KR102230823B1 - Context-aware traffic route optimization management method - Google Patents

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KR102230823B1
KR102230823B1 KR1020190140054A KR20190140054A KR102230823B1 KR 102230823 B1 KR102230823 B1 KR 102230823B1 KR 1020190140054 A KR1020190140054 A KR 1020190140054A KR 20190140054 A KR20190140054 A KR 20190140054A KR 102230823 B1 KR102230823 B1 KR 102230823B1
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박병주
신승용
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한남대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a context awareness-based traffic route optimization management method configured to reduce a handover delay time even in a situation where handover is frequently requested, thereby achieving mobility provision and load distribution of unstructured data (sensor, GPS, text, video and voice, etc.). The network transmission capability has been improved through a traffic prediction analysis technique for unnecessary signaling problems caused by prior information shared between MAG and AP within the same access network, and a routing path optimization procedure is performed or not, according to whether movement is made within the overlapping AMAP domain. Accordingly, there is an effect of reducing the handover delay time.

Description

상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법{Context-aware traffic route optimization management method}Context-aware traffic route optimization management method

본 발명은 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a context-aware traffic path optimization management method.

최근 스마트 디바이스의 사용 증가 및 이동통신 환경의 발달로 인하여 무선 네트워크 사용자의 요구사항 수준이 점차 증가하고 있으며, 이는 새로운 멀티미디어 융합서비스의 발전을 이끌어 내고 있다. 또한, 향후 다가오는 ICT(Information and Communications Technologies)산업의 미래지향적 발전을 위해 IPv6 주소체계의 일반화는 반드시 이루어져야할 사항 중 하나다.Due to the recent increase in the use of smart devices and the development of mobile communication environments, the level of requirements of wireless network users is gradually increasing, leading to the development of new multimedia convergence services. In addition, for the future-oriented development of the ICT (Information and Communications Technologies) industry in the future, generalization of the IPv6 address system is one of the things that must be made.

현재 대표적인 IP 이동성 프로토콜은 IETF NETLMM WG에서 표준화한 PMIPv6(Proxy Moible IPv6)이 있다. 종래 PMIPv6 핸드오버 수행 절차에 대해서 설명하면, 단말(Mobile Node, MN)은 L2 트리거 신호를 통해 AP(Access Point)의 이동(변경)을 감지하게 되며, 단말에서 PMAG(Previous Mobile Access Gateway)와 L2 Association Request/Respone 메시지를 주고받는다. 이후 PMAG는 NMAG(New Mobile Access Gateway)와 HI(Handover Initiate)/HAck(Handover Acknowledge) 메시지를 주고받으며, NMAG는 HI/HAck 메시지를 주고받은 후, 위치등록 절차를 수행하기 위해 LMA(Local Mobility Anchor)와 PBU/PBAck 메시지를 주고 받으며, 이 과정을 거쳐 PMAG와 NMAG간의 양방향 터널이 형성되면, 이후 단말로 향하는 모든 패킷들은 NMAG을 통해 전달된다.Currently, a representative IP mobility protocol is PMIPv6 (Proxy Moible IPv6) standardized by IETF NETLMM WG. In the description of the conventional PMIPv6 handover procedure, the terminal (Mobile Node, MN) detects the movement (change) of the AP (Access Point) through the L2 trigger signal, and the terminal has a PMAG (Previous Mobile Access Gateway) and L2. Exchanges Association Request/Respone messages. After that, PMAG exchanges NMAG (New Mobile Access Gateway) and HI (Handover Initiate)/HAck (Handover Acknowledge) messages, and NMAG exchanges HI/HAck messages, and then LMA (Local Mobility Anchor) to perform the location registration procedure. ) And PBU/PBAck messages are exchanged, and when a bidirectional tunnel between PMAG and NMAG is formed through this process, all packets destined for the terminal are transferred through NMAG.

이러한 과정 중, 단말에서 NMAG로 향하는 패킷을 효율적으로 전달하기 위해서는 PCoA(Previous Care of Address)와 NCoA(New Care of Address)간의 바인딩을 생성하였는데, NMAG에서 NCoA에 대한 패킷을 MN보다 이전에 수신하기 위해, proxy neighbor cache entry생성하였으나, PMIPv6에서의 MN홈주소는 MN-HoA가 유일하여, PMAG는 NCoA 대신 MN의 패킷을 포워딩해, 이는 디캡슐화 이후 MN에게 전달된다. 이러한 과정은 핸드오버 요청이 빈번할 경우 라우터 버퍼 오버플로우가 발생될 수 있다. During this process, a binding between PCoA (Previous Care of Address) and NCoA (New Care of Address) was created in order to efficiently transfer packets from the terminal to the NMAG. For this purpose, a proxy neighbor cache entry was created, but MN-HoA is the only MN home address in PMIPv6, so PMAG forwards MN's packet instead of NCoA, which is delivered to MN after decapsulation. In this process, if handover requests are frequent, a router buffer overflow may occur.

