KR100755698B1

KR100755698B1 - 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100755698B1
Application number: KR1020050108159A
Authority: KR
Inventors: 서정환; 문병인
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-09-05
Also published as: KR20070050669A

Abstract

무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 장치는, 동일한 네트워크 장치에 의해 라우팅 서비스를 제공받는 다수의 네트워크망 사이에서 핸드오버가 발생하는 경우, 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 생성부, 상기 생성된 핸드오버 이벤트 메시지를 상기 네트워크 장치로 전송하는 송신부, 및 상기 핸드오버 이벤트 메시지에 따라 전송 속도가 조절된 패킷을 상기 네트워크 장치로부터 수신하는 수신부를 포함한다.

핸드오버(handover), 전송 계층(Transport layer), 흐름 제어(flow control), 혼잡 제어(congestion control)

Description

무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling packet transmition in wireless network}

도 1은 종래 혼잡 제어 알고리즘의 동작을 도시한 그래프이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 환경을 도시한 것이다.

도 3은 802.21에서 정의하는 MIH 아키텍처를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 적용된 혼잡 제어 알고리즘의 동작을 도시한 그래프이다.

도 6은 MIH 프로토콜이 정의하는 MIH 메시지의 종류를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 이벤트 메시지의 포맷을 도시한 것이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 상대 노드의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 방법 중 이동 노드에서 일어나는 과정을 도시한 흐름도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 방법 중 상대 노드에서 일 어나는 과정을 도시한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50: 이동 노드 110, 510: 저장부

120, 520: 판단부 130, 530: 패킷 전송 제어부

540: 생성부 150, 550: 송신부

160, 560: 수신부

본 발명은 패킷 전송 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 네트워크 환경에서 이동 노드의 핸드오버시, 패킷 전송 속도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 무선 네트워크 기술이 빠르게 향상되면서 이동 무선 컴퓨팅에 대한 응용 범위와 빈도가 급격히 증가하고 있다. 무선 네트워크 기술이 발달함에 따라 핸드오버 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 여기서, 핸드오버(Handover)란, 이동 노드가 다른 종류의 통신망으로 이동하더라도 통신 서비스가 끊이지 않도록 유지시켜주는 기술을 말한다.

OSI 참조 모델 중 제4 계층에 해당하는 전송 계층은, 어플리케이션의 데이터를 네트워크를 통해 전송할 수 있는 알맞은 형태로 변환하고, 데이터 전송 중에 발생할 수 있는 오류를 검출 및 복구하며, 데이터 흐름을 제어한다(flow control). 일반적으로 전송 계층으로는 TCP가 사용되는데, TCP에서는 데이터 흐름을 제어하기 위해 혼잡 제어(congestion control) 기능을 제공한다.

도 1은 종래 혼잡 제어 알고리즘의 동작 과정을 도시한 그래프이다.

도 1에 도시된 그래프에서, 가로축은 시간축을 의미하며, 세로축은 혼잡 윈도우의 크기를 나타낸다. 여기서, 혼잡 윈도우의 크기는 네트워크 장치에서 전송되는 패킷의 양 또는 크기를 결정한다.

종래 혼잡 제어 알고리즘은 크게 슬로우 스타트(slow start)를 수행하는 구간과 혼잡 회피(congestion avoidance)를 수행하는 구간으로 이루어진다.

소정 네트워크 망 내에서 네트워크 장치는 먼저, 슬로우 스타트를 수행한다. 즉, 네트워크 장치는 미리 지정된 혼잡 윈도우(congestion window)의 초기값에 따라 상대 네트워크 장치로 패킷을 전송한다. 이 후, 전송한 패킷에 대한 응답 패킷(Acknowledge)이 상대 네트워크 장치로부터 수신되면, 혼잡 윈도우의 크기는 두 배로 증가되고, 네트워크 장치는 이 혼잡 윈도우의 크기에 맞게 패킷을 전송한다. 즉, 초기에 전송되는 패킷의 양은 지수 함수 그래프를 따라 증가한다.

