KR100287909B1 - 무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법 - Google Patents

무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법 Download PDF

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무선 랜 억세스 포인트(Access point) 장비의 패킷 릴레이(Packet relay) 방법에 관한 것으로 특히, 통신 트래픽(traffic)이 많은 백-본(backbone) 망에서 억세스 포인트 장비가 동작할 경우 장비의 패킷 핸들링(handling)에 따르는 중앙처리장치의 로드(load)를 최소화하기에 적당한 무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법에 관한 것이다. 이와 같은 무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법은 유선 랜(LAN) 상의 여러 패킷중 임의의 억세스 포인트의 기본 서비스 셋(BSS) 테이블에 속한 패킷만을 상기 억세스 포인트에서 수신하는 단계, 상기 패킷이 자신의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 속하는 임의의 스테이션으로 가는 패킷인지를 판단하는 단계, 상기 판단결과 상기 패킷이 자신의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 속하는 상기 임의의 스테이션으로 가는 패킷이면 상기 패킷을 관리 패킷 처리함과 동시에 상기 패킷의 미디어 억세스 콘트롤(MAC) 어드레스를 상기 임의의 억세스 포인트의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 저장하는 단계를 포함한다.

Description

무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법
본 발명은 무선(wireless) 랜(local area network : 이하, LAN 이라 함) 억세스 포인트(Access point) 장비의 패킷 릴레이(Packet relay) 방법에 관한 것으로 특히, 통신 트래픽(traffic)이 많은 백-본(backbone) 망에서 억세스 포인트 장비가 동작할 경우 장비의 패킷 핸들링(handling)에 따르는 중앙처리장치의 로드(load)를 최소화하기에 적당한 무선 LAN 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법에 관한 것이다.
억세스 포인트 장비는 무선 LAN 서비스 영역과 기존 유선 LAN의 연동 서비스를 지원하는 장비로서 한 개 이상의 유선 LAN 맥(Media Access Control : 이하, MAC이라 함)과 한 개 이상의 무선 LAN MAC을 포함하고 있다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 무선 LAN MAC에 대한 정의에 따르면 억세스 포인트는 자신의 무선 LAN 서비스(service) 영역을 관리하기 위해 인증(Authentication)과 조합(Association)의 과정을 거치게 되며, 조합(Association) 과정을 마친 스테이션(station) 만이 해당 억세스 포인트의 BSS(Basic Synchronized Subset) 즉, 일반 공중에 의해 직접 수신되는 것을 목적으로 방송전파를 발사 또는 재전송 하는 것에 속하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 무선 LAN 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 종래 무선 랜(LAN) 시스템 블록 구성도이다.
종래 무선 LAN 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 무선 LAN 서비스 영역과 기존 유선 LAN의 연동 서비스를 제공하기 위한 억세스 포인트(1)(2)와, 공중으로 전파를 발생시키는 복수개의 스테이션(Station)들(3)(4)(5)(6)(7)과, 상기 억세스 포인트(1)(2)와 유선 연결된 대규모적인 통신망인 백-본망(8)으로 구성된다.
기존 억세스 포인트에서는 무선 LAN 스테이션(3)(4)(5)(6)(7)에 유무선 연동 서비스를 위해서 기존 유선 LAN의 패킷(packet)을 무선 LAN으로 전달하는 MAC 레벨 브릿지(level bridge) 형태의 패킷 릴레이(packet relay) 동작을 수행한다.
브릿지 형태의 패킷 릴레이를 지원하기 위해서 일반적인 억세스 포인트에서는 유선 LAN 상의 패킷을 받아서 자신의 무선 LAN 서비스 영역(BSA : Basic Service Area)의 스테이션(3)(4)(5)(6)(7)으로 가는 경우 패킷을 무선LAN 영역으로 릴레이한다.
도 2는 종래 무선 랜 시스템에서 억세스 포인트의 블록 구성도이고, 도 3은 종래 유선 맥 프로세싱을 나타낸 블록 구성도이다.
종래 무선 랜 시스템에서 억세스 포인트의 구성은 도 2에 나타낸 바와 같은데 브릿지 형태의 패킷 릴레이를 지원하기 위해서 일반적인 억세스 포인트에서는 유선 LAN 상의 패킷을 분배 시스템 인터페이스(13)에서 프라미스큐스 모드(promiscuous mode)로 받아서 관리 및 브릿징(bridging)부(12)로 전달하고, 관리 및 브릿징부(12)에서는 프로토콜 스택(14)에 맞춰 패킷이 자신의 무선 LAN 서비스 영역의 스테이션으로 가는 경우 무선 인터페이스(11)를 통해 패킷을 무선LAN 영역으로 릴레이한다.