한국 등록특허공보 제10-1131305호(“피엠아이피브이식스 망에서의 계층적 구조를 이용한 패스트 핸드오버 방법”, 공고일 2012.03.30.)Korean Registered Patent Publication No. 10-1131305 (“Fast Handover Method Using Hierarchical Structure in PMIPVS Network”, Announced 2012.03.30.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법의 목적은 핸드오버가 빈번하게 요청되는 상황에서도 핸드오버 지연시간을 감소시켜, 비정형 데이터(센서, GPS, 텍스트, 동영상 및 음성 등)의 이동성 제공 및 부하를 분산시킬 수 있는 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법을 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the context-aware-based traffic path optimization management method according to the present invention is to reduce the handover delay time even in a situation where handover is frequently requested, and thus unstructured data Provides mobility of (sensor, GPS, text, video, voice, etc.) and a context awareness-based traffic route optimization management method that can distribute the load.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법은, IP이동성 관리 프로토콜인 PMIPv6(Proxy Mobile IPv6) 환경 내에서 통신이 이루어지고, 이동단말의 핸드오버를 수행하는 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법에 있어서, a) 이동단말에서 네트워크의 이동을 감지하고, 상기 이동단말이 현재 연결되어 있는 네트워크인 PMAG(Previous Mobility Access Gateway)에 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계; b) 상기 PMAG에서 상기 NMAG와 HI(Handover Initiate)/HAck(Handover Acknowledge) 메시지를 주고받되, 상기 HI/HAck 메시지에는 상기 PMAG와 상기 NMAG가 동일한 지역적으로 이동성을 관리하는 하나의 AMAP(Advanced Mobile Anchor Point) 도메인에 포함되는지 여부에 대한 정보가 포함되는 단계; c) 상기 NMAG에서 바인딩 갱신 목록의 생성 및 유지를 위해, 상기 AMAP(Advanced Mobile Anchor Point)과 메시지를 주고받는 단계; d) 상기 PMAG와 지역적으로 이동성을 관리하는 LMA(Local Mobility Anchor) 사이에 FPBU(Fast Proxy Binding Update)/FPBAck(Fast Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 주고받는 단계; e) 상기 LMA와 상기 NMAG가 서로 RPBU(Reverse Proxy Binding Update/RPBAck(Reverse Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 주고받아, 상기 이동단말의 위치등록을 완료하는 단계; 및 f) 상기 NMAG에서 상기 이동단말로 위치등록 완료에 대한 내용을 전달하고, 상기 이동단말은 RA(Router Advertisement)/RS(Router Solicitation) 메시지를 상기 NMAG와 주고받으며, 상기 NMAG는 상기 HI/HAck 메시지에 포함된 상기 PMAG와 상기 NMAG가 동일한 지역적으로 이동성을 관리하는 하나의 AMAP 도메인에 포함될 경우 라우팅 경로 최적화를 수행하고, 하나의 AMAP 도메인에 포함되지 않을 경우 라우팅 경로 최적화를 수행하지 않아, 이동단말의 핸드오버를 완료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The context-aware traffic path optimization management method according to the present invention for solving the above-described problems is in which communication is performed within a PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6) environment, which is an IP mobility management protocol, and a handover of a mobile terminal is performed. A context-aware traffic path optimization management method, comprising: a) detecting a movement of a network in a mobile terminal and transmitting a handover request message to a previous mobility access gateway (PMAG), a network to which the mobile terminal is currently connected; b) In the PMAG, the NMAG and HI (Handover Initiate) / HAck (Handover Acknowledge) messages are exchanged, but in the HI/HAck message, the PMAG and the NMAG have the same regional mobility as one Advanced Mobile Anchor (AMAP). Point) including information on whether to be included in the domain; c) sending and receiving a message with the Advanced Mobile Anchor Point (AMAP) to generate and maintain a binding update list in the NMAG; d) sending and receiving a Fast Proxy Binding Update (FPBU)/Fast Proxy Binding Acknowledgement (FPBAck) message between the PMAG and a Local Mobility Anchor (LMA) that manages mobility locally; e) the LMA and the NMAG exchange a Reverse Proxy Binding Update/RPBAck (Reverse Proxy Binding Acknowledgement) message with each other to complete the location registration of the mobile terminal; And f) the location from the NMAG to the mobile terminal The content of the registration completion is transmitted, and the mobile terminal exchanges a router advertisement (RA) / router solicitation (RS) message with the NMAG, and the NMAG includes the PMAG and the NMAG included in the HI/HAck message. Including the step of performing routing path optimization when included in one AMAP domain that manages mobility locally, and completing handover of a mobile terminal by not performing routing path optimization when not included in one AMAP domain. It is characterized.

상기 a) 단계는 이동단말에서 현재 연결되어 있는 AP의 신호의 세기보다 다른 AP의 신호의 세기가 더 세게 감지될 때, 이동단말에서 네트워크의 이동을 감지하는 것을 특징으로 한다. The step a) is characterized in that the mobile terminal detects network movement when the mobile terminal detects a signal strength of a different AP than the signal strength of the currently connected AP.

또한, 상기 a) 단계의 상기 이동단말에서 상기 PMAG로 전송한 핸드오버 요청 메시지는 MN-ID(Mobile Node Identifier), NAP-ID(New Access Point Identifier) 및 네트워크 식별자(Network Access Identifier) 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the handover request message transmitted from the mobile terminal in step a) to the PMAG includes MN-ID (Mobile Node Identifier), NAP-ID (New Access Point Identifier), and Network Access Identifier (Network Access Identifier) information. Characterized in that.

