스터마이징된 로직을 포함할 수 있다.
상기 갱신 모드는 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 로직을 수행하지 않는 기본 모드를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드는 복수의 파이프라인들을 지원하고, 상기 갱신 모드는 상기 복수의 파이프라인들 중 제1 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷을 수신하기 전 수행되던 기존 오프로드 기능을 유지하면서, 제2 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷에 대응하는 신규 오프로드 기능을 배포하는 파이프라이닝 모드를 포함할 수 있다.
상기 갱신 모드로 전환하는 단계는 상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 진행되는 동안 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제1 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 오프로드 모드로 전환하는 단계는 상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 완료되면, 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제2 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 업데이트 에이전트의 동작 방법은 상기 제2 파이프라인을 통하여 상기 신규 오프로드 기능이 수행되는 동안, 상기 제1 파이프라인에도 상기 신규 오프로드 기능을 배포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 단계는 상기 스토리지에 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터가 저장되지 않은 경우, 상기 제어 패킷에 기초하여 외부 스토리지에서 상기 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터를 다운로드하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 단계는 상기 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능과 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능을 비교하여, 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포할지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이싱 기능들은 미리 정해진 규칙에 기초하여 네트워크 패킷을 처리하는 기능들을 포함할 수 있다.
상기 네트워크 인터페이스 카드에 저장되는 규칙 데이터는 상기 제어 패킷을 상기 업데이트 에이전트로 포워딩하도록 설정된 규칙을 포함할 수 있다.
상기 제어 패킷은 상기 규칙에 따라 상기 네트워크 인터페이스 카드를 통해 상기 업데이트 에이전트로 포워딩될 수 있다.
상기 제어 패킷은 패킷이 수신되는 물리적인 포트 및 패킷에 포함된 논리적 식별자 중 적어도 하나에 기초하여, 데이터 패킷과 구분될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 네트워크 가상화를 위한 오프로드(offload)를 지원하는 컴퓨터 시스템의 구조를 예시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 업데이트 에이전트의 동작 흐름도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 네트워크 가상화를 위한 오프로드(offload)를 지원하는 컴퓨터 시스템의 구체적인 구조를 예시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 NIC의 업데이트 프로세스의 동작 흐름도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 NIC의 업데이트에 따른 오프로드 프로시저를 제어하는 프로세스의 동작 흐름도이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 NIC(network interface card) 오프로드(offload)를 지원하는 컴퓨터 시스템의 구조를 예시한 도면이다. NIC 오프로드는 호스트 시스템(100)의 네트워킹 기능 중 적어도 일부가 NIC에서 구동되도록 함으로써, 호스트 시스템(100)의 프로세싱 자원을 절감하는 기술이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 시스템(100)은 호스트 시스템(110) 및 네트워크 인터페이스 카드(network interface card; NIC)(120)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 호스트 시스템(110)은 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드(120)와 연결되어, NIC 오프로드 로직 제어 컴포넌트(112), 업데이트 에이전트(113), 스토리지(114) 및 NIC 드라이버(115)를 포함할 수 있다. 실시예들에 따라 NIC 오프로드 가능한 네트워킹 기능은 가상 머신(virtual machine; VM)(111-1, 111-2)을 위한 가상 스위치 기능(virtual switch)을 포함할 수 있다. 이 경우, NIC 오프로드 로직 제어 컴포넌트(112)는 가상 스위치일 수 있다. 대표적인 가상 스위치는 OVS(Open vSwitch)가 있으며, 패킷 스위칭, 필터링, 터널링, NAT 등의 기능을 제공할 수 있다. 그 외에도, NIC 오프로드 가능한 네트워킹 기능은 방화벽 기능 및/또는 IPSec 기능 등을 포함할 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위하여 가상 스위치 기능을 오프로드 하는 실시예를 위주로 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 호스트 시스템(110)는 하나 이상의 가상 머신(111-1, 111-2)을 실행하기 위한 가상화된 하드웨어 환경을 제공할 수 있다. 가상 머신(111-1, 111-2)은 컴퓨팅 리소스 및 컴퓨팅 리소스 연관된 운영 체제의 소프트웨어 구현체로, 호스트 시스템(110)은 가상 머신(111-1, 111-2)에 물리적 컴퓨팅 리소스를 제공할 수 있다. 일 예로, 호스트 시스템(110)의 가상화에 관한 소프트웨어는 하이퍼바이저(hypervisor)로 지칭될 수 있다. 호스트 시스템(110)은 하이퍼바이저의 제어 하에서 가상 머신(111-1, 111-2)을 실행할 수 있다. 일 예로, 가상 머신(111-1, 111-2)은 다수의 가상머신이 하나의 I/O PCI Express 하드웨어 인터페이스를 공유할 수 있도록 하는 SR-IOV(Single Root I/O Virtualization)를 이용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 호스트 시스템(110)은 하나 이상의 가상 머신(111-1, 111-2)으로 송수신되는 네트워크 패킷들의 처리를 수행하는 가상 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가상 스위치는 미리 정의된 규칙에 기초하여, 패킷의 라우팅, 허용, 차단, NAT(network address translation)와 같은 패킷 처리를 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 가상 스위치의 일부 규칙은 NIC(120)에 배포될 수 있으며, 배포된 규칙에 기반하여 NIC에서 패킷 처리를 수행함으로써, 가상 스위치의 일부 기능을 오프로드할 수 있다. 이에 관하여는 이하에서 상술한다.