이 후, 혼잡 윈도우의 크기가 미리 지정된 임계값 즉, 슬로우 스타트 임계값(slow start threshold) 이상이 되면, 네트워크 장치는 혼잡 회피를 수행한다. 즉, 네트워크 장치는 혼잡 윈도우의 크기를 선형적으로 증가시키고, 이에 따라 패킷 전송량을 조절한다.

이와 같이, 혼잡 윈도우의 크기를 선형적으로 증가시켜 패킷을 전송한 후, 전송된 패킷에 대한 응답 패킷이 지정된 시간 이내에 수신되지 않은 경우, 네트워 크 장치는 네트워크 망의 상태가 좋지 않은 것으로 판단한다. 그 결과로, 혼잡 윈도우의 크기를 초기화하여 패킷 전송량을 감소시킨다.

그런데 이러한 혼잡 제어 알고리즘은 유선 네트워크망을 기준으로한 것이기 때문에 무선 네트워크망 또는 유무선 복합 네트워크망에서는 적절하지 못하다. 왜냐하면, 유선 네트워크 망 내에서는 다수의 네트워크 장치를 중계하는 액세스 라우터에 패킷이 폭주하여 유실되는데 비해, 무선 네트워크 망 내에서는 주로 이동 노드의 핸드오프로 인해 패킷이 유실되기 때문이다. 이와 같이, 핸드오프로 인해 패킷이 유실된 경우에는 유실된 패킷을 신속히 재전송하여야 통신 서비스를 원활하게 제공할 수 있다.

그런데 종래 네트워크 장치는 이동 노드의 핸드오프로 인해 패킷이 유실된 경우에도 네트워크 망 내에서의 폭주로 인해 패킷이 유실된 것으로 판단하여 혼잡 윈도우의 크기를 초기화한다. 이와 같이, 혼잡 윈도우의 크기가 초기화되면, 패킷 전송 속도가 저하되기 때문에 이동 노드에서 핸드오버가 완료된 후에도 원활한 통신 서비스를 제공할 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는, 바인드 업데이트 메시지(Bind updata message)를 이용하여 이동 노드에서 핸드오버가 발생한 사실을 상대 네트워크 장치로 알린다. 바인드 업데이트 메시지를 수신한 상대 네트워크 장치는, 혼잡 윈도우의 크기를 초기화하는 대신 미리 지정된 방법에 따라 혼잡 윈도우의 크기를 조정하고, 이에 따라 유실된 패킷을 재전송하므로써, 원활한 통신 서비스를 제공한다.

그런데, 바인드 업데이트 메시지는 이동 노드에서 L3 핸드오버가 수행된 경우, 즉, 서브넷이 변경되어 이동 노드의 IP가 변경된 경우에만 생성된다. 때문에 핸드오버 결과 서브넷이 변경되지 않은 경우에는, 바인드 업데이트 메시지가 생성되지 않으므로, 이동 노드에서 핸드오버가 발생한 사실을 상대 네트워크 장치로 알릴 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 무선 네트워크 환경에서 이동 노드의 핸드오버시, 핸드오버에 의해 패킷 전송 제어가 저하되는 것을 방지할 수 있는 패킷 전송 제어 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 장치는, 동일한 네트워크 장치에 의해 라우팅 서비스를 제공받는 다수의 네트워크망 사이에서 핸드오버가 발생하는 경우, 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 생성부, 상기 생성된 핸드오버 이벤트 메시지를 상기 네트워크 장치로 전송하는 송신부, 및 상기 핸드오버 이벤트 메시지에 따라 전송 속도가 조절된 패킷을 상기 네트워크 장치로부터 수신하는 수신부를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 방법은, 동일한 네트워크 장치에 의해 라우팅 서비스를 제공받는 다수의 네트워크망 사이에서 핸드오버가 발생하는 경우, 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 단계, 상기 생성된 핸드오버 이벤트 메시지를 상기 네트워크 장치로 전송하는 단계, 및 상기 핸드오버 이벤트 메시지에 따라 전송 속도가 조절된 패킷을 상기 네트워크 장치로부터 수신하는 단계를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있으며, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 패킷 전송 제어 장치 및 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 환경을 도시한 것이다. 도시된 무선 네트워크 환경은 이동 노드(50)(Mobile Node; MN), 제1 액세스 포 인트(41)(Access point), 제2 액세스 포인트(42), 제1 액세스 라우터(30)(Access router) 및 상대 노드(10)(Correspond Node; CN)를 포함한다.