또한, 상기 c) 단계는 상기 b) 단계에서 상기 PS/AAA서버에 저장된 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 네트워크 선정에 활용하여 후보 네크워크인 NMAG(New Mobility Access Gateway)와의 양방향 터널 형성을 위해 상기 NMAG와 HI(Handover Initiate)/HAck(Handover Acknowledge) 메시지를 주고받는 것을 특징으로 한다.In addition, in step c), the NMAG is used to form a bidirectional tunnel with a candidate network, a New Mobility Access Gateway (NMAG), by using the prior information on the network domain region stored in the PS/AAA server in step b) for network selection. And HI (Handover Initiate)/HAck (Handover Acknowledge) messages are exchanged.

또한, b-1) 상기 a) 단계와 b) 단계 사이에 수행되며, 상기 PMAG에서 IAPP(Inter Access Point Protocol Command)를 활용해 중첩되는 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 수집하고, 수집된 상기 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 PS/AAA서버(Policy Store/Authentication Authorization Accounting 서버)에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, b-1) is performed between steps a) and b), and collects prior information on overlapping network domain areas using IAPP (Inter Access Point Protocol Command) in the PMAG, and collects the network It characterized in that it further comprises the step of storing the dictionary information on the domain area in the PS/AAA server (Policy Store/Authentication Authorization Accounting Server).

아울러 상기 d) 단계의 상기 PMAG(30)은 해당결과를 RA메시지를 통해 이동단말(10)에 전달하는 것을 특징으로 한다.In addition, the PMAG 30 of step d) is characterized in that it delivers the corresponding result to the mobile terminal 10 through an RA message.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법에 의하면, b) 단계에서 PMAG와 NMAG가 동일한 도메인 내에 위치하는지를 판단하고, e) 단계에서는 b) 단계에서 판단된 PMAG와 NMAG의 위치에 따라 경로최적화를 수행하거나 수행하지 않아, 핸드오버 시 지연시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the context awareness-based traffic path optimization management method according to the present invention as described above, it is determined in step b) whether PMAG and NMAG are located in the same domain, and in step e), the positions of PMAG and NMAG determined in step b) As a result, path optimization is performed or not performed, so there is an effect of reducing the delay time during handover.

또한 본 발명에 의하면, MAG와 AP간의 사전정보 공유를 하기 때문에, 핸드오버의 지연시간을 더욱 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since advance information is shared between the MAG and the AP, there is an effect of further reducing the handover delay time.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법이 수행되는 PMIPv6 환경의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법의 순서도.
도 3 및 도 4는 본 발명에서 사용되는 HI/HACK 메시지형식.
도 5는 본 실시예에서 제안하는 방법과 기존 PMIPv6 프로토콜의 핸드오버 횟수와 핸드오버 지연시간간의 비교 그래프.1 is a schematic diagram of a PMIPv6 environment in which a context awareness-based traffic path optimization management method is performed according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart of a context-aware traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are HI/HACK message formats used in the present invention.
5 is a graph comparing the handover number and handover delay time between the method proposed in this embodiment and the existing PMIPv6 protocol.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a method for managing context awareness-based traffic path optimization according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법은 IP이동성 관리 프로토콜인 PMIPv6(Proxy Mobile IPv6) 환경 내에서 통신이 이루어지되, PMIPv6 환경 이내에서 이동단말(Mobile Node, MN)의 핸드오버를 수행하는 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법에 관한 것이다.The context-aware traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention is that communication is performed within a PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6) environment, which is an IP mobility management protocol, but the hand of a mobile node (MN) within the PMIPv6 environment. The present invention relates to a traffic path optimization management method based on an over-performing situation.

본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법을 설명하기 이전에, 본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법이 수행되는 PMIPv6 환경에 대해 먼저 설명한다.Prior to describing the context-aware-based traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention, a PMIPv6 environment in which the context-awareness-based traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention is performed will be described.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법이 수행되는 PMIPv6 환경을 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically illustrates a PMIPv6 environment in which a context awareness-based traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention is performed.

도 1에 도시된 바와 같이, PMIPv6는, 이동단말(10), AP(Access Point)(20), PMAG(30), NMAG1(41), NMAG2(42), AMAP1(51), AMAP2(52), LMA(60), CN(70) 및 PS/AAA서버(80)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, PMIPv6 includes a mobile terminal 10, an AP (Access Point) 20, a PMAG 30, an NMAG1 41, an NMAG2 42, AMAP1 51, and AMAP2 52. , LMA (60), CN (70) and may include a PS / AAA server (80).

