KR20120002424A - 통신 노드 및 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

종단 호스트들이 백본 네트워크에 연결된 종단 노드들을 통하여 통신하는 네트워크 환경에서, 각 종단 호스트가 데이터를 송신하고자 하는 경우 수신 경로 및 목적지 경로에 해당하는 호스트 식별자 정보를 포함하는 헤더를 포함하는 패킷을 생성하고, 해당 패킷을 액세스 네트워크를 통하여 종단 노드로 전달한다. 종단 노드는 수신된 패킷에 nTCP(new transport control protocol) 헤더를 추가하여 백본 네트워크로 전달하여, 백본 네트워크에서의 흐름 및 에러 등을 제어한다.

Description

통신 노드 및 통신 방법{communication node and communication method}
본 발명은 통신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 네트워크를 통하여 데이터를 전송하는 통신 노드 및 통신 방법에 관한 것이다.
현재 인터넷에서는 인터네트워킹(Inter-Networking)을 위한 기능들이 TCP(Transport Control Protocol)와 IP(Internet protocol) 계층에 분산되어 구현된다. 즉, 인터네트워킹을 위한 어드레싱 및 홉간 (hop by hop) 라우팅은 IP 계층에서 담당하며, 종단 간(end to end)의 통신을 위한 연결 설정 및 해지(connection setup & tear down), 흐름 제어(flow control), 에러 제어(error control), 혼잡 제어(congestion control)는 TCP 계층에서 담당한다.
이러한 인터넷에서 종단 호스트간 통신시 통신을 위한 주요 기능은 종단 호스트에 대부분 구현된다. 종단 호스트에 구현되는 계층들을 살펴보면, 각 액세스 네트워크(AN: Access Network)에 고유한 PHY/MAC(Physical/Media Access Control) 계층 위에 패킷 전달을 위한 어드레싱 및 라우팅 지원을 위한 IP 계층이 존재하며, IP 계층의 상위에 종단간 에러 및 트래픽 제어를 위한 TCP 계층(TCP 대신 UDP: User Data Protocol 또는 SCTP: Session Control Protocol 이 위치할 수도 있다.)이 위치하며, TCP/IP가 제공하는 인터페이스를 이용하는 응용 계층이 최상층에 위치한다.
이러한 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크와 액세스 네트워크에 연결된 백본(backbone) 네트워크에 위치하는 라우터는 PHY/MAC 계층과, PHY/MAC 계층 상위에 위치되며 패킷 전달을 담당하는 IP 계층만을 포함한다. 즉, 네트워크 노드인 라우터는 패킷에 대한 에러 및 트래픽 제어에 관여하지 않으며, 통신을 위한 주요 제어 기능은 종단 호스트에만 존재한다.
이러한 구조에서 통신을 위한 주요 기능이 대부분 종단 호스트에만 존재하기 때문에, 종단 호스트에서의 구현만으로 새로운 응용(application)의 도입이 가능하다. 그 결과 네트워크 자체 기능의 갱신을 필요로 하는 기존의 텔레컴 서비스의 한계를 극복함으로써 현재와 같이 인터넷이 폭발적으로 성장할 수 있었다.
그러나 상기 구조는 기본적으로 개발 당시의 단순한 네트워크 구조를 가정하였기 때문에 현재 또는 미래의 과거와는 차별화된 네트워크 환경에서는 다음과 같은 문제점을 가진다.
첫째, 통신이 종단 호스트를 기반으로 수행되기 때문에, 현재 또는 미래의 엄청난 수의 호스트가 존재하는 환경에서는, 라우팅을 위한 테이블의 폭발적 증가와 같은 규모성(Scalability)의 문제가 발생할 수 있다.
둘째, 현재의 추세에서 볼 수 있는 바와 같이 인터넷에 대한 접속을 제공하는 액세스 네트워크는 지속적으로 다양해 지고 있으므로, 종단 호스트 간의 단일한 프로토콜로 이러한 다양한 액세스 네트워크들을 지원하는 것은 비효율적일 수 있다. 예를 들어, 복수의 다양한 액세스 네트워크들은 기존과 같은 유선이 아닌 무선 네트워크로 구성될 것으로 예상된다. 이 경우 유선 네트워크 기반의 기존 TCP로는 이러한 환경을 효율적으로 대처할 수 없다.