이동 노드(50)는, 하나의 네트워크에서 다른 네트워크로 결합점(point of attachment)을 변경하는 기기를 의미한다. 홈 링크를 벗어나 외부 링크로 이동시, 이동 노드(50)는 새 링크를 통해 IP 주소를 할당받아서 통신을 유지한다. 이러한 이동 노드(50)의 예로는 휴대폰, 노트북, PDA, VoIP 전화기 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

제1 액세스 포인트(41)와 제2 액세스 포인트(42)는 이동 노드(50)를 자신이 속해 있는 네트워크망(411, 421)으로 연결함으로써 이동 노드(50)가 인터넷과 같은 유선 네트워크에 접속할 수 있도록 해주는 역할을 한다.

제1 액세스 라우터(30)는 이동 노드(50)에 자신이 속해 있는 서브넷(301)에서의 라우팅 서비스를 제공함으로써 이동 노드(50)와 서브넷(301) 상의 임의의 노드를 최적의 경로를 따라 연결해주는 역할을 하며, 상호간의 통신은 종래에 라우터 간의 통신방법에 따라 이루어질 수 있다.

상대 노드(10)는 이동 노드(50)와 통신하는 노드를 말한다. 도 2는 상대 노드(10)가 유선 네트워크 망에 고정되어 있는 경우를 도시하고 있지만, 상대 노드(10)는 무선 네트워크 망 내에 존재할 수도 있다.

도 2에서 제1 액세스 포인트(41)와 제2 액세스 포인트(42)가 각각 관리하는 제1 네트워크망(411) 및 제2 네트워크망(421)은 서로 동종 네트워크(homogeneous network)를 형성한다고 가정한다. 예를 들면, 제1 네트워크망(411)과 제2 네트워크 망(421)은 IEEE802.11 규격에서 정의되고 있는 BSS(Basic Service Set)일 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드(50) 및 상대 노드(10)는 IEEE802.21 규격에서 정의되는 MIH(Meadia Independent Handover; 매체 독립 핸드오버)를 지원하는 것이 바람직하다.

여기서, 도 3을 참조하여 MIH 에 대해서 간략하게 설명하기로 한다.

MIH는 이종 네트워크 간의 이동성을 위한 매체 독립(Media Independent)적인 솔루션을 제공하기 위해 고안된 것이다. MIH는 도 3에 도시된 바와 같이, MAC 계층과 상위 IP 계층 사이에 존재하는 레이어 2.5 모델(Layer 2.5 model)로서, MAC 계층에서 발생하는 핸드오버와 관련된 이벤트(event), 커맨드(command), 정보(information)를 상위 계층(제3 계층 및 제4 계층)에서 사용할 수 있도록 매체에 독립적인 인터페이스를 정의한다. 이로써, 유무선 환경에서 효율적인 이동성 지원이 가능하도록 한다.

MIH는 핸드오버와 관련된 이벤트, 커맨드 및 정보를 상대 노드(10)로 전달할 수 있도록 MIH 딜리버리 서비스(MIH delivery service)를 제공한다. 이를 위해 MIH(Media Independent Handover) 프로토콜을 정의하고 있는데, 이는 'www.ieee802.org/21/'에 구체적으로 개시되어 있다.

다음으로, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드(50)의 구성을 도시한 블록도이다.

도시된 이동 노드(50)는 저장부(510), 판단부(520), 패킷 전송 제어부(530), 생성부(540), 송신부(550) 및 수신부(560)를 포함한다.

