KR100643762B1 - 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법 - Google Patents

무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법 Download PDF

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Abstract

무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법이 제공된다. 본 발명에 따른, 트리 구조로 이루어진 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스를 할당하는 어드레스 할당방법은, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하면 모바일 노드는 관리 노드로 등록요청을 전송하는 단계, 등록요청에 대한 응답으로 관리 노드는 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 할당하고 할당된 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 모바일 노드로 전송하는 단계, 및 모바일 노드는 관리 노드로부터 전송된 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 자신의 고정 어드레스로 설정하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 트리 구조로 이루어진 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 할당할 수 있게 된다. 따라서, 모바일 노드의 이동으로 인해 모바일 노드에 대한 동적 어드레스가 변경된 경우에도, 모바일 노드와 통신하고 있었던 다른 노드들과 모바일 노드간의 통신은 단절되지 않게 된다.
무선네트워크, 모바일 노드, 고정 어드레스

Description

무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법{Method for assigning address of mobile node}
도 1a는 종래의, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하였을 때 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법의 설명에 제공되는 네트워크 구성도,
도 1b는 종래의, 모바일 노드가 이동하여 다른 노드에 결합한 경우를 나타낸 네트워크 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하였을 때 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법의 설명에 제공되는 네트워크 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하였을 때 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는, 무선네트워크에서 이용되는 커맨드 패킷, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 MN_REG_REQ 패킷과 MN_REG_REP 패킷의 포맷을 도시한 도면,
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선네트워크에서 모바일 노드가 이동하여 다른 노드에 결합하였을 때 처리과정의 설명에 제공되는 네트워크 구성도, 그리고,
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선네트워크에서 모바일 노드가 이동 하여 다른 노드에 결합하였을 때 처리과정의 설명에 제공되는 흐름도이다.
본 발명은 어드레스 할당방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스를 할당하는 방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래의, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하였을 때 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법의 설명에 제공되는 네트워크 구성도이다. 도 1a에 도시된 무선네트워크는 트리 구조로 이루어진 무선네트워크이다. 그리고, 'M'은 모바일 노드로서 이동가능한 노드이다.
모바일 노드(M)가 무선네트워크에 결합하면, 모바일 노드(M)는 부모 노드(D)로부터 어드레스를 할당받는다. 도 1a에 도시된 바에 따르면, 모바일 노드(M)가 할당받은 어드레스는 '215'이다.
도 1b에는 모바일 노드(M)가 이동하여 다른 노드에 결합한 경우를 나타내었다. 도 1b와 도 1a를 비교하여 보면, 모바일 노드(M)는 이동으로 인해 노드 D와의 결합을 해제하고 노드 B와 결합하였음을 알 수 있다.
이에 따라, 모바일 노드(M)는 새로운 부모 노드(B)로부터 새로운 어드레스를 할당받게 된다. 도 1b에 도시된 바에 따르면, 모바일 노드(M)가 할당받은 새로운 어드레스는 '161'이다.
이와 같이, 트리 구조로 이루어진 무선네트워크에서, 모바일 노드(M)가 이동 함으로서 결합된 부모 노드가 변경되게 되면, 모바일 노드(M)에 대한 어드레스도 변경되게 된다. 도시된 바에 따르면, 모바일 노드(M)에 대한 어드레스는 '215'에서 '161'로 변경되었다.
