KR100355752B1

KR100355752B1 - 인터넷 프로토콜 ｉｐ 패킷 전달 방법 및 이동 ｉｐ 시스템

Info

Publication number: KR100355752B1
Application number: KR1020000008965A
Authority: KR
Inventors: 첸샤오바오; 크리아라스로안니스; 파파렐라안드레아
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2002-10-19
Also published as: JP2000253068A; CA2298271A1; EP1032178B1; CN1264977A; AU731290B2; ES2243032T3; DE69925453T2; KR20000076718A; AU1847900A; JP3545986B2; DE69925453D1; BR0000376A; US6842456B1; EP1032178A1

Abstract

본 발명은 인터넷 프로토콜 IP 패킷을 이동 노드(a mobile node)로 전달하는 방법에 관한 것이다. 이동 노드는 홈 네트워크 내에 있는 홈 어드레스를 구비하며, 외래 에이전트(a foreign agent)를 구비하는 외래 네트워크 내에 일시적으로 접속할 수 있다. IP 패킷은 IP 패킷이 전달될 목적지 어드레스를 포함하는 헤더 부(a header portion)를 구비한다. 본 방법은 홈 네트워크에서 이동 노드의 홈 어드레스에 대응하는 목적지 어드레스를 포함하는 IP 패킷을 수신하는 단계와, IP 패킷의 헤더 부로부터 이동 노드의 홈 어드레스를 제거하고 이를 외래 에이전트 전교(轉交)(care-of) 어드레스로 대체함으로써 IP 패킷을 수정하는 단계와, 이동 노드 식별자를 IP 패킷에 부착하는 단계와, 수정된 IP 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.

Description

인터넷 프로토콜 ＩＰ 패킷 전달 방법 및 이동 ＩＰ 시스템{NON-ENCAPSULATION MOBILE IP}

본 발명은 인터넷 프로토콜에 부합하며 네트워크 내의 호스트 터미널 사이에서 전달되는 패킷에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 한 호스트 터미널이 네트워크 사이에서 이동할 때 호스트 터미널 사이의 네트워크 접속성(connectivity) 유지에 관한 것이다.

현재의 인터넷 프로토콜(internet protocol : IP) 기술과 이동 IP 기술은 특정 네트워크(홈 네트워크)에 정규적으로 접속되는 호스트 터미널이나 호스트 노드가 다른 네트워크(외래 네트워크)에 일시적으로 접속되어도 홈 네트워크 내의 자신의 어드레스에서 호스트 터미널로 전달된 IP 패킷이나 메시지를 여전히 수신하도록 한다. 자신의 네트워크 부착 지점을 변경하는 이러한 호스트 터미널은 이동 노드(a mobile node)로 알려져 있다.외래 네트워크 내에서도 여전히 IP 패킷을 수신하기 위해, 이동 노드는 자신의 홈 네트워크 내에 있는 이른바 "홈 에이전트(home agent)"에 등록해야 한다. 자신의 홈 에이전트에 등록함에 있어서, 이동 노드는 홈 에이전트에게 자신의 외래 네트워크에서 어드레스될 수 있는 "전교(轉交)(care-of)" 어드레스를 제공한다. 그러면, 홈 에이전트는 홈 네트워크 내의 트래픽을 모니터하고, 홈 에이전트가 홈 네트워크 내의 이동 노드의 홈 어드레스에 대응하는 목적지 어드레스를 운반하는 IP 패킷을 식별하면, IP 패킷을 가로챈다. 그런 다음, 홈 에이전트는 IP 패킷을 "재포장(re-packages)"하여 이를 외래 네트워크의 "전교" 어드레스에 있는 노드로 전달한다.

"전교" 어드레스는 같은 장소에 배치된 "전교" 어드레스나 외래 에이전트 "전교" 어드레스일 수 있다.

홈 네트워크 내의 어드레스로 예정된 IP 패킷을 외래 네트워크 내의 "전교" 어드레스로 전달하는 기법은 이동 IP 내에서 "터널링(tunneling)"이라 알려져 있다. "전교" 어드레스로 IP 패킷을 "터널링"함에 있어서 원래 IP 패킷에 관한 정보가 재포장된 IP 패킷 내에 보유된다는 사실은 중요하다. 예를 들어, IP 패킷의 원래 패이로드(또는 정보 부분)를 유지함은 물론, "전교" 어드레스에 있는 이동 노드는 "재포장된" IP 패킷 내에서 IP 패킷을 원래 전달한 소스 어드레스와 홈 네트워크 내의 이동 노드의 홈 어드레스를 여전히 식별할 수 있어야 한다.

IP 패킷을 이동 노드의 "전교" 어드레스로 "터널링"하기 위해 이동 IP 내에서 알려진 한 기법은 원래 IP 패킷을 IP 패킷 패이로드로서 새로운 IP 패킷으로 캡슐화(encapsulate)한다. 즉, 원래 IP 패킷은 그 내용이 전혀 변경되지 않은 채로 새로운 IP 패킷의 패이로드(또는 정보 부분)로서 결합된다. "전교" 어드레스가 새로운 IP 패킷에 새로운 목적지 주소로서 추가되고, 새로운 IP 패킷의 소스 어드레스는 홈 에이전트로서 식별된다. 수신 시, "전교" 어드레스에 있는 이동 노드는 새로운 IP 패킷 상의 "포장(wrapping)"을 제거하여 원래 IP 패킷을 회복한다.

이 기법은 많은 단점을 갖는다. 그 중 하나는 "재포장된" IP 패킷이 원래 IP 패킷보다 길다는 것이다. 다른 단점은 재포장된 IP 패킷이 기존의 IP QoS(quality of service) 표준과 부합하는 QoS 규약의 지원을 촉진하지 못한다는 것이다.