저장부(510)는 패킷 전송 제어에 필요한 혼잡 제어 알고리즘 및 파라미터를 저장한다. 예를 들면, 혼잡 윈도우의 초기값 및 슬로우 스타트 임계값을 저장한다. 이러한 저장부(510)는 ROM(Read Only Memory), PROM(Programable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD)와 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

판단부(520)는, 이동 노드(50)가 새로운 네트워크에 참여하여 핸드오버가 발생되었는지를 판단한다. 즉, 판단부(520)는 동종 네트워크 망 사이에서 핸드오버(Horizental Hand Over: HHO)가 발생했는지 또는, 이종 네트워크 망 사이에서 핸드오버(Vertical HandOver: VHO)가 발생했는지를 판단한다. 판단 결과 핸드오버가 발생한 경우, 핸드오버 이벤트를 발생시켜 패킷 전송 제어부(530)와 생성부(540)로 각각 제공한다.

그리고, 판단부(520)는 핸드오버가 발생한 네트워크 인터페이스에 대한 정보를 수집하여 생성부(540)로 제공한다. 즉, 이동 노드(50)는 다수의 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있는데, 판단부(520)는 다수의 네트워크 인터페이스 중에서 핸드오버가 발생한 네트워크 인터페스에 대한 정보를 생성부(540)로 제공한다. 예를 들어, WLAN 네트워크 인터페이스와 WiBro 네트워크 인터페이스를 포함하는 이동 노드(50)가, WLAN 네트워크 인터페이스를 통해 상대 노드(10)와 통신하던 중, 동종 네트워크 망 사이에서 핸드오버가 발생하였다면, 판단부(520)는 WLAN 네트워크 인터페이스에 대한 정보를 패킷 전송 제어부(530) 및 생성부(540)로 각각 제공한다.

패킷 전송 제어부(530)는 저장부에 저장된 혼잡 제어 알고리즘에 따라 패킷 전송을 제어한다. 좀 더 구체적으로, 이동 노드(50)에 핸드오버가 발생하지 않은 경우, 패킷 전송 제어부(530)는 도 5에 예시된 바와 같이, 슬로우 스타트(slow start) 및 혼잡 회피(congestion avoidance)를 실행하여 패킷 전송을 제어한다. 만약, 이동 노드(50)에 핸드오버가 발생한 경우, 패킷 전송 제어부(530)는 전송된 패킷에 대한 확인응답 메시지를 수신하지 못하더라도, 해당 패킷이 핸드오버로 인해 유실된 것으로 판단한다. 이에 따라 패킷 전송 제어부(530)는 혼잡 윈도우의 크기를 초기화하는 대신 미리 지정된 방식에 따라 혼잡 윈도우의 크기를 재설정하여, 핸드오버를 수행하는 동안에 유실된 패킷을 재전송한다(fast retransmit). 그 다음, 패킷 전송 제어부(530)는 혼잡 윈도우의 크기를 복구시켜(fast recovery), 핸드오버 완료 후, 패킷 전송 속도가 저하되는 것을 방지한다.

한편, 생성부(540)는 판단부(520)에서 발생한 핸드오버 발생 신호 및 판단부(520)에서 제공된 네트워크 인터페이스에 대한 정보에 따라 핸드오버 이벤트 메시지를 생성한다. 핸드오버 이벤트 메시지는 이동 노드(50)에서 핸드오버가 발생한 사실을 상대 노드(10)로 알리는 역할을 한다. 이러한 핸드오버 이벤트 메시지는 MIH 패킷 포맷 형식인 것이 바람직한데, 보다 구체적인 설명은 도 6 및 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.

송신부(550)는 생성부(540)에서 생성된 MIH 패킷을 상대 노드(10)로 전송하 는 역할을 한다.

수신부(560)는 핸드오버 이벤트 메시지를 수신한 상대 노드(10)로부터 핸드오버 이벤트 메시지에 의해 전송 속도가 조절된 패킷을 수신하는 역할을 한다.

