KR100707533B1

KR100707533B1 - 무선 인터넷의 패킷 전송 방법

Info

Publication number: KR100707533B1
Application number: KR1020050033405A
Authority: KR
Inventors: 장명래; 이동학; 정원석
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2007-04-12
Also published as: KR20060111085A

Abstract

본 발명은 무선 인터넷의 패킷 전송 방법에 관한 것으로, MN의 핸드오버 시에 PAR가 MN으로부터 F-BU를 수신한 시점부터 MN으로부터 핸드오버 이후에 지역 BU를 수신하기 이전까지 MAP에 전송된 패킷을 PAR로 전송하는 단계와, PAR이 MAP로부터 전송 받은 패킷을 터널링을 통해 NAR에게 전송하면 NAR이 MAP로부터 전송 받은 패킷을 버퍼링한 후에 MN으로부터 핸드오버 이후에 RS 메시지가 수신되면 버퍼링한 패킷을 MN으로 전송하는 단계와, NAR이 RS 메시지 이후에 PAR에서 터널링을 통해 전송 받은 패킷을 버퍼링하지 않고 MN으로 전송하면서 MAP로부터 직접 전송되는 패킷은 UTP 시간동안 버퍼링한 후에 터널링 패킷의 전송 후에 MN에게 전송하는 단계를 포함하며, TCP의 변경과 이동단말의 변경 없이 TCP 성능을 향상시키는 이점이 있다.

모바일 IPv6, HMIPv6, 패스트 핸드오버, FMIPv6, FHMIPv6, TCP

Description

무선 인터넷의 패킷 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING PACKET OF MOBILE INTERNET}

도 1은 FHMIPv6에서 종래 기술에 따른 핸드오버 절차를 보인 흐름도.

도 2는 FHMIPv6에서 종래 기술에 따른 핸드오버시 패킷 뒤바뀜 현상을 보인 흐름도.

도 3은 FHMIPv6에서 각 구간별 패킷 지연시간 구조를 보인 도면.

도 4는 FHMIPv6에서 본 발명에 따른 핸드오버 절차를 보인 흐름도.

도 5는 본 발명에서 사용될 UTP 시간을 계산하기 위한 절차를 보인 흐름도.

도 6은 본 발명에 따른 BU(Binding Update) 메시지의 구조를 보인 도면.

도 7은 본 발명에 따른 BACK(Binding ACK) 메시지의 구조를 보인 도면.

도 8은 본 발명에 따른 HACK(Handover ACK) 메시지의 구조를 보인 도면.

도 9는 본 발명에 따른 FBACK(Fast Binding ACK) 메시지의 구조를 보인 도면.

본 발명은 무선 인터넷의 패킷 전송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 FHMIPv6 환경에서 이동 단말이 패스트 핸드오버(fast handover)시에 패킷 순서의 뒤바뀌는 문제에 대하여 홀딩 타이머(holding timer)를 이용하여 패킷 순서 뒤바뀌는 문제를 해결함으로써 TCP 성능이 향상되도록 한 리시퀀싱(resequencing) 알고리즘에 대한 구조와 절차에 관한 것이다.

