KR100772526B1 - 프락시 모바일 ｉｐ를 위한 빠른 핸드오버 방법 - Google Patents

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Abstract

프락시 모바일 IP를 위한 빠른 핸드오버 방법이 개시된다. 이동 노드를 대신하여 무선 액세스 포인트인 PoA에서 모바일 IP 프로토콜을 수행하는 프록시 모바일 IP(PMIP)를 제공함으로써, 핸드오버시 발생하는 패킷유실 및 지연을 방지할 수 있다.
프락시 모바일 IP, CoA, 홈 에이전트, 핸드오버

Description

프락시 모바일 ＩＰ를 위한 빠른 핸드오버 방법{Fast handover method for proxy mobile IP}
도 1은 본 발명에 따른 빠른 프락시 모바일 IP(Proxy Mobile IP : PMIP)를 위한 빠른 핸드오버가 수행되는 시스템 망을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 프락시 모바일 IP를 위한 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.
본 발명은 프락시 모바일(Proxy Mobile) IP를 위한 빠른 핸드오버 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IPv6 및 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법에 관한 것이다.
한국공개특허공보 제2005-0023194호에는 "휴대인터넷에서 패킷유실을 방지하는 핸드오버방법"이 개시된다. 이는 휴대인터넷에서 이동성을 갖는 휴대접속단말기를 핸드오버하는 방법에 관한 것이로 현재 접속중인 제1기지국접속장치와 제1패킷 접속라우터에 존재하는 상기 휴대접속단말기의 접속정보를 핸드오버될 제2기지국접속장치 및 제2패킷접속라우터에 전달한다. 또한 상기 제1패킷접속라우터와 상기 제2패킷접속라우터 사이에 터널을 생성하여, 상기 제1기지국접속장치에 존재하는 미전송 패킷들을 상기 제1패킷접속라우터에 포워딩한 후 상기 터널을 통하여 제2기지국접속장치로 전달하며, 제2기지국접속장치는 전달받은 패킷을 상기 휴대접속단말기로 전송한다.
IETF(www.ietf.org) MIPSHOP 워킹 그룹에서 표준화된 RFC 4068, "Fast Handover for Mobiel IPV6"(FMIPv6)에서는 IPv6 네트워크상에서 이동단말의 네트워크간 이동에 따른 패킷 손실을 줄이기 위하여 NCoA(New Care of Address)를 미리 설정하는 방안과 PAR(Previous Access Router)과 이동단말간에 PCoA(Previous Care of Address)와 NCoA의 바이딩을 통한 패킷 포워딩 방안을 제시한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 핸드오버시 발생하는 패킷유실 및 지연을 방지하기 위한 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6 및 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법의 일 실시예는, IPv6 프로토콜을 탑재한 이동노드가 Serving PoA 및 PAR을 포함하는 제1 서브넷에서 Target PoA 및 NAR을 포함하는 제2 서브넷으로 이동시 핸드오버 방법에 있어서, 상기 Serving PoA가 PAR로 바인딩 갱신 메시지를 전송하는 단계; 상기 PAR이 상기 NAR과의 IP 터널 설정을 위하여 프락시 핸드오버 시작 메시지를 전송하고, 상기 NAR로부터 IP 터널 설정 결과를 알리는 메시지를 수신하는 단계; 상기 NAR이 새로운 CoA를 생성하고, 상기 새롭게 생성된 CoA를 상기 Target PoA로 알리는 단계; 홈 에이전트의 CoA를 갱신하기 위하여, 상기 Target PoA에서 상기 홈에이전트로 상기 새로운 CoA를 전송하는 단계; 및 상기 이동 노드가 통상의 IP 동작에 의해 상기 새롭게 생성된 CoA를 NAR에 업데이트하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 프락시 모바일 IP를 위한 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법의 일 실시예는, IPv4 프로토콜을 탑재한 이동 노드가 Serving PoA 및 PFA를 포함하는 제1 서브넷에서 Target PoA 및 NFA를 포함하는 제2 서브넷으로 이동시 핸드오버 방법에 있어서, 상기 Serving PoA가 PFA로 바인딩 갱신 메시지를 전송하는 단계; 상기 PFA가 NFA와의 IP 터널 설정을 위하여 프락시 핸드오버 시작 메시지를 전송하고, 상기 NFA로부터 IP 터널 설정 결과를 알리는 메시지를 수신하는 단계; 상기 NFA가 자신의 주소 정보를 상기 Target PoA로 알리는 단계; 홈 에이전트의 CoA를 갱신하기 위하여, 상기 Target PoA가 새로운 CoA 정보를 상기 홈에이전트로 전송하는 단계;를 포함한다..