이외에도 이동 노드(50)는 사용자의 명령을 입력받을 수 있는 입력부(미도시), 입력부를 통해 입력된 명령이나 명령 처리 결과 등을 디스플레이할 수 있는 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다. 이 때, 입력부와 디스플레이부는 서로 독립적으로 구현되거나 복합적으로 구현될 수 있다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 이벤트 메시지(700)에 대해서 설명하기로 한다. 여기서, 도 6은 MIH 딜리버리 프로토콜이 정의하는 MIH 메시지 종류를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 이벤트 메시지(700)의 포맷을 도시한 것이다.

핸드오버 이벤트 메시지(700)는 이동 노드(50)에서 핸드오버가 발생하는 경우, 이를 상대 노드(10)로 알리는 역할을 한다. 이러한 핸드오버 이벤트 메시지(700)는 도 6에 도시된 바와 같이, MIH 프로토콜에서 정의하는 MIH 메시지의 하나로써 정의될 수 있다.

핸드오버 이벤트 메시지(700)는 MIH 딜리버리 프로토콜에서 정의하고 있는 MIH 패킷의 포맷을 따라 상대 노드로 전송된다.

MIH 패킷에 대해서 설명하면, MIH 패킷은 크게 MIH 메시지 헤더(MIH Message Header)와 MIH 메시지 페이로드(MIH Message Payload)를 포함한다.

MIH 메시지 헤더는 다음과 같은 필드(field)를 포함한다. 즉, Protocol Version, MIH Service ID, MIH Opcode, Transaction ID, Message Length, Fr, Fragment No, MIH Function Identifier Length, MIH Function Destination Identifier, MIH Function Source Identifier를 포함한다.

Protocol version 필드는, MIH 프로토콜의 버전이 기록되는 필드로, 8비트(bit)의 크기를 갖는다.

MIH Service ID 필드는, MIH 서비스의 종류가 기록되는 필드로, 8비트의 크기를 갖는다. MIH 서비스에는 이벤트 서비스(Event Service), 커맨드 서비스(Command Service), 정보 서비스(Information Service)가 있다.

MIH Opcode 필드는, 수행되어야 하는 작업의 종류가 기록되는 필드로, 8비트의 크기를 갖는다. 작업의 종류에는 요청(Request), 응답(Response), 지시(Indication) 등이 있다.

Message Length 필드는, 해당 패킷의 전체 길이에 대한 정보가 기록되는 필드로, 16비트의 크기를 갖는다.

Fr 필드는, 패킷의 조각화 되었는지에 대한 정보가 기록되는 필드로, 1비트의 크기를 갖는다. Fr 필드의 값이 1인 경우, 해당 패킷이 하나 이상의 조각으로 이루어져 있음을 의미한다. Fr 필드의 값이 0인 경우, 해당 패킷은 조각화되지 않았음을 의미한다.

Fragment No 필드는, 해당 패킷이 조각화된 경우, 몇 번째 조각에 해당하는지에 대한 정보가 기록되는 필드로, 7비트의 크기를 갖는다.

MIH Function Identifier Length 필드는, 송신측의 MIH Identifier 필드와 수신측의 MIH Identifier 필드의 길이에 대한 정보가 기록되는 영역으로 4옥텟(octects)의 크기를 갖는다.

MIH Function Source Identifier 필드는, 송신측의 MIH Function Identifier 예를 들면, 송신측에 포함된 네트워크 인터페이스의 하드웨어 주소, 또는 제3 계층의 IP주소 등이 기록되는 필드이다.

MIH Function Destination Identifier 필드는, 수신측의 MIH Function Identifier 예를 들면, 수신측에 포함된 네트워크 인터페이스의 하드웨어 주소, 또는 제3 계층의 IP주소 등이 기록되는 필드이다.

한편, MIH 메시지 페이로드는 다음과 같은 필드를 포함한다. 즉, MIH Message Identifier, MIH Message Data를 포함한다.

MIH Message Data 필드에는, MIH 서비스 데이터가 기록되며, MIH Message ID 필드에는, MIH 메시지의 종류에 대한 식별 정보가 기록된다. 핸드오버 이벤트 메시지(700)의 경우, MIH Message ID 필드에는 핸드오버 이벤트 메시지(700)에 대한 식별 정보가 기록된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 상대 노드(10)의 구성을 도시한 블록도이다.