셋째, 무선 위주 및 다양한 기술로 구현될 액세스 네트워크와 대용량 광 기반으로 구성될 백본 네트워크의 특성이 서로 다를 수 있다. 위와 같은 이질적인 환경에서, 현재의 인터넷과 같이 종단 호스트에서만 에러 및 트래픽 제어를 하고 네트워크는 액세스와 백본의 종류에 관계없이 패킷 전달만을 담당하는 구조는 비효율적일 수 있다.
넷째, 현재 인터넷의 종단 호스트간 통신 구조는 네트워크에서 문제점 발생에 직접적으로 대응할 수 없다. 문제점은 발생 된 곳에서 가장 가까운 곳에서 해결하여야 한다는 것이 일반적인 원칙인데, 현재 인터넷의 종단 호스트간 통신 구조는 종단 호스트에만 에러 및 트래픽 제어 기능을 담당하는 기능이 위치하기 때문에, 실제 에러 및 트래픽 혼잡 발생의 주요 원인이 되는 네트워크에서의 문제의 검출 및 제어를 간접적으로 검출 및 대응할 수밖에 없다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 수반하고 있는 현 인터넷의 종단간 통신 구조를 개선하기 위한 연구가 미래 인터넷 연구를 통해 이루어지고 있으나, 아직 아이디어 단계로 상기에 언급한 문제점을 해결하기 위한 명확한 방법은 아직 제안되지 못하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 액세스 네트워크 환경에 유연하고 에러 및 트래픽 제어에 더 효율적인 데이터 전달을 제공할 수 있는 종단 노드 간(Edge to Edge) 통신 방법 및 이를 수행하는 통신 노드를 제공하는 것이다.
위의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 방법은 종단 호스트들이 액세스 네트워크를 통하여 백본 네트워크에 연결된 종단 노드들을 통하여 통신을 하는 방법이다.
상기 통신 방법은, 백본 네트워크에 연결되어 있는 송신측 종단 노드가, 송신측 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크로부터 수신측 종단 호스트에 대한 식별자 정보를 포함하는 패킷을 수신하는 단계; 상기 송신측 종단 노드가 상기 수신한 패킷에 백본 네트워크에서의 트래픽 흐름을 제어하고 에러를 제어하기 위한 TCP(transport control protocol) 헤더를 추가하는 단계; 및 상기 송신측 종단 노드가 상기 TCP 헤더가 추가된 패킷을 상기 백본 네트워크를 통하여 수신측 종단 노드로 라우팅시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 수신측 종단 노드가 상기 백본 네트워크를 통하여 패킷을 전달받는 단계; 상기 패킷으로부터 상기 TCP 헤더를 제거하는 단계; 및 상기 TCP 헤더가 제거된 패킷을 수신측 종단 호스트가 연결되어 있는 액세스 네트워크로 전달하여 상기 수신측 종단 호스트로 제공되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 방법은, 종단 호스트들이 액세스 네트워크를 통하여 백본 네트워크에 연결된 종단 노드들을 통하여 통신을 하는 방법이며, 데이터를 송신하고자 하는 종단 호스트가 응용 패킷을 생성하는 단계; 상기 응용 패킷에 수신 경로 및 목적지 경로에 해당하는 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP(internet protocol) 헤더를 추가하여 IP 패킷을 생성하는 단계; 상기 IP 패킷에 상기 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크에 대한 네트워크 프레임 헤더를 추가하여 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 프레임을 상기 액세스 네트워크로 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 종단 호스트가 상기 액세스 네트워크로부터 프레임을 수신하고, 상기 프레임은 네트워크 프레임 헤더, 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP 헤더, 응용 식별자를 포함하는 응용 헤더 및 데이터를 포함하는, 단계; 상기 수신된 프레임에서 네트워크 프레임 헤더를 제거하여 IP 패킷을 획득하는 단계; 및 상기 IP 패킷에서 응용 헤더를 제거하여 최종적으로 데이터를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 특징에 따른 통신 노드는, 백본 네트워크에 연결되어 있으며, 액세스 네트워크를 통하여 종단 호스트들 사이의 통신을 수행하는 통신 노드이며, 하나의 액세스 네트워크로부터 패킷--상기패킷은 네트워크 프레임 헤더, 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP 헤더, 응용 식별자를 포함하는 응용 헤더 및 데이터를 포함함--을 수신하는 네트워크 인터페이스 계층; 상기 패킷으로부터 네트워크 프레임 헤더를 제거하여 IP 패킷을 획득하는 IP 계층; 및 상기 IP 패킷에 백본 네트워크에서의 트래픽 흐름을 제어하고 에러를 제어하기 위한 TCP(transport control protocol) 헤더를 추가하여 상기 백본 네트워크로 전달하는 TCP 계층을 포함한다.
