KR100687614B1

KR100687614B1 - 아이피 기반 키폰 시스템의 아이피 주소 동적 할당 방법

Info

Publication number: KR100687614B1
Application number: KR1020040109210A
Authority: KR
Inventors: 이석원
Original assignee: 엘지노텔 주식회사
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2007-02-27
Also published as: KR20060070665A

Abstract

본 발명은 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법을 제공하기 위한 것으로, IP 기반 키폰 시스템의 주장치에서 IP 단말기의 동적 IP 주소 할당을 수행하는 제 10 단계와; 상기 제 10 단계 후 IP 단말기에서 IP 주소와 MAC 주소 정보를 사용하여 패킷 전송을 수행하는 제 30 단계를 포함하여 구성함으로써, IP 기반 키폰 시스템에서 IP 멀티캐스트를 사용한 시그널링을 통하여 동일한 LAN 상에 있는 IP 단말기들에 IP 주소를 동적으로 할당하고 관리하며 이러한 과정 중 교환된 정보를 기반으로 ARP를 통하지 않는 패킷 전송이 가능하게 하여 LAN 상의 트래픽을 감소시키고 패킷 전송 속도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

아이피 기반 키폰 시스템의 아이피 주소 동적 할당 방법{Method for dynamic assignment of IP address in IP based keyphone system}

도 1은 일반적인 IP 기반 키폰 시스템의 블록구성도이고,

도 2는 종래 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 고정 할당 방법을 보인 흐름도이며,

도 3은 본 발명에 의한 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법을 보인 흐름도이고,

도 4는 도 3에서 제 10 단계인 ST10의 상세흐름도이며,

도 5는 도 3에서 제 30 단계인 ST30의 상세흐름도이고,

도 6은 본 발명이 적용되는 IP 기반 키폰 시스템에서 IP 주소 동적 할당 예를 보인 블록구성도이며,

도 7은 본 발명에서 사용하는 IP 할당 메시지 포맷의 예를 보인 개념도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 주장치

20 : IP 단말기

본 발명은 IP(Internet Protocol, 인터넷 프로토콜) 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법에 관한 것으로, 특히 IP 기반 키폰 시스템에서 IP 멀티캐스트를 사용한 시그널링을 통하여 동일한 LAN(Local Area Network) 상에 있는 IP 단말기들에 IP 주소를 동적으로 할당하고 관리하며 이러한 과정 중 교환된 정보를 기반으로 ARP(Address Resolution Protocol, 주소 도출 프로토콜)를 통하지 않는 패킷 전송이 가능하게 하여 LAN 상의 트래픽을 감소시키고 패킷 전송 속도를 향상시키기에 적당하도록 한 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법에 관한 것이다.

일반적으로 IP 기반 키폰 시스템은 한정된 국선을 키폰 주장치에 설치하고 IP 단말기 및 일반 전화기를 연결하여 여러 사람이 동시에 사용할 수 있도록 설계된 효율적인 간이 교환 시스템이다. 이러한 IP 기반 키폰 시스템은 국선 및 내선과 연결되어 음성안내 기능, 끼여들기 기능, 방송 기능, 수신거부 기능, 원격유지보수 기능 등을 수행할 수 있다.

도 1은 일반적인 IP 기반 키폰 시스템의 블록구성도이다.

여기서 참조번호 10은 IP 기반 키폰 시스템에서 주기능을 수행하는 주장치이고, 참조번호 20은 상기 주장치(10)와 LAN을 통해 연결되어 사용자가 사용할 수 있게 하는 IP 단말기이다.

도 2는 종래 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 고정 할당 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, IP 기반 키폰 시스템의 주장치(10)에서 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol, 동적 상위 구성 프로토콜) 또는 고정 IP 주소를 이용하여 IP 단말기(20)의 고정 IP 주소 할당을 수행하는 제 1 단계(ST1)와; 상기 제 1 단계 후 상기 IP 단말기(20)에서 ARP를 이용하여 패킷 전송을 수행하는 제 2 단계(ST2)를 수행한다.