도시된 상대 노드(10)는 저장부(110), 수신부(160), 판단부(120), 패킷 전송 제어부(130) 및 송신부(150)를 포함한다.

저장부(110)는 패킷 전송 제어에 필요한 혼잡 제어 알고리즘 및 파라미터를 저장한다. 예를 들면, 혼잡 윈도우의 초기값 및 슬로우 스타트 임계값을 저장한다. 이러한 저장부(110)는 ROM(Read Only Memory), PROM(Programable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD)와 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

수신부(160)는 이동 노드(50)로부터 핸드오버 이벤트 메시지(700)를 수신한다.

판단부(120)는 수신부(160)를 통해 핸드오버 이벤트 메시지(700)가 수신되었는지를 판단한다. 판단 결과, 핸드오버 이벤트 메시지(700)가 수신된 경우, 판단부(120)는 핸드오버에 대한 트리거 신호를 생성하여 패킷 전송 제어부(130)로 제공한다.

패킷 전송 제어부(130)는 저장부(110)에 저장된 혼잡 제어 알고리즘에 따라 이동 노드(50)로의 패킷 전송을 제어한다. 즉, 패킷 전송 제어부(130)는 소정 네트워크 망 내에서 슬로우 스타트 및 혼잡 회피를 실행하여 패킷 전송을 제어한다.

만약, 판단부(120)로부터 이동 노드(50)의 핸드오버에 대한 트리거 신호를 제공받는 경우, 패킷 전송 제어부(130)는 패킷 전송 제어에 필요한 파라미터 즉, 혼잡 윈도우의 크기 및 슬로우 스타트 임계값을 재설정하여 패킷 전송 속도가 저하되는 것을 방지한다. 좀 더 구체적으로, 패킷 전송부는 이동 노드(50)에서 핸드오버가 수행되는 동안에 유실된 패킷을 재전송한 다음, 혼잡 윈도우의 크기를 복구시 켜 패킷 전송 속도가 저하되는 것을 방지한다.

송신부(150)는 이동 노드(50)로 패킷을 전송하는 역할을 한다. 이 때, 이동 노드(50)로 전송되는 패킷의 양은 패킷 전송 제어부(130)에 의해 결정된 혼잡 윈도우의 크기에 비례한다.

다음으로, 도 9 및 도 10를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 방법 중에서 이동 노드(50)에서 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.

제1 네트워크 망 내에서 상대 노드(10)와 통신하는 경우, 이동 노드(50)의 패킷 전송 제어부(530)는 저장부(510)에 저장된 혼잡 제어 알고리즘에 따라 상대 노드(10)로의 패킷 전송을 제어한다.

좀 더 구체적으로, 패킷 전송 제어부(530)는, 혼잡 윈도우(congestion window)의 크기를 초기값에서부터 시간축에 대해 지수 함수적으로 증가시킨다(slow start).

예를 들어, 혼잡 윈도우 크기의 초기값이 1인 경우, 패킷 전송 제어부(530)는 이에 해당하는 양의 패킷 예를 들어, 1개의 패킷을 전송한다. 이 후, 전송한 패킷에 대한 확인응답 메세지를 소정 시간 이내에 수신하는 경우, 혼잡 윈도우의 크기를 2로 증가시킨다. 패킷 전송 제어부(530)는 증가된 혼잡 윈도우의 크기에 대응하는 양의 패킷 즉, 2개의 패킷을 상대 노드(10)로 전송한다. 이 후, 전송된 패킷에 대한 확인응답 패킷을 모두 수신하는 경우, 혼잡 윈도우의 크기를 4로 증가시키 고, 패킷 전송 제어부(530)는 증가된 혼잡 윈도우의 크기에 대응하는 양의 패킷 즉, 4개의 패킷을 송신부(550)를 통해 전송한다.

한편, 혼잡 윈도우의 크기가 소정 임계값(slow start threshod) 이상이 되면, 패킷 전송 제어부(530)는 혼잡 윈도우의 크기를 선형적으로 증가시킨다(congestion avoidance).