무선 이동 인터넷 서비스에 대한 연구가 활발해지면서 가입자의 액세스 망 이동에 상관없이 연속적인 데이터 서비스가 가능하도록 하는 모바일(mobile IP) 규약이 IETF(Internet Engineering Task Force)를 중심으로 제안되었고 이에 대한 구현 및 서비스가 몇몇 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 이동 인터넷 서비스는 기존 서비스의 범위를 크게 확장하였고 따라서 향후 인터넷 시장의 주 패러다임으로 등장하게 될 것이다. 그러나 이동성 처리를 위해 제안된 모바일 IP 규약의 경우 초기에 이동 가입자를 충분히 고려하지 못하여 가입자의 이동 여부 발견, 새로운 임시 주소 획득 및 신규 위치 등록 등에 시간이 많이 소요되고 전체적으로 망에 많은 부하를 주는 형태로 만들어졌다. 또한 고속으로 이동하는 가입자의 경우 홈 에이전트(Home Agent; HA)와 현재 이동 단말이 방문중인 외부 망과의 거리가 멀다면 등록을 위해 소요되는 시간이 오래 걸려서 등록 전까지 이전 망으로 전달되는 데이터의 유실이 일어날 가능성이 높으며 제어 메시지가 등록을 위해 사용하는 자원이 많아지는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 IETF에서 제안한 가장 기본적인 해결 방안은 HMIPv6(hierarchical mobile IPv6)과 FMIPv6(fast handover IPv6) 이다. 이 두 방안은 mipshop(MIPv6 signaling and handoff optimization)이라는 별도의 워킹 그룹(working group)에서 활발히 논의되고 있는 분야이다. 기존의 모바일 IPv6에서 는 이동 단말이 위치 변경할 때마다 자신으로부터 먼 곳에 위치할 가능성이 많은 HA에 등록을 수행하여야 함으로써 긴 핸드오버 시간을 유발한다. HMIPv6의 경우 MAP(Mobile Anchor Point)라는 지역적 이동성 관리 노드를 두며 각 이동단말에 대해서 두개의 CoA, RCoA(Regional Care-of-Address)와 LCoA(On-link Care-of-Address)를 관리한다. 이동단말의 RCoA는 MAP의 서브넷을 따르며 LCoA는 라우터의 서브넷을 따른다. 외부 CN(Corresponding Node)이 이동단말과 통신을 하기 위해서 RCoA를 사용해서 데이터를 전송하면 MAP은 LCoA로 인캡슐레이션(encapsulation)하여 이동단말에게 전송하며, 내부 CN이 이동단말과 통신하기 위해서 LCoA를 사용하여 직접 전송하게 된다. 따라서 이동단말이 동일 MAP내에서 라우터간을 이동할 경우에 MAP에만 새로운 LCoA를 등록함으로써 이동 등록에 다른 지연 시간 및 자원 소비를 줄이는 장점을 가진다. 그러나 HMIPv6를 사용하더라도 네트워크 액세스 망의 이동이 일어난 뒤 이를 등록하는데 링크 계층의 이동성 처리 및 임시 주소 할당에 많은 시간이 소요된다는 것을 알 수 있고, 또한 이런 핸드오버 지연 시간은 불가피한 것이라 이 시간 동안 유실되는 데이터가 존재하며 이로 인해 무선 TCP에 큰 영향을 미친다는 것도 알 수 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 FMIPv6 기술이 제안되었다. FMIPv6은 네트워크 2계층에서 핸드오버에 대한 트리거(trigger) 신호를 받게 되면 이를 이용하여 미리 새로운 서브넷에서 사용될 CoA(care-of-address)를 구성한다. 따라서 모바일 IPv6에서 2계층 핸드오버가 끝난 이후에 새로운 CoA를 구성하여 바인딩 갱신을 함으로써 생기는 핸드오버시 지연을 줄일 수 있다. 또한 새로운 CoA를 구성하여 바인딩 갱신이 완료되기 이전까지 데이터 손실을 막기 위하여 이전 라우터(Previous Access Router; PAR)와 새로운 라우터(New Access Router; NAR) 간에 양방향 터널이 설정된다. 또한 필요한 경우 새로운 라우터에서 사용할 임시 주소의 검증을 미리 수행함으로써 모바일 IP에 소요되는 시간을 줄이도록 하였다.

FMIPv6와 HMIPv6의 장점을 고려한 FHMIPv6의 핸드오버시에 절차는 도 1과 같다.