이러한 종래 기술의 동작을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 기존의 IP 기반 키폰 시스템과 같은 VoIP(Voice over Internet Protocol) 시스템의 경우, 동일한 LAN 상의 IP 단말기(20)에 IP 주소를 할당하기 위하여 외부의 DHCP 서버를 이용하거나 고정 IP 주소를 수동으로 입력하는 경우가 많고, 시스템에 내장되어 있는 내부 DHCP 서버를 이용하여 IP 주소를 할당하는 경우도 있다.

여기서 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 IP 주소를 비롯한 각종 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol, 전송 제어 프로토콜-인터넷 프로토콜) 프로토콜 기본 설정을 개별 클라이언트들에 자동적으로 할당하는 방식의 프로토콜로서, 네트워크 관리자들이 조직 내의 네트워크 상에서 IP 주소를 중앙에서 관리하고 할당해줄 수 있도록 해주는 프로토콜이다. 인터넷의 TCP/IP 프로토콜에서는 각 단말기들이 고유한 IP 주소를 가져야만 인터넷에 접속할 수 있다. 그래서 단말기 사용자들이 인터넷에 접속할 때, IP 주소는 각 단말기에 반드시 할당되어야만 한다. DHCP를 사용하지 않는 경우에는 각 컴퓨터마다 IP 주소가 수작업으로 입력되어야만 하며, 만약 단말기들이 네트워크의 다른 부분에 속한 장소로 이동되면 새로운 IP 주소를 입력해야 한다. DHCP는 네트워크 관리자가 중앙에서 IP 주소를 관리하고 할당하며, 단말기가 네트워크의 다른 장소에 접속되었을 때 자동으로 새로운 IP 주소를 보내줄 수 있게 해준다.

DHCP에 관련된 사양 및 기준은 RFC(Request For Comments) 1533, 1534, 1541, 1542, 2131 등에 정의되어 있다. 그래서 DHCP는 기본적으로 TCP/IP 설정을 자동 관리하며, 개별 시스템에 IP 주소와 관련된 설정 정보를 부여한다. 구성은 DHCP 클라이언트와 서버로 구성되어 있다.

이때 DHCP 클라이언트는 IP 단말기(20) 등으로 구성되는데, 시스템이 시작하면 DHCP 서버에 자신의 시스템을 위한 IP 주소를 요청한다. 그리고 IP 단말기(20)와 같은 DHCP 클라이언트는 DHCP 서버로부터 IP 주소를 대여받게 되면 TCP/IP 설정은 초기화되고, 다른 호스트와 TCP/IP 프로토콜을 사용해서 통신할 수 있게 된다.

또한 DHCP 서버는 IP 기반 키폰 시스템의 주장치(10)가 이에 해당하게 되는데, DHCP 서버는 DHCP 클라이언트로부터의 IP 주소 대여 요청에 응답하며, 이를 위해서 할당 가능한 IP 주소들의 영역인 스코프(Scope, 범위)를 유지 관리한다.

이러한 DHCP를 이용하여 IP 주소를 할당할 경우에는 DHCP 서버에 설정되어 있는 IP 주소의 범위 내에서 IP 주소의 할당이 이루어지게 된다(ST1).

또한 LAN 상에서 패킷을 전송하기 위해서는 ARP를 이용하여 목적지 IP 주소에 대한 MAC(Media Access Control, 매체 액세스 제어) 주소를 얻은 후, 이 MAC 주소를 패킷 전송에 사용하게 된다.

여기서 ARP(Address Resolution Protocol)는 IP 네트워크 상에서 IP 주소를 물리적 네트워크 주소로 대응시키기 위해 사용되는 프로토콜이다.

예를 들어, IP 호스트 A가 IP 호스트 B에게 IP 패킷을 전송고자 할 때 IP 호스트 B의 물리적 네트워크 주소를 모르는 경우, ARP 프로토콜을 사용하여 목적지 IP 주소 B와 브로드캐스팅 물리적 네트워크 주소 FFFFFFFFFFFF를 가지는 ARP 패킷을 네트워크 상에 전송한다. IP호스트 B는 자신의 IP 주소가 목적지에 있는 ARP 패킷을 수신하면 자신의 물리적 네트워크 주소를 A에게 응답한다.