일 실시 예에 따른 업데이트 에이전트(113)는 호스트 시스템(110)에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능의 적어도 일부를 네트워크 인터페이스 카드(120)로 오프로드하기 위한 프로시저를 제어할 수 있다. 네트워크 인터페이싱 기능은 미리 정해진 규칙 및/또는 로직에 기초하여 네트워크 패킷을 처리하는 기능으로, 예를 들어, 가상 스위치 기능, 방화벽(firewall) 기능 및/또는 IPsec(internet protocol security) 기능 등을 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이싱 기능은 규칙 데이터 및/또는 로직(logic) 데이터에 의하여 동작하도록 정의될 수 있다. 규칙 데이터는 가상 머신에 패킷을 처리하기 위하여 미리 정의된 플로우 룰(flow rule)의 집합을 포함할 수 있다. 로직 데이터는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하여 커스터마이징(customizing)된 로직의 집합을 포함할 수 있으며, 네트워크 인터페이싱 기능 별로 정의될 수 있다. 일 예로, 로직 데이터는 규칙 데이터를 참조하여 수행되는 네트워크 인터페이싱 기능을 위한 로직을 포함할 수 있다. 업데이트 에이전트(113)의 NIC(120)의 오프로드를 제어하기 위한 구체적인 동작에 관하여는 이하에서 상술한다.
일 실시 예에 따른 스토리지(114)는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터와 규칙 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로, 특정 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터는 바이너리(binary) 파일의 형태로 스토리지(114)에 저장될 수 있다. 바이너리 파일은 NIC의 프로그래밍이 가능한 논리 소자의 프로그래밍을 위한 파일에 해당할 수 있다.
일 실시 예에 따른 NIC 드라이버(115)는 NIC(120)을 구동하기 위한 프로그램으로, 로직 데이터 및 규칙 데이터의 오프로드를 지원하는 프로그램으로, 패킷 처리에 관한 규칙을 반영할 수 있다. NIC 드라이버(115)는 NIC(120)의 모드를 전환하여 NIC(120)의 동작을 제어할 수 있으며, 가상 스위치와 관련된 패킷을 NIC(120)에 관한 프로토콜에 따라 캡슐화(encapsulation) 및 역캡슐화(decapsulation)를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, NIC(120)은 가상 스위치에서 오프로드 되는 네트워크 인터페이싱 기능에 관한 규칙 및/또는 로직에 기초하여, 가상 머신에 관한 네트워크 패킷을 처리할 수 있다. 일 예로, 네트워크 패킷이 규칙 및/또는 로직에 매칭되는 경우, 매칭된 규칙 및/또는 로직에 기초하여 패킷에 대한 액션을 수행할 수 있다. 혹은 규칙 및/또는 로직에 매칭되지 않는 경우 패킷을 호스트 시스템(110)으로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, NIC(120)는 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하도록 프로그램 가능한 논리 소자를 포함할 수 있다. 프로그램 가능한 논리 소자는 NPU(Network Processing Unit)나 FPGA를 포함할 수 있다. NIC(120)는 배포된 규칙 데이터 및/또는 로직 데이터에 기초하여, 특정 네트워크 인터페이싱 기능을 위한 커트터마이징된 로직을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, NIC(120)는 배포된 규칙 데이터 및/또는 로직 데이터에 기초하여, 패킷을 처리함으로써, 가상 스위치 기능, 방화벽 기능, IPsec 기능 등 어느 하나의 기능을 오프로드할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 업데이트 에이전트의 동작 흐름도이다.