여기서, 상기 종단 호스트는, 송신하고자 하는 데이터에 응용 식별자를 포함하는 응용 패킷을 생성하는 응용 계층; 상기 응용 패킷에 수신 경로 및 목적지 경로에 해당하는 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP(internet protocol) 헤더를 추가하여 IP 패킷을 생성하는 IP 계층; 및 상기 IP 패킷에 상기 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크에 대한 네트워크 프레임 헤더를 추가하여 프레임을 생성하여 상기 액세스 네트워크로 전송하는 네트워크 인터페이스 계층을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다수의 종단 호스트, 다양한 액세스 네트워크, 광 기반의 백본 네트워크로 구성되는 현재 또는 미래의 네트워크 환경에서, 현재의 인터넷에서 제공하는 새로운 응용에 대한 도입 용이성을 유지하면서도, 현 인터넷에 비하여 보다 다양한 액세스 네트워크 환경에 유연하고 에러 및 트래픽 제어에 더 효율적인 데이터 전달을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신을 위한 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경에서, 네트워크 기능 분포를 나타낸 도이다.
도 3은 송신 종단 호스트와 송신 종단 노드 사이의 송수신 되는 패킷의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신 종단 호스트와 송신 종단 노드 사이의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 송신 종단 노드와 수신 종단 노드 사이의 송수신 되는 패킷의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 6은 수신 종단 노드와 수신 종단 호스트 사이의 송수신 되는 패킷의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 종단 노드와 수신 종단 호스트 사이의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법이 적용된 다른 네트워크 환경을 나타낸 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 종단 호스트(end host)는 단말(Terminal), 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 종단 노드(end node)는 액세스 포인트(access point, AP), 기지국(base station, BS) 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 노드 및 통신 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신을 위한 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에서와 같이, 복수의 종단 호스트(11,12)가 복수의 종단 노드(21,22)를 통하여 통신한다. 즉, 하나의 종단 호스트(11)는 액세스 네트워크(access network: AN, 31)와 백본(backborn) 네트워크(40) 사이에 위치되어 있는 종단 노드(21,22)를 통하여 다른 종단 호스트(12)와 통신을 하며, 종단 노드(21)는 백본 네트워크(40)와 다른 액세스 네트워크(32) 사이에 위치되어 있는 종단 노드(22)와 통신하여 종단 호스트(11)로부터 전달되는 패킷을 다른 종단 호스트(12)로 전달한다. 여기서 종단 노드(21,22)는 라우터로서 기능한다.
이러한 네트워크 환경에서, 본 발명의 실시 예에 따른 종단 노드간 통신을 위하여 네트워크 기능은 다음과 같이 분포된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 환경에서, 네트워크 기능 분포를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에서 전체 네트워크에 걸쳐 인터 네트워킹을 위한 어드레싱 및 라우팅 기능은 현재의 인터넷과 유사하게 IP 계층이 담당하며, IP 계층은 응용(application)에 대한 개방형 인터페이스 제공을 수행한다. 본 발명의 실시 예에서 이러한 IP 계층은 nIP(new Internet Protocol) 계층이라고 명명된다.
엑세스 네트워크에서의 에러 및 트래픽 제어 기능은 각 엑세스 네트워크에서 제공되는 자체 기능에 의존하며, 백본 네트워크의 종단에 위치하는 종단 노드가 새로운 TCP (nTCP; new TCP)를 이용하여 백본 네트워크 내에서의 흐름 제어, 에러 제어, 혼잡 제어를 담당한다.