이와 같은 방식으로 수집된 IP 주소와 이에 해당하는 물리적 네트워크 주소 정보는 각 IP 호스트의 ARP 캐시라 불리는 메모리에 테이블 형태로 저장된 후 다음 패킷 전송시에 다시 사용된다. ARP와는 역으로, IP 호스트가 자신의 물리 네트워크 주소는 알지만 IP 주소를 모르는 경우, 서버로부터 IP주소를 요청하기 위해서는 RARP(Reverse Address Resolution Protocol, 역주소 도출 프로토콜)를 사용한다.

그래서 이러한 MAC 주소가 유효한 동안에는 ARP 캐쉬에 저장된 MAC 주소를 사용한다. ARP 엔트리의 유지 시간 이후에는 해당 정보는 ARP 캐쉬에 저장되어 일정 시간 동안 유지되며, 해당 IP 주소에 대한 ARP 캐쉬 엔트리가 IP 주소에 대한 엔트리가 폐기되기 때문에, 이후에 같은 IP 주소로 패킷을 보낼 때에는 다시 ARP 요구(Request) 패킷을 보내 MAC 주소를 다시 얻어와야 한다(ST2).

그러나 이러한 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, IP 기반 키폰 시스템의 경우, 주장치의 직접적인 제어를 받는 수십 내지는 수백 개의 IP 단말기(20)가 존재하게 된다. 이러한 경우, 모든 IP 단말기에 공인 IP 주소를 사용하게 되면 비용상, 관리상 부담이 커지기 때문에 사설 IP 주소를 사용하는 것이 대부분의 경우 유리하다. 따라서 IP 기반 키폰 시스템의 주장치(10)에서는 이러한 사설 IP 주소를 각 IP 단말기에 할당을 하고 관리하게 된다.

IP 단말기에 IP 주소를 할당하기 위한 대표적인 방법이 DHCP를 이용하는 방법이다. 주장치에 DHCP 서버를 내장시키고 각 IP 단말기에 DHCP 클라이언트를 내장시켜 IP 주소를 할당하게 되는데, 여기에는 몇 가지 문제점이 있게 된다.

우선, IP 기반 키폰 시스템이 위치하는 LAN 세그먼트 내에 PC(Personal Computer) 등을 위한 DHCP 서버가 이미 존재하고 있을 경우, 복수 개의 DHCP 서버의 존재로 인한 충돌로 결국 하나의 DHCP 서버만을 사용하게 된다. PC를 위한 DHCP 서버와 주장치(10)에 내장되어 있는 DHCP 서버는 프로토콜 자체는 동일할지라도 DHCP를 관리 및 운용하는 어플리케이션 자체가 상당히 다르기 때문에 어느 한쪽은 불편함이나 기능적인 제약을 감수해야만 하는 문제점이 있었다.

또 다른 문제점은 IP 기반 키폰 시스템의 주장치 입장에서 볼 때, IP 주소의 할당 및 관리를 PC의 경우 보다 훨씬 융통성 있고 자유롭게 관리할 수 있어야 하는데, DHCP라는 프로토콜 자체와 사용중인 DHCP 프로토콜에서 제공하는 기능에 의한 제약으로 인하여 시스템 자체에 기능적인 제약이 가해질 수 있다는 점이다.

그래서 PC의 경우 위치 이동이 적고 네트워크 관련된 속도 등에 제약이 적지만, 실시간성이 중요한 통신 시스템에서는 속도와 함께 기능상 유연성이 매우 중요하다. 이는 IP 기반 시스템이라 할 지라도 TDM(Time Division Multiplexing, 시분할 다중송신) 방식을 사용하는 기존의 키폰 교환기가 내부적으로 자유롭게 구현하여 제공하던 모든 기능이 LAN 상에서 최소한 동일한 수준 이상으로 구현되어야 하 기 때문이며, 이를 위해서는 기존의 일반적 용도의 프로토콜에서 벗어나 필요한 기능만을 좀더 융통성 있게 운용할 수 있는 프로토콜이 요구된다.