각각의 IP 패킷은 이와 관련하여 IP 패킷 전송과 연관된 QoS를 식별하는 흐름 식별 정보(flow identification information)를 IP 패킷 내에 포함하고 있다. 흐름 식별 정보는 IP 패킷 내의 고정된 장소에 존재하는데, 여기서 QoS 가능(capable) 라우팅/스위칭 구성요소가 이를 위치시키고 이에 의존하여 동작할 수 있다. 그러나, 캡슐화 터널링 기법에서, 소스 발생(source originating)에 의해 IP 패킷 내에 포함된 흐름 식별 정보는 홈 에이전트와 "전교" 어드레스 사이에서 이용할 수 없다.

따라서, 통상적인 이동 IP에 있어서 이러한 캡슐화 기법(이들 중 하나는 IP 내 IP(IP-in-IP) 캡슐화로 알려짐)에서 근본적인 문제는, 홈 에이전트에서 이동 노드로의 프로토콜 ID와 IP 패킷은 물론 원래 소스 어드레스(즉, 대응 노드의 어드레스)와 실제 목적지 어드레스(즉, 이동 노드의 홈 어드레스)를 은폐(shield)한다는 것이다. 또한, 캡슐화 이동 IP는 패이로드 인프라스트럭쳐(payload infrastructure)를 변경하여(원래 IP 헤더는 패이로드의 일부가 됨), 수정이나 변경을 검출할 수 있도록 라우터도 따라서 변경되지 않는다면 흐름 구별에 실패하게 된다. 라우터를 변경하거나 약간만 수정을 해도 기존의 모든 라우터를 재설계, 재배치해야 한다. 이는 네트워크의 제어와 관리를 훨씬 더 복잡하게 한다. 또한, 보안 제어 및 상호 동작성(inter-operability)의 관점에서 많은 문제점을 야기한다.

따라서, 본 발명의 목적은 이동 노드의 "전교" 어드레스로 IP 패킷을 라우팅하는 동안 소스에 의해 전달된 원래 IP 패킷 내에 포함된 흐름 식별 정보를 이용가능하게 만드는 "터널링" 기법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 인터넷 프로토콜 IP 패킷을 이동 노드(a mobile node)로 전달하는 방법이 제공되는데, 이 이동 노드는 홈 네트워크 내에 있는 홈 어드레스를 구비하며, 외래 에이전트를 구비하는 외래 네트워크 내에서 일시적으로 접속가능하고, IP 패킷은 IP 패킷이 전달되는 목적지 어드레스를 포함하는 헤더 부(a header portion)를 구비하며, 본 방법은 홈 네트워크에서 이동 노드의 홈 어드레스에 대응하는 목적지 어드레스를 포함하는 IP 패킷을 수신하는 단계와, IP 패킷의 헤더 부로부터 이동 노드의 홈 어드레스를 제거하고 이를 외래 에이전트 전교(轉交)(care-of) 어드레스로 대체함으로써 IP 패킷을 수정하는 단계와, 이동 노드 식별자를 IP 패킷에 부착하는 단계와, 수정된 IP 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명은 기존의 이동 IP 표준에 부합하면서 IP 패킷을 터널링하는 새롭고 유리한 비캡슐화 이동 IP(non-encapsulation mobile IP : NEMIP) 기법을 제공한다.

이 기법은 필요한 라우팅 정보를 유지하여 홈 네트워크 내의 이동 노드로 어드레스된 IP 패킷이 외래 네트워크 내의 이동 노드의 현재 "전교" 어드레스로 전달되도록 함과 동시에, IP 패킷의 발생지(originator)가 요청한 흐름 식별 정보를 대응 노드로 알려진) 발생지와 홈 네트워크 사이는 물론, 홈 네트워크와 외래 네트워크 사이의 모든 라우팅 스위치에서 볼 수 있도록(visible) 유지한다.

유리하게도, 본 발명은 흐름 식별 정보가 라우팅 스위치를 전혀 변경하지 않고도 식별될 수 있도록 한다. 표준 라우팅 스위치는 비캡슐화 이동 IP 패킷을 라우팅할 수 있다.

유리하게도, 본 발명은 원래 IP 패킷의 헤더의 단순성이 유지되고, 새로운 IP 패킷의 길이가 최소화되는 터널링 기법을 제공한다. 이는 IP 패킷의 길이가 상당히 늘어나는 종래 기술과는 대조적인 것이다. 따라서 본 발명은 통상적인 기법보다 단순하고 짧은(절반) 처리 오버헤드(processing overhead)를 제공한다. 그러므로, 이동/무선 네트워크 내의 무선 링크를 가로질러 사용하는 데 보다 적합하다.

또한, 본 발명의 비캡슐화 이동 IP 기법은 전송 효율을 증가시킨다. 이는 오디오, 비디오와 같이 보통 짧지만 빠른 데이터 패킷 특성을 갖는 실시간 멀티미디어 애플리케이션에 있어 특히 중요하다. 결과적으로, 이 기법은 무선/이동 멀티미디어 서비스를 지원하기 위해 이동 IP를 사용함으로 인한 문제점을 상당히 감소시킨다.

더욱이, 본 발명에 따른 비캡슐화 이동 IP는 보다 단순하고 간단한 IP 패킷 터널링으로 인해, QoS를 지원하기 위한 IPv4로부터 IPv6까지 표준 캡슐화 기법보다 용이하게 적용된다.

