KR100598346B1

KR100598346B1 - 모바일 ｉｐ 서비스를 위한 이동성 지원 방법

Info

Publication number: KR100598346B1
Application number: KR1020040049386A
Authority: KR
Inventors: 이성구
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-07-06
Also published as: KR20060000497A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 무선에서의 핸드 오프 시 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 조정하고, 이를 통하여 패킷 경로를 설정함으로써, 핸드 오프 수행 시 홈 에이전트에 집중되는 부하를 소거할 수 있는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 계층적 구조를 갖는 복수개의 에이전트, 모바일 노드 및 상대 노드를 포함하는 네트워크 시스템에 적용되는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 있어서, 상기 복수개의 에이전트 중 제1 에이전트가 하위 계층 측으로부터 바인딩 업데이트 패킷을 수신하는 바인딩업데이트수신단계; 상기 제1 에이전트가 패킷 내 바인딩 정보와 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 비교하는 정보비교단계; 상기 제1 에이전트가 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 일치함에 따라, 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 유지하고, 상기 제1 에이전트가 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층 측으로 전송하며, 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 불일치함에 따라, 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정 보를 갱신하고, 앵커 노드 높이를 한 단계 증가시키는 앵커노드높이조정단계; 및 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 응답을 하위 계층 측으로 전송하는 바인딩응답송신단계를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 모바일 IP 서비스에 이용됨.

모바일 IP, 모바일 노드, 앵커 노드, 상대 노드, 에이전트

Description

모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법{METHOD FOR SUPPORTING MOBILITY FOR MOBILE IP SERVICE}

도 1은 외부 에이전트에서 타 에이전트를 발견하는 일반적인 방법을 나타낸 동작흐름도,

도 2는 외부 에이전트에서의 일반적인 등록 방법 중 등록 요청 처리 과정을 나타낸 동작흐름도,

도 3은 외부 에이전트에서의 일반적인 등록 방법 중 등록 응답 처리 방법을 나타낸 동작흐름도,

도 4는 홈 에이전트에서의 일반적인 등록 방법 중 등록 요청 처리 방법을 나타낸 동작흐름도,

도 5는 모바일 노드에서의 일반적인 에이전트 정보 관리 방법을 나타낸 동작흐름도,

도 6은 모바일 노드에서의 일반적인 에이전트 발견 방법을 나타낸 동작흐름도,

도 7은 본 발명의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법 중 모바일 노드에서의 동작을 나타낸 동작흐름도,

도 8은 본 발명의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법 중 에이전트에서의 동작을 나타낸 동작흐름도,

도 9는 본 발명의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법이 적용되는 네트워크 시스템을 나타낸 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

901 : 모바일 노드 911~914, 921, 931 : 외부 에이전트

951 : 상대 노드

본 발명은 휴대용 단말기의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공개키 암호 알고리즘에 기반한 휴대용 단말기의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 관한 것이다.

PDA, 스마트 폰, 인터넷 단말기, 인터넷 TV등의 다양한 정보기기는 블루투스, 802.11b등의 무선통신 기술과 융합되어 기존의 고정형 데스크탑 PC중심의 컴퓨팅 패러다임을 이동형으로 변화시키고 있다. 이러한 패러다임은 사용자가 언제 어디서든지 정보를 접근할 수 있도록 하고 있다. 특히, 최근에 인터넷 사용과 무선 네트워크의 성장이 두드러짐에 따라 기존의 유선 사용자뿐만 아니라 무선 사용자도 장소에 구애받지 않고 다양한 서비스를 자유롭게 접근하고 싶어한다. 지식 정보화 시대를 맞이하여, 언제, 어디서나, 그리고 누구나 원하는 지식 및 정보 액세스가 가능한 컴퓨터 및 인터넷 기술이 등장하고 있다. 그 중에서도 모바일(Mobile)-IP 기술은 정보가전 기기를 상호 연결하여 외부 혹은 내부에서 제공되는 각종 지식과 정보서비스를 자유롭고 쉽게 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 홈네트워킹 및 정보가전 기술에 의해 이미 인터넷 냉장고나 인터넷 전자오븐 등이 네트워크와 연결되고 있는 추세여서, 국내 초고속망 네트워크와 사이버 아파트를 이용한 디지털 라이프 시대, 유비쿼터스 시대가 다가오고 있다. 이런 이동성을 제공하기 위해 소정의 IP 프로토콜이 제시되고, 이러한 IP 프로토콜에 의해 무선 사용자가 일시적으로 다른 서브 넷으로 이동해도 지속적인 서비스를 제공하게 되었다.

