KR100704672B1

KR100704672B1 - 휴대 인터넷망에서의 아이피 패킷 전송 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100704672B1
Application number: KR1020040101965A
Authority: KR
Inventors: 문정모; 김영진
Original assignee: 한국전자통신연구원; 에스케이 텔레콤주식회사; 주식회사 케이티프리텔; 삼성전자주식회사; 하나로텔레콤 주식회사; 주식회사 케이티
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2007-04-06
Also published as: KR20060062951A

Abstract

본 발명은 휴대 인터넷망에서의 아이피 패킷 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 액세스 포인트는 이동단말에 대응하는 가입자 보드를 포함하며, 가입자 보드를 통해 이동단말과의 IP 패킷 송수신을 수행한다. 본 발명의 패킷 액세스 라우터는 액세스 포인트와 유선으로 연결되어 액세스 포인트를 관리하고, 이동단말로 전송되는 IP 패킷에 이동단말이 접속 중인 가입자 보드의 주소를 포함시켜 액세스 포인트로 전송한다.

본 발명에 의하면, IP 패킷을 전달할 가입자 보드의 주소를 패킷 액세스 라우터가 직접 IP 패킷에 추가하여 전송하기 때문에, 액세스 포인트가 가입자 보드를 검색해야 하는 부하를 줄일 수 있다.

휴대 인터넷망, IP 패킷, 가입자 보드, PAR, AP

Description

휴대 인터넷망에서의 아이피 패킷 전송 장치 및 방법{Apparatus and Method of IP packet transmission in Portable Internet Network}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대 인터넷망의 구조를 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷망에서의 아이피 패킷 전송 방법의 동작 순서도이다.

본 발명은 휴대 인터넷망에서의 아이피(Internet Protocol; 이하 'IP'라 함) 패킷 전송 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 하나의 패킷 액세스 라우터(Packet Access Router; 이하 PAR 이라 함)가 한 액세스 포인트(Access Point; 이하 AP라 함)에 속하는 다수의 셀로 IP 패킷을 효율적으로 전송할 수 있도록 하는 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 크게 이동 단말과 접속을 담당하는 무선구간 뿐만 아니라, 기지국을 포함하여 기존 고정망과 접속을 담당하는 유선 구간을 포함하고 있다. 따라서, 이동 단말 사이의 통신시에도 통화 경로는 이동 통신망의 유선 구간을 경유해야 한다.

셀룰러 이동통신망에서 패킷 서비스를 위한 유선망에서의 패킷 전달 방식으로, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 GTP(GPRS(General packet radio service)Tunneling Protocol)란 내부 프로토콜을 이용하여 GGSN(Gateway GPRS Support Node), SGSN(Serving GPRS Support Node), 제어국 사이에 패킷 데이터를 전송한다. 그리고, 3GPP2 에서는 R-P 인터페이스를 정의하여 PDSN(Packet Data Serving Node)과 제어국 사이의 패킷 데이터를 전송한다. 이러한 이동통신시스템의 유선 구간에서의 패킷 전송 방식은 접속 매체의 특성과 시스템의 형상을 고려하여 사용자 데이터에 대한 전송 효율을 높이고 특정 라인에 과부하를 방지하기 위해 부하 분산 기술 등 다양한 전송 방식이 연구되고 있다. 셀룰러 이동통신 망에서의 패킷 전송을 위한 종래기술이 대한민국 공개번호 2001-0036027호(코드분할 다중 접속방식 시스템의 트렁크 라우팅 장치 및 그 방법)에 제안되고 있다.

한편, 휴대 인터넷 시스템에서도 AP와 PAR 구간이 유선 구간으로 존재한다. 이러한 휴대 인터넷 시스템의 유선 구간은 전송 거리를 고려하여 LX 형의 광 인터페이스를 가지는데, 이러한 휴대 인터넷 시스템의 유선 구간에서도 효율적인 패킷 데이터 전송 방안이 요구된다.