이로써, 핸드오버시 발생하는 패킷유실 및 지연을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 빠른 프락시 모바일 IP(Proxy Mobile IP : PMIP)를 위한 빠른 핸드오버가 수행되는 시스템 망을 도시한 도면이다.
이동노드(Mobile Node:MN)(100)는 서브넷간을 이동하는 단말이다. 현재 이동 노드(100)가 위치한 지역에서 계층 2 무선 접속을 지원하는 PoA(Point of Attachment)를 Serving PoA(110)라고 정의한다. IPv6의 경우 계층3 IP 연결을 지원하는 액세스 라우터(Access Router:AP)를 PAR(Previous Access Router)(120)이라고 정의하고, IPv4의 경우 계층3 IP연결을 지원하는 것을 PFA(Previous Foreign Agent)(120)라고 정의한다.
이동노드(100)가 이동할 새로운 서브넷에서 계층2 무선 접속을 지원하는 PoA를 Target PoA(130)라고 정의한다. IPv6의 계층3 IP 연결을 지원하는 액세스 라우터를 NAR(New Access Router)(140)이라고 정의하고, IPv4 계층3 IP 연결을 지원하는 에이전트를 NFA(New Foreign Agent)(140)라고 정의한다.
도 2는 본 발명에 따른 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, IPv6 프로토콜이 탑재된 이동노드에 대한 빠른 핸드오버 방법이 개시된다. 먼저, Serving PoA(110)는 이동노드의 MAC(Media Access Control) 주소, 이전 CoA(Previous Care of Address, 이하, 'PCoA'), 홈 주소(Home Address, 이하, 'HoA'), 홈 에이전트(Home Agent, 이하, 'HA') 주소, Target PoA 주소를 포함하는 PFBU(Proxy Fast Binding Update) 메시지를 PAR(120)로 전송한다(S200).
PAR(120)은 NAR(140)과의 IP 터널을 설정하기 위하여 수신한 PFBU 메시지에 포함된 정보들을 모두 포함하는 PHI(Proxy Handover Initiate) 메시지를 NAR(140)로 전송한다(S205).
NAR(140)은 PHI 메시지 수신시, PCoA와 Target PoA 주소간의 매핑 관계를 CoA-PoA 매핑 테이블에 저장하고(S210), 향후 PCoA를 목적지로 하는 패킷을 수신하면 그 패킷을 Target PoA(130)로 전달한다(S225). CoA-PoA 매핑 테이블은 CoA 필드, PoA 필드 및 이동노드의 MAC 주소 필드로 구성되며, 이 테이블을 통해 NAR(140)은 특정 CoA에 해당하는 PoA 및 이동노도의 MAC 주소를 확인할 수 있다.
또한 NAR(140)은 PHI 메시지 수신시, 이동노드를 대신하여 NCoA를 생성한 후(S215) Target PoA(130)로 전달한다(S230). NAR에서의 NCoA 생성은, IPv6 Stateless auto-configuration, PHI 메시지에 포함된 이동노드의 MAC 주소와 NAR 자신의 IP 네트워크 프리픽스 정보를 이용하여 생성한다. IPv6 Stateful auto-configuration의 경우 DCHPv6 서버로부터 이동노드를 위한 NCoA를 수신한다. 이렇게 설정된 새로운 NCoA 정보는 CoA-PoA 매핑 테이블에 업데이트된다.
