KR100509944B1 - 트래픽 부하를 감소시키기 위해서 라우터를 그룹화하여터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 시스템 - Google Patents

트래픽 부하를 감소시키기 위해서 라우터를 그룹화하여터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 망에서 이동성을 지원하기 위해 사용되는 이동 아이피(mobile IP) 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 장 시간의 실시간 서비스의 사용으로 생길 수 있는 터널 길이의 증가를 감소시키기 위하여, 주기적으로 앵커 역할을 하는 액세스 라우터를 변경시킴으로써 터널의 길이를 줄여 망 전체의 트래픽을 감소시키는 핸드오버 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 핸드오버 시스템은 이동단말이 이동함에 따라 앵커 액세스 라우터가 현재 순간에 이동단말에 대한 링크 연결중인 액세스 라우터의 변경 횟수를 카운트하여 소정의 횟수가 되었을 때, 터널의 앵커 역할을 변경하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 본 발명의 핸드오버 시스템은 장시간 실시간 서비스를 제공받음으로써 발생할 수 있는 터널 길이의 증가를 주기적으로 앵커(anchor) 역할을 하는 액세스 라우터(access router)를 변경함으로써 터널의 길이를 줄이고, 이로 인해 망 전체의 트래픽을 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.

Description

트래픽 부하를 감소시키기 위해서 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 시스템 {System of the tunnel based handover by grouping router for reducing traffic}
본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 망에서 이동성을 지원하기 위해 사용되는 이동 아이피(mobile IP) 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 장 시간의 실시간 서비스의 사용으로 생길 수 있는 터널 길이의 증가를 감소시키기 위하여, 주기적으로 앵커 역할을 하는 액세스 라우터를 변경시킴으로써 터널의 길이를 줄여 망 전체의 트래픽을 감소시키는 핸드오버 시스템에 관한 것이다.
인터넷 사용자와 인터넷을 이용한 응용 프로그램의 폭발적인 증가에 따라 인터넷 프로토콜인 IP는 기존의 데이터 네트워크뿐만 아니라 모든 유무선 통신망 관련 기술들을 주도하고 있다. 이에 따라 음성 서비스에서는 IP 패킷에 음성을 실어보내는 VoIP(Voice over IP) 기술이 각광을 받고 있으며, 이동통신 서비스에서는 차세대통신망을 All-IP 망이라는 이름으로 터미널에서 핵심망까지를 모두 IP 기반으로 구성하려는 방향으로 표준화가 추진되고 있다.
IP 망에서 단말의 이동성 지원을 위한 기술로는 현재 IETF(Internet Engineering Task Force)의 이동 아이피(mobile IP)가 가장 유력한 후보이다. 이동 아이피(mobile IP)는 3 계층에서 TCP(Transmission Control Protocol)와 같은 상위 계층에 투명한 이동성을 제공하기 위해서 설계되었다. 이동 아이피(mobile IP)에서 이동 호스트는 위치를 변경할 때마다 자신의 홈 망에 위치한 홈 에이전트(Home Agent, HA)에 현재 자신의 위치를 임시주소(Care of Address, CoA)로 등록함으로써 이동시에도 자신에 대한 연결성을 유지한다.
여기서 임시주소(CoA)는 이동 호스트가 자신의 홈 망을 떠나 있을 때, 홈 에이전트(HA)가 이동 호스트로 송신한 데이터그램(datagram)이 도착하는 터널의 종단점을 의미한다. 임시주소(CoA)는 2가지 종류가 있는데 '외부 에이전트 CoA'는 이동 호스트가 등록되어 있는 외부 에이전트(Foreign Agent, FA)의 어드레스이며 '코-로케이티드(co-located) CoA'는 외부로부터 할당받은 자신의 망 접속점에 물리적으로 일치하는 로컬 IP 어드레스이다.