바람직하게, 청구항 1에 기재된 방법은 외래 네트워크 내에 있는 각 이동 노드에 고유한 이동 노드 식별자를 할당하는 단계를 더 포함한다. 고유 이동 노드 식별자 할당 단계는 외래 에이전트에 의해 수행될 수도 있다. 본 방법은 외래 네트워크 내의 이동 노드에 할당된 고유 이동 노드 식별자를 홈 네트워크에 통지하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 방법은 이동 노드의 홈 어드레스를 외래 네트워크 내의 이동 노드 식별자와 함께 저장하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 방법은 외래 에이전트 내의 수정된 IP 패킷을 수신하는 단계와, IP 패킷의 헤더 부분으로부터 외래 에이전트의 어드레스를 제거하고 이를 이동 노드의 홈 어드레스로 대체함으로써 IP 패킷을 수정하는 단계와, IP 패킷을 외래 네트워크 내의 이동 노드로 전달하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

본 방법은 수신한 수정된 IP 패킷의 고유 이동 노드 식별자를 저장된 이동노드 식별자와 비교하되, 그 일치 여부에 따라 제거 및 전달 단계가 수행되는 단계를 더 포함할 수 있다.

다수의 이동 노드가 외래 네트워크에 일시적으로 접속될 수 있으며, 여기에서 다수의 이동 노드 식별자는 이동 노드의 상기 홈 어드레스와 함께 저장된다.

본 방법은 이동 노드의 홈 어드레스를 홈 네트워크 내의 이동 노드의 임시 어드레스와 함께 저장하는 단계를 더 포함하되, IP 패킷을 수신하는 단계는 목적지 어드레스를 저장된 홈 어드레스와 비교하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 다수의 홈 어드레스는 대응하는 다수의 임시 어드레스와 함께 저장될 수도 있다.

IP 패킷의 헤더 부분은 IP 패킷을 원래 보낸 소스 어드레스를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이동 IP 시스템에 있어서, 홈 네트워크 내에 있는 홈 어드레스를 구비하고 외래 에이전트를 구비하는 외래 네트워크 내에 일시적으로 접속할 수 있는 이동 노드가 제공되는데, 이동 노드의 홈 네트워크는 이동 노드의 홈 어드레스에 대응하는 목적지 어드레스를 갖는 IP 패킷을 수신하도록 변경되고 이러한 IP 패킷에 응답하여 IP 패킷을 수정하기 위해 변경되는 홈 에이전트를 구비하되, IP 패킷은 IP 패킷으로부터 이동 노드의 홈 어드레스를 제거하고 이를 외래 에이전트의 전교 어드레스로 대체하고, IP 패킷에 고유 이동 노드 식별자를 부착함으로써 수정된다.

외래 에이전트는 이동 노드의 홈 어드레스와 함께 고유 이동 노드 식별자를 저장하는 수단을 포함할 수 있다.

홈 에이전트는 이동 노드의 홈 어드레스와 외래 에이전트의 전교 어드레스와 함께 고유 이동 노드 식별자를 저장하는 수단을 포함한다.

외래 에이전트는 이동 노드에 고유 이동 노드 식별자를 할당하기 위해 변경될 수 있다.

도 1은 홈 네트워크(a home network), 대응 네트워크(a correspondent network) 및 외래 네트워크(a foreign network)를 포함하는 네트워크 구성을 도시하는 도면,

도 2(a) 내지 도 2(c)는 IP 패킷의 표준 포맷을 도시하는 도면,

도 3은 홈 네트워크의 홈 에이전트 메모리를 개략적으로 도시하는 도면,

도 4(a)는 홈 네트워크 내의 이동 노드로의 전송을 위해 대응 네트워크에 의해 구성된 IP 패킷을 도시하는 도면,

도 4(b)는 종래 기술에 따라 외래 네트워크로 회송(re-direct)하기 위한 수정된 IP 패킷을 도시하는 도면,

도 5(a)는 홈 네트워크 내의 이동 노드로의 전송을 위해 대응 노드에 의해 구성된 IP 패킷을 도시하는 도면,

도 5(b)는 설명한 구현에 따라 외래 네트워크로 회송하기 위한 수정된 IP 패킷을 도시하는 도면,

도 6은 외래 네트워크가 외래 에이전트를 포함하는 도 1의 네트워크 구성을 도시하는 도면,

도 7(a)는 홈 네트워크 내의 이동 노드로의 전송을 위해 대응 노드에 의해 구성된 IP 패킷을 도시하는 도면,

도 7(b)는 외래 네트워크가 외래 에이전트를 포함할 때 본 발명에 따라 외래 네트워크로 회송하기 위해 수정된 IP 패킷을 도시하는 도면,

도 8은 도 6의 외래 에이전트 메모리를 개략적으로 도시하는 도면,

도 9는 도 6의 홈 에이전트의 수정된 메모리를 개략적으로 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

41 : 새로운 목적지 어드레스(전교(轉交)(care-of) 어드레스)

42 : 수정된 IP 패킷 50 : IP 패킷

60 : 소스 어드레스 62 : 목적지 어드레스

63 : 패이로드 66 : 프로토콜 ID

도 1을 참조하면, 전형적인 네트워크 구성을 도시하고 있다. IP 패킷이 전달될 이동 노드 MN(8)은 보통 홈 네트워크(2) 내에 위치한다. 이동 노드 MN(8)은 보통 홈 네트워크(2) 내의 특정 어드레스에 위치한다. 이 어드레스는 정적 IP 어드레스(a static IP address)일 필요는 없으며, 이동 노드는 네트워크 내의 임의의 물리적인 지점에 위치할 수도 있지만, 특정 IP 어드레스는 이동 노드 자신(물리적인 접속 지점이라기보다는)에 연관된다. 홈 네트워크는 물리적으로 작은 오피스 시스템을 차지할 수도 있고 다수의 나라를 차지할 수도 있다.

