KR100713476B1 - 이동 네트워크에서 고속 핸드오프를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

이동 네트워크에서 고속 핸드오프를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 노드가 존재하고, 상기 이동 노드는 제1 액세스 라우터에 의해 관리되며, 상기 제1 액세스 라우터와는 서브넷이 상이한 제2 액세스 라우터가 존재하는 이동 네트워크에 관한 것으로서, 상기 이동 노드가 제1 액세스 라우터에서 제2 액세스 라우터로 고속 핸드오프를 수행하는 방법에 있어서, 상기 제1 액세스 라우터로부터 상기 제2 액세스 라우터의 라우팅 광고(RA: Routing Advertisement) 메시지를 수신하는 과정과, 상기 이동 노드가 제1 액세스 라우터에서 제2 액세스 라우터로 핸드오프해야 함을 인지하면, 상기 제2 액세스 라우터의 라우팅 광고 메시지를 이용하여 상기 제2 액세스 라우터에서 사용할 아이피(IP) 주소를 생성하는 과정과, 상기 제2 액세스 라우터로 이동을 완료하면, 상기 생성한 IP 주소를 사용하기 위한 트리거(trigger)를 수행하는 과정과, 상기 제2 액세스 라우터에서 상기 IP 주소를 이용하여 대응 노드와 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.
이동 네트워크, mSCTP, FMIP, 액세스 라우터, 라우팅 광고 메시지

Description

이동 네트워크에서 고속 핸드오프를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FAST HANDOFF IN A MOBILE NETWORK}
도 1a 및 1b는 일반적인 이동 네트워크에서 mSCTP의 동작 과정을 도시한 네트워크 구성도
도 2는 종래의 이동 네트워크에서 MN의 핸드오프에 따른 동작 과정을 도시한 신호 흐름도
도 3은 종래의 이동 네트워크에서 MN의 핸드오프에 따른 데이터 처리 지연 시간 흐름을 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 MN의 핸드오프에 따른 개선된 데이터 처리 지연 시간 흐름을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 FMIP 연동에 따른 MN의 고속 핸드오프 수행시 동작 과정을 도시한 신호 흐름도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 듀얼 인터페이스를 장착한 MN이 고속 핸드오프를 수행하는 과정을 도시한 신호 흐름도
도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 라우터가 유지하고 있는 RA 캐시를 이용하여 고속 핸드오프를 수행하는 동작을 도시한 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 MN이 고속 핸드오프를 수행하는 과정을 도시한 흐름도
본 발명은 이동 네트워크에 관한 것으로서, 특히 이동 스트림 제어 전송 프로토콜(mobile Stream Control Transmission Protocol, 이하 'mSCTP'라 칭하기로 한다)을 사용하는 이동 네트워크에서 고속 핸드오프를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 아이피(IP: Internet Protocol, 이하 'IP'라 칭하기로 한다)망, 즉 인터넷망이 확대됨과 동시에 셀룰러 망(cellular network)의 유선 구간도 상기 IP 기반의 인터넷망으로 진화하고 있으며, 유선 환경만을 고려하여 개발되어진 단말기들도 고속 무선 환경에서 끊김없는 연결을 유지하며 서비스를 제공할 수 있도록 요구되고 있다.
한편, 상기 기존 인터넷 환경에서는 무선 환경만을 고려하였기 때문에 단말기에 IP 주소를 한번만 할당하였으며, 상기 할당된 IP 주소를 통해 연결을 유지하고, 상기 단말기가 이동하는 경우에 대해서는 고려하지 않았다. 그러나, 상기 IP 망이 이동망 환경의 유선 구간에서도 사용되며, 아울러 상기 단말기의 기능이 음성통화 기능뿐만이 아니라 데이터 통신 기능까지 추가됨에 따라 경우에 따라서 데이 터를 전송해야 할 해당 IP주소를 사용하는 단말기가 다른 장소로 이동하는 경우가 발생하게 되었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, IETF(Internet Engineering Task Force, 이하 'IETF'라 칭하기로 한다)는 네트워크 계층(layer)에서 단말기의 이동성 지원을 위한 모바일 아이피(Mobile IP, 이하 'MIP'라 칭하기로 한다)라는 프로토콜을 제안하였다. 상기 네트워크 계층에서 단말기의 이동성을 지원하면, 트랜스포트(transport) 계층에서 단말기의 이동을 인식하지 않고 세션(session)을 유지할 수 있다. 그러나, 네트워크 계층에서 이동성을 지원하기 위해서는 홈 에이전트(home agent) 또는 외부 에이전트(foreign agent)와 같은 엔티티(entity)들이 존재하여야 한다. 상기 엔티티들의 존재는 네트워크의 오버헤드 및 비효율성이라는 문제점을 가진다.
