KR100607584B1

KR100607584B1 - Method and device providing reliable and efficient multicast service in Mobile IP

Info

Publication number: KR100607584B1
Application number: KR1020030088245A
Authority: KR
Inventors: 유상조; 조형상; 신석재
Original assignee: 학교법인 인하학원
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2006-08-02
Also published as: KR20050054727A

Abstract

본 발명은 이동 단말이 새로운 네트워크를 방문하는 단계; 상기 이동 단말이 제2 멀티캐스트 라우터에게 이동 아이피 등록 요구 메시지를 보내는 단계; 상기 제2 멀티캐스트 라우터는 터널링 요구 메시지를 보내는 단계; 상기 멀티캐스트 에이전트는 전송 가능한 데이터들을 상기 제2 멀티캐스트 라우터에게 전달하는 단계; 상기 제2 멀티캐스트 라우터가 상기 데이터들의 시퀀스 번호의 일치여부를 확인하는 단계; 시퀀스 번호가 일치하지 않는 경우에 상기 제2 멀티캐스트 라우터가 에러 복구 메시지를 제1 멀티캐스트 라우터로 보내는 단계; 상기 제1 멀티캐스트 라우터가 데이터를 상기 제2 멀티캐스트 라우터로 전송하는 단계; 상기 제2 멀티캐스트 라우터가 상기 전송 받은 데이터를 상기 이동 단말로 전송하는 단계; 상기 이동 단말은 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 복구하는 단계;를 포함하는 이동 아이피 네트워크에서 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송을 보장하는 멀티캐스트 서비스 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 패킷 손실을 최소화 할 수 있고 전송 경로의 최적화를 통해 전송 시간을 줄일수 있어 패킷의 전송 효율을 향상 시킬 수 있다. The present invention includes the steps of a mobile terminal visiting a new network; Sending, by the mobile terminal, a mobile IP registration request message to a second multicast router; The second multicast router sending a tunneling request message; The multicast agent forwarding transmittable data to the second multicast router; Checking, by the second multicast router, whether a sequence number of the data matches; Sending, by the second multicast router, an error recovery message to the first multicast router if the sequence numbers do not match; Sending, by the first multicast router, data to the second multicast router; Transmitting, by the second multicast router, the received data to the mobile terminal; The mobile terminal provides a multicast service method for guaranteeing reliable and efficient data transmission in a mobile IP network including recovering data loss due to a sequence synchronization problem. According to the present invention, the multicast packet loss due to the sequence synchronization problem can be minimized and the transmission time can be reduced through the optimization of the transmission path, thereby improving the packet transmission efficiency.

네트워크, 멀티캐스트(Multicast), 이동 아이피(Mobile IP)Network, Multicast, Mobile IP

Description

Method and device for providing reliable and efficient multicast service in mobile IP network {Method and device providing reliable and efficient multicast service in Mobile IP}

도 1a 는 이동 아이피 네트워크에서 원격가입 멀티캐스트 수신 방법을 나타내는 블록도,1A is a block diagram illustrating a method for receiving a multi-subscribed multicast in a mobile IP network;

도 1b 는 이동 아이피 네트워크에서 양 방향 터널 멀티캐스트 수신 방법을 나타내는 블록도,1B is a block diagram illustrating a two-way tunnel multicast reception method in a mobile IP network;

도 2 는 본 발명에서 제안하는 이동 아이피 네트워크에서 신뢰성 있고 효율적인 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위한 멀티캐스트 라우터 장치의 개략적 구성도,2 is a schematic configuration diagram of a multicast router apparatus for providing a reliable and efficient multicast service in a mobile IP network proposed by the present invention;

도3은 본 발명에 제안하는 따른 이동 아이피 네트워크에서 신뢰성 있고 효율적인 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위한 이동 단말 장치의 구성도,3 is a configuration diagram of a mobile terminal apparatus for providing a reliable and efficient multicast service in a mobile IP network according to the present invention;

도4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 네트워크 그룹 정보 테이블 구조와 이동 단말 그룹 정보 테이블 구조 및 트리 연결 조건 테이블 구조를 나타낸 도면,4A, 4B, and 4C are diagrams illustrating a network group information table structure, a mobile terminal group information table structure, and a tree connection condition table structure, respectively;

도 5는 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 데이터를 수신하고 있지 않은 새로운 로컬 네트워크 방문 했을 때, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도,5 is a block for explaining a data loss recovery procedure when a multicast data loss occurs due to a sequence synchronization problem when a mobile terminal, which is a member of a specific multicast group, visits a new local network that is not receiving data from the multicast group. Degree,

도 6은 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 이미 데이터를 수신하고 있는 새로운 로컬 네트워크를 방문 했을 때, 방문 네트워크의 해 당 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티캐스트 에이전트 핸드오프가 일어나지 않았을 경우, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도,FIG. 6 illustrates that when a mobile terminal that is a member of a specific multicast group visits a new local network that is already receiving data from the multicast group, no multicast agent handoff occurs for the corresponding multicast group of the visited network. Is a block diagram illustrating a data loss recovery procedure when a multicast data loss occurs due to a sequence synchronization problem.

도 7 은 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 이미 데이터를 수신하고 있는 새로운 로컬 네트워크를 방문 했을 때, 방문 네트워크의 해당 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티캐스트 에이전트 핸드오프가 일어났을 경 우, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도,FIG. 7 illustrates a case in which a multicast agent handoff for a corresponding multicast group of a visited network occurs when a mobile terminal that is a member of a specific multicast group visits a new local network that is already receiving data from the multicast group. Is a block diagram illustrating a data loss recovery procedure when a multicast data loss occurs due to a sequence synchronization problem.

도 8은 멀티캐스트 트리에 직접 연결 되어 있지 않은 멀티캐스트 라우터가 세 가지 멀티캐스트 트리 연결 조건 중 한 가지 이상을 만족하여 멀티캐스트 트리에 직접 연결했을 때, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도이다.8 illustrates a case in which multicast data loss due to a sequence synchronization problem occurs when a multicast router not directly connected to a multicast tree satisfies at least one of three multicast tree connection conditions and directly connects to the multicast tree. A block diagram illustrating the data loss recovery procedure.

본 발명은 이동 아이피 망에서 신뢰성 있고 효율적인 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위하여 단말의 이동 및 기타 여러 요인으로 발생하는 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 단말의 이전 멀티캐스트 라우터 또는 네트워크의 이전 멀티캐스트 에이전트로부터 시퀀스 동기화 문제 해결에 필요한 데이터를 전송 받는 방법을 사용하여 복구하고, 네트워크 상태에 적응적인 트리 연결 방법을 제공하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 방법 및 장치에 관한 것이다. In order to provide a reliable and efficient multicast service in a mobile IP network, the present invention sequences data loss due to a sequence synchronization problem caused by a mobile station and various other factors from a previous multicast router or a previous multicast agent of a network. The present invention relates to a multicast method and apparatus for recovering data using a method for receiving a synchronization problem, and providing a tree connection method adaptive to a network state.

일반적으로 이동 아이피(Mobile IP)란 특정 네트워크(홈 네트워크)에 정규적으로 접속되는 단말이 다른 네트워크(외부 네트워크)에 일시적으로 접속된 상태에서도 홈 네트워크의 주소를 목적지로 가지는 데이터 패킷을 계속적으로 수신할 수 있게 하는 기술로서 인터넷 기술 표준화를 담당하고 있는 IETF (Internet Engineering Task Force)의 워킹그룹에서 개발하였다. 이 기술에는 일 대 일 통신에 관한 프로토콜 규격뿐만 아니라 일대 다, 또는 다대 다 통신이 가능한 멀티캐스팅 규격에 대하여도 정의되어 있다.In general, a mobile IP is a terminal that is regularly connected to a specific network (home network), even if it is temporarily connected to another network (external network). This technology was developed by the Working Group of the Internet Engineering Task Force (IETF), which is responsible for standardizing the Internet technology. This technology defines not only protocol specifications for one-to-one communications, but also multicasting specifications for one-to-many or many-to-many communications.

먼저 이 기술에서 정의되는 주요용어와 그 의미를 정의하면 다음과 같다.First, the main terms defined in this technology and their meanings are defined as follows.

이동 단말(Mobile Node) : 접속점을 바꿀 수 있는 단말이나 라우터.Mobile Node: A terminal or router that can change its access point.

홈 네트워크(Home Network) : 이동 단말이 원래 속하였던 네트워크. 이동 단말은 홈 네트워크에 있을 때는 고정 단말과 동일하게 동작한다.Home Network: The network to which the mobile terminal originally belonged. When a mobile terminal is in a home network, it operates like a fixed terminal.

외부 네트워크(Foreign Network) : 홈 네트워크를 제외한 다른 네트워크.Foreign Network: A network other than a home network.

홈 에이전트(Home Agent) : 이동 단말의 홈 네트워크에서 이동 단말로 향하는 데이터를 받게 되면 이동 단말이 위치한 주소를 목적지로 하는 새로운 아이피 헤더로 데이터를 캡슐화(encapsulation)한 후 이동 단말이 이동해 간 네트워크로 터널링(tunneling)을 하는 라우터. Home Agent: Home Agent: When the mobile network receives data destined for the mobile terminal, it encapsulates the data with a new IP header destined for the address where the mobile terminal is located and tunnels to the network to which the mobile terminal has moved. Router doing tunneling.

외부 에이전트(Foreign Agent) : 이동 단말이 방문한 망에서 라우팅 서비스를 제공하여 주는 라우터로서 홈 에이전트가 터널링 시켜준 패킷을 외부 에이전트가 받아서 이를 다시 이동 단말에게 전달하여 준다.Foreign Agent: A router that provides routing services in a network visited by a mobile terminal. The foreign agent receives a packet tunneled by a home agent and delivers it to the mobile terminal.

전교 주소(Care-of Address) : 이동 단말이 외부망에 있을 때 이동 단말을 향하는 터널의 종단 주소. 외부 에이전트를 전교 주소로 사용하는 경우에는 외부 네트워크 에이전트 전교 주소라 하고, 로컬 네트워크에서 독자적인 주소를 할당 받아서 그것을 전교 주소로 사용하는 경우에는 공통 지역 전교 주소(Co-Located Care-of Address)라고 부른다.Care-of Address: The termination address of the tunnel towards the mobile station when the mobile station is on the outside network. When an external agent is used as a whole address, it is called an external network agent whole address, and when a unique address is allocated from the local network and used as the whole address, it is called a co-located care-of address.

