KR100789797B1 - A method and system for a low-overhead mobility management protocol in the internet protocol layer - Google Patents
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Abstract
복수의 라우터와 복수의 이동 노드(MN)를 포함하는 이동 인터넷 통신을 지원하는 시스템 및 방법이 제공된다. 각 라우터는 고유의 통신 주소를 가진다. 각 MN은 홈 라우터와 관련된다. 라우터가 홈 라우터인 경우, 라우터의 통신 주소는 각각의 그러한 MN의 현재 위치에 대응되고 각 MN을 식별하는 관련 이동 노드 위치 리스트를 각 라우터는 가지고 있다. MN의 현재 위치에 대응되는 통신 주소로 서로 다른 라우터의 MN의 홈 라우터 통신 주소에 대해서 통신하여서, 다른 라우터를 통해서 현재 위치로의 통신이 설정된다. 따라서, 선택된 MN의 현재 위치에 대응되는 통신 주소를 결정하기 위해서 선택된 MN의 홈 라우터의 이동 노드 위치 리스트를 접속하는 것과 데이터 통신을 그 결정된 통신 주소에 지정(direct)하는 것에 의해서, 대응되는 노드(CN)로부터 선택된 MN으로의 데이터 통신이 이루어진다. A system and method are provided for supporting mobile Internet communications including a plurality of routers and a plurality of mobile nodes (MNs). Each router has a unique communication address. Each MN is associated with a home router. If the router is a home router, each router has a list of associated mobile node locations that correspond to the current location of each such MN and identify each MN. By communicating about the home router communication addresses of MNs of different routers with a communication address corresponding to the current location of the MN, communication to the current location is established through other routers. Thus, by connecting the mobile node location list of the selected MN's home router to determine the communication address corresponding to the current location of the selected MN and directing data communication to the determined communication address, the corresponding node ( Data communication from the CN) to the selected MN.
이동 노드, 홈 라우터, 액세스 라우터, 이동 노드 위치 리스트 Mobile node, home router, access router, mobile node location list
Description
도 1은 인터넷과 관련된 이동 네트워크의 아키텍쳐와 토폴로지의 구조도.1 is a structural diagram of architecture and topology of a mobile network associated with the Internet.
도 2는 본 발명의 교시에 따른 액세스 라우터를 위한 노드 위치 테이블의 도시.2 is an illustration of a node location table for an access router in accordance with the teachings of the present invention.
도 3은 종래의 인터넷 데이터그램의 도시.3 shows a conventional internet datagram.
도 4는 본 발명의 교시에 따른 인터넷 제어 메시지 프로토콜 (ICMP) 포맷을 나타내는 도면,4 illustrates an Internet Control Message Protocol (ICMP) format in accordance with the teachings of the present invention;
도 5는 본 발명의 교시에 따른 사용자 데이터 프로토콜(UDP) 메시징 포맷을 나타내는 도면.5 illustrates a user data protocol (UDP) messaging format in accordance with the teachings of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 적용 가능한 인터넷과 관련된 이동 네트워크의 아키텍쳐와 토폴로지의 구조도.6 is a structural diagram of architecture and topology of a mobile network related to the Internet applicable to the second embodiment of the present invention.
도 7은 종래의 인터넷 통신 바인딩의 도시.7 illustrates a conventional internet communication binding.
도 8은 본 발명의 교시에 따른 도 6에 나타난 네트워크 주소 변환 라우터(NAT)들 중 하나의 이동-홈 데이터베이스(MHD)의 부분을 도시. 8 illustrates a portion of a mobile-home database (MHD) of one of the network address translation routers (NATs) shown in FIG. 6 in accordance with the teachings of the present invention.
도 9는 본 발명의 교시에 따른 도 6에 나타난 네트워크 주소 변환 라우터(NAT)들 중 하나의 이동-홈 데이터베이스(MHD)의 부분을 도시.
9 illustrates a portion of a mobile-home database (MHD) of one of the network address translation routers (NATs) shown in FIG. 6 in accordance with the teachings of the present invention.
약어(acronym) 테이블Acronym Table
다음과 같은 약어가 본원 명세서에서 사용된다.The following abbreviations are used herein.
ANG 접속 네트워크 게이트웨이(Access Network Gateway)ANG Access Network Gateway
AP 접속점(Access Point)AP Access Point
AR 액세스 라우터(Access Router)AR Access Router
BER 비트-에러율(Bit-Error Rate)BER bit-error rate
CN 대응 노드(Corresponding Node)CN Corresponding Node
COA 주소 관리(Care of Address)COA Address Management
DNS 도메인 이름 서버(Domain Name Server)DNS Domain Name Server
FN 외부 네트워크(Foreign Network)FN Foreign Network
HA 홈 주소(Home Address)HA Home Address
HNI 홈 네트워크 식별자(Home Network Identifier)HNI Home Network Identifier
IANA 인터넷 주소 번호 관리국(Internet Address Numbers Authority)IANA Internet Address Numbers Authority
ICMP 인터넷 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protocol)ICMP Internet Control Message Protocol
IETF 인터넷 기술 태스크포스(Internet Engineering Task Forces)IETF Internet Engineering Task Forces
IP 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)IP Internet Protocol
IP in IP 인터넷 프로토콜-내-인터넷 프로토콜(Internet Protocol-in-Internet Protocol) IP in IP Internet Protocol-in-Internet Protocol
MCN 이동 통신 네트워크(Mobile Communication Network)MCN Mobile Communication Network
MHD 이동-홈 데이터베이스(Mobile-Home Database)MHD Mobile-Home Database
MN 이동 노드(Mobile Node)MN Mobile Node
NAT 네트워크 주소 변환 라우터(Network Address Translation Router)NAT Network Address Translation Router
NDP 인접 발견 프로토콜(Neighborhood Discovery Protocol)NDP Neighborhood Discovery Protocol
NLT 노드 위치 테이블(Node Location Table)NLT Node Location Table
OSPF 개방 최단 경로 우선(Open Shortest Path First)OSPF Open Shortest Path First
QoS 서비스 품질(Quality of Service)QoS Quality of Service
TCP/IP 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)TCP / IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol
UDP 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)UDP User Datagram Protocol
VA 방문 주소(Visiting Address)VA Visiting Address
3GPP 제3세대 파트너쉽 프로젝트(Third Generation Partnership Project)3GPP Third Generation Partnership Project
본 발명은 실시간 및 비실시간 서비스 모두를 포함하는 다수의 유형의 트래픽 흐름을 또한 지원하는 고속 데이터 통신이 가능한 이동 인터넷 통신의 시스템 및 방법에 대한 것이다. 특히 본 발명은 다수의 관리 도메인 내의 이동 노드(Mobile Node, MN)의 이동성을 관리하는 방법에 관한 것이다. 한 실시예에서, 다수의 관리 도메인은 네트워크 주소 변환 가능 라우터(NAT)를 인터넷 통신을 위해서 사용한다. The present invention is directed to a system and method of mobile Internet communications capable of high speed data communications that also support multiple types of traffic flows, including both real-time and non-real-time services. In particular, the present invention relates to a method for managing mobility of Mobile Nodes (MNs) in a plurality of administrative domains. In one embodiment, multiple administrative domains use network address translatable routers (NATs) for Internet communications.