본 발명의 실시 예에 따른 종단 호스트(11, 12)는 도 2에서와 같이, 각 액세스 네트워크에 고유한 PHY/MAC(Physical/Media Access Control) 계층(L11)과, 물리 계층인 PHY/MAC 계층 위에서 패킷 전달을 위한 어드레싱 및 라우팅 지원을 위한 IP 계층인 nIP 계층(L12), nIP 계층의 상위에 위치하며 nIP가 제공하는 인터페이스를 이용하는 응용 계층(L13)을 포함한다. 여기서 본 발명의 실시 예에 따른 nIP 계층(L12)은 전체 네트워크에 걸쳐서 인터네트워킹을 위한 어드레싱 및 라우팅 기능을 수행하며, 또한 응용(application)에 대한 개방형 인터페이스를 제공하는 기능을 수행한다.
응용 계층(L13)에 구현되는 응용은 대응되는 상대 응용을 nIP 계층(L12)으로부터 제공되는 식별자에 기반하여 식별하며, 다중의 응용을 지원하기 위해서 현재 인터넷과 같은 포트 식별자가 추가로 사용될 수도 있다. 이를 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 새로운 인터넷 프로토콜 nIP 계층(L12)에서 표준화된 식별자 및 포트를 제공한다. 또한 응용 계층(L13)은 응용 간의 연결성을 설정 및 해지하기 위한 연결성 제어를 수행한다.
한편 액세스 네트워크에서의 에러 및 트래픽 제어 기능은 각 액세스 네트워크에서 제공되는 자체 기능에 의존한다. 즉, 액세스 네트워크가 GPRS(general packet radio service)이면 GPRS에서 제공하는 에러 및 트래픽 제어 기능을 사용하며, 이더넷(Ethernet)이면 이더넷에서 제공하는 에러 및 트래픽 제어 기능을 사용한다.
액세스 네트워크와 백본 네트워크 사이에 위치한 종단 노드(21,22)는 PHY/MAC 계층(L21), nIP 계층(L22)을 포함하며, 특히, 본 발명의 실시 예에 따라 백본 네트워크(40) 내에서의 흐름 제어, 에러 제어, 혼잡 제어를 수행하는 TCP(Transport Control Protocol) 계층인 nTCP(new TCP) 계층(L23)을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 각 호스트와 노드가 포함하는 PHY/MAC 계층을 네트워크 인터페이스 계층이라고 한다.
종단 노드(21,22)는 종단 호스트로부터의 nIP 패킷을 전달받아 이를 수신자에게 전달하며, 이때 백본 네트워크(40)에서의 에러 및 트래픽 제어를 위해 종단 노드 간 새로운 전송 프로토콜 nTCP를 사용하여 송수신이 이루어진다. 따라서 종단 노드(21,22)의 nTCP 계층(L23)은 액세스 네트워크(31,32)가 아닌 백본 네트워크(40)에서의 흐름 제어, 에러 제어, 혼잡 제어를 수행한다.
위에 기술된 바와 같은 프로토콜 구조로 이루어지는 종단 호스트(11,12)와 종단 노드(21,22)를 통하여 패킷 송수신이 이루어지며, 종단 호스트(11,12)와 백본 네트워크(40) 간의 패킷 전달 및 에러/트래픽 제어는 각 액세스 네트워크(31,32)의 기술에 의존하여 이루어진다. 즉, 종단 호스트(11,12)에서 생성된 nIP 패킷은 각 액세스 네트워크 내에서의 데이터 전달을 위해 사용되는 2 계층 프레임의 페이로드(payload) 형태로 간주되며, nIP 패킷 헤더 정보에 대한 처리는 이루어지지 않는다.
종단 노드(21)는 종단 호스트(11)로부터 전달되는 nIP 패킷을 수신측 종단 노드(22)로 전달하며, 백본 네트워크(40) 내부에서의 패킷 전달은 nIP에 기반한 라우팅에 의해서 이루어진다. 수신측 종단 노드(22)는 백본 네트워크(40)를 통하여 송신측 종단 노드(21)로부터 전달되는 nIP 패킷을 수신하고, nTCP와 관련된 헤더를 제거한 nIP 패킷을 수신측의 액세스 네트워크를 이용하여 수신 종단 호스트(12)로 전달함으로써 최종적으로 종단 호스트들의 응용간의 통신이 이루어진다.
다음에는 위에 기술된 바와 같은 프로토콜 구조를 토대로 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2와 같은 네트워크 환경에서, 송신측 종단 호스트 즉, 송신 종단 호스트(11)와 송신 종단 호스트가 접속한 액세스 네트워크(31)와 백본 네트워크(40) 사이에 위치한 송신측 종단 노드 즉, 송신 종단 노드(21) 사이의 패킷 송수신에 대하여 설명한다.