터널링(Tunneling) :　수신한 아이피 패킷을 수신자가 다른 목적지 주소로 전달하기 위하여 수신자와 다른 목적지 사이에 가상의 터널을 생성하여 데이터를 전달하는 방식으로, 전달하고자 하는 목적지의 주소를 아이피 헤더의 목적지 주소로 하는 새로운 헤더를 생성하고 기존의 아이피 헤더를 포함한 아이피 패킷을 페이로드로 하여 전달한다. Tunneling: In order to transfer the received IP packet to the other destination address, the receiver creates a virtual tunnel between the receiver and the other destination to transfer data.The destination address of the IP header is transferred to the destination address of the IP header. Creates a new header, and forwards the IP packet including the existing IP header as a payload.

이동 아이피 기본 규격에 정의한 멀티캐스트 수신 방법은 두 가지이다. 첫 번째는 원격가입 멀티캐스트 방법이고, 두 번째는 양방향 터널 멀티캐스트 방법이 다. 이동 아이피 기본 규격에 서 정의한 두 가지 멀티 캐스트 수신 방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.There are two multicast reception methods defined in the mobile IP standard. The first is remote subscription multicast method, and the second is bidirectional tunnel multicast method. Two multicast reception methods defined in the mobile IP basic standard will be described with reference to the drawings.

도 1a 는 이동 아이피 네트워크에서 원격가입 멀티캐스트 수신 방법을 나타내는 블록도이다. 원격가입 멀티캐스트 방법은 멀티캐스트 소스(104)로부터 멀티캐스트 패킷을 수신하는 이동 단말(103)이 새로운 외부 네트워크 방문 시, 방문 네트워크의 라우터(102)가 직접 멀티캐스트 그룹에 가입하여 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법이다. 이 방법은 외부 네트워크에서 멀티캐스트 데이터 그램을 수신할 때 최적화된 라우팅 경로를 제공한다. 1A is a block diagram illustrating a method of receiving a multi-subscribed multicast in a mobile IP network. In the remote subscription multicast method, when the mobile terminal 103 receiving a multicast packet from the multicast source 104 visits a new external network, the router 102 of the visiting network directly joins the multicast group to receive multicast data. How to receive. This method provides an optimized routing path when receiving multicast datagrams from external networks.

도 1b 는 이동 아이피 네트워크에서 양 방향 터널 멀티캐스트 수신 방법을 나타내는 블록도이다. 양방향 터널 멀티캐스트 방법은 멀티캐스트 소스(104)로부터 멀티캐스트 패킷을 수신하는 이동 단말(103)이 새로운 외부 네트워크 방문 시, 별도의 멤버 가입 절차 없이 이동 단말(103)로 향하는 멀티캐스트 패킷을 홈 에이전트(110)가 대신 수신하여 이동 단말(103) 이 속한 로컬 네트워크의 외부 에이전트(112)로 유니캐스트 터널링을 통해 멀티캐스트 데이터를 전달함으로써 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법이다. 이 방법은 그룹멤버인 이동 단말(103) 의 이동성을 숨겨주므로 이동 단말의 이동에 따른 멀티캐스트 트리 재구성이 요구되지 않는다.1B is a block diagram illustrating a two-way tunnel multicast reception method in a mobile IP network. In the bidirectional tunnel multicast method, when a mobile terminal 103 receiving a multicast packet from the multicast source 104 visits a new external network, the home agent receives a multicast packet destined for the mobile terminal 103 without additional membership procedure. The method 110 receives the multicast data by transmitting the multicast data through unicast tunneling to the external agent 112 of the local network to which the mobile terminal 103 belongs instead. Since this method hides the mobility of the mobile terminal 103 which is a group member, the multicast tree reconstruction according to the movement of the mobile terminal is not required.

이동 아이피 기본 규격에서 정의한 두 가지 멀티캐스트 방법 외에도 여러 가지 멀티캐스트 방법들이 제안되어 왔는데 대표적인 것으로는 MoM(Multicast of Mobile) 멀티캐스트 방법이 있다.In addition to the two multicast methods defined in the basic mobile IP standard, various multicast methods have been proposed. The representative one is the MoM (Multicast of Mobile) multicast method.

MoM은 기본적으로는 양 방향 터널 멀티캐스트 방법과 유사하지만 외부 에이전트에 멀티캐스트 데이터를 터널링하는 홈 에이전트 중에서 각 멀티캐스트 그룹마다 하나의 홈 에이전트만 지정한다. 그리고 이 지정된 홈 에이전트를 지정 멀티캐스트 서비스 제공자(Designated Multicast Service Provider)라고 한다. 그 홈 에이전트만 멀티캐스트 데이터 그램을 외부 에이전트로 터널링하여 송신하게 함으로써 복수의 홈 에이전트로부터 멀티캐스트 데이터그램을 중복하여 수신하지 않도록 한다. 그러므로 양방향 터널링 멀티캐스트 방법에 비해 대역폭 절감 효과 및 홈 에이전트 및 외부 에이전트의 처리 부하를 줄일 수 있다.MoM is basically similar to the two-way tunnel multicast method, but only one home agent is designated for each multicast group among the home agents tunneling multicast data to foreign agents. This designated home agent is called a designated multicast service provider. Only the home agent tunnels and transmits the multicast datagram to the external agent so that the multicast datagram is not duplicated from the plurality of home agents. Therefore, compared to the bidirectional tunneling multicast method, the bandwidth saving effect and the processing load of the home agent and the external agent can be reduced.

이동 아이피에서의 기존의 원격 가입 방법이나 양방향 터널 멀티캐스트 수신방법, MoM 멀티캐스트 방법은 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다. Conventional remote subscription method, two-way tunnel multicast reception method, and MoM multicast method in mobile IP may cause the following problems.

첫 번째로, 양방향 터널 멀티캐스트 방법을 사용시 나타나는 터널 집중 현상(Tunnel Convergence Problem)이다.The first is the Tunnel Convergence Problem when using the bidirectional tunnel multicast method.

서로 다른 네트워크에 분산 되어 있던 동일한 멀티캐스트 그룹에 속한 이동 단말들이 한 네트워크로 이동함에 따라 복수의 홈 에이전트들로부터 하나의 외부 에이전트로 터널의 끝점이 집중되어 발생한다. 이동 단말들의 홈 에이전트는 자신이 수신한 1개의 멀티캐스트 패킷마다 등록된 각 이동 단말의 전교 주소를 목적지로 하는 복수개의 유니캐스트 패킷을 생성하고 터널링을 통해서 각 이동 단말에게 전달해야 한다. 따라서 동일한 메시지인 멀티캐스트 패킷을 페이로드로 갖는 패킷들이 등록된 이동 단말의 수만큼 전달되어야 하므로 전송 경로 요구 대역폭 최소화라는 멀티캐스트의 원래 효과가 없어지는 문제점이 있다. 또한 외부 에이전트는 복수의 홈 에이전트로부터 중복된 데이터그램을 수신하므로 외부 에이전트뿐 아니라 이동 단말들도 중복된 데이터그램 을 수신하는 문제점이 있다.As mobile terminals belonging to the same multicast group distributed in different networks move to one network, tunnel endpoints occur from a plurality of home agents to one external agent. The home agent of the mobile terminals should generate a plurality of unicast packets destined for the whole address of each mobile terminal registered for each multicast packet received by the mobile terminal and deliver them to each mobile terminal through tunneling. Therefore, since packets having a multicast packet as a payload, which is the same message, must be delivered as many as the number of registered mobile terminals, there is a problem that the original effect of multicast such as minimizing transmission path request bandwidth is lost. In addition, since the external agent receives duplicate datagrams from a plurality of home agents, not only the external agent but also mobile terminals receive duplicate datagrams.

두 번째로 원격 가입 멀티캐스트 방법을 사용시 나타나는 빈번한 멀티캐스트 트리 재구성에 따른 네트워크 부하와 데이터그램 손실 문제이다.The second problem is network load and datagram loss due to frequent multicast tree reconstruction when using the remote subscription multicast method.

이동 단말이 멀티캐스트 트리에 직접 연결되어 있지 않은 네트워크로 이동할 때 마다 네트워크는 멀티캐스트 트리에 직접 연결되어야 한다. 그러므로 이동 단말의 이동성이 클 경우 빈번하게 멀티캐스트 트리가 재구성됨으로써 전체 네트워크에 부하를 주게 되고 또한 멀티캐스트 트리 재구성에 따르는 지연에 의한 데이터그램의 손실이 발생하는 문제점이 있다. Whenever a mobile station moves to a network that is not directly connected to the multicast tree, the network must be connected directly to the multicast tree. Therefore, when the mobility of the mobile terminal is large, there is a problem in that the multicast tree is frequently reconfigured, thereby putting a load on the entire network, and the loss of datagrams due to the delay caused by the multicast tree reconstruction.

세 번째로, 시퀀스 동기화 문제(Out-of-Synch Problem)이다.Third is the out-of-synch problem.

이동 단말이 새로운 네트워크로 이동하고 지정 멀티캐스트 서비스 제공자의 핸드오프(handoff)가 발생 했을 때 이전 지정 멀티캐스트 서비스 제공자로부터 받 았던 데이터와 새로 선정된 지정 멀티캐스트 서비스 제공자로부터 받을 데이터의 시퀀스 번호(Sequence Number)의 불일치로 생길 수 있고, 지정 멀티캐스트 서비스 제공자의 핸드오프가 발생하지 않았더라도 이전 외부 에이전트로부터 받았던 데이터와 현재 외부 에이전트에서 받을 데이터의 시퀀스 번호의 불일치로 인하여 발생할 수도 있다. Sequence number of data received from a previously designated multicast service provider and data to be received from a newly selected designated multicast service provider when the mobile terminal moves to a new network and a handoff of the designated multicast service provider occurs. Number), and even if the designated multicast service provider does not have a handoff, it may also be caused by a mismatch between the sequence number of the data received from the previous external agent and the data received from the current external agent.

네 번째로, 비 최적화된 경로(Non-optimal Path)의 문제이다.Fourth, it is a problem of non-optimal paths.

