KR100399576B1 - 차세대이동통신시스템에서의 단순한 아이피와 이동성 아이피 서비스 지원시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차세대이동통신시스템인 IMT-2000에서 패킷데이터서비스를 사용하는 이동노드가 사용하는 서비스가 단순한 IP(Simple IP)인지 이동성 IP인지를 식별하여 두 서비스를 모두 지원하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 이동통신시스템에서는 이동노드에 단순한 IP 서비스의 제공으로 인터넷 접속서비스를 하였다. 최근 이동하면서 IP 서비스를 계속할 수 있는 이동성 IP (Mobile IP)에 대한 연구가 활발하게 진행 중이며, 이러한 이동성 IP를 IMT-2000과 같은 차세대이동통신시스템에 적용하려고 하고 있다. 이동성 IP가 차세대이동통신시스템에 적용될 때, 이동통신시스템의 사용자는 단순한 IP 서비스와 이동성 IP서비스 모두를 지원 받을 수 있으며 어느 순간에 어느 서비스를 사용하는지를 구분할 수 있어야 서비스에 관련된 자원의 관리 및 과금 요율을 효율적으로 운영할 수 있다. 이러한 구분을 위한 기존의 방법들은 이동노드가 서비스에 대한 식별자를 줄 수 있도록 관련 소프트웨어를 수정하거나 프로토콜의 수정을 요구하게 되어서 표준 규격을 수정해야 하는 어려움이 있다. 그러나, 본 발명에서는 이동노드의 규격이나 프로토콜의 수정 없이 이동통신네트워크내의 패킷데이터서비스노드(Packet Data Service Node :PDSN)에서 단순한 IP 서비스와 이동성 IP 서비스를 구분하고, 이동성 IP 서비스와 단순한 IP 서비스를 동시에 제공하는 차세대이동통신시스템에 적용하여 사용할 수 있다.
Description
본 발명은 이동통신망에서 단순한 IP(Simple IP) 서비스와 이동성 IP 서비스를 동시에 지원하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 차세대 이동통신시스템인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication in the year 2000)에서 이동노드가 사용하는 서비스가 단순한 IP(Internet Protocol) 서비스인지 이동성 IP 서비스인지를 이동통신 패킷망측에서 식별하여 두 종류의 서비스를 모두 지원하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 이동통신망에서는 이동노드에 단순한 IP 서비스를 제공함으로써 인터넷 접속 서비스를 하였다. 최근 이동하면서 IP 서비스를 계속할 수 있는 이동성 IP(Mobile IP)에 대한 연구가 활발하게 진행중이며, 이러한 이동성 IP를 IMT-2000과 같은 차세대이동통신시스템에 적용하려고 하고 있다. 이 이동성 IP 는, 인터넷 표준화그룹인 IETF에서 무선 환경에서 IP 주소의 변경없이 네트워크간의 이동성을 지원하고자 RFC2002로서 처음 만들어 졌으며, 이때부터 이동성 IP 라는 이름으로사용되고 있다. 이동성 IP는 이동노드의 이동에 관계없이 연속적인 IP 서비스의 지원이 가능하기 때문에 이동통신시스템에 이동성 IP를 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행중이다.
이동통신시스템에 이동성 IP 서비스를 적용할 때, 이동통신시스템의 사용자는 단순한 IP 서비스와 이동성 IP 서비스를 모두 지원받을 수 있어야 하며, 이동성 IP 서비스는 단순한 IP 서비스와 차별화되게 제공되어야 한다. 즉, 이동성 IP 서비스의 경우 이동노드에는 이와 관련된 소프트웨어가 수행되어야 한다. 코어망에서는 단순한 IP 서비스를 원하는 이동노드에는 단순한 IP 서비스를 지원해야 하고, 이동성 IP 서비스를 받고자 희망하고 이동성 IP 서비스의 지원이 가능한 이동노드에는 이동성 IP 서비스를 제공해 주어야 하므로 이를 구분하여 처리할 수 있는 방법이 필요하다.
이렇게 단순한 IP 서비스와 이동성 IP 서비스를 구분하는 종래의 방법으로는 다음과 같은 방법들이 있다. 먼저, 그 하부구조가 PPP(Point-to-Point Protocol)를 사용하는 가입자의 IP 서비스 구분 방법은 IETF RFC 2290(이동성 IPv4 Configuration Option for PPP IPCP)에서 기술하고 있다. 이는 가입자가 PPP의 IPCP(Internet Protocol Control Protocol)의 형상 선택사항에 이동성 IP를 사용하는지 안하는지에 대한 정보를 제공할 경우에 사용될 수 있다. 그러나, 이 방법은 현재의 PPP 소프트웨어들에서 RFC 2290을 필수적으로 지원하지 않기 때문에, 이를 지원하지 않은 이동노드의 서비스 식별은 어렵다는 문제점이 있다.