도 1 에 도시된 이동단말(10)은 일반적인 휴대전화일 수 있으며, AP(20)는 무선 랜(LAN)에서 기지국 역할을 하는 소출력 무선기기로, 이동단말(10)은 AP(20)를 통해 후술할 CN(70)으로부터 패킷을 전달받을 수 있다. PMAG(Previous Mobility Access Gateway)(30), NMAG1(New Mobile Access Gateway)(41), 및 NMAG2(42)는 모두 MAG(Mobile Access Gateway)로서, 이동단말(10)이 접속되어 있는 엑세스 망에서 기본 게이트웨이로 동작하면서, 이동단말(10)을 대신해 이동단말(10)의 핸드오버에 필요한 작업을 대신한다. MAG은 PMIPv6에서 이동단말(10)의 이동성을 지원하기 위해 새롭게 정의된 개념이며, MAG에서 이동단말(10)을 대신하여 네트워크 구성 및 바인딩에 관련된 메시지를 대신 교환하므로, 기존 이동단말(10)이 직접 담당했던 다양한 시그널링 처리에 대한 부담을 줄일 수 있으며, 이동단말(10)에 이동성 관리를 위한 프로토콜 스택이 전혀 필요하지 않다. MAG는 보통 엑세스 라우터(Access Router)에 그 기능이 위치할 수 있으며, 이와는 달리 별개의 기기에 위치하는 실시예 또한 있을 수 있다.The mobile terminal 10 shown in FIG. 1 may be a general mobile phone, and the AP 20 is a low-power wireless device that acts as a base station in a wireless LAN (LAN), and the mobile terminal 10 is A packet may be delivered from the CN 70, which will be described later. PMAG (Previous Mobility Access Gateway) (30), NMAG1 (New Mobile Access Gateway) (41), and NMAG2 (42) are all MAG (Mobile Access Gateways), which are basic in the access network to which the mobile terminal 10 is connected. While operating as a gateway, a task required for handover of the mobile terminal 10 is performed on behalf of the mobile terminal 10. MAG is a concept newly defined to support mobility of mobile terminal 10 in PMIPv6, and since MAG exchanges messages related to network configuration and binding instead of mobile terminal 10, the existing mobile terminal 10 It is possible to reduce the burden on various signaling processing, which was directly in charge, and the mobile terminal 10 does not need a protocol stack for mobility management at all. In the MAG, the function may be located in an access router, and alternatively, there may be an embodiment that is located in a separate device.

도 1에 도시된 PMAG(30)는 현재 이동단말(10)이 접속되어 있는 게이트웨이이며, NMAG1(41) 및 NMAG2(42)는 이동단말(10)이 이동함에 따라 새롭게 연결될 후보 게이트웨이다. LMA(Local Mobility Anchor)(60)는 PMIPv6 도메인에 위치하는 임의의 이동단말(10)의 홈 에이전트(Home Agent, HA)로서, 이동단말(10)의 바인딩 정보를 관리한다. LMA(60)에는 RFC 3775에 정의된 홈 에이전트의 기능을 모두 포함하고 있다. LMA(60)는 포괄적인 영역에서 이동단말(10)의 바인딩 정보를 관리하므로 다수개의 핸드오버 요청이 몰릴 경우, 신호지연이 일어날 수 있으며, 본 실시예에서는 이를 극복하기 위해 상기 LMA(60)보다 작은 네트워크 범위에서의 바인딩 정보를 관리하는 AMAP(Advanced Mobile Anchor Point)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 AMAP은 AMAP1(51)과 AMAP(52)로 구성될 수 있다.The PMAG 30 shown in FIG. 1 is a gateway to which the mobile terminal 10 is currently connected, and the NMAG1 41 and NMAG2 42 are candidate gateways to be newly connected as the mobile terminal 10 moves. The LMA (Local Mobility Anchor) 60 is a home agent (HA) of an arbitrary mobile terminal 10 located in the PMIPv6 domain, and manages binding information of the mobile terminal 10. The LMA 60 includes all of the home agent functions defined in RFC 3775. Since the LMA 60 manages the binding information of the mobile terminal 10 in a comprehensive area, a signal delay may occur when a plurality of handover requests are gathered. In this embodiment, more than the LMA 60 to overcome this. It may include an Advanced Mobile Anchor Point (AMAP) that manages binding information in a small network range. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the AMAP may be composed of AMAP1 51 and AMAP 52.

CN(Correspondent Node)(70)는 이동단말(10)과 통신하여 패킷을 전달하며, PS/AAA서버(80)는 이동단말의 이동성 관리를 위해 필요한 파라미터인 Policy profile이 저장되며, 이동단말의 인증, 권한부여, 계정관리를 위한 서버이다.The CN (Correspondent Node) 70 communicates with the mobile terminal 10 to deliver packets, and the PS/AAA server 80 stores the policy profile, which is a parameter necessary for mobility management of the mobile terminal, and authenticates the mobile terminal. , Authorization, and account management.

이하 본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법에 관하여 설명한다.Hereinafter, a context awareness-based traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법을 도시한 것이다.2 is a diagram illustrating a context awareness-based traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 의한 상황인지 기반 트래픽 경로 최적화 관리 방법은 a) 단계, b-1) 단계, b) 단계, c) 단계, d) 단계, e) 단계 및 f) 단계를 포함할 수 있으며, 앞서 도 1에 도시된 구성을 참조하여 설명한다.A context-aware traffic path optimization management method according to an embodiment of the present invention may include steps a), b-1), b), c), d), e) and f). And, it will be described with reference to the configuration shown in FIG.