양방향 터널 기법을 기본으론 하는 멀티캐스트 방법들은 이동 단말로의 데이터 전송시 홈 에이전트로부터 외부 에이전트로 유니캐스트 터널링을 통해 멀티캐스트 데이터그램을 전송하게 되므로 비 최적화 된 경로를 가지고 있다.Multicast methods based on the bidirectional tunnel scheme have a non-optimized path because multicast datagrams are transmitted through unicast tunneling from a home agent to an external agent when transmitting data to a mobile terminal.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동 아이피 네트워크에서의 멀티캐스트 전송에 있어서 이동 단말의 이동 및 여러 요인으로 발생하는 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 보상하여 멀티캐스트 데이터 그램 전송에 신뢰성을 보장하고 네트워크내의 멀티캐스트 그룹 상태에 적응적인 트리 연결 방법을 통해 전체 네트워크에 부하를 줄이면서 라우팅 효율성 측면에서 성능을 개선시키는 이동 아이피 환경에서의 새로운 멀티캐스트 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to ensure reliability in multicast datagram transmission by compensating for data loss due to sequence synchronization problem caused by mobile terminal movement and various factors in multicast transmission in mobile IP network. The purpose of the present invention is to provide a new multicast method and apparatus in a mobile IP environment, which improves performance in terms of routing efficiency while reducing load on the entire network through a tree connection method adaptive to multicast group state in a network.

본 발명은 이동 아이피 네트워크에서의 멀티캐스트 전송에 있어서 이동 단말 의 이동 및 기타 여러 요인으로 발생하는 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 이전 멀티캐스트 라우터와 이전 멀티캐스트 에이전트로부터 시퀀스 동기화 문제 해결에 필요한 데이터를 전송 받는 방법을 사용하여 복구한다.
The present invention provides data required for resolving sequence synchronization problems from a previous multicast router and a previous multicast agent. Recover using the transfer method.

본 발명의 또 다른 특징은 최적의 전송 경로를 실현하기 위하여 네트워크내의 멀티캐스트 그룹 상태에 적응적인 트리 연결 방법을 제공하는데 있다.
It is another feature of the present invention to provide a tree connection method that is adaptive to the state of a multicast group in a network in order to realize an optimal transmission path.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 이동 단말(530)이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 데이터를 수신하고 있지 않은 새로운 네트워크를 방문하는 단계; 상기 이동 단말(530)이 상기 네트워크의 제2 멀티캐스트 라우터(520)에게 이동 단말 그룹 정보를 포함한 이동 아이피 등록 요구 메시지를 보내는 단계; 상기 제2 멀티캐스트 라우터(520)는 이동 아이피 등록 절차를 수행하고 새로운 멀티캐스트 에이전트를 설정하여 터널링 요구 메시지를 보내는 단계; 상기 멀티캐스트 에이전트는 저장된 데이터 중 전송 가능한 데이터들을 상기 제2 멀티캐스트 라우터(520)에게 전달하는 단계; 상기 제2 멀티캐스트 라우터(520)가 상기 데이터들의 시퀀스 번호의 일치여부를 확인하는 단계; 시퀀스 번호가 일치하지 않는 경우에 상기 제2 멀티캐스트 라우터(520)가 에러 복구 메시지를 이전에 방문했던 네트워크의 제1 멀티캐스트 라우터(540)로 보내는 단계; 상기 제1 멀티캐스트 라우터(540)가 상기 에러 복구 메시지에 대응하여 데이터를 상기 제2 멀티캐스트 라우터(520)로 전송하는 단계; 상기 제2 멀티캐스트 라우터(520)가 상기 전송 받은 데이터를 상기 이동 단말(530)로 전송하는 단계; 상기 이동 단말(530)은 상기 데이터를 수신하여 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 복구하는 단계;를 포함하는 이동 아이피 네트워크에서 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송을 보장하는 멀티캐스트 서비스 방법을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention includes the steps of the mobile terminal 530 visiting a new network that is not receiving data from the multicast group; Sending, by the mobile terminal 530, a mobile IP registration request message including mobile terminal group information to a second multicast router 520 of the network; The second multicast router 520 performing a mobile IP registration procedure and setting up a new multicast agent to send a tunneling request message; The multicast agent forwarding transmittable data among stored data to the second multicast router; Checking, by the second multicast router (520), whether the sequence number of the data matches; Sending, by the second multicast router (520), an error recovery message to the first multicast router (540) of the previously visited network if the sequence numbers do not match; Transmitting, by the first multicast router (540), data to the second multicast router (520) in response to the error recovery message; Transmitting, by the second multicast router (520), the received data to the mobile terminal (530); The mobile terminal 530 receives the data and recovers data loss due to a sequence synchronization problem. The mobile terminal 530 provides a multicast service method that guarantees reliable and efficient data transmission in a mobile IP network.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 메시지를 포함한 모든 패킷의 입출력을 담당하는 일반 라우터 모듈; 상기 일반 라우터 모듈로 입력되어 제어부에서 처리된 로컬 네트워크 내의 멀티캐스트 그룹 정보를 저장하며, 트리 연결 조건 테이블을 관리하는 네트워크 멀티캐스트 그룹 정보 저장소; 이동 단말이 현재 위치한 네트워크로 패킷을 터널링하는 홈 에이전트 모듈; 상기 이동 단말의 요청에 따라 이동 아이피 등록을 수행하며, 상기 홈 에이전트가 터널링시킨 패킷을 받아 상기 이동 단말로 전달하는 외부 에이전트 모듈; 시퀀스 동기화 에러로 인한 데이터 손실의 복구를 위한 패킷을 임시 저장하는 멀티캐스트 패킷 버퍼, 메시지를 생성하거나 수신된 메시지를 해독하여 각 모듈을 동작시키는 제어 메시지 처리기, 새로운 이동 단말이 로컬 네트워크로 들어올 때 새로운 멀티캐스트 에이전트를 결정하는 멀티캐스트 에이전트 결정기 및 로컬 네트워크 내의 멀티캐스트 그룹의 상태에 따라 멀티캐스트 트리에 연결 또는 탈퇴를 결정하는 멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기,를 포함하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 멀티 캐스트 라우터를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention is a general router module that is responsible for the input and output of all packets including a message; A network multicast group information store configured to store multicast group information in the local network inputted to the general router module and processed by the controller, and to manage a tree connection condition table; A home agent module for tunneling packets to a network where a mobile terminal is currently located; An external agent module that performs mobile IP registration according to a request of the mobile terminal and receives a packet tunneled by the home agent and delivers the packet to the mobile terminal; A multicast packet buffer that temporarily stores packets for recovery of data loss due to sequence synchronization errors, a control message handler that generates a message or decodes a received message to operate each module, and a new mobile terminal as it enters the local network. And a controller including a multicast agent determiner for determining a multicast agent and a multicast tree connection and withdrawal determiner for determining connection or withdrawal to a multicast tree according to a state of a multicast group in a local network. Provide a multicast router.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

본 발명에 있어서 주요 용어와 그 의미를 정의하면 다음과 같다. In the present invention, the main terms and their meanings are defined as follows.

멀티캐스트 라우터란 이동 아이피 지원을 위한 홈 에이전트와 외부 에이전트 기능과 본 발명에서 제시한 효율적이고 신뢰성 있는 멀티 캐스트 데이터 전송을 위한 기능을 통합한 새로운 라우터 장치이다.The multicast router is a new router device that integrates a home agent and an external agent function for mobile IP support and the function for efficient and reliable multicast data transmission proposed in the present invention.

멀티캐스트 에이전트란 멀티캐스트 전송에 있어서 홈 에이전트를 대신하여 이동 단말이 옮겨간 네트워크의 멀티캐스트 라우터에게 멀티캐스트 데이터를 전송하는 책임을 가지고 있는 멀티캐스트 라우터이다. 그러므로 멀티캐스트 에이전트로 설정되어 있는 멀티캐스트 라우터는 항상 멀티캐스트 트리에 직접 연결되어 있어야 한다. 이동 단말로의 유니캐스트 전송은 기존의 홈 에이전트가 담당한다. 홈 에이전트는 고정적이지만 멀티 캐스트 에이전트는 멀티캐스트 에이전트 핸드오프에 따라 변경될 수 있다.A multicast agent is a multicast router that is responsible for transmitting multicast data to a multicast router of a network to which a mobile terminal has moved in place of a home agent in multicast transmission. Therefore, a multicast router configured as a multicast agent must always be connected directly to the multicast tree. The unicast transmission to the mobile terminal is in charge of the existing home agent. The home agent is fixed but the multicast agent may change with multicast agent handoff.

시퀀스 번호 : 멀티캐스트 그룹 소스는 멀티캐스트 패킷을 생성할 때마다 고유한 번호를 순차적으로 할당하여 멀티캐스트 패킷 헤더의 시퀀스 번호 필드에 기 록한다. 수신자는 멀티캐스트 패킷 수신시 멀티캐스트 패킷 헤더의 시퀀스 번호를 참조함으로써 시퀀스 동기화 에러를 판단할 수 있으며 또한 중복된 패킷을 수신하는 것을 방지할 수 있다.Sequence number: The multicast group source sequentially assigns a unique number each time a multicast packet is generated and records it in the sequence number field of the multicast packet header. The receiver can determine the sequence synchronization error by referring to the sequence number of the multicast packet header when receiving the multicast packet, and can prevent receiving duplicate packets.

본 발명에 있어서 새로 정의한 제어 메시지는 다음과 같다.In the present invention, the newly defined control message is as follows.

TR[a] : 터널링 서비스를 요구하는 제어 메시지이다. 이 메시지를 받은 멀티캐스트 라우터는 이 메시지를 보낸 멀티캐스트 라우터를 네트워크 그룹 정보 테이블의 전송 라우터 목록에 추가하고, 시퀀스 번호 a부터의 멀티캐스트 데이터를 터널링 요구 메시지를 보낸 멀티캐스트 라우터로 전달하는데, 보관하고 있는 멀티캐스트 데이터가 시퀀스 번호 a이후의 데이터들뿐이라면 가장 시퀀스 번호a와 가까운 멀티캐스트 데이터부터 터널링 요구 메시지를 보낸 멀티캐스트 라우터로의 터널링 서비스를 시작한다.TR [a]: Control message requesting tunneling service. The multicast router receiving this message adds the multicast router that sent this message to the list of transport routers in the network group information table and forwards the multicast data from sequence number a to the multicast router that sent the tunneling request message. If the only multicast data is the data after sequence number a, the tunneling service is started from the multicast data closest to sequence number a to the multicast router that sent the tunneling request message.

STOP[b] : 자신이 지정한 멀티캐스트 에이전트로부터 터널링 서비스를 통하여 멀티캐스트 데이터를 수신하는 멀티캐스트 라우터가 멀티캐스트 에이전트에게 자신으로의 터널링 서비스를 통한 멀티캐스트 데이터 전달을 중단할 것을 요구하는 메시지이다. 이 메시지를 받은 멀티캐스트 라우터는 이 메시지를 보낸 멀티캐스트 라우터로의 터널링 서비스를 통한 멀티캐스트 데이터 전달을 시퀀스 번호 b까지만 수행하고 네트워크 그룹 정보 테이블의 전송 라우터 목록에서 이 멀티캐스트 라우터를 제거한다. STOP [b]: A multicast router that receives multicast data from its designated multicast agent through the tunneling service requests the multicast agent to stop multicast data delivery through its tunneling service. The multicast router receiving this message performs the multicast data delivery through the tunneling service to the multicast router that sent this message up to sequence number b and removes this multicast router from the list of transport routers in the network group information table.