이동 노드 MN(8)은 무선 LAN, 적외선 링크, 무선 전화 링크, 직통 이더넷(direct Ethernet), 토큰 링 네트워크 후크 업(token ring network hook-up)에 의해 홈 네트워크(2)에 접속될 수 있다. "이동 노드"라는 용어는 그 노드가 무선 링크를 통해 네트워크에 접속됨을 의미하지는 않으며, 오히려, 뒤에서 보다 상세히 논의될 바와 같이, 이동 노드가 홈 네트워크(2) 밖에 있는 도 1의 외래 네트워크(6)와 같은 외래 네트워크로 이동함을 의미한다.

또한, 도 1의 구성은 대응 노드(a correspondent node) CN(10)을 포함하는대응 네트워크(4)를 도시하고 있다. 본 발명을 설명하기 위해, 대응 네트워크의 대응 노드 CN(10)이 홈 네트워크(2)의 이동 노드(8)로 IP 패킷을 전달한다고 가정한다. 또한, 대응 노드는 홈 네트워크(2)와는 독립적이고 구별되는 네트워크인 외래 네트워크 내에 있을 수도 있다. 그러나, 외래 네트워크라는 용어는 보통 다른 네트워크(자신의 홈 네트워크) 내에 상주하는 이동 노드를 호스트하는 네트워크를 지칭하도록 사용된다. 이 예를 위해, 홈 네트워크(2)의 이동 노드(8)는 외래 네트워크(6)로 이동했다. 따라서, 이동 노드 MN(8)은 홈 네트워크(2) 안에서는 점선으로 도시되어 보통 그곳에 존재함을 나타내며, 외래 네트워크 FN(6) 내에서는 실선으로 도시되어 외래 네트워크(6) 내에 일시적으로 존재함을 나타낸다.

대응 노드와 대응 네트워크라는 용어는 이동 노드(8)와의 통신 상대(communication peers)를 나타내는 데 사용된다. 대응 노드는 이동 노드가 현재 IP 패킷을 수신하거나 IP 패킷을 송신하는, 즉 통신 중인 (다른 이동 노드일 수 있는) 노드이다. 대응 네트워크는 대응 노드가 접속된 네트워크를 가리키는 데 사용된다. 이동 노드는 자신의 홈 네트워크 내의 대응 노드와 통신할 수 있고, 따라서, 대응 네트워크는 홈 네트워크 자신을 수 있다는 점을 이해해야 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 그리고, 이후에 더 논의할 바와 같이, 홈 네트워크(12)는 홈 에이전트(12)를 더 포함한다.

이동 노드 MN이 보통 홈 네트워크 내에 상주할 때, 대응 노드 CN(10)과 이동 노드 MN 사이의 "정규" 통신의 간략한 예가 이제 주어질 것이다. 도 2(a)를 참조하면, 대응 노드 CN(10)으로부터 이동 노드 MN(8)으로 전달된 IP 패킷(14)의 일반적인 구조를 도시하고 있다.

네트워크 사이에서 전달된 IP 패킷은 일반적으로 참조 번호(14)로 표시되고 도 2(a)에 도시되어 있는데, IP 헤더(30)와 IP 패이로드(22)를 포함하고 있다. IP 패이로드(22)는 이동 노드(8)로 전달될 IP 패킷의 정보 부분이다. 본 논의와 관련된 IP 패킷의 부분은 도 2(b)와 도 2(c)에 도시되어 있다. IP 헤더(30)는 도 2(b)에 도시되어 있으며, 소스 어드레스 부(16), 목적지 어드레스 부(18) 및 프로토콜 ID 부(20)를 포함하고 있다. IP 헤더(30)는 본 설명과는 무관하여 도 2(b)에 도시하지 않은 다른 필드도 포함한다.

도 2(c)를 참조하면, IP 패이로드(32)는 소스 포트 번호(34)와 목적지 포트 번호(36)를 포함한다. 또, IP 패이로드는 본 설명과 무관하여 도시하지 않은 다른 필드도 포함한다.소스 어드레스(16)는 IP 패킷을 보낸 호스트 터미널(대응 노드)의 IP 어드레스이고, 목적지 어드레스(18)는 IP 패킷을 받을 호스트 터미널(이동 노드)의 IP 어드레스이다. 소스 포트 번호(34)는 IP 패킷(14)과 연관된 대응 노드(10)에 있는 애플리케이션에 의해 사용될 포트 번호이다. 목적지 포트 번호는 IP 패킷을 받을 이동 노드(8)의 애플리케이션에 의해 사용되는 포트 번호이다. 기타 용도 외에도, 프로토콜 ID(20)는 소스 애플리케이션으로부터 목적지 애플리케이션으로 IP 패킷을 전송함에 있어 지원되는 QoS의 표지 중 하나로 사용된다. 당업자가 이해하고, 이후에서 논의할 바와 같이, 목적지 및 소스 어드레스는 IP 데이터 패킷을 자신의 목적지로 라우팅하기 위해 홈 네트워크 내의 대응 노드와 이동 노드 사이의 라우팅 스위치에 의해서 사용된다.

라우터나 라우팅 스위치가 QoS를 지원할 때, RSVP와 IntServ와 같은 소정의 QoS 제어 규약에서는, 흐름을 구별(differentiate)하고 필요한 QoS 제어를 부과하기 위해, 프로토콜 ID(20)가 소스 및 목적지 어드레스(16, 18) 및 말단 애플리케이션의 통신 포트 번호(즉, 소스 포트 번호(34)와 목적지 포트 번호(36))와 함께 사용된다.

중개 라우터(intermediate routers)에서 데이터 트래픽 흐름 상에 부과된 QoS 제어는 시스템 의존성이 있다. 예를 들어, 이것은 소위 WFQ(Weighted Fair Queuing)나 CBQ(Class Based Queuing)일 수 있다. 이들은 표준이 아니고 판매상에 따라 고유(vendor specific)하지도 않지만, 보통 실제 사용자의 프로토콜 ID와 무관하다.