도 3은 송신 종단 호스트와 송신 종단 노드 사이의 송수신 되는 패킷의 구조를 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신 종단 호스트와 송신 종단 노드 사이의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
첨부한 도 3 및 도 4를 참조하면, 송신 종단 호스트(11)는 보내고자 하는 데이터에 대한 패킷을 생성한다. 송신 종단 호스트(11)에서, 도 3에서와 같이, 응용 계층(L13)이 nIP 계층(L12)으로부터 제공되는 응용 관련 정보(식별자, 포트 번호 등)를 토대로 보내고자 하는 데이터에 대한 응용 패킷을 생성한다. 생성된 응용 패킷은 응용간의 식별자(상대 응용 식별자 및 포트 번호)와, 연결 제어 정보를 포함하며, 이들을 응용 헤더(App)에 포함시킨다. 응용 헤더(App)와 데이터(data)를 포함하는 형태의 응용 패킷이 nIP 계층(L12)으로 전달된다(S100).
nIP 계층(L12)은 응용 패킷에 인터네트워킹을 위한 nIP 헤더(nIP)를 추가한다. nIP 헤더(nIP)에는 인터 네트워킹을 위한 소스 경로 및 목적지 경로에 해당하는 호스트 식별자 정보가 포함되며, 호스트 식별자 정보는 송신 종단 호스트 식별자 및 수신 종단 호스트 식별자를 포함한다. 이와 같이 nIP 헤더(nIP)가 추가된 응용 패킷 즉, nIP 패킷이 생성되어 네트워크 인터페이스 계층(L11)으로 전달된다(S110).
송신 종단 호스트(11)의 네트워크 인터페이스 계층(L11)을 통하여, nIP 헤더(nIP), 응용 헤더(App) 및 데이터(data)를 포함하는 형태의 응용 패킷에 액세스 네트워크 프레임 헤더(AN-FH; Access Network-Frame Header)가 붙여져서 전송 프레임으로 처리된다. 이와 같이 송신 종단 호스트(11)에서 생성된 전송 프레임은 액세스 네트워크(31)로 송신되며(S120), 액세스 네트워크(31)의 전송 기능을 통하여 송신 종단 노드(21)로 전달된다(S130).
액세스 네트워크(31)를 통하여 전송 프레임이 백본 네트워크(40)의 종단에 위치한 송신 종단 노드(21)로 전달되면(S140), 송신 종단 노드(21)의 네트워크 인터페이스 계층(L21)은 수신된 전송 프레임으로부터 네트워크 프레임 헤더(AN-FH)를 제거하고, 액세스 네트워크 프레임 헤더가 제거된 패킷 즉, nIP 패킷을 nIP 계층(L22)으로 전달한다(S150). nIP 계층(L22)은 이를 nTCP 계층(L23)으로 전달한다. nTCP 계층(L23)은 nIP 패킷에 TCP 연결 회선 제어 및 데이터 관리를 위한 정보를 포함하는 nTCP 헤더(nTCP)를 추가한다(S160). TCP 연결 회선 제어 및 데이터 관리를 종단 노드가 직접 수행함에 따라, 종단 노드가 실제 에러 및 트래픽 혼잡 발생의 주요 원인이 되는 네트워크에서 문제점 검출 및 제어를 직접 수행할 수 있다. 즉, 기존 인터넷과 같이 백본 네트워크에서 발생하는 에러 및 혼잡 상황을 종단 호스트가 간접적으로 검출하지 않고 종단 노드가 직접적으로 검출하고 대응함으로써 보다 효율적인 에러 및 트래픽 제어가 가능하다. 또한 액세스 네트워크 내부에서는 각 액세스 네트워크 자체가 제공하는 에러 및 트래픽 제어 기능이 이용됨으로써, 보다 다양한 액세스 네트워크에 대한 효율적인 제어가 이루어질 수 있다.
도 5는 송신 종단 노드와 수신 종단 노드 사이의 송수신 되는 패킷의 구조를 나타낸 예시도이다.