무선 인터넷 환경에서는, 단말기가 이동하여 그 위치가 항상 바뀌므로, 단말기의 이동성이 지원되는 동시에 기존 유선망에서와 같은 인터넷 서비스가 제공되어야 한다. 이런 단말기의 이동성을 지원하기 위한 대표적인 기술로는 모바일 IP와 W-TCP, 그리고 MANET(Mobile Ad-hoc NETwork)를 들 수 있다. 여기서, 모바일 IP는 현재 망에서 모바일 노드가 어디에 있던지 관계없이 IP 서비스를 제공할 수 있게 하기 위한 기술이며, Wireless-TCP는 기존 TCP를 무선망에 적합한 형태로 향상시키려는 기술이다. 마지막으로, MANET는 기지국과 같은 고정 인프라 없이 모든 노드가 이동하는 상황을 지원하기 위한 기술이라 할 수 있다.

이중에서, 모바일 IP는 네트워크 IP 주소 기반의 경로 설정에서 호스트의 서브넷간 이동에 대한 제한을 극복하기 위해 개발되었다. 기존의 다른 알고리즘은 서브넷간의 이동성을 지원하지 못했다. 다른 네트워크로 이동한 호스트가 계속 인터 넷에 연결하기 위해서는 사용자가 이동한 네트워크 시스템에서 유효한 IP 주소를 할당 받아 이에 맞게 호스트의 설정을 변경해야 하고, 이는 IP 주소 관리 등의 문제에 있어서 많은 불편을 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 모바일 IP(RFC 2002)라는 프로토콜이 제안되었다. 모바일 IP는 이동성을 제공하는 것으로 무선 인터넷을 지원하기 위해서 유선 코어망의 프로토콜인 모바일 IP는 반드시 필요하다. 현재 3GPP2 네트워크에서 모바일 IP를 수용하고 있고 UMTS의 경우 GPRS내에서 이를 표준으로 정하고 있다.

모바일 IP에서는 IP계층에서의 주소 변환 기법으로써 투-타이어(two-tier) 주소 체계를 채택하였다. 즉, 첫번째 주소는 경로 배정과 전달 방법에 사용되는 COA(Care Of Address)이고, 다른 주소는 이동 호스트를 식별하고 세션 연결에 사용되는 이동 호스트 고유의 고정 IP 주소인 HA(Home Address)이다. 즉, 이동 호스트는 기존의 고정 호스트같이 호스트 이름에 대응하는 고유한 인터넷 주소인 HA(Home Address)와, 이와 함께 실제 패킷의 전달 지점으로써 이동 호스트가 네트워크를 이동하면서 변경되는 주소인 COA를 가지게 된다.

여기서, 모바일 노드(MN: Mobile Node)는 통신이 가능한 단말기로 노트북, 컴퓨터, 무선단말기 등이다. 또한, 모바일 에이전트(MA: Mobile Agent)는 홈 또는 외부의 각 네트워크 링크의 라우터이다. 한편, 홈 에이전트(HA: Home Agent)는 노드의 홈 네트워크 링크에 있는 라우터이다. 또한, 외부 에이전트(FA: Foreign Agent)는 노드의 외부 네트워크 링크에 있는 라우터이다. 한편, COA(Care-Of-Address)는 모바일 노드가 홈 에이전트와 통신을 하기 위해 보유하고 있는 외부 에 이전트의 주소이다.

모바일 IP에서의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 에이전트 발견(Agent Discovery) 과정을 수행한다.

에이전트 발견 과정은, 이동 호스트의 현재 위치가 HN(Home Network)인지 FN(Foreign Network)인지를 판단하거나, 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동했는지 판단하는 과정이다. 모든 HA나 FA는 자신의 링크상의 접속범위 내에 COA를 방송하여 현재 서비스가 가능함을 주기적으로 광고한다. 또한 이동 호스트는 COA를 획득하기 위해 에이전트 간청(Agent Solicitation) 메시지를 전송할 수 있다. 에이전트 광고(Agent Advertisement)는 다음과 같은 기능을 수행한다.

● HA 또는 FA를 발견할 수 있게 한다.

● 이동 호스트가 얻을 수 있는 COA들을 나열한다.

● 이동 호스트에게 FA가 제공하는 특별한 기능에 대한 정보를 알려준다.

● 이동 호스트에게 현재 연결된 네트워크가 홈 네트워크인지 외부 네트워크인지 구별할 수 있게 해준다.

그 후, 등록(Registration) 과정을 수행한다.

등록 과정은, 이동 호스트가 현재 속해 있는 네트워크 정보를 그들의 HA에 전달하는 과정이다. 등록 과정을 통하여 HA(Home Agent)에 이동호스트의 홈 어드레스(Home Address)와 COA, 등록 유효 시간 등을 가지는 이동성 바인딩을 새로 생성하거나 갱신하게 된다. 등록은 크게 두 가지 시나리오(Scenario)가 있는데, FA가 이동호스트의 등록 요구 메시지를 HA로 전달하는 방법, 그리고 FA와 같은 외부 에 이전트 없이 이동 호스트가 직접 HA에 등록 요구 메시지를 보내는 방법이 있다.