단순한 IP 서비스와 이동성 IP 서비스를 식별하는 다른 방법으로서, 이동성IP 서비스를 지원하는 이동노드가 언제나 에이전트 광고요청(Agent Solicitation) 메시지를 전송하는 방법이 있지만, 이는 에이전트 광고요청 메시지가 선택적으로 지원될 수 있다라고 기술한 RFC 2002에 어긋난다.
위에서 언급한 바와 같이 서비스를 구분하기 위한 기존의 방법은 이동노드가 서비스에 대한 식별자를 전송할 수 있도록 관련 소프트웨어를 수정하거나 프로토콜을 수정하여야 하기 때문에 이동노드의 표준규격을 수정해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 이동노드의 규격이나 프로토콜의 수정없이 이동통신시스템 내의 패킷데이터서비스노드에서 단순한 IP 서비스와 이동성 IP 서비스를 구분함으로써, 이동성 IP 서비스와 단순한 IP 서비스를 동시에 제공할 수 있도록 한 단순한 IP와 이동성 IP 지원시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용된 동기식 IMT-2000 망의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 동기식 IMT-2000 패킷 인터워킹시스템의 내부 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 동기식 IMT-2000 패킷서비스 사용자 트래픽 전송을 위한 프로토콜 스택을 도시한 도면,
도 4는 IMT-2000 패킷 데이터 단순한 IP와 이동성 IP(이동성 IP) 서비스를 동시에 지원하기 위한 정보 흐름도,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 IMT-2000 시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 식별방법을 도시한 동작 흐름도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
201 : 인터넷 인터네트워킹기능(I-IWF)
202 : 패킷데이터서비스노드(Packet Data Service Node)
203 : AAA부(Authentication Authorization and Accounting)
204 : 패킷 호 제어 서브시스템(Packet Call Control Subsystem)
205 : 패킷 외부 에이전트 서브시스템(Packet Foreign Agent Subsystem)
207 : 홈 에이전트(Home Agent)
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원시스템은, 이동노드와 공중 인터넷을 연결하는 인터넷 인터네트워킹기능시스템을 포함한 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원시스템에 있어서,
상기 인터넷 인터네트워킹기능시스템은, MSC와의 인터페이스기능과 패킷 호 처리기능을 수행하는 패킷 호 제어 서브시스템과 패킷 외부 에이전트 서브시스템을 포함하는 패킷데이터서비스노드(Packet Data Service Node; PDSN)와,
AAA와 관련된 프로토콜을 처리하는 AAA 서버기능과 이동성 IP의 동적인 주소 할당시 관련된 IP 주소를 할당하는 주소관리기능을 수행하는 AAA부(Authentication Authorization and Accounting), 그리고
상기 이동성 IP의 홈 에이전트 기능을 담당하는 패킷 홈 에이전트(Home Agent)를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원방법은, 무선접근망을 통해 이동노드와 공중 인터넷을 연결하는 인터넷 인터네트워킹기능시스템을 포함한 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원방법에 있어서,
상기 인터넷 인터네트워킹기능시스템은 패킷데이터서비스노드와 AAA부와 홈에이전트를 포함하며,
상기 인터넷 인터네트워킹기능시스템의 단순한 IP와 이동성 IP 지원방법은, 상기 무선접근망을 통해 접근망 셋업이 이루어지면 상기 이동노드와 패킷데이터서비스노드 및 AAA부 사이에 PPP 링크계층 셋업이 수행되어 상기 PPP에 새로운 주소가 할당되는 제 1 단계와,
상기 할당받은 주소정보를 바탕으로 상기 패킷데이터서비스노드에서 PPPIPCP(IP Control Protocol) 협약을 수행하는 제 2 단계,
상기 PPP IPCP 협약 후 IP 트래픽이 열리면 상기 패킷데이터서비스노드가 이동성 IP인지 단순한 IP인지를 식별하는 제 3 단계,
상기 제 3 단계의 식별 결과, 이동성 IP이면 상기 홈 에이전트로 등록하면서 새로운 IP 주소를 할당받고 상기 새로운 IP 주소를 이용하여 상기 이동노드와 PPP IPCP 재협상하는 제 4 단계, 및
상기 제 3 단계의 식별 결과, 단순한 IP이면 상기 패킷데이터서비스노드에서 단순한 IP로 처리하는 제 5 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 "차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원시스템 및 방법"을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용될 IMT-2000의 망 모델을 도시한 도면이다. 패킷데이터서비스를 지원하기 위한 IMT-2000은 터미널 장비(101)와, 이동노드(102), 무선 접근망(103), 위치등록기(104), 공중 인터넷(106)과 연결된 인터넷 인터네트워킹기능(Internet-InterWorking Function; 이하 I-IWF라 함)시스템(105)으로 이루어진다. 무선 접근망(103)은 무선기지국과, 제어국, 및 교환기 등으로 이루어진다.