일 실시 예에 따른 업데이트 에이전트는 NIC 드라이버를 이용하여, 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능의 적어도 일부를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 프로시저를 제어할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 업데이트 에이전트의 동작 방법은 네트워크 인터페이싱 기능을 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드 하도록 지시하는 제어 패킷을 수신하는 단계(210), 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 갱신 모드로 전환하는 단계(220), 스토리지에 저장된 규칙 데이터의 적어도 일부 및 로직 데이터를 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 단계(230) 및 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 오프로드 모드로 전환하는 단계(240)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 단계들(210 내지 240)은 업데이트 에이전트에서 NIC 드라이버를 이용하여 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 단계(210)에서 수신되는 제어 패킷은 NIC으로 배포된 규칙 데이터 및/또는 로직 데이터의 업데이트 요청을 포함할 수 있다. 제어 패킷은 NIC를 통하여 수신될 수 있다. 일 예로, NIC에 저장되는 규칙 데이터는 제어 패킷을 업데이트 에이전트로 포워딩(forwarding)하도록 설정된 규칙을 포함할 수 있으며, 제어 패킷은 규칙에 따라 상기 네트워크 인터페이스 카드를 통해 상기 업데이트 에이전트로 포워딩될 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어 패킷은 데이터 패킷과 구분될 수 있다. 일 예로, 제어 패킷은 관리자 단에서 이용하는 언더클라우드 네트워크(undercloud network)를 통해 전송되는 패킷을 포함할 수 있고, 데이터 패킷은 사용자 단에서 이용하는 오버클라우드 네트워크(overcloud network)를 통해 전송되는 패킷을 포함할 수 있다. 제어 패킷은 패킷이 수신되는 물리적인 포트 및 패킷에 포함된 논리적 식별자 중 적어도 하나에 기초하여, 데이터 패킷과 구분될 수 있다. 일 예로, 제어 패킷은 NIC의 제1 포트로 수신되고, 데이터 패킷은 NIC의 제2 포트로 수신될 수 있으며, 이 경우 패킷이 어떤 포트에서 수신되었는지에 따라 NIC에서 데이터 패킷 및 제어 패킷을 구분할 수 있다. 또 일 예로, 제어 패킷과 데이터 패킷은 물리적 포트가 구분되지는 않으나, 논리적으로 구분되는 식별자(예를 들면, VLAN header)를 패킷에 태깅(Tagging) 할 수 있으며, NIC은 수신된 패킷의 논리적 식별자로 제어 패킷과 데이터 패킷을 구분할 수 있다.
일 실시 예에 따른 단계(210)는 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드 하도록 지시하는 제어 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이싱 기능은 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 네트워크 인터페이싱 기능은 미리 정해진 규칙에 기초하여 네트워크 패킷을 처리하는 기능으로, 예를 들어, 가상 스위치 기능, 방화벽 기능 및/또는 IPsec 기능 등을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 단계(220)는 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 해당 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 갱신 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드는 오프로드 모드 및 갱신 모드 중 어느 하나에 해당할 수 있다. 오프로드 모드는 NIC에서 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 수행하는 모드에 해당할 수 있다.
갱신 모드는 실시예에 따라 기본 모드(또는 레거시 모드)이거나 파이프라이닝 모드일 수 있다. 기본 모드는 NIC에서 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 수행하지 않는 모드에 해당할 수 있다. 기본 모드에서는 NIC의 프로그램 가능한 논리 소자에 의한 동작이 수행되지 않도록 NIC가 제어될 수 있다. 업데이트 에이전트는 NIC 드라이버를 이용하여, 제어 패킷이 수신됨에 따라, NIC의 동작 모드를 오프로드 모드에서 기본 모드로 전환할 수 있다.
파이프라이닝 모드는 네트워크 인터페이스 카드에서 지원되는 복수의 파이프라인들 중 제1 파이프라인을 이용하여 제어 패킷을 수신하기 전 수행되던 기존 오프로드 기능을 유지하면서, 제2 파이프라인을 이용하여 제어 패킷에 대응하는 신규 오프로드 기능을 배포하는 모드일 수 있다. 파이프라이닝 모드에서, 업데이트 에이전트는 제2 파이프라인을 통한 신규 오프로드 기능의 배포가 진행되는 동안 네트워크 인터페이스 카드를 제1 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 갱신 모드는 상황에 따라 기본 모드로 선택되거나 파이프라이닝 모드로 선택될 수 있다. 일 예로, 새롭게 배포되는 로직과 테이블의 양이 일정 기준 이상으로 큰 메이저 업데이트의 경우 갱신 모드는 기본 모드로 선택되고, 새롭게 배포되는 로직과 테이블의 양이 일정 기준 이하로 작은 마이너 업데이트의 경우 갱신 모드는 파이프라이닝 모드로 선택될 수 있다.
