KR100501158B1 - 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법 - Google Patents

무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법 Download PDF

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Abstract

근거리통신망(WLAN)을 이용하여 무선 인터넷 서비스를 제공할 때 사용자 단말의 이동으로 인해 액세스 포인트간 로밍(roaming)이 빈번하게 발생할 경우 액세스 포인트에서 단말의 접속 정보에 대한 관리를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 방법을 제공한다.
무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법은 각각의 액세스 포인트가 인접 액세스 포인트 목록을 저장한 후, 이벤트 발생 여부를 감시하여 이벤트가 발생한 경우 이벤트 내용을 판단하는 이벤트판단단계, 이벤트판단단계의 판단결과, 동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트에서 단말의 접속 사실을 통보하는 이벤트인 경우, 인접 액세스 포인트 목록에 단말접속 정보를 포함시켜 저장하고, 동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트로부터 단말의 이동 사실을 수신한 이벤트인 경우, 인접 액세스 포인트 목록에 포함된 단말접속 정보를 삭제하고 삭제 결과를 통보한 후, 이벤트판단단계로 복귀하는 이벤트수행단계, 이벤트판단단계의 판단결과 인접 액세스 포인트 목록에 포함되어 있지 않는 단말의 접속 이벤트인 경우, 단말에 대한 인증과정을 수행하는 인증수행단계, 인증수행단계의 인증수행결과, 인증에 실패한 경우, 이벤트판단단계로 복귀하고, 인증에 성공한 경우 단말의 접속정보를 저장하고 인접 액세스 포인트로 단말의 접속 사실을 알리는 메시지를 전송한 후 이벤트판단단계로 복귀하는 인증결과수행단계로 이루어진다.
이와 같은 로밍 서비스 방법에 의하면 단말과 서버의 상호인증, WEP 알고리즘의 보안 취약성 등으로 인한 보안문제를 해결함과 동시에 공중용 WLAN 서비스에서 단말에 대한 효율적인 이동성 지원으로 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법{Roaming Method Between Access Point in WLAN}
본 발명은 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법으로서, 특히 무선 근거리통신망(WLAN)을 이용하여 무선 인터넷 서비스를 제공할 때 사용자 단말의 이동으로 인해 액세스 포인트간 로밍(roaming)이 빈번하게 발생할 경우 액세스 포인트에서 단말의 접속 정보에 대한 관리를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
종래에 있어서 IEEE 802.11a/b 규격에서 WLAN은 이동성의 제약을 가지고 있지만 고속의 무선 데이터 송수신이 가능하여 향후의 무선 인터넷 서비스에서 중요성이 증가할 것이다. 이 서비스의 목적은 고정상태의 유선 인터넷 서비스와 이동전화를 통한 무선 인터넷 서비스의 중간적인 위치에서 제한된 이동환경하에 고속의 무선 인터넷 서비스를 저렴한 요금으로 제공하는 것에 있다.
제한된 이동성을 지원하기 위해서는 반경 70m 정도의 WLAN 셀(Cell) 내에서의 통신과 셀간 통신이 원활하게 수행될 수 있어야 한다. 물론 WLAN 장비의 특성상 고속의 이동단말에 대한 이동성 지원에는 문제점이 있지만 저속의 이동단말에 대한 통신은 지원할 수 있어야 한다. 즉 WLAN에서의 이동성 지원은 저속 이동단말에 대한 액세스 포인트와의 통신을 지원하는 것과 액세스 포인트간 통신을 지원하는 것으로 구분될 수 있다.
동일 액세스 포인트 내에서 이동성을 지원하는 것은 단말의 이동속도가 저속이고, 전파 도달거리에 위치한다면 문제가 없다. 또한 액세스 포인트간 로밍의 경우에도 이동단말이 이전 액세스 포인트에 대한 접속(association)을 해제하고, 새로운 액세스 포인트에 대해 결합을 설정할 경우에 가능하다. 액세스 포인트간 로밍시에 WLAN에서 아무런 사용자 인증이나 암호화가 적용되지 않을 경우에는 결합 재 설정만으로 서비스가 가능하지만, 현재의 공중용 WLAN과 같이 사용자 인증이나 보안이 적용될 경우에는 단말에 대한 재 인증을 수행하여야 된다.
현재, IEEE 802.11f에서는 액세스 포인트간 로밍을 위한 프로토콜 규격을 정의하는 작업을 진행하고 있으나, 사용자 인증과 데이터의 보안을 고려하지 않은 엔터프라이즈(Enterprise) 모델에 대한 규격만을 정의하고 있다. 따라서, 실제로 공중용 WLAN 서비스에 이를 변경없이 적용할 경우 액세스 포인트의 운용 및 네트워크 트래픽 관리로 인한 많은 오버헤드(Overhead) 발생을 초래하는 문제점이 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 IEEE 802.1x 기반의 EAP-MD5 사용자 인증 기능을 가진 WLAN 단말이 액세스 포인트와 접속을 시도하면 IEEE802.11a/b에서 정의하고 있는 절차에 따라 결합과 인증을 수행하게 된다.