예를 들어, 혼잡 윈도우 크기의 임계값이 16으로 설정되어 있고, 현재 혼잡 윈도우의 크기가 17이라면, 패킷 전송 제어부(530)는 혼잡 윈도우의 크기에 따라 패킷을 전송한 후, 혼잡 윈도우의 크기를 18로 증가시킨다. 이 후 전송된 패킷에 대한 확인응답 메시지가 모두 수신되면, 패킷 전송 제어부(530)는 혼잡 윈도우의 크기를 19로 증가시킨다.

한편, 이동 노드(50)의 판단부(520)는 이동 노드(50)에 핸드오버가 발생하였는지를 판단한다(S810). 판단 결과, 핸드오버가 발생하지 않은 경우, 판단부(520)는 슬로우 스타트 및 혼잡 회피에 의해 패킷이 전송될 수 있도록 한다(S820).

판단 결과, 핸드오버가 발생한 경우, 판단부(520)는 핸드오버가 발생 사실을 알리는 트리거 신호를 생성하여 패킷 전송 제어부(530)와 생성부(540)로 각각 제공한다. 그리고, 판단부(520)는 핸드오버가 발생한 네트워크 인터페이스에 대한 정보를 패킷 전송 제어부(530)와 생성부(540)로 제공한다(S830).

판단부(520)로부터 핸드오버가 발생했음을 알리는 트리거 신호를 수신한 패킷 전송 제어부(530)는, 이동 노드(50)에서 핸드오버가 발생했음을 인지하고, 이에 따른 패킷 전송 제어를 수행한다. 즉, 핸드오버가 발생하기 이전에 송신부(550)를 통해 상대 노드(10)로 전송된 패킷 중에서 확인응답 메시지를 수신하지 못한 패킷이 있는 경우, 패킷 전송 제어부(530)는 이 패킷들이 핸드오버로 인해 유실된 패킷임을 인지하고, 유실된 패킷을 상대 노드(10)로 재전송한다(fast retransmit)(S840). 즉, 유실된 패킷에 대한 확인응답 메시지가 소정 시간 이내에 수신될 때가지 기다리는 대신, 해당 패킷을 재전송한다. 이로써, 상대 노드(10)와의 통신 서비스 질이 저하되는 것을 방지한다.

이 후, 상대 노드(10)로부터 재전송된 패킷에 대한 확인응답 메시지가 수신되면, 패킷 전송 제어부(530)는 혼잡 윈도우의 크기를 복구시킨다(S850). 이 때, 복구된 혼잡 윈도우의 크기는, 핸드오버가 발생한 시점에서의 혼잡 윈도우 크기의 절반에 해당된다. 이와 같이, 혼잡 윈도우의 크기를 복구시키므로써, 핸드오버가 완료된 후 패킷 전송 속도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 판단부(520)로부터 핸드오버가 발생했음을 알리는 신호를 수신한 생성부(540)는, 핸드오버가 발생한 네트워크 인터페이스의 정보를 이용하여 핸드오버 이벤트 메시지(700)를 생성한다(S860). 그리고, 송신부(550)를 통해 핸드오버 이벤트 메시지(700)를 상대 노드(10)로 전송한다(S870).

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전송 제어 방법 중에서 상대 노드(10)에서 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.

먼저, 상대 노드(10)의 판단부(120)는 상대 노드(10)의 수신부(160)를 통해 이동 노드(50)에서 전송된 핸드오버 이벤트 메시지(700)가 수신되었는지를 판단한다(S910).

판단 결과, 핸드오버 이벤트 메시지(700)가 수신되지 않은 경우(S910, 아니오), 판단부(120)는 슬로우 스타트(slow start) 및 혼잡 회피(cogestion avoidance)를 수행한 결과에 따라 패킷이 전송될 수 있도록 한다.

판단 결과, 핸드오버 이벤트 메시지(700)가 수신된 경우(S910, 예), 판단부(120)는 핸드오버 이벤트 메시지(700)에 대한 트리거 신호를 생성하여 패킷 전송 제어부(130)로 제공한다.

