KR100568229B1 - 애드혹 네트워크상에서 동적으로 ａｒｐ 캐시 테이블을갱신하는 방법 및 시스템 - Google Patents

애드혹 네트워크상에서 동적으로 ａｒｐ 캐시 테이블을갱신하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로토콜 주소의 충돌 등으로 인하여 애드혹 네트워크상에 존재하는 단말의 프로토콜 주소가 변경되는 경우에 다른 단말의 ARP 캐시 테이블에 등록되어 있는 정보를 동적으로 갱신하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
프로토콜 주소의 중복을 검출하고 상기 중복된 주소를 갖는 단말 중 일부 단말의 프로토콜 주소를 변경하는 제1단계; 상기 주소가 변경된 단말이 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 정보 및 자신의 하드웨어 주소 정보를 주변 단말로 전송하는 제2단계; 상기 정보들을 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 제3단계; 상기 중복된 프로토콜 주소를 갖는 단말 중 주소가 변경되지 않는 단말이 주변 단말로 자신의 주소 정보를 전송하는 제4단계; 및 상기 제4단계에서의 주소 정보를 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 제5단계로 이루어진다.
본 발명에 따른 시스템은, 프로토콜 주소의 중복이 있는 경우에 애드혹 네트워크상의 자동 주소 할당 기능을 이용하여 상기 프로토콜 주소가 변경되는 제1 단말; 및 상기 제1 단말과 직접 통신이 가능한 위치에 있는 주변 단말로 이루어지는데, 상기 제1 단말은 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 정보 및 자신의 하드웨어 주소 정보를 주변 단말로 전송하고, 상기 주변 단말은 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신한다.
애드혹 네트워크(Ad-hoc Network), ARP(Auto Resolution Protocol), ARP 캐시 테이블(ARP Cash Table), 패킷(Packet), 단말(Terminal), 프로토콜(Protocol), IP(Internet Protocol), MAC(Media Access Control)

Description

애드혹 네트워크상에서 동적으로 ＡＲＰ 캐시 테이블을 갱신하는 방법 및 시스템{A Method And System for Dynamically Refreshing ARP Cash Table on Ad-hoc Network}
도 1은 종래기술에 따른 UnARP 동작을 나타낸 것이다.
도 2는 기존의 ARP 패킷의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 IP 주소가 중복이 되는 애드혹 네트워크 동작 환경을 나타낸 것이다.
도 4는 ARP 캐시 테이블이 갱신이 되지 않은 경우 패킷의 전송을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에서 제안하는 Selective UnARP 패킷의 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에서 제안하는 IP 주소가 중복이 되는 경우에 ARP 캐시 테이블을 갱신하는 방법에 관한 흐름도를 나타낸 것이다.
본 발명은 애드혹 네트워크상에서 효율적으로 ARP 캐시 테이블 갱신 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 IP(Internet Protocol) 주소의 충돌 등으로 인하여 애드혹(Ad-hoc) 네트워크상에 존재하는 단말의 IP가 변경되는 경우에 다른 단말의 ARP(Address Resolution Protocol) 캐시 테이블(Cash Table)에 등록되어 있는 정보를 동적으로 갱신하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 기술은 도 1에서와 같이 애드혹 네트워크 상의 하나의 단말(150)이 스스로 이동을 하거나 어느 조건에 의해 애드혹 네트워크를 이탈하는 경우에는 UnARP 패킷을 브로드캐스팅(Broadcasting)한다. 이에 따라, 주변 단말들(110 내지 140)은 자신의 ARP 캐시 테이블을 조사하여 상기 단말(150)의 IP 캐시 값이 있으면 이를 삭제한다. 이러한 과정을 통하여 동일한 IP 주소(Address)에 다른 MAC(Media Access Control) 어드레스을 가진 호스트가 존재하는 것을 막을 수 있다.
종래의 기술은 일반 유선 네트워크만을 고려하고 있어서, 어느 호스트가 망에서 분리되는 것을 감지하는 것도 현실적으로 어려우므로 초벌의 RFC(Request for Comments)만이 나와 있다. 상기 RFC란 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 발표하는 인터넷 기술과 관련된 공식 기술 문서로 프로토콜의 연구 및 표준에 관한 새로운 아이디어를 전달하는 기본적인 방법을 의미한다. 미국 남가주대학에 있는 정보과학협회에서는 IETF로부터 나온 검색 가능한 모든 RFC의 목록을 제공하고 있어서, 'http://www.rfc-editor.org/rfc.html'를 참조하면 ARP와 관련된 보다 자세한 내용을 알 수 있다. 예를 들어, RFC826은 ARP 전체에 관한 내용을, RFC1868은 UnARP에 관한 내용을 각각 담고 있다.