일 실시 예에 따른 단계(230)는 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터 및 규칙 데이터의 적어도 일부를 NIC로 배포하는 단계에 해당할 수 있다. 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터 및/또는 규칙 데이터는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 데이터로 호스트 시스템에 저장될 수 있다.
일 실시 예에 따른 단계(230)는 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능과 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능을 비교하여, 네트워크 인터페이싱에 대응하는 로직 데이터 및/또는 규칙 데이터를 네트워크 인터페이스 카드로 배포할지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 일 예로, 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능이 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능과 동일한 경우, 네트워크 인터페이스 카드에 이미 해당 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 파일이 배포되어 있는 것이므로, 배포하는 동작이 반복하여 수행되지 않을 수 있다. 한편, 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능이 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능과 동일하지 않은 경우, 배포하는 동작이 수행될 수 있으며, NIC에 제어 패킷에 의하여 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능이 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 업데이트 에이전트는 제어 패킷에 대응하는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 파일을 호스트 시스템의 스토리지에서 캐싱하여 저장할 수 있으며, 단계(230)에 따라 캐싱된 파일을 NIC에 배포할 수 있다.
일 실시 예에 따른 단계(230)는 호스트 시스템의 스토리지에 제어 패킷에 의해 지시되는 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 파일이 저장되지 않은 경우, 제어 패킷에 기초하여 외부 스토리지에서 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 파일을 다운로드할 수 있다. 외부 스토리지는 호스트 시스템과 네트워크를 통해 연결되는 외부 장치의 스토리지를 포함할 수 있다. 외부 스토리지에서 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 파일을 다운로드하는 동작은 미리 정의된 규칙 및 제어 패킷에 기초하여 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따른 단계(240)는 NIC의 동작 모드를 배포된 로직 데이터에 기반하여 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 수행하는 오프로드 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다. NIC는 배포된 파일에 기초하여, 네트워크 인터페이싱 기능을 오프로드하기 위한 로직을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. NIC는 패킷을 수신하여 프로그래밍된 네트워크 인터페이싱 기능을 수행함으로써, 수신된 패킷을 처리할 수 있다.
일 실시예에 따른 파이프라이닝 모드에서, 단계(220) 및 단계(230)을 통하여 업데이트 에이전트는 제2 파이프라인을 통한 신규 오프로드 기능의 배포가 진행되는 동안 네트워크 인터페이스 카드를 제1 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하고, 단계(240)을 통하여 제2 파이프라인을 통한 신규 오프로드 기능의 배포가 완료되면, 네트워크 인터페이스 카드를 제2 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 파이프라이닝 모드로 배포가 완료된 경우, 업데이트 에이전트는 제2 파이프라인을 통하여 신규 오프로드 기능이 수행되는 동안, 제1 파이프라인에도 상기 신규 오프로드 기능을 배포할 수 있다. 일 예로, 하기 표1을 참조하면, 파이프라이닝 모드는 제1 파이프라인과 제2 파이프라인 중 제1 파이프라인을 메인 라인으로 활용하고 제2 파이프라인을 서브 라인으로 활용하도록 설계될 수 있다.
　 　 업데이트 요청 　 　 업데이트 요청 　 　
파이프라인1 구동 　 갱신 구동 　 갱신 구동
파이프라인2 대기 　 구동 대기(대기하면서 동일하게 갱신) 　 구동 대기(대기하면서 동일하게 갱신)
또는, 하기 표 2를 참조하면, 파이프라이닝 모드는 제1 파이프라인과 제2 파이프라인을 번갈아 메인 라인으로 활용하도록 설계될 수도 있다.