그러나 이동 아이피(mobile IP)는 넓은 영역의 느린 이동성 지원을 목표로 하여 설계되었기 때문에, 차후 인터넷의 주요 부분을 차지할 것으로 보이는 VoIP(Voice over IP) 등과 같이 실시간 데이터의 지원이 필요한 서비스에는 핸드오버(handover)시의 이동검출(movement detection) 및 임시주소(CoA) 등록으로 인한 지연 때문에 문제점이 발생한다. 이러한 문제점은 가입자 용량을 늘리기 위하여 더욱 작은 셀(cell)로 구성되며 이에 따라 더욱 빈번한 핸드오버 과정을 가져야 하는 차세대 무선인터넷 망에서는 더욱 심각한 것이 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 인터넷 표준을 주도하고 있는 IETF에서는 이동(mobile IP)에서 빠른 핸드오버를 지원할 수 있는 새로운 방법들에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
대표적인 빠른 핸드오버 지원 방법으로는 지역적 등록 방법이 있다. 기존의 이동 아이피(mobile IP)에서는 이동 단말은 위치 변경시마다 자신으로부터 먼 곳에 위치할 가능성이 큰 홈 에이전트(HA)에 임시주소(CoA) 등록을 수행하여야 하므로 긴 핸드오버 시간을 유발했으나, 지역적 등록방법에서는 지역적인 위치 이동은 홈 에이전트(HA) 대신에, 이동 아이피 버전4(mobile IPv4)의 경우에는 이동 단말에 가까운 게이트웨이 외부 에이전트(Gateway Foreign Agent, GFA)에 등록하고, 이동 아이피 버전6(mobile IPv6)의 경우에는 이동 앵커 포인트(Mobile Anchor Point, MAP)에 등록함으로써 핸드오버시의 이동 아이피(mobile IP)의 등록 시간을 줄여준다.
이 방법은 기존의 이동 아이피(mobile IP)에 비하여 핸드오버시의 등록 시간을 줄일 수는 있으나 2 계층 이후의 3 계층 등록 시간의 일부만을 줄일 수 있으므로 그 시간 감소량이 제한되어 있으며, 게이트웨이 외부 에이전트(GFA) 또는 이동 앵커 포인트(MAP)를 변경하는 경우에는 기존의 이동 아이피(mobile IP) 방법과 동일한 등록 지연을 가진다는 문제점이 있다.
상술한 지역적 등록방법에 비하여 2 계층에서 전달되는 핸드오버 트리거(trigger) 정보를 이용함으로써 핸드오버 지연을 더욱 더 줄여 IP 망의 이동 단말에서의 VoIP와 같은 실시간 서비스를 가능케 할 수 있는 기술들이 제안되었다.
이 기술들은 이동 아이피 버전4(mobile IPv4)와 이동 아이피 버전6(mobile IPv6)에 적용될 있도록 각각 제안되었으나, 그 개념은 유사하다. 따라서 이하에서는 차세대 통신망에 기본적으로 적용될 것으로 보이는 IPv6 에 적용되는 경우를 예를 들어 설명한다. IPv6 기반의 빠른 핸드오버 지원 방법에서 첫 번째 방법은 2 계층 핸드오버 완료 이전에 2 계층에서 전달되는 트리거 신호를 이용하여 목적지 액세스 라우터(access router)에 사전에 등록을 수행하는 방법으로, 예상된 핸드오버(anticipated handover) 방법으로 불린다.
예상된 핸드오버(anticipated handover) 방법은 2 계층 핸드오버 수행 중에 3 계층 이동 아이피(mobile IP) 등록을 동시에 수행함으로써 핸드오버시 발생하는 지연을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 2 계층에서 발생하는 트리거의 특성에 의존하므로 3 계층 등록이 2 계층 핸드오버 완료 이전에 수행되지 못하는 것과 같이 3 계층 등록 과정이 불안정해지는 단점이 있다.
두 번째 방법은 첫 번째 방법과는 달리 이전 액세스 라우터와 새로운 액세스 라우터간에 양방향 터널을 형성하여 추가적인 3 계층 등록 없이 이전에 사용하던 임시주소(CoA)를 그대로 사용함으로써 3 계층 등록에 소요되는 시간을 거의 0 으로 만들 수 있는 방법으로 터널 기반(tunnel based) 핸드오버 방법으로 불린다. 이 방법은 동작이 간단하므로 예상된 핸드오버(anticipated handover) 방법과는 달리 2 계층 정보에 대한 의존성이 적어 예상된 핸드오버(anticipated handover) 방법에 비해 테스트에서 우수한 핸드오버 특성을 보여준다.