또한 ARP의 경우, 일정 시간 이후에는 ARP 요구/응답(Request/Reply) 패킷들을 통해 MAC 주소를 얻어와야 하기 때문에 LAN 상의 트래픽 증가와 패킷 전송의 지연요소로서 작용하게 되는 문제점이 있게 된다.

여기서 ARP 캐쉬 엔트리에 시간 제약을 두는 것은 해당 MAC 주소를 갖는 장치의 IP 주소 등이 변경되었을 경우, 즉각적인 변경은 힘들더라도 결국에는 변경된 사항이 적용되도록 하기 위해서 인데, IP 기반 키폰 시스템의 경우 IP 주소와 MAC 주소의 관리를 명확히 함으로써 ARP를 사용하지 않고 패킷을 전송함으로써 불필요한 부담과 낭비요소를 제거할 필요성이 있게 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 IP 기반 키폰 시스템에서 IP 멀티캐스트를 사용한 시그널링을 통하여 동일한 LAN 상에 있는 IP 단말기들에 IP 주소를 동적으로 할당하고 관리하며 이러한 과정 중 교환된 정보를 기반으로 ARP를 통하지 않는 패킷 전송이 가능하게 하여 LAN 상의 트래픽을 감소시키고 패킷 전송 속도를 향상시킬 수 있는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법은,

IP 기반 키폰 시스템의 주장치에서 IP 단말기의 동적 IP 주소 할당을 수행하 는 제 10 단계와; 상기 제 10 단계 후 IP 단말기에서 IP 주소와 MAC 주소 정보를 사용하여 패킷 전송을 수행하는 제 30 단계를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명, IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, IP 기반 키폰 시스템의 주장치(10)에서 IP 단말기(20)의 동적 IP 주소 할당을 수행하는 제 10 단계(ST10)와; 상기 제 10 단계 후 IP 단말기(20)에서 IP 주소와 MAC 주소 정보를 사용하여 패킷 전송을 수행하는 제 30 단계(ST30)를 포함하여 수행한다.

도 4는 도 3에서 제 10 단계인 ST10의 상세흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 10 단계(ST10)는, 상기 주장치(10)가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계(ST11)(ST12)와; 상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 할당 요청이면, IP 주소 할당 데이터베이스를 검색하고 예약한 다음 IP 주소 할당 명령을 전송하는 제 12 단계(ST13 ~ ST15)를 포함하여 수행한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 10 단계(ST10)는, 상기 주장치(10)가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무 엇인지 판별하는 제 11 단계(ST11)(ST12)와; 상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 요청이면, IP 주소 정보 보고를 상기 IP 단말기(20)로 전송하는 제 13 단계(ST16)(ST17)를 포함하여 수행한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 10 단계(ST10)는, 상기 주장치(10)가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계(ST11)(ST12)와; 상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 충돌 보고이면, IP 주소 할당 데이터베이스를 검색하고 예약한 다음 IP 주소 할당 명령을 전송하는 제 14 단계(ST18 ~ ST20)를 포함하여 수행한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 10 단계(ST10)는, 상기 주장치(10)가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계(ST11)(ST12)와; 상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 메시지 확인이면, IP 주소 할당 예약이 되었는지 판별하는 제 15 단계(ST21)(ST22)와; 상기 제 15 단계에서 IP 주소 할당 예약이 되어 있으면 IP 주소 할당 데이터베이스를 확인하는 제 16 단계(ST23)와; 상기 제 15 단계에서 IP 주소 할당 예약이 되어 있지 않으면, 상위 프로세서에 통보하는 제 17 단계(ST25)를 포함하여 수행한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 10 단계(ST10)는, 상기 주장치(10)가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계(ST11)(ST12)와; 상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 보고이면, 상위 프로세서에 통보하는 제 18 단계(ST24)(ST25)를 포함하여 수행한다.