그러나, 종래의 셀룰러 이동 통신망의 유선망에서의 패킷을 전송하기 위한 기술은 휴대 인터넷 시스템에서의 PAR에서 AP로 IP패킷 전송을 하는데 적용할 수 없기 때문에, 휴대 인터넷 시스템의 유선 구간에서 효율적인 패킷 데이터를 전송하기 위한 기술이 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 휴대 인터넷망에서 하나의 PAR에서 하나의 AP에 속하는 다수의 셀로 사용자의 IP패킷을 효율적으로 전송할 수 있도록 하는 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 패킷 전송 장치는 사용자의 이동단말로 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 휴대 인터넷망에서의 IP(Internet Protocol) 패킷 전송 장치로서,

상기 이동단말에 대응하는 가입자 보드를 포함하여, 상기 가입자 보드를 통해 상기 이동단말과의 IP 패킷 송수신을 수행하는 액세스 포인트; 및 상기 액세스 포인트와 유선으로 연결되어 상기 액세스 포인트를 관리하고, 상기 이동단말로 전송되는 IP 패킷에 상기 이동단말이 접속 중인 상기 가입자 보드의 주소를 포함시켜 상기 액세스 포인트로 라우팅하여 전송하는 패킷 액세스 라우터를 포함한다.

이때, 상기 패킷 액세스 라우터가 상기 이동단말이 상기 액세스 포인트에 접속하면서 요청하는 등록 요구 메시지에 따라 가입자 정보를 저장하는 호스트 라우팅 테이블; 및 상기 이동단말이 현재 접속중인 상기 액세스 포인트의 가입자 보드의 주소를 저장하는 주소 변환 테이블을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 특징에 따른 패킷 전송 방법은

사용자 이동단말과의 무선 통신을 수행하는 액세스 포인트 및 상기 액세스 포인트와 유선으로 연결되어 상기 액세스 포인트를 관리하고 IP 패킷의 송수신을 제어하는 패킷 액세스 라우터를 포함하는 휴대 인터넷망에서의 IP(Internet Protocol) 패킷 전송 방법으로서,

(a) 상기 패킷 액세스 라우터가 IP 패킷을 수신하고, 수신된 IP 패킷이 이동단말로 전송하기 위한 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 판단결과, 상기 수신된 IP 패킷이 데이터 패킷인 경우 상기 패킷 액세스 라우터에 저장된 상기 이동단말이 접속중인 액세스 포인트의 가입자 보드의 주소를 추출하는 단계; 및 (c) 상기 추출된 가입자 보드의 주소를 상기 IP 패킷의 목적지 주소로 변환하여 이더넷 프레임을 구성하고, 상기 가입자 보드를 포함하는 액세스 포인트로 상기 구성된 이더넷 프레임을 포함하는 IP패킷을 전송하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 첨부된 도면은 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 본 발명의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1을 참조하면, 사용자 단말(AT; Access Terminal)(110)와의 무선통신을 통해 휴대 인터넷서비스를 제공하는 휴대 인터넷망은 무선 구간을 제어하는 기지국 (AP; Access Point)(120), IP(Internet Protocol) 스위치(130), 및 AP를 관리하는 패킷 액세스 라우터(PAR; Packet Access Router)(140)를 포함한다.

AP(120)는 가입자 보드(121), 제어보드(122) 및 내부 IP 스위치보드(123)를 포함한다. 가입자 보드(121)는 각 셀에 대한 AT(110)의 데이터 트래픽을 송수신하고, 제어보드(122)는 신호 메시지를 처리한다. AP(120)는 셀들을 직접 제어하며, AP가 3 개의 섹터의 셀 구조를 가지거나 수개의 주파수 대역을 가지는 경우 셀의 개수만큼의 가입자 보드(121)를 가진다.