도 1은 종래의 터널 기반 핸드오버 방법의 동작을 나타낸 도면이다.
상대단말(Correspondent Node, CN)(110)은 이동중인 단말과 통신을 하고 있는 단말을 나타내며, 이동단말(Mobile Node, MN)(120)은 이 상대단말(CN)(110)과 통신하고 있는 이동중인 단말을 나타낸다. 그리고, 앵커 액세스 라우터(aAR)(130)는 앵커 역할을 수행 중인 액세스 라우터를 의미한다. 단, 여기서 액세스 라우터는 이동단말(MN)(120)과의 통신을 위한 무선 인터페이스를 구비한 라우터를 말한다.
nAR(1) 내지 nAR(k)(140)는 임의의 순간 동안에 이동단말(MN)(120)에 대한 링크 연결성을 가지는 k(k는 자연수) 개의 액세스 라우터(nAR)를 나타낸다. 즉, nAR(1), nAR(2), nAR(3)은 각각 이동단말(MN)(120)이 이동한 방향으로 각각 첫 번째, 두 번째, 세 번째 액세스 라우터(nAR)를 나타내며, nAR(c)는 현재 이동단말(MN)(120)을 서비스 중인 액세스 라우터(nAR)를 나타내며, nAR(k)는 k 번째의 액세스 라우터(nAR)를 나타낸다. 연결선(150)은 이동단말(MN)(120)이 이동함에 따라 발생하는 앵커 액세스 라우터(aAR)(130)와 이동단말(MN)(120)에 대한 링크 연결성을 가지는 액세스 라우터(nAR)(140)간의 k 개의 양방향 터널을 나타낸다.
앵커 액세스 라우터(aAR)(130)는 상대단말(CN)(110)에서 송신된 이동단말 (120)을 목적지로 하는 데이터를 가로채며 만일 서브넷에 이동단말이 존재하면 이 데이터를 이동단말에 전달한다. 이동단말은 nAR(1)에서 nAR(k) 방향으로 이동하며 이에 따라 앵커 액세스 라우터(aAR)(130)는 이동단말(MN)(120)에 대해 링크 연결성을 가지는 특정 순간의 특정 액세스 라우터(nAR)와 연속적으로 HI(t)/HACK(t) 메시지를 교환하여 양방향 터널을 설정하며 링크 연결성을 상실한 nAR과는 HI(r)/HACK(r) 메시지를 교환하여 양방향 터널을 제거한다.
이 경우에도 이동단말(MN)(120)은 앵커 액세스 라우터(aAR)(130)에서 받은 임시주소(CoA)를 그대로 유지한다. 임의의 순간에 nAR(c)와 양방향 터널이 설정된 이후에 이동단말로 향하는 데이터를 수신한 앵커 액세스 라우터(aAR)(130)는 이 데이터를 가로채서, 양방향 터널을 이용하여 이를 현재 이동단말에 대해 링크 연결을 유지하고 있는 nAR(c)로 포워딩한다. 앵커 액세스 라우터(aAR)(130)에서 포워딩된 데이터를 받은 nAR(c)은 이를 목적지인 이동단말(MN)(120)에 전달한다.