한편 송신 종단 노드(21)로부터 nTCP 헤더(nTCP)가 포함된 nIP 패킷이 백본 네트워크(40)를 통하여 수신 종단 노드(22)로 라우팅 된다. 도 5에서와 같이, 백본 네트워크(40) 내에서 라우팅을 위한 중간 노드들은 패킷에 포함된 nIP 계층의 호스트 식별자 정보에 기반하여, 해당 패킷을 수신 종단 노드(22)로 전달한다. 이러한 라우팅시에 백본 네트워크(40) 내의 종단 노드들은 패킷에 포함된 nTCP 계층의 정보는 사용하지 않고 호스트 식별자 정보를 토대로 한 라우팅을 기반으로 패킷을 전달한다.
다음에는 수신 종단 노드(22)와 수신 종단 호스트(12) 사이의 패킷 송수신에 대하여 설명한다.
도 6은 수신 종단 노드와 수신 종단 호스트 사이의 송수신 되는 패킷의 구조를 나타낸 예시도이며, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 종단 노드와 수신 종단 호스트 사이의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
수신 종단 노드(22)는 송신측 액세스 네트워크에서와 반대로, 백본 네트워크에서의 전송을 위한 nTCP 헤더가 제거된 nIP 패킷을 액세스 네트워크에 전달하는 절차를 통하여, 수신 종단 호스트(12)로 패킷을 전달한다. 구체적으로, 첨부한 도 6 및 도 7에서와 같이, 수신 종단 노드(22)의 nTCP 계층(L23)은 백본 네크워크(40)를 통하여 수신된 패킷으로부터 nTCP 헤더(nTCP)를 제거하여 nIP 계층(L22)으로 전달하며(S200, S210), nIP 계층(L22)은 nTCP 헤더가 제거된 패킷 즉, nIP 패킷을 네트워크 인터페이스 계층(L21)으로 전달한다. 네트워크 인터페이스 계층(L21)은 전달받은 nIP 패킷에 수신 종단 호스트(12)가 연결되어 있는 액세스 네트워크를 특정하는 액세스 네트워크 프레임 헤더(AN)를 추가하여 프레임으로 처리하여, 수신 종단 호스트(12)가 연결되어 있는 액세스 네트워크(32)로 전달한다(S220).
액세스 네트워크(32)는 수신 종단 노드(22)로부터 프레임을 수신하여 수신 종단 호스트(12)로 전달한다(S230).
수신 종단 호스트(12)는 액세스 네트워크(32)로부터 수신한 프레임으로부터 액세스 네트워크 프레임 헤더(AN)를 제거하여 nIP 패킷을 획득하고(S240, S250), 수신 종단 호스트(12)의 nIP 계층(L12)은 획득한 nIP 패킷에서 nIP 헤더(nIP)를 제거하여 응용 계층(L13)으로 전달한다(S260). 응용 계층(L13)은 응용 패킷으로부터 응용 헤더(App)를 제거하여 최종적으로 데이터를 획득한다(S270).
위에 기술된 바와 같은 과정을 통하여, 송신 종단 호스트(11)에서 발생한 패킷이 송신 종단 노드(21), 수신 종단 노드(22)를 통하여 수신 종단 호스트(12)로 전달된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법을 다음과 같은 네트워크 환경에 적용시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법이 적용된 다른 네트워크 환경을 나타낸 예시도이다.
첨부한 도 8에 예시된 바와 같이, 각 종단 호스트(11,12)가 각각 3GPP LTE/SAE 기반의 액세스 네트워크(31)와 이더넷 기반의 액세스 네트워크(32)에 각각 연결된 네트워크 환경하에서도, 위에 기술된 바와 같은 통신 방법을 토대로 종단 호스트 사이에 패킷이 송수신 될 수 있다. 예를 들어, 종단 호스트(11)에 연결된 액세스 네트워크(31)는 종단 호스트와 미래 인터넷(40)과의 연결을 지원하는 3GPP LTE/SAE 기반인 네트워크이고, 종단 호스트(12)가 연결된 액세스 네트워크(32)는 이더넷이다.