이를 위해서는 BSA(Basic Service Area)에서 관리하는 스테이션의 BSS 테이블(Basic Service Set table)이 필요하고 유선 LAN을 통해 분배 시스템 인터페이스(13)로부터 받은 MAC 프레임을 어드레스 분해부(15) 및 패킷 처리부(16)을 거쳐 BSS table과 비교하여 BSA에 존재한다는 것을 확인하는 절차가 필요하게 된다.
이때 일반적으로 MAC 프레임은 유선 LAN MAC 프레임에서 무선 LAN MAC 프레임으로 변환이 일어나게 된다.
이러한 유무선 프레임 처리 동작은 프레임 포맷의 유사성에 근거한다.
유선 MAC 프레임은 전송 양단간의 어드레스만을 헤더(header)로 가지며, 무선 MAC은 전송 양단 외에 유선 포틀(portal)의 역할을 하는 억세스 포인트의 MAC 어드레스를 추가로 프레임 헤더에 포함하고 있다.
이 차이에 의해 유선 MAC 프레임에는 무선 LAN으로 넘어가는 프레임이 거쳐가는 억세스 포인트의 정보가 존재할 수 없고 억세스 포인트는 어떤 프레임을 자기가 받아서 해석해야 하는지를 MAC 프레임을 보고는 판단 할 수가 없게 된다.
즉, 프라미스큐스 모드에서 억세스 포인트는 자신의 BSS로 가는 프레임을 릴레이하기 위해 유선 LAN 미디어(media) 상의 모든 프레임을 받아 자신의 BSS 테이블의 테이블 관리부(17)의 MAC 어드레스 엔트리(entry)와 비교해야 한다는 것이다.
이때, 상기 억세스 포인트는 유선 LAN 상의 모든 패킷만을 하드웨어적으로 읽어들이기만 하고, 읽어들인 패킷이 자신의 BBS 테이블에 속하는가에 대하여는 중앙처리장치에서 소프트웨어적으로 처리하게 된다.
도 4는 종래 억세스 포인트의 맥 패킷 처리 방법을 나타낸 도면이다.
종래 억세스 포인트의 맥 패킷 처리 방법은 도 4에 나타낸 바와 같이, 프라미스큐스 모드(Promiscuous mode)로 동작하는 억세스 포인트는 우선 유선 LAN 상의 모든 패킷을 읽어 들인다.(100)
이어서, MAC 어드레스와 수신된 패킷을 비교하여 필터링한다.(101)
이어서, 자신의 BSS 테이블에 속하는 스테이션으로 가는 패킷인지 판단한다.(102) 이때, 상기 판단(102)은 패킷을 릴레이(relay) 할 것인지 판단하기 위해서 패킷을 호스트 메모리(host memory)로 읽어 들이는 루틴(routine), 메모리 블록(memory block)할당, 반환 루틴(routine), 어드레스 비교 루틴(address compare routine)등의 동작을 수행한다.
판단결과(102) 자신의 BSS 테이블에 속하는 스테이션으로 가는 패킷이 아니면 패킷을 드롭시킨다.(104)
그러나, 판단결과(102) 자신의 BSS 테이블에 속하는 스테이션으로 가는 패킷이면 상기 패킷이 관리 패킷인가를 판단한다.(103)
판단결과(103) 관리 패킷이면 관리 패킷 처리를 한다.(105) 이때, MAC 어드레스를 맥 어드레스 테이블(106)에 등록한다.
그러나, 판단결과(103) 관리 패킷이 아니면 테이터 패킷 처리한다.(107)
이와 같은 종래 무선 랜 시스템에 있어서는 억세스 포인트가 유선 LAN 상의 모든 패킷을 읽어들여 자신의 BSS 테이블에 속하는 스테이션으로 가는 패킷인지를 판단해야 하는데 이는 중앙처리장치(CPU)의 연산능력을 필요로 하였다.
결국, 유선 LAN 상에 지나다니는 모든 packet에 대해 무선 LAN으로 packet을 릴레이 할 것인지 판단하기 위해서는 패킷을 메모리로 읽어 들이는 루틴, 메모리 블록 할당, 반환 루틴 및 어드레스 비교 루틴 등의 동작을 수행해야 하므로 중앙처리장치는 오버헤드(overhead)를 필요로 하게 된다.
이런 중앙처리장치 연산 오버헤드는 유선 망상의 데이터 트래픽(data traffic)이 많을수록 크게 요구되며, 이를 고려하지 않고 중앙처리장치를 선정하게 되면 시스템 자체의 성능 저하를 가져오게 된다.