액세스 포인트와의 접속이 완료되면 WLAN 단말은 IEEE802.1x 규격에 따라 EAP(Extensible Authentication Protocol) 메시지의 송수신을 통해 사용자 인증을 수행하게 되는데, 인증서버에 저장되어 있는 사용자 ID와 패스워드에 기반하여 사용자 인증을 수행하게 된다. 인증이 완료되면 인증서버의 지시에 따라 액세스 포인트는 WLAN 단말의 네트워크 접속을 허용하게 되며, 이때 사용자 데이터에 대한 보안은 IEEE 802.11에서 정의하는 WEP((Wired Equivalent Privacy) 기반의 데이터 보안을 적용할 수 있다.
하지만, 이 방안은 단말과 서버의 상호인증, WEP 알고리즘 보안의 취약성 및 키(Key) 분배 메커니즘의 부재 등으로 인해 보안에 심각한 문제를 가지게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 액세스 포인트와 망 인터페이스 카드(NIC)를 내장한 이동 단말 사이의 데이터 전송을 위한 인터페이스 뿐만 아니라 사용자에 대한 과금을 위해 사용자 식별 및 인증기능을 제공하고, 서비스 가입자의 정보 보호를 위한 보안문제도 해결하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법은, 각각의 액세스 포인트가 인접 액세스 포인트 목록을 저장한 후, 이벤트 발생 여부를 감시하여 이벤트가 발생한 경우 이벤트 내용을 판단하는 이벤트판단단계와; 상기 이벤트판단단계의 판단결과, 동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트에서 단말의 접속 사실을 통보하는 이벤트인 경우, 인접 액세스 포인트 목록에 상기 단말접속 정보를 포함시켜 저장하고, 동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트로부터 단말의 이동 사실을 수신한 이벤트인 경우, 상기 인접 액세스 포인트 목록에 포함된 단말접속 정보를 삭제하고 삭제 결과를 통보한 후, 상기 이벤트판단단계로 복귀하는 이벤트수행단계와; 상기 이벤트판단단계의 판단결과 인접 액세스 포인트 목록에 포함되어 있지 않는 단말의 접속 이벤트인 경우, 상기 단말에 대한 인증과정을 수행하는 인증수행단계와; 상기 인증수행단계의 인증수행결과, 인증에 실패한 경우, 상기 이벤트판단단계로 복귀하고, 상기 인증에 성공한 경우 단말의 접속정보를 저장하고 인접 액세스 포인트로 상기 단말의 접속 사실을 알리는 메시지를 전송한 후 상기 이벤트판단단계로 복귀하는 인증결과수행단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 적용되는 EAP-TTLS 기반의 사용자 인증 및 보안 절차를 보인 예시도이다.
도 2를 참조하면, 사용자 데이터에 대한 보안 기능이 강화된 EAP-TTLS를 적용할 경우로서, WLAN 단말과 인증서버 사이에 보안이 적용된 독립적인 터널을 형성하고, 이를 통해 사용자 ID와 패스워드를 전달한다. 또한 인증이 완료되면 액세스 포인트와 WLAN 단말에 대해 데이터 암호화에 적용될 키를 분배함으로써, 사용자 세션별로 독립적인 암호화 키 사용이 가능하도록 한다. 이 경우에도 WLAN 단말과 액세스 포인트 사이에 적용되는 보안으로 WEP 알고리즘을 사용할 수 있으며, 추가적인 보안을 위해 WLAN 단말과 액세스 포인트 및 인증서버 사이에 주기적인 키 변경을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용되는 EAP-TTLS 사용 시 IAPP를 이용한 액세스 포인트간 로밍을 보인 예시도이다.
도 3을 참조하면, EAP-TTLS를 이용하여 사용자 인증 및 보안을 수행할 경우에 대해 액세스 포인트간 로밍을 보인 것으로, 엔터프라이즈 모델에서는 단말이 액세스 포인트1에 접속되면, 액세스 포인트1은 동일 서브넷(subnet) 상의 다른 액세스 포인트에 대해 단말의 접속 사실을 알리는 메시지(Add_Notify)를 발송할 수 있다.
하지만, 공중용 WLAN에서는 사용자 인증을 위한 별도의 절차를 수행하여야 하므로, 단말이 접속되었다고 해서 Add_Notify를 전송하게 되면 네트워크 상의 부하만 증가시키므로, 인증된 시용자에 대해서만 로밍을 준비하기 위한 메시지 전송을 수행하는 것이 보다 효율적인 운용이 가능하다.