이동단말(Mobile Node; MN)이 이동시 NAR에서의 라우터 광고로 인하여 2계층에서 핸드오버를 결정하게 된다(101). MN은 NAR의 라우터 광고에서 NAR의 MAC(Media Access Control) 주소를 알게 된다. MN은 MAP에게 NAR의 MAC 주소를 포함한 RtSolPr(router solicitation for proxy) 메시지를 PAR에게 전송한다(102). PAR은 RtSolPr 메시지에서 MAC 주소를 통하여 MN이 이동할 라우터에 대한 프리픽스(Prefix)와 IP주소를 포함한 PrRtAdv(Proxy Router Advertisement) 메시지를 MN에게 보내게 된다(103). 이때, PAR은 MN이 NAR에서 사용할 IP 주소(NCoA)를 생성하여 PrRtAdv 메시지에 포함시킬 수 있다. PrRtAdv 메시지에 NCoA가 포함되어 있지 않다면 MN은 NAR에서 사용할 IP 주소를 NAR의 주소와 프리픽스 및 자신의 MAC 주소를 이용하여 NCoA를 생성하게 된다(104). PAR은 MN의 NCoA가 포함된 F-BU(Fast Binding Update)를 수신하면(105) MN에게 전송되는 패킷을 더 이상 전송하지 않고 버퍼링하게 된다(106). PAR은 PCoA와 링크계층의 주소 및 MN의 NCoA를 포함한 HI(Handover Initiate) 메시지를 NAR에게 보내게 된다(107). HI 메시지는 PAR과 NAR간의 터널링 형성의 확인하는 동시에 NCoA가 유효한지 NAR에게 물어보는 역할을 한다. NAR은 NCoA가 사용가능한지 확인 후에 HACK(Handover ACK)를 PAR에게 전송하 게 된다(108). PAR은 F-BU에 대한 F-BACK(Fast Binding ACK)를 NAR과 MN에게 보내고(109) MN에게 전송하기 위해 버퍼링된 패킷을 NAR에게 터널링을 통해서 전송하게 된다(110). F-BACK을 받은 NAR은 MN에게 전송할 패킷을 버퍼링하게 된다(111). MN은 PAR에서의 연결이 종료하고 NAR과 접속하기 위해서 F-NA(Fast Neighbor Advertisement) 옵션을 포함한 RS(Router Solicitation) 메시지를 NAR에게 전송한다(112). NAR은 NAACK(Neighbor Advertisement ACK) 메시지를 MN에게 보냄으로써(113) 핸드오버가 이루어지고 버퍼링된 MN의 패킷을 전송하게 된다(114). MN은 이동을 알리기 위해서 NCoA를 포함한 BU(Binding Update) 메시지를 CN에게 전송하게 된다(115).

이러한 FHMIPv6은 데이터 유실을 방지하고 모바일 IP 지연 시간을 줄여주는 장점을 가지지만 이동단말에 도착하는 데이터 순서가 어긋나는 현상을 초래할 수 있다. FHMIPv6에서 MN이 핸드오버시에 패킷 순서 뒤바뀌는 문제점을 도 2를 통하여 나타낸다.

MN이 핸드오버 이전에 CN에서 전송되는 패킷은 ①번 패킷과 같이 MAP을 통해 PAR을 경유하여 MN에게 전송된다(201). PAR이 MN으로부터 F-BU를 수신한 시점(202)부터 MAP가 MN으로부터 핸드오버 이후에 BU를 수신(205)하기까지 MAP에 전송된 패킷은 PAR을 경유하여 터널링을 통해 NAR에게 전송된다(203). NAR은 MN의 패킷을 버퍼링 한 후에 MN으로부터 핸드오버 이후에 RS 메시지를 수신(204)하게 되면 저장된 패킷을 전송하게 된다. ②번부터 ⑦번까지의 패킷은 MAP가 BU를 수신하기 이전에 MAP에 도착한 패킷으로 PAR로 전송하게 된다. MAP이 지역 BU를 수신(205)하게 되면 그 이 후에 도착한 패킷 ⑧, ⑨번은 NAR로 직접 전송하게 된다(206). 따라서 터널링에 의한 패킷 지연시간으로 인해 MN에서 수신되는 패킷의 순서가 ②-③-④-⑤-⑧-⑥-⑨-⑦로 뒤바뀌어 전송되는 것을 알 수 있다. 이로 인해 MN의 TCP 계층은 순서가 어긋난 데이터에 대해 중복 응답(duplicate acknowledgement)을 전송하게 되고, 이를 수신한 CN의 TCP 계층은 데이터가 유실된 것으로 판단하고 송신 윈도우(window)를 줄인 채 데이터를 전송하게 되고 따라서 망의 성능이 저하되게 된다. 즉, TCP 프로토콜에서 순서가 뒤바뀌어 전송될 경우 수신자는 같은 번호의 ACK을 보내게 되며 송신측에서는 동일한 번호의 ACK가 3개 수신되면 혼잡제어를 위해 관리하는 CWND(congestion window)값을 반으로 줄이게 됨으로써 TCP 성능이 저하된다.