따라서 이러한 프라미스큐스 모드 패킷 릴레이 방식은 실제 처리할 트래픽이 요구하는 것보다 큰 중앙처리장치의 성능을 요구하게 되고, 이는 제품의 단가 산정에 부담으로 작용하는 문제점이 있었다.
또한 이러한 처리방식이 요구하는 중앙처리장치의 연산 시간과 메모리 역시 시스템 개발 단가를 올리는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 억세스 포인트의 유선 LAN MAC이 프라미스큐스 모드로 동작하지 않고 자신의 BSS 테이블에 속한 스테이션의 MAC 어드레스만을 받아들이도록 하여 중앙처리장치의 오버헤드를 줄일 수 있는 무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 유선 랜(LAN) 상의 여러 패킷중 임의의 억세스 포인트의 기본 서비스 셋(BSS) 테이블에 속한 패킷만을 상기 억세스 포인트에서 수신하는 단계, 상기 패킷이 자신의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 속하는 임의의 스테이션으로 가는 패킷인지를 판단하는 단계, 상기 판단결과 상기 패킷이 자신의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 속하는 상기 임의의 스테이션으로 가는 패킷이면 상기 패킷을 관리 패킷 처리함과 동시에 상기 패킷의 미디어 억세스 콘트롤(MAC) 어드레스를 상기 임의의 억세스 포인트의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 저장하는 단계를 포함한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, LAN간의 패킷 릴레이를 위한 억세스 포인트 구현시 개발 단가를 낮추고 성능을 개선시킬 수 있다.
도 1은 종래 무선 랜 시스템 블록 구성도
도 2는 종래 무선 랜 시스템에서 억세스 포인트의 블록 구성도
도 3은 종래 유선 맥 프로세싱을 나타낸 블록 구성도
도 4는 종래 억세스 포인트의 맥 패킷 처리 방법을 나타낸 도면
도 5는 본 발명 유선 맥 프로세싱을 나타낸 블록 구성도
도 6은 본 발명 억세스 포인트의 맥 패킷 처리 방법을 나타낸 도면
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20 : 백본망 21 : 분배 시스템 인터페이스
22 : 어드레스 분해부 23 : 패킷 처리부
24 : 테이블 관리부 25 : 멀티 어드레스 MAC 처리부
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명 유선 MAC 프로세싱을 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명 유선 MAC 프로세싱에서 제시하는 억세스 포인트의 기본적인 동작은 위의 종래에서 언급한 바와 같다.
본 발명 유선 MAC 프로세싱은 백본망(20)과, 상기 백본망(20)으로부터의 MAC 프레임을 분배하고, 분배된 MAC 프레임을 어드레스 분해하는 멀티 어드레스 MAC 장치부(25)와, 상기 분해된 MAC 프레임을 처리하는 패킷 처리부(23)와, 상기 패킷 처리부(23)를 거친 MAC 패킷을 비교하는 테이블 관리부(24)로 구성된다.
이때, 상기 멀티 어드레스 MAC 장치부(25)는 MAC 프레임을 분배하는 분배 시스템 인터페이스(21)와, 상기 분배 시스템 인터페이스(21)로부터 받은 MAC 프레임을 어드레스 분해하는 어드레스 분해부(22)로 구성된다.
즉, 상기 멀티 어드레스 MAC 장치부(25)는 억세스 포인트의 유선 LAN MAC이 억세스 포인트를 관리하는 BSS에 속한 Station의 MAC address만을 받아들이도록 한다.
이때, 테이블 관리부(24)에서 처리하는 스테이션 MAC 어드레스에 대한 동적 추가 메카니즘(mechanism)은 억세스 포인트의 무선 BSS로부터 스테이션이 조합 서비스(association service)를 신청하게 되면 억세스 포인트는 해당 스테이션에 대한 조합(association)을 허가할 지의 여부를 판단하여 허가할 경우 그 단에서 BSS 테이블에 스테이션을 추가한다. 이 때 BSS 테이블의 인덱스(INDEX)에 해당하는 값을 멀티 어드레스 MAC 장치부(25)의 어드레스 분해부(22) 테이블의 인덱스로 변환하여 어드레스 분해부(22)의 테이블을 구성하게 된다.
또한 스테이션의 BSS 전이(transition) 과정에서 수신되는 재조합 서비스(reassociation service)를 처리할 때에도 앞에서 설명한 바와 같다.