　 　 업데이트 요청 　 　 업데이트 요청 　 　
파이프라인1 구동 　 계속 구동 대기(대기하면서 동일하게 갱신) 　 갱신 구동
파이프라인2 대기 　 갱신 구동 　 계속 구동 대기(대기하면서 동일하게 갱신)
도 3은 일 실시 예에 따른 네트워크 가상화를 위한 오프로드(offload)를 지원하는 컴퓨터 시스템의 구체적인 구조를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 시스템(301)은 언더클라우드 네트워크(undercloud network)(303) 및 오버클라우드 네트워크(304)에 연결될 수 있으며, 언더클라우드 네트워크(undercloud network)(303)를 통해 컨트롤러 노드(302)와 연결될 수 있다. 일 예로, 시스템(301)은 도 1에서 상술한 시스템(100)의 대응될 수 있으며, 시스템(301)에 포함된 호스트 시스템(310) 및 NIC(320)은 각각 도 1의 호스트 시스템(110) 및 NIC(120)에 대응될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 언더클라우드 네트워크(303)는 시스템 관리자 단과 연결된 네트워크에 해당할 수 있으며, 오버클라우드 네트워크(304)는 사용자 단과 연결된 네트워크에 해당할 수 있다. 일 예로, 시스템 관리자 단은 컨트롤러 노드(302)를 포함할 수 있으며, 시스템(301)의 관리 및/또는 제어를 위한 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 컨트롤러 노드(302)는 관리 스토리지(management storage)(331) 및 관리 모듈(management module)(332)을 포함할 수 있다. 관리 스토리지(331)는 NIC(320)에 오프로드될 수 있는 적어도 하나의 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로, 로직 데이터는 바이너리 파일 형태로 저장될 수 있다. 관리 모듈(332)은 관리자의 입력 혹은 판단 로직에 기초하여, 시스템(301)을 관리 및 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어 NIC(320)의 업데이트를 요청하는 신호를 생성할 수 있다. NIC(320)의 업데이트 요청은 NIC(320)에 오프로드 되는 네트워크 인터페이싱 기능을 변경하기 위하여, NIC(320)에 배포되어 있는 규칙 데이터 및/또는 로직 데이터를 업데이트 하는 요청에 해당할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 관리 모듈(332)에서 생성된 신호를 제어 패킷으로 언더클라우드 네트워크(303)를 통해 NIC(320)에 전송될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, NIC(320)은 오버클라우드 네트워크(304) 및/또는 언더클라우드 네트워크(303)를 통해 패킷을 수신할 수 있다. 미리 정의된 규칙 및 로직에 기초하여 처리할 수 있다. 오버클라우드 네트워크(304)를 통해 전송된 패킷은 데이터 패킷에 해당할 수 있으며, 언더클라우드 네트워크(303)를 통해 전송된 패킷은 제어 패킷에 해당할 수 있다. 상술한 바와 같이, NIC(320)은 패킷이 수신되는 물리적인 포트 및 패킷에 포함된 논리적 식별자 중 적어도 하나에 기초하여, 데이터 패킷과 제어 패킷을 구분할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, NIC(320)은 프로그램 가능한 논리 소자인 Programmable Logic(322)를 포함할 수 있으며, Programmable Logic(322)를 제어하기 위한 어플리케이션 프로세서(application processor; AP)와 같은 컨트롤 프로세서(control processor)(323)를 포함할 수 있다. 일 예로, Programmable Logic(322)는 데이터 패킷과 제어 패킷을 구분하여 제어 패킷을 컨트롤 프로세서(323)로 전달하는 모듈 및 Programmable Logic (322)에 설정된 로직에 따라 하드웨어 레벨에서 패킷을 처리하는 모듈을 포함할 수 있다. 컨트롤 프로세서 (323)는 패킷을 처리하는 모듈을 제어하기 위한 인터페이스에 해당할 수 있으며, 호스트 시스템(310)으로부터 수신된 제어 패킷에 기초하여 Programmable Logic(322)의 로직의 수정을 제어할 수 있다. 도 3에서 NIC(320)의 프로그램 가능한 논리 소자는 Programmable Logic(322)인 것으로 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 프로그램 가능한 논리 소자를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, NIC(320)은 통신 인터페이스(321)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(321)를 통해 네트워크(303, 304)를 통해 외부 장치와 패킷이 송수신될 수 있으며, 호스트 시스템(310)과 패킷을 송수신할 수 있다. 통신 인터페이스(321)는 물리적인 포트와 매핑되는 물리적인 PCI 카드인 PF(physical function)와 물리적인 PCI 카드에 매핑되는 가상의 PCI 카드인 VF(virtual function)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(321)는 호스트 시스템(310)에도 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따른 NIC(320)은 도 3에 도시된 구성 외에도 포트 간 트래픽 릴레이(traffic relay), TSO(TCP segmentation offload)와 같은 일반적으로 NIC에서 제공하는 기능을 탑재한 칩셋(chipset)을 더 포함할 수 있다. 포트 간 트래픽 릴레이(traffic relay), TSO(TCP segmentation offload) 등의 기능은 이더넷 컨트롤러(ethernet controller)와 같은 별도의 칩셋으로 구현될 수도 있으나, 일 실시 예에 따른 Programmable Logic(322)의 로직으로 구현될 수도 있다.
일 실시 예에 따른 호스트 시스템(310)은 하나 이상의 가상 머신(virtual machine; VM)(311-1, 311-2), 가상 스위치(312, 316), NIC 드라이버(315), 업데이트 에이전트(313) 및 스토리지(314)를 포함할 수 있다. 가상 머신(311-1, 311-2), 업데이트 에이전트(313), 스토리지(314) 및 NIC 드라이버(315)는 각각 도 1의 가상 머신(111-1, 111-2), 업데이트 에이전트(113), 스토리지(114) 및 NIC 드라이버(115)에 대응될 수 있다.