a) 단계와 b-1) 단계는 도 2에 도시된 순서들 중, ‘IAPP Registration’이라고 기재된 부분에 포함되는 단계들이다. 보다 구체적으로, a) 단계는 이동단말(10)에서 네트워크의 이동을 감지하고, 상기 이동단말이 현재 연결되어 있는 네트워크인 PMAG(30)에 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 이동단말(10)이 네트워크의 이동을 감지하는 방법은, 이동단말(10)이 현재 연결되어 있는 AP(20)의 신호의 세기와 다른 AP의 신호의 세기를 감지하고 서로 비교하는 방법과 이동단말(10)에 주기적으로 송신하는 RA(Router Advertisement)메시지를 이용하는 방법이다. 신호의 세기를 이용하는 방법은, 이동단말(10)에서 현재 연결되어 있는 AP(20)의 신호의 세기보다 다른 AP의 신호의 세기가 더 세게 감지될 때, 이동단말(10)에서 네트워크의 이동을 감지한다. 이동단말(10)이 현재 연결되어 있는 AP를 PAP(Previous Access Point)라 하고, 이동단말(10)이 신호를 감지한 다른 AP를 New Access Point라 한다. 이동단말(10)에서 PMAG(30)로 전송한 핸드오버 요청 메시지는 L2 Association Request/Response 메시지이며, 해당 메시지에는 MN-ID(Mobile Node Identifier), NAP-ID(New Access Point Identifier), 네트워크 식별자(Network Access Identifier), Link-layer 주소 및 적합한 임의의 식별자가 포함될 수 있다. MN-ID는 이동단말(10)의 식별정보이며, NAP-ID는 이동단말(10)에서 감지된 다른 AP(신호의 세기가 현재 연결된 AP보다 센 AP)의 식별정보이다.Steps a) and b-1) are steps included in a portion described as “IAPP Registration” among the sequences shown in FIG. 2. More specifically, in step a), the mobile terminal 10 detects the movement of the network and transmits a handover request message to the PMAG 30, which is a network to which the mobile terminal is currently connected. The method for the mobile terminal 10 to detect the movement of the network includes a method of detecting and comparing the signal strength of the AP 20 to which the mobile terminal 10 is currently connected to the signal strength of another AP, and a method of comparing with each other. This is a method of using RA (Router Advertisement) messages that are periodically transmitted to (10). The method of using the signal strength is when the mobile terminal 10 detects the strength of a signal of another AP that is stronger than the strength of the signal of the AP 20 currently connected to the mobile terminal 10, the mobile terminal 10 controls the movement of the network. To detect. An AP to which the mobile terminal 10 is currently connected is referred to as a PAP (Previous Access Point), and another AP for which the mobile terminal 10 detects a signal is referred to as a New Access Point. The handover request message transmitted from the mobile terminal 10 to the PMAG 30 is an L2 Association Request/Response message, and the message includes a Mobile Node Identifier (MN-ID), a New Access Point Identifier (NAP-ID), and a network identifier. (Network Access Identifier), Link-layer address, and any suitable identifier may be included. The MN-ID is identification information of the mobile terminal 10, and the NAP-ID is identification information of another AP (an AP whose signal strength is higher than the currently connected AP) detected by the mobile terminal 10.

b-1) 단계는 PMAG(30)에서 IAPP(Inter Access Point Protocol Command)를 활용해 중첩되는 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 수집하고, 수집된 상기 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 PS/AAA서버(80)에 저장한다. PMAG(30)는 상기한 바와 같은 동작을 위해, 상기한 L2 Association Request/Response에 포함된 정보인 MN-ID(Mobile Node Indentifier), NAP-ID(New Access Point Identifier), 네트워크 식별자(Network Access Identifier), Link-layer 주소 및 적합한 임의의 식별자 정보를 활용할 수 있다.In step b-1), the PMAG 30 collects advance information on the overlapping network domain area using IAPP (Inter Access Point Protocol Command), and stores the collected dictionary information on the network domain area to the PS/AAA server. Save to 80. For the operation as described above, the PMAG 30 includes a Mobile Node Indentifier (MN-ID), a New Access Point Identifier (NAP-ID), and a Network Access Identifier, which are information included in the L2 Association Request/Response. ), Link-layer address and appropriate arbitrary identifier information can be used.

b) 단계와 c) 단계는 도 2에 도시된 순서들 중, ‘Hierarchical Handover Procedure in FPMIPv6 Domain’이라고 기재된 부분에 포함되는 단계들이다.Steps b) and c) are steps included in a portion described as “Hierarchical Handover Procedure in FPMIPv6 Domain” among the sequences shown in FIG. 2.

b) 단계는 PMAG(30)에서 b-1) 단계의 PS/AAA서버(80)에 저장된 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 네트워크 선정에 활용한다. 후보 네크워크인 NMAG1(41) 와의 양방향 터널 형성을 위해, NMAG1(41)과 HI(Handover Initiate) / HAck(Handover Acknowledge) 메시지를 주고받는다. HI/HAck 메시지 내에는 MN-ID(Mobile Node Indentifier), LL-ID(Link Layer Identifier), AMAP1-CoA(Care of Address), AMAP2-CoA, HNP(Home Network Prefix) 정보가 포함되어 있으며, PMAG(30)와 NMAG1(41)가 동일한 지역적으로 이동성을 관리하는 하나의 AMAP 도메인에 포함되는지 여부에 대한 정보가 포함될 수 있다. NMAG(42)의 경우, 이동단말(10)이 본 실시예에 의한 절차가 종료되어 NMAG1(41)에 연결된 상태에서, NMAG2(42)로 근접해 이동하여 상기한 핸드오버 과정이 반복되어 수행될 때, 상술한 본 실시예의 NMAG2(42)처럼 동작할 수 있다. 즉, 이동단말(10)이 NMAG1(41)에서 NMAG2(42)로 이동할 때 NMAG1(41)은 상기한 PMAG(30)가 될 수 있다. In step b), the prior information on the network domain area stored in the PS/AAA server 80 of step b-1) in the PMAG 30 is used for network selection. To form a bidirectional tunnel with the candidate network NMAG1 (41), the NMAG1 (41) and HI (Handover Initiate) / HAck (Handover Acknowledge) messages are exchanged. The HI/HAck message includes MN-ID (Mobile Node Indentifier), LL-ID (Link Layer Identifier), AMAP1-CoA (Care of Address), AMAP2-CoA, HNP (Home Network Prefix) information, and PMAG Information on whether or not (30) and NMAG1 (41) are included in one AMAP domain that manages mobility in the same region may be included. In the case of the NMAG 42, when the mobile terminal 10 is connected to the NMAG1 41 after the procedure according to the present embodiment is terminated, it moves close to the NMAG2 42 and the above-described handover process is repeatedly performed. , It can operate like the NMAG2 42 of this embodiment described above. That is, when the mobile terminal 10 moves from the NMAG1 41 to the NMAG2 42, the NMAG1 41 may become the PMAG 30 described above.