따라서, 최근에는 새로운 이동성 지원 방안으로 mSCTP가 제안되어졌다. 상기 mSCTP는 IETF 워킹 그룹에서 제안한 SCTP에 이동성을 부가한 프로토콜이다. 상기 SCTP는 신호 전송을 위한 전송 계층 프로토콜로 제안되어 졌으나, 현재는 UDP(User Datagram Protocol), TCP(Transmission Control Protocol)와 함께 IP 네트워크를 위한 범용 트랜스포트 계층 표준 프로토콜로 지정되었다. 상기 SCTP는 TCP와 마찬가지로 연결 기반의 트랜스포트 프로토콜로써 두 종단점(end-point)에 위치한 단말기들은 통신 수행을 위해 커넥션(connection)을 설정하며, 상기 커넥션을 어소시에이션(association)이라 칭한다.
또한, 상기 SCTP는 멀티스트리밍(multi streamming) 및 멀티호밍(multi homming) 특성을 가진다. 상기 멀티스트리밍은 데이터를 다수개의 스트림으로 분할하며, 각 분할된 스트림은 해당 특성에 따라 전송되어진다. 상기 멀티호밍은 한 호스트가 여러 개의 IP 주소를 가지는 것을 허용한다. 이에 따라 커넥션 구분을 위해 TCP가 송신자 주소, 송신자 포트 번호, 수신자 주소, 수신자 포트 번호의 조합을 이용하는 것과는 달리 SCTP는 송신자의 IP 주소들의 집합, 송신자 포트 번호, 수신자의 IP 주소 집합, 수신자 포트 번호로 어소시에이션을 구분하게 된다. 이러한 멀티호밍 지원은 네트워크 결함에 보다 탄력적으로 대처할 수 있도록 하며, IP계층에서 보다 더 높은 수준의 신뢰성을 제공할 수 있도록 한다.
도 1a 및 1b는 일반적인 이동 네트워크에서 mSCTP의 동작 과정을 도시한 네트워크 구성도이다.
도 1a 및 1b를 참조하면, mSCTP를 사용하는 이동 노드(Mobile Node, 이하 'MN'라 칭하기로 한다)(102)는 액세스 라우터(Access Router, 이하 'AR'라 칭하기로 한다) #1(110)의 관할 영역인 서브넷(subnet) A에 해당하는 영역(100)에 위치하고 있다. 여기서, 상기 MN(102)은 [1.1.1.1] IP 주소를 사용하고 있으며, [3.3.3.3] IP 주소를 가지는 대응 노드(Correspond Node, 이하 'CN'라 칭하기로 한다)(130)는 상기 MN(102)의 IP 주소를 인지하고 있다. 이후, 상기 MN(102)은 서브넷 A(100)와, AR #2(120)가 관할하는 서브넷 B(150)가 중첩하는 중첩 영역(Overlay Area)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 MN(102)은 상기 서브넷 B(150)에 해당하는 새로운 IP 주소, 즉 [2.2.2.2]를 추가한다. 상기 MN(102)은 추가한 IP 주소를 상기 CN(130)에 알리고(160), 상기 CN(130)은 상기 MN(102)이 새롭게 추가한 주소를 인지하게 된다. 여기서, 상기 MN(102)은 미리 설정된 임계치와 수신 신호 세기의 비교 과정을 통해 상기 새로운 IP 주소의 추가 여부를 판단한게 된다.
상기 중첩 영역에 위치한 MN(102)은 이전의 IP 주소, 즉 [1.1.1.1] IP 주소를 프라이머리(primary) IP 주소로 사용하며, 상기 새롭게 추가한 IP 주소, 즉 [2.2.2.2] IP 주소를 세컨더리(secondary) IP 주소로 사용한다. 즉, mSCTP를 사용하는 MN(102)은 프라이머리 IP 주소만을 사용하여 데이터 송수신을 수행하며, 상기 세컨더리 IP 주소는 데이터 재전송 및 백업(backup) 목적으로 사용한다.
이후, 상기 MN(102)이 서브넷 B(150) 영역으로 더 가까이 이동하는 경우, 상기 임계치와 수신 신호 세기 비교를 통해 프라이머리 IP 주소를 [2.2.2.2]로 변경하게 된다. 상기 MN(102)은 변경된 프라이머리 IP 주소를 상기 CN(130)에게 알리며(170), 상기 CN(170)은 상기 MN(102)의 프라이머리 IP 주소를 인지하게 된다. 또한, 상기 프라이머리 IP 주소 변경을 완료한 MN(102)은 데이터 전송이 불가능해진 이전 서브 네트워크에서의 IP 주소인 [1.1.1.1]를 삭제하며, 이를 CN(130)에 알린다(180).