그 후, 터널링(Tunneling) 과정을 수행한다.

터널링 과정은, 이동호스트가 FA와 HA에 등록된 후, 이동호스트의 HN으로 보내지는 데이터그램은 HA에서 인터셉트(Intercept)되어 이동호스트의 COA 정보에 따라 등록된 FA에 전송하는 과정이다. 만약 이동호스트가 HA에 존재하면 별도의 터널링 과정 없이 이동호스트에게 바로 전달되고, FN으로 이동해 있으면 HA에서 COA로 데이터그램을 캡슐화(Encapsulation)하여 FA로 전송하게 된다.

도 1은 외부 에이전트에서 타 에이전트를 발견하는 일반적인 방법을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부 에이전트(FA)가 모바일 노드로부터 간청을 수신하였는지 여부를 판정한다(S110). 만약, 모바일 노드로부터 간청을 수신한 경우에는 해당 모바일 노드를 향하여 1:1 광고를 전송한다(Unicast)(S120). 한편, 모바일 노드로부터 간청을 수신하지 않은 경우에는 내부 타이머에 의해 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정하고, 소정 시간이 경과하지 않은 경우에는 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정하는 과정을 반복적으로 수행한다(S130). 만약, 소정 시간이 경과한 경우에는, 가능한 모든 모바일 노드(N개)를 향하여 1:N 광고를 전송한다(Broadcast)(S140).

도 2는 외부 에이전트에서의 일반적인 등록 방법 중 등록 요청 처리 과정을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부 에이전트(FA)가 모바일 노드로부터 등록 요청을 수신한다(S210). 그 후, 모바일 노드의 등록 요청이 외부 에이전트(FA)가 도 1의 방법을 통하여 전 송한 광고의 라이프 타임(life time) 이내인지 여부를 판정한다(S220). 만약, 모바일 노드의 등록 요청이 외부 에이전트(FA)가 전송한 광고의 라이프 타임(life time)을 초과하여 수신된 경우에는 등록 요청을 무시한다(S230). 한편, 모바일 노드의 등록 요청이 외부 에이전트(FA)가 전송한 광고의 라이프 타임(life time) 이내에 수신된 경우에는 현재 외부 에이전트(FA)가 등록 과정을 수행할 수 없는 상태(busy)인지 여부를 판정한다(S240). 만약, 현재 외부 에이전트(FA)가 등록 과정을 수행할 수 없는 상태인 경우에는 방문 리스트(Visit list)에 모바일 노드 정보를 추가한다(S250). 그 후, 모바일 노드의 등록 요청을 홈 에이전트로 포워딩시킨다(S260). 한편, 현재 외부 에이전트(FA)가 등록 과정을 수행할 수 있는 경우에는, MD5 인증 방식을 통하여 생성된 등록 ID를 저장함으로써 저장 과정을 수행한다(S270).

도 3은 외부 에이전트에서의 일반적인 등록 방법 중 등록 응답 처리 방법을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부 에이전트(FA)가 도 2의 방법에 의해 등록 요청을 포워딩시킨 홈 에이전트로부터 등록 응답을 수신하고, 등록 응답 ID가 외부 에이전트가 보낸 ID와 일치하는지 검사한다(S310). 그 후, 등록 응답 ID가 외부 에이전트가 보낸 ID와 일치하는 경우에는, 모바일 노드의 등록 요청이 외부 에이전트(FA)가 도 2의 방법을 통하여 포워딩한 등록 요청의 라이프 타임(life time) 이내인지 여부를 판정한다(S320). 만약, 홈 에이전트로부터의 등록 응답이 외부 에이전트(FA)가 포워딩한 등록 요청의 라이프 타임(life time)을 초과하여 수신된 경우에는 등록 응 답을 무시한다(S330). 한편, 홈 에이전트로부터의 등록 응답이 외부 에이전트(FA)가 포워딩한 등록 요청의 라이프 타임(life time) 이내에 수신된 경우에는 등록 응답을 등록 요청한 모바일 노드에 포워딩한다(S340).