애드혹 네트워크에서는 단말이 네트워크에서 이탈하는 경우뿐만이 아니라, 단말간에 IP 주소의 충돌이 발생하는 경우에 IP 주소의 충돌을 피하기 위하여 단말 의 IP 주소를 바꾸기도 한다. 따라서, 상기 UnARP 만을 사용하는 것은 비효율적인 방법이 된다. 또한, 이러한 방법은 패킷의 손실(Loss)이 발생한 경우에 대하여도 해결방안이 존재하지 않는다.
MANet(Mobile Ad-hoc Network)에서는 인프라스트럭처 (Infrastructure)에서의 엑세스 포인트(AP; Access Point)와 같은 기기의 도움 없이 네트워크를 구성하므로 유선망에서의 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)와 같은 IP 주소를 할당하는 프로토콜을 사용할 수 없다. 그러므로 단말 스스로 IP 주소를 할당하고 중복을 검출할 필요가 있다. 그러나 MANet의 특성상 IP 주소를 자동으로 할당하는 과정에서 중복되는 IP 주소가 할당될 수 있다. 이와 같이 IP 주소의 충돌로 IP 주소가 바뀌는 경우, 기존 호스트들의 ARP 캐시 테이블이 변경이 되지 않아 문제가 발생할 수 있다. 물론, ARP 캐시 테이블은 일정기간이 지나면 갱신되도록 되어 있다 하더라도 그 기간 동안은 IP 주소의 변경에 의한 잘못된 ARP 캐시 테이블 때문에 정상적인 통신이 불가능하다. 상기 갱신 기간은 표준으로 정해져 있지는 않지만 대략 2분에서 4시간 정도로 되어 있다. 상기 갱신 방식은 각 단말이 브로드캐스트를 통하여 주변 단말들에 IP 주소와 MAC 주소를 요구하면, 상기 주변 단말들은 이에 유니캐스트 응답으로 상기 주소 정보를 전송하는 방식으로 이루어진다.
상기 문제의 해결을 위해 갱신 시간을 줄이는 방법을 쓰는 것은, 그 만큼 네트워크 자원을 많이 소모하게 되므로 효율적이지 못하다. 따라서, IP 주소 변경이 있는 경우에는 동적으로 ARP 캐시 테이블을 갱신함으로써 정상적으로 통신이 가능하게 하는 방법을 강구할 필요가 있다.
애드혹 네트워크에서 같은 IP 주소를 사용하는 단말이 2개 이상일 경우 하나의 단말을 제외한 다른 단말들은 자신의 IP 주소를 중복되지 않는 새로운 IP 주소로 재할당하여야 한다. IP 주소의 충돌로 인하여 IP 주소가 변경되는 경우에도 ARP 캐시 테이블은 갱신이 되지 않으므로 변화된 네트워크 상황이 반영되지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 경우 기존의 단말과 IP 주소가 변경된 단말과는 통신이 불가능하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 충돌시 IP 주소가 변경되지 않은 단말이 Gratuitous ARP를 이용하여 기존의 단말에 자신의 어드레스 정보를 알림으로써 동적으로 ARP 캐시 테이블을 갱신하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 새로운 ARP 메시지인 Selective UnARP를 제안하고, 이를 이용하여 기존 단말의 ARP 캐시 테이블에서 잘못된 어드레스 정보만을 선택적으로 삭제함으로써 동적으로 ARP 캐시 테이블을 갱신하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방법은, 프로토콜 주소의 중복을 검출하고 상기 중복된 주소를 갖는 단말 중 일부 단말의 프로토콜 주소를 변경하는 제1단계; 상기 주소가 변경된 단말이 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 정보 및 자신의 하드웨어 주소 정보를 주변 단말로 전송하는 제2단계; 및 상기 정보들을 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방법은, 프로토콜 주소의 중복을 검출하고 상기 중복된 주소를 갖는 단말 중 일부 단말의 프로토콜 주소를 변경하는 제1단계; 상기 중복된 프로토콜 주소를 갖는 단말 중 주소가 변경되지 않는 단말이 주변 단말로 자신의 주소 정보를 전송하는 제2단계; 및 상기 정보를 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방법은, 프로토콜 주소의 중복을 검출하고 상기 중복된 