이와 같이, 모바일 노드(M)의 이동으로 인해 어드레스가 변경되게 되면, 모바일 노드(M)와 통신하고 있었던 다른 노드들은, 모바일 노드(M)에 대한 어드레스가 변경되는 시점에서, 모바일 노드(M)와의 통신이 단절되는 문제가 발생되는 바, 이에 대한 대응방안이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 모바일 노드의 이동으로 인해 동적 어드레스가 변경된 경우에도 통신이 단절되지 않도록 하기 위한 방안으로, 트리 구조로 이루어진 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 할당하는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 트리 구조로 이루어진 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스를 할당하는 어드레스 할당방법은, a) 상기 모바일 노드가 상기 무선네트워크에 결합하면, 상기 모바일 노드는 관리 노드로 등록요청을 전송하는 단계; b) 상기 등록요청에 대한 응답으로, 상기 관리 노드는 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 할당하고 할당된 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 상기 모바일 노드로 전송하는 단계; 및 c) 상기 모바일 노드는 상기 관리 노드로부터 전송된 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 자신의 고정 어드레스로 설정하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 b) 단계에서, 상기 관리 노드는 상기 무선네트워크상에 존재하는 노드들에 할당된 어드레스들 이외의 어드레스들 중 어느 하나를 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스로 할당하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관리 노드는 코디네이터인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 a) 단계에서, 상기 모바일 노드는, 상기 모바일노드의 케어 오브 어드레스가 포함되고 커맨드 프레임 식별자가 등록요청 식별자로 된 커맨드 패킷을 상기 관리노드로 전송함으로서, 상기 관리노드로 등록요청할 수 있다.
또한, 본 어드레스 할당방법은, 상기 관리 노드는, 상기 모바일 노드에 대한 케어 오브 어드레스와 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 테이블에 저장함으로서, 상기 모바일 노드를 등록하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 어드레스 할당방법은, d) 상기 관리노드는 상기 모바일 노드에 대한 케어 오브 어드레스와 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 b) 단계에서, 상기 관리 노드는, 상기 모바일노드에 대한 고정 어드레스가 포함되고 커맨드 프레임 식별자가 등록응답 식별자로 된 커맨드 패킷을 상기 모바일 노드로 전송함으로서, 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 상기 모바일 노드로 전송할 수 있다.
그리고, 본 어드레스 할당방법은, 상기 모바일 노드의 케어 오브 어드레스가 변경되면, 상기 모바일 노드는 자신의 고정 어드레스 및 변경된 케어 오브 어드레 스를 상기 관리 노드로 전송하는 단계; 상기 관리 노드는, 전송된 상기 모바일 노드의 고정 어드레스를 참조하여, 기저장된 테이블에서 상기 모바일 노드의 케어 오브 어드레스를 상기 변경된 케어 오브 어드레스로 수정하는 단계; 및 상기 관리 노드는, 상기 모바일 노드의 상기 변경된 케어 오브 어드레스와 상기 모바일 노드의 고정 어드레스를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 무선네트워크는 지그비(ZigBee) 네트워크일 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명이 적용가능한 무선네트워크는 트리(Tree) 구조로 이루어진 무선네트워크이다. 트리(Tree) 구조로 이루어진 무선네트워크의 대표적인 예로, 지그비(ZigBee) 네트워크를 들 수 있다.
본 실시예에서, 모바일 노드는 무선네트워크상의 임의의 노드에 결합(join)하면, 2개의 어드레스를 할당받게 된다. 그 중 하나는 케어 오브 어드레스(Care Of Address, 이하, 'COA'로 표기한다.)이고, 다른 하나는 고정 어드레스(Static Address, 이하, 'SA'로 표기한다.)이다. COA는 모바일 노드가 이동함에 따라 변경되는 어드레스임에 반해, SA는 모바일 노드가 이동하여도 변경되지 않는 어드레스라는 점에서, 양자는 차이가 있다.
그리고, COA는 부모 노드로부터 할당받는데 어드레스임에 반해, SA는 관리 노드로부터 할당받는 어드레스라는 점에서도, 양자는 차이가 있다. 여기서, 관리 노드란 무선네트워크상에 결합된 모바일 노드들에 SA를 할당하는 노드이다. 관리 노드로서 무선네트워크의 코디네이터(Coordinaor)가 가장 적합하다.
이하에서, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하였을 때, 모바일 노드에 대한 COA와 SA를 할당하는 과정에 대해, 도 2와 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2와 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하였을 때 모바일 노드에 대한 어드레스 할당방법의 설명에 제공되는 네트워크 구성도와 흐름도이다.