이동 네트워크에서, 각 이동 노드(MN)는 단일 접속점(AP)과 통신하고, 그 AP와 관련되는 액세스 라우터(AR)를 통해서 통신을 수신한다. 이 상황은 인터넷에 MN의 부가된 단일점(single point)으로 나타내진다. 종래, 이동성 관리 스킴은 2-레벨 계층적 접근법을 이동 인터넷 프로토콜(IP)에 사용한다. MN이 홈(home) AP로부터 이동되었을 때, 통상 대응 노드(CN)로 불리는 소스 노드로부터 수신된 데이터그램(datagram)에 새로운 헤더를 부가하여 MN의 현재 IP 주소에 대한 CN 통신을 방향변경하고 "터널링(tunnel)"하는 것에 의해서, 홈 AR은 데이터그램으로 통신을 수신하고 재패키징(repackage)한다. 이 새로운/재패키징된 데이터그램은, 통상 인터넷 프로토콜-내-인터넷 프로토콜(IP-in-IP)로 불리는 캡슐화(encapsulate)인, 원래의 CN 데이터그램을 그 데이터 부분에 캡슐화한다. In a mobile network, each mobile node (MN) communicates with a single access point (AP) and receives communication through an access router (AR) associated with that AP. This situation is represented by the MN's added single point to the Internet. Conventionally, mobility management schemes use a two-level hierarchical approach to Mobile Internet Protocol (IP). When the MN is moved from the home AP, it redirects the CN communication to the MN's current IP address by adding a new header to the datagram received from the source node, commonly called the correspondent node (CN). Tunneling ", the home AR receives and repackages the communication as a datagram. This new / repackaged datagram encapsulates the original CN datagram in its data portion, which is encapsulate, commonly referred to as Internet Protocol In-IP Protocol (IP-in-IP).
네트워크 주소 변환 가능 라우터(NAT)는 사설 네트워크를 인터넷에 연결시키는데 사용될 수 있다. 도 7에 도시되듯이, 종래의 인터넷 통신은 서로 간에 통신하는 노드들을 식별하는 NAT들 사이에 48 비트 바인딩(binding)을 설정하여 수행된다. 인터넷 주소 번호 관리국(Internet Address Numbers Authority, IANA)에 의해서 한 세트의 등록된 24 비트 전역 주소와 한 세트의 등록되지 않은 24 비트 국부적(local) 어드레스로 주소 공간이 나누어진다. 사설 네트워크는 등록되지 않은 주소 공간으로부터 임의의 주소를 사용할 수 있다. 공공(public) 또는 전역 주소는 등록이 되어야 하고 이러한 풀(pool)로부터의 하나의 주소는 각각의 NAT에 지정된 다. Network address translatable routers (NATs) can be used to connect private networks to the Internet. As shown in Fig. 7, conventional internet communication is performed by establishing a 48 bit binding between NATs identifying nodes communicating with each other. The address space is divided by a set of registered 24-bit global addresses and a set of unregistered 24-bit local addresses by the Internet Address Numbers Authority (IANA). Private networks can use any address from an unregistered address space. Public or global addresses must be registered and one address from this pool is assigned to each NAT.
본 발명자는, 이동 노드(MN)들이 그들의 사설 네트워크 내에서 이동하는 것이 허용되고 MN들이 한 사설 네트워크에서 다른 사설 네트워크로 이동하는 것이 허용되는 경우를 취급하도록, 전통적인 네트워크 주소 변환 기능을 변경하는 것이 바람직하다고 인식하였다. The inventors preferably modify the traditional network address translation functionality to handle cases where mobile nodes (MNs) are allowed to move within their private network and MNs are allowed to move from one private network to another. It was recognized.
본 발명은 이동 대기(mobile air) 인터페이스에서 사용하기 위해서 이동성 관리와 최적의 라우팅(routing)을 결합하는 새로운 시스템 및 방법에 대한 것이다. The present invention is directed to a new system and method that combines mobility management with optimal routing for use in a mobile air interface.
이동 인터넷 통신을 지원하기 위한 네트워크 시스템은 복수의 라우터를 포함하고 복수의 이동 노드(MN)가 제공된다. 각 라우터는 고유의 통신 주소를 가지고 있다. 각 MN은 서로 다른 위치의 서로 다른 라우터를 통해서 인터넷에 통신할 수 있도록 다양한 위치에 대해서 이동이 가능하다. 각 MN은 홈 라우터에 관련된다. A network system for supporting mobile internet communication includes a plurality of routers and a plurality of mobile nodes (MNs) are provided. Each router has a unique communication address. Each MN can move to various locations to communicate with the Internet through different routers in different locations. Each MN is associated with a home router.
각 라우터는 각 MN을 식별하는 관련 이동 노드 위치 리스트를 가지고 있고, 각 라우터는 홈 라우터이고 라우터의 통신 주소는 각 그러한 MN의 현재 위치에 대응된다. MN이 하나의 라우터를 통해서 인터넷으로 통신하는 것인 이전 위치에서 MN이 서로 다른 라우터를 통해서 인터넷으로 통신하는 것인 현재 위치로, 각 MN이 이동이 가능하다. MN의 현재 위치에 대응되는 통신 주소로 서로 다른 라우터의 MN의 홈 라우터 통신 주소에 대해서 통신하여서, 서로 다른 라우터를 통해서 현재 위치에서의 통신이 설정된다. 따라서, 선택된 MN의 현재 위치에 대응되는 통신 주소를 결정하기 위해서 선택된 MN의 홈 라우터의 이동 노드 위치 리스트를 접속하는 것과 데이터 통신을 그 결정된 통신 주소에 지향(direct)하는 것에 의해서, 대응되는 노드(CN)로부터 선택된 MN으로의 데이터 통신이 이루어진다. Each router has a list of associated mobile node locations that identify each MN, each router being a home router and the communication address of the router corresponds to the current location of each such MN. From the previous location where the MN communicates to the Internet through one router, from the previous location where the MN communicates to the Internet through different routers, each MN is mobile. By communicating about the home router communication addresses of the MNs of different routers with the communication addresses corresponding to the current locations of the MNs, communication at the current locations is established through the different routers. Thus, by connecting the mobile node location list of the selected MN's home router to determine the communication address corresponding to the current location of the selected MN and directing data communication to the determined communication address, the corresponding node ( Data communication from the CN) to the selected MN.