이와 같이 종래의 터널 기반 핸드오버 방법은 예상된 핸드오버(anticipated handover) 방법에 비해서는 특성이 우수하나 이 방법도 사용자가 긴 시간 실시간 서비스를 이용하는 경우 앵커(anchor) 역할을 하는 액세스 라우터와 새로운 액세스 라우터간의 양방향 터널의 길이가 길어져서 두 액세스 라우터간의 경로에 위치한 모든 라우터들이 자신과 직접적인 관련이 없는 트래픽을 처리하여야 함으로써 망에 불필요한 트래픽 부하를 발생시키며, 경로상의 라우터 중에서 하나만 고장이 발생하더라도 데이터의 전달이 불가능해 진다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 현재 빠른 핸드오버를 지원하기 위한 유력한 방법으로 고려되고 있는 터널 기반 핸드오버 방법에서, 터널의 길이를 무한히 연장하지 않고 사전에 정한 특정 횟수의 액세스 라우터의 변경이 발생하면 현재 이동단말의 위치와 무관하게 특정 액세스 라우터가 바인딩 업데이트(binding update)를 수행하여 앵커 액세스 라우터의 역할을 대신하게 함으로써 터널의 길이를 제한하며 터널의 연장으로 인하여 망에 끼치는 트래픽 부하를 감소시키는 새로운 핸드오버 시스템을 제공하는데 있다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 터널 기반 핸드오버 시스템은, 이동 단말을 목적지로 상대단말에서 전송된 데이터를 중계하여 전달하는 액세스 라우터를 의미하는 앵커 액세스 라우터; 및 임의의 순간에 이동단말에 대한 링크 연결성을 가질 수 있는 복수개의 액세스 라우터를 하나의 단위로 그룹화 한, 복수개 그룹의 액세스 라우터;를 포함하며, 이동단말이 이동함에 따라 앵커 액세스 라우터는, 상기 이동단말에 대한 링크 연결중인 액세스 라우터의 변경 횟수를 카운트하여 소정의 횟수가 되었을 때, 복수개 그룹의 액세스 라우터 그룹 중 임의의 액세스 라우터로 앵커 액세스 라우터를 변경하는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 터널 기반 핸드오버 방법은, 이동단말이 현재의 앵커 액세스 라우터에서 제1 액세스 라우터로 링크 연결성을 변경하면서 이동하는 경우, 앵커 액세스 라우터로부터 앵커 액세스 라우터 변경요청 메시지를 수신하고, 수신한 메시지에 대한 확인 메시지를 상기 앵커 액세스 라우터에게 송신하는 단계;상기 제1 액세스 라우터를 새로운 앵커 액세스 라우터로 설정하는 단계;상기 이동단말이 제1 액세스 라우터에서 제2 액세스 라우터로 링크 연결성을 변경하면서 또 다시 이동하는 경우, 상기 제2 액세스 라우터와 상기 앵커 액세스 라우터간의 양방향 터널 설정 메시지를 송신하여, 상기 터널 설정 메시지를 수신한 상기 제2 액세스 라우터가 상기 앵커 액세스 라우터와 양방향 터널을 설정하는 단계;상기 제2 액세스 라우터와 상기 새로운 앵커 액세스 라우터와 양방향 터널을 설정하는 단계;상기 새로운 앵커 액세스 라우터가 바인딩 업데이트를 수행하는 단계; 및 상기 제2 액세스 라우터와 상기 앵커 액세스 라우터간의 양방향 터널 제거 메시지를 송신하여, 상기 터널 제거 메시지를 수신한 제 2액세스 라우터가 양방향 터널을 제거하는 단계;를 포함하고 상기 제 1 액세스 라우터 및 상기 제 2 액세스 라우터는 이동단말에 대한 링크 연결중인 액세스 라우터의 변경 횟수를 카운트하여 소정의 횟수가 되었을 때, 상기 이동단말에 대한 링크 연결성을 가질 수 있는 복수개의 액세스 라우터를 하나의 단위로 그룹화 한, 복수개 그룹의 액세스 라우터 중 앵커 액세스 라우터 역할을 수행하는 라우터 중 임의의 액세스 라우터인 것을 특징으로 하는 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄이는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 터널 기반 핸드오버 방법의 동작을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 상대단말(CN)(210)은 이동중인 단말과 통신을 하고 있는 단말을 나타내며, 이동단말(MN)(220)은 이 상대단말(CN)(210)과 통신하고 있는 이동중인 단말을 나타낸다. 그리고, 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)는 현재 앵커 역할을 수행중인 액세스 라우터를 의미한다.
(241-1), (242-1), (243-1)은 앵커 역할 및 액세스 라우터(nAR)의 변경 횟수를 카운팅하여 사전에 정한 p번(p는 자연수) 만큼 액세스 라우터(nAR)를 변경하였을 때 터널의 앵커 역할을 해당 액세스 라우터(nAR) 그룹 중 임의의 액세스 라우터(nAR)에게 넘기는 역할을 수행하는 액세스 라우터들을 나타낸다. (240)은 임의의 순간 동안에 이동단말(MN)(220)에 대한 링크 연결성을 가지는 (p-1)개의 액세스 라우터(nAR)를 하나의 단위로 하는 m개 그룹의 액세스 라우터(nAR)를 나타낸다.