IETF의 IntServ/RSVP 표준은 QoS 제어 메커니즘이 아니라 QoS 사양과 신호 메커니즘을 제공하기 위해 정의된 것이다. IntServ/RSVP는 WFQ, CBQ 등과 같은 실제 QoS 제어 메커니즘과 무관하다.

QoS 제어가 수행되는 상태는 데이터 전송 이전에 RSVP와 같은 특수한 QoS 신호 프로토콜에 의해 라우팅 스위치 내에서 형성된다.

IP 패킷이 외래 네트워크 내의 한 위치로 이동할 때 대응 노드로부터 이동 노드 MN(8)으로 IP 패킷을 라우팅하는 알려진 방법을 설명할 것이다. 이동 노드 MN(8)이 외래 네트워크로 이동하면, 이동 노드는 홈 네트워크의 홈 에이전트 HA(12)에 등록해서, 외래 네트워크 내에 상주할 때에도 자신의 IP를 여전히 수신해야 한다. 이는 이동 노드가 외래 네트워크 내의 위치를 차지한 후, 이동 노드가 등록 메시지를 홈 에이전트 HA(12)로 보냄으로써 달성될 수도 있다. 이동 노드가 외래 네트워크에 접속되고 전교 어드레스를 할당받으면, 이동 노드는 외래 네트워크 내의 위치를 차지한다고 간주될 수 있다.

도 3을 참조하면, 홈 에이전트 HA(12)는 일반적으로 참조 번호(24)로 지시되는 메모리 또는 참조 테이블을 포함한다. 메모리의 한 열에, 홈 에이전트 HA(12)는 외래 네트워크 내에 일시적으로 상주하는 것으로 홈 에이전트에 등록된 홈 네트워크 내에 정규적으로 상주하는 이동 노드의 어드레스를 저장한다. 메모리(24)의 다른 열(28)에, 홈 에이전트는 SPI(Security Parameter Index)와 같은 기타 연관된 상태와 함께 외래 네트워크로 이동한 이동 노드의 "전교" 어드레스를 저장한다.

홈 에이전트가 이동 노드의 현재 전교 어드레스와 자신의 홈 어드레스(즉, 홈 네트워크 내의 이동 노드의 어드레스)를 저장하는 기법은 보통 구현하기에 따라 다르다. 본 발명은 홈 에이전트에서 이동 노드의 장소 인식을 달성하기 위한 서로 다른 접근 방법을 배제하지 않는다.

현재 알려진 기법에 따라 대응 노드로부터 외래 네트워크 내의 이동 노드로 IP 패킷을 전달함에 있어서 홈 에이전트의 동작을 이제 설명하겠다.

대응 노드 CN(10)은 도 2(a)에 도시한 것과 동일한 포맷을 갖는 IP 패킷을 구성한다. 따라서, 대응 노드로부터 구성된 IP 패킷은 도 4(a)의 IP 패킷(50)으로 도시되어 있고, 대응 노드 어드레스를 식별하는 소스 어드레스(60), 홈 네트워크 내의 이동 노드의 홈 어드레스를 식별하는 목적지 어드레스(62), 명목상 프로토콜 "A"라 지칭하는 프로토콜 ID(66)를 포함한다.

도 1에 도시한 실시예에서, 외래 네트워크(6)로 이동한 후, 이동 노드(8)는 자신의 고유 "전교" 어드레스를 할당받고, 홈 네트워크 내의 홈 에이전트(12)에 직접 등록한다. 이는 CO-COA(co-located care-of address) 작업 모드로 알려져 있다. FA-COA(foreign agent care-of address) 작업 모드로 알려진 대체적인 작업 모드는 도 6을 참조하여 이후로부터 설명할 것이다. 이동 노드가 홈 에이전트에 등록하는 방식은 이동 IP 분야에서 주지되어 있으며, 본 발명과는 무관하므로, 본 명세서에서는 논외로 한다.

대응 노드(10)에 의해 구성된 IP 패킷은 대응 노드가 이동 노드의 움직임을 알 필요가 없으므로, 이동 노드가 자신의 홈 네트워크(2) 내에 위치하는지 외래 네트워크 (6) 내에 위치하는지와는 무관하게 동일하다. 경로 최적화(route optimisation)를 갖는 이동 IP는 대응 노드가 이동 노드의 현재 위치를 인식할 것을 요구한다.

이동 노드가 자신의 전교 어드레스를 이용하여 홈 에이전트에 등록하면, 홈 에이전트는 이동 노드가 외래 네트워크 내에 있도록 하고, 그 이동 노드 홈 어드레스로 예정된 IP 패킷(50)을 가로채서 이들 IP 패킷을 이동 노드의 현재 전교 어드레스로 터널링한다.

홈 에이전트는 홈 네트워크 내의 목적지 어드레스(IP 헤더 필드(52)의 부분(62))가 홈 에이전트 메모리(24)의 열(26)에 저장된 이동 노드 홈 어드레스 중 하나와 일치하는지 알기 위해 홈 네트워크로 오는 모든 IP 패킷을 모니터한다.

일치하는 주소가 검출되면, 홈 에이전트는 새로운 IP 패킷을 생성하는데, 이는 도 4(b)에 도시되어 있다. 목적지 어드레스, 소스 어드레스, 프로토콜 ID, 기타 IP 헤더 필드, 패이로드를 포함하는 대응 노드로부터의 원래 IP 패킷은 새로운 IP 패킷의 패이로드의 일부를 형성하는 데 사용된다. 즉, 원래 IP 패킷은 홈 에이전트에 의해 전혀 처리되지 않는 것이 아니라, 전혀 변경되지 않은 채 새로운 IP 패킷(30)의 패이로드(32)로서 단순히 결합되는 것이다.