도 2는 종래의 이동 네트워크에서 MN의 핸드오프에 따른 동작 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
도 2를 참조하면, MN(102)은 CN(130)으로부터 데이터를 수신한다(202단계). 이후, 상기 MN(102)은 현재 데이터 수신이 가능한 네트워크에서 서브넷 주소가 상이한 다른 네트워크로 이동할 수 있다. 이 경우 상기 MN(102)은 어느 시점부터는 상기 CN(130)으로부터 송신되는 데이터(204)를 수신할 수 없게 된다(206단계). 상기 MN(102)은 새롭게 이동한 네트워크의 액세스 포인트(Access Point, 이하 'AP'라 칭하기로 한다)와 계층2 어소시에이션(L2 association)을 통해 호 설정을 완료한다(208단계).
이후, 상기 MN(102)은 새롭게 이동한 네트워크의 AR(120), 즉 New AR(이하 'NAR'라 칭하기로 한다)(120)로부터 주기적으로 방송되는 라우터 방송(Router Advertisement, 이하 'RA'라 칭하기로 한다) 메시지를 수신한다(210단계). 상기 RA 메시지 수신에 따라 상기 MN(102)은 자신이 다른 서브넷을 사용하는 네트워크로 이동하였음을 감지한다. 상기 RA 메시지는 NAR의 64비트(bit) 프리픽스(prefix) 정보를 포함한다.
따라서, 상기 MN(102)은 상기 NAR(120)로부터의 새롭게 IP 주소를 획득하고, CN(130)에게 ADDIP ASCONF(AddresS CONFiguration Change) 청크(chunk)를 전송하여 새로이 획득한 주소를 알린다. 또한, 상기 MN(102)은 상기 CN(130)으로 ASCONF-SetPrimary를 전송함으로써 프라이머리 IP 주소가 변경되었음을 알린다(214단계). 상기 CN(130)은 ADDIP ASCONF(AddresS CONFiguration Change) 청크 수신시, 상기 MN(102)의 IP 주소를 획득하고, 해당 mSCTP 어소시에이션에 이를 추가한다. 또한, 상기 CN(130)은 상기 ASCONF-SetPrimary 수신시, 상기 MN(102)의 프라이머리 변경을 인지하였음을 알리는 ASCONF-ACK을 상기 MN(102)으로 송신한다(216단계).
상기 ASCONF-ACK을 수신한 MN(102)은 비로소 상기 CN(130)으로부터 송신되는 데이터를 수신할 수 있게 된다(218단계). 한편, 상기 MN(102)은 이전 AR(previous AR)와 사용하던 IP 주소가 필요없음을 감지하면, 상기 IP 주소의 삭제를 위해 상기 CN(130)으로 ASCONF-DELETEIP를 송신한다(220단계). 상기 CN(130)은 상기 이전 IP 주소를 해당 SCTP 어소시에이션 주소 리스트에서 삭제하고, 해당 SCTP 어소시에이션의 프라이머리 IP 주소를 새로운 서브 네트워크에서의 IP 주소로 변경한다.
상술한 바와 같이, 상기 MN(102)의 핸드오프에 따라 상기 206단계부터 216단계까지의 시간 동안 상기 MN(102)은 CN(130)으로부터 송신되는 데이터를 수신할 수 없게 된다.
도 3은 종래의 이동 네트워크에서 MN의 핸드오프에 따른 데이터 처리 지연 시간 흐름을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 MN은 AP 변경에 해당하는 L2 핸드오프 시간과, 이동한 네트워크의 AR로부터 RA 메시지를 수신하는 시간과, 프라이머리 IP 주소를 변경하는 시간동안 CN으로부터 수신하는 데이터를 수신할 수 없게 된다. 여기서, 상기 L2 핸드오프 지연 시간은 예컨대 100msec 내지 1sec(초)동안 발생하며, 상기 RA 메시지 수신 지연 시간은 예컨대 1sec 내지 10sec동안 발생한다. 따라서, mSCTP를 사용하는 MN의 핸드오프에 따른 지연 시간은 상기 RA 메시지를 수신하기까지의 시간 지연이 대부분을 차지하게 된다.
상술한 바와 같이, mSCTP는 핸드오프를 지원하지만, 이를 사용하는 MN은 핸드오프에 따른 지연 시간 발생으로 인해 데이터를 수신할 수 없게 된다. 특히, 상기 MN이 서로 다른 서브 네트워크를 수시로 변경하는 핑퐁(pingpong) 핸드오프를 수행하는 경우, 핸드오프에 따른 지연 발생은 큰 오버헤드이다. 따라서, 고속 무선 환경에서 끊김없는 연결을 지향하는 차세대 이동 통신 시스템에 필요한 새로운 고 속 핸드오프 방안이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 이동 네트워크에서 고속 핸드오프 지원을 위한 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 목적은 현재 접속된 액세스 라우터를 통해 인접 액세스 라우터로부터 수신되는 라우팅 공고 메시지에 의해 상기 인접 액세스 라우터에서 사용할 아이피 주소를 생성하는 시스템 및 이를 위한 방법을 제공함에 있다.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 모바일 스트림 제어 전송 프로토콜(mobile Stream Control Transmission Protocol, 이하 'mSCTP'라 칭하기로 한다)을 사용하는 이동 네트워크에서 고속 핸도오프를 위한 이동 아이피(Fast handoff over Mobile Internet Protocol, 이하 'FMIP'라 칭하기로 한다) 방식과 연동하여 이동 노드(Mobile Node, 이하 'MN'라 칭하기로 한다)의 고속 핸드오프를 지원하는 시스템 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 상기 mSCTP와 FMIP 연동 방안외에도 액세스 라우터(Access Router, 이하 'AR'라 칭하기로 한다)의 캐쉬(cache)를 사용하여 MN의 고속 핸드오프를 지원하는 방안과, 고속 핸드오프 지원을 위해 MN이 듀얼 인터페이스(dual interface)를 사용하는 방안도 제안한다.