도 4는 홈 에이전트에서의 일반적인 등록 방법 중 등록 요청 처리 방법을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 홈 에이전트가 외부 에이전트(FA)를 통하여 모바일 노드로부터 등록 요청을 수신한다(S410). 그 후, 모바일 노드의 등록 요청이 홈 에이전트가 전송한 광고의 라이프 타임(life time) 이내인지 여부를 판정한다(S420). 만약, 모바일 노드의 등록 요청이 홈 에이전트)가 전송한 광고의 라이프 타임(life time)을 초과하여 수신된 경우에는 등록 요청을 무시한다(S430). 한편, 모바일 노드의 등록 요청이 홈 에이전트가 전송한 광고의 라이프 타임(life time) 이내에 수신된 경우에는 현재 홈 에이전트가 등록 과정을 수행할 수 없는 상태(busy)인지 여부를 판정한다(S440). 만약, 현재 홈 에이전트가 등록 과정을 수행할 수 없는 상태인 경우에는 바인딩 리스트(Binding list)에 모바일 노드 정보 및 관련 외부 에이전트의 정보를 저장한다(S450). 그 후, 등록이 불가하다는 등록 응답을 외부 에이전트를 통해 모바일 노드로 전송한다(S460). 한편, 현재 홈 에이전트가 등록 과정을 수행할 수 있는 경우에는, MD5 인증 방식을 통하여 생성된 등록 ID를 저장함으로써 저장 과정을 수행한다(S470).

도 5는 모바일 노드에서의 일반적인 에이전트 정보 관리 방법을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모바일 노드가 외부 에이전트(FA) 또는 홈 에이전트로부터 광고를 수신하였는지 여부를 판정한다(S510). 만약, 모바일 노드가 외부 에이전트(FA) 또는 홈 에이전트로부터 광고를 수신하였으면, 내부에 장착된 캐시 메모리에 해당 외부 에이전트(FA) 또는 홈 에이전트의 정보를 저장한다(S520). 한편, 모바일 노드가 외부 에이전트(FA) 또는 홈 에이전트로부터 광고를 수신하지 않은 경우에는 내부 타이머에 의해 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정하고, 소정 시간이 경과하지 않은 경우에는 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정하는 과정을 반복적으로 수행한다(S530). 만약, 소정 시간이 경과한 경우에는, 모바일 노드가 외부 에이전트(FA) 또는 홈 에이전트를 향하여 간청(solicitation)을 전송한다(S540). 그 후, 간청을 수신한 외부 에이전트(FA) 또는 홈 에이전트로부터 광고 메시지를 수신한 후(S550), 내부에 장착된 캐시 메모리에 해당 외부 에이전트(FA) 또는 홈 에이전트의 정보를 저장한다(S520).

도 6은 모바일 노드에서의 일반적인 에이전트 발견 방법을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모바일 노드가 새로운 네트워크로 이동하였는지 여부를 판정한다(S610). 만약, 모바일 노드가 새로운 네트워크로 이동하지 않은 경우에는, 캐시 메모리로부터 외부 에이전트 정보를 읽어온다(S620). 그 후, 획득한 외부 에이전트 정보에 따라 해당 외부 에이전트에 등록을 요청한다(S630). 한편, 모바일 노드가 새로운 네트워크로 이동한 경우에는, 새로운 외부 에이전트 정보를 획득하고, 캐시 메모리에 새로운 외부 에이전트 정보를 읽어온 후(S640), 획득한 외부 에 이전트 정보에 따라 해당 외부 에이전트에 등록을 요청한다(S630).

그 밖에, 모바일 노드 및 에이전트는 역방향(Reverse) 터널링을 지원할 수 있는데, 외부 에이전트의 광고 메시지 확장 포맷에서 'T'비트가 설정되어 있는 것으로 역방향 터널링을 지원한다는 것을 알리게 된다. 모바일 노드는 등록 요청 형식에 'T'비트를 설정해서 역방향 터널링을 통한 모바일 IP 서비스를 한다고 알리게 되고, 홈 에이전트가 역방향 터널링을 통한 모바일 IP 서비스를 개시하게 된다. 역방향 터널링의 큰 흐름을 일반적인 터널링과 비교해 보면, 모바일 노드가 연결된 관련(Correspondent) 노드로부터 패킷을 수신하는데까지는 'T'비트를 통해서 서비스를 하는 것을 제외하고는 유사하지만, 모바일 노드가 관련 노드로 송신하는 과정에서는 이 패킷을 어느 곳을 통해 포워딩시키는가 하는 것에 있어서 차이점을 보인다.

모바일 IP 서비스에서 모바일 노드가 다른 네트워크로 이동할 때, 모바일 노드의 처음 연결된 연결이 지속되지 않고 끊기게 되는데 이것을 핸드오프라 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 모바일 노드가 새로운 네트워크로 이동하여 핸드오프가 발생했을 때, 이 사실이 모바일 노드의 등록 요청에 의해 홈 에이전트에게 인식된다. 모바일 노드는 이전 에이전트와의 연결을 끊게 되고, 새로운 외부 네트워크 에이전트와 연결을 이루게 된다. 핸드 오프가 발생하는 동안 이전 모바일 노드의 외부 에이전트는 홈 에이전트에게 패킷을 전송하지만 홈 에이전트는 이를 받지 못하는 문제점이 있다.