주소를 갖는 단말 중 일부 단말의 프로토콜 주소를 변경하는 제1단계; 상기 주소가 변경된 단말이 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 정보 및 자신의 하드웨어 주소 정보를 주변 단말로 전송하는 제2단계; 상기 정보들을 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 제3단계; 상기 중복된 프로토콜 주소를 갖는 단말 중 주소가 변경되지 않는 단말이 주변 단말로 자신의 주소 정보를 전송하는 제4단계; 및 상기 제4단계에서의 주소 정보를 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 애드혹 네트워크 시스템은 프로토콜 주소의 중복이 있는 경우에 애드혹 네트워크상의 자동 주소 할당 기능을 이용하여 상기 프로토콜 주소가 변경되는 제1 단말; 및 상기 제1 단말과 직접 통신이 가능한 위치에 있는 주변 단말을 포함하되, 상기 제1 단말은 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 정보 및 자신의 하드웨어 주소 정보를 주변 단말로 전송하고, 상 기 주변 단말은 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면에 따라 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 2는 기존의 ARP 패킷의 구성을 나타낸 것이다. 본 도에서와 같이 기본적인 ARP의 메시지 형태를 그대로 사용하며 각 단말은 애드혹 네트워크에서 동작하므로 IP 주소와 같은 프로토콜 주소의 자동 할당 기능을 가지고 있다. 따라서, IP 주소의 중복을 검출 할 수 있으며 다음의 도 3과 같이 같은 IP 주소로 단말이 연결을 요청하는 경우에 중복을 검출하고 새로운 IP 주소를 할당할 수 있다. 이하 본 발명에서는 프로토콜 주소로서 IP 주소(Internet Protocol Address)를 예로 하여 설명하지만, 이에 한하지 않고 무선 통신을 위한 프로토콜이면 어떠한 것도 사용할 수 있음을 밝혀 둔다.
본 발명은 잘못된 ARP 캐시를 올바르게 변환하기 위하여 기존의 Gratuitous ARP를 이용하고자 한다. Gratuitous ARP 패킷을 구조를 살펴보면, 소스 하드웨어 주소에는 Gratuitous ARP 패킷을 전송하는 단말의 MAC 주소를 기재하고, 소스 프로토콜 주소에는 상기 단말의 IP 주소를 기재한다. 또한, 목적지 하드웨어 주소에는 아무 것도 기재하지 않으며, 목적지 프로토콜의 주소에는 상기 단말의 IP를 다시 한 번 기재하는 것으로 되어 있다. 목적지 프로토콜의 주소에 상기 단말의 IP 주소를 다시 기재하는 것은 상대방을 특정하지 않고 브로드캐스팅 한다는 것을 의미한다. 따라서, 애드혹 네트워크에서는 상기 Gratuitous ARP 패킷이 한 홉(One Hop) 내에 있는 단말 모두에게 전송된다.
또한, 본 발명에서는 Selective UnARP 패킷을 추가하여, 각 단말은 자신이 전달하는 패킷이 다시 자신에게 전달되어 루프를 형성하는지 체크하고, 루프가 형성될 때에는 주변 단말들에게 ARP 캐시를 올바르게 갱신하도록 하였다. 여기서, 주변 단말이라 함은 송신 단말과 한 홉(One Hop) 내에 있는 단말을 말한다. 상기와 같은 Selective UnARP의 패킷 구조에 대하여는 다음의 도 5에서 자세하게 설명하기로 한다.
도 3은 IP 주소가 중복이 되는 애드혹 네트워크 동작 환경을 나타낸 것이다. 도 3은 애드혹 네트워크에서 IP 주소가 A, B, C, D인 단말들(각각 310, 320, 330, 340)이 서로 통신을 하고 있을 경우에 단말 a(310)와 같은 IP 주소 A를 가진 단말 e(350)가 상기 애드혹 네트워크에 접근한 경우를 설명한다. 먼저 단말 e(350)가 접근하기 전의 네트워크의 구성은 다음과 같다. 모든 단말은 한 홉(One Hop) 범위 내에 있으므로 각 단말은 직접 다른 단말에 패킷을 전송할 수 있다. 단말 d(340)와 단말 b(320)는 단말 a(310)와 패킷을 송수신 한 적이 있어서, 상기 단말 a의 IP 주소 A와 MAC 주소인 0x7777를 저장하고 있음을 나타낸다.