액세스 라우터의 각 그룹에서 nAR(1)는 이동단말이 이동하는 방향으로 첫 번째 nAR, nAR(2)는 두 번째 nAR, nAR(p-1)는 p-1 번째 nAR, nAP(p)는 p 번째 nAR, nAR(p+1)는 p+1번째 nAR, nAR(k-1)는 k-1 번째 nAR, nAR(k)는 k번째 nAR을 각각 나타낸다. (251) 내지 (253)은 이동단말(MN)(220)이 이동함에 따라 발생하는 앵커 액세스 라우터(aAR)(230) 또는 각 그룹을 대표하여 앵커 액세스 라우터의 기능을 수행하는 nAR들과 현재 이동단말에 대한 링크 연결성을 가지는 nAR 간의 m개의 그룹으로 이루어진 p-1개의 양방향 터널을 나타낸다.
앵커 액세스 라우터(aAR)(230)는 상대단말(CN)(210)에서 송신된 이동단말 (220)을 목적지로 하는 데이터를 가로채며 만일 서브넷에 이동단말이 존재하면 이 데이터를 서브넷에 존재하는 이동단말에 전달한다. 이 이동단말은 nAR(1)에서 nAR(k) 방향으로 이동하며 이에 따라 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)는 이동단말에 대해 링크 연결성을 가지는 nAR과 연속적으로 양방향 터널을 설정하며 링크 연결성을 상실한 nAR과는 양방향 터널을 제거한다.
이동단말의 이동에 따라 nAR의 변경이 발생하면 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)는 사전에 설정된 p값에 따라 nAR의 변경횟수를 카운팅한다. 만일 변경 횟수가 p번째가 되면 이동단말은 첫 번째 nAR 그룹(241)을 벗어나서 두 번째 nAR 그룹(242)으로 이동한 것이므로 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)는 nAR(p)와 양방향 터널 설정시 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)의 변경을 요청하는 정보를 포함한 메시지인 HI(b)를 nAR(p)로 보낸다.
nAR(p)는 이동단말(MN)(220)이 다시 nAR(p+1)로 이동하는 경우, 메시지를 통하여 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)의 정보를 알려줌과 동시에 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)에서 자신으로의 앵커 역할의 변경을 요청한다. nAR(p+1)은 기존의 터널 기반 핸드오버 방법이 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)와만 양방향 터널을 설정하는 것과는 달리, 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)에 대하여 양방향 터널을 설정할 뿐만 아니라 nAR(p)에 대해서도 양방향 터널을 설정한다. 이렇게 두 개의 양방향 터널을 설정하는 이유는 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)의 변경시에도 서비스의 실시간성을 유지하기 위해서이다. 만일 두 개의 양방향 터널이 설정되지 않는다면 nAR(p)에서의 버퍼링을 필요로 하게 되며, 이는 데이터 전달에서의 실시간성을 보장해줄 수 없게 한다.
nAR(p+1)와의 양방향 터널이 설정된 후 nAR(p)는 바인딩 업데이트를 수행한다. 바인딩 업데이트가 성공적으로 수행되어 패킷이 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)가 아닌 nAR(p)를 통하여 전달되는 경우 nAR(p+1)은 이제 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)와의 양방향 터널을 제거하며 이후 nAR(p)가 앵커 액세스 라우터(aAR)(230)를 대신하여 앵커의 역할을 수행한다. 이후 nAR(p)로 포워딩된 이동단말로 향하는 데이터는 nAR(p)와 현재 이동단말(MN)(220)을 서비스 중인 nAR(c) 간의 양방향 터널을 통해 현재 이동단말(MN)(220)을 서비스 중인 nAR로 전달되며 nAR(c)는 이를 링크 연결을 통해 이동 단말로 전달한다.
이 과정은 이동단말이 첫 번째 그룹(241) 영역을 이동하여 두 번째 그룹(242), , m 번째 그룹(242) 영역으로 이동할 때, 즉 nAR이 p번 바뀔 때마다 동일하게 발생한다.