3GPP 기반의 액세스 네트워크(31)로 연결된 경우, 종단 호스트(11)와 종단 노드(21) 간의 연결은 3GPP 기반의 기술, 즉 GTP(GPRS Tunneling Protocol)이나 GRE (Generic Routing Encapsulation )/PMIP (Proxy Mobile IP)에 의해서 이루어진다. 이때 액세스 네트워크(31)에서의 에러 및 트래픽 제어 기능이 종단 노드(21)에서 수행되며, 에러 및 트래픽 제어 절차는 3GPP 고유의 알고리즘에 의해서 지원된다. 이러한 절차는 공지된 기술임으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
한편 이더넷(32)에 연결된 종단 호스트(12)의 경우에도, 종단 호스트(12)와 종단 노드(22) 간의 연결은 이더넷 프로토콜 기반으로 이루어지며, 액세스 네트워크에서의 에러 및 트래픽 제어 기능이 이더넷 프로토콜에 따라 처리된다.
위에 기술된 바와 같은 본 발명의 실시 예에서, 액세스 네트워크에서 기존의 IP 프로토콜이 이미 사용되고 있는 경우 IP 프로토콜 자체도 액세스 네트워크 전달 기술의 일부로 간주 되며 nIP는 IP 프로토콜 상위에서 구현된다.
이러한 본 발명의 실시 예들에 따르면, 다음과 같은 효과가 제공될 수 있다.
첫째, 서로 다른 네트워크 특성을 가지는 액세스 네트워크와 백본 네트워크 간에 동일한 프로토콜을 사용하지 않고 각기 다른 프로토콜 스택을 적용함으로써, 네트워크 전체 통신 효율을 높일 수 있다.
둘째, 에러 및 트래픽 제어를 간접적으로 검출, 대응하던 기존의 인터넷 기술에 비하여, 본 발명의 실시 예에 따르면 백본 네트워크에 연결된 종단 노드가 실제 에러 및 트래픽 혼잡 발생의 주요 원인이 되는 네트워크에서 문제점 검출 및 제어를 직접 수행할 수 있으므로, 제어의 효율을 높일 수 있다.
셋째, 종단 호스트에 네트워크 계층의 기능만을 구현하여 인터 네트워킹을 하게 함으로써, 기존 인터넷의 새로운 응용을 도입하는 것이 용이하도록 하면서 보다 간단한 구조의 종단 호스트를 구현할 수 있다.
넷째, 다양한 액세스 네트워크 환경에서 액세스 네트워크 자체의 에러 및 트래픽 제어 기능을 이용함으로써 기존의 인터넷에서 액세스 네트워크 자체에 보유한 기능과 TCP 기능과의 중복성을 없애 더욱더 효율적인 에러 및 트래픽 제어가 가능하며,
다섯째, 액세스 네트워크에서 추가의 라우팅을 수행하지 않고 액세스 네트워크 자체 기능을 이용함으로써 전체 인터네트워킹에서의 규모성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (12)

  1. 종단 호스트들이 액세스 네트워크를 통하여 백본 네트워크에 연결된 종단 노드들을 통하여 통신을 하는 방법에서,
    백본 네트워크에 연결되어 있는 송신측 종단 노드가, 송신측 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크로부터 수신측 종단 호스트에 대한 식별자 정보를 포함하는 패킷을 수신하는 단계;
    상기 송신측 종단 노드가 상기 수신한 패킷에 백본 네트워크에서의 트래픽 흐름을 제어하고 에러를 제어하기 위한 TCP(transport control protocol) 헤더를 추가하는 단계; 및
    상기 송신측 종단 노드가 상기 TCP 헤더가 추가된 패킷을 상기 백본 네트워크를 통하여 수신측 종단 노드로 라우팅시키는 단계
    를 포함하는, 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 헤더를 추가하는 단계는
    상기 송신측 종단 노드가 수신된 패킷으로부터 상기 송신측 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크에 대한 네트워크 프레임 헤더를 제거하는 단계; 및
    상기 액세스 네트워크 프레임 헤더가 제거된 패킷에 대하여 TCP 헤더를 추가하는 단계
    를 포함하는, 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서
    상기 수신측 종단 노드가
    상기 백본 네트워크를 통하여 패킷을 전달받는 단계;
    상기 패킷으로부터 상기 TCP 헤더를 제거하는 단계; 및
    상기 TCP 헤더가 제거된 패킷을 수신측 종단 호스트가 연결되어 있는 액세스 네트워크로 전달하여 상기 수신측 종단 호스트로 제공되도록 하는 단계
    를 더 포함하는, 통신 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 액세스 네트워크가 송신측 종단 호스트로부터 전송되는 패킷을 수신하여 상기 송신측 종단 노드로 전달하는 단계를 더 포함하고,