NAR(140)은 NCoA 생성 후, IP 터널 설정 결과를 알리는 PHAck(Proxy Handover Acknowledgement) 메시지를 PAR(120)로 회신한다(S220). NAR(140)은 PCoA와 Target PoA 주소간의 매핑 관계를 이용하여, 설정된 터널을 통해 터널링되는 패킷의 목적지 주소가 PCoA인 경우, 상기 패킷을 Target PoA측으로 포워딩한다(S225).
NAR(140)은 새롭게 설정된 NCoA(New Care of Address) 정보를 Target PoA(130)로 알리기 위하여, 이동노드의 MAC 주소, NCoA, HoA 및 HA 주소를 포함하는 Conf_NCoA 메시지를 생성하여 Target PoA(130)로 전송한다(S230).
NAR(140)은 NCoA와 Target PoA 주소간의 매핑 관계를 CoA-PoA 매핑 테이블에 저장한다(S235). 새로운 네트워크에서 이동노드(100)로 향하는 패킷의 전달을 위하여, NAR(140)에서 Target PoA(130)로의 패킷 전달은 CoA-PoA 매핑 테이블을 활용하며, Target PoA(130)에서 이동노드(100)로의 패킷 전달은 이동노드의 MAC 주소를 이용한다.
NAR(140)은 이동노드가 새로운 네트워크에서 IPv6 연결성을 확보할 때까지, 해당 NCoA에 대한 버퍼링을 수행한다(S240). 이동노드(100)는 통상의 IP 동작에 의해서 새로이 설정된 NCoA 정보를 NAR(140)에 업데이트하기 위하여 Neighbor Advertisement(NA) 메시지를 NAR(140)로 전송한다(S250). 버퍼링되던 패킷은 이동노드(100)로부터 통상의 IP 동작에 의해서 새로이 설정된 NCoA 정보를 업데이트하였다는 메시지 즉, NA(Neighbor Advertisement) 메시지를 수신하였을 때(S250), 버퍼링되던 패킷을 이동노드(100)로 포워딩한다(S255). Target PoA(130)는 새로 생성된 NCoA를 BU(Binding Update) 메시지를 이용하여 HA로 알려주어(S245), HA가 CoA를 업데이트하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 프락시 모바일 IP를 위한 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, IPv4 프로토콜이 탑재된 이동노드에 대한 빠른 핸드오버 방법이 개시된다. Serving PoA(110)는 이동노드의 MAC 주소, HoA, HA 주소 및 Target PoA 주소를 포함하는 PFBU(Proxy Fast Binding Update) 메시지를 PFA(Previous Foreign Agent)(120)로 전송한다(S300).
PFA(120)는 NFA(New Foreign Agent)(140)와의 IP 터널을 설정하기 위하여, 이동노드의 MAC 주소, HoA, HA 주소 및 Target PoA 주소를 포함하는 PHI(Proxy Handover Initiate) 메시지를 NFA(140)로 전송한다(S305).
NFA(140)는 PHI 메시지 수신시, HoA와 Target POA 주소와의 매핑 관계를 CoA-PoA 매핑 테이블에 저장하여(S310), 향후 터널링되는 패킷의 outer 헤더 처리 후, inner 헤더의 목적지 주소가 HoA 일 경우 해당 패킷을 Target PoA로 전달한다. 그리고, NFA(120)는 IP 터널 설정 결과를 알리는 PHAck(Proxy Handover Acknowledgement) 메시지를 PFA(120)로 회신한다(S315).
NFA(140)는 이동노드의 MAC 주소, 자신의 IP 주소, HoA 및 HA 주소를 포함하는 Notify_NCoA 메시지를 Target PoA(130)로 전송하여 자신의 주소의 정보를 Target PoA(130)로 알린다(S320).