한 실시예에서, 네트워크는 복수의 액세스 라우터(AR)를 라우터로서 포함한다. 각 AR은 고유의 인터넷 프로토콜(IP) 주소와 AR들이 MN들에 대해서 데이터를 통신하는 지리적 접속 범위를 가진다. 각 MN은 홈 AR과 관련되고 각 AR은 노드 위치 테이블(NLT)에 관련된 대응 이동 노드 위치 리스트를 가진다. NLT는 어떤 AR이 홈 AR 인지 각 MN을 식별하고 그러한 각 MN의 현재 위치의 IP 주소를 식별한다. In one embodiment, the network includes a plurality of access routers (ARs) as routers. Each AR has a unique Internet Protocol (IP) address and a geographic access range through which the ARs communicate data to the MNs. Each MN is associated with a home AR and each AR has a corresponding mobile node location list associated with the node location table NLT. The NLT identifies each MN which AR is the home AR and identifies the IP address of the current location of each such MN.
각 MN은 그 홈 AR의 접속 범위의 바깥부분으로 이동이 가능하여 다른 AR 들 중 선택된 하나의 접속 범위내의 위치로 이동하여 선택된 AR을 통해서 데이터를 수신할 수 있다. 이렇게 하기 위해서, MN은 그 홈 AR에 대해서 그 현재 위치로서 선택된 AR의 IP 주소를 통신한다. 따라서 보통 대응 노드(CN)로 불리는 다른 노드로부터, 선택된 노드로의 통신은 선택된 MN의 홈 AR의 IP 주소에 대한 조회를 지향하고 선택된 MN의 홈 AR의 NLT로부터 선택된 MN의 현재 위치의 IP 주소를 수신하고 데이터 통신을 수신된 IP 주소로 지정하는 것에 의해서 통신이 된다. Each MN may move outside the access range of the home AR to move to a position within a selected access range of other ARs and receive data through the selected AR. To do this, the MN communicates the IP address of the AR selected as its current location for that home AR. Thus, from another node, usually called a correspondent node (CN), communication to the selected node directs a lookup for the IP address of the selected AR's home AR and retrieves the IP address of the current location of the selected MN from the NLT of the selected AR's home AR. Communication is achieved by receiving and assigning data communication to the received IP address.
바람직하게는, 네트워크 시스템은 복수의 접속점(AP)을 포함한다. 적어도 하나의 AP는 각 AR과 관련되어서, MN들이 AP들을 통해서 AR들과 통신하도록 한다. 각 AP는 AP가 MN들에 대해서 통신을 하는 접속 범위를 가진다. 주어진 AR과 관련된 AP의 접속 범위는 그 AR의 접속 범위를 집합적으로 한정한다. Preferably, the network system comprises a plurality of access points (APs). At least one AP is associated with each AR, allowing the MNs to communicate with the ARs through the APs. Each AP has an access range through which the AP communicates with the MNs. The access range of an AP associated with a given AR collectively defines the access range of that AR.
바람직하게는 네트워크 시스템은 또한 복수의 접속 네트워크 게이트웨이(ANG)를 포함한다. 적어도 하나의 AR은 각 ANG와 관련되어 있고 각 ANG 는 인터넷과 결합되어 있다.Preferably the network system also includes a plurality of access network gateways (ANGs). At least one AR is associated with each ANG and each ANG is associated with the Internet.
인터넷 상에서 대응 노드(CN)와 이동 노드(MN) 사이에 표준 포맷 데이터그램을 사용하는 새로운 통신 방법이 제공된다. 일반적으로 인터넷 데이터그램을 위한 표준 포맷은 헤더 부분과 데이터 부분을 가지고, 헤더 부분은 소스 인터넷 프로토콜(IP) 주소와 수신지 IP 주소와 프로토콜 유형을 가진다. 본 발명의 방법에서, CN은 첫 번째 IP 주소를 가지는 라우터를 통해서 인터넷과 통신하고, MN은 두 번째 IP 주소를 가지는 홈 액세스 라우터(AR)와 관련되어 있고, MN은 세 번째 IP 주소를 가지는 AR을 통해서 인터넷과 통신한다. 두 번째 및 세 번째 주소는 MN이 홈 AR을 통해서 통신하는 경우 동일하다. A new communication method is provided using standard format datagrams between correspondent nodes (CNs) and mobile nodes (MNs) on the Internet. In general, the standard format for Internet datagrams has a header part and a data part, and the header part has a source Internet Protocol (IP) address and a destination IP address and protocol type. In the method of the present invention, the CN communicates with the Internet via a router having a first IP address, the MN is associated with a home access router (AR) having a second IP address, and the MN is an AR having a third IP address. Communicate with the Internet via The second and third addresses are the same when the MN communicates through the home AR.
CN은 헤더 소스 IP 주소로서 첫 번째 IP 주소를 헤더 수신지 주소로서 두 번째 IP 주소를 헤더 프로토콜 유형으로서 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP)을 가져서 식별되는 첫 번째 데이터그램-첫 번째 데이터그램의 데이터 부분 내에 MN의 위치에 대한 조회(query)를 포함-을 송신한다. 홈 AR은 CN으로부터 첫 번째 데이터그램을 수신하고, 헤더 소스 IP 주소로서 두 번째 IP 주소를 헤더 수신지 주소로서 첫 번째 IP 주소를 헤더 프로토콜 유형으로서 ICMP을 가져서 식별되는 두 번째 데이터그램- 두 번째 데이터그램의 데이터 부분 내에 세 번째 IP 주소를 포함하는 조회 응답을 포함-으로 응답한다. 이 두 번째 데이터그램을 CN이 수신하고, 헤더 소스 IP 주소로서 첫 번째 IP 주소를 헤더 수신지 주소로서 세 번째 IP 주소를 헤더 프로토콜 유형으로서 데이터 메시지 프로토콜을 가져서 식별되는 세 번째 데이터그램-세 번째 데이터그램의 데이터 부분 내에 MN의 식별과 MN에 대한 통신 데이터를 포함-으로 적어도 응답한다. MN이 통신중일 때 AR을 통해서 세 번째 데이터그램 내에 포함된 통신 데이터를 MN이 수신한다. The CN is in the data portion of the first datagram-first datagram identified by having the Internet Control Message Protocol (ICMP) as the header source IP address, the first IP address as the header destination address, and the second IP address as the header protocol type. Send a query for the location of the MN. The home AR receives the first datagram from the CN, the second datagram identified by having the second IP address as the header source IP address, the first IP address as the header destination address, and ICMP as the header protocol type-the second data. Respond with an inquiry response containing the third IP address in the data portion of the gram. Third datagram-third data identified by the CN receiving this second datagram, having the data message protocol as the header source IP address, the first IP address as the header destination address, and the third IP address as the header protocol type. Respond at least with the identification of the MN and communication data for the MN in the data portion of the gram. When the MN is communicating, the MN receives communication data contained in the third datagram through the AR.