AP(120)의 내부 IP 스위치 보드(123)는 PAR와 다수의 가입자보드(121) 사이에 연결되어, PAR로부터 수신되는 IP 패킷을 해당하는 가입자보드(121)로 스위칭시킨다. 또한, AP(120)의 제어보드(122)는 IP 스택이 실장되기 때문에, 직접 PAR(140)와 IP를 이용한 제어 메시지를 송수신할 수 있지만, AP(120)의 가입자 보드(121)는 단순히 AT(110)와 PAR(140) 사이에 가입자 데이터 트래픽에 대한 IP브릿지 기능만을 제공한다. 따라서, AT(110)의 인접 라우터는 PAR(140)이 된다.

PAR(140)는 AT(110)로 전송되는 IP 패킷을 AP(120)로 전달하는데, PAR가 IP 패킷을 전송하는 경우에는 이더넷 목적지 주소를 AP(120)의 해당 가입자 보드(121)로 전송하고 이를 수신한 내부 IP 스위치(123)가 해당 가입자 보드(121)로 IP 패킷을 스위칭하여 전송한다.

AT(110)가 PAR(140)로 사용자 데이터를 전송하는 경우에는, AT(110)가 전송한 IP 패킷을 가입자 보드(121)가 수신하여 이더넷 목적지를 PAR(140)로 하여 내부 IP 스위치(123)로 전송하고, 이를 수신한 내부 IP 스위치(123)가 PAR(140)로 IP 패 킷을 전송한다.

PAR(140)는 내부적으로 호스트 라우팅 테이블과 ARP(Address Resolution Protocol) 테이블을 포함하고 있다.

호스트 라우팅 테이블은 상기 AT(110)의 등록에 따른 AT(110)의 정보를 저장하며, ARP 테이블은 호스트 라우팅 테이블에 등록된 AT(110)가 현재 접속중인 가입자 보드(121)의 정보를 저장하고, 이후에 해당 AT(110)로 전송해야 할 IP 패킷의 주소를 저장된 가입자 보드(121)의 주소로 변경할 수 있도록 하는 주소 변환 테이블이다.

본 발명의 실시예에 따르면, PAR(140)는 AT(110)의 등록에 따른 호스트 라우팅을 위한 목록을 등록하고, AT(110)와 연결되는 AP(120)의 가입자 보드(121)의 MAC(Media Access Control) 주소를 APR 테이블의 목적지 주소로 등록하고 있기 때문에, AT(110)로 전송되는 IP 패킷을 AT(110)의 주소가 아닌, AP(120)의 가입자 보드(121)의 MAC 주소로 전송한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, AP(120)가 AT(110)로 IP 패킷을 전달하기 위해 AT(110)와 연결된 가입자 보드(121)를 검색해야 하는 부하를 줄일 수 있다.

상기한 휴대 인터넷망에서의 AP(120)와 PAR(140)간의 IP 패킷 전송방법을 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 방법의 동작 순서도이다.

도 2를 참조하면, PAR(140)이 AT(110) 또는 다른 망으로부터 IP 패킷을 수신 하면(S201), 수신된 IP 패킷이 제어 메시지인지 AT(110)로 전달해야 하는 데이터 트래픽인지를 판단한다(S202). 이때, 제어 메시지인지 여부의 판단은, PAR가 해당 IP 패킷의 IP 주소의 목적지 주소를 확인하여, 목적지 주소가 PAR(140)로 되어 있고, 약속된 UDP(User Datagram Protocol) 혹은 SCTP(Stream Control Transmission Protocol)포트인 IP 패킷인 경우 제어 메시지로 판단한다.

상기 단계 S202의 판단결과, PAR(140)가 수신한 IP 패킷이 제어 메시지이면, AT(110)로부터 전송되는 등록 요구 메시지인지를 판단하고(S203), 등록 요구 메시지인 경우, PAR(140)의 호스트 라우팅 테이블에 해당 IP 패킷에 포함된 가입자 정보를 등록하고(S204), PAR(140)의 ARP 테이블에 해당 가입자에 대한 ARP 목록을 등록한다(S205).