도 3 및 도 4는 상기한 HI/HACK 메시지형식을 도시한 것이다.3 and 4 show the format of the HI/HACK message described above.

도 3과 도 4에 도시된 메시지는 Mobile IPv6 Fast Handover(RFC5568)에 명시되어 있는 메시지 형식을 확장시킨 형태로써 IAPP 절차를 통해 획득한 정보를 기반으로 같은 도메인 내에서의 이동인지를 판별하고 같은 도메인 내에서의 이동일 경우 해당 도메인 내에서의 임시터널 생성을 위해 해당 메시지 내에 옵션필드(H Flag)를 추가하며, 같은 도메인 내에서의 이동이 아닐 경우, 옵션필드가 추가되지 않는다.The message shown in FIGS. 3 and 4 is an extension of the message format specified in Mobile IPv6 Fast Handover (RFC5568). Based on the information obtained through the IAPP procedure, it is determined whether the message is moved within the same domain, and In the case of movement within the domain, an option field (H Flag) is added in the message to create a temporary tunnel within the domain, and when the movement is not within the same domain, the option field is not added.

c) 단계는 NMAG1(41)에서 이동성 옵션의 필수항목에 대한 바인딩 갱신 목록의 생성 및 유지를 위해, AMAP1(51)과 메시지를 주고받는다. NMAG1(41)과 AMAP1(51)에서 주고받는 메시지는 LPBU(Local Proxy Binding Update) / LPBAck(Local Proxy Binding Acknowledgement) 메시지일 수 있다.In step c), the NMAG1 (41) sends and receives messages with the AMAP1 (51) to generate and maintain the binding update list for the mandatory items of the mobility option. A message exchanged between the NMAG1 41 and the AMAP1 51 may be a Local Proxy Binding Update (LPBU) / Local Proxy Binding Acknowledgement (LPBAck) message.

d) 단계와 e) 단계는 도 2의 ‘Registration to LMA’부분에 포함되는 단계들이다.Steps d) and e) are steps included in the'Registration to LMA' part of FIG. 2.

d) 단계는 PMAG(30)와 지역적으로 이동성을 관리하는 LMA(60) 사이에 FPBU(Fast Proxy Binding Update)/FPBAck(Fast Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 주고받는다. 이와 동시에 PMAG(30)은 해당결과를 RA메시지를 통해 이동단말(10)에 전달한다.In step d), a Fast Proxy Binding Update (FPBU)/Fast Proxy Binding Acknowledgement (FPBAck) message is exchanged between the PMAG 30 and the LMA 60 that manages mobility locally. At the same time, the PMAG 30 transmits the corresponding result to the mobile terminal 10 through an RA message.

e) 단계는 LMA(60) FPBU/FPBAck 메시지를 수신한 이후, Reverse Binding Mechanism을 수행하기 위해 NMAG1(41)와 서로 RPBU(Reverse Proxy Binding Update / RPBAck(Reverse Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 주고받는다. e) 단계가 완료되면, 이동단말(10)의 위치등록이 완료된다. f) 단계가 완료된 이후에 패킷은 CN(70)에서 이동단말(10)로 전송된다. In step e), after receiving the LMA 60 FPBU/FPBAck message, in order to perform the Reverse Binding Mechanism, the NMAG1 41 and the NMAG1 41 exchange RPBU (Reverse Proxy Binding Update / RPBAck (Reverse Proxy Binding Acknowledgement)) messages with each other. When the) step is completed, the location registration of the mobile terminal 10 is completed. After step f) is completed, the packet is transmitted from the CN 70 to the mobile terminal 10.

f) 단계는 도 2에 도시된 ‘SetUp New Link’부분에 해당하며, NMAG1(41)에서 이동단말(10)로 위치등록 완료에 대한 내용을 전달한다. 이동단말(10)은 RA/RS 메시지를 NMAG1(41)와 주고받으며, NMAG(41)는 HI/HAck 메시지에 포함된 PMAG(30)와 NMAG1(41)가 동일한 지역적으로 이동성을 관리하는 AMAP1(51) 도메인에 포함될 경우 라우팅 경로 최적화를 수행하고, AMAP1(51) 도메인에 포함되지 않을 경우 라우팅 경로 최적화를 수행하지 않아, 이동단말(10)의 핸드오버를 완료한다. 이러한 g) 단계의 동작으로 인해, 빈번한 핸드오버 요청시 이동단말(10)이 이동하고자 영역이 현재 접속되어 있는 중첩하는 AMAP 도메인 내에서의 이동(도메인 레벨)이 아닐 경우, 라우팅 경로 최적화를 위한 절차를 수행하지 않기 때문에 이로 인한 핸드오버 지연시간을 줄일 수 있다.Step f) corresponds to the'SetUp New Link' part shown in FIG. 2, and the NMAG1 41 transmits the contents of the location registration completion to the mobile terminal 10. The mobile terminal 10 exchanges the RA/RS message with the NMAG1 41, and the NMAG 41 is AMAP1 (AMAP1) in which the PMAG 30 and the NMAG1 41 included in the HI/HAck message manage mobility in the same region. 51) When included in the domain, routing path optimization is performed, and when not included in the AMAP1 51 domain, routing path optimization is not performed, thereby completing handover of the mobile terminal 10. Due to the operation of step g), if the mobile terminal 10 is not moving (domain level) within the overlapping AMAP domain to which the area to be moved is currently connected in case of frequent handover request, the procedure for optimizing the routing path Since it is not performed, the handover delay time due to this can be reduced.