바람직하게는 홈 AR은 AR이 홈 AR인 각 MN을 식별하는 노드 위치 테이블(NLT)과 그러한 각 MN 의 현재 위치의 IP 주소를 유지한다. 홈 AR은 노드 위치 테이블(NLT)을 참조하여서 두 번째 데이터그램의 데이터 부분을 생성한다. Preferably, the home AR maintains a node location table (NLT) identifying each MN whose AR is a home AR and the IP address of its current location. The home AR references the node location table (NLT) to generate the data portion of the second datagram.
바람직하게는 MN이 그 홈 AR이 아닌 AR을 통해서 인터넷과 통신할 때 표준 포맷 데이터그램을 MN이 송신한다. MN 데이터그램은 헤더 소스 IP 주소로서 세 번째 IP 주소를 헤더 수신지 주소로서 두 번째 IP 주소를 헤더 프로토콜로서 사용자 데이터 프로토콜(UDP)을 포함하는 MN 데이터그램으로서 MN 데이터그램이 데이터 부분 내에 홈 AR의 식별과 세 번째 IP 주소를 포함한다. MN 데이터그램을 홈 AR이 수신하고 홈 AR과 관련된 NLT를 따라서 갱신하도록 데이터 부분을 사용한다. Preferably the MN transmits a standard format datagram when the MN communicates with the Internet via an AR that is not its home AR. The MN datagram is an MN datagram that includes User Data Protocol (UDP) as the header source IP address as the header IP address and the second IP address as the header protocol. Includes an identification and a third IP address. The data portion is used so that the home AR receives the MN datagram and updates it along the NLT associated with the home AR.
다른 실시예에서, 각 라우터는 네트워크 주소 변환 라우터(NAT)이다. 시스템은 바람직하게는 각각 네트워크 주소 변환 라우터(NAT)와 고유의 전역 주소를 가지는 복수의 네트워크와, NAT와 관련된 적어도 하나의 호스트와, 적어도 하나의 이동 노드(MN)를 포함한다. MN들은 호스트를 통해서 시스템 내에서 통신할 수 있다. In another embodiment, each router is a network address translation router (NAT). The system preferably comprises a network address translation router (NAT) and a plurality of networks each having a unique global address, at least one host associated with the NAT, and at least one mobile node (MN). MNs can communicate in the system through a host.
각 호스트는 하나의 NAT와 관련되고 MN에 대해서 통신할 수 있는 서비스 영역을 가진다. 각 MN은 MN의 디폴트 바인딩을 정의하기 위해서 홈 네트워크의 NAT의 전역 주소와 쌍으로 된 디폴트 국부적 주소를 한정하는 홈 네트워크내의 홈 호스트를 가진다. Each host has a service area associated with one NAT and able to communicate to the MN. Each MN has a home host in the home network that defines a default local address paired with the global address of the NAT of the home network to define the default binding of the MN.
본 발명은 그 이동 노드 위치 리스트로서 관련 이동-홈 데이터베이스(MHD)를 가지는 각 네트워크의 NAT를 제공하며, 네트워크를 홈 네트워크로 가지는 MN은 a) 네트워크 내의 호스트와 MN의 현재 관련의 국부적 주소 또는 b)다른 네트워크의 NAT의 전역 주소 및 다른 네트워크 내의 호스트와 MN의 관련의 국부적 주소에 의해서 정의되는 바인딩을 식별하는 것이다. 각 네트워크의 NAT의 MHD는 또한 각 방문 MN 즉, MN이 네트워크 내의 호스트와 서로 관련되지만 MN의 현재 호스트 관련의 국부적 주소를 가지는 다른 홈 네트워크를 가지고 있는 것인 각 방문 MN을 식별한다. The present invention provides a NAT of each network having an associated mobile-home database (MHD) as its mobile node location list, where the MN having the network as its home network is a) a local address of the current association of the MN with a host in the network or b. It identifies a binding defined by the global address of the NAT of another network and the local address of the host's association with the MN in another network. The MHD of the NAT of each network also identifies each visited MN, that is, each visited MN with which the MN has a different home network that correlates with a host in the network but has a local address relative to the current host of the MN.
각 MN은, 또한 첫 번째 NAT를 가지는 첫 번째 네트워크 내의 첫 번째 관련된 호스트를 통해서 MN이 데이터를 통신하는 위치로부터, 첫 번째 네트워크 내의 두 번째 호스트의 서비스 영역내의 위치로서, 두 번째 호스트를 통해서 데이터를 통신하기 위한 위치로 이동될 수 있다. 첫 번째 NAT의 MHD에 대해서 두 번째 호스트와 관련된 MN을 반영하는 국부적 주소를 통신하는 것에 의해서 두 번째 호스트를 통한 데이터 통신이 가능해 진다. Each MN also sends data through the second host as a location in the service area of the second host in the first network, from where the MN communicates data through the first relevant host in the first network with the first NAT. May be moved to a location for communicating. For the MHD of the first NAT, data communication through the second host is made possible by communicating a local address that reflects the MN associated with the second host.