도 3은 본 발명의 핸드오버 방법에서 앵커 액세스 라우터 변경을 위한 프로토콜을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면 aAR은 현재 앵커 역할을 수행하던 액세스 라우터를, nAR(p)는 aAR과 앵커 교환할 액세스 라우터, nAR(p+1)은 nAR(p) 다음 변경될 액세스 라우터, CN/HA는 각각 상대 단말과 홈 에이전트를 나타낸다.
HI(b)(310)은 aAR이 nAR(p)에게 양방향 터널의 설정을 요청하는 동시에 앵커 역할의 변경을 요청하는 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HI(t) 메시지의 확장이다. HACK(t)(315)는 aAR에 대한 nAR(p)의 확인 메시지로 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HACK(t) 메시지와 동일하다. HTT(b)(320)는 nAR(p)가 nAR(p+1)에게 aAR에 대한 정보를 제공하면서 자신이 이후 앵커의 역할을 할 것임을 알려주는 메시지이며 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HTT 메시지의 확장이다.
HACK(t)(325)는 HTT(b)(320)에 대한 nAR(p+1)의 확인 메시지로 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HACK(t) 메시지와 동일하다. (330)는 HTT(b)(320)와 HACK(t)(325)의 교환으로 생성한 nAR(p)와 nAR(p+1)과의 양방향 터널이다. HI(t)(335)은 nAR(p+1)이 현재 앵커 역할을 수행하고 있는 aAR에 대한 양방향 터널 설정 요청 메시지이며, 이는 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HI(t)와 동일하다. HACK(t)(340)은 aAR이 nAR(p+1)의 양방향 터널 설정 요청에 대한 확인 메시지로 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HACK(t) 메시지와 동일하다.
(345)는 전술한 HI(t)(335)와 HACK(t)(340) 메시지의 교환으로 생성된 aAR과 nAR(p+1)과의 양방향 터널이다. HI(r)(350)/HACK(r)(355)는 기존에 생성된 aAR과 nAR(p) 간의 양방향 터널을 제거하기 위한 메시지들로 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HI(t)/HACK(t) 메시지와 동일하다.
BU(360)은 nAR(p)에서 상대단말(CN) 또는 홈 에이전트(HA)로 보내지는 바인딩 업데이트 메시지이며, 패킷 포워딩(365)은 바인딩 업데이트의 결과로 이루어진 nAR(p)로 보내지는 이동단말을 목적지로 하는 패킷 데이터이다. 즉, nAR(p)에서 nAR(p+1)로 포워딩되는 데이터이다. HI(r)(370)/HACK(r)(375)는 nAR(p+1)과 aAR 간의 양방향 터널을 제거하기 위해 교환되는 메시지로 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HI(r)/HACK(r) 메시지와 동일하다.
도 4는 상술한 앵커 액세스 라우터 변경을 위한 메시지를 사용하여 앵커 액세스 라우터를 변경하는 과정을 나타낸 도면이다.
우선 이동단말이 현재의 앵커 액세스 라우터에서 제1 액세스 라우터(nAR(p))로 링크 연결성을 변경하면서 이동하는 경우, 앵커 액세스 라우터(aAR)가 앵커 액세스 라우터 변경요청 메시지를 제1 액세스 라우터(nAR(p))에게 송신하고, 송신한 메시지에 대한 확인 메시지를 상기 제1 액세스 라우터(nAR(p))로부터 수신한다(S410).
즉, 이동단말이 nAR(p)로 이동하게 되면 aAR은 HI(b)(310) 메시지를 보내 양방향 터널의 설정과 앵커 역할의 변경을 nAR(p)에게 요청하며, nAR은 이에 대한 확인으로 HACK(t)(315)를 보낸다. 이렇게 하여, 제1 액세스 라우터(nAR(p))를 앵커 액세스 라우터로 설정한다(S420).
따라서, 이동단말이 nAR(p)에서 다시 nAR(p+1)로 이동하게 되면 nAR(p)는 aAR에 대한 정보를 제공하는 HTT 메시지에 차후 자신이 앵커 역할을 nAR(p+1)에게 알리는 HTT(b)(320) 메시지를 nAR(p+1)로 보낸다.