RR[a,b] : 데이터 복구 요구 메시지이다. 이 메시지를 받은 멀티캐스트 라우터는 이 메시지를 보낸 멀티캐스트 라우터에게 시퀀스 번호 a부터 시퀀스 번호 b까지의 멀티캐스트 데이터들을 전송한다. RR [a, b]: This is a data recovery request message. The multicast router receiving this message sends the multicast data from sequence number a to sequence number b to the multicast router that sent this message.

MOVE : 이동 단말이 다른 로컬 네트워크로 이동시 기존의 로컬 네트워크의 멀티캐스트 라우터에게 이동했음을 알리는 메시지이다. 이 메시지를 받은 멀티캐스트 라우터는 네트워크 그룹 정보 테이블에서 해당 이동 단말을 제거한다.
본 발명에서 새롭게 정의된 TR, STOP, RR, MOVE 외의 메시지(JOIN, PRUNE)의 정의 및 양식은 기존 IETF (Internet Engineering Task Force) 멀티캐스팅 표준에서 정의된 바를 그대로 따른다.MOVE: This message indicates that the mobile station has moved to the multicast router of the existing local network when the mobile terminal moves to another local network. The multicast router receiving this message removes the mobile station from the network group information table.
Definitions and forms of messages other than TR, STOP, RR, and MOVE newly defined in the present invention (JOIN, PRUNE) are as defined in the existing Internet Engineering Task Force (IETF) multicasting standard.

본 발명은 이동 아이피 네트워크에서의 멀티캐스트 전송에 있어서 이동 단말의 이동 및 기타 여러 요인으로 발생하는 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 이전 멀티캐스트 라우터와 이전 멀티캐스트 에이전트로부터 시퀀스 동기화 문제 해결 필요한 데이터를 전송 받는 방법을 사용하여 복구한다.According to the present invention, data loss due to sequence synchronization problem caused by mobile terminal movement and other factors in multicast transmission in mobile IP network is transmitted from previous multicast router and previous multicast agent. Recover using the receiving method.

본 발명의 또 다른 특징은 최적의 전송 경로를 실현하기 위하여 네트워크 상태에 적응적인 트리 연결 방법을 제공하는 것이다. 로컬 네트워크 내의 멀티캐스트 라우터가 지정한 특정 멀티캐스트 라우터(본 발명에서는 멀티캐스트 에이전트라 지칭함)로부터 터널링 서비스를 통해 멀티캐스트 데이터를 전송 받는 멀티캐스트 라우터는 로컬 네트워크 내의 멀티캐스트 그룹의 상태가 본 발명에서 제안한 조건을 만족할 경우 멀티캐스트 트리에 직접 연결하여 멀티캐스트 데이터를 전송 받는다. 멀티캐스트 라우터 내의 동작 절차는 다음과 같다.It is another feature of the present invention to provide a tree connection method that is adaptive to network conditions in order to realize an optimal transmission path. Multicast routers that receive multicast data from a specific multicast router designated by a multicast router in a local network (hereinafter referred to as a multicast agent) through a tunneling service have been proposed by the state of the multicast group in the local network. If the condition is met, the multicast data is transmitted by connecting directly to the multicast tree. The operation procedure in the multicast router is as follows.

1. 멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기(280)는 일정 주기마다 네트워크 멀티캐스트 그룹 정보 저장소의 그룹 정보 테이블의 정보를 탐색하여 각 멀티캐스트 그룹에 속하는 이동 단말의 수와 이동 단말의 도착시간, 멀티캐스트 에이전트와 로컬 네트워크 사이의 거리를 네트워크 멀티캐스트 그룹 정보 저장소내의 트리 연결 조건 테이블과 비교한다. 1. The multicast tree connection and withdrawal determiner 280 searches for information in the group information table of the network multicast group information repository at regular intervals to determine the number of mobile terminals belonging to each multicast group, the arrival time of the mobile terminals, and the multicast. The distance between the agent and the local network is compared with the tree connection condition table in the network multicast group information store.

2. 특정 멀티캐스트 그룹의 상태가 트리 연결 조건 테이블에 설정되어 있는 조건을 하나 이상 만족하면 멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기는 멀티캐스트 트리에 직접 연결을 결정하고 제어 메시지 처리기를 통하여 멀티캐스트 그룹 소스를 목적지로 하는 트리 연결 메시지(Join)를 생성하게 한다.2. If the state of a particular multicast group satisfies one or more of the conditions set in the tree connection condition table, the multicast tree join and leave decision determiner determines the connection directly to the multicast tree and uses the control message handler to determine the multicast group source. Generates a tree join message to the destination.

3. 트리 연결 절차가 완료되면 네트워크 멀티캐스트 그룹 정보 저장소의 각 항목을 갱신한다. 3. When the tree join procedure is complete, update each entry in the network multicast group information repository.

이와 같이 네트워크 상황에 적응적인 트리 연결 방법을 사용함으로써 멀티캐스트 트리의 과도한 재구성으로 인한 전체 네트워크에 대한 부하 발생과 전송 경로의 최적화 사이의 타협을 통해 전체 네트워크의 효율성을 향상 시킬 수 있다. By using the tree connection method that is adaptive to the network situation, the efficiency of the entire network can be improved through a compromise between load generation and optimization of the transmission path due to excessive reconfiguration of the multicast tree.

본 발명에서 제안한 트리 연결 조건은 다음과 같다.Tree connection conditions proposed by the present invention are as follows.

첫 번째 연결 조건은 로컬 네트워크 내의 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말의 수가 임의의 값 N을 넘어서는 경우이다. 임의의 값 N은 트리에 연결함으로써 발생하는 비용과 전송 경로 최적화를 통한 이익을 고려하여 멀티캐스트 라우터 조작자가 결정한 뒤 멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기내의 트리 연결 조건 테이블에 그 값을 기록한다.The first connection condition is when the number of mobile terminals that are members of a specific multicast group in the local network exceeds a random value N. The random value N is determined by the multicast router operator taking into account the costs incurred by connecting to the tree and the benefits of optimizing the transmission path, and then records the value in the tree connection condition table in the multicast tree join and leave decision maker.

두 번째 연결 조건은 로컬 네트워크내의 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말들이 네트워크에 머무르는 시간들 중에서 가장 짧은 시간이 임의 의 값 T보다 클 경우이다. 임의의 값 T 역시 트리에 연결함으로써 발생하는 비용과 전송 경로 최적화를 통한 이익을 고려하여 멀티캐스트 라우터의 조작자가 결정한 뒤 멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기내의 트리 연결 조건 테이블에 그 값을 기록한다.The second connection condition is when the shortest time among mobile terminals that are members of a specific multicast group in the local network stays in the network is greater than a random value T. The random value T is also determined by the operator of the multicast router taking into account the costs incurred by connecting to the tree and the benefits of optimizing the transmission path, and then records the value in the tree connection condition table in the multicast tree join and leave decision maker.

마지막 연결 조건은 현재 멀티캐스트 에이전트와 이동 단말이 머무르고 있는 로컬 네트워크 사이의 거리가 임의의 값 H 보다 클 경우이다. 이 때 거리는 홉수를 의미하는데, 홉수는 아이피 패킷이 시작지로부터 목적지까지 전달되는 과정에서 중간에 경유하는 라우터의 수를 의미한다. 임의의 값 H 또한 트리에 연결함으로 써 발생하는 비용과 전송 경로 최적화를 통한 이익을 고려하여 멀티캐스트 라우터의 조작자가 결정한 뒤 멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기내의 트리 연결 조건 테이블에 그 값을 기록한다. The last connection condition is when the distance between the current multicast agent and the local network where the mobile terminal is staying is greater than an arbitrary value H. In this case, the distance refers to the number of hops, and the number of hops refers to the number of routers passing through the IP packet from the source to the destination. Arbitrary values H are also determined by the operator of the multicast router taking into account the costs incurred by connecting to the tree and the benefits of optimizing the transmission path, and then records the values in the tree connection condition table in the multicast tree join and leave decision makers. .

본 발명은 불필요한 트리 연결이나 터널링 서비스로 인한 네트워크 자원의 낭비를 방지하기 위해서 다음과 같은 기능을 제공한다.The present invention provides the following functions in order to prevent waste of network resources due to unnecessary tree connection or tunneling service.

멀티캐스트 트리에 직접 연결되어 멀티캐스트 데이터를 전송 받는 멀티캐스트 라우터는 그룹 내의 모든 이동 단말이 해당 네트 워크를 떠나면 네트워크 그룹 정보 테이블의 전송 라우터 목록에 자신이 멀티캐스트 에이전트로 서비스하고 있는 멀티캐스트 라우터가 있는지 체크한다. 자신으로부터 서비스 받는 다른 멀티캐스트 라우터가 없다면 혹시 올지 모를 RR 메시지를 일정시간 (round-trip time) 동안 기다린 후, RR 메시지가 일정 시간 동안 오지 않으면 멀티캐스트 소스로 PRUNE 메시지를 보내어 트리에서 탈퇴함으로써 불필요한 멀티캐스트 데이터 전송으로 인한 네트워크 자원의 낭비를 방지한다.Multicast routers that are directly connected to the multicast tree and receive multicast data receive the multicast routers that they are serving as multicast agents in the list of transport routers in the network group information table when all mobile terminals in the group leave the network. Check if there is. If there is no other multicast router serviced by you, wait for a round-trip time for an RR message that may come up, and if the RR message does not come for a certain time, send a PRUNE message to the multicast source and leave the tree. Prevent waste of network resources due to cast data transmission.

멀티캐스트 에이전트로부터 터널링을 통해 멀티캐스트 데이터를 전송 받는 멀티캐스트 라우터의 경우에는 그룹내의 모든 이동 단말이 해당 네트워크를 떠나면 혹시 올지 모를 RR 메시지 때문에 일정시간(round-trip time)동안 기다린 후, 일정시간 동안 RR 메시지가 오지 않으면 멀티캐스트 에이전트에게 STOP메시지를 보냄으로써 불필요한 터널링으로 인한 네트워크 자원의 낭비를 방지한다.In the case of a multicast router receiving multicast data through tunneling from a multicast agent, the mobile station waits for a round-trip time due to an RR message that may come when all mobile terminals in the group leave the network. If no RR message is sent, the STOP message is sent to the multicast agent to prevent waste of network resources due to unnecessary tunneling.