각 MN은, 또한 첫 번째 네트워크 내의 첫 번째 관련된 호스트를 통해서 MN이 데이터를 통신하는 위치로부터, 두 번째 NAT를 가지는 다른 두 번째 네트워크 내의 세 번째 호스트의 접속 범위 내의 위치로 세 번째 호스트를 통해 데이터를 통신하기 위한 위치로 이동될 수 있다. 두 번째 NAT의 MHD에 대해서 세 번째 호스트와 연관된 MN을 반영하는 국부적 주소를 통신하는 것에 의해서 세 번째 호스트를 통한 데이터 통신이 가능해 진다. 여기서 두 번째 네트워크는 MN의 홈 네트워크가 아닌 것이고, 또한 두 번째 NAT의 전역 주소 및 세 번째 호스트와 관련된 MN을 반영하는 새로운 국부적 주소를 포함하는 바인딩을 MN의 홈 네트워크의 NAT의 MHD에 대해서 MN은 또한 통신하는 것이다. Each MN also sends data through the third host from a location where the MN communicates data through the first associated host in the first network, to a location within the reach of a third host in another second network with a second NAT. May be moved to a location for communicating. For the MHD of the second NAT, data communication through the third host is made possible by communicating a local address that reflects the MN associated with the third host. Where the second network is not the home network of the MN, and also binds a new local address that reflects the global address of the second NAT and the MN associated with the third host. It is also communication.
MN의 홈 네트워크의 NAT의 MHD 내의 반영된 바인딩 또는 MN의 디폴트 바인딩에 기초하여 바인딩을 설정하는 것에 의해서, 대응 노드(CN)로부터 선택된 MN으로의 데이터 통신이 선택된 MN으로 통신되도록 하는 것을 시스템이 가능하게 한다. 바인딩이 설정된 NAT는 통신을 MN에 대해서 식별된 국부적 주소로 지향한다. By establishing a binding based on the reflected binding in the MHD of the NAT of the home network of the MN or the default binding of the MN, the system enables the data communication from the corresponding node CN to the selected MN to be communicated to the selected MN. do. The NAT with the binding established directs communication to the local address identified for the MN.
본 발명의 바람직한 실시예는, 복수의 호스트와 관련된 적어도 하나의 네트워크와, 복수의 MN에 대한 홈 호스트인 적어도 하나의 호스트를 포함한다. 이동성이 아닌 노드들은 시스템 내의 호스트들과 관련될 수 있다. 이러한 노드는 호스트의 네트워크의 MHD내에서 식별될 수 있고 또는 네트워크의 NAT가 비-이동성 노드들에 대해 지향되는 통신에 대해서 MHD를 우회(bypass)하도록 구성될 수 있다. A preferred embodiment of the present invention includes at least one network associated with a plurality of hosts and at least one host that is a home host for the plurality of MNs. Nodes that are not mobile can be associated with hosts in the system. Such a node may be identified within the MHD of the host's network or may be configured to bypass the MHD for communication where the network's NAT is directed to non-mobile nodes.
바람직하게는, 각 네트워크의 NAT의 MHD는 24 비트 국부적 및 전역 주소와 위치 필드를 식별한다. 홈 네트워크로서 그 네트워크를 가지는 각 MN은 NAT의 MHD내에서 a) 네트워크 내의 호스트와 MN의 현재 관련의 국부적 주소와 널 전역 주소와 위치 필드 내의 홈 플래그, 또는 b) 다른 네트워크 내의 호스트와 MN의 관련의 국부적 주소와 다른 네트워크의 NAT의 전역 주소와 위치 필드 내의 어웨이 플래그에 의해서 정의되는 바인딩으로 식별된다. 각 방문 MN은 바람직하게는 MN의 현재 호스트 관련의 국부적 주소와 널 전역 주소와 위치 필드 내의 홈 플래그에 의해서 방문되는 네트워크의 NAT의 MHD 내에서 식별된다. 대응 위치 필드가 어웨이 플래그 일 때, MN의 홈 네트워크의 NAT의 MHD 내에서 반영되는 바인딩에 기초하여, 바인딩이 소스/대응 노드(CN)와 MN 사이에 설정된다. Preferably, the MHD of the NAT of each network identifies 24-bit local and global address and location fields. Each MN that has that network as its home network is in the MHD of the NAT a) the home flag in the MN's current relative local address and null global address and location fields in the network, or b) the association of the MN with a host in another network. It is identified by the binding defined by the local address of and away flag in the global address and location field of the NAT of the other network. Each visited MN is preferably identified in the MHD of the NAT of the network visited by the MN's current host-relative local address and the home flag in the null global address and location fields. When the corresponding location field is an away flag, a binding is established between the source / corresponding node CN and the MN based on the binding reflected in the MHD of the NAT of the home network of the MN.
본 발명은 독립적으로 인터넷 백본에 NAT를 통해서 연결된 다수의 사설 네트워크로 구성되는 인터넷 아키텍쳐를 구현하는 데 사용될 수 있다. 동일한 사설 네트워크 내의 호스트들은 다른 호스트들과 통신할 수 있고 또한 인터넷 백본을 통해서 다른 외부 호스트들과 통신할 수 있다. 각 사설 네트워크 내의 라우터는 그 고유의 국부적 경로(routes)를 유지하며, 백본 내의 라우터는 그 고유의 외부 경로를 유지한다. 좀 더 상세히는, 특정 도메인 내의 라우터는 도메인 밖의 경로에 대해서 인식하지 못한다. 유사하게, 백본(공공) 라우터는 어떠한 국부적 주소의 경로도 인식하지 못한다. The present invention can be used to implement an internet architecture consisting of a plurality of private networks independently connected to the Internet backbone via NAT. Hosts in the same private network can communicate with other hosts and also with other external hosts through the Internet backbone. Routers in each private network maintain their own local routes, and routers in the backbone maintain their own external routes. More specifically, routers within a particular domain are not aware of paths outside the domain. Similarly, backbone (public) routers do not recognize the path of any local address.
본 시스템과 방법의 다른 목적과 장점들은 이어지는 발명의 구성을 통해서 당업자에게 명확하게 될 것이다.Other objects and advantages of the present systems and methods will become apparent to those skilled in the art through the construction of the invention that follows.
본 발명은 특히 현재의 3GPP 이동 IP같은 현존하는 이동성 관리 프로토콜에 대해서 개선을 제공한다. 본 발명은 IP 데이터그램내의 원래 CN의 정체성을 포함하면서 동시에 CN에서 MN으로의 IP-내-IP 캡슐화의 필요성을 제거하고, OSPF 즉 이동 IP 에서처럼 홈 AR을 통해서 터널링할 필요가 없게 송신기에서 수신기로의 라우팅을 최적화한다. 비록 본 발명이 무선 및 유선 네트워크 모두에 적용이 가능하지만, 오버헤드의 감소 면에서 본 발명은 특히 3GPP 이동 IP 네트워크에서의 무선인 공기 인터페이스에 대한 통신에 대해서 유용하다.The present invention provides improvements over existing mobility management protocols, in particular the current 3GPP mobile IP. The present invention includes the identity of the original CN in the IP datagram while at the same time eliminating the need for IP-to-IP encapsulation from CN to MN, and eliminating the need to tunnel through the home AR as in OSPF or mobile IP. To optimize routing. Although the present invention is applicable to both wireless and wired networks, in terms of reducing overhead, the present invention is particularly useful for communication over air interfaces that are wireless in 3GPP mobile IP networks.