따라서, 액세스 포인트1은 이동 단말에 대한 사용자 인증 절차를 완료하면 해당 단말의 접속정보를 저장하게 된다. 단말이 액세스 포인트1의 커버리지를 벗어나 액세스 포인트2 셀 영역으로 진입할 경우에는 액세스 포인트2와 접속을 수행하게 된다.
이 경우, 액세스 포인트2가 해당 단말에 대해 액세스 포인트1로부터 수신한 정보가 있을 경우에는 액세스 포인트2가 액세스 포인트1로 단말의 이동 사실을 알려주는 메시지(Move_Notify)를 전송한다.
이 경우에는 단말이 액세스 포인트2 접속에 따른 인증서버와의 사용자 인증과 무관하게 전송할 수 있어야 액세스 포인트1에서 관리하는 단말정보의 갱신이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
상기 Move_Notify를 수신한 액세스 포인트1은 단말이 액세스 포인트2로 이동하였으므로 해당 단말에 대한 정보를 삭제하고, 단말정보 삭제사실을 알리는 메시지(Move_Response)를 액세스 포인트2에 통보한다.
단말의 로밍을 지원하기 위한 액세스 포인트간 전송 메시지 중에서 Add_Notify는 브로드캐스트(Broadcast) 메시지로, Move_Notify와 Move_Response는 브로드캐스트 또는 유니캐스트(Unicast) 메시지로 전송할 수 있다.
하지만, 실제 공중용 WLAN 서비스에서는 액세스 포인트간 전파간섭을 배제하기 위하여 셀 절차계획안(Planning)을 수행하므로, 이 경우에는 인접한 액세스 포인트에 대한 정보를 알 수 있어 이를 이용하면 브로드캐스트 메시지 사용으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있게 되며, 인접한 inter-subnet 액세스 포인트로의 이동에 대해서도 로밍 서비스를 제공할 수 있다.
따라서, 공중용 WLAN 서비스에의 IAPP 지원을 위한 액세스 포인트에서의 동작 과정을 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이 먼저, 인접 액세스 포인트 목록을 저장한 후, 새로운 이벤트가 발생하는가를 감시한다(S100, S101).
상기 이벤트 감시 중 이벤트가 발생한 경우 이벤트 내용을 판단하게 되는데, 이벤트의 내용이 동일 서브넷(subnet) 상의 다른 액세스 포인트에 대한 단말의 접속 사실을 알리는 메시지(Add_Notify)를 수신하였는가를 판단하고(S102), 이 판단결과 아닌 경우에는 인접 셀로의 단말 이동 사실을 알려주는 메시지(Move_Notify)를 수신하였는가를 판단한다(S104).
상기 단계의 판단결과 아닌 경우, 단말이 현재 셀의 커버리지를 벗어나 인접 셀로 접속(association)하였는가를 판단하고(S107), 이 판단결과 아닌 경우에는 단말정보 삭제사실을 알리는 메시지(Move_Response)를 수신한 것으로 판단한다(S111).
이후, 상기의 판단에 따라 해당하는 동작을 수행하게 되는데, 단말이 현재 셀의 커버리지를 벗어나 인접 셀로 접속한 경우에는, 인접 셀 단말정보 목록에 단말정보가 존재하는 가를 판단하고(S108), 상기 단계의 판단결과 존재하는 경우 해당 셀의 액세스 포인트로 단말에 대한 인접 셀로의 단말 이동 사실을 알려주는 메시지를 전송한 후(S109), 인접 셀 단말정보 목록에서 해당 단말의 정보를 삭제하고, 새로운 이벤트 감시동작으로 되돌아간다(S110).
그리고, 인접 셀로의 단말 이동 사실을 알려주는 메시지를 수신한 경우에는, 현재 셀의 단말정보 목록에서 단말정보를 삭제한 후(S105), 새로운 액세스 포인트로 단말정보 삭제사실을 알리는 메시지(Move_Response)를 전송한 다음 새로운 이벤트 감시동작으로 되돌아간다(S106).
만약, 동일 서브넷(subnet) 상의 다른 액세스 포인트에 대한 단말의 접속 사실을 알리는 메시지(Add_notify)를 수신한 경우에는 인접 셀의 단말정보 목록에서 단말접속 정보를 저장한 다음 새로운 이벤트 감시동작으로 되돌아간다(S103).
그러나, 발생한 이벤트가 Move_Response인 경우 또는 인접 셀 단말정보 목록에 해당 단말접속 정보가 존재하지 않을 경우에는 신규접속으로 판단하여 새로운 단말에 대한 인증을 수행하는데, 그에 대한 설명은 상기에서 미리 설명하였기에 생략한다.