도 2는 도 1에 도시된 인터넷 인터네트워킹기능(I-IWF) 시스템의 구성도이다. 이 I-IWF 시스템(201)은 크게 패킷데이터서비스노드(Packet Data ServiceNode; PDSN)(202)와, AAA부(Authentication Authorization and Accounting)(203), 그리고 패킷 홈 에이전트(Home Agent)(207)로 이루어진다. 패킷데이터서비스노드(202)는 패킷 호 제어 서브시스템(Packet Call Control Subsystem; PCCS)(204)과 패킷 외부 에이전트 서브시스템(Packet Foreign Agent Subsystem; PFAS)(205)으로 이루어진다. 이 패킷 호 제어 서브시스템(204)은 PDSN(202)과 MSC(Mobile Switching Center)사이의 인터페이스인 R-P 인터페이스부(R-P Interface Function)(209)와, 패킷 호 처리부(Packet Call Control)(210)로 이루어진다.
AAA부(203)는 AAA 서버기능(206)과 주소관리기능(208)으로 이루어지는 바, AAA 서버기능(206)에서는 AAA와 관련된 프로토콜을 처리하고, 주소관리기능(208)에서는 이동성 IP의 동적인 주소할당시 관련된 IP 주소를 할당하는 기능을 수행한다. 패킷 홈 에이전트(PHAS ; 207)에서는 이동성 IP의 홈 에이전트 기능을 담당한다.
도 3은 본 발명이 적용된 동기식 IMT-2000 시스템에서 단순한 IP 서비스 및 이동성 IP 서비스를 제공하기 위한 프로토콜 스택을 도시한 도면이다.
이동노드(102)와 패킷데이터서비스노드(202)는 데이터링크계층으로 단대단 프로토콜(Point-to-Point Protocol)(PPP)(301)을 사용한다. 단대단 프로토콜은 패킷 전송을 위한 데이터 계층 프로토콜로서, 주로 다이얼업 사용자에 의하여 사용된다. 이동성 IP(MIP)(302)는 IETF의 RFC 2002 프로토콜을 말하며, 에이전트 광고 요청, 광고, 등록요청, 등록응답 메시지가 있다. 이동성 IP(302)는 이동노드, 외부 에이전트, 홈 에이전트에서 UDP 위에 수행되는 프로토콜이고, DIAMETER(303)는 외부 에이전트와 AAA간, AAA와 홈 에이전트간에 UDP위에 수행되는 프로토콜이다. DIAMETER 프로토콜은 IETF(Internet Engineering Task Force)의 AAA 워킹 그룹에서 정의하는 프로토콜로서, 사용자의 인증, 권한 검증, 과금 기능을 수행하는 프로토콜을 말한다. 본 도면에서는 이동노드와 무선액세스망 사이의 프로토콜 스택은 본 발명과 상관이 없으므로 생략하였다. 본 발명이 수행되는 IMT-2000은 대용량, 실시간의 데이터 처리를 가능하게 하기 위하여 ATM을 사용하며, 패킷데이터서비스노드에서 PPP는 ATM 위에서 수행되는 링크계층프로토콜인 AAL5를 사용한다.
도 4는 본 발명이 적용되는 동기식 IMT-2000 시스템에서 이동성 IP 서비스와 단순한 IP 서비스를 제공하기 위한 정보 흐름도이다. 이러한 도 4에서는 이동노드에서 상대 노드로의 데이터 전송을 요구하기 전에 PPP 연결하는 과정과 이동성 IP서비스와 단순한 IP 서비스를 식별하는 과정, 및 이동성 IP 서비스인 경우에는 이동성 IP 등록 과정을 도시한다.