이러던 중에 IP 주소가 A이고 MAC 주소가 0x1111인 단말 e(350)가 기존의 애드혹 네트워크에 접속하려고 하는 경우을 살펴 본다. 네트워크에 같은 IP 주소 A를 갖는 단말이 두 개가 있으므로 두 개의 단말 중 하나의 단말은 IP 주소를 바꾸어 다른 충돌이 없는 IP 주소를 할당해야 한다. 만약 MAC 주소가 0x7777인 단말 a(310)가 IP 주소를 A에서 G로 바꾸는 경우를 보면, 종래의 알고리즘은 IP 주소만 변경하고 주변 단말들의 ARP 캐시 테이블을 갱신시키지는 않는다. 따라서 주변 단말들인 단말 b(320)와 단말 d(340)의 ARP 캐시 테이블은 타이머가 만료(expired)되 거나 ARP 갱신 정보가 오지 않으면 테이블이 갱신되지 않는다. 따라서, 상기 단말 b(320) 또는 상기 단말 d(340)은 잘못된 ARP 정보인 <IP: A, MAC: 0x7777>라는 엔트리를 유지하게 된다.
도 4는 ARP 캐시 테이블이 갱신이 되지 않은 경우 패킷의 전송을 나타낸 것이다. 본도에서 단말 b(320)가 MAC 주소가 0x1111인 단말 e(350)로 패킷을 전송하고자 할 때, 상기 패킷을 전송하기 위해서는 단말 d(340)를 거쳐야 하므로 단말 b(320)는 단말 d(340)로 패킷을 보낸다. 이 패킷을 받은 단말 d(340)의 ARP 캐시 테이블(341)에는 IP 주소 A의 MAC 주소가 0x7777로 저장되어 있으므로 전달 패킷의 MAC 주소를 0x7777로 설정하여 패킷을 전송한다. 단말 a(310)는 전달되는 패킷이 자신의 MAC 주소와는 같으나 IP 주소가 다르므로 다시 이 패킷을 포워딩(Forwarding) 한다. 애드혹 네트워크 환경에서는 한 홉(Hop) 내에서의 통신을 기본으로 하지만, 한 홉을 넘어서도 패킷을 전송할 수 있어야 한다. 따라서, 이와 같이 수신한 패킷이 자신의 것이 아닌 경우에는, 상기 패킷을 올바른 단말로 포워딩함으로써 결국 한 홉이 넘는 다른 단말에 까지 패킷을 전송할 수 있게 한다. 그러나, 상기와 같이 MAC 주소는 같으나 IP 주소가 다른 경우에 포워딩 할 단말의 정보가 없는 경우에는 이 패킷을 버리기도 한다.
일단, 단말 a(310)도 단말 e(350)로 패킷을 포워딩하려면 단말 d(340)을 거쳐야 하므로 단말 a(310)은 단말 d(340)로 상기 패킷을 전송하게 된다. 그러면 다시 단말 d(340)은 ARP 캐시 테이블(341)에 의해 단말 a(310)으로 전송하므로 핑퐁(Ping-pong)과 같은 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 패킷을 단말 e(350)으로 전송하는 것은 불가능하며, 단말 d(340)는 패킷을 전송함에 따라 ARP 캐시 테이블(341)의 만료 타이머(Expire Timer)를 갱신하므로 지속적인 메시지 전송 장애가 발생할 수 있다.
도 5는 본 발명에서 제안하는 Selective UnARP 패킷의 구성을 나타낸 것이다. 기본적인 패킷의 필드 형식은 도 2에서 나타낸 일반적인 ARP에서와 같다. 다만, 기존의 UnARP에서는 소스 송신 단말이 하드웨어 주소 필드(560)에 'NULL' 값을 기록하였지만, Selective UnARP에서는 이와는 다르게 송신 단말 자신의 하드웨어 주소, 즉 MAC 주소를 기록한다. 또한, 기존의 UnARP에서는 송신 단말이 소스 프로토콜 주소 필드(570)에 송신 단말 자신의 프로토콜 주소를 기록하였지만, Selective UnARP에서는 변경되기 전에 사용된 IP 주소를 기록한다.
전체적인 패킷의 필드 형식을 살펴보면, 처음의 16비트는 하드웨어 타입 필드(510)이다. 여기에는 이더넷(Ethernet)이나 패킷 라디오 넷(Packet Radio Net)과 같은 하드웨어 타입이 기록된다. 다음 16비트는 하드웨어 상위의 프로토콜 타입 필드(520)인데, 여기에는 일반적으로 IP 주소를 기록하게 된다. 다음 두 필드(530, 540)는 각각 앞의 두 필드(510, 520)의 주소의 크기를 나타낸다. 일반적인 ARP 패킷에서 메시지 타입 필드에는 메시지가 요청 메시지(Request) 인지 응답 메시지(Response)인지를 구별하여 기록한다. 그러나, UnARP 패킷이나 Selective UnARP 패킷은 항상 응답 메시지만 존재하므로, Selective UnARP의 메시지 타입 필드(550)에는 응답 메시지로 기록된다.