이를 위해 본 발명에서는 이동 노드가 존재하고, 상기 이동 노드는 제1 액세스 라우터에 의해 관리되며, 상기 제1 액세스 라우터와는 서브넷이 상이한 제2 액세스 라우터가 존재하는 이동 네트워크에서, 상기 이동 노드가 상기 제1 액세스 라우터를 통해 상기 제2 액세스 라우터로부터의 라우팅 광고(RA: Routing Advertisement) 메시지를 수신하는 과정과, 상기 이동 노드가 상기 라우팅 광고 메시지를 이용하여 상기 제2 액세스 라우터에서 사용할 아이피(IP) 주소를 생성하는 과정과, 상기 이동 노드가 상기 제1액세스 라우터에서 상기 제2 액세스 라우터로의 이동을 완료하면, 상기 생성한 IP 주소를 사용하기 위한 트리거(trigger)를 수행하는 과정과, 상기 IP 주소를 이용하여 대응 노드와 데이터를 송수신하는 과정에 의해 고속 핸드오프를 수행하는 방법을 제공한다.
또한 본 발명에서는 이동 네트워크에서, 제1액세스 라우터와, 상기 제1액세스 라우터로부터 핸드오프가 가능한 적어도 하나의 인접 액세스 라우터와, 상기 제1액세스 라우터에 의해 관리되며, 상기 제1액세스 라우터를 통해 상기 적어도 하나의 제2인접 액세스 라우터로부터의 라우팅 광고 메시지를 수신하고, 상기 라우팅 광고 메시지를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2액세스 라우터에서 사용할 아이피(IP) 주소를 생성하고, 상기 제1액세스 라우터로부터 상기 적어도 하나의 제2액세스 라우터로 이동을 완료하면 상기 생성한 IP 주소를 사용하기 위한 트리거(trigger)를 수행하고, 상기 IP 주소를 이용하여 대응 노드와 데이터를 송수신하는 이동 노드에 의해 구성되는 고속 핸드오프 시스템을 제공한다.
본 발명의 설명에 앞서, 모바일 IP(Mobile IP, 이하 'MIP'라 칭하기로 한다)는 이동 노드(Mobile Node, 이하 'MN'라 칭하기로 한다)가 이동 중에도 연결이 끊기지 않도록 하는 프로토콜이다. 상기 MN은 서브넷(subnet)을 변경하여 이동할 때마다 바인딩 업데이트(BU: Binding Update)를 통해 자신의 홈 에이전트(HA: Home Agent)와 대응 노드(CN: Correspondent node)에게 자신의 현재 위치를 통보함으로써 연결을 유지한다. 이와 같이, 상기 MN이 서로 다른 서브넷을 이동하는 것을 계층3 핸드오프(Layer 3 handoff)라고 칭한다.
상술한 바와 같은, MIP의 문제점은, 상기 MN이 이전 서브넷에서 새로운 서브넷으로의 등록이 완료되기 전까지는 CN에 대한 연결성을 잃어버리게 되며 이로 인하여 데이터 손실 및 지연을 가져오게 된다. 이러한 패킷 손실과 지연은 실시간 통신에 적합하지 않게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 FMIP가 제안되었다. 상기 FMIP는 이전 서브넷의 액세스 라우터(Access Router, 이하 'AR'라 칭하기로 한다)와 새로운 서브넷의 AR간의 시그널링(signalling)을 통해 빠른 L3 핸드오프가 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 MN의 핸드오프에 따른 개선된 데이터 처리 지연 시간 흐름을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 종래에는 MN이 핸드오프를 수행하는 경우, 상기 MN은 AP 변경에 해당하는 L2 핸드오프 시간과, 이동한 네트워크의 AR로부터 RA 메시지를 수신하는 시간과, 프라이머리 IP 주소를 변경하는 시간동안 CN으로부터 수신하는 데이터를 수신할 수 없게 된다. 종래에 상기 MN이 데이터를 수신할 수 없게 되는 총 시간을 t+1이라고 가정했을 경우, 본 발명에 따른 MN은 이동한 네트워크의 서브넷 정보가 포함된 RA 메시지를 핸드오프 수행 이전에 미리 수신하고, IP 주소 자동 구성(auto-configuration) 절차에 따라 핸드오프시 사용할 IP 주소를 미리 구성하기 때문에 데이터를 수신할 수 있기까지 소요되는 시간은 t가 된다. 여기서, 상기 IP 주소 자동 구성은 RA 메시지에 포함된 AR의 64비트의 프리픽스와 이동 노드의 인터페이스 식별자(Interface ID) 64비트의 조합을 통해 총 128비트의 IP 주소가 구성된다.