새로운 연결 설정에 의한 전송 문제를 해결하려면, 핸드 오프가 완료된 이 후에 연결된 새로운 에이전트를 통해 모바일 노드에게 잃어버린 패킷을 재전송할 필요가 있다. 이에 따라, 대응(Correspondent) 노드(에이전트를 통하여 모바일 노드와 통신하고 있는 상대 노드를 의미함)는 잃어버린 패킷을 재전송하기 전에 소정 시간(timeout)만큼 기다리고, 홈 에이전트는 이를 재전송하게 된다. 그 후, 모바일 노드가 이동하게 될 에이전트는 버퍼링을 통해 이 패킷을 가지고 있다가 핸드 오프가 발생하면 패킷을 모바일 노드에게 전송하는 것이다.

그러나, 상술한 종래의 방법에 의하면, 핸드 오프를 해결하기 보다는 오버헤드만 증가시킬 뿐 아니라 핸드 오프 동안에 전송되어야 할 거의 모든 패킷을 잃어버리게 되는 문제점이 있다.

상술한 문제점에 관하여 삼각 라우팅의 일례를 들어 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상대 노드로부터 보내지는 모든 패킷은 홈 네트워크로 보내지게 되는데, 홈 에이전트(Home agent)는 이 패킷을 터널링하여 외부 네트워크(Foreign Network)로 보내게 된다.

상대 노드는 홈 에이전트를 통해 외부 네트워크에 있는 모바일 노드에게 패킷을 전송하게 된다. 이후 모바일 노드가 다른 네트워크로 이동을 하게 될 때 역시 최적화되지 않은 경로를 따라 이루어지는 전송은 핸드 오프(Hand off)에서 지연(delay)을 발생하게 하는 하나의 요인이 될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 상대 노드로부터 패킷 전송의 최적화 경로가 필요하며 이를 위해 각각의 노드에 바인딩 캐시(binding cache)를 두었다. 홈 에이전트는 이를 위해 모바일 노드의 위치 정보를 자신의 바인딩 캐시에 담아 두고 있어야 하며, 변경이 있을 때마다 바 인딩 업데이트(binding update)를 통해 상대 노드에게 알려주게 된다. 홈 에이전트는 바인딩 업데이트 정보를 상대 노드에게 보내며, 동시에 상대 노드로부터 보내진 패킷을 터널링을 통해 외부 에이전트로 보내게 된다.

상대 노드에 바인딩된 정보를 통해 외부 에이전트(Foreign agent)로의 직접 전송이 수행된다. 즉, 모바일 노드가 제1 외부 에이전트(FA1)가 관장하는 외부 네트워크에서 제2 외부 에이전트(FA2)가 관장하는 외부 네트워크로 이동하였을 때, 제2 외부 에이전트(FA2)는 홈 에이전트에게 등록요청을 보내게 되어 홈 에이전트는 모바일 노드의 이동정보를 바인딩(binding)하게 된다. 하지만 상대 노드는 이를 알 수 없으며, 따라서 이전 에이전트인 제1 외부 에이전트(FA1)로 계속해서 패킷을 전송하게 된다.

등록요청을 받은 홈 에이전트는 모바일 노드의 정보를 바인딩(binding)하게 된다. 하지만 상대 노드는 이러한 정보를 갱신하지 않았기 때문에 계속해서 제1 외부 에이전트(FA1)로 전송을 하게 되고, 전송해야 할 패킷을 잃게 된다. 이를 위해 이전 에이전트인 제1 외부 에이전트(FA1)에서 모바일 노드가 이동했을 때, 상대 노드가 바인딩 정보를 갱신할 수 있도록 홈 에이전트에게 요청하게 만들수 있다. 먼저 제1 외부 에이전트(FA1)에서 모바일 노드의 이동정보를 홈 에이전트에게 바인딩 경고 요청(binding warning request) 메시지로서 보내면, 홈 에이전트에서는 상대 노드에게 바인딩 캐시(Binding cache)를 갱신할 것을 알리게 된다. 상대 노드는 모바일 노드의 이동정보를 갱신한 후 제2 외부 에이전트(FA2)로 직접 패킷을 전송할 수 있게 된다.

스무드 핸드 오프(Smooth Hand off) 방식에 의하면, 모바일 노드가 다른 네트워크로 이동하였을 때 모바일 노드는 새로운 외부 에이전트를 통해 홈 에이전트에게 등록요청을 보낸다. 이 때, 새로운 외부 에이전트는 등록요청과 함께 이전 외부 에이전트에게 바인딩(binding) 갱신을 해 줄 것을 요청하게 되는데 이 부분은 모바일 노드의 등록요청 헤더의 유지 비트(reserve bit)를 이용한다. 모바일 노드가 이동하였을 때 제2 외부 에이전트(FA2)는 홈 에이전트에게 등록 요청 메시지를 보내며, 제1 외부 에이전트(FA1)에게 binding갱신을 요청하게 된다. 이 때 제1 외부 에이전트(FA1)을 통해 모바일 노드에게 전송되어야 할 상대 노드의 데이터를 제1 외부 에이전트(FA1)이 임시 버퍼를 통해 저장해 두었다가 홈 에이전트의 인증이 완료되면 제2 외부 에이전트(FA2)를 통해 모바일 노드에게 전송하게 된다.