도 5는 도 3에서 제 30 단계인 ST30의 상세흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 30 단계(ST30)는, 상기 IP 단말기(20)가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장치(10)로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계(ST31 ~ ST33)와; 상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 할당 명령이면, IP 주소를 재초기화시키는 제 32 단계(ST34)(ST35)를 포함하여 수행한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 30 단계(ST30)는, 상기 IP 단말기(20)가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장치(10)로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계(ST31 ~ ST33)와; 상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 요청이면, IP 주소 정보 보고를 상기 주장치(10)로 전송하는 제 33 단계(ST36)(ST37)를 포함하여 수행한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 30 단계(ST30)는, 상기 IP 단말기(20)가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장치(10)로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계(ST31 ~ ST33)와; 상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 보고이면, 상위 프로세서에 통보하는 제 33 단계(ST38)(ST40)를 포함하여 수행한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 30 단계(ST30)는, 상기 IP 단말기(20)가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장 치(10)로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계(ST31 ~ ST33)와; 상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 메시지 수신 확인이면, 상위 프로세서에 통보하는 제 34 단계(ST39)(ST40)를 포함하여 수행한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 IP 기반 키폰 시스템에서 IP 멀티캐스트를 사용한 시그널링을 통하여 동일한 LAN 상에 있는 IP 단말기들에 IP 주소를 동적으로 할당하고 관리하고자 한 것이다.

본 발명은 크게 두 가지 영역으로 나누어진다. 하나는 IP 기반 키폰 시스템의 주장치에 의한 IP 단말기의 동적 IP 주소 할당이고, 다른 하나는 ARP 없이 각 단말기의 IP 주소와 MAC 주소 정보를 사용하여 패킷을 전송하는 것이다.

여기서 IP 기반 키폰 시스템은 도 1과 같이 크게 주장치(10)와 IP 단말기(20)로 나뉘어 진다. 세부적으로 나누면 IP 단말기는 IP 전화기와 IP 게이트웨이(Gateway)로 분류될 수 있으나 여기서는 IP 단말기로 통칭하도록 한다.

그래서 주장치(10)는 호 처리(Call Processing)를 담당하는 장치로 모든 IP 단말기(20)는 주장치(10)의 제어를 받아 동작하게 되고, 주장치(10)와 IP 단말기(20) 간의 통신은 TCP/IP 프로토콜을 통해 이루어지게 된다.

IP 기반 키폰 시스템을 설치할 때 중요한 사항은 주장치(10)와 각각의 IP 단말기(20)에 IP 주소를 설정하는 작업이다.

그래서 주장치(10)의 경우는 하나의 장치이고, 일반적으로 HTTP(HyperText Transfer Protocol, 하이퍼텍스트 전송프로토콜), 텔넷(Telecommunication Network, Telnet) 등의 프로토콜을 사용하야 하는 경우가 많기 때문에 수동으로 IP 주소를 설정하거나 설치되는 LAN에 존재하는 DHCP 서버를 이용하게 된다.

하지만 IP 단말기(20)의 경우, 설치되는 LAN에 존재하는 PC 등 다른 네트워크 장치들과는 다른 방법으로 다른 영역의 IP 주소를 할당함으로써 서로간의 충돌을 막고 주장치를 통한 시스템 전체의 관리를 용이하게 할 수 있다.

따라서 일반적으로 사용되는 DHCP 등 표준화된 프로토콜이 아닌 IP 기반 키폰 시스템만을 위한 독립적인 프로토콜을 사용함으로써 이러한 독립성과 안정성을 확보할 수 있도록 한다.

본 발명의 또 하나의 장점으로는 IP 주소 할당에 있어서의 유연성을 들 수 있다.

DHCP 프로토콜이 잘 구성된 프로토콜이기는 하지만, 주장치(10)의 입장에서 볼 때 DHCP를 사용하여 IP 단말기(20)들에 대한 IP 주소 할당 및 관리를 하기 위해서는 일반화되고 규격화된 프로토콜이 오히려 기능상의 제약을 가져오게 된다.

ARP의 경우도 IP 기반 키폰 시스템에서는 일반적인 네트워크 장치들과는 다르게 운용될 수 있는데, 이는 IP 기반 키폰 시스템이 중앙 집중적인 구조 하에서 주장치(10)가 IP 단말기(20)들을 완전히 통제할 수 있다는 사실에 기인한다.