한편, 본 발명에서 MN의 고속 핸드오프 지원을 위해 'L3 트리거(L3 trigger)'를 새롭게 정의한다. 상기 L3 트리거는 MN이 미리 자동 구성한 IP 주소를 핸드오프한 새로운 서브넷에 상응하는 IP 주소로 사용하기 위한 절차를 수행하기 위해 발생한다. 이와 관련하여서는 이후 도면들을 참조하여 더 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 FMIP 연동에 따른 MN의 고속 핸드오프 수행시 동작 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
도 5를 참조하면, MN(500)은 [1.1.1.1] IP 주소를 가지며, 이전 AR(Previous AR, 이하 'PAR'라 칭하기로 한다)(510)의 하위에 위치하고 있다. 상기 MN(500)은 수신 신호 세기가 미리 설정한 설정 임계치 이하로 떨어지거나, 상기 PAR(510)로부터 수신하는 신호 세기가 NAR로부터 수신하는 신호 세기 이하로 떨어지게 되면, 상기 PAR(510)로 주변 AR 정보를 요청하는 라우터 요청 프럭시(Router Solicitation for Proxy, 이하 'RtSolPr'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(501단계). 상기 PAR(510)은 상기 MN(500)의 RtSolPr 메시지를 수신하면, 상기 MN(500)으로 주변 AR 또는 액세스 포인트(AP: Access Point) 정보가 포함된 프럭시 라우터 광고(Proxy Router Advertisement, 이하 'PrRtAdv'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(503단계). 상기 PrRtAdv 메시지를 수신한 MN(500)은 주변 AR들의 서브넷 IP 주소 정보를 획득할 수 있으며, 핸드오프해야 함을 결정하면 IP 주소 자동 구성 절차에 따라 핸드오프 할 서브넷 IP 주소에 상응하는 IP 주소를 획득한다. 여기서, 상기 PrRtAdv 메시지는 일반적인 RA 메시지와 유사하나, 상기 RA 메시지가 주기적으로 방송되는 메시지인 반면에, 상기 PrRtAdv 메시지는 MN으로부터 RtSolPr 메시지를 수신하는 경우에만 송신된다는 차이가 있다.
이후, 상기 MN(500)은 주변의 새로운 AR(New AR, 이하 'NAR'로 칭하기로 한다)(520)로 핸드오프해야 함을 인지하면, 상기 PAR(510)로 고속 바인딩 업데이트(Fast Binding Update, 이하 'FBU'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(506단계). 상기 FBU를 수신한 PAR(510)은 NAR(520)로 핸드오프 개시(Handoff Initiate, 이하 'HI'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(507단계). 상기 NAR(520)은 상기 HI 메시지에 대한 응답으로 핸드오프 응답(HACK: Handoff ACKnowledge) 메시지를 상기 PAR(510)로 송신한다(509단계). 상기 PAR(510)은 상기 MN(500) 및 NAR(520)로 고속 바인딩 응답(FBack: Fast Binding acknowledge) 메시지를 송신한다(511단계).
이후, 대응 노드(Correspondent Node, 이하 'CN'으로 칭하기로 한다)(530)는 상기 MN(500)으로 송신할 데이터가 존재하는 경우 상기 PAR(510)로 데이터를 송신한다(513단계). 상기 PAR(510)은 MN(500)이 NAR(520)로 핸드오프 할 것임을 인지함 에 따라 상기 NAR(520)로 상기 MN(500)이 수신하여야 할 데이터를 송신한다(515단계). 상기 NAR(520)은 상기 PAR(510)로부터 수신한 데이터를 버퍼링한다(517단계). 상기 MN(500)은 상기 NAR(520)으로 이동 완료하고, 상기 NAR(520)로 고속 주변 광고(Fast Neighbor Advertisement, 이하 'FNA'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(519단계).