한편, 패스트 핸드오버에서 패킷 순서 뒤바뀌는 문제점을 해결하기 위해서 이동단말에 DDA(Delayed Duplicated Ack)라는 새로운 프로토콜을 TCP 프로토콜 아래에 추가하여 해결하고자 한 기술이 제안된 바 있다. 이 기술에 따르면 이동 가입자의 TCP 계층과 IP 계층 사이에 별도의 계층을 두어 위와 같이 데이터 순서가 어긋날 가능성이 있는 UTP(Unstable Time Period) 동안은 TCP가 보낸 중복 응답을 송신자에게 보내지 않고 저장해 두었다가 이 시간 후에 순서대로 정리하여 보냄으로써 앞서 살펴본 문제를 해결하고자 하였다. UTP는 개념적으로 보면 이전 경로로 오는 마지막 세그먼트의 도착시간과 새로운 경로로 오는 첫 번째 세그먼트의 도착시간의 차이라 할 수 있다.

도 3은 FHMIPv6에서 CN에서 전송된 패킷이 MN에 전송되기까지 패킷 지연시간을 나타낸다. CN에서 MAP까지의 패킷 지연 시간을 Tm(301), MAP에서 PAR과 NAR까지의 패 킷 지연시간을 각각 Tp(302), Tn(303)이라고 하고, PAR에서 NAR까지 터널링을 통해 전달되는 지연시간을 Tt(305)라 한다. 또한 MAP과 PAR에서 각각의 큐잉 지연시간을 Qm(307)과 Qp(304)라 하고 무선환경에서 단말기와 라우터간의 패킷 지연시간을 동일한 Tw(306)라 가정하였을 때 UTP는 다음의 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.

그러나, 이동단말에서 여러 CN과의 모든 연결에 대해서 UTP를 계산하는 알고리즘은 이동 가입자 단말의 프로세싱에 대한 오버헤드를 가져오며, 복잡도를 높이고 기존 단말이 모두 업그레이드되어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, FHMIPv6 기반 휴대인터넷 환경에서 이동단말이 핸드오버 이후 MAP로부터 NAR로 직접 전송된 패킷을 UTP 시간동안 저장한 후에 MN으로 보냄으로써 패킷 순서의 뒤바뀜 문제를 해결하여 TCP 성능을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 무선 인터넷의 패킷 전송 방법은, MN의 핸드오버 시에 PAR가 MN으로부터 F-BU를 수신한 시점부터 MN으로부터 핸드오버 이후에 지역 BU를 수신하기 이전까지 MAP에 전송된 패킷을 PAR로 전송하는 단계와, PAR이 MAP로부터 전송 받은 패킷을 터널링을 통해 NAR에게 전송하면 NAR이 MAP로부터 전송 받은 패킷을 버퍼링한 후에 MN으로부터 핸드오버 이후에 RS 메시지가 수신되면 버퍼링한 패킷을 MN으로 전송하는 단계와, NAR이 RS 메시지 이후에 PAR에서 터널링을 통해 전송 받은 패킷을 버퍼링하지 않고 MN으로 전송하면서 MAP로부터 직접 전송되는 패킷은 UTP 시간동안 버퍼링한 후에 터널링 패킷의 전송 후에 MN에게 전송하는 단계를 포함한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다. 그러나 본 발명은 이러한 실시 예로 제한되는 것은 아니다.