그래서 본 발명에서는 IP 주소 할당과 관리가 완전히 제어되는 환경에서 ARP를 사용하지 않고도 초기의 시스템 구동시에 교환되는 정보를 기반으로 패킷을 상호 전송할 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명이 적용되는 IP 기반 키폰 시스템에서 IP 주소 동적 할당 예를 보인 블록구성도이다.

그래서 IP 주소 할당을 위한 패킷은 IP 멀티캐스트 패킷에 실려 전송된다.

IP 멀티캐스트는 도 6의 멀티캐스트 멤버 간의 패킷 전송에서 나타나 있는 것 처럼, 특정 멀티캐스트 IP 주소와 포트를 설정하여 그에 대한 멤버쉽 등록을 하게 되면 해당 멀티캐스트 멤버들에 한해서만 패킷을 수신할 수 있게 된다.

이러한 IP 멀티캐스트를 통해서 IP 기반 키폰 시스템의 초기 패킷 전송은 다른 네트워크 장치들로부터 분리되어 행해지게 되므로 브로드캐스트 등을 사용하는 것보다 네트워크의 효율이나 안정성이 높아지게 된다.

이러한 본 발명의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 주장치(10)는 초기화 과정에서 IP 단말들에 어느 영역의 IP 주소를 할당할 지에 관한 정보를 가지고 있어야 한다(ST11).

이러한 정보가 설정된 이후에 주장치는 IP 단말기로부터의 메시지를 기다리게 된다(ST12).

IP 단말기(20)는 초기화 과정을 끝낸 후(ST31), 도 5의 IP 할당 메시지 포맷의 형태를 가지는 IP 주소 할당 요청 패킷을 멀티캐스트로 보내게 된다(ST32). 이때 오퍼레이션 필드는 "IP 주소 할당 요청", 수신자 ID 타입은 아직 주장치(10)의 MAC 주소를 모르기 때문에 "주장치 또는 모든 IP 단말기", 수신자 ID는 "주장치"로 설정한다.

또한 메시지 시퀀스 번호는 0이 아닌 숫자에서 시작하여 패킷이 보내질 때마다 1씩 증가하게 되고, 응답(ACK) 시퀀스 번호는 특정 메시지 시퀀스 번호를 지닌 패킷을 수신했음을 상대방에게 알리는 용도로 사용하는데 현 단계에서는 해당사항이 없으므로 0으로 설정한다.

또한 발신자 타입을 "IP 단말기"로 설정하고 현재 설정되어 있는 IP 주소와 MAC 주소 등을 해당 필드에 넣는다. 이 메시지에서는 고정 필드만 사용하고 옵션 필드는 사용하지 않는다.

그래서 주장치(10)가 IP 주소 할당 요청 패킷을 받으면(ST13), 자신이 관리하는 IP 주소 할당 데이터베이스를 검색하여 아직 예약 및 사용되고 있지 않은 IP 주소를 찾아(ST14) 해당 IP 단말기(20)로 IP 주소 할당 명령 패킷을 보내게 된다(ST15).

이 패킷의 오퍼레이션 필드는 "IP 주소 할당 명령", 수신자 ID 타입은 "MAC 주소", 수신자 ID는 앞서 받은 IP 주소 할당 요청 패킷의 발신자 MAC 주소 필드의 값을 복사해 넣는다. 메시지 시퀀스 번호 필드에는 0이 아닌 숫자에서 시작하여 패킷이 보내질 때 마다 하나씩 증가하는 값을 설정하고, 응답 시퀀스 번호 필드에는 앞서 받은 IP 주소 할당 요청 메시지의 메시지 시퀀스 번호에 있는 값을 복사해 넣는다. 이는 해당 메시지 시퀀스 번호에 해당하는 패킷을 수신했음을 상대방에게 알려주는 역할을 한다.

또한 발신자 타입은 "주장치"로 설정하고 발신자 IP 주소와 발신자 MAC 주소 필드를 자신의 주소로 설정한다. IP 주소 할당 명령 메시지에는 자신의 IP 주소 할 당 데이터베이스를 검색하여 예약해 둔 IP 주소 등과 게이트웨이 주소, DNS(Domain Name Server, 도메인 네임 서버) 주소 등 가외의 주소 정보를 옵션 필드에 넣는다.