판단부(120)로부터 트리거 신호를 제공받은 패킷 전송 제어부(130)는, 이동 노드(50)에서 핸드오버가 발생했음을 인지하고(S930), 이에 따른 패킷 전송 제어를 수행한다. 즉, 핸드오버 이벤트 메시지(700)가 수신되기 이전에 이동 노드(50)로 전송된 패킷 중에서 확인응답 메시지를 수신하지 못한 패킷이 있는 경우, 패킷 전송 제어부(130)는 이 패킷들이 이동 노드(50)의 핸드오버로 인해 유실된 패킷임을 인지하고, 유실된 패킷을 이동 노드(50)로 재전송한다(fast retransmit)(S940). 즉, 유실된 패킷에 대한 확인응답 메시지가 소정 시간 이내에 수신될 때까지 기다리는 대신, 해당 패킷을 재전송하므로써, 이동 노드(50)와의 통신 서비스 질이 저하되는 것을 방지한다.

이 후, 이동 노드(50)로부터 재전송된 패킷에 대한 확인응답 메시지가 수신되면, 패킷 전송 제어부(130)는 혼잡 윈도우의 크기를 복구시킨다(fast recovery)(S950). 이 때, 복구된 혼잡 윈도우의 크기는, 핸드오버 이벤트 메세지(700)를 수신한 시점에서의 혼잡 윈도우 크기의 절반에 해당된다. 이와 같이, 혼잡 윈도우의 크기를 복구시키면, 핸드오버가 완료된 이동 노드(50)로 패킷을 전송할 때, 패킷 전송 속도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예에서는 핸드오버 발생시 패킷을 재전송하고, 혼잡 윈도우의 크기를 복구시키는 혼잡 제어 알고리즘을 일예로써 설명하였으나, 이에 한정되지는 않는다.

이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명에 따른 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치 및 방법에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치 및 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, MIH 프로토콜에 핸드오버 이벤트 메시지를 정의하므로써, 이동 노드의 핸드오버 결과 서브넷이 변경되지 않은 경우에도, 이동 노드의 핸드오버 사실을 상대 노드로 알릴 수 있다는 장점이 있다.

둘째, MIH 프로토콜에 핸드오버 이벤트 메시지를 정의하므로써, 모바일 IPv6 이외의 프로토콜을 사용하더라도, 이동 노드의 핸드오버 사실을 상대 노드로 알릴 수 있다는 장점이 있다.

Claims

동일한 네트워크 장치에 의해 라우팅 서비스를 제공받는 다수의 네트워크망 사이에서 핸드오버가 발생하는 경우, 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 생성부;

상기 생성된 핸드오버 이벤트 메시지를 상기 네트워크 장치로 전송하는 송신부; 및

상기 핸드오버 이벤트 메시지에 따라 전송 속도가 조절된 패킷을 상기 네트워크 장치로부터 수신하는 수신부를 포함하는 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 생성부는, 동일한 서브넷에 포함되는 복수의 네트워크 망 간의 핸드오버시 상기 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 네트워크 장치는 상기 핸드오버 이벤트 메시지를 수신함에 따라 패킷 전송 제어에 필요한 파라미터를 재설정하여 패킷 전송을 제어하는데, 상기 파라미터는 혼잡 윈도우의 크기 및 슬로우 스타트 임계값 중 적어도 하나를 포함하는 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 장치.
동일한 네트워크 장치에 의해 라우팅 서비스를 제공받는 다수의 네트워크망 사이에서 핸드오버가 발생하는 경우, 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 단계;

상기 생성된 핸드오버 이벤트 메시지를 상기 네트워크 장치로 전송하는 단계; 및

상기 핸드오버 이벤트 메시지에 따라 전송 속도가 조절된 패킷을 상기 네트워크 장치로부터 수신하는 단계를 포함하는 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 단계는, 동일한 서브넷에 포함되는 복수의 네트워크 망 간의 핸드오버시 상기 핸드오버 이벤트 메시지를 생성하는 단계를 포함하는 무선 네트워크에서의 패킷 전송 제어 방법.