상기 FNA 메시지 송신을 완료한 MN(500)은 자동 구성에 의해 미리 구성되어 있는 IP 주소를 프라이머리 IP 주소로 보다 빠르게 설정하기 위해 L3 트리거를 수행한다(521단계). 상기 L3 트리거는 상기 MN(500)의 네트워크 계층(Layer 3)에서 mSCTP를 수행하는 응용 계층(Layer 4)으로 어떤 이벤트가 발생했음을 알려주는 일종의 지시자(indication)이다. 상기 L3 트리거를 수행한 상기 MN(500)은 프라이머리 IP 주소를 상기 미리 구성되어 있는 IP 주소로 설정하는 ASCONF(AddresS CONFiguration Change)-Set Primary IP 주소 절차를 수행한다. 여기서, 상기 MN(500)이 상기 자동 구성에 의해 미리 구성한 IP 주소를 [2.2.2.2]라 가정한다. 즉, 상기 MN(500)은 상기 [2.2.2.2] IP 주소를 프라이머리 IP 주소로 설정하고, 상기 CN(530)으로 설정한 프라이머리 IP 주소를 통보한다(523단계).
이후, 상기 NAR(520)은 MN(500)으로 버퍼링한 데이터를 송신하고(525단계), 상기 CN(530)은 상기 MN(500)으로 프라이머리 IP 주소 설정 통보에 대한 응답 메시지인 ASCONF-ACK 메시지를 송신한다(527단계). 상기 ASCONF-ACK 메시지를 수신한 MN(500)은 상기 CN(530)으로 송신할 데이터가 존재하는 경우 상기 CN(530)으로 설정한 프라이머리 IP 주소를 이용하여 데이터를 송신할 수 있다(529단계). 그리고, 상기 MN(500)은 PAR(510)과 통신 수행시 사용하던 이전 IP 주소, 즉 [1.1.1.1] IP 주소를 삭제하고, 이를 CN(530)으로 알리기 위해 ASCONF-DELETEIP 메시지를 송신한다(531단계). 상기 CN(530)은 상기 MN(500)으로 IP 주소 삭제에 따른 응답 메시지인 ASCONF-ACK 메시지를 송신하고, IP 주소 관리 리스트에서 상기 MN(500)의 IP 주소인 [1.1.1.1]을 삭제한다(533단계).
한편, 상기 MN이 핸드오프에 따른 데이터 수신 지연을 최소화하기 위해 핸드오프 할 대상 네트워크의 RA 메시지를 미리 수신하는 방법으로 듀얼 인터페이스(dual interface)를 상기 MN이 장착하는 방안과, 라우터가 RA 캐시(cache)를 유지하는 방안이 있다. 상기 MN이 듀얼 인터페이스를 장착하는 방안에 대해서는 도 6을 참조로 설명하기로 하며, 상기 라우터가 RA 캐시를 유지하는 방안에 대해서는 도 7a 및 7b를 참조로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 듀얼 인터페이스를 장착한 MN이 고속 핸드오프를 수행하는 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
도 6을 참조하면, MN(620)은 임의의 서브넷 IP 주소를 사용하는 PAR(도시하지 않음)의 통신 인터페이스 If#1와, 상기 PAR과는 상이한 서브넷 IP 주소를 사용하는 NAR(630)의 통신 인터페이스 If#2를 함께 장착하고 있다. 따라서, 상기 MN(620)은 PAR의 통신 인터페이스 If#1을 사용하는 CN(610)으로부터 데이터 수신(601 및 605단계) 중에도 상기 NAR(630)로부터 RA 메시지를 If#2 인터페이스를 통해 수신할 수 있다. 때문에 상기 MN(620)이 PAR로부터 NAR(630)로 핸드오프를 수행하는 경우 미리 수신한 NAR(630)의 RA 메시지를 이용하여 L2 협상(association)을 수행할 수 있으며(607단계), 이후 본 발명에 따른 L3 트리거를 수행(609단계)함으로써 일련의 mSCTP 동작들을 고속으로 수행할 수 있다(611단계 내지 619단계).
도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 라우터가 유지하고 있는 RA 캐시를 이용하여 고속 핸드오프를 수행하는 동작을 도시한 도면이다.
먼저 도 7a를 참조하면, MN(720)은 AR #1(730)의 관할 영역인 서브넷 A에 위치하고 있다. 여기서, 상기 MN(720)은 [1.1.1.1] IP 주소를 사용하고 있으며, AR#1(730)로부터 핸드오프 할 AR#2(740)의 RA 메시지를 미리 수신한다. 상기 AR#1(730)은 상기 AR#2(740)의 RA 메시지를 백본망을 통해 수신하고, 이를 캐시(cache) 메모리에 저장하며, 상기 MN(730)으로 RA 메시지를 송신하여여 하는 시점에 AR#1(730)의 RA 메시지와, AR#2(740)의 RA 메시지를 함께 송신한다.