일 실시 예에 따른 가상 스위치(312, 316)는 가상 머신 간 혹은 가상 머신과 외부 장치와의 트래픽(traffic)을 스위칭하기 위한 로직으로, 컨트롤(혹은 Userspace) 영역의 유저스페이스 모듈(312)과 데이터 경로(datapath)(혹은 kernel)영역의 커널(kernel) 모듈(316)로 구분될 수 있다. 유저스페이스 모듈(312)은 논리적으로 정의된 플로우 테이블(flow table)을 관리하고, 플로우 테이블에 기초하여 데이터 경로에 관한 규칙을 관리할 수 있다. 커널 모듈(316)은 유저스페이스 모듈(312)에서 전달된 규칙에 기초하여, 매칭되는 패킷에 대한 액션을 수행할 수 있다. 규칙은 통신 인터페이스를 통해 NIC(320)에 전달될 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 NIC의 업데이트 프로세스의 동작 흐름도이다.
도 4에 도시된 NIC의 업데이트 프로세스의 동작들(401 및 410 내지 460)은 네트워크 가상화를 위한 오프로드를 지원하는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 도 1의 컴퓨터 시스템(100) 혹은 도 3의 컴퓨터 시스템(301)에서 수행될 수 있다. 이하에서, 네트워크 가상화를 위한 오프로드를 지원하는 컴퓨터 시스템은 간략하게 시스템으로 지칭될 수 있다.
도 4를 참조하면, 파일 식별자에 기초한 NIC 업데이트 요청(401)이 시스템이 수신될 수 있다. 도 3에서 상술한 바와 같이, NIC 업데이트 요청은 NIC(320)에 오프로드 되는 네트워크 인터페이싱 기능을 변경하기 위하여, NIC(320)에 배포되어 있는 규칙 데이터 및/또는 로직 데이터를 업데이트 하는 요청에 해당할 수 있으며, 컨트롤러 노드(예를 들어, 도 3의 컨트롤러 노드(302))에서 생성된 신호에 대응하는 제어 패킷으로 네트워크(예를 들어, 도 3의 언더클라우드 네트워크(303))를 통해 수신될 수 있다. NIC 업데이트 요청(401)은 변경될 인터페이싱 기능에 대응하는 파일을 지시하는 파일 식별자를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 컨트롤러 노드에서 요청 생성 시 컨트롤러 노드의 스토리지(예를 들어, 도 3의 관리 스토리지(331))에 NIC 업데이트 요청(401)에 포함된 파일 식별자가 지시하는 파일이 저장되어 있는지 여부를 확인(410)할 수 있으며, 확인 결과 파일이 저장되지 않은 경우 에러로 프로세스가 종료될 수 있으며, 파일이 저장된 경우 프로세스가 진행될 수 있다. 파일 식별자가 지시하는 파일은 업데이트 대상이 되는 파일로, 이하에서 대상 파일로 지칭될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 업데이트 요청에 해당하는 제어 패킷은 NIC에서 규칙에 기초하여 업데이트 에이전트로 전달(420)될 수 있다. 업데이트 에이전트는 대상 파일이 현재 NIC에 설치 혹은 배포된 파일인지 여부를 확인(430)하여 업데이트 프로세스를 진행할지 여부를 결정할 수 있다. NIC에 설치 혹은 배포된 파일은 NIC에 설정된 혹은 NIC에서 오프로드하는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응될 수 있다. 다시 말해, 대상 파일이 현재 NIC에 설치 혹은 배포된 파일인지 여부를 확인(430)하는 동작은 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능과 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능을 비교하여, 네트워크 인터페이싱에 대응하는 로직 데이터 및/또는 규칙 데이터를 네트워크 인터페이스 카드로 배포할지 여부를 판단하는 동작에 대응될 수 있다.
대상 파일이 NIC에 설치된 파일인 경우, 업데이트를 수행할 필요가 없으므로 업데이트 프로세스는 종료될 수 있다. 한편, 대상 파일이 NIC에 설치된 파일이 아닌 경우, 업데이트 프로세스가 진행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 업데이트 에이전트는 호스트 시스템에 대상 파일이 저장되어 있는지 여부를 확인(440)하여, 저장되지 않은 경우 컨트롤러 노드의 스토리지에서 대상 파일을 다운로드(450) 받아 호스트 시스템에 저장할 수 있다. 호스트 시스템에 저장된 대상 파일을 NIC에 배포함으로써, NIC을 업데이트(460)할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 NIC의 업데이트에 따른 오프로드 프로시저를 제어하는 프로세스의 동작 흐름도이다.