멀티캐스트 라우터는 이동 단말의 이동을 주기적인 멤버십 메시지나 이동 단말로부터 보내지는 명시적인 MOVE 메시지를 통해 알 수 있다.The multicast router can know the movement of the mobile terminal through a periodic membership message or an explicit MOVE message sent from the mobile terminal.

본 발명의 장치는 도 2와 도 3과 같이 구성된다. The apparatus of the present invention is configured as shown in Figs.

도 2는 본 발명에서 제안하는 이동 아이피 네트워크에서 신뢰성 있고 효율적인 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위한 멀티캐스트 라우터 장치의 개략적 구성도이다.2 is a schematic block diagram of a multicast router apparatus for providing a reliable and efficient multicast service in a mobile IP network proposed by the present invention.

멀티캐스트 라우터는 패킷 입출력을 담당하는 일반 라우터 모듈(200)을 기반으로 하여 이동 아이피 지원을 위하여 홈 에이전트 모듈(220)과 외부 에이전트 모듈(230)과 본 발명에서 제안한 기능들을 위한 새로운 기능 블록이 추가된 형태로 구성되어 있다. The multicast router is based on the general router module 200 that is in charge of packet input and output, the home agent module 220 and the external agent module 230 and new functional blocks for the functions proposed in the present invention are added to support the mobile IP. In the form of

본 발명을 위해 새로운 기능 블록들은 먼저 멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기(280)와 멀티캐스트 에이전트(MA) 결정기(270), 제어 메시지 처리기(260), 패킷 시퀀스 동기 검사기(250)가 제어부를 구성하고 로컬 네트워크의 멀티캐스트 그룹 정보가 저장된 네트워크 멀티캐스트 그룹 정보 저장소(210)와 제어부가 멀티캐스트 그룹 정보를 주고 받는 구조이다. For the present invention, the new functional blocks are first composed of a multicast tree join and leave decision maker 280, a multicast agent (MA) decider 270, a control message processor 260, and a packet sequence synchronization checker 250. The multicast group information storage 210, in which the multicast group information of the local network is stored, and the control unit communicate with the multicast group information.

홈 에이전트 모듈(220)과 외부 에이전트 모듈(230)은 제어부로부터 제어를 받으며, 일반 라우터 모듈(200)은 홈 에이전트 모듈(220), 외부 에이전트 모듈(230), 제어부와 데이터를 주고 받는다. 멀티캐스트 패킷 버퍼(240)는 일반 라우터 모듈(200)과 외부 에이전트 모듈(230), 그리고 홈 에이전트 모듈(220)과 데이터를 주고 받는다. The home agent module 220 and the external agent module 230 are controlled by the controller, and the general router module 200 exchanges data with the home agent module 220, the external agent module 230, and the controller. The multicast packet buffer 240 exchanges data with the general router module 200, the external agent module 230, and the home agent module 220.

각 기능 블록의 기능을 상세히 설명하면 다음과 같다.The function of each function block is described in detail as follows.

일반 라우터 모듈(200)은 네트워크를 통한 모든 유니캐스트 및 멀티캐스트 패킷의 입출력을 담당한다. The general router module 200 is responsible for the input and output of all unicast and multicast packets through the network.

네트워크 멀티캐스트 그룹 정보 저장소(210)는 로컬 네트워크 내의 멀티캐스트 그룹 정보를 저장하고 있는 부분으로 네트워크 그룹 정보 테이블과 트리 연결 조건 테이블을 관리한다.The network multicast group information store 210 manages the network group information table and the tree connection condition table as a part storing the multicast group information in the local network.

홈 에이전트 모듈(220)은 이동 아이피 동작에 따른 이동 단말에 대한 바인딩 업데이트를 수행하고 이동 단말을 목적지로 패킷이 수신되면, 이동 단말이 현재 위치한 네트워크로 패킷을 터널링한다. 또한 본 발명에서 제시한 기능을 위해 멀티캐스트 라우터가 멀티캐스트 에이전트 기능 수행시 터널링을 통한 멀티캐스트 패킷 전송과 멀티캐스트 데이터 복구 요구 메시지에 따른 멀티캐스트 패킷 재전송을 담당한다.The home agent module 220 performs a binding update for the mobile terminal according to the mobile IP operation, and when a packet is received at the mobile terminal as a destination, tunnels the packet to the network where the mobile terminal is currently located. In addition, the multicast router is responsible for multicast packet transmission through tunneling and multicast packet retransmission according to a multicast data recovery request message when the multicast router performs the multicast agent function.

외부 에이전트 모듈(230)은 이동 아이피 등록 동작을 수행하고, 홈 에이전트가 터널링 시켜준 패킷을 받아서 이를 다시 이동 단말에게 전달해 주는 기능을 수행한다.The external agent module 230 performs a mobile IP registration operation, receives a packet tunneled by the home agent, and delivers the packet to the mobile terminal again.

멀티캐스트 패킷 버퍼(240)는 시퀀스 동기화 에러로 인한 데이터 손실의 복구를 위한 멀티캐스트 패킷의 임시 저장소이다. Multicast packet buffer 240 is a temporary store of multicast packets for recovery of data loss due to sequence synchronization errors.

제어메시지 처리기(260)는 본 발명에 정의한 데이터 복구 메시지 또는 터널링 요구 및 중단 메시지, 멀티캐스트 에이전트 변경 메시지 등을 생성하거나, 수신된 메시지를 해독하여 메시지에 합당한 동작을 수행하게 하는 기능을 한다. The control message processor 260 functions to generate a data recovery message or a tunneling request and stop message, a multicast agent change message, or the like as described in the present invention, or to decode the received message to perform a proper operation for the message.

패킷 시퀀스 동기 검사기(250)는 특정 멀티캐스트 그룹의 멤버인 새로운 이동 단말이 로컬 네트워크로 진입하거나, 로컬 네트워크의 멀티 캐스트 에이전트의 핸드오프 또는 멀티캐스트 트리 직접 연결 시에, 수신된 패킷의 시퀀스 번호를 검사하여 시퀀스 동기 에러 발생여부를 판단하는 기능을 수행한다.The packet sequence synchronization checker 250 may determine the sequence number of the received packet when a new mobile terminal that is a member of a specific multicast group enters the local network, or when handing off a multicast agent of the local network or directly connecting the multicast tree. Check and determine whether sequence synchronization error occurs.

멀티 캐스트 에이전트 결정기(270)는 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 새로운 이동 단말이 로컬 네트워크로 들어올 때, 이동 단말로부터 수신한 이동 단말 그룹 정보와 네트워크 멀티캐스트 그룹 정보 저장소의 네트워크 그룹 정보를 참조하여 새로운 멀티캐스트 에이전트를 결정하는 기능을 수행한다.When the new mobile terminal, which is a member of a specific multicast group, enters the local network, the multicast agent determiner 270 refers to the mobile terminal group information received from the mobile terminal and the network group information of the network multicast group information store, and the new multicast agent. It performs the function of determining the agent.

멀티캐스트 트리 연결 및 탈퇴 결정기(280)는 로컬 네트워크 내의 멀티캐스트 그룹의 상태에 따라 멀티캐스트 트리에 연결 또는 탈퇴를 결정한다.Multicast tree join and leave determiner 280 determines whether to join or leave a multicast tree according to the state of the multicast group in the local network.

도 3은 본 발명에서 제안하는 이동 아이피 네트워크에서 신뢰성 있고 효율적인 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위한 이동 단말 장치의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a mobile terminal device for providing a reliable and efficient multicast service in a mobile IP network proposed by the present invention.

본 발명에서 제안하는 새로운 이동 단말 장치는 일반 이동 단말 모듈(310)을 기반으로 한다. 제어 메시지 처리기(340)와 패킷 시퀀스 동기 검사기(330)가 제어부를 구성하여 이동 단말 멀티캐스트 그룹 정보저장소(350)와 멀티캐스트 그룹 정보를 주고 받는다. 일반 이동 단말 모듈(310)과 멀티캐스트 패킷 수신 버퍼(320)는 제어부를 통하여 제어되고, 멀티캐스트 패킷 수신버퍼(320)와 일반 이동 단말 모듈(310)이 데이터를 주고 받는다. The new mobile terminal device proposed by the present invention is based on the general mobile terminal module 310. The control message processor 340 and the packet sequence synchronization checker 330 constitute a control unit to exchange multicast group information with the mobile terminal multicast group information storage 350. The general mobile terminal module 310 and the multicast packet receiving buffer 320 are controlled through a control unit, and the multicast packet receiving buffer 320 and the general mobile terminal module 310 exchange data.

일반 이동 단말 모듈(310)은 네트워크를 통한 모든 패킷의 입출력 기능을 수행하고 이동 아이피 표준에 따른 이동 아이피 등록 절차를 수행하기 위하여 등록 요구 메시지(Registration Request Message) 및 등록 유도 메시지(Registration Solicitation Message)를 생성한다.The general mobile terminal module 310 performs a registration request message and a registration solicitation message to perform input / output functions of all packets through the network and to perform a mobile IP registration procedure according to the mobile IP standard. Create

멀티캐스트 패킷 수신 버퍼(320)는 시퀀스 동기화 문제로 인한 손실을 방지하기 위해, 이동 단말이 수신한 멀티캐스트 패킷 중 시퀀스 동기가 맞지 않은 멀티캐스트 패킷을 임시로 저장하는 기억공간이다.The multicast packet reception buffer 320 is a storage space for temporarily storing multicast packets that are out of sequence synchronization among the multicast packets received by the mobile terminal in order to prevent loss due to a sequence synchronization problem.