상기 AR#1(730)의 RA 메시지와, AR#2(740)의 RA 메시지를 수신한 MN(720)은 핸드오프해야 함을 인지하면, IP 주소 자동 구성 절차를 통해 상기 AR#2(740)에서 사용할 IP 주소, 즉 [2.2.2.2] IP 주소를 생성하게 된다. 이후, 상기 MN(720)은 서브넷 A와, AR #2(740)가 관할하는 서브넷 B의 중첩하는 중첩 영역(Overlay Area)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 MN(720)은 상기 생성한 IP 주소, 즉 [2.2.2.2]를 추가한다. 상기 MN(720)은 추가한 IP 주소를 상기 CN(710)에 알리고, 상기 CN(710)은 상기 MN(720)이 새롭게 추가한 주소를 인지하게 된다(Set Primary IP).
상기 중첩 영역에 위치한 MN(720)은 이전의 IP 주소, 즉 [1.1.1.1] IP 주소를 프라이머리(primary) IP 주소로 사용하며, 상기 새롭게 추가한 IP 주소, 즉 [2.2.2.2] IP 주소를 세컨더리(secondary) IP 주소로 사용한다. 이후, 상기 MN(720)이 서브넷 B의 영역으로 완전히 이동하는 경우, 미리 자동 구성한 [2.2.2.2] IP 주소를 L3 트리거에 의해 프라이머리 IP 주소로 변경하게 된다. 상기 MN(720)은 변경된 프라이머리 IP 주소를 상기 CN(710)에게 알리며, 상기 CN(710)은 상기 MN(720)의 프라이머리 IP 주소를 인지하게 된다. 또한, 상기 프라이머리 IP 주소 변경을 완료한 MN(720)은 데이터 전송이 불가능해진 이전 서브넷 A에서 사용하던 IP 주소 [1.1.1.1]를 삭제하며, 이를 CN(710)에 알린다(DELETEIP 1.1.1.1).
다음으로, 도 7b를 참조하면, MN(720)은 CN(710)으로부터 데이터를 수신한다(701 및 705단계). 또한 상기 MN(720)은 PAR(730)로부터 NAR(도시하지 않음)의 RA 메시지를 미리 수신한다(703단계). 상기 NAR의 RA 메시지를 수신한 상기 MN(720)은 IP 주소 자동 구성 절차에 의해 핸드오프 할 서브넷에 상응하는 IP 주소를 새롭게 생성할 수 있다. 상기 MN(720)이 PAR(730)에서 NAR로 서브넷을 변경하여 이동하는 경우(807단계), 상기 MN(720)은 상기 CN(710)으로부터 정상적인 데이터 수신이 불가능하게 된다(709단계). 따라서, 상기 MN(720)은 L3 트리거를 수행함으로써(711단계) 상기 생성한 새로운 IP 주소를 프라이머리 IP 주소로 변경하려는 ASCONF-Set Primary 메시지를 상기 CN(710)으로 보다 빠르게 송신한다(713단계).
상기 MN(720)은 상기 CN(710)으로부터 IP 주소 변경 통보에 대한 응답으로 ASCONF-ACK 메시지를 수신한다(715단계). 이후, 상기 MN(720)은 상기 CN(710)으로부터 데이터를 수신할 수 있게 되고(717단계), 이전에 PAR(730) 영역에 위치하였을 때 사용하던 이전 프라이머리 IP 주소를 삭제하기 위해 상기 CN(710)으로 ASCONF- DELETEIP 메시지를 송신한다(719단계). 상기 MN(720)은 상기 ASCONF-DELETEIP 메시지에 대한 응답으로 ASCONF-ACK 메시지를 수신한다(721단계),
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 네트워크에서 MN이 고속 핸드오프를 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 802단계에서 MN은 현재 위치한 서브넷 영역의 PAR로부터 핸드오프 할 서브넷 영역의 NAR의 RA 메시지를 미리 수신하고 804단계로 진행한다. 상기 804단계에서 상기 MN은 IP 주소 자동 구성 방식에 따라 핸드오프 하기 이전에 미리 핸드오프 할 서브넷 영역에서 사용할 IP 주소를 생성하고 806단계로 진행한다. 상기 806단계에서 상기 MN은 현재 위치한 PAR과 다른 서브넷 IP 주소를 사용하는 NAR 영역으로 이동하고 808단계로 진행한다. 상기 808단계에서 상기 MN은 상기 NAR 영역에서 사용할 IP 주소를 변경하기 위해 L3 트리거를 수행하고 810단계로 진행한다. 상기 810단계에서 상기 MN은 NAR 영역에서 사용할 프라이머리 IP를 미리 생성해 놓은 새로운 IP 주소로 변경하고 812단계로 진행한다. 상기 812단계에서 상기 MN은 다른 노드로부터 데이터를 송신 및 수신하고, 이전에 사용하던 프라이머리 IP 주소를 삭제하는 동작을 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 이동 네트워크에서 MN은 핸드오프 할 다른 서브넷 영역의 RA 메시지를 미리 수신하고, IP 자동 구성 방식에 따라 새로운 IP 주소를 미리 생성함으로써 MN 핸드오프 시 고속으로 IP 주소 변경이 가능하다는 이점이 존재한다. 이에 따라, 상기 MN은 끊김 없는(seamless) 핸드오프를 수행할 수 있어 통신 두절 시간을 최소화 할 수 있는 이점이 존재한다.