다음 필드인 소스 하드웨어 주소 필드(560)에는 자신의 MAC 주소가 기록된 다. 소스 프로토콜 주소에는 핑퐁현상이 발생할 경우에 잘못 전달된 패킷의 IP의 주소, 즉 변경되기 이전에 사용된 IP 주소가 기록된다. 예를 들어, 도 4에서의 예에서와 같이 IP 충돌에 의하여 단말 a의 IP 주소가 A에서 G로 변경되는 경우에는 단말 a는 Selective UnRAR 패킷의 소스 하드웨어 주소에는 자신의 MAC 주소, 즉 0x7777을 기록한다. 그리고, 소스 프로토콜 주소 필드에 변경되기 전에 사용된 IP 주소, 즉 A를 기록한다.
목적지 하드웨어 주소 필드(580)에는 아무 값도 기록되지 않는다. 또한, 목적지 프로토콜 주소 필드(590)에는 브로드캐스팅 주소 값으로 넣는다. 여기서 브로드캐스팅 주소란 브로드캐스팅을 나타내는 특정한 값으로 그 값이 기록되어 있으면 목적지 단말은 특정되지 않고 통신 가능한 모든 주변 단말에 대하여 패킷이 송신된다는 의미이다.
상기 Selective UnARP를 수신한 주변 단말은 자신의 ARP 캐시 테이블 엔트리에서 상기 Selective UnARP의 소스 프로토콜 주소 필드(570)에 기록된 IP와 동일한 IP를 갖는 엔트리(Entry)를 찾는다. 만약 상기 엔트리에 있는 MAC 주소가 상기 Selective UnARP의 소스 하드웨어 주소 필드(560)의 내용과 동일할 경우, 이 엔트리를 삭제하고 올바른 엔트리 값으로 갱신한다. 만약, 상기 엔트리에 있는 MAC 주소가 상기 Selective UnARP의 소스 하드웨어 주소 필드(560)의 값과 동일하지 않을 경우에는, 상기 엔트리를 삭제하지 않고 그대로 둔다.
예를 들어, 도 4에서의 예에서와 같은 경우, 주변 단말 b(320), c(330), d(340)는 단말 a의 Selective UnARP 패킷을 수신하게 되는데, 단말 b(320)및 단말 d(340)는 ARP 캐시 테이블에 A에 관한 주소 엔트리를 갖고 있다. 따라서, 상기 단말 b(320) 및 단말 d(340)는 상기 Selective UnARP의 소스 프로토콜 주소 필드(570)에 기록된 IP, 즉 A와 동일한 엔트리인 <IP: A, MAC: 0x7777>를 찾게 된다. 그리고, 상기 Selective UnARP의 소스 하드웨어 주소 필드(560)에 기록된 값 0x7777과 상기 엔트리의 MAC값 0x7777이 동일한 값임을 확인한다. 그 후, 상기 엔트리를 삭제하고 올바른 엔트리 <IP: G, MAC: 0x7777>를 추가한다.
결국, 이와 같은 동작을 통해서 이미 결국, 이렇게 Selective UnARP 패킷을 생성하여 전송함으로써 주변의 잘못된 IP 주소와 MAC 주소를 가지고 있는 ARP 캐시 테이블만 갱신을 하게 된다. 따라서, 상기 Selective UnARP 패킷을 사용하여 올바른 값으로 갱신되어 있는 ARP 캐시 테이블 엔트리를 불필요하게 삭제하는 것을 방지하면서, 동시에 동적으로 ARP 캐시 테이블의 엔트리 값을 올바르게 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명에서 제안하는 IP 주소가 중복이 되는 경우에 ARP 캐시 테이블을 갱신하는 방법에 관한 흐름도를 나타낸 것이다.