패킷 시퀀스 동기 검사기(330)는 이동 단말이 수신하는 멀티캐스트 패킷의 시퀀스 번호를 검사하여 수신 시퀀스 번호와 비교하여 수신 시퀀스 번호보다 이전이라면 폐기하고, 수신 시퀀스 번호와 일치하면 상위 계층으로 전송한다. 만약 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 수신 시퀀스 번호 이후라면 패킷 시퀀스 동기 검사기(330)는 멀티캐스트 패킷을 상위 계층으로 전달하지 않고 멀티캐스트 패킷 수신 버퍼(320)에 임시로 저장시킨다. 네트워크의 이전 멀티 캐스트 에이전트나 이동 단말의 이전 멀티캐스트 라우터로부터의 데이터 복구를 통하여 수신 시퀀스 번호가 증가하면, 멀티캐스트 패킷 수신 버퍼(320)를 검사하여 수신 시퀀스 번호와 일치하는 패킷이 존재하는지 검사하고, 일치하는 패킷이 있으면 상위 계층으로 전송한 뒤, 그 패킷을 멀티캐스트 패킷 수신 버퍼(320)에서 제거 시킨다. 또한 멀티캐스트 패킷 수신 버퍼(320)에 저장된 패킷들 중에서 일정 시간 안에 시퀀스 동기를 맞추지 못한 패킷이 있으면 상위 계층으로 전송하고, 멀티캐스트 패킷 수신 버퍼(320)에서 그 패킷을 제거한 뒤, 이동 단말의 수신 시퀀스 번호를 증가시킨다. The packet sequence synchronization checker 330 checks the sequence number of the multicast packet received by the mobile terminal, compares it with the received sequence number, discards it if it is earlier than the received sequence number, and transmits it to the upper layer if it matches the received sequence number. If the sequence number of the received packet is after the received sequence number, the packet sequence synchronization checker 330 temporarily stores the multicast packet in the multicast packet reception buffer 320 without transferring the multicast packet to the upper layer. When the reception sequence number is increased through data recovery from the previous multicast agent of the network or the previous multicast router of the mobile terminal, the multicast packet reception buffer 320 is checked to determine whether a packet matching the reception sequence number exists. If there is a matching packet, the packet is transmitted to the upper layer, and the packet is removed from the multicast packet reception buffer 320. In addition, if any of the packets stored in the multicast packet reception buffer 320 do not have a sequence synchronization within a predetermined time, the packet is transmitted to a higher layer, the packet is removed from the multicast packet reception buffer 320, and then received by the mobile terminal. Increment sequence number

제어 메시지 처리기(340)는 이동 단말의 이동 통보 메시지 등 본 발명에서 새로 정의한 제어 메시지를 생성하거나, 수신된 메시지를 해독하여 합당한 동작을 수행하게 하는 부분이다.The control message processor 340 generates a control message newly defined in the present invention, such as a mobile notification message of the mobile terminal, or decodes the received message to perform a proper operation.

이동 단말 멀티캐스트 그룹 정보 저장소(350)는 이동 단말의 멀티캐스트 그룹 정보를 저장하고 있는 부분이다. The mobile terminal multicast group information storage 350 is a part that stores multicast group information of the mobile terminal.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 네트워크 그룹 정보 테이블 구조, 이동 단말 그룹 정보 테이블 구조 및 트리 연결 조건 테이블 구조를 나타낸 도면이다.4A, 4B, and 4C are diagrams illustrating a network group information table structure, a mobile terminal group information table structure, and a tree connection condition table structure, respectively.

네트워크 그룹 정보 테이블은 도 4a에 도시한 것처럼 각 멀티캐스트 그룹마다 그룹 아이디(411)를 부여하고, 그룹 아이디마다 멀티캐스트 에이전트 주소(412), 이전 멀티캐스트 에이전트의 주소(413), 현재 전송 받고 있는 데이터의 시퀀스 번호(414), 전송 받은 데이터 중 시퀀스 동기가 일치하는 데이터의 마지막 시퀀스 번호(415), 이 멀티 캐스트 라우터를 멀티캐스트 에이전트로 하는 멀티캐스트 라우터 목록(416)과 멀티캐스트 라우터에 등록된 이동단말의 로컬 네트워크 도착시간을 포함하는 이동 단말들의 목록(417)을 포함한다.In the network group information table, as shown in FIG. 4A, a group ID 411 is assigned to each multicast group, and a multicast agent address 412, an address 413 of a previous multicast agent, and a current transmission are received for each group ID. The sequence number 414 of the data, the last sequence number 415 of the data whose sequence synchronization matches, the multicast router list 416 that uses this multicast router as a multicast agent, and is registered in the multicast router. A list 417 of mobile terminals including the local network arrival time of the mobile terminal is included.

이동 단말 그룹 정보 테이블은 도 4b 에 도시한 것처럼 이동 단말이 속한 멀티캐스트 그룹의 아이디(421)와 멀티캐스트 에이전트 주소(422), 이전 멀티캐스트 라우터 주소(423), 홈 에이전트 주소(424), 마지막으로 이동 단말이 받을 데이터의 시퀀스 번호를 가리키는 SEQmh(425)를 포함한다.The mobile terminal group information table includes the ID 421 and the multicast agent address 422, the previous multicast router address 423, the home agent address 424, and the last of the multicast group to which the mobile terminal belongs as shown in FIG. 4B. The sequence includes SEQmh 425 indicating the sequence number of the data to be received by the mobile terminal.

트리 연결 조건 테이블은 도4c 에 도시한 것처럼 특정 멀티캐스트 그룹에 속한 이동단말의 수(431), 특정 멀티캐스트 그룹에 속하는 이동단말의 최대 체류시간(432), 특정 멀티캐스트 그룹의 멀티캐스트 에이전트와 로컬네트워크 간의 거리(433)를 포함한다. As shown in FIG. 4C, the tree connection condition table includes the number of mobile terminals belonging to a specific multicast group (431), the maximum residence time (432) of mobile terminals belonging to a specific multicast group, and the multicast agent of a specific multicast group. Distance 433 between local networks.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이동 아이피 네트워크에서 신뢰성 있고 효율적인 데이터 전송을 보장하는 멀티캐스트 서비스 동작을 설명하면 다음과 같다.The multicast service operation for guaranteeing reliable and efficient data transmission in the mobile IP network according to the present invention configured as described above is as follows.

도 5 는 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 데이터를 수신하고 있지 않은 새로운 로컬 네트워크를 방문 했을 때, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 5 illustrates a data loss recovery procedure when a multicast data loss occurs due to a sequence synchronization problem when a mobile terminal that is a member of a specific multicast group visits a new local network that is not receiving data from the multicast group. It is a block diagram.

1. 이동 단말(530)이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 데이터를 수신하고 있지 않은 새로운 외부 네트워크를 방문한다.1. The mobile terminal 530 visits a new external network that is not receiving data from the multicast group.

2. 이동 단말(530)은 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(520)에게 이동 단말 그룹 정보를 포함한 이동 아이피 등록 요구 메시지를 보낸다.2. The mobile terminal 530 sends a mobile IP registration request message including the mobile terminal group information to the multicast router 520 of the visited network.

3. 이동 단말(530)로부터 등록 요구 메시지를 받은 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(520)는 이동 아이피 동작에 따른 등록 절차를 수행하고 동시에 이동 단말 그룹 정보에 기술된 멀티캐스트 에이전트를 새로운 멀티캐스트 에이전트로 설정한다. 그리고 멀티캐스트 데이터 전송을 위해 새로운 멀티 캐스트 에이전트(510)에게 터널링 요구 메시지 TR[SEQmh+1]를 보낸다. 여기서 SEQmh는 이동 단말이(530) 이전 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(540)로부터 받았던 멀티캐스트 데이터의 마지막 시퀀스 번호이다.3. The multicast router 520 of the visited network receiving the registration request message from the mobile terminal 530 performs the registration procedure according to the mobile IP operation and simultaneously converts the multicast agent described in the mobile terminal group information into a new multicast agent. Set it. The tunneling request message TR [SEQmh + 1] is sent to the new multicast agent 510 for multicast data transmission. Where SEQmh is the last sequence number of the multicast data received by the mobile terminal 530 from the multicast router 540 of the previous visited network.

4. 멀티캐스트 에이전트는 터널링 요구 메시지를 받으면 해당 멀티캐스트 라우터에 저장된 데이터 중 전송 가능한 데이터들을 터널링 요구 메시지를 보낸 멀티캐스트 라우터(520)에 게 전달한다.4. When the multicast agent receives the tunneling request message, the multicast agent transmits transmittable data among the data stored in the multicast router to the multicast router 520 which sent the tunneling request message.

5. 만약 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(520)가 원하는 시퀀스 번호부터의 데이터를 수신 받지 못하고 시퀀스 번호 ma, 즉 SEQma 이후의 데이터만을 수신 받을 경우에 방문 네트워크 의 멀티캐스트 라우터(520)는 에러복구를 요청하기 위하여 RR[SEQmh+1,SEQma-1] 메시지를 이동 단말의 이전 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(540)로 보낸다.5. If the multicast router 520 of the visited network does not receive the data from the desired sequence number and receives only the sequence number ma, that is, the data after SEQma, the multicast router 520 of the visited network attempts error recovery. Send a RR [SEQmh + 1, SEQma-1] message to the multicast router 540 of the mobile station's previous visited network to request.

6. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(520)는 이동 단말의 이전 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(540)로부터 요청한 데이터를 전송 받는다. 6. The multicast router 520 of the visited network receives the requested data from the multicast router 540 of the previous visited network of the mobile terminal.

7. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(520)는 이동 단말의 이전 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(540)로부터 전송 받은 멀티캐스트 데이터를 이동 단말(530)에게 전송한다. 이동 단말(530)은 이 멀티캐스트 데이터를 수신하여 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 복구한다.7. The multicast router 520 of the visited network transmits the multicast data received from the multicast router 540 of the previous visited network of the mobile terminal to the mobile terminal 530. The mobile terminal 530 receives this multicast data and recovers data loss due to a sequence synchronization problem.

이동 단말(530)이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 이미 데이터를 수신하고 있는 새로운 로컬 네트워크를 방문했을 때에 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(520)는 이동 단말(530)의 멀티캐스트 그룹 정보에 기록되어 있는 멀티캐스트 에이전트와 멀티캐스트 라우터에 설정되어 있는 기존의 멀티캐스트 에이전트 중 멀티캐스트 에이전트 결정기에 설정된 기준(결정 기준은 로컬 네트워크로부터 가장 가까운 멀티캐스트 라우터를 선택하는 것을 원칙으로 하나 다른 기타 다양한 방법들도 사용될 수 있다)에 가장 만족하는 것을 멀티캐스트 에이전트로 설정한다. When the mobile terminal 530 visits a new local network that is already receiving data from the multicast group, the multicast router 520 of the visited network is multicast recorded in the multicast group information of the mobile terminal 530. Criteria set in the multicast agent resolver among the existing multicast agents configured in the agent and the multicast router (the decision criterion is to select the multicast router closest to the local network, but other various methods can also be used. Set the multicast agent that best satisfies).

멀티캐스트 에이전트 핸드오프 발생의 유무에 따 라 두 가지 상황을 고려하 는데 방문 네트워크의 해당 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티 캐스트 에이전트가 바뀌는 경우와 바뀌지 않는 경우이다.Two situations are considered depending on whether or not a multicast agent handoff occurs. The case where the multicast agent for the corresponding multicast group of the visited network is changed or not.