즉, 상술한 종래의 이동성을 지원하기 위한 핸드 오프(Hand off) 메커니즘은, 모바일 노드의 핸드 오프(Hand off)를 해결하기 위한 모든 등록요청이 홈 에이전트를 통해 이뤄지지 때문에 무선에서의 핸드 오프에 있어서 지연(delay)이 크며, 패킷을 잃을 가능성이 높은 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무선에서의 핸드 오프 시 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 조정하고, 이를 통하여 패킷 경로를 설정함으로써, 핸드 오프 수행 시 홈 에이전트에 집중되는 부하를 소거할 수 있는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 계층적 구조를 갖는 복수개의 에이전트, 모바일 노드 및 상대 노드를 포함하는 네트워크 시스템에 적용되는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 있어서, 상기 복수개의 에이전트 중 제1 에이전트가 하위 계층 측으로부터 바인딩 업데이트 패킷을 수신하는 바인딩업데이트수신단계; 상기 제1 에이전트가 패킷 내 바인딩 정보와 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 비교하는 정보비교단계; 상기 제1 에이전트가 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 일치함에 따라, 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 유지하고, 상기 제1 에이전트가 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층 측으로 전송하며, 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 불일치함에 따라, 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 갱신하고, 앵커 노드 높이를 한 단계 증가시키는 앵커노드높이조정단계; 및 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 응답을 하위 계층 측으로 전송하는 바인딩응답송신단계를 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 계층적 구조를 갖는 복수개의 에이전트, 모바일 노드 및 상대 노드를 포함하는 네트워크 시스템에 적용되는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 있어서, 상기 복수개의 에이전트 중 제1 에이전트가 하위 계층 측으로부터 바인딩 업데이트 패킷을 수신하는 바인딩업데이트수신단계; 상기 제1 에이전트가 패킷 내 바인딩 정보와 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 비교하는 정보비교단계; 상기 제1 에이전트가 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 일치 여부에 따라, 상기 제1 에이전트가 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층 측으로 전송하고, 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 조정하는 앵커노드높이조정단계; 및 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 응답을 하위 계층 측으로 전송하는 바인딩업데이트송신단계를 포함한다.

도 7은 본 발명의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법 중 모바일 노드에서의 동작을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모바일 노드에서 이동성 지원 에이전트인 외부 에이전트(FA)로부터 광고를 수신한다(S710). 이 때, 광고 수신은 도 1에 의한 에이전트의 광고 송신 동작에 의해 송신된 광고를 수신한 것이며, 이를 위하여 모바일 노드가 간청 동작을 수행할 수도 있으나, 앞서 기술한 바와 같으므로 편의상 그 설명은 생략한다.

그 후, 모바일 노드는, 광고에 포함된 정보를 이용하여 CoA(Care Of Address)를 생성한다(S720).

그 후, 모바일 노드는, 홈 에이전트의 주소 및 상기 CoA를 포함하는 바인딩 정보를 바인딩 업데이트 패킷으로서 전송하게 된다(S730).

도 8은 본 발명의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법 중 에이전트에서의 동작을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이동성 지원 에이전트인 외부 에이전트(FA)가 하위 계층 측으로부터 바인딩 업데이트(Binding Update ; BU) 패킷을 수신한다(S810). 여기서, 최하위 계층은 모바일 노드가 위치하고, 최상위 계층은 홈 에이전트(HA)가 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

그 후, 상기 이동성 지원 에이전트인 외부 에이전트(FA)가 패킷 내 바인딩 정보와 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 비교한다(S820).

만약, 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 일치하는 경우에는, 상기 이동성 지원 에이전트인 외부 에이전트(FA)가 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 유지한다(S830).

한편, 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 불일치하는 경우에는, 상기 이동성 지원 에이전트인 외부 에이전트(FA)가 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 갱신하고, 앵커 노드 높이를 한 단계 증가시킨다(S840).

이 때, 상기 앵커 노드 높이가 변화하면, 상기 이동성 지원 에이전트인 외부 에이전트(FA)가 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층 측으로 전송할 수 있다(S850).

그 후, 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 응답을 하위 계층 측으로 전송한다(S835).

여기서, 상기 앵커 노드 높이의 범위는 홈 에이전트와 상기 모바일 노드 간에 존재하는 에이전트의 계층 수에 의해 결정되므로, 무제한으로 증가될 수 없음은 자명하다.