그러면 IP 단말기(20)는 주장치(10)로부터 받은 IP 주소 할당 명령 메시지에 대하여 메시지를 수신했음을 메시지 수신 확인 메시지를 통해 알려주게 되는데(ST39), 오퍼레이션 필드에 "메시지 수신 확인", 수신자 ID 타입에 "MAC 주소", 수신자 ID에 주장치의 MAC 주소를 앞서 받은 메시지에서 복사하여 넣는다.

그리고 자신의 메시지 시퀀스 번호를 설정하고 앞서 받은 메시지의 메시지 시퀀스 번호를 응답 시퀀스 번호 필드에 복사하여 넣어 주장치(10)에 해당 메시지를 수신했음을 알린다(ST40).

이때 발신자 타입을 "IP 단말기"로 설정하고, 자신의 주소 정보를 "발신자 IP 주소" 및 "발신자 MAC 주소" 필드에 넣는다. 여기서는 고정 필드만 사용한다.

그런 다음 주장치(10)는 IP 단말기(20)로부터 메시지 수신 확인 메시지를 받으면(ST21), IP 주소 할당이 이루어 진 것으로 판단하고(ST22) 자신의 IP 주소 할당 데이터베이스에 설정된 예약상태를 확인상태로 변경하게 된다(ST23).

이러한 일련의 과정을 거치는 중에 주장치(10)와 IP 단말기(20)는 서로에 대한 IP 주소와 MAC 주소를 알 수 있게 되며 이에 대한 사항을 저장해 둔다.

이 외에도 부가 기능으로 IP 주소 정보 요청(ST16)(ST17)(ST36)(ST37)과 IP 주소 정보 보고(ST24)(ST25)(ST38)(ST40) 메시지가 있는데, 메시지의 형태는 각각 IP 주소 할당 요청과 IP 주소 할당 명령 메시지와 같다.

이 메시지들은 IP 주소 할당 과정에 직접 사용되지는 않으나, 상위 프로세스 의 필요에 따라 상대방의 IP 주소 설정 상태를 검사하는 용도로 사용될 수 있다.

IP 주소 충돌 보고 메시지는 IP 단말기가 동작 중 같은 IP 주소가 다른 장치에도 사용되고 있음을 확인하였을 때 주장치(10)에 이 사실을 보고하기 위한 메시지이다(S6T18 ~ ST20). 메시지는 고정 필드만을 사용하며 옵션 필드를 통한 가외의 정보는 넣지 않는다.

그래서 주장치(10)가 이 메시지를 받으면 자신의 IP 주소 할당 데이터베이스 및 핑 테스트(Ping Test)를 통해 IP 주소 중복이 확인되면 관련 IP 단말기에 IP 주소 할당 명령을 다시 내리게 된다(ST20)(ST34)(ST35).

이러한 과정을 거치게 되면 주장치(10)와 IP 단말기(20)가 서로에 대한 IP 주소와 MAC 주소 정보를 갖게 되기 때문에 ARP를 사용하여 서로의 MAC 주소를 얻어 올 필요가 없게 된다.

따라서 주장치(10)와 IP 단말기(20)는 상대방에 대한 IP 주소와 MAC 주소 정보를 자신의 ARP 캐쉬 또는 ARP 엔트리에 저장하여 해당 주소로 패킷 전송시에 ARP 없이 패킷을 전송하도록 한다.

만일 ARP 캐쉬 또는 ARP 테이블 외에 MAC 주소 활용을 위한 더 효율적인 방법이 있다면 그 방법을 사용하도록 한다.

이처럼 본 발명은 IP 기반 키폰 시스템에서 IP 멀티캐스트를 사용한 시그널링을 통하여 동일한 LAN 상에 있는 IP 단말기들에 IP 주소를 동적으로 할당하고 관리하며 이러한 과정 중 교환된 정보를 기반으로 ARP를 통하지 않는 패킷 전송이 가능하게 하여 LAN 상의 트래픽을 감소시키고 패킷 전송 속도를 향상시키게 되는 것 이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법은 IP 기반 키폰 시스템이 설치되어 있는 LAN 상에 존재하는 DHCP 서버 등과의 충돌을 방지하고, 주장치에 의해서 완전히 통제 가능한 IP 주소 할당으로 네트워크의 효율과 안정성이 증대되는 효과가 있게 된다.