도 5는 본 실시예에서 제안하는 방법을 기존 PMIPv6 프로토콜과 비교한 것이며, 구체적으로는 AMAP 도메인 내에 위치하고 있는 라우터의 AP들이 무선 중첩부분에 위치해 있다고 가정하였으며, 성능 분석 시 라우터간 패킷을 주고받을 때 발생하는 패킷 재전송률에 대한 부분과 패킷손실률에 대한 부분을 고려하여 진행하였다. 프로세스 절차에 대한 성능 검증을 위해 기존 PMIPv6 프로토콜과 비교해본 결과, 총 지연시간은 도 5에 도시된 바와 같이, 핸드오버 요청 횟수가 증가할수록 PMIPv6와 본 실시예에 의한 방법 간의 지연시간 차이가 크게 나타난 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 향후 본 실시예에 의한 방법을 통해 무선 네트워크상에서 실시간 비정형 데이터 전송 시 사용자들에게 고도화된 QoS(Quality of Service)를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.5 is a comparison of the method proposed in this embodiment with the existing PMIPv6 protocol. Specifically, it is assumed that the APs of the router located in the AMAP domain are located in the wireless overlapping part. This was carried out in consideration of the packet retransmission rate and the packet loss rate. As a result of comparing with the existing PMIPv6 protocol to verify the performance of the process procedure, as shown in FIG. 5, the total delay time showed a larger difference in the delay time between PMIPv6 and the method according to the present embodiment as the number of handover requests increased. Through this, it is expected that advanced QoS (Quality of Service) can be provided to users when real-time unstructured data is transmitted over a wireless network through the method according to the present embodiment in the future.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

10 : 이동단말
20 : AP(Access Point)
30 : PMAG(Previous Mobility Access Gateway)
41 : NMAG1(New Mobility Access Gateway)
42 : NMAG2
51 : AMAP1(Advanced Mobile Anchor Point)
52 : AMAP2
60 : LMA(Local Mobile Anchor)
70 : CN(Correspondent Node)
80 : PS/AAA(Policy Store/Authentication Authorization Accounting)서버10: mobile terminal
20: AP (Access Point)
30: PMAG (Previous Mobility Access Gateway)
41: NMAG1 (New Mobility Access Gateway)
42: NMAG2
51: AMAP1 (Advanced Mobile Anchor Point)
52: AMAP2
60: LMA (Local Mobile Anchor)
70: CN (Correspondent Node)
80: PS/AAA (Policy Store/Authentication Authorization Accounting) server

Claims (6)