먼저, IP 주소의 중복이 검출되면(S610), 자동 주소 할당 기능을 이용하여 상기 IP 주소가 중복된 단말 중 일부의 단말에 새로운 IP 주소를 할당하게 된다. 다음으로, 상기 중복된 IP 주소를 갖는 단말들 중에서 IP 주소가 변경되는 단말인지, 변경되지 않는 단말인지를 판단한다(S620). IP 주소가 변경되지 않는 단말은 주변의 ARP 테이블의 갱신을 위하여 Gratuitous ARP를 전송한다(S631). 이 Gratuitous ARP는 자신의 IP 주소와 MAC 주소를 주변 단말에 브로드캐스트하여 자 신의 IP 주소와 MAC 주소가 들어있는 주변 단말의 ARP 캐시 테이블의 값을 올바른 값으로 수정한다(S632). 즉, 도 4에서 IP 주소가 변하지 않는 단말 e(350)은 자신의 정보 <IP: A, MAC: 0x1111>를 주변 단말에 알려서, 한 홉내에 있는 단말 d(340)의 ARP 캐시 테이블(341)의 값을 <IP: A, MAC: 0x1111>로 올바르게 변경한다. 따라서, 그 후에는 단말 b(320)가 단말 e(350)에 패킷을 전송하려는 경우에도 이를 중계하는 단말 d(340)의 ARP 캐시 테이블에 올바른 MAC 주소 값이 들어 있으므로, 단말 a(310)으로 잘못 전송되는 경우는 존재하지 않게 되는 것이다.
다음으로 IP 주소의 값이 변하는 단말이 주변 단말로부터 패킷을 수신하는 경우에는 수신한 패킷의 IP 주소가 자신의 IP 주소와 서로 같은가를 판단하여(S630), 서로 같은 경우에는 올바르게 패킷이 전송된 경우로서 문제가 되지 않는다. 상기 판단 결과, 서로 다른 경우에는 상기 IP 주소를 갖는 올바른 단말로 상기 패킷을 전송하게 될 것이다. 만약 상기 올바른 단말로 패킷을 전송하기 위하여, 상기 IP 주소의 값이 변하는 단말이 상기 수신한 패킷을 송신한 주변 단말로 전송해야 하는 경우, 즉 핑퐁 현상이 발생하는 경우에는 본 발명에서 제안하는 Selective UnRAR 패킷 전송 과정을 거치게 된다. 만약 상기 판단 결과, 상기 핑퐁 현상이 발생하지 않으면, 결국 올바른 단말로 상기 패킷이 포워딩된다(S651).
상기 Selective UnRAR 패킷 전송 과정을 살펴보면, 먼저 상기 IP 주소의 값이 변하는 단말은 Selective ARP 패킷의 소스 하드웨어 주소 필드에는 자신의 MAC 주소를, 소스 프로토콜 주소 필드에는 IP가 변경되기 이전에 사용된 IP 주소를 기록한다. 그리고, 목적지 하드웨어 주소 필드에는 아무 값도 기록하지 않는다. 또 한, 목적지 프로토콜 주소에는 브로드캐스팅 주소를 기록한다(S650). 그 후, 상기 필드를 채운 Selective UnARP 패킷을 브로드캐스트로 전송한다(S660). 다음으로, 상기 Selective UnARP 패킷을 수신한 주변 단말들은 자신의 ARP 캐시 테이블 엔트리에서 상기 Selective UnARP의 소스 프로토콜 주소 필드에 기록된 IP와 동일한 IP를 갖는 엔트리(Entry)를 찾는다. 그리고, 상기 엔트리에 있는 MAC 주소가 상기 Selective UnARP의 소스 하드웨어 주소 필드의 값과 동일한가를 판단한다(S670). 상기 판단 결과 동일한 경우에는 이 엔트리를 삭제하고, 상기 Selective UnARP 패킷을 전송한 단말의 올바른 IP 주소 및 MAC 주소 값을 갖는 엔트리를 상기 ARP 캐시 테이블에 추가한다(S680). 만약, 상기 엔트리에 있는 MAC 주소가 상기 Selective UnARP의 소스 하드웨어 주소 필드의 값과 동일하지 않을 경우에는, 상기 엔트리를 삭제하지 않고 그대로 둔다.