도 6은 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 이미 데이터를 수신하고 있는 새로운 로컬 네트워크를 방문 했을 때, 방문 네트워크의 해당 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티 캐스트 에이전트 핸드오프가 일어나지 않았을 경우, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 6 illustrates that when a mobile terminal that is a member of a specific multicast group visits a new local network that is already receiving data from the multicast group, when no multicast agent handoff occurs for the corresponding multicast group of the visited network, FIG. A block diagram illustrating a data loss recovery procedure when multicast data loss occurs due to a sequence synchronization problem.

1. 제 1 이동 단말(631)이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 이미 데이터를 수신하고 있는 새로운 외부 네트워크를 방문한다.1. The first mobile terminal 631 visits a new external network that is already receiving data from the multicast group.

2. 제 1 이동 단말(631)은 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(620)에게 이동 단말 그룹 정보를 포함한 이동 아이피 등록 요구 메시지를 보낸다. 제 1이동 단말로부터 등록 요구 메시지를 받은 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(620)는 이동 아이피 동작에 따른 등록 절차를 수행한다. 멀티 캐스트 에이전트 핸드오프는 일어나지 않는다.2. The first mobile terminal 631 sends a mobile IP registration request message including the mobile terminal group information to the multicast router 620 of the visited network. The multicast router 620 of the visited network receiving the registration request message from the first mobile terminal performs a registration procedure according to the mobile IP operation. Multicast agent handoff does not occur.

3. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(620)는 제 1 이동 단말(631)에게 멀티캐스트 에이전트 변경을 알리는 메시지를 보낸다. 이 메시지에 따라 제 1 이동 단말(631)은 이동 단말 그룹 정보 테이블의 멀티 캐스트 에이전트 주소(422)를 새로운 멀티캐스트 에이전트 주소로 갱신한다.3. The multicast router 620 of the visited network sends a message notifying the change of the multicast agent to the first mobile terminal 631. In response to this message, the first mobile terminal 631 updates the multicast agent address 422 in the mobile terminal group information table with the new multicast agent address.

4. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(620)가 시퀀스 번호 SEQmh+1부터 시 퀀스 번호 SEQfalast-1까지의 멀티캐스트 데이터를 제1 이동 단말 (631)에게 전송할 수 없을 경우 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(620)는 제 1 이동 단말(631)의 이전 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(640)에게 RR[SEQmh+1,SEQfalast-1] 메시지를 보낸다. SEQmh+1은 제1 이동 단말(631)이 이전 멀티캐스트 라우터(640)로부터 받았던 멀티캐스트 데이터의 마지막 시퀀스 번호이고 SEQfalast는 현재 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(620)가 저장하고 있는 멀티캐스트 그룹의 데이터 중 가장 오래된 데이터의 시퀀스 번호이다.4. If the multicast router 620 of the visited network is unable to transmit multicast data from sequence number SEQmh + 1 to sequence number SEQfalast-1 to the first mobile terminal 631, the multicast router 620 of the visited network. ) Sends an RR [SEQmh + 1, SEQfalast-1] message to the multicast router 640 of the previous visited network of the first mobile terminal 631. SEQmh + 1 is the last sequence number of the multicast data that the first mobile terminal 631 received from the previous multicast router 640, and SEQfalast is the data of the multicast group stored by the multicast router 620 of the currently visited network. Is the sequence number of the oldest data.

5. 방문네트워크 의 멀티캐스트 라우터(620)는 제1 이동 단말의 이전 멀티캐스트 라우터(640)로부터 요청한 데이터를 전송 받는다.5. The multicast router 620 of the visited network receives the requested data from the previous multicast router 640 of the first mobile terminal.

6. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(620)는 제1 이동 단말(631)에게 제 1 이동 단말의 이전 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(640)로부터 전송 받은 멀티캐스트 데이터를 전송 한다. 제1 이동 단말(631)은 이 멀티캐스트 데이터를 수신함으로써 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 복구한다.6. The multicast router 620 of the visited network transmits the multicast data received from the multicast router 640 of the previous visited network of the first mobile terminal to the first mobile terminal 631. The first mobile terminal 631 recovers data loss due to a sequence synchronization problem by receiving this multicast data.

도 7은 특정 멀티캐스트 그룹 멤버인 이동 단말이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 이미 데이터를 수신하고 있는 새로운 로컬 네트워크를 방문 했을 때, 방문 네트워크의 해당 멀티캐스트 그룹에 대한 멀티캐스트 에이전트 핸드오프가 일어났을 경우, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 7 illustrates a case in which a multicast agent handoff for a corresponding multicast group of a visited network occurs when a mobile terminal that is a member of a specific multicast group visits a new local network that is already receiving data from the multicast group. A block diagram illustrating a data loss recovery procedure when multicast data loss occurs due to a sequence synchronization problem.

1. 제 1 이동 단말(731)이 해당 멀티캐스트 그룹으로부터 데이터를 이미 수신하고 있는 새로운 외부 네트워크를 방문한다.1. The first mobile terminal 731 visits a new external network that is already receiving data from the multicast group.

2. 제 1 이동 단말(731)은 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)에게 이동 단말 그룹 정보를 포함한 이동 아이피 등록 요구 메시지를 보낸다. 제 1 이동 단말(731)로부터 등록 요구 메시지를 받은 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)는 이동 아이피 동작에 따른 등록 절차를 수행한다. 멀티캐스트 에이전트 핸드오프가 발생하여 방문 네트워크의 해당 멀티캐스트 그룹의 멀티캐스트 에이전트는 새로운 멀티캐스트 에이전트(750)로 갱신된다. 2. The first mobile terminal 731 sends a mobile IP registration request message including mobile terminal group information to the multicast router 720 of the visited network. The multicast router 720 of the visited network receiving the registration request message from the first mobile terminal 731 performs a registration procedure according to the mobile IP operation. A multicast agent handoff occurs so that the multicast agent of the corresponding multicast group of the visited network is updated with a new multicast agent 750.

3. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)는 제 1 이동 단말(731)을 제외한 방문 네트워크의 해당 멀티캐스트 그룹에 속한 모든 이동 단말들 (732,733)에게 멀티캐스트 에이전트 변경을 알리는 메시지를 보낸다. 이 메시지를 받은 이동 단말들은 이동 단말 그룹 정보 테이블의 멀티캐스트 에이전트 주소를 새로운 멀티캐스트 에이전트 주소로 갱신한다.3. The multicast router 720 of the visited network sends a message notifying the change of the multicast agent to all mobile terminals 732,733 belonging to the corresponding multicast group of the visited network except the first mobile terminal 731. The mobile stations receiving this message update the multicast agent address in the mobile terminal group information table with the new multicast agent address.

4. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)가 시퀀스 번호 SEQmh+1부터 SEQfalast-1까지의 멀티캐스트 데이터를 제 1 이 동 단말에게 전달할 수 없다면, 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)는 이를 인지하고 제 1 이동 단말(731)의 이전 멀티캐스트 라우터(740)에게 손실된 데이터의 전송을 위해 RR[SEQmh+1,SEQfalast-1] 메시지를 보낸다.4. If the multicast router 720 of the visiting network cannot deliver the multicast data of sequence numbers SEQmh + 1 to SEQfalast-1 to the first mobile terminal, the multicast router 720 of the visiting network recognizes this. A RR [SEQmh + 1, SEQfalast-1] message is sent to the previous multicast router 740 of the first mobile terminal 731 to transmit the lost data.

5. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)는 제 1이동 단말(731)의 이전 멀티캐스트 라우터(740)로부터 요청한 데이터를 전송 받는다. 5. The multicast router 720 of the visited network receives the requested data from the previous multicast router 740 of the first mobile terminal 731.

6. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)는 제 1 이동 단말(731)에게 제 1이동 단말의 이전 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(740)로부터 전송 받은 멀티캐스트 데이터를 전송한다. 동시에 새로운 멀티캐스트 에이전트(750)로 TR[SEQfa+1] 메시지를 보낸다.6. The multicast router 720 of the visited network transmits the multicast data received from the multicast router 740 of the previous visited network of the first mobile terminal to the first mobile terminal 731. At the same time it sends a TR [SEQfa + 1] message to the new multicast agent 750.

7. 멀티캐스트 에이전트(750)는 터널링 요구 메시지를 받으면 해당 멀티캐 스트 라우터에 저장된 데이터 중 전송 가능한 데이터들을 터널링 요구 메시지를 보낸 멀티캐스트 라우터(720)에게 전달한다.7. When the multicast agent 750 receives the tunneling request message, the multicast agent 750 transmits transmittable data among the data stored in the multicast router to the multicast router 720 which has sent the tunneling request message.

8. 새롭게 선택된 멀티캐스트 에이전트(750)로부터 수신된 데이터의 시퀀스 번호가 SEQfa+1보다 큰 번호인 SEQma라면 시퀀스 동기화 문제가 발생하 고 멀티캐스트 라우터(720)는 이전 멀티캐스트 에이전트(710)와 연결된 터널을 끊고 SEQma-1이전의 데이터를 복구하기 위하여 이전 멀티캐스트 에이전트(710)로 STOP[SEQma-1] 메시지를 보낸다.8. If the sequence number of the data received from the newly selected multicast agent 750 is SEQma with a number greater than SEQfa + 1, a sequence synchronization problem occurs and the multicast router 720 tunnels to the previous multicast agent 710. Hangs and sends a STOP [SEQma-1] message to the previous multicast agent 710 to recover the data prior to SEQma-1.

9. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)는 이전 멀티캐스트 에이전트(710)로부터 요청한 데이터를 전송 받는다.9. The multicast router 720 of the visited network receives the requested data from the previous multicast agent 710.

10. 방문 네트워크의 멀티캐스트 라우터(720)는 로컬 네트워크 내의 해당 그룹에 속하는 모든 이동 단말(731,732,733)에게 이전 멀티캐스트 에이전트로(710)부 터 전송 받은 멀티캐스트 데이터를 전송해줌으로써 이동 단말의 시퀀스 동기화 문제로 인한 에러를 복구해 준다. 10. The multicast router 720 of the visited network transmits the multicast data transmitted from the previous multicast agent 710 to all mobile terminals 731, 732, and 733 belonging to the corresponding group in the local network. Recover from errors caused by problems.

현재 멀티캐스트 트리에 직접 연결되어 있지 않은 모든 멀티캐스트 라우터는 본 발명에서 제시된 세 가지 멀티캐스트 트리 연결 조건 중 한 가지 이상을 만족하면 즉시 멀티캐스트 트리에 연결 된다.All multicast routers not currently directly connected to the multicast tree are immediately connected to the multicast tree if one or more of the three multicast tree connection conditions presented in the present invention are satisfied.