이때, 상기 단계 S205에서 ARP 목록을 등록할 때, PAR(140)은 ARP 목록의 목적지 MAC 주소에 등록 요구 메시지를 전송한 AT(110)가 현재 접속하고 있는 AP(120)의 가입자 보드(121)의 MAC 주소를 저장한다.

상기 APR 목록의 목적지 MAC 주소에 AT(110)가 접속하고 있는 가입자 보드(121)의 MAC 주소를 저장함으로써, 이후로 해당 AT(110)로 전송하기 위한 IP패킷의 수신 목적지 주소는 단계 S205에서 저장한 가입자 보드(121)의 MAC 주소가 되며, 이로 인하여 AP(120)는 AT(110)로 IP패킷을 전달하기 위하여 IP패킷을 분석하고 가입자 보드(121)를 검색해야 하는 부하를 줄일 수 있다.

한편, 상기 단계 S203에서 등록 요구 메시지인지 판단한 결과, 등록 요구 메시지가 아닌 경우, 해당 메시지가 등록 해제 메시지인지를 판단하고(S206), 등록 해제 메시지인 경우는 호스트 라우팅 테이블 및 ARP 테이블에 해당 등록 해제 메시지에 포함된 가입자 정보를 찾아 삭제한다(S207, S208).

상기 단계 S203 내지 단계S208이 휴대 인터넷 서비스를 이용하고자 하는 AT(110)로부터의 등록 요구 및 등록 해제에 대한 제어 메시지에 따라 PAR(140)가 수행하는 동작이다.

그리고 단계 S202에서 수신된 IP 패킷이 제어 데이터가 아닌 AT(110)로부터 전송하기 위한 트래픽 데이터인 것으로 판단되면(S209), PAR(140)의 호스트 라우팅 테이블을 검색하여(S210), 해당 IP 패킷의 목적지 AT(110)가 호스트 라우팅 테이블에 등록되었는지 여부를 판단한다(S211).

상기 IP 패킷의 목적지 AT(110)가 호스트 라우팅 테이블에 등록되어 있다면, ARP 테이블을 검색하여, 해당 AT(110)가 접속해 있는 가입자 보드(121)의 주소를 가져와(S212), IP 패킷의 목적지 주소를 가입자 보드(121) 주소로 하는 이더넷 프레임을 구성한 후(S213), 해당 AT(110)가 접속중인 AP(120)로 전송한다(S214).

상기 IP 패킷을 수신한 AP(120)의 내부 IP 스위치 보드(123)는 IP 패킷에 포함된 가입자 보드(121)의 주소에 따라, 해당 IP 패킷을 스위칭하고, 가입자보드(121)는 수신된 IP 패킷을 접속중인 AT(110)로 전송한다.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷망에서 PAR(140)의 패킷 전송 방법은, PAR(140)이 AP(120)로 IP 패킷을 전달할 때, AT(110)의 주소가 아닌, 가입자 보드(121)의 주소로 보내기 때문에 AP(120)가 IP 패킷 전달을 위해 수신된 IP 패킷을 분석하여 가입자 보드(121) 주소를 알아내는 절차를 없애서 부하를 줄일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 내용에 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변형이나 변경이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 PAR에서 AP로 전송하는 경우, IP 패킷을 전달할 가입자 보드 정보를 PAR이 직접 IP 패킷에 추가하기 때문에, AP의 부하를 줄이고 효율적인 IP 패킷 처리를 할 수 있다.