그리고, 제2 액세스 라우터(nAR(p+1))와 앵커 액세스 라우터(aAR)간의 양방향 터널을 설정한다(S430).
또한, 제2 액세스 라우터(nAR(p+1))와 상기 제1 액세스 라우터(nAR(p))간의 양방향 터널을 설정한다(S440).
HTT(b)(320) 메시지를 받은 nAR(p+1)은 기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서 aAR에 대해서만 양방향 터널을 설정하는 것과는 달리 aAR과 nAR(p)에 대하여 모두 양방향 터널을 설정한다. 양방향 터널의 설정은 동시에 이루어 질 수 있다.
그리고 나서, 제1 액세스 라우터(nAR(p))가 바인딩 업데이트를 수행한다(S450). 즉, nAR(p+1)에 대한 양방향 터널이 설정되면 nAR(p)는 상대 노드나 홈 에이전트(HA)로 바인딩 업데이트 메시지(360)를 보낸다.
마지막으로, 제2 액세스 라우터(nAR(p+1))와 앵커 액세스 라우터(aAR)간의 양방향 터널을 제거한다(S460). 다시 말하면, 바인딩 갱신과는 독립적으로 새로운 양방향 터널이 설정되면 기존의 nAR(p)와 aAR 간의 양방향 터널은 HI(r)(350)/HACK(r)(355) 메시지 교환을 통해 제거된다.
바인딩 업데이트가 성공적으로 이루어지면 이동단말로 향하는 패킷은 이제 nAR(p)로 전달되며, nAR(p)는 이를 양방향 터널을 통해 nAR(p+1)로 전달한다. nAR(p)를 통하여 패킷을 전달받은 nAR(p+1)은 HI(r)(370)/HACK(r)(375) 메시지 교환을 통하여 aAR과의 양방향 터널을 제거한다.
도 5는 본 발명에서 제안된 방법에서 사용하기 위해 추가로 필요한 HI(b)/HTT(b) 메시지 포맷을 나타낸 도면이다.
HTT 메시지는 소스 트리거의 경우 HI 메시지가 사용되며, 타겟 트리거의 경우 HACK 메시지가 T 비트 부분이 설정되어 사용되므로 HI 및 HACK 메시지와 함께 사용할 수 있다. 본 발명에서는 소스 트리거의 경우를 가정하며 타겟 트리거의 경우도 유사하게 적용할 수 있다.
HI(b)/HACK(b) 메시지는 기존의 터널 기반 핸드오버 방법과 예약 필드에 B 비트 하나가 추가된 것을 제외하면 동일하다. 만일 nAR(p)가 aAR로부터 B 비트가 1로 설정된 HI(b)메시지를 받거나 nAR(p+1)이 nAR(p)로부터 B 비트가 1로 설정된 HTT(b) 메시지를 받는다면 도 3을 참조하여 설명한 앵커 역할을 변경하는 작업을 수행한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 터널의 길이를 무한히 연장하지 않고 사전에 규정된 특정 횟수의 액세스 라우터의 변경이 발생하면 현재 이동단말의 위치와 무관하게 특정 액세스 라우터가 바인딩 업데이트(binding update)를 수행하여 앵커 액세스 라우터의 역할을 대신하게 함으로써 터널의 길이를 제한하면서 터널의 연장으로 인하여 망에 끼치는 트래픽 부하를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 터널 기반 핸드오버 방법의 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 터널 기반 핸드오버 방법의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 핸드오버 방법에서 앵커 액세스 라우터 변경을 위한 프로토콜을 나타낸 도면이다.
도 4는 앵커 액세스 라우터 변경 메시지를 통한 앵커 액세스 라우터 변경 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에서 제안된 방법에서 사용하기 위해 추가로 필요한 HI(b)/HTT(b) 메시지 포맷을 나타낸 도면이다.