도 1을 참조하면, 통상의 이동 통신 네트워크(MCN)의 아키텍쳐와 토폴로지가 도시되어 있다. 도시된 요소들은 이어지는 용어 및 정의와 관련된다. 이동 노드(MN)는 인터넷에 부착된 지점을 변경할 수 있는 IP 이동 단말을 의미한다. 접속점(AP)은 MN 들에 대해서 유선 또는 무선 공기-인터페이스 연결을 제공하는 접속점이다. 연속적인 통신 핸드오프(hand-off)를 구현하도록 적용된 본 발명은 통상적으로 무선 MN 인터페이스와 연결하여서만 사용될 수 있다. 액세스 라우터(AR)는 하나 이상의 AP에 연결된 IP 라우터이다. 각 AR은 단일 IP 주소를 나타낸다. 접속 네트워크 게이트웨이(ANG)는 서브네트워크를 인터넷 백본에 연결하는 게이트웨이이다. 동일한 ANG에 연결되는 AR의 조합은 동일한 서브네트워크에 속한다. 역으로, 서로 다른 ANG들에 연결되는 AR들은 서로 다른 네트워크의 부분이다. 1, the architecture and topology of a typical mobile communication network (MCN) is shown. The elements shown are related to the terms and definitions that follow. The mobile node (MN) refers to an IP mobile terminal capable of changing a point attached to the Internet. An access point (AP) is an access point that provides a wired or wireless air-interface connection to MNs. The present invention adapted to implement a continuous communication hand-off can typically only be used in connection with a wireless MN interface. An access router (AR) is an IP router connected to one or more APs. Each AR represents a single IP address. An access network gateway (ANG) is a gateway that connects a subnetwork to the Internet backbone. Combinations of ARs connected to the same ANG belong to the same subnetwork. Conversely, ARs connected to different ANGs are part of different networks.
각 MN은 그의 "홈 네트워크"라 불리는 단일 서브네트워크에 미리 지정된다. 각 홈 네트워크는 홈 네트워크 식별자(HNI)로 불리는 식별자에 의해서 식별된다. 그 홈 네트워크 내에서는, MN은 "홈 AP"로 불리는 접속점에 연결되고, 계속하여 "홈 AR"로 불리는 라우터에 연결된다. 각 AR은 고유의 IP 주소를 가지고, 따라서 MN과 그 홈 AR사이의 링크는 인터넷에 대해서 단일 연결점을 나타낸다. 네트워크 내의 모든 MN은 또한 그 노드 이름이라고도 불리고 호스트-이름으로도 불리는 고정된 값으로 지정된다. MN이 MCN 주위를 움직여도, MN 호스트-이름은 변경되지 않는다. 특히, AR에 연결된 어떤 MN이 특정 MN의 <HNI, 호스트-이름>의 쌍으로서 인터넷 도메인 네트워크 서버에 대해서 조회할 때, DNS는 특정 MN의 홈 AR의 IP 주소를 리턴한다.Each MN is previously assigned to a single subnetwork called its "home network". Each home network is identified by an identifier called a home network identifier (HNI). Within that home network, the MN is connected to an access point called a "home AP" and subsequently connected to a router called a "home AR." Each AR has a unique IP address, so the link between the MN and its home AR represents a single point of connection to the Internet. Every MN in the network is also assigned a fixed value, also called its node name, also called its host-name. Even if the MN moves around the MCN, the MN host-name does not change. In particular, when an MN connected to an AR queries a Internet domain network server as a pair of <HNI, host-name> of a particular MN, DNS returns the IP address of the home AR of that particular MN.
소스 노드에서 목표 노드로 데이터 전송을 달성하기 위해서 TCP/IP(전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜) 데이터 패킷을 전송하는 것은 잘 알려져 있다. IP 헤더 내의 수신지 IP 주소가 패킷을 목표 AR로 라우팅하는데 사용된다. AR은 곧 데이터 패킷을 그에 부착된 모든 AP에 대해서 방송한다. TCP "수신지 포트 번호" 필드는 목표 MN의 호스트-이름을 포함한다. 각 AP는 현재 그에 부착된 MN들의 호스트-이름을 등록한다. 만약 패킷의 포트 번호(호스트-이름)가 등록된 호스트-이름 중 하나와 정합하는 패킷을 수신한다면, 그 패킷은 그 MN에 대한 인터페이스를 통하여 전송된다. 아닌 경우 패킷은 버려진다. It is well known to transmit TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) data packets to achieve data transfer from the source node to the target node. The destination IP address in the IP header is used to route the packet to the target AR. The AR soon broadcasts the data packet to all APs attached to it. The TCP "Destination Port Number" field contains the host-name of the target MN. Each AP currently registers the host-names of the MNs attached to it. If the packet's port number (host-name) receives a packet that matches one of the registered host-names, the packet is sent over the interface to that MN. If not, the packet is discarded.