이어서, 홈 에이전트는 목적지 어드레스(36), 소스 어드레스(38), 프로토콜 ID(40)를 새로운 IP 패킷(30)에 추가한다.

목적지 어드레스는 외래 네트워크 내에서 IP 패킷을 받을 어드레스, 즉, 이동 노드 MN(8)의 전교 어드레스이다. 소스 어드레스(38)는 새로운 IP 패킷(30)을 보낼 홈 에이전트의 어드레스이다.

홈 에이전트 프로토콜 ID는 홈 에이전트 자신에 의해 결정되는 프로토콜 ID이다. 홈 에이전트가 원래 IP 패킷(14)의 프로토콜 ID(20)를 보지 않으므로, 홈 에이전트는 대응 노드에 의해 원래 IP 패킷에 포함된 프로토콜 ID(20)과는 상관없이 항상 새로운 IP 패킷(30)에 동일한 프로토콜 ID를 부착할 것이다. 프로토콜 ID(40)는 보통 프로토콜 "X"로 지정된다. 통상적인 이동 IP의 IP 내 IP(IP-in-IP) 캡슐화에 있어서, 프로토콜 ID는 홈 에이전트에 의해 항상 "1"로 변경된다. 따라서, "실제" 소스 및 목적지 어드레스(도 4(a)의 부호(60, 62))는 새로운 IP 패킷의 패이로드로 이동되고, 원래 IP 패이로드 내의 소스 및 목적지 포트 번호와 같은 기타 필요한 흐름 식별 정보도 새로운 IP 패킷의 패이로드 내에서 포장된다.

따라서, IP 패킷이 홈 에이전트로부터 외래 네트워크로 라우팅됨에 따라, 대응 노드로부터 이동 노드로의 흐름의 원래 신원(original identity)은 상실되고 QoS도 실패한다.

이어서, IP 패킷(30)은 홈 에이전트에 의해 전달되어 외래 네트워크 내에 있는 이동 노드의 "전교" 어드레스에 도달하도록 라우팅된다. IP 패킷(30)이 "전교" 어드레스에 도달하면, 이동 노드는 새로운 IP 패킷(30)의 외부 층을 벗겨내어 원래 IP 패킷(50)을 드러낸다.

그러므로, 이러한 알려진 구성에서, 원래 IP 패킷 내의 프로토콜 ID를 포함하는 필요한 흐름 식별 정보는 홈 에이전트에 의해 은폐되어, 홈 에이전트와 이동 노드의 "전교" 어드레스 사이의 QoS 규약을 위한 라우팅 스위치(또는 IP 라우터)에 의해 인식되지 않는다.

대체적인 바람직한 실시예에 따른 대응 노드로부터 이동 노드의 "전교" 어드레스로의 IP 패킷의 라우팅을 이제 설명할 것이다. 대체적인 바람직한 실시예의 다른 방안에서, 대응 노드에 의해 원래 IP 패킷 내에 위치하는 원래 소스 어드레스, 원래 소스 및 목적지 포트 번호, 소스 프로토콜 ID와 같은 흐름 식별 및 구별 정보는 변경되지 않은 채로 남아있어서, 대응 노드와 이동 노드의 "전교" 어드레스 사이에 있는 모든 라우팅 스위치가 유리하게 이용할 수 있다.

대응 노드는 도 5(a)에서 도시한 바와 같이 동일하게 IP 패킷(50)을 구성한다. 홈 네트워크에 도달하면, 홈 에이전트(12)는 자신의 메모리(24)의 내용을 전과 비교함으로써 IP 패킷이 어드레스되는 이동 노드가 외래 네트워크로 이동하면서 등록되었는지를 판단한다. 자신의 메모리 열(26) 내에서 목적지 어드레스를 검출하면, 홈 에이전트는 IP 패킷을 가로챈다.

이 실시예에서, 홈 에이전트 HA는 홈 네트워크(2) 내의 이동 노드(8)의 목적지 어드레스(62)를 제거하고 이를 외래 네트워크(6) 내의 이동 노드 MN(8)의 목적지 어드레스(즉, 전교 어드레스)로 대체함으로써 IP 패킷(14)을 변경한다. 따라서, 새로운 IP 패킷(42)은 원래 IP 패킷(50)의 패이로드(63), 원래 IP 패킷(50)의 소스 어드레스(60), 원래 IP 패킷(50)의 소스 프로토콜 ID(66)를 포함한다. 원래 IP 패킷의 목적지 어드레스(62)는 새로운 목적지 어드레스(전교 어드레스)(41)로 대체된다. 물론, 당업자는 목적지 어드레스 내의 변경 사항을 고려하여 원래 IP 패킷(50) 내에 제공된 임의의 에러 확인을 수정할 필요가 있을 수도 있음을 이해할 것이다. 이어서, 구성된 새로운 IP 패킷은 외래 네트워크의 "전교" 어드레스로 전달된다. 따라서, 이동 노드는 대응 노드의 소스 어드레스, 원래 소스 프로토콜 ID는 물론 기타 모든 원래 흐름 식별 정보를 포함하는 원래 IP 패킷을 수신하는데, 패이로드는 변경되지 않고, 소스 및 목적지 포트 번호는 IP 패킷 내의 동일한 장소에서 전과 같이 사용가능함을 이해할 수 있다.