도 8은 멀 티캐스트 트리에 직접 연결되어 있지 않은 멀티캐스트 라우터가 세 가지 멀티캐스트 트리 연결 조건 중 한 가지 이상을 만족하여 멀티캐스트 트리에 직접 연결 되었을 때, 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 데이터 손실 발생시의 데이터 손실 복구 절차를 설명하기 위한 블록도이다.8 shows a case in which multicast data loss due to a sequence synchronization problem occurs when a multicast router that is not directly connected to a multicast tree is directly connected to a multicast tree by satisfying at least one of three multicast tree connection conditions. Is a block diagram illustrating the data loss recovery procedure.

1. 멀티캐스트 라우터(820)는 멀티캐스트 트리에 직접 연결하기 위하여 멀티캐스트 소스(104)로 트리 조인(Join) 메시지를 보낸다.1. The multicast router 820 sends a tree join message to the multicast source 104 to connect directly to the multicast tree.

2. 멀티캐스트 트리에 직접 연결된 멀티캐스트 라우터(820)는 해당 멀티캐스트 그룹의 멀티캐스트 에이전트를 자신으로 선택하고 로컬 네트워크 내의 해당 멀티캐스트 그룹에 속한 모든 이동 단말들에게 멀티캐스트 에이전트 변경을 알리는 메시지를 보낸다.2. The multicast router 820 directly connected to the multicast tree selects the multicast agent of the multicast group as itself and sends a message notifying the change of the multicast agent to all mobile terminals belonging to the multicast group in the local network. send.

3. 이전 멀티캐스트 에이전트(810)에게 STOP[SEQs-1]를 보낸다. SEQs는 멀티캐스트 라우터가 멀티캐스트 트리로부터 직접 받은 멀티캐스트 데이터의 첫 번째 시퀀스 번호이다.3. Send STOP [SEQs-1] to the previous multicast agent 810. SEQs is the first sequence number of the multicast data received by the multicast router directly from the multicast tree.

4. 멀티캐스트 라우터(820)는 이전 멀티캐스트 에이전트로(810)부터 요청한 데이터를 전송 받는 다. 4. The multicast router 820 receives the requested data from the previous multicast agent 810.

5. 멀티캐스트 라우터(820)는 로컬 네트워크 내의 해당 그룹에 속하는 모든 이동 단말들에게 이전 멀티캐스트 에이전트(810)로부터 전송 받은 멀티캐스트 데이터를 전 송함으로써 이동 단말의 시퀀스 동기화 문제로 인한 에러를 복구해준다.5. The multicast router 820 recovers the error due to the sequence synchronization problem of the mobile terminal by transmitting the multicast data transmitted from the previous multicast agent 810 to all mobile terminals belonging to the corresponding group in the local network. .

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 단말의 이전 멀티캐스트 라우터 또는 네트워크의 이전 멀티캐스트 에이전트로부터 손실된 데이터를 복구 받는 방법을 통하여 단말의 이동 및 기타 여러 요인으로 발생하는 시퀀스 동기화 문제로 인한 데이터 손실을 방지하고 네트워크내의 멀티캐스트 그룹 상태에 적응적인 트리 연결 방법을 제공한다.
As described above, according to the present invention, a method for recovering lost data from a previous multicast router of a terminal or a previous multicast agent of a network prevents data loss due to a sequence synchronization problem caused by movement of the terminal and various other factors. And it provides a tree connection method adaptive to the state of the multicast group in the network.

그러므로 본 발명은 멀티캐스트 데이터 전송에 있어서 시퀀스 동기화 문제로 인한 멀티캐스트 패킷 손실을 최소화 할 수 있고 전송 경로의 최적화를 통해 전송 시간을 줄일수 있어 패킷의 전송 효율을 향상 시킬 수 있다.
Therefore, the present invention can minimize the multicast packet loss due to the sequence synchronization problem in the multicast data transmission and can improve the transmission efficiency of the packet by reducing the transmission time through the optimization of the transmission path.

또한 본 발명에 따르면 이동 아이피 환경에서 멀티캐스트 데이터 수신 품질을 향상시킴으로써, 이동 아이피 환경에서도 화상 회의, 그룹 메일 전송, 분산 파일 시스템 등의 멀티캐스트 서비스를 필요로 하는 응용 서비스에 대해 보다 고품질의 서비스 제공을 가능하게 할 수 있다. In addition, according to the present invention, by improving the quality of multicast data reception in a mobile IP environment, a higher quality service is provided for an application service requiring a multicast service such as video conferencing, group mail transmission, and a distributed file system in a mobile IP environment. Can be enabled.

Claims

The mobile terminal 530 visiting a new network that is not receiving data from the multicast group;

Sending, by the mobile terminal 530, a mobile IP registration request message including mobile terminal group information to a second multicast router 520 of the network;

The second multicast router 520 performing a mobile IP registration procedure and setting up a new multicast agent to send a tunneling request message;

The multicast agent forwarding transmittable data among stored data to the second multicast router;

Checking, by the second multicast router (520), whether the sequence number of the data matches;

Sending, by the second multicast router (520), an error recovery message to the first multicast router (540) of the previously visited network if the sequence numbers do not match;

Transmitting, by the first multicast router (540), data to the second multicast router (520) in response to the error recovery message;

Transmitting, by the second multicast router (520), the received data to the mobile terminal (530); And

The mobile terminal (530) receiving the data to recover data loss due to a sequence synchronization problem; multicast service method that ensures reliable and efficient data transmission in a mobile IP network comprising a.

The first mobile terminal 631 visits a new network which is already receiving data from the multicast group;

Sending, by the first mobile terminal 631, a mobile IP registration request message including mobile terminal group information to the multicast router 620 of the network;

Performing, by the multicast router 620, a registration procedure according to a mobile IP operation;

Sending, by the multicast router (620), a multicast agent change message to the first mobile terminal (631);

Updating, by the first mobile terminal 631, a multicast agent address with a new multicast agent address;

If the multicast router 620 cannot transmit predetermined data to the first mobile terminal 631, the first mobile terminal 631 sends an error recovery message to the multicast router 640 of the network that the first mobile terminal 631 previously visited. Sending;

Transmitting, by the multicast router 640, predetermined data to the multicast router 620 in response to the error recovery message;

Transmitting, by the multicast router (620), the data to a first mobile terminal (631); And

And recovering data loss by receiving the multicast data by the first mobile terminal (631).

The first mobile terminal 731 visiting a new external network that is already receiving data from the multicast group;

Sending, by the first mobile terminal (731), a mobile IP registration request message to the multicast router (720) of the network;

The multicast router 720 performing a mobile IP registration procedure;

A handoff of the multicast agent occurs such that the multicast agent 710 of the corresponding multicast group of the network is updated with a new multicast agent 750;

Sending, by the multicast router (720), a message informing of a multicast agent change to all mobile terminals (732,733) belonging to the multicast group of the network except for the first mobile terminal (731);

All mobile terminals (732,722) receiving the message update the multicast agent (710) address to the multicast agent (750) address;

The multicast router 720 sending an error recovery message to a previous visited multicast router 740 if the multicast router 720 cannot deliver certain data to the first mobile terminal 731. ;

Transmitting, by the previous visited multicast router (740), the predetermined data to the multicast router (720) in response to the error recovery message;

Transmitting, by the multicast router (720), the data to the first mobile terminal (731) and sending a tunneling request message to the multicast agent (750);

Transmitting, by the multicast agent (750), the transmittable data among the stored data to the multicast router (720);

By comparing the sequence number of the data received from the multicast agent 750 with the tunneling request message, the multicast router 720 breaks the tunnel connected to the previous multicast agent 710 or sends the data to the multicast agent 710. Sending a tunneling stop request message with reference to the sequence number;

Receiving, by the multicast router (720), data requested from the previous multicast agent (710); And

The multicast router 720 transmits the multicast data received from the previous multicast agent 710 to all mobile terminals (731,732,733) belonging to the corresponding group in the local network; reliable in the mobile IP network, including Multicast service method to ensure efficient data transmission.

The multicast router 820 sending a tree join message to the multicast source 104 to connect directly to the multicast tree;

The multicast router 820 directly connected to the multicast tree selects the multicast agent of the multicast group as its own and sends a message informing the change of the multicast agent to all mobile terminals belonging to the multicast group in the local network. step;

The multicast router 820 sending a tunneling service stop request message to a previous multicast agent 810;

The previous multicast agent (810) transmitting predetermined data to the multicast router (820) in response to the service interruption request message; And

The multicast router (820) transmitting the data to all the mobile terminals belonging to the group in the local network; Multicast service method that ensures reliable and efficient data transmission in a mobile IP network comprising a.

The method of claim 4

The multicast router 820 sends a tree join message to the multicast source 104 to connect directly to the multicast tree.

When the number of mobile terminals that are members of a particular multicast group in the local network exceeds a random value N, and when the mobile terminals that are members of a particular multicast group in the local network stay in the network, the shortest time is greater than the random value T. To ensure reliable and efficient data transmission in a mobile IP network that sends a tree join message when the distance between the current multicast agent and the local network where the mobile terminal is staying is greater than any value H Multicast service method.

A general router module responsible for input / output of all packets including a message;

A network multicast group information store configured to store multicast group information in the local network inputted to the general router module and processed by the controller, and to manage a tree connection condition table;

A home agent module for tunneling packets to a network where a mobile terminal is currently located;

An external agent module that performs mobile IP registration according to a request of the mobile terminal and receives a packet tunneled by the home agent and delivers the packet to the mobile terminal; And

A multicast packet buffer that temporarily stores packets for recovery of data loss due to sequence synchronization errors, a control message handler that generates a message or decodes a received message to operate each module, and a new mobile terminal as it enters the local network. And a control unit including a multicast agent determiner for determining a multicast agent and a multicast tree connect and leave determiner for determining to connect or leave a multicast tree according to a state of a multicast group in a local network. Multicast router.

A general mobile terminal module which is responsible for input / output of all packets including a message and supports a mobile IP;

A multicast packet reception buffer for temporarily storing a packet having an incorrect sequence number among multicast packets received by the general mobile terminal module under the control of a packet sequence synchronization checker;

Compares the sequence number of the multicast packet received by the general mobile terminal module with the received sequence number, discards the packet if the multicast sequence number is earlier than the received sequence number, and if so, transmits the packet to a higher layer. A packet sequence synchronization checker for temporarily storing in the multicast packet reception buffer;

A control message processor for generating a message or decrypting a received message to perform an operation of each module; And

A mobile terminal multicast group information storage for storing multicast group information of the mobile terminal.