Target PoA(130)는 NCoA 정보를 업데이트하기 위한 Registration Request(RR) 메시지를 HA(Home Agent)(150)로 전송한다(S325).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, Proxy Mobile IP를 위한 빠른 핸드오버 매커니즘을 지원함으로써 이동노드의 IP 프로토콜 스택의 변경 및 추가 없이 다른 IP 서브넷/링크간 이동시 패킷 소실 및 지연을 줄이는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. IPv6 프로토콜을 탑재한 이동노드가 Serving PoA 및 PAR을 포함하는 제1 서브넷에서 Target PoA 및 NAR을 포함하는 제2 서브넷으로 이동시 핸드오버 방법에 있어서,
    상기 Serving PoA가 PAR로 바인딩 갱신 메시지를 전송하는 단계;
    상기 PAR이 상기 NAR과의 IP 터널 설정을 위하여 프락시 핸드오버 시작 메시지를 전송하고, 상기 NAR로부터 IP 터널 설정 결과를 알리는 메시지를 수신하는 단계;
    상기 NAR이 새로운 CoA를 생성하고, 상기 새롭게 생성된 CoA를 상기 Target PoA로 알리는 단계;
    홈 에이전트의 CoA를 갱신하기 위하여, 상기 Target PoA에서 상기 홈에이전트로 상기 새로운 CoA를 전송하는 단계; 및
    상기 이동 노드가 통상의 IP 동작에 의해 상기 새롭게 생성된 CoA를 NAR에 업데이트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PAR 및 NAR은 계층 3 IP 연결을 지원하고, 상기 Serving PoA 및 Target PoA는 이동노드와 계층 2 무선접속을 지원하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 CoA 생성 단계는,
    IPv6 stateless auto-configuration의 경우, 상기 이동노드의 MAC 주소와 상기 NAR의 IP 네트워크 프리픽스 정보를 기초로 상기 새로운 CoA를 생성하는 단계; 및
    IPv6 Statelful auto-configuration의 경우, DHCPv6 서버로부터 상기 이동노드를 위한 새로운 CoA를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 NAR은 상기 이동 노드의 이전 CoA와 상기 Target PoA의 주소를 매핑하는 단계; 및
    상기 NAR은 상기 매핑 관계를 기초로, 이전 CoA를 목적지로 하는 패킷 수신시, 상기 수신한 패킷을 상기 Target PoA로 포워딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 Target PoA는 상기 이동노드의 MAC 주소를 이용하여 상기 패킷을 이동노드로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위 한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 NAR은 상기 새로운 CoA와 상기 Target PoA의 주소를 매핑하는 단계; 및
    상기 NAR은 상기 새로운 CoA로 향하는 패킷을 버퍼링하는 단계; 및
    상기 이동노드가 상기 Target PoA에 접속되면, 상기 NAR은 상기 버퍼링된 패킷을 상기 이동노드로 포워딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 포워딩 단계는,
    상기 NAR은 상기 이동노드로부터 상기 새로운 CoA가 설정되었다는 메시지를 수신하면 상기 패킷을 포워딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv6에서의 빠른 핸드오버 방법.
  8. IPv4 프로토콜을 탑재한 이동 노드가 Serving PoA 및 PFA를 포함하는 제1 서브넷에서 Target PoA 및 NFA를 포함하는 제2 서브넷으로 이동시 핸드오버 방법에 있어서,
    상기 Serving PoA가 PFA로 바인딩 갱신 메시지를 전송하는 단계;
    상기 PFA가 NFA와의 IP 터널 설정을 위하여 프락시 핸드오버 시작 메시지를 전송하고, 상기 NFA로부터 IP 터널 설정 결과를 알리는 메시지를 수신하는 단계;
    상기 NFA가 자신의 주소 정보를 상기 Target PoA로 알리는 단계; 및
    홈 에이전트의 CoA를 갱신하기 위하여, 상기 Target PoA가 새로운 CoA 정보를 상기 홈에이전트로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    홈 어드레스와 상기 Target PoA 주소와의 매핑 관계를 저장한 후, 터널링되는 패킷의 outer 헤더 처리후, inner 헤더의 목적지 주소가 홈 어드레스(HoA)인 경우, 상기 패킷을 상기 Target PoA로 포워딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 PFA 및 NFA는 계층 3 IP 연결을 지원하고, 상기 Serving PoA 및 Target PoA는 상기 이동노드와 계층 2 무선접속을 지원하는 것을 특징으로 하는 프락시 모바일 IP를 위한 IPv4에서의 빠른 핸드오버 방법.
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