그리고, 테이블 관리부(24)에서 처리하는 스테이션 MAC 어드레스에 대한 동적 삭제 메카니즘은 억세스 포인트의 무선 BSS로부터 스테이션이 분해 서비스(disassociation service)를 신청하게 되면 억세스 포인트는 해당 스테이션의 분해 허락을 협상(negotiation) 없이 허가해야만 한다.
따라서 분해(disassociation) 요청을 받게 되면 바로 BSS 테이블과 어드레스 분해부(22)의 테이블로부터 해당 스테이션의 MAC 어드레스를 삭제한다.
만일 인증 해제 프레임(deauthentication frame)을 수신했을 경우에는 인증 해제 서비스 자체가 분해 서비스를 포함하는 개념이므로 분해와 마찬가지의 처리를 하면 된다.
이와 같은 처리를 통해 BSS 테이블과 어드레스 분해부(22) 테이블의 처리에 있어 동기를 맞출 수 있게 된다.
따라서 현재의 억세스 포인트의 BSS에 등록된 스테이션으로 향하는 패킷만 멀티 어드레스 MAC 장치부(25)가 처리 가능한 MAC 장치부(25)에 의해 하드웨어적으로 필터링(filtering) 되어 소프트웨어(software)인 패킷 처리부(23)로 전달된다.
따라서 억세스 포인트의 중앙처리장치(CPU)가 처리할 패킷의 수는 BSS에 등록된 스테이션으로 가는 패킷으로 제한되며 중앙처리장치의 오버헤드(overhead)를 줄일 수 있게 되는 것이다.
도 6은 본 발명 억세스 포인트의 맥 패킷 처리 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명 억세스 포인트의 맥 패킷 처리 방법은 도 6에 나타낸 바와 같이, 유선 LAN 상의 여러 패킷중 멀티 어드레스 MAC 장치부(25)에서 MAC 어드레스 테이블(203)을 참조하여 자신의 BSS 테이블에 속한 패킷만을 수신한다.(200)
이어서, 자신의 BSS 테이블에 속하는 스테이션으로 가는 패킷인지 판단한다.(201)
판단결과(201) 자신의 BSS 테이블에 속하는 스테이션으로 가는 패킷이 아니면 데이터 패킷 처리를 한다.(204)
그러나, 판단결과(201) 자신의 BSS 테이블에 속하는 스테이션으로 가는 패킷이면 관리 패킷 처리를 한다.(202) 이때, MAC 어드레스를 맥 어드레스 테이블(203)에 등록한다.
이상의 설명에서와 같은 본 발명은 맥 브릿징이 하드웨어(hardware)에서 이루어지므로 프라미스큐스 모드(promiscuous mode) 동작에 따른 중앙처리장치의 오버헤드를 덜 수 있다.
즉, 일반적으로 유선 LAN과 무선 LAN이 연동되는 network에서 무선 LAN으로 가는 패킷이 전체의 약 1/5 이라 가정할 때, 프라미스큐스 모드로 동작하는 억세스 포인트에 비해 약 80%의 오버헤드를 줄여 이종 LAN간의 패킷 릴레이를 위한 억세스 포인트 구현시 개발 단가를 낮추고 성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 유선 랜(LAN) 상의 여러 패킷중 임의의 억세스 포인트의 기본 서비스 셋(BSS) 테이블에 속한 패킷만을 상기 억세스 포인트에서 수신하는 단계;
    상기 패킷이 자신의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 속하는 임의의 스테이션으로 가는 패킷인지를 판단하는 단계;
    상기 판단결과 상기 패킷이 자신의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 속하는 상기 임의의 스테이션으로 가는 패킷이면 상기 패킷을 관리 패킷 처리함과 동시에 상기 패킷의 미디어 억세스 콘트롤(MAC) 어드레스를 상기 임의의 억세스 포인트의 상기 기본 서비스 셋 테이블에 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 임의의 스테이션을 상기 기본 서비스 셋 테이블에 등록하는 단계는 상기 억세스 포인트의 상기 기본 서비스 셋 테이블로부터 상기 스테이션이 조합 서비스를 신청하는 단계와, 상기 억세스 포인트가 상기 스테이션에 대한 조합을 허가할 지의 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 임의의 스테이션을 상기 기본 서비스 셋 테이블에서 삭제하는 단계는, 상기 억세스 포인트의 상기 무선 기본 서비스 셋 테이블로부터 상기 스테이션이 분해 서비스를 신청하는 단계와, 상기 분해 서비스 신청에 따라 상기 억세스 포인트가 상기 스테이션의 분해 허락을 협상 없이 허가하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 랜 억세스 포인트 장비의 패킷 릴레이 방법.
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