먼저, 도 3을 통해 FHMIPv6 환경에서 핸드오버 시에 패킷 순서 뒤바뀜 문제가 발생할 수 있는 UTP 시간에 대해서 살펴보기로 한다.

Tm(301)은 송신측 CN에서 보낸 패킷이 MAP까지 전송되는데 지연된 시간을 나타내며, Tp(302)와 Tn(303)은 MAP에서 각각 PAR과 NAR에게 전송되는 패킷의 지연시간을 나타내고, PAR과 NAR에서 무선구간을 통해 MN에게 전송되는 시간을 Tw(306)로 나타낸다. Qp(304)는 PAR에서 큐잉 지연(queueing delay)을 나타내며, Qm(307)은 MAP에서 큐잉 지연을 나타낸다. Tt(305)는 PAR에서 터널링을 통해 NAR로 전송되는 패킷의 지연시간을 나타내는데, 이는 Tp, Qm 및 Tn의 시간을 합한 값과 같게 된다.

UTP는 핸드오버 시에 패킷 순서 뒤바뀌는 문제가 발생할 수 있는 시간을 나타낸다. 이는 MAP에서 PAR로 보내진 패킷이 터널링을 통해 NAR로 전송되는데 소요되는 시간과 MAP에서 NAR로 직접 전송된 패킷의 지연시간의 차이에서 발생한다. 따라서 MAP 과 PAR간의 거리에 크게 영향을 받게 된다. UTP를 계산하기 위해 CN에서 PAR을 거쳐 NAR로 전송되는 패킷의 전체 지연시간을 Delay_tunnel라고 하고 이를 식으로 나타내면 다음의 수학식 2와 같이 계산할 수 있다.

또한, CN에서 NAR에 직접 전송되는 시간을 Delay_direct라고 하고 이를 식으로 나타내면 다음의 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.

UTP는 Delay_tunnel와 Delay_direct의 차이로 계산되며 이를 식으로 나타내면 아래의 수학식 4와 같다.

도 4는 FHMIPv6 기반 휴대인터넷 환경에서 본 발명에 따른 핸드오버 절차를 보인 흐름도이다.

먼저, MN이 핸드오버 이전에 PAR에 접속되어 있을 때 CN에서 전송되는 패킷은 ①번 패킷과 같이 MAP을 통해 PAR을 경유하여 MN에게 전송된다(411). PAR이 MN으로부터 F-BU를 수신한 시점(412)부터 MAP가 MN으로부터 핸드오버 이후에 지역 BU를 수신(415)하기 이전까지 MAP에 전송된 패킷은 PAR로 전송되며, 이 패킷은 다시 PAR에서 터널링을 통해 NAR에게 전송된다(413). NAR은 MN에게 전송되는 패킷을 버퍼링(414) 한 후에 MN으로부터 핸드오버이후에 RS 메시지를 수신(416)하게 되면 저장된 패킷을 전송(417)하게 된다. 417은 414에 의해 버퍼링 후 MN에게 전송되는 패킷으로서 도 4에서 ②번 패킷과 ③번 패킷과 같이 RS 메시지 이전에 PAR에서 터널링을 통해서 NAR로 도착한 패킷의 전송을 나타낸다. 418은 NAR에서 RS 메시지 이후에 PAR에서 터널링을 통해 NAR로 전송된 ④번과 ⑤번 패킷들에 대한 전송을 나타내며 이 패킷은 414에 의해 버퍼링되지 않고 바로 MN에게 전송한다. MAP는 MN으로부터 핸드오버 이후에 지역 BU를 수신(415)한 후에는 ⑧번과 ⑨번 패킷을 NAR로 직접 전송하며(419), MAP에 NAR로 직접 전송되는 첫 번째 패킷이 NAR에 도착하면 PAR에서 터널링을 통해 전송되는 ⑥번과 ⑦번 패킷은 바로 MN에게 전송(420)하면서 MAP에서 직접 전송된 ⑧번과 ⑨번 패킷은 UTP 시간동안 타이머를 설정하여 버퍼링(421)한 후에 ⑥번과 ⑦번 패킷의 전송 후에 MN에게 전송한다(422). 422와 같이 직접 전송된 패킷을 UTP 시간동안 버퍼링하면서 PAR에서 터널링을 통해 전송된 패킷을 모두 전송한 후에 버퍼링된 패킷을 보냄으로써 패킷 순서가 뒤바뀌는 문제점을 해결할 수 있다.