상기 도 6에 따른 실시예에서는 Gratuitous ARP 및 Selective ARP를 모두 사용하는 경우를 나타내었으나, 양자는 반드시 같이 사용될 필요는 없고 각각 독립적으로 사용될 수 있다. IP 주소의 충돌이 발생하여, IP 주소의 변경이 발생하는 경우에 IP 주소가 충돌한 단말들만이 상기 IP 주소의 변동을 알 수 있기 때문에 상기 단말들 중에서 적어도 하나는 주변 단말들에게 잘못된 IP 주소를 수정하도록 요구하여야 한다. 따라서, 충돌후 IP 주소의 변경이 생기는 단말이 Gratuitous ARP를 전송함으로써, 또는 IP 주소의 변경이 생기지 않는 단말이 Selective ARP를 전송함으로써 주변 단말의 ARP 캐시 테이블이 올바른 값을 가지도록 동적으로 유지할 수 있다. 이와 같이, 양자 중 하나만을 이용하여도 올바른 전송에는 문제가 없지만, 무선 통신은 유선 통신에 비하여 패킷 손실(Loss) 등 예기치 않은 문제가 발생하기 쉬우므로 안정성을 고려하여 양자를 동시에 사용하는 것이 보다 바람직하다 할 것이다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당해 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
애드혹 네트워크에서는 IP 주소를 단말 스스로 할당하므로 IP의 중복된 사용으로 인한 충돌이 발생할 수 있다. 그러나 종래의 기술로는 IP 주소 충돌로 인하여 IP 주소가 바뀌었을 경우 ARP 캐시 테이블을 변경하지 않으므로 패킷의 전송이 잘못될 수 있다. 본 발명에 따르면, Gratuitous ARP와 Selective UnARP를 사용하여 ARP 캐시 테이블을 갱신함으로써 상기와 같은 문제가 발생하였을 때 ARP 캐시 테이블에서 해당 내용을 무조건적으로 삭제하는 것이 아니라 조건에 맞는 경우에만 삭제 및 갱신을 하게 된다. 따라서, 네트워크 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면, ARP 캐시 테이블의 불일치에 의해 생기는 오류를 동적으로 정정하게 되므로 무선통신에서와 같이 패킷의 손실(Loss)이 높은 환경에서 보다 안정적으로 통신 환경을 운영할 수 있게 된다.

Claims (20)

  1. 프로토콜 주소의 중복을 검출하고 상기 중복된 주소를 갖는 단말 중 일부 단말의 프로토콜 주소를 변경하는 제1단계;
    상기 주소가 변경된 단말이 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 및 자신의 하드웨어 주소를 포함하는 패킷을 주변 단말로 브로드캐스팅하는 제2단계; 및
    상기 주변 단말이 주소 정보 테이블 중 상기 프로토콜 주소에 대응되는 엔트리의 내용을 갱신하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는 상기 주소가 변경된 단말이 다른 단말로부터 수신한 데이터 패킷을 상기 다른 단말로 다시 전송하는 경우에 실행하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는
    상기 주변 단말이 주소 정보 테이블에서 상기 프로토콜 주소 정보와 동일한 프로토콜 주소를 갖는 엔트리를 찾는 단계; 및
    상기 엔트리에 있는 하드웨어 주소가 상기 패킷에 포함된 하드웨어 주소 정보와 동일한 경우에는 상기 엔트리를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는 상기 엔트리를 삭제한 후,
    상기 주소가 변경된 단말의 올바른 프로토콜 주소 및 하드웨어 주소를 갖는 엔트리를 상기 주소 정보 테이블에 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패킷의 소스 하드웨어 주소 필드에 상기 패킷을 전송하는 단말 자신의 MAC 주소가 기록되고, 소스 프로토콜 주소 필드에 변경되기 이전의 프로토콜 주소가 기록되고, 목적지 하드웨어 주소 필드는 비워져 있으며, 목적지 프로토콜 주소에는 브로드캐스팅 주소가 기록되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  6. 프로토콜 주소의 중복을 검출하고 상기 중복된 주소를 갖는 단말 중 일부 단말의 프로토콜 주소를 변경하는 제1단계;
    상기 중복된 프로토콜 주소를 갖는 단말 중 주소가 변경되지 않는 단말이 주변 단말로 자신의 주소 정보를 포함하는 패킷을 전송하는 제2단계; 및
    상기 정보를 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 제3단계를 포함하는데,
    상기 패킷의 소스 하드웨어 주소 필드에 상기 전송하는 단말 자신의 MAC 주소가 기록되고, 소스 프로토콜 주소 필드에 상기 전송하는 단말 자신의 프로토콜 주소가 기록되고, 목적지 하드웨어 주소 필드는 비워져 있으며, 목적지 프로토콜의 주소에는 상기 전송하는 단말의 자신의 프로토콜 주소가 기록되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  7. 삭제
  8. 프로토콜 주소의 중복을 검출하고 상기 중복된 주소를 갖는 단말 중 일부 단말의 프로토콜 주소를 변경하는 제1단계;
    상기 주소가 변경된 단말이 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 및 자신의 하드웨어 주소를 포함하는 패킷을 주변 단말로 브로드캐스팅하는 제2단계;
    상기 주변 단말이 주소 정보 테이블 중 상기 프로토콜 주소에 대응되는 엔트리의 내용을 갱신하는 제3단계;