먼저, 이동노드(102)가 무선 접근망(103)을 통하여 접근망 셋업이 이루어지고(401), 이러한 사실을 R-P 인터페이스(209)가 통보받는다. 여기서, 접근망 셋업이란, 이동노드가 동기식 IMT-2000 시스템의 무선 접근망 프로토콜에 의하여 호 셋업을 수행하는 것을 말한다. R-P 인터페이스(209)는 패킷데이터서비스노드(202)의 패킷호제어기능으로 셋업 요구를 하고(402), 이러한 요구를 받은 패킷데이터서비스노드(202)는 PPP 프로토콜로 PPP 접속 요청을 함으로써(403), 이동노드와 패킷데이터서비스노드(202) 사이에 PPP 링크계층 셋업을 한다(404).
PPP 링크계층 셋업시, CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)를 사용하는 경우(405)에는, CHAP 사용 요청을 PDSN(202)으로 전송하여 PPP LCP_UP하고(406), 다시 PDSN(202)은 AAA(206)에게 NAI와 "challenge"를 포함하는 접근 요청 신호를 보낸다(407). AAA(206)은 접근 요청에 대한 결과를 PDSN(202)으로 전송하고(408), 이 결과는 PPP CHAP을 통해(409), 이동노드(102)로 보내진다(410). 이동노드(102)에 의하여 검증된 결과는 PPP CHAP를 보내지고(411), 다시 PDSN(202)로 보내지고(412) AAA(206)로 CHAP 패스워드를 전송한다(413). 이때 AAA(206)는 주소할당기능을 통하여 새로운 주소를 할당하고(414)(415), 접근 허용에 대한 결과를 PDSN(202)에게 전달한다(416). PDSN(202)는 PPP IPCP(IP Control Protocol)를 통하여 PPP와 IP간의 형상을 셋팅한다(417).
한편 CHAP을 사용하지 않은 경우(418), PPP IPCP 형상 협약시 주소할당요청을 하여(419), 새로운 주소를 할당받는다(420).
이렇게 주소가 할당되면, 패킷데이터서비스노드에서는 할당받은 주소 정보를 바탕으로 PPP IPCP 형상 셋업을 하는데(421), 이에 대한 결과가 PDSN(422)으로 전달되면, PPP에 대한 협약이 끝났음을 알게 된다(422). PPP에 대한 협약이 완료되면(423), IP 트래픽이 소통되고, 패킷데이터서비스노드의 외부 에이전트의 기능에서 이동노드로부터 에이전트 광고요청(Agent Solicitation) 메시지를 수신하거나, 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지를 여러 번 보내서(425) 등록요청 메시지를 수신한 경우 이동성 IP 신호를 처리하여 해당 홈 에이전트로 등록한다. 에이전트 광고요청에 응답이 없으면(427), 이 사실을 패킷 호 제어 블록으로 보내서, 단순한 IP로 처리한다.
이동성 IP 서비스의 경우, 이동성 IP 등록 과정에서 네트워크 접근 식별자를통하여 새로운 주소를 할당하고, 이동성 IP 등록 절차가 완료되면, 등록과정에서 할당받은 IP 주소를 갖고 이동노드에게 PPP 재협상 요청한다(428, 429). PPP IPCP 재협상의 결과는 패킷 호 제어 블록으로 전해지고, 또한 PFAS로 전해진다(431).
도 5는 본 발명에 따른 패킷데이터서비스노드에서의 단순한 IP와 이동성 IP 식별방법을 도시한 동작 흐름도이다.
초기화(502) 후 교환기로부터 가입자 접근에 대한 셋업 요구 메시지를 수신하면(503), PPP로 LCP 형상 협약 시작 요청을 한다(504). PPP LCP 협약이 PPP가 정하는 절차에 따라 이동노드와 패킷데이터서비스노드 간에 이루어지고(505), PPP-LCP 협약 완료 통보 수신되면(506), 이동노드가 CHAP을 지원하는 지를 알 수 있게 된다. 이동노드의 PPP-CHAP 지원 여부를 판단한 결과(507), 이동노드가 PPP-CHAP을 지원하면 패킷데이터서비스노드에서는 이를 단순한 IP(Simple_IP) 서비스로 판정하고(511), AAA 서버의 RADIUS와 함께 PPP CHAP 절차를 수행한다(512).