Claims (14)

  1. 이동 노드가 존재하고, 상기 이동 노드는 제1 억세스 라우터에 의해 관리되며, 상기 제1 억세스 라우터와는 서브넷이 상이한 제2 억세스 라우터가 존재하는 이동 네트워크에서, 상기 이동 노드가 상기 제1 억세스 라우터에서 상기 제2 억세스 라우터로 고속 핸드오프를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 이동 노드가 상기 제1 억세스 라우터를 통해 상기 제2 억세스 라우터로부터의 라우팅 광고(RA: Routing Advertisement) 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 이동 노드가 상기 라우팅 광고 메시지를 이용하여 상기 제2 억세스 라우터에서 사용할 아이피(IP) 주소를 생성하는 과정과,
    상기 이동 노드가 상기 제1억세스 라우터에서 상기 제2 억세스 라우터로의 이동을 완료하면, 상기 생성한 IP 주소를 사용하기 위한 트리거(trigger)를 수행하는 과정과,
    상기 IP 주소를 이용하여 대응 노드와 데이터를 송수신하는 과정을 포함하는 고속 핸드오프 수행방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 노드는 상기 제1 억세스 라우터로부터 수신하는 신호 세기가 미리 설정한 설정 임계치 이하이면, 상기 제2 억세스 라우터로의 핸드오프가 필요하다고 인지함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 수행방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동 노드는 상기 제 1억세스 라우터로부터 수신하는 신호 세기가 상기 제2 억세스 라우터로부터 수신하는 신호 세기 이하이면, 상기 제2 억세스 라우터로의 핸드오프가 필요하다고 인지함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 수행방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 억세스 라우터에서 사용할 IP 주소는 모바일 IP 버전 6(MIPv6)의 주소 자동 구성(auto-configuration) 방식을 이용하여 생성함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 수행방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 트리거는 상기 이동 노드의 네트워크 계층(Layer 3)에서 응용 계층(Layer 4)으로 프라이머리(primary) IP 주소를 변경하기 위한 지시자임을 특징으로 하는 고속 핸드오프 수행방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동 노드가 상기 제2 억세스 라우터로 이동 완료시 상기 제2 억세스 라우터에서 사용할 IP 주소로 변경한 후, 상기 제1 억세스 라우터에서 사용하던 IP 주소를 삭제하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 수행방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 RA 메시지는 상기 제2 억세스 라우터의 프리픽스(prefix) 정보를 포함함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 수행방법.
  8. 이동 네트워크에서, 고속 핸드오프를 위한 시스템에 있어서,
    제1억세스 라우터와,
    상기 제1억세스 라우터로부터 핸드오프가 가능한 적어도 하나의 인접 억세스 라우터와,
    상기 제1억세스 라우터에 의해 관리되며, 상기 제1억세스 라우터를 통해 상기 적어도 하나의 제2인접 억세스 라우터로부터의 라우팅 광고 메시지를 수신하고, 상기 라우팅 광고 메시지를 이용하여 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터에서 사용할 아이피(IP) 주소를 생성하고, 상기 제1억세스 라우터로부터 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터로 이동을 완료하면 상기 생성한 IP 주소를 사용하기 위한 트리거(trigger)를 수행하고, 상기 IP 주소를 이용하여 대응 노드와 데이터를 송수신하는 이동 노드를 포함하는 고속 핸드오프 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이동 노드는 상기 제1억세스 라우터로부터 수신하는 신호 세기가 미리 설정한 설정 임계치 이하이면, 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터로의 핸드오프가 필요하다고 인지함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이동 노드는 상기 제1억세스 라우터로부터 수신하는 신호 세기가 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터로부터 수신하는 신호 세기 이하이면, 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터로의 핸드오프가 필요하다고 인지함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 이동 노드는 모바일 IP 버전 6(MIPv6)의 IP 주소 자동 구성(auto-configuration) 방식을 이용하여 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터에서 사용할 IP 주소를 생성함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 트리거는 상기 이동 노드의 네트워크 계층(Layer 3)에서 응용 계층(Layer 4)으로 프라이머리(primary) IP 주소를 변경하기 위한 지시자임을 특징으로 하는 고속 핸드오프 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 이동 노드는 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터로 이동 완료시 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터에서 사용할 IP 주소로 변경한 후, 상기 제1억세스 라우터에서 사용하던 IP 주소를 삭제함을 특징으로 하는 고속 핸드오프 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1억세스 라우터는 상기 적어도 하나의 제2억세스 라우터의 프리픽스(prefix) 정보가 포함된 라우팅 광고 메시지를 송신함을 특징으로 하는 상기 시스템.
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