    상기 액세스 네트워크는 해당 프로토콜에 따라 종단 호스트와 종단 노드 사이의 트래픽 제어 및 에러 제어를 수행하는, 통신 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 백본 네트워크에서, TCP 계층의 정보와 상관없이, 상기 패킷이 IP 헤더의 호스트 식별자 정보에 기반하여 수신측 종단 노드로 전달되는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  6. 종단 호스트들이 액세스 네트워크를 통하여 백본 네트워크에 연결된 종단 노드들을 통하여 통신을 하는 방법에서,
    데이터를 송신하고자 하는 종단 호스트가 응용 패킷을 생성하는 단계;
    상기 응용 패킷에 수신 경로 및 목적지 경로에 해당하는 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP(internet protocol) 헤더를 추가하여 IP 패킷을 생성하는 단계;
    상기 IP 패킷에 상기 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크에 대한 네트워크 프레임 헤더를 추가하여 프레임을 생성하는 단계; 및
    상기 프레임을 상기 액세스 네트워크로 전송하는 단계
    를 포함하는, 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 종단 호스트로부터의 프레임은 상기 액세스 네트워크에서의 트래픽 및 에러 제어 처리를 통하여 제어되면서 상기 백본 네트워크에 연결된 종단 노드로 전달되는, 통신 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 종단 호스트가
    상기 액세스 네트워크로부터 프레임을 수신하고, 상기 프레임은 네트워크 프레임 헤더, 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP 헤더, 응용 식별자를 포함하는 응용 헤더 및 데이터를 포함하는, 단계;
    상기 수신된 프레임에서 네트워크 프레임 헤더를 제거하여 IP 패킷을 획득하는 단계; 및
    상기 IP 패킷에서 응용 헤더를 제거하여 최종적으로 데이터를 획득하는 단계
    를 더 포함하는, 통신 방법.
  9. 백본 네트워크에 연결되어 있으며, 액세스 네트워크를 통하여 종단 호스트들 사이의 통신을 수행하는 통신 노드에서,
    하나의 액세스 네트워크로부터 패킷--상기 패킷은 네트워크 프레임 헤더, 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP 헤더, 응용 식별자를 포함하는 응용 헤더 및 데이터를 포함함--을 수신하는 네트워크 인터페이스 계층;
    상기 패킷으로부터 네트워크 프레임 헤더를 제거하여 IP 패킷을 획득하는 IP 계층; 및
    상기 IP 패킷에 백본 네트워크에서의 트래픽 흐름을 제어하고 에러를 제어하기 위한 TCP(transport control protocol) 헤더를 추가하여 상기 백본 네트워크로 전달하는 TCP 계층
    을 포함하는, 통신 노드.
  10. 제9항에 있어서
    백본 네트워크로부터 패킷을 제공받은 경우,
    상기 TCP 계층을 통하여 TCP 헤더가 포함되어 있는 패킷이 수신되고,
    상기 IP 계층을 통하여 상기 패킷으로부터 TCP 헤더가 제거되고,
    상기 네트워크 인터페이스 계층을 통하여 상기 패킷이 송신되는 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크에 관련된 네트워크 프레임 헤더가 상기 패킷에 추가되어 상기 액세스 네트워크로 전송되는, 통신 노드.
  11. 제9항에 있어서
    상기 종단 호스트는,
    송신하고자 하는 데이터에 응용 식별자를 포함하는 응용 패킷을 생성하는 응용 계층;
    상기 응용 패킷에 수신 경로 및 목적지 경로에 해당하는 호스트 식별자 정보를 포함하는 IP(internet protocol) 헤더를 추가하여 IP 패킷을 생성하는 IP 계층; 및
    상기 IP 패킷에 상기 종단 호스트가 접속되어 있는 액세스 네트워크에 대한 네트워크 프레임 헤더를 추가하여 프레임을 생성하여 상기 액세스 네트워크로 전송하는 네트워크 인터페이스 계층
    을 포함하는, 통신 노드.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 액세스 네트워크는 해당 프로토콜에 따라 종단 호스트와 통신 노드 사이의 트래픽 제어 및 에러 제어를 수행하는, 통신 노드.


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