도 9는 본 발명의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법이 적용되는 네트워크 시스템을 나타낸 구성도로서, 이를 참조하여 본 발명의 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

앵커(Anchor) 노드는 모바일 노드의 이동 특성에 따라 네트워크의 계층 구조에서 동적으로 결정되며, 모바일 노드가 활동하는 네트워크 영역을 포함하는 최소한의 네트워크 계층에 존재하여 모바일 노드의 위치 정보를 관리하고 목적지가 모바일 노드인 패킷을 새로운 위치로 전달하기 위한 전달점을 제공한다. 이때, 상대노드에게 알려지는 모바일 노드의 현재 위치 정보 CoA는 앵커(Anchor) 노드의 주소이다. 모바일 노드의 연결지점인 외부 에이전트(FA)와 앵커 노드 사이의 계층에 존재하는 모든 이동성 지원 에이전트는 모바일 노드의 바인딩 정보를 캐시에 저장하고 있다. 앵커 노드를 기준으로 모바일 노드가 활동하는 네트워크 영역 내에서 위치를 이동하는 로컬 이동(①)은 상대 노드에 투명하게 처리되어 위치 등록 시 발생하는 시그널링 부하를 줄인다. 모바일 노드는 위치 이동 시(①,② 및 ③) 상대 노드에게 새로운 위치 정보를 알리기 위해 바인딩 업데이트 메시지를 보내는데, 이전 경로와 처음으로 만나는 지점(911, 921 또는 931)까지 바인딩 정보가 갱신되고 그 지점에서 목적지(951)와 모바일 노드(901) 간 패킷의 경로가 재설정되어 핸드오프로 발생하는 지연과 중지를 최소화 한다.

모바일 노드가 위치를 이동하면 상대 노드에게 새로운 위치 정보를 알리기 위해 바인딩 업데이트 메시지를 보낸다. 이때 소스 주소는 모바일 노드(901), 목적지 주소는 모바일 노드(901)의 위치 정보를 받게 되는 상대 노드(CN)(951)이고, CoA는 모바일 노드(901)의 연결 지점인 외부 에이전트(911, 921 또는 931)가 된다. 단, 모바일 노드가 처음으로 활성화될 때 앵커 노드의 네트워크 계층 높이인 앵커 노드 높이는 0(하한값)이다.

앵커(Anchor) 노드(911, 921 또는 931)는 모바일 노드(901)의 이동 특성에 따라 네트워크의 계층 구조에서 동적으로 결정된다. 앵커(Anchor) 노드(911)를 기준으로 모바일 노드(901)가 활동하는 네트워크 영역 내에서 위치를 이동하는 로컬 이동인 경우(①) 현재의 앵커(Anchor) 노드가 유지되지만, 만약 모바일 노드가 앵커(Anchor) 노드를 기반하지 않는 새로운 네트워크 영역으로 이동하게 되면(② 또는 ③) 앵커(Anchor) 노드의 네트워크 계층 높이를 증가시키고 새로운 앵커(Anchor) 노드를 결정한다. 이것은 모바일 노드(901)의 네트워크 영역 이동 범위가 클수록 네트워크 계층 구조의 상위 계층에 앵커(Anchor) 노드를 두는 규칙을 따른다. 즉, 모바일 노드(901)의 이동 범위가 작을수록 앵커 노드는 네트워크의 계층 구조의 하위 계층에 존재한다. 따라서, 모바일 노드(901)가 활동하는 네트워크 영역을 포함하는 최소한의 네트워크 계층에 앵커(Anchor) 노드가 존재하고 모바일 노드(901)의 이동 정도에 따라 동적으로 결정되어, 고정된 최상위 계층에 존재하는 이동성 지원 에이전트인 홈 에이전트에게 부하가 집중되는 것을 막는다.

다시 말하면, 모바일 노드(901)가 현재의 앵커 노드(911)가 관장하는 영역 내에서의 이동을 수행하는 경우에(①), 앵커 노드(911) 내 캐시에 저장된 바인딩 정보는 모바일 노드(901)에서 전송한 바인딩 업데이트 패킷 내 바인딩 정보와 일치하게 된다. 이 때에는, 모바일 노드(901)와 상대 노드(951) 간 경로의 변화가 없으므로, 앵커 노드(911)는 앵커 노드 높이(0)를 증가시킬 필요가 없는 동시에 더 이상 바인딩 업데이트 패킷을 전달할 필요가 없으며, 모바일 노드(901)로 바인딩 응답을 전송하게 된다.