IP이동성 관리 프로토콜인 PMIPv6(Proxy Mobile IPv6) 환경 내에서 통신이 이루어지고, 이동단말의 핸드오버를 수행하는 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법에 있어서,
a) 이동단말에서 네트워크의 이동을 감지하고, 상기 이동단말이 현재 연결되어 있는 네트워크인 PMAG(Previous Mobility Access Gateway)에 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계;
b) 상기 PMAG에서 상기 NMAG와 HI(Handover Initiate)/HAck(Handover Acknowledge) 메시지를 주고받되, 상기 HI/HAck 메시지에는 상기 PMAG와 상기 NMAG가 동일한 지역적으로 이동성을 관리하는 하나의 AMAP(Advanced Mobile Anchor Point) 도메인에 포함되는지 여부에 대한 정보가 포함되는 단계;
c) 상기 NMAG에서 바인딩 갱신 목록의 생성 및 유지를 위해, 상기 AMAP(Advanced Mobile Anchor Point)과 메시지를 주고받는 단계;
d) 상기 PMAG와 지역적으로 이동성을 관리하는 LMA(Local Mobility Anchor) 사이에 FPBU(Fast Proxy Binding Update)/FPBAck(Fast Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 주고받는 단계;
e) 상기 LMA와 상기 NMAG가 서로 RPBU(Reverse Proxy Binding Update)/RPBAck(Reverse Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 주고받아, 상기 이동단말의 위치등록을 완료하는 단계; 및
f) 상기 NMAG에서 상기 이동단말로 위치등록 완료에 대한 내용을 전달하고, 상기 이동단말은 RA(Router Advertisement)/RS(Router Solicitation) 메시지를 상기 NMAG와 주고받으며, 상기 NMAG는 상기 HI/HAck 메시지에 포함된 상기 PMAG와 상기 NMAG가 동일한 지역적으로 이동성을 관리하는 하나의 AMAP 도메인에 포함될 경우 라우팅 경로 최적화를 수행하고, 하나의 AMAP 도메인에 포함되지 않을 경우 라우팅 경로 최적화를 수행하지 않고, 이동단말의 핸드오버를 완료하는 단계;를 포함하고,
상기 a) 단계는 이동단말에서 현재 연결되어 있는 AP의 신호의 세기보다 다른 AP의 신호의 세기가 더 세게 감지될 때, 이동단말에서 네트워크의 이동을 감지하며,
상기 a) 단계의 상기 이동단말에서 상기 PMAG로 전송한 핸드오버 요청 메시지는 MN-ID(Mobile Node Identifier), NAP-ID(New Access Point Identifier), 네트워크 식별자(Network Access Identifier) 및 Link-layer 주소를 포함하고,
b-1) 상기 a) 단계와 b) 단계 사이에 수행되며, 상기 PMAG에서 IAPP(Inter Access Point Protocol Command)를 활용해 중첩되는 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 수집하고, 수집된 상기 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 PS/AAA서버(Policy Store/Authentication Authorization Accounting 서버)에 저장하는 단계를 더 포함하며,
상기 b-1) 단계에서, 상기 PMAG는 상기 핸드오버 요청 메시지에 포함된 MN-ID(Mobile Node Indentifier), NAP-ID(New Access Point Identifier), 네트워크 식별자(Network Access Identifier) 및 Link-layer 주소 정보를 활용하고,
상기 b) 단계는 PMAG에서 b-1) 단계의 PS/AAA서버에 저장된 네트워크 도메인 영역에 대한 사전 정보를 네트워크 선정에 활용하며,
상기 b) 단계의 HI/HAck 메시지는 MN-ID(Mobile Node Indentifier), LL-ID(Link Layer Identifier), AMAP1-CoA(Care of Address), AMAP2-CoA 및 HNP(Home Network Prefix) 정보를 포함하고,
상기 d) 단계의 PMAG은 메시지를 주고받은 결과를 RA메시지를 통해 이동단말에 전달하며,
핸드오버 요청 시 이동단말이 이동하고자 영역이 현재 접속되어 있는 중첩하는 AMAP 도메인 내에서의 이동이 아닐 경우, 라우팅 경로 최적화를 위한 절차를 수행하지 않으므로, 핸드오버 지연시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 상황인지 기반 트래픽 경로최적화 관리 방법.
In a traffic path optimization management method based on a situation in which communication is performed within a PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6) environment, which is an IP mobility management protocol, and a handover of a mobile terminal is performed,
a) detecting a movement of the network at the mobile terminal and transmitting a handover request message to a previous mobility access gateway (PMAG), which is a network to which the mobile terminal is currently connected;
b) In the PMAG, the NMAG and HI (Handover Initiate) / HAck (Handover Acknowledge) messages are exchanged, but in the HI/HAck message, the PMAG and the NMAG are one AMAP (Advanced Mobile Anchor) for managing mobility in the same region. Point) including information on whether to be included in the domain;
c) sending and receiving a message with the Advanced Mobile Anchor Point (AMAP) to generate and maintain a binding update list in the NMAG;
d) sending and receiving a Fast Proxy Binding Update (FPBU)/Fast Proxy Binding Acknowledgement (FPBAck) message between the PMAG and a Local Mobility Anchor (LMA) that manages mobility locally;
e) the LMA and the NMAG exchange a Reverse Proxy Binding Update (RPBU)/Reverse Proxy Binding Acknowledgement (RPBAck) message with each other, completing location registration of the mobile terminal; And
f) The NMAG transmits the contents of the location registration completion to the mobile terminal, and the mobile terminal exchanges a router advertisement (RA)/Router Solicitation (RS) message with the NMAG, and the NMAG is the HI/HAck message. If the PMAG and the NMAG included in are included in one AMAP domain that manages mobility locally, routing path optimization is performed, and if not included in one AMAP domain, routing path optimization is not performed, and Comprising a handover; Including,
In the step a), when the mobile terminal detects the strength of the signal of the other AP than the signal strength of the currently connected AP, the mobile terminal detects the movement of the network,
The handover request message transmitted from the mobile terminal in step a) to the PMAG includes a mobile node identifier (MN-ID), a new access point identifier (NAP-ID), a network access identifier, and a link-layer address. Including,
b-1) It is performed between steps a) and b), and collects prior information on overlapping network domain areas using IAPP (Inter Access Point Protocol Command) in the PMAG, and collects the network domain areas It further comprises the step of storing the dictionary information about the PS / AAA server (Policy Store / Authentication Authorization Accounting server),
In step b-1), the PMAG is a Mobile Node Indentifier (MN-ID), a New Access Point Identifier (NAP-ID), a Network Access Identifier (NAP-ID), and a Link-layer address included in the handover request message. Use the information,
In the step b), the PMAG uses the prior information on the network domain area stored in the PS/AAA server of step b-1) for network selection,
The HI/HAck message of step b) includes MN-ID (Mobile Node Indentifier), LL-ID (Link Layer Identifier), AMAP1-CoA (Care of Address), AMAP2-CoA, and HNP (Home Network Prefix) information. and,
The PMAG of step d) delivers the result of the exchange of messages to the mobile terminal through an RA message,
A situation characterized by reducing the handover delay time when a handover request is made, since the procedure for optimizing the routing path is not performed if the mobile terminal is not moving within the overlapping AMAP domain to which the mobile terminal is currently connected. Perception-based traffic route optimization management method.
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