도 1은 각각이 그 자신의 ANG를 통해서 인터넷과 통신하는 두 개의 서브네트워크(10 및 20)를 도시한다. 첫 번째 서브네트워크(10)는 AR0과 AR1의 AR들을 포함한다. 라우터 AR0은 접속점 AP0,0 및 AP0,1과 관련된다. 이동 노드 MN0,0은 그 홈 AP로서의 AP0,0과 홈 AR로서의 AR0과 관련된다. 이동 노드 MN0,1은 그 홈 AP로서의 AP0,1과 홈 AR로서의 AR0과 관련된다. 서브네트워크(10)의 두 번째 액세스 라우터 AR1은 접속점 AP1,0과 관련된다. 이동 노드 MN1,0 및 MN1,1은 그 홈 AP로서의 AP1,0과 홈 AR로서의 AR1을 가진다.1 shows two
두 번째 서브네트워크(20)는 액세스 라우터 ARi 및 관련된 접속점 APi,0을 포함한다. 이동 노드 MNi,0에서 MNi,k는 그 홈 AP로서의 접속점 APi,0과 그 홈 AR로서의 액세스 라우터 ARi와 관련된다. 간단하게 하기 위해서 단지 이동 노드 MNi,0 , MNi,1 및 MNi,k 만이 도시된다. 접속점 AP1,0과 액세스 라우터 AR1을 통한 첫 번째 서브네트워크(10)를 통한 인터넷과의 통신으로서 이동 노드 MNi,k 가 도시된다. The
본 발명의 이동성 관리 프로토콜은 이동 코어 네트워크 주변을 움직이는 이동 노드를 위해서 설계된 것이다. 이 프로토콜은 단일 서브네트워크 내에서 또는 복수의 서브네트워크를 가로질러서 움직이는 MN들에 대해서 적합한 것이다. 본 발명의 프로토콜에 따르면, 목표가 새로운 AR로 움직일 때마다, 소스는 목표의 새로운 위치를 알게 된다. 만약 MN이 새로운 AP로 움직이더라도, 동일한 AR에 부착되어 있다면, 이 것은 MN과 관련된 IP 주소가 변경되지 않았다는 의미이다. 역으로, MN이 서로 다른 AR에 부착된다면, 이것은 IP 주소가 변경되어서 다른 루트를 나타내게 된다. 예컨대, 이동 노드 MNi,k 는 그 홈 서브네트워크(20)에서 벗어나게 도시되어 있고 라우터 ARi의 주소가 아닌 라우터 AR1의 주소를 통하여 인터넷과 통신하고 있다.The mobility management protocol of the present invention is designed for mobile nodes moving around the mobile core network. This protocol is suitable for MNs moving within a single subnetworks or across multiple subnetworks. According to the protocol of the present invention, whenever the target moves to a new AR, the source knows the new position of the target. If the MN moves to a new AP, but is attached to the same AR, this means that the IP address associated with the MN has not changed. Conversely, if the MNs are attached to different ARs, this will change the IP address to represent a different route. For example, the mobile node MN i, k is shown away from its
그 홈 접속점 AP0,0 대신에 접속점 AP0,1을 통해서 통신하기 위해서, 도 1의 이동 노드 MN0,0은 잠재적으로 재배치(relocate)될 수도 있다. 그러한 경우에, 그 관련된 IP 주소는 변하지 않게 하기 위해서, MN0,0 은 그 홈 액세스 라우터 AR0을 통해서 인터넷과 통신하도록 유지될 수 있다. 그러나, 만약 이동 노드 MN0,0이 접속점 AP1,0을 통해서 인터넷에 접속한다면, MN0,0이 그 홈 서브네트워크(10)내로 유지된다 하더라도, 그 IP 주소는 액세스 라우터 AR1의 주소로 변경할 것이다. In order to communicate via access point AP 0,1 instead of its home access point AP 0,0 , the mobile node MN 0,0 of FIG. 1 may be potentially relocated. In such a case, in order that the associated IP address does not change, MN 0,0 may be maintained to communicate with the Internet through its home access router AR 0 . However, if mobile node MN 0,0 connects to the Internet through access point AP 1,0 , even if MN 0,0 remains in its
정상적인 동작 도중에, MN들은 MCN 전체에 움직일 수 있다. 어떤 주어진 시간에서라도 MN을 위치시키는 능력을 구현하기 위해서, 각 AR은 "노드 위치 테이블"(NLT)로 불리는 디렉토리를 유지한다. NLT는 AR이 홈 AR인 모든 MN의 노드 이름(호스트-이름)의 리스팅(listing)과 MN이 인터넷과 통신중인 AR의 IP 주소에 의해서 반영되는 현재 위치를 포함한다. 만약 MN이 그 홈 AR에 있으면, 곧 IP 주소는 그 홈 AR의 그것이 될 것이다. 그러나, 만약 MN이 홈 AR로부터 이동한다면 곧 IP 주소는 외부 AR의 그것이 될 것이다. During normal operation, the MNs can move throughout the MCN. To implement the ability to locate the MN at any given time, each AR maintains a directory called the "node location table" (NLT). The NLT contains a listing of the node names (host-names) of all MNs whose ARs are home ARs, and the current location reflected by the IP address of the AR with which the MN is communicating with the Internet. If the MN is in the home AR, the IP address will soon be that of the home AR. However, if the MN moves from the home AR, the IP address will soon be that of the external AR.
도 2는 도 1에 도시된 MN들에 대한 진입을 가지는 서브네트워크(20)의 액세스 라우터 ARi와 관련된 노드 위치 테이블(30)을 도시한다. "홈"인 이동 노드들의 현재 위치는 ARi의 IP 주소이다. MNi,k에 대한 현재 IP 주소가, MNi,k 의 도시된 위치와 일치하는 것인 서브네트워크(10)의 라우터 ARi의 IP 주소라는 것을, 테이블(30)은 나타낸다. FIG. 2 shows a node location table 30 associated with the access router AR i of the
IP 데이터그램이 목표 MN으로 송신되기 전에, 소스 또는 대응 노드(CN)의 AR과 목표 MN의 AR 사이에 TCP 연결이 설정되어야 한다. 그러한 이벤트 전에, 소스 CN은 목표 이동의 현재 위치를 확인한다. 이것은 피어(peer) 사이에 표준 포맷 데이터그램을 사용하여 ICMP(인터넷 제어 메시지 프로토콜) 메시지의 쌍을 교환함으로써 달성된다. ICMP는 표준 포맷 인터넷 데이터그램의 데이터 부분 내에서 사용되는 잘 알려진 프로토콜이다. ICMP들은 이전에는 사용되지 않던 유형(20 및 21)의 TYPE 필드를 가진다.
Before the IP datagram is sent to the target MN, a TCP connection must be established between the AR of the source or corresponding node CN and the AR of the target MN. Prior to such an event, the source CN confirms the current position of the target move. This is accomplished by exchanging a pair of ICMP (Internet Control Message Protocol) messages using standard format datagrams between peers. ICMP is a well-known protocol used within the data portion of standard format Internet datagrams. ICMPs have a TYPE field of
도 3은 인터넷 통신을 위한 표준 포맷 데이터그램을 도시한다. 데이터그램은 헤더 부분과 데이터 부분을 포함한다. 헤더 부분은 소스 IP 주소 필드, 수신지 IP 주소 필드, 및 프로토콜 유형 필드를 포함한다. 데이터 부분은 헤더 프로토콜 유형 필드에서 나타내진 프로토콜의 유형에 대응된다. 3 illustrates a standard format datagram for internet communication. The datagram contains a header part and a data part. The header portion includes a source IP address field, a destination IP address field, and a protocol type field. The data portion corresponds to the type of protocol indicated in the header protocol type field.