    상기 중복된 프로토콜 주소를 갖는 단말 중 주소가 변경되지 않는 단말이 주변 단말로 자신의 주소 정보를 포함하는 패킷을 전송하는 제4단계; 및
    상기 제4단계의 주소 정보를 수신한 주변 단말이 상기 수신한 정보 내용에 따라 상기 주소 정보 테이블을 갱신하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2단계는 상기 주소가 변경된 단말이 다른 단말로부터 수신한 데이터 패킷을 상기 상기 다른 단말로 다시 전송하는 경우에 실행하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제3단계는
    상기 주소 정보들을 수신한 주변 단말이 주소 정보 테이블에서 상기 프로토콜 주소 정보와 동일한 프로토콜 주소를 갖는 엔트리를 찾는 단계; 및
    상기 엔트리에 있는 하드웨어 주소가 상기 패킷에 포함된 하드웨어 주소 정보와 동일한 경우에는 상기 엔트리를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제3단계는 상기 엔트리를 삭제한 후,
    상기 주소가 변경된 단말의 올바른 프로토콜 주소 및 하드웨어 주소를 갖는 엔트리를 상기 주소 정보 테이블에 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2단계의 패킷은 Selective UnARP 패킷이며,
    상기 Selective UnARP 패킷의 소스 하드웨어 주소 필드에 상기 패킷을 전송하는 단말 자신의 MAC 주소가 기록되고, 소스 프로토콜 주소 필드에 변경되기 이전의 프로토콜 주소가 기록되고, 목적지 하드웨어 주소 필드는 비워져 있으며, 목적지 프로토콜 주소에는 브로드캐스팅 주소가 기록되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 제4단계의 패킷은 Gratuitous ARP 패킷이며,
    상기 Gratuitous ARP 패킷의 소스 하드웨어 주소 필드에 상기 패킷을 전송하는 단말 자신의 MAC 주소가 기록되고, 소스 프로토콜 주소 필드에 상기 패킷을 전송하는 단말 자신의 프로토콜 주소가 기록되고, 목적지 하드웨어 주소 필드는 비워져 있으며, 목적지 프로토콜의 주소에는 상기 패킷을 전송하는 단말 자신의 프로토콜 주소가 기록되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  14. 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제11항, 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주소 정보를 갖는 테이블은 각 단말이 갖고 있는 ARP 캐시 테이블인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
  15. 프로토콜 주소의 중복이 있는 경우에 애드혹 네트워크상의 자동 주소 할당 기능을 이용하여 상기 프로토콜 주소가 변경되는 제1 단말; 및
    상기 제1 단말과 직접 통신이 가능한 위치에 있는 주변 단말을 포함하되,
    상기 제1 단말은 상기 변경되기 전의 프로토콜 주소 정보 및 자신의 하드웨어 주소 정보를 주변 단말로 전송하고, 상기 주변 단말은 상기 수신한 정보 내용에 따라 주소 정보를 갖는 테이블을 갱신하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 주소가 변경된 단말이 다른 단말로부터 수신한 데이터 패킷을 상기 다른 단말로 다시 전송하는 경우에 상기 정보들을 주변 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 주소 정보들을 전송하는 것은 Selective UnARP 패킷을 이용하여 전송하되,
    상기 Selective UnARP 패킷의 소스 하드웨어 주소 필드에 상기 전송하는 단말 자신의 MAC 주소가 기록되고, 소스 프로토콜 주소 필드에 변경되기 이전의 프로토콜 주소가 기록되고, 목적지 하드웨어 주소 필드는 비워져 있으며, 목적지 프로 토콜 주소에는 브로드캐스팅 주소가 기록되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 프로토콜 주소의 중복이 있는 경우에도 상기 프로토콜 주소가 변경되지 않는 제2 단말을 더 포함하되,
    상기 제2 단말은 상기 주변 단말 중 상기 제2 단말과 직접 통신이 가능한 위치에 있는 단말로 상기 제2 단말의 주소 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 주소 정보는 Gratuitous ARP 패킷을 이용하여 전송하되,
    상기 Gratuitous ARP 패킷의 소스 하드웨어 주소 필드에 상기 제2 단말의 MAC 주소가 기록되고, 소스 프로토콜 주소 필드에 상기 제2 단말의 프로토콜 주소가 기록되고, 목적지 하드웨어 주소 필드는 비워져 있으며, 목적지 프로토콜의 주소에는 상기 제2 단말의 프로토콜 주소가 기록되는 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 시스템.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주소 정보를 갖는 테이블은 각 단말이 갖고 있는 ARP 캐시 테이블인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크상 에서 동적으로 주소 정보 테이블을 갱신하는 방법.
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