한편, NAR에서 요구되는 UTP 시간을 계산하기 위해서 Tp, Tt, Qp, Tn의 값을 구해야 하는데, 이를 도 5를 통해서 자세히 설명한다.

도 5에서 401은 PAR에서 MAP로 지역 BU 메시지를 보내는 시간은 나타내며, 402는 MAP에서 이를 수신한 시간을 나타낸다. 따라서 이 두 시간의 차이가 Tp가 된다. 또한 403은 MAP에서 BACK 메시지를 보내는 시간을 나타나며, 404는 PAR에서 이를 수신한 시간을 나타낸다. 따라서 이 두 시간의 차이도 Tp로 나타낼 수 있다. 따라서 401, 402, 403, 404를 이용해서 Tp를 구할 수 있다. Tt는 NAR에서 같은 방법으로 구할 수 있다. 405, 406, 407, 408은 각각 HACK과 FBACK을 송수신하는 시간을 나타내며, 이를 이용해서 Tt값을 구할 수 있다.

UTP 계산을 위해서 지역 BU, BACK, HACK, FBACK 메시지에 타임 스탬프옵션(time stamp option)을 추가하여야 하며, PAR은 FBACK 메시지를 통해서 Tp값을 NAR에게 전송해 주어야 한다.

도 6은 RFC 3775에 정의되어 있는 IPv6의 확장 헤더 중에서 모빌리티(mobility) 헤더를 나타낸다. 각 필드에 대한 자세한 내용은 다음과 같다.

도 6 (a)는 모빌리티 헤더 중 BU 메지시를 HMIPv6에서 확장한 지역 BU 메시지 구조를 나타낸다. 501은 패이로드 프로토(payload proto) 필드로써 모빌리티 헤더 다음에 올 IPv6 확장 헤더를 나타내며, 모빌리티 헤더는 마지막 헤더이므로 항상 59의 값을 가진다. 502는 헤더의 길이를 나타내는 필드이며, 503은 모빌리티 헤더 타입 필드로써 모빌리티 헤더 안에 포함된 메시지를 구분하기 위해서 사용된다. 예로 BRR(Binding Refresh Request) 메시지는 0, HoTI(Home Test Init) 메시지는 1, BU(Binding Update) 메시지는 5로 구분한다. 504는 예약을 위해 설정되어 있는 필드이며, 505는 에러체크를 위한 필드이다. 506은 패킷의 순차성을 나타내기 위한 필드로 사용되며 송신측에서 BU에 대한 응답으로 BACK을 수신하면 해당 시퀀스 번 호 필드와 서로 비교한다. 507은 BU를 보낼 때 수신측에게 ACK를 요구하는 필드이며, 508은 홈 등록 비트(home registration bit)로 MN은 홈 에이전트에게 전송하기 위해서 사용된다. 509는 링크-로컬 일치성 비트(Link-Local Compatibility bit)로서 MN에 의해 보고된 홈 어드레스와 MN의 링크-로컬 어드레스(link-local address)가 같을 때 설정된다. 510은 키 매니지먼트 이동 능력 비트(Key Management Mobility Capability bit)로써 MN과 HA사이에 IPSec(IP security protocol) 안전(security)을 위해 사용된다. 511은 MAP에게 등록(registration)하기 위한 지역 BU를 위해 사용되며, 512는 바인딩(binding)의 만료를 위한 시간을 나타낸다.