도 2에 도시된 네트워크 구성도에서, 'M'은 모바일 노드이고, 'D'는 M이 결합된 노드(즉, M의 부모 노드)이고, 'A'는 코디네이터이다.
먼저, 모바일 노드(M)는 무선네트워크(보다 구체적으로, 부모 노드(D))에 결합하면(S110), 부모 노드(D)로부터 COA를 할당받는다(S120). 도 2에 도시된 바에 따르면, S120단계에서 모바일 노드(M)가 할당받은 COA는 '215'이다.
그러면, 모바일 노드(M)는 코디네이터(A)로 등록을 요청한다(S130). S130단계는, 모바일 노드(M)가 코디네이터(A)로 모바일 노드 등록요청(이하, 'MN_REG_REQ'로 표기한다.) 패킷을 전송하는 방법에 의해 구현될 수 있다.
MN_REG_REQ 패킷에 대한 설명에 앞서, 트리 구조로 이루어진 무선네트워크의 일 예인 지그비 네트워크에서 이용되는 커맨드 패킷에 대해 간단히 설명한다. 도 4의 (a)에, 지그비 네트워크에서 이용되는 커맨드 패킷의 포맷을 도시하였다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 커맨드 패킷(Command Packet)은, 프레임 컨트롤(Frame Control), 목적지 어드레스(Dst Addr), 근원지 어드레스(Src Addr)로 구성되는 헤더(Header)와, 커맨드 프레임 식별자(Command Frame ID, 이하, 'CF ID'로 표기한다.), 데이터(Data)로 구성되는 페이로드(Payload)로 이루어진다.
여기서, CF ID가 "0x01"이면 커맨드 패킷은 RREQ 패킷이고, CF ID가 "0x02"이면 커맨드 패킷은 RREP 패킷이고, CF ID가 "0x03"이면 커맨드 패킷은 RERR 패킷이다. 한편, CF ID가 "0x00", "0x04"∼"0xff"인 경우에 대해서는 정의되어 있지 않았다.
이에, 본 실시예에서는, CF ID가 "0x04"이면 커맨드 패킷은 MN_REG_REQ 패킷으로, CF ID가 "0x05"이면 커맨드 패킷은 모바일 노드 등록응답(이하, 'MN_REG_REP'로 표기한다.) 패킷으로 정의하기로 한다.
또한, MN_REG_REQ 패킷의 데이터에는 모바일 노드의 COA(MN' COA)가 수록되는 것으로 하였다. 이와 같은 방법에 의해 구성되는 MN_REG_REQ 패킷의 포맷을 도 4의 (b)에 도시하였다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, MN_REG_REQ 패킷의 CF ID는 "0x04"이고, MN_REG_REQ 패킷에는 모바일 노드의 COA(215)가 포함되어 있음을 알 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, MN_REG_REQ를 전송받은 코디네이터(A)는 모바일 노드(M)에 대한 SA를 할당한다(S140). 구체적으로, 코디네이터(A)는 무선네트워크상에 존재하는 노드들에 할당된 어드레스들을 제외한 어드레스들을 이용하여, 모바일 노드(M)에 대한 SA를 할당한다. 즉, 코디네이터(A)는 이미 할당된 어드레스들을 제외한 어드레스들 중 어느 하나를 모바일 노드(M)에 대한 SA로 할당하는 것이다.
도 3에 도시된 무선네트워크상에 존재하는 노드들의 개수가 484개라고 가정한다면, 무선네트워크상에 존재하는 노드들에 할당된 어드레스들은 1∼484 이다. 따라서, 485, 486, 487, ... 는 이미 할당된 어드레스가 아니기 때문에, 모바일 노 드(M)에 대한 SA로 이용가능하다. 이에 따라, 코디네이터(A)는 485, 486, 487, ... 중 어느 하나를 모바일 노드(M)에 대한 SA로 할당하개 된다.
모바일 노드(M)에 대한 SA는 무선네트워크상에 존재하는 노드들에 할당된 어드레스들이 아니라면 어느 것이라도 가능하다. 즉, SA를 할당 방법이나 할당 식(Assignment Equation)은 어느 것이라도 무방하며, 이들에 대한 제한은 없다.