따라서, 흐름 식별 정보는 이동 노드의 움직임과는 무관하게 대응 노드와 홈 에이전트 사이는 물론 홈 에이전트와 "전교" 어드레스 사이에 있는 라우터에 대한 동일한 QoS 조건을 갖는 동일한 대응 노드로부터의 IP 패킷으로 인식된다. 유리하게도, 이 구성(CO-COA 작업 모드)에서 본 발명에 따라 홈 에이전트에 의해 구성된 새로운 IP 패킷(42)은 대응 노드에 의해 제공된 원래 IP 패킷과 동일한 길이는 갖는다.

도 6을 참조하면 도 1의 구성에 대해 대체적인 네트워크 구성을 도시하고 있다. 이 네트워크 구성은 외래 네트워크(6)가 외래 에이전트(7)를 구비하는 점을제외하고는 도 1의 구성과 동일하다.

이 구성에서, 이동 노드가 외래 네트워크 내에 위치할 때 이동 노드는 외래 네트워크에 등록한다. 외래 에이전트에 대한 이동 노드의 등록은 표준 이동 IP에 따른다. 이동 노드는 외래 에이전트가 자신의 존재를 브로드캐스팅(broadcasting)하거나 이동 노드가 외래 에이전트로부터 자신의 존재를 승인할 것을 요청함으로써 외래 네트워크가 외래 에이전트를 구비하고 있음을 알 수 있다.

이동 노드가 외래 에이전트의 존재를 인식하면, 이는 표준 이동 IP에 따라 이동 에이전트를 등록한다. 외래 에이전트 자체는 메모리 또는 참조 테이블을 구비하고 있다. 도 8을 참조하면, 외래 에이전트의 메모리(70)는 외래 네트워크 내에 일시적으로 접속된 이동 노드의 실제 홈 IP 어드레스를 저장하는 열(74)을 구비한다. 외래 에이전트는 자신에게 등록한 각 이동 노드에 그 외래 에이전트에 등록한 다수의 이동 노드를 서로 구별하는 데 사용될 수 있는 고유 이동 노드 식별자(mobile node identifier : MNID)를 추가로 할당한다. 외래 에이전트의 메모리(70)는 각 이동 노드의 홈 어드레스와 연관된 고유 이동 노드 식별자(MNID)가 저장되는 추가 열(72)을 구비한다.

이동 노드가 외래 에이전트에 등록되고, 이동 노드의 홈 어드레스에 기초하여 MNID가 할당되면, 외래 에이전트는 홈 에이전트가 이동 노드의 현재 전교 어드레스와 이동 노드의 MNID를 통지받은 방법을 통해 홈 에이전트로 이동 노드 등록 요청을 전달한다.

이어서, 홈 에이전트는 외래 에이전트의 어드레스를 외래 네트워크 내의 이동 노드의 어드레스로서 자신의 메모리(24)에 저장하고, 외래 에이전트에 의해 추가로 통신되는 고유 이동 노드 식별자와 같은 어드레스도 저장한다. 홈 에이전트의 메모리(24)는 도 9에 도시한 바와 같이 후속 행(29)에 MNID를 저장하도록 수정된다.

대응 노드는 도 7(a)에 도시한 것과 동일하게 IP 패킷(50)을 구성한다. 홈 네트워크에 도달하면, 홈 에이전트(12)는 자신의 메모리(24)의 내용을 전과 비교함으로써 IP 패킷이 어드레스된 이동 노드가 외래 네트워크로 이동할 때 등록되었는지를 판단한다. 자신의 메모리 열(26) 내에 있는 목적지 어드레스를 검출하면, 홈 에이전트는 IP 패킷을 가로챈다.

이 실시예에서, 홈 에이전트 HA는 홈 네트워크(2) 내에 있는 이동 노드(8)의 목적지 어드레스(62)를 제거하고 이를 외래 네트워크(6) 내에 있는 이동 노드 MN(8)의 목적지 어드레스(즉, 외래 에이전트의 전교 어드레스)로 대체함으로써 IP 패킷을 변경한다. 목적지 어드레스는 이동 노드가 현재 소속된 실제 어드레스가 아니라 외래 네트워크 내에 있는 외래 에이전트의 어드레스일 것이다. 따라서, 새로운 IP 패킷(42)은 원래 IP 패킷(50)의 패이로드(63), 원래 IP 패킷(50)의 소스 어드레스(60) 및 원래 IP 패킷(50)의 프로토콜 ID를 포함한다. 원래 IP 패킷의 목적지 어드레스(62)는 새로운 목적지 어드레스(41)(외래 에이전트의 전교 어드레스)로 대체된다.

또한, 홈 에이전트는 메시지(42)에 여분 필드(43)로서 이동 노드에 대해 이동 노드 식별자를 부착한다. 비캡슐화 이동 IP에 있어서, IP 패킷이 외래 네트워크 외래 에이전트로 회송될 때 이동 노드에 대한 고유 식별자가 포함되는 것은 필수적이다. 목적지 어드레스(41)는 외래 에이전트의 어드레스이며, 이동 노드의 어드레스가 아니다. 이동 노드 식별자가 없으면, 외래 에이전트는 IP 패킷이 어느 이동 노드를 의도하는지를 분별할 수 없다.

그러므로, 구성된 새로운 IP 패킷(42)은 외래 네트워크 내에 있는 외래 에이전트의 전교 어드레스로 전달된다. 외래 에이전트는 IP 패킷을 수신하고 이로부터 IP 패킷(42) 내에 포함된 이동 노드 식별자(42)를 인출한다. 외래 에이전트는 IP 패킷 내의 이동 노드 식별자를 자신의 메모리의 열(72)에 있는 이동 노드 식별자와 비교하고, 열(74)로부터 이동 노드의 홈 어드레스를 인출한다. 외래 에이전트는 IP 패킷 내의 목적지 어드레스(외래 에이전트의 전교 어드레스)를 이동 노드 홈 어드레스로 대체하고, 메시지를 외래 네트워크 내의 이동 노드로 전달한다.