상기 인증수행결과 인증이 실패한 경우에는 새로운 이벤트 감시동작으로 되돌아가 가며, 인증이 성공한 경우에는 현재 셀(Cell)의 단말정보 목록에 단말의 접속정보를 저장한 후(S114), 인접 셀을 통해 단말의 접속 사실을 알리는 메시지(Add_Notify)를 전송한 다음 새로운 이벤트 감시동작으로 되돌아간다(S115).
또한, 액세스 포인트가 자신의 인접 셀에 대한 정보를 가지고 있으면, 액세스 포인트간 로밍 서비스에서 IAPP 메시지는 유니캐스트 전송이 가능하다. 즉, 단말의 신규 접속이 이루어질 경우 사용자 인증이 완료되면 액세스 포인트는 인접한 액세스 포인트가 많을 경우에는 브로드캐스트 메시지로 전송하는 것이 바람직하나, 인접 액세스 포인트가 적을경우에는 유니캐스트 전송을 적용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법은, 단말과 서버의 상호인증, WEP 알고리즘의 보안 취약성 등으로 인한 보안문제를 해결함과 동시에 공중용 WLAN 서비스에서 단말에 대한 효율적인 이동성 지원으로 서비스 품질을 향상시키는 등의 효과가 있다.
도 1은 종래 IEEE 802.1x 기반의 EAP-MD5 사용자 인증절차를 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 적용되는 EAP-TTLS 기반의 사용자 인증 및 보안 절차를 보인 예시도.
도 3은 본 발명에 적용되는 EAP-TTLS 사용 시 IAPP를 이용한 액세스 포인트간 로밍을 보인 예시도.
도 4는 공중용 WLAN 서비스에의 IAPP 지원을 위한 액세스 포인트에서의 동작 과정을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (10)

  1. 각각의 액세스 포인트가 인접 액세스 포인트 목록을 저장한 후, 이벤트 발생 여부를 감시하여 이벤트가 발생한 경우 이벤트 내용을 판단하는 이벤트판단단계와;
    상기 이벤트판단단계의 판단결과, 동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트에서 단말의 접속 사실을 통보하는 이벤트인 경우, 인접 액세스 포인트 목록에 상기 단말접속 정보를 포함시켜 저장하고, 동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트로부터 단말의 이동 사실을 수신한 이벤트인 경우, 상기 인접 액세스 포인트 목록에 포함된 단말접속 정보를 삭제하고 삭제 결과를 통보한 후, 상기 이벤트판단단계로 복귀하는 이벤트수행단계와;
    상기 이벤트판단단계의 판단결과 인접 액세스 포인트 목록에 포함되어 있지 않는 단말의 접속 이벤트인 경우, 상기 단말에 대한 인증과정을 수행하는 인증수행단계와;
    상기 인증수행단계의 인증수행결과, 인증에 실패한 경우, 상기 이벤트판단단계로 복귀하고, 상기 인증에 성공한 경우 단말의 접속정보를 저장하고 인접 액세스 포인트로 상기 단말의 접속 사실을 알리는 메시지를 전송한 후 상기 이벤트판단단계로 복귀하는 인증결과수행단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 이벤트는 상기 단말이 인접 셀로 접속하는 이벤트를 더 포함하며, 상기 이벤트판단단계의 판단 결과 상기 단말이 인접 셀로 접속하는 이벤트인 경우 상기 이벤트수행단계는
    상기 액세스 포인트 목록에 상기 단말 접속 정보가 존재하는지 판단하는 제1 단계와;
    상기 제1 단계의 판단결과 상기 단말 접속 정보가 존재하는 경우 해당 액세스 포인트로 단말 이동 사실을 알려주는 메시지를 전송한 후, 상기 액세스 포인트 목록에 포함된 단말 접속 정보를 삭제하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트에서 단말의 접속 사실을 통보하는 이벤트, 다른 액세스 포인트로부터 단말의 이동 사실을 수신하고 상기 단말 접속 정보 삭제 결과를 통보하는 이벤트는 IAPP(InterAccess Point Protocol) 메시지를 이용하여 이루어지며, 상기 단말의 접속 사실을 통보하는 IAPP 메시지는 인접 액세스 포인트 목록에 포함된 액세스 포인트로만 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 IAPP 메시지는 인접 셀의 수에 따라 유니캐스트(Unicast) 메시지 또는 브로드캐스트(broadcast) 메시지로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    인접 액세스 포인트가 동일 서브넷(subnet)에 존재하지 않은 경우, 인접 액세스 포인트 정보를 유니캐스트 메시지로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    동일 서브넷 상의 다른 액세스 포인트에서 단말의 접속 사실을 통보하는 이벤트는 상기 단말의 인증이 완료된 후 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리통신망의 액세스 포인트간 로밍 서비스 방법.
  10. 삭제
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