한편, 이동노드가 CHAP을 지원하지 않으면, 일단은 이동성 IP(Mobile_IP) 서비스를 받는 이동노드라고 판정하고(508), 이를 위한 주소할당요청을 송신하고(509), 주소할당응답을 수신한다(510).
이렇게 주소를 할당받은 후 이동노드와 IP 주소 협상을 위하여, IPCP 절차를 수행한다. 먼저 PPP-IPCP 시작 요구를 송신하고(513) PPP IPCP 협약이 이루어진다(514). 이때, 이동노드에서는 자신의 주소가 고정된 경우에는 그 주소를 사용하여 PPP IPCP 형상을 셋팅하고, 주소를 갖지 않은 경우에는 패킷데이터서비스노드에서 미리 할당한 주소를 임시적으로 사용한다. PPP IPCP 협약이 완료되고(515), 서비스에 대한 플래그가 단순한 IP이면(516), 단계 518로 진행하여 제어의 상태를 IP 트래픽 상태로 놓고 사용자의 데이터 트래픽 전송상태가 되도록 한다.
한편, 이동성 IP 서비스이면(516), 광고 횟수라는 카운트(519)를 0으로 셋팅하고, 에이전트 광고(520) 메시지를 이동노드의 주소로 한다.
광고 메시지를 전송할 때마다 그 횟수값을 증가시키고(521), 최대 횟수값을 넘으면 단순한 IP(523)로 판정한다. 또한, 광고메시지를 송신한 후 등록 요청 메시지를 수신하면 이동성 IP 서비스로 남게 되어 AAA, HA를 통한 등록을 하여 동적은 주소 할당인 경우 새로운 주소를 할당받아서. 새로이 PPP 재협약을 하게 된다.
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 이동노드의 규격에 제약이나 변화를 주지 않고도 이동노드의 단순한 IP 서비스 및 이동성 IP 서비스를 구분할 수 있기 때문에, 이동노드는 단순한 IP 서비스와 이동성 IP 서비스를 모두 지원받을 수 있고, 이동통신 사업자는 다양한 서비스 지원이 가능해 지는 효과가 있다.
Claims (5)
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- 패킷데이터서비스노드와 AAA(Authentication Authorization and Accounting)부와 홈에이전트를 포함하고, 무선접근망을 통해 이동노드와 공중 인터넷을 연결하는 인터넷 인터네트워킹기능시스템을 포함한 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP(Mobile IP) 지원방법에 있어서,상기 이동노드로부터 무선접근망 프로토콜에 의하여 호 셋업이 수행되면, 상기 이동노드와 패킷데이터서비스노드 및 AAA부 사이에 PPP 링크계층 셋업이 수행되어 상기 PPP에 새로운 주소가 할당되는 제 1 단계와;상기 할당된 주소정보를 바탕으로 상기 패킷데이터서비스노드에서 PPP IPCP(IP Control Protocol) 협약을 수행하는 제 2 단계;상기 PPP IPCP 협약 후 IP 트래픽이 소통되면 상기 패킷데이터서비스노드가 상기 이동노드의 PPP-CHAP 지원 여부를 이용하여 이동성 IP인지 단순한 IP인지를 식별하는 제 3 단계;상기 제 3 단계의 식별 결과, 이동성 IP이면 상기 홈 에이전트로 등록하면서 새로운 IP 주소를 할당받고 상기 새로운 IP 주소를 이용하여 상기 이동노드와 PPP IPCP 재협상하는 제 4 단계; 및상기 제 3 단계의 식별 결과, 단순한 IP 이면 상기 패킷데이터서비스노드에서 단순한 IP로 처리하는 제 5 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,상기 패킷데이터서비스노드는 상기 이동노드가 PPP-CHAP를 지원하면 단순한 IP로 판정하고, 상기 이동노드가 PPP-CHAP를 지원하지 않으면 이동성 IP로 구분하는 것을 특징으로 하는 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,상기 패킷데이터서비스노드는 상기 이동성 IP로 구분된 IP 주소에 대해, 상기 이동노드로부터 에이전트 광고요청 메시지를 수신하거나 에이전트 광고 메시지를 송신하여 등록요청 메시지가 수신되면 이동성 IP로 판정하고, 상기 에이전트 광고요청에 응답이 없으면 단순한 IP로 판정하는 것을 특징으로 하는 차세대이동통신시스템에서의 단순한 IP와 이동성 IP 지원방법.
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