본 발명에서는 UTP를 계산하기 위해서 지역 BU가 도 6 (b)와 같이 확장된다. 513은 타임 스탬프 필드로서 이 비트가 설정되면 Tp를 측정하기 위해 옵션 필드에 타임 스탬프를 넣는다. 514는 Tp 측정을 위해 라우터(AR)에서 패킷을 송신하는 시간을 표시한다.

도 7은 지역 BACK 메시지 구조를 나타내며 지역 BU의 응답으로 사용된다. BACK의 헤더 타입 필드(603)값은 6이며, 도 7 (a) 및 (b)에 나타낸 모빌리티 헤더의 각 필드 중에서 도 6과 비교할 때에 변화된 필드를 살펴보면 다음과 같다.

606은 지역 BU에 대한 상태 정보로서 128보다 큰 값은 수신 노드로부터 BU가 거부되었음을 나타낸다. 608은 사용되지 않으면 0으로 초기화된다. 609는 BU의 506을 복사한다. 이 값은 MN이 BU와 BACK를 확인하기 위해서 사용된다.

도 7 (b)는 UTP 계산을 위해서 확장한 지역 BACK의 메시지 구조를 나타낸다. 611을 통해 확장을 구분하며 612는 타임 스탬프 필드로서 지역 BU에서 전송된 타임 스탬 프(514)를 복사한다. 613은 MAP에서 지역 BU를 수신한 시간을 기록하며, 614는 BACK을 송신하는 시간을 기록한다.

따라서, 라우터(AR)가 확장된 지역 BU를 수신하게 되면 도 5의 401, 402, 403, 404를 알게 되고 이를 통해 Tp를 계산할 수 있다. 다음의 수학식 5는 Tp를 계산한 식을 나타낸다.

도 8은 ICMPv6 메시지로서 HACK메시지 구조를 나타낸다. HACK은 HI 메시지에 대한 응답으로 전송되며 자세한 설명은 다음과 같다.

도 8 (a) 및 (b)에서 701은 IPv6과 IPv4를 구분하기 위해서 사용되며, 702는핸드오버가 받아들여졌는지에 대한 정보를 나타낸다. 703은 IPv6 체크섬을 위해 사용되며 704는 사용되는 ICMPv6 메시지 종류의 값을 나타낸다. 706은 해당 HI 메시지를 구분하기 위해서 사용되며 HI의 값을 복사하여 사용한다.

도 8 (b)는 Tt를 측정하기 위해 HACK 메시지를 확장한 구조를 나타내며, 708을 통해 확장 여부를 결정한다. Tt를 측정하기 위해 AR은 708이 설정한 후에 HACK메시지 보내는 시간을 707에 기록하여 송신하게 된다.

도 9는 HACK을 수신한 AR이 MN와 NAR에게 FBACK을 보낼 때 사용되는 메시지 구조를 나타낸다.

도 9 (a) 및 (b)에서 806은 F-BU에 대한 상태 정보를 담고 있으며, 128보다 큰 값 은 BU가 수신 노드에서 거부되었음을 나타낸다. 809는 F-BU를 구분하기 위해서 사용되며 F-BU의 706을 복사한다. 810은 바인딩을 유지하는 시간을 나타낸다.

도 9 (b)는 FBACK을 확장한 메시지 구조로써 Tt를 측정하기 위해 PAR이 NAR에게 보낼 경우에 사용한다. 811은 타임 스탬프 옵션 사용여부를 나타내며, 812는 MAP-AR간의 지연 옵션(delay option)에 대한 사용여부를 나타낸다. 813은 타임 스탬프 옵션으로 Tt 측정을 위해 HACK 메시지에 포함되었던 707을 복사하며, 814와 815는 각각 NAR이 PAR로부터 HACK메시지를 수신한 시간과 FBACK을 송신하는 시간을 기록한다. 816은 MAP과 AR간의 지연 시간으로 도 6 및 도 7을 통해 계산된 Tp를 NAR에게 알려주기 위해서 사용된다.