Claims (7)

  1. 이동 단말을 목적지로 상대단말에서 전송된 데이터를 중계하여 전달하는 액세스 라우터를 의미하는 앵커 액세스 라우터; 및
    임의의 순간에 상기 이동단말에 대한 링크 연결성을 가질 수 있는 복수개의 액세스 라우터를 하나의 단위로 그룹화 한, 복수개 그룹의 액세스 라우터;를 포함하며,
    상기 이동단말이 이동함에 따라 상기 앵커 액세스 라우터는, 상기 이동단말에 대한 링크 연결중인 액세스 라우터의 변경 횟수를 카운트하여 소정의 횟수가 되었을 때, 상기 복수개 그룹의 액세스 라우터 그룹 중 임의의 액세스 라우터로 앵커 액세스 라우터를 변경하는 것을 특징으로 하는 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 앵커 액세스 라우터는
    상기 상대단말에서 상기 이동단말로 전송되는 데이터를 가로채며 만일 상기 상대단말이 위치하고 있는 동일 그룹내에 상기 이동단말이 존재하면 상기 전송 데이터를 상기 이동단말에 전달하는 것을 특징으로 하는 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동단말은
    첫 번째 액세스 라우터에서 k번째 액세스 라우터 방향으로 이동하며 이에 따라 상기 앵커 액세스 라우터는 상기 이동단말에 대해 현재 링크 연결성을 가지는 액세스 라우터와 연속적으로 양방향 터널을 설정하며 링크 연결성을 상실한 액세스 라우터와는 양방향 터널을 제거하는 것을 특징으로 하는 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 시스템.
  4. 이동단말이 현재의 앵커 액세스 라우터에서 제1 액세스 라우터로 링크 연결성을 변경하면서 이동하는 경우, 앵커 액세스 라우터로부터 앵커 액세스 라우터 변경요청 메시지를 수신하고, 수신한 메시지에 대한 확인 메시지를 상기 앵커 액세스 라우터에게 송신하는 단계;
    상기 제1 액세스 라우터를 새로운 앵커 액세스 라우터로 설정하는 단계;
    상기 이동단말이 제1 액세스 라우터에서 제2 액세스 라우터로 링크 연결성을 변경하면서 또 다시 이동하는 경우, 상기 제2 액세스 라우터와 상기 앵커 액세스 라우터간의 양방향 터널 설정 메시지를 송신하여, 상기 터널 설정 메시지를 수신한 상기 제2 액세스 라우터가 상기 앵커 액세스 라우터와 양방향 터널을 설정하는 단계;
    상기 제2 액세스 라우터와 상기 새로운 앵커 액세스 라우터와 양방향 터널을 설정하는 단계;
    상기 새로운 앵커 액세스 라우터가 바인딩 업데이트를 수행하는 단계; 및
    상기 제2 액세스 라우터와 상기 앵커 액세스 라우터간의 양방향 터널 제거 메시지를 송신하여, 상기 터널 제거 메시지를 수신한 제 2액세스 라우터가 양방향 터널을 제거하는 단계;를 포함하고
    상기 제 1 액세스 라우터 및 상기 제 2 액세스 라우터는 이동단말에 대한 링크 연결중인 액세스 라우터의 변경 횟수를 카운트하여 소정의 횟수가 되었을 때, 상기 이동단말에 대한 링크 연결성을 가질 수 있는 복수개의 액세스 라우터를 하나의 단위로 그룹화 한, 복수개 그룹의 액세스 라우터 중 앵커 액세스 라우터 역할을 수행하는 라우터 중 임의의 액세스 라우터인 것을 특징으로 하는 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 액세스 라우터와 상기 앵커 액세스 라우터간의 양방향 터널 설정 메시지를 송신하는 단계와 상기 제2 액세스 라우터와 양방향 터널을 설정하는 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 방법.
  6. 제4항에 있어서, 앵커 액세스 라우터 변경요청 메시지는
    기존의 터널 기반 핸드오버 방법에서의 HI(b) 또는 HTT(b) 메시지의 예약 필드에 B 필드가 더 추가되어, 만일 상기 제1 액세스 라우터가 상기 앵커 액세스 라우터로부터 상기 B 필드가 1로 설정된 HI(b) 메시지를 받거나 상기 제2 액세스 라우터가 상기 제1 액세스 라우터로부터 상기 B 필드가 1로 설정된 HTT(b) 메시지를 받으면 앵커 액세스 라우터를 변경하는 것을 특징으로 하는 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 방법.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 기재된 라우터를 그룹화하여 터널 길이를 줄인 터널 기반 핸드오버 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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