도 5에 도시된 오프로드 프로시저를 제어하는 프로세스의 동작들(501 및 510 내지 570)은 호스트 시스템의 업데이트 에이전트(예를 들어, 도 1의 업데이트 에이전트(113) 혹은 도 3의 업데이트 에이전트(313))에서 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 대상 파일의 식별자를 포함하는 NIC 업데이트 요청(501)이 제어 패킷의 형태로 수신될 수 있다. 업데이트 에이전트는 NIC의 업데이트를 위해 NIC의 동작 모드가 오프로드 모드인지 여부를 판단(510)할 수 있다. NIC의 동작 모드가 오프로드 모드인 경우 갱신 모드로 전환(520)하여 대상 파일을 NIC으로 배포(530)할 수 있으며, 오프로드 모드가 아닌 경우 갱신 모드이므로 전환 동작(520) 없이 바로 해당 파일을 NIC으로 배포(530)할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 업데이트 에이전트는 대상 파일에 기초하여 NIC 드라이버(예를 들어, 도 1의 NIC 드라이버(115) 혹은 도 3의 NIC 드라이버(315))의 수정이 필요한지 여부를 판단(540)할 수 있다. 수정이 필요한 것으로 판단된 경우, 호스트 시스템의 운영체제의 init 스크립트를 수정(550)하여, NIC 드라이버를 변경(560)할 수 있다. 수정이 완료된 경우 혹은 수정이 필요하지 않은 경우 업데이트 된 NIC을 리셋(570)함으로써, NIC의 업데이트를 완료할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 저장할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (30)

  1. 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 연결되어, 가상 머신(VM)을 위한 가상 스위치 기능을 제공하는 호스트 시스템에 있어서,
    상기 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능의 적어도 일부를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 프로시저를 제어하는 업데이트 에이전트;
    상기 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터와 규칙 데이터를 저장하는 스토리지; 및
    상기 로직 데이터 및 상기 규칙 데이터의 오프로드를 지원하는 NIC 드라이버
    를 포함하고,
    상기 업데이트 에이전트는, 상기 NIC 드라이버를 이용하여,
    상기 네트워크 인터페이스 카드로부터 상기 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 상기 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드 하도록 지시하는 제어 패킷을 수신하고,
    상기 제어 패킷의 수신에 기초하여, 상기 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 갱신 모드로 전환하며,
    상기 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하고,
    상기 배포된 로직들 중에 NIC에서 동작할 로직을 활성화하는,
    호스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드는 오프로드된 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 수행하도록 프로그램 가능한 논리 소자를 포함하는,
    호스트 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드는 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터에 기초하여, 수신된 패킷을 처리하는 동작을 수행하는,
    호스트 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로직 데이터는 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하여 커스터마이징(customizing)된 로직을 포함하는,
    호스트 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 갱신 모드는
    상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 로직을 수행하지 않는 기본 모드를 포함하는,
    호스트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드는 복수의 파이프라인들을 지원하고,
    상기 갱신 모드는
    상기 복수의 파이프라인들 중 제1 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷을 수신하기 전 수행되던 기존 오프로드 기능을 유지하면서, 제2 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷에 대응하는 신규 오프로드 기능을 배포하는 파이프라이닝 모드를 포함하는,
    호스트 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 업데이트 에이전트는, 상기 파이프라이닝 모드에서,
    상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 진행되는 동안 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제1 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하고,
    상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 완료되면, 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제2 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하는,
    호스트 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 업데이트 에이전트는
    상기 제2 파이프라인을 통하여 상기 신규 오프로드 기능이 수행되는 동안, 상기 제1 파이프라인에도 상기 신규 오프로드 기능을 배포하는,
    호스트 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 업데이트 에이전트는
    상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포함에 있어서,
    상기 스토리지에 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터가 저장되지 않은 경우, 상기 제어 패킷에 기초하여 외부 스토리지에서 상기 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터를 다운로드하는,
    호스트 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 업데이트 에이전트는
    상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포함에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능과 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능을 비교하여, 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포할지 여부를 판단하는,
    호스트 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이싱 기능들은 미리 정해진 규칙에 기초하여 네트워크 패킷을 처리하는 기능들을 포함하는,
    호스트 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 업데이트 에이전트는
    상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포함에 있어서,
    상기 제어 패킷에 의하여 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능에 기초하여, 상기 NIC 드라이버를 수정하는,
    호스트 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드에 저장되는 규칙 데이터는 상기 제어 패킷을 상기 업데이트 에이전트로 포워딩하도록 설정된 규칙을 포함하고,
    상기 제어 패킷은 상기 규칙에 따라 상기 네트워크 인터페이스 카드를 통해 상기 업데이트 에이전트로 포워딩되는,
    호스트 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어 패킷은
    패킷이 수신되는 물리적인 포트 및 패킷에 포함된 논리적 식별자 중 적어도 하나에 기초하여, 데이터 패킷과 구분되는,
    호스트 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어 패킷은 언더클라우드 네트워크를 통해 전송되는 패킷을 포함하고,
    상기 데이터 패킷은 오버클라우드 네트워크를 통해 전송되는 패킷을 포함하는,
    호스트 시스템.