도 4는 표준 포맷 인터넷 데이터그램의 데이터 부분에서 통신되는 ICMP의 포맷을 나타낸다. 도 4의 ICMP는 유형 필드, 코드 필드, 검사합(checksum) 필드, 식별자 필드, 시퀀스 번호 필드 및 종래의 ICMP 포맷에 따른 선택적인 데이터 필드를 가진다. 본 발명의 ICMP는 바람직하게는 아래에서 상세히 설명되듯이 유형 필드에서 유형(20 또는 21)을 사용하지만, 본 발명의 목적을 위해서 기존에 정의되지 않은 어떠한 유형도 사용할 수 있다. 4 illustrates the format of ICMP communicated in the data portion of a standard format Internet datagram. The ICMP of FIG. 4 has a type field, a code field, a checksum field, an identifier field, a sequence number field, and an optional data field according to the conventional ICMP format. The ICMP of the present invention preferably uses
CN에서 MN으로 데이터를 통신하기 위해서, CN은 우선 목표 MN의 노드-이름을 사용하여 DNS 내로 인덱스(index)되고 종래의 프로토콜에 일치되게 MN의 홈 IP 주소를 인출(retrieve)한다. 다음으로, CN은 헤더 부분 및 데이터 부분내의 ICMP 노드 위치 조회 메시지를 포함하는 표준 포맷 데이터그램을 구성한다. CN 데이터그램 헤더는 헤더 소스 IP 주소로서의 CN의 AR의 IP 주소와, 헤더 수신지 주소로서의 MN의 홈 AR IP 주소와, 현재 ICMP에서 헤더 프로토콜 유형으로 지정된 "1"을 포함한다. ICMP 노드 위치 조회 메시지는 다음 필드 설정을 가지고 제공된다.In order to communicate data from the CN to the MN, the CN first indexes into the DNS using the node-name of the target MN and retrieves the MN's home IP address in accordance with conventional protocols. The CN then constructs a standard formatted datagram that includes an ICMP node location query message in the header portion and the data portion. The CN datagram header includes the IP address of the CN's AR as the header source IP address, the home AR IP address of the MN as the header destination address, and "1" specified as the header protocol type in the current ICMP. The ICMP Node Location Inquiry message is provided with the following field settings:
TYPE=20 - 노드 위치 조회TYPE = 20-Query node location
IDENTIFIER= 노드-이름 - 목표 MN의 노드-이름IDENTIFIER = node-name-node-name of the target MN
필드의 나머지 부분은 종래의 방식대로 채워지고 나머지 IP 데이터그램은 목표 MN의 홈 AR에게로 송신된다. 수신될 때, 목표 MN의 홈 AR은 검사합 데이터를 평가하여 CN으로부터 ICMP 조회 메시지가 적절히 수신되었는지 확인한다. 만약 검사합이 적절한 ICMP 메시지를 나타내지 않으면, 어떤 응답도 이루어지지 않고 CN은 그 조회를 다시 보내야 한다. 만약 ICMP 메시지가 적절하게 수신된다면, 목표 MN의 홈 AR은 CN의 ICMP의 식별자를 사용하여 NLT 내로 인덱스하고 목표 MN의 현재 IP 주소를 인출한다. 목표 MN의 홈 AR은 곧 응답 ICMP 메시지를 가지는 응답 데이터그램을 구성하고 그 것을 다시 CN으로 송신한다. 응답 데이터그램의 헤더는 헤더 소스 IP 주소로서의 목표 MN의 홈 AR IP 주소와, 헤더 수신지 주소로서의 CN의 AR의 IP 주소와, 현재 ICMP에서 헤더 프로토콜 유형으로 지정된 "1"을 포함한다. ICMP 노드 위치 조회 메시지는 다음과 같은 필드 설정을 가지고 제공된다.The remainder of the field is filled in the conventional manner and the remaining IP datagram is sent to the home AR of the target MN. When received, the home AR of the target MN evaluates the checksum data to confirm that an ICMP inquiry message from the CN has been properly received. If the checksum does not indicate an appropriate ICMP message, no response is made and the CN must resend the inquiry. If the ICMP message is properly received, the home AR of the target MN indexes into the NLT using the CN's ICMP identifier and retrieves the target MN's current IP address. The home AR of the target MN soon constructs a response datagram with a response ICMP message and sends it back to the CN. The header of the response datagram includes the home AR IP address of the target MN as the header source IP address, the IP address of the AR of the CN as the header destination address, and "1" specified as the header protocol type in the current ICMP. The ICMP node location inquiry message is provided with the following field settings.
TYPE=21 - 노드 위치 조회 응답TYPE = 21-Node location query response
IDENTIFIER = CN의 노드-이름IDENTIFIER = node-name of the CN
OPTIONAL DATA = 목표 MN의 현재 IP 주소OPTIONAL DATA = current IP address of target MN
CODE = 1 또는 13 - '1'은 MN이 사용가능하지 않다는 것을 나타내고 '13'은 MN이 사용 가능하다는 것을 나타냄.CODE = 1 or 13-'1' indicates that the MN is not available and '13' indicates that the MN is available.
필드의 나머지 부분은 종래의 방식으로 채워지고 결과적인 ICMP 메시지는 대응되는 데이터그램 프레임의 데이터 부분 내에 배치된다. 선택적으로, MN의 홈 AR은 MN이 능동적으로 인터넷에 대해 연결되는지 결정하기 위해서, NLT 내에 표시된 IP 위치에서 목표 MN으로 메시지를 전송할 수 있다. 만약 그 질의에 대해서 승인이 선택된 시간 종료 기간 동안 수신되지 않는다면, MN의 홈 AR은 CN에 대한 응답 내 에서 CODE '1'을 사용할 것이다. 그러한 경우, AR은 또한 목표 MN의 현재 위치를 NLT 내의 홈 AR로 리셋하도록 구성된다. The remainder of the field is filled in the conventional manner and the resulting ICMP message is placed within the data portion of the corresponding datagram frame. Optionally, the home AR of the MN may send a message to the target MN at the IP location indicated in the NLT to determine if the MN is actively connected to the Internet. If acknowledgment is not received for the selected timeout period, the MN's home AR will use CODE '1' in the response to the CN. In that case, the AR is also configured to reset the current position of the target MN to