설명한 기법은 서로 다른 인터넷 프로토콜 영역을 자유롭게 가로질러 이동할 수 있는 터미널에 대한 장소 독립 접속성(location independent connectivity)을 제공함과 동시에, 네트워크 노드(즉, 인터넷 프로토콜 라우터)를 가로지르는 QoS 규약에 대한 올바른 흐름 식별 정보를 유지한다.

본 발명에 의하면, 이동 노드의 "전교" 어드레스로 IP 패킷을 라우팅하는 동안 소스에 의해 전달된 원래 IP 패킷 내에 포함된 흐름 식별 정보를 이용가능하게 함으로써, 기존의 이동 IP 표준에 부합하면서 IP 패킷을 터널링하는 새롭고 유리한비캡슐화 이동 IP(non-encapsulation mobile IP : NEMIP) 기법이 제공된다.

Claims

인터넷 프로토콜 IP 패킷을 이동 노드로 전달하는 방법－상기 이동 노드는 홈 네트워크 내에 있는 홈 어드레스를 구비하고 외래 에이전트(a foreign agent) 내에 일시적으로 접속가능하며, 상기 IP 패킷은 IP 패킷을 보낼 목적지 어드레스를 포함하는 헤더 부분을 구비한다－에 있어서,

홈 네트워크 내에서, 상기 이동 노드의 홈 어드레스에 대응하는 목적지 어드레스를 포함하는 상기 IP 패킷을 수신하는 단계와,

상기 IP 패킷의 상기 헤더 부분으로부터 상기 이동 노드의 상기 홈 어드레스를 제거하고 이를 상기 외래 에이전트의 전교(轉交)(care-of) 어드레스로 대체하고, 이동 노드 식별자를 상기 IP 패킷에 부착함으로써 상기 IP 패킷을 수정하는 단계와,

상기 수정된 IP 패킷을 전송하는 단계

를 포함하는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 외래 네트워크 내에 있는 각 이동 노드에 고유한 이동 노드 식별자를 할당하는 단계를 더 포함하는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 고유 이동 노드 식별자 할당 단계는 상기 외래 에이전트에 의해 수행되는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 2 또는 3 항에 있어서,

상기 외래 네트워크 내의 상기 이동 노드에 할당된 상기 고유 이동 노드 식별자를 상기 홈 네트워크에 통지하는 단계를 더 포함하는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 2 또는 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동 노드의 상기 홈 어드레스를 상기 외래 네트워크 내의 상기 이동 노드 식별자와 함께 저장하는 단계를 더 포함하는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 외래 에이전트 내의 상기 수정된 IP 패킷을 수신하는 단계와,

상기 IP 패킷의 상기 헤더 부분으로부터 상기 외래 에이전트의 상기 어드레스를 제거하고 이를 상기 이동 노드의 상기 홈 어드레스로 대체함으로써 상기 IP 패킷을 수정하는 단계와,

상기 IP 패킷을 상기 외래 네트워크 내의 상기 이동 노드로 전달하는 단계

를 더 포함하는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 수신한 수정된 IP 패킷의 상기 고유 이동 노드 식별자를 상기 저장된 이동 노드 식별자와 비교하되, 그 일치 여부에 따라 상기 제거 및 전달 단계가 수행되는 단계를 더 포함하는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 7 항에 있어서,

다수의 이동 노드가 상기 외래 네트워크에 일시적으로 접속되고, 다수의 이동 노드 식별자가 상기 이동 노드의 상기 홈 어드레스와 함께 저장되는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 이동 노드의 상기 홈 어드레스를 상기 홈 네트워크 내의 상기 이동 노드의 상기 임시 어드레스와 함께 저장하는 단계를 더 포함하되,

상기 IP 패킷을 수신하는 단계는 상기 목적지 어드레스를 상기 저장된 홈 어드레스와 비교하는 단계를 더 포함하는

인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 9 항에 있어서,

다수의 홈 어드레스는 대응하는 다수의 임시 어드레스와 함께 저장되는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 IP 패킷의 상기 헤더 부분은 상기 IP 패킷을 원래 보낸 상기 소스 어드레스를 더 포함하는 인터넷 프로토콜 IP 패킷 전달 방법.
이동 IP 시스템에 있어서, 이 시스템 내의 이동 노드는 홈 네트워크 내에 있는 홈 어드레스를 구비하고 외래 에이전트를 구비하는 외래 네트워크 내에 일시적으로 접속가능하며, 상기 이동 노드의 상기 홈 네트워크는 상기 이동 노드의 홈 어드레스에 대응하는 목적지 어드레스를 갖는 IP 패킷을 수신하도록 변경되고 이러한 IP 패킷에 응답하여 상기 IP 패킷을 수정하기 위해 변경되는 홈 에이전트를 구비하되, 상기 IP 패킷은 상기 IP 패킷으로부터 상기 이동 노드의 상기 홈 어드레스를 제거하고 이를 상기 외래 에이전트의 전교 어드레스로 대체하고, 상기 IP 패킷에 고유 이동 노드 식별자를 부착함으로써 수정되는 이동 IP 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 외래 에이전트는 상기 이동 노드의 홈 어드레스와 함께 상기 고유 이동 노드 식별자를 저장하는 수단을 포함하는 이동 IP 시스템.
제 12 또는 13 항에 있어서,

상기 홈 에이전트는 상기 이동 노드의 홈 어드레스와 외래 에이전트의 전교 어드레스와 함께 상기 고유 이동 노드 식별자를 저장하는 수단을 포함하는 이동 IP시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 외래 에이전트는 상기 이동 노드에 상기 고유 이동 노드 식별자를 할당하기 위해 변경되는 이동 IP 시스템.