  16. 호스트 시스템에 의하여 구동되는 네트워크 인터페이싱 기능의 적어도 일부를 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 프로시저를 제어하는 업데이트 에이전트의 동작 방법에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드로부터 상기 호스트 시스템에 의하여 구동되는 복수의 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드 하도록 지시하는 제어 패킷을 수신하는 단계;
    상기 제어 패킷의 수신에 기초하여, 상기 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 오프로드하기 위한 로직을 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 갱신 모드로 전환하는 단계;
    상기 호스트 시스템의 스토리지에 저장된 규칙 데이터 중 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 적어도 일부 및 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 단계; 및
    상기 네트워크 인터페이스 카드의 동작 모드를 상기 배포된 로직 데이터에 기반한 오프로드 모드로 전환하는 단계
    를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 호스트 시스템은 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 연결되어, 가상 머신(VM)을 위한 가상 스위치 기능을 제공하며, 상기 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터와 규칙 데이터를 저장하는 스토리지 및 상기 로직 데이터 및 상기 규칙 데이터의 오프로드를 지원하는 NIC 드라이버를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드는 오프로드된 상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 수행하도록 프로그램 가능한 논리 소자를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드는 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터에 기초하여, 수신된 패킷을 처리하는 동작을 수행하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 로직 데이터는 어느 하나의 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하여 커스터마이징된 로직을 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 갱신 모드는
    상기 네트워크 인터페이싱 기능들 중 어느 하나를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 오프로드하기 위한 로직을 수행하지 않는 기본 모드를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드는 복수의 파이프라인들을 지원하고,
    상기 갱신 모드는
    상기 복수의 파이프라인들 중 제1 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷을 수신하기 전 수행되던 기존 오프로드 기능을 유지하면서, 제2 파이프라인을 이용하여 상기 제어 패킷에 대응하는 신규 오프로드 기능을 배포하는 파이프라이닝 모드를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 갱신 모드로 전환하는 단계는
    상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 진행되는 동안 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제1 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 오프로드 모드로 전환하는 단계는
    상기 제2 파이프라인을 통한 상기 신규 오프로드 기능의 배포가 완료되면, 상기 네트워크 인터페이스 카드를 상기 제2 파이프라인을 통하여 동작하도록 제어하는 단계를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 파이프라인을 통하여 상기 신규 오프로드 기능이 수행되는 동안, 상기 제1 파이프라인에도 상기 신규 오프로드 기능을 배포하는 단계
    를 더 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 단계는
    상기 스토리지에 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터가 저장되지 않은 경우, 상기 제어 패킷에 기초하여 외부 스토리지에서 상기 제1 네트워크 인터페이싱 기능에 대응하는 로직 데이터를 다운로드하는 단계
    를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  26. 제16항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포하는 단계는
    상기 네트워크 인터페이스 카드에 기 설정된 네트워크 인터페이싱 기능과 상기 제어 패킷에 의해 지시되는 네트워크 인터페이싱 기능을 비교하여, 상기 규칙 데이터의 적어도 일부 및 상기 로직 데이터를 상기 네트워크 인터페이스 카드로 배포할지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  27. 제16항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이싱 기능들은 미리 정해진 규칙에 기초하여 네트워크 패킷을 처리하는 기능들을 포함하는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  28. 제16항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스 카드에 저장되는 규칙 데이터는 상기 제어 패킷을 상기 업데이트 에이전트로 포워딩하도록 설정된 규칙을 포함하고,
    상기 제어 패킷은 상기 규칙에 따라 상기 네트워크 인터페이스 카드를 통해 상기 업데이트 에이전트로 포워딩되는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  29. 제16항에 있어서,
    상기 제어 패킷은
    패킷이 수신되는 물리적인 포트 및 패킷에 포함된 논리적 식별자 중 적어도 하나에 기초하여, 데이터 패킷과 구분되는,
    업데이트 에이전트의 동작 방법.
  30. 하드웨어와 결합되어 제16항 내지 제29항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.

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