또한 본 발명은 기존의 DHCP 등 표준 프로토콜 사용으로 인한 기능적 제약을 극복할 수 있게 함으로써 시스템에 기능상의 유연성을 제공할 수 있는 효과도 있게 된다.

더불어 IP 주소 동적 할당을 통해 얻은 정보는 주장치의 중앙 집중적인 통제에 의해서 얻은 정보이기 때문에 ARP를 사용하여 MAC 주소를 가져올 필요성이 발생하지 않는다. 따라서 ARP를 사용하지 않고 패킷을 전송하기 때문에 네트워크상의 트래픽 감소와 패킷 전송속도 향상 등의 장점이 있게 된다.

Claims

IP 기반 키폰 시스템에서 IP 단말기가 자신의 MAC 주소를 가지는 IP주소 할당 요청 패킷을 IP멀티캐스트를 통해 출력하고, 주장치는 상기 IP 주소 할당 요청 패킷을 수신한 후 자신의 MAC 주소와 상기 IP 단말기에 할당될 IP주소를 가지는 IP 주소 할당 명령 패킷을 IP멀티캐스트를 통해 출력하는 것에 의해 상기 IP단말기의 동적 IP 주소 할당을 수행한 후 상기 주장치와 상기 IP 단말기가 수신된 상기 IP주소와 상기 MAC 주소를 각각 저장하는 제 10 단계와;

상기 제 10 단계 후 IP 단말기에서 상기 IP 주소와 MAC 주소 정보를 사용하여 ARP에 의하지 않는 패킷 전송을 수행하는 제 30 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 10 단계는,

상기 주장치가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계와;

상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 할당 요청이면, IP 주소 할당 데이터베이스를 검색하고 예약한 다음 IP 주소 할당 명령을 전송하는 제 12 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 10 단계는,

상기 주장치가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계와;

상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 요청이면, IP 주소 정보 보고를 상기 IP 단말기로 전송하는 제 13 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 10 단계는,

상기 주장치가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계와;

상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 충돌 보고이면, IP 주소 할당 데이터베이스를 검색하고 예약한 다음 IP 주소 할당 명령을 전송하는 제 14 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 10 단계는,

상기 주장치가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계와;

상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 메시지 확인이면, IP 주소 할당 예약이 되었는지 판별하는 제 15 단계와;

상기 제 15 단계에서 IP 주소 할당 예약이 되어 있으면 IP 주소 할당 데이터베이스를 확인하는 제 16 단계와;

상기 제 15 단계에서 IP 주소 할당 예약이 되어 있지 않으면, 상위 프로세서에 통보하는 제 17 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시 스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 10 단계는,

상기 주장치가 시작되면 IP 주소 할당 영역을 설정하고 초기화를 수행한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 11 단계와;

상기 제 11 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 보고이면, 상위 프로세서에 통보하는 제 18 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 30 단계는,

상기 IP 단말기가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장치로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계와;

상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 할당 명령이면, IP 주소를 재초기화시키는 제 32 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 30 단계는,

상기 IP 단말기가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장치로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계와;

상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 요청이면, IP 주소 정보 보고를 상기 주장치로 전송하는 제 33 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 30 단계는,

상기 IP 단말기가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장치로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계와;

상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 IP 주소 정보 보고이면, 상위 프로세서에 통보하는 제 33 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 30 단계는,

상기 IP 단말기가 시작되면 초기화를 수행한 다음 주소 할당 요청을 IP 기반 키폰 시스템의 상기 주장치로 전송한 다음 수신 메시지 타입이 무엇인지 판별하는 제 31 단계와;

상기 제 31 단계에서 수신 메시지 타입이 메시지 수신 확인이면, 상위 프로세서에 통보하는 제 34 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 IP 기반 키폰 시스템의 IP 주소 동적 할당 방법.