이후, 코디네이터(A)는 모바일 노드(M)에 대한 COA와 SA를 모바일 노드 등록 엔트리 테이블(MN Registration Entry Table)(이하, '테이블'로 약칭한다.)에 저장한다(S150). 이에 따라, 모바일 노드(M)는 코디네이터(A)에 등록되게 된다.
테이블에 저장되는, COA는 S130단계에서 모바일 노드(M)로부터 전송된 MN_REG_REQ 패킷으로부터 획득된 것이며, SA는 S140단계에서 코디네이터(A)에 의해 할당된 것이다.
S140단계에서 코디네이터(A)가 모바일 노드(M)에 대한 SA를 "485"로 할당한 경우, 테이블은 아래의 표 1과 같다.
Mobile Node' Care Of Address Mobile Node' Static Address
215 485
· ·
· ·
이후, 모바일 노드(M)의 등록요청에 대한 응답으로, 코디네이터(A)는 모바일 노드(M)에 대한 SA가 포함된 MN_REG_REP 패킷을 모바일 노드(M)로 전송한다(S160).
도 4의 (c)에, MN_REG_REP 패킷의 포맷을 도시하였다. 전술한 바와 같이, MN_REG_REP 패킷의 CF ID는 "0x05"임을 알 수 있다. 또한, MN_REG_REP 패킷에는 모바일 노드의 SA(485)가 포함되어 있음을 알 수 있다.
이후, 모바일 노드(M)는 코디네이터(A)로부터 수신한 MN_REG_REP 패킷에 포함된 SA를 참조하여, 자신의 SA를 설정한다(S170).
그리고, 코디네이터(A)는 테이블에 저장된 모바일 노드(M)에 대한 어드레스 정보를 브로드캐스팅한다(S180). 모바일 노드(M)에 대한 어드레스 정보는 모바일 노드(M)에 대한 COA와 SA를 뜻한다. 이에 따라, 무선네트워크상에 존재하는 다른 노드들(B, C, D, E)도 모바일 노드(M)에 대한 COA와 SA를 인식하게 된다.
지금까지, 모바일 노드가 무선네트워크에 결합하였을 때, 모바일 노드에 대한 COA와 SA를 할당하는 과정에 대해 상세히 설명하였다.
이하에서는, 모바일 노드(M)가 이동하여 노드 D와의 결합을 해제하고, 다른 노드에 결합하였을 때 처리과정에 대해, 도 5와 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5와 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선네트워크에서 모바일 노드가 이동하여 다른 노드에 결합하였을 때 처리과정의 설명에 제공되는 네트워크 구성도와 흐름도이다.
도 5와 도 2를 비교하여 보면, 모바일 노드(M)은 이동으로 인해, 노드 D와의 결합을 해제하고 노드 B와 결합하였음을 알 수 있다.
먼저, 모바일 노드(M)가 다른 노드(보다 구체적으로, 새로운 부모 노드(B))에 결합하면(S210), 부모 노드(B)로부터 새로운 COA를 할당받는다(S220). 도 5에 도시된 바에 따르면, S220단계에서 모바일 노드(M)가 할당받은 새로운 COA는 '161'이다.
모바일 노드(M)가 새로운 부모 노드(B)에 결합함으로서, COA가 '215'에서 '161'로 변경되었지만, SA는 변경되지 않았음에 주목해야 한다. COA는 결합된 부모 노드로부터 할당받는데 어드레스임에 반해, SA는 코디네이터(A)로부터 할당받는 어드레스이기 때문이다.
이후, 모바일 노드(M)는 자신의 SA와 변경된(새로운) COA를 코디네이터(A)로 전송한다(S230). 그러면, 코디네이터(A)는 기저장된 테이블을 갱신한다(S240). 구체적으로, 코디네이터(A)는 변경되지 않은 어드레스인 SA를 참조하여, 변경된 어드레스인 COA를 수정함으로서, 테이블을 갱신하게 된다.