따라서, NAR이 확장된 지역 FBACK 메시지를 수신하게 되면 도 5의 405, 406, 407, 408을 알게 되고 이를 통해 Tp를 계산할 수 있다. 다음의 수학식 6은 Tp를 계산한 식을 나타낸다.

Tn은 Tp와 같은 절차로 구할 수 있다. 따라서 NAR은 Tt, Tp, Tn을 구할 수 있으며 이를 통해 UTP를 계산할 수 있다.

지금까지의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시 예에 국한하여 설명하였으나, 이하의 특허청구범위에 기재된 기술사상의 범위 내에서 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 수 있음이 자명하다.

전술한 바와 같은 본 발명은 이동단말이 FHMIPv6환경에서 핸드오버시에 MAP에서 NAR로 전송되는 패킷 중 터널링을 통해 전송되는 패킷과 직접 전송되는 패킷 사이에 패킷 순서 뒤바뀜이 발생함으로써 이동단말이 중복 응답을 송신자측에 전송하게 되고 이를 수신한 송신측에서 패킷 손실로 판단하여 TCP의 CWND값을 반으로 떨어뜨림으로써 TCP 성능이 저하되는 단점을 보완한다. 본 발명은 새로운 리시퀀싱 알고리즘으로써 TCP의 변경과 이동단말의 변경 없이 네트워크 환경에서 TCP 성능이 낮아지는 문제점을 해결하여 TCP 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

이동단말의 핸드오버 시에 이전 라우터(PAR)가 상기 이동단말로부터 F-BU(Fast Binding Update)를 수신한 시점부터 상기 이동단말로부터 핸드오버 이후에 지역 BU를 수신하기 이전까지 MAP(Mobile Anchor Point)에 전송된 패킷을 상기 PAR로 전송하는 단계와,

상기 PAR이 상기 MAP로부터 전송 받은 패킷을 터널링을 통해 새로운 라우터(NAR)에게 전송하면 상기 NAR이 상기 MAP로부터 전송 받은 패킷을 버퍼링한 후에 상기 이동단말로부터 핸드오버 이후에 RS(Router Solicitation) 메시지가 수신되면 상기 버퍼링한 패킷을 상기 이동단말로 전송하는 단계와,

상기 NAR이 상기 RS 메시지 이후에 상기 PAR에서 터널링을 통해 전송 받은 패킷을 버퍼링하지 않고 상기 이동단말로 전송하면서 상기 MAP로부터 직접 전송되는 패킷은 UTP(Unstable Time Period) 시간동안 버퍼링한 후에 상기 터널링 패킷의 전송 후에 이동단말에게 전송하는 단계

를 포함한 무선 인터넷의 패킷 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 UTP 시간의 계산을 위해,

상기 PAR과 상기 MAP 사이에서 송수신되는 지역 BU 메시지 또는 BACK(Binding ACK) 메시지, 상기 NAR과 상기 PAR 사이에서 송수신되는 HACK(Handover ACK) 메시지 또 는 FBACK(Fast Binding ACK) 메시지에 송신 시간을 표시하는 필드를 포함하여 전송하는 것

을 특징으로 한 무선 인터넷의 패킷 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 PAR은 상기 MAP로부터 수신 받은 BACK 메시지에 포함된 송신 시간과 상기 BACK 메시지의 수신 시간과의 차이값에 의거한 패킷 지연시간을 상기 FBACK 메시지를 통해 상기 NAR에게 전송하는 것

을 특징으로 한 무선 인터넷의 패킷 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 BU 메시지와 BACK 메시지 및 FBACK 메시지는 IPv6의 확장 헤더인 모빌리티 헤더에 상기 송신 시간을 표시하는 타임 스탭프 필드를 추가하는 것

을 특징으로 한 무선 인터넷의 패킷 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 HACK 메시지는 ICMPv6 메시지에 상기 송신 시간을 표시하는 타임 스탭프 필드를 추가하는 것

을 특징으로 한 무선 인터넷의 패킷 전송 방법.