또한, 모바일 노드(901)가 현재의 앵커 노드(911)가 관장하는 영역 밖으로의 이동을 수행하는 경우에(②), 이동성 지원 에이전트(912) 내 캐시에 저장된 바인딩 정보는 모바일 노드(901)에서 전송한 바인딩 업데이트 패킷 내 바인딩 정보와 불일치하게 된다. 이 때에는, 이동성 지원 에이전트(912)에서 앵커 노드 높이를 증가시키고(0->1), 앵커 노드 높이 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층의 이동성 지원 에이전트(921)로 포워딩하고, 모바일 노드(901)로 바인딩 응답을 전송하게 된다. 이 때, 앵커 노드 높이 증가에 따라 이동성 지원 에이전트(921)가 새로운 앵커 노드가 되며, 이동성 지원 에이전트(912)에서 수신한 바인딩 업데이트 패킷에 의해 모바일 노드(901)의 바인딩 정보를 추가한다.

한편, 모바일 노드(901)가 현재의 앵커 노드(911)가 관장하는 영역 밖으로의 이동을 수행하는 경우에(③), 이동성 지원 에이전트(914) 내 캐시에 저장된 바인딩 정보는 모바일 노드(901)에서 전송한 바인딩 업데이트 패킷 내 바인딩 정보와 불일치하게 된다. 이 때에는, 이동성 지원 에이전트(914)에서 앵커 노드 높이를 증가시키고(0->1), 앵커 노드 높이 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층의 이동성 지원 에이전트(922)로 포워딩하고, 모바일 노드(901)로 바인딩 응답을 전송하게 된다. 또한, 이동성 지원 에이전트(922) 내 캐시에 저장된 바인딩 정보도 이동성 지원 에이전트(914)에서 전송한 바인딩 업데이트 패킷 내 바인딩 정보와 불일치하게 된다. 이 때에는, 이동성 지원 에이전트(922)에서 앵커 노드 높이를 증가시키고(1->2), 앵커 노드 높이 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층의 이동성 지원 에이전트(931)로 포워딩하고, 이동성 지원 에이전트(922)로 바인딩 응답을 전송하게 된다. 이 때, 앵커 노드 높이 증가에 따라 이동성 지원 에이전트(931)가 새로운 앵커 노드가 되며, 이동성 지원 에이전트(922)에서 수신한 바인딩 업데이트 패킷에 의해 모바일 노드(901)의 바인딩 정보를 추가한다.

상술한 과정에 의하여, 앵커 노드 보다 하위 계층에 위치한 노드를 통하는 경로만 변경될 뿐 상위 계층의 경로는 유지되고, 이러한 앵커 노드의 제어는 앵커 노드 높이에 의하므로, 홈 에이전트의 부하를 줄일 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기 로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 무선에서의 핸드 오프 시 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 조정하고, 이를 통하여 패킷 경로를 설정함으로써, 핸드 오프 수행 시 홈 에이전트에 집중되는 부하를 소거할 수 있는 장점이 있다.

Claims

계층적 구조를 갖는 복수개의 에이전트, 모바일 노드 및 상대 노드를 포함하는 네트워크 시스템에 적용되는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 있어서,

상기 복수개의 에이전트 중 제1 에이전트가 하위 계층 측으로부터 바인딩 업데이트 패킷을 수신하는 바인딩업데이트수신단계;

상기 제1 에이전트가 패킷 내 바인딩 정보와 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 비교하는 정보비교단계;

상기 제1 에이전트가 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 일치함에 따라, 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 유지하고, 상기 제1 에이전트가 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층 측으로 전송하며, 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 불일치함에 따라, 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 갱신하고, 앵커 노드 높이를 한 단계 증가시키는 앵커노드높이조정단계; 및

상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 응답을 하위 계층 측으로 전송하는 바인딩응답송신단계

를 포함하는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법.
계층적 구조를 갖는 복수개의 에이전트, 모바일 노드 및 상대 노드를 포함하는 네트워크 시스템에 적용되는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법에 있어서,

상기 복수개의 에이전트 중 제1 에이전트가 하위 계층 측으로부터 바인딩 업데이트 패킷을 수신하는 바인딩업데이트수신단계;

상기 제1 에이전트가 패킷 내 바인딩 정보와 내부의 캐시에 저장된 바인딩 정보를 비교하는 정보비교단계;

상기 제1 에이전트가 상기 패킷 내 바인딩 정보와 상기 저장된 바인딩 정보가 일치 여부에 따라, 상기 제1 에이전트가 상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 업데이트 패킷을 상위 계층 측으로 전송하고, 상기 복수개의 에이전트 중 하나인 앵커 노드의 계층값을 나타내는 앵커 노드 높이를 조정하는 앵커노드높이조정단계; 및

상기 앵커 노드 높이 정보 및 바인딩 응답을 하위 계층 측으로 전송하는 바인딩업데이트송신단계

를 포함하는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 앵커 노드 높이의 범위는 홈 에이전트와 상기 모바일 노드 간에 존재하는 에이전트의 계층 수에 의해 결정되는

것을 특징으로 하는 모바일 ＩＰ 서비스를 위한 이동성 지원 방법.