S220단계에서 모바일 노드(M)가 새로운 COA로 "161"로 할당받은 경우, 테이블은 아래의 표 2와 같이 갱신되게 된다.
Mobile Node' Care Of Address Mobile Node' Static Address
161 485
· ·
· ·
이후, 코디네이터(A)는 갱신된 테이블에 저장된 모바일 노드(M)에 대한 어드레스 정보를 브로드캐스팅한다(S250). 모바일 노드(M)에 대한 어드레스 정보는 모바일 노드(M)에 대한 COA와 SA이다. 이에 따라, 무선네트워크상에 존재하는 다른 노드들(B, C, D, E)도 모바일 노드(M)에 대한 변경된 COA를 인식하게 된다.
따라서, 모바일 노드(M)의 이동으로 인해 COA가 변경되더라도, 모바일 노드(M)와 통신하고 있었던 노드들은 모바일 노드(M)의 변경된 COA를 인식할 수 있게 된다. 따라서, 모바일 노드(M)의 이동으로 인해 COA가 변경되더라도, 모바일 노드 (M)와의 통신은 단절되지 않게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 트리 구조로 이루어진 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 할당할 수 있게 된다. 따라서, 모바일 노드의 이동으로 인해 모바일 노드에 대한 동적 어드레스가 변경된 경우에도, 모바일 노드와 통신하고 있었던 다른 노드들과 모바일 노드간의 통신은 단절되지 않게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (9)

  1. 트리 구조로 이루어진 무선네트워크에서 모바일 노드에 대한 어드레스를 할당하는 어드레스 할당방법에 있어서,
    a) 상기 모바일 노드가 상기 무선네트워크에 결합하면, 상기 모바일 노드는 관리 노드로 등록요청을 전송하는 단계;
    b) 상기 등록요청에 대한 응답으로, 상기 관리 노드는 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 할당하고 할당된 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 상기 모바일 노드로 전송하는 단계; 및
    c) 상기 모바일 노드는 상기 관리 노드로부터 전송된 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 자신의 고정 어드레스로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 b) 단계에서,
    상기 관리 노드는 상기 무선네트워크상에 존재하는 노드들에 할당된 어드레스들 이외의 어드레스들 중 어느 하나를 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스로 할당하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 관리 노드는 코디네이터인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 a) 단계에서,
    상기 모바일 노드는, 상기 모바일노드의 케어 오브 어드레스가 포함되고 커맨드 프레임 식별자가 등록요청 식별자로 된 커맨드 패킷을 상기 관리노드로 전송함으로서, 상기 관리노드로 등록요청하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 관리 노드는, 상기 모바일 노드에 대한 케어 오브 어드레스와 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 테이블에 저장함으로서, 상기 모바일 노드를 등록하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    d) 상기 관리노드는 상기 모바일 노드에 대한 케어 오브 어드레스와 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 b) 단계에서,
    상기 관리 노드는, 상기 모바일노드에 대한 고정 어드레스가 포함되고 커맨드 프레임 식별자가 등록응답 식별자로 된 커맨드 패킷을 상기 모바일 노드로 전송함으로서, 상기 모바일 노드에 대한 고정 어드레스를 상기 모바일 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 모바일 노드의 케어 오브 어드레스가 변경되면, 상기 모바일 노드는 자 신의 고정 어드레스 및 변경된 케어 오브 어드레스를 상기 관리 노드로 전송하는 단계;
    상기 관리 노드는, 전송된 상기 모바일 노드의 고정 어드레스를 참조하여, 기저장된 테이블에서 상기 모바일 노드의 케어 오브 어드레스를 상기 변경된 케어 오브 어드레스로 수정하는 단계; 및
    상기 관리 노드는, 상기 모바일 노드의 상기 변경된 케어 오브 어드레스와 상기 모바일 노드의 고정 어드레스를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 무선네트워크는 지그비(ZigBee) 네트워크인 것을 특징으로 하는 어드레스 할당방법.
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