Claims

사용자의 이동단말로 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 휴대 인터넷망에서, 상기 이동 단말에 연결된 액세스 포인트와 연결되어 IP(Internet Protocol) 패킷을 상기 이동 단말로 전송하는 장치에 있어서,

상기 이동단말이 상기 액세스 포인트에 접속하면서 요청하는 등록 요구 메시지에 따라 가입자 정보를 저장하는 호스트 라우팅 테이블; 및

상기 이동단말이 현재 접속중인 상기 액세스 포인트의 가입자 보드--상기 가입자 보드는 이동단말과 무선으로 접속되어 데이터 송수신을 수행함--의 주소를 저장하는 주소 변환 테이블

을 포함하고,

상기 이동단말로 전송되는 IP 패킷의 목적지 주소를 상기 주소 변환 테이블을 토대로 이동단말이 접속 중인 상기 가입자 보드의 주소로 변환시킨 후, 상기 IP 패킷을 상기 액세스 포인트로 라우팅하여 전송하는 것을 특징으로 하는, 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 장치.
제1항에 있어서,

상기 IP 패킷의 목적지에 해당하는 이동 단말이 상기 호스트 라우팅 테이블에 등록되어 있는 경우에, 상기 IP 패킷의 주소를 변환하여 라우팅시키는, 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 액세스 포인트는

상기 이동단말로 전송되는 IP 패킷을 수신하여, 해당 IP 패킷에 포함된 목적지 주소에 따라 해당 가입자 보드로 상기 IP 패킷을 스위칭 하는 내부 IP 스위치 보드; 및

상기 내부 IP스위치 보드 및 상기 가입자 보드를 제어하여 상기 이동단말의 접속 및 IP 패킷 송수신을 제어하는 제어보드

를 포함하는 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 장치.
사용자 이동단말과의 무선 통신을 수행하는 액세스 포인트 및 상기 액세스 포인트와 유선으로 연결되어 상기 액세스 포인트를 관리하고 IP 패킷의 송수신을 제어하는 패킷 액세스 라우터를 포함하는 휴대 인터넷망에서의 IP(Internet Protocol) 패킷 전송 방법에 있어서,

(a) 상기 패킷 액세스 라우터가 IP 패킷을 수신하고, 수신된 IP 패킷이 이동단말로 전송하기 위한 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계의 판단결과, 상기 수신된 IP 패킷이 데이터 패킷인 경우 상기 패킷 액세스 라우터가 주소 변환 테이블로부터 상기 이동단말이 접속중인 액세스 포인트의 가입자 보드의 주소를 추출하는 단계; 및

(c) 상기 패킷 액세스 라우터가 상기 IP 패킷의 목적지 주소를 상기 추출된 가입자 보드의 주소로 변환하여 이더넷 프레임을 구성하고, 상기 가입자 보드를 포함하는 액세스 포인트로 상기 구성된 이더넷 프레임을 포함하는 IP패킷을 전송하는 단계를 포함하는 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 방법.
제5항에 있어서,

상기(a)단계에서,

상기 패킷 액세스 라우터가 수신한 IP패킷이 상기 이동단말의 접속을 위한 등록을 요구하는 제어 메시지인 경우, 상기 IP 패킷에 포함된 상기 가입자 정보를 호스팅 라우팅 테이블에 등록하는 단계; 및

상기 이동단말이 현재 접속중인 액세스 포인트의 가입자 보드의 주소를 상기 주소 변환 테이블에 저장하는 단계를 더 포함하는 휴대 인터넷망에서의 IP 패킷 전송 방법.
제6항에 있어서,

상기 패킷 액세스 라우터가 수신한 IP 패킷이 상기 이동단말의 접속 해제를 위한 등록해제 요구 메시지인 경우, 상기 패킷 액세스 라우터에 저장되어 있는 상기 가입자 정보 및 상기 이동단말이 접속중인 액세스 포인트의 가입자 보드의 주소를 삭제하는 단계를 더 포함하는 휴대 인터넷망에서 IP 패킷 전송 방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 (c)단계 이후에,

상기 액세스 포인트가 상기 패킷 액세스 라우터가 전송하는 가입자 보드의 주소를 포함하는 IP 패킷을 수신하는 단계; 및

상기 IP 패킷에 포함된 가입자 보드 주소에 따라, 해당 IP 패킷을 해당 가입자 보드로 전달하여 상기 이동단말로 전송되도록 하는 단계를 더 포함하는 휴대 인터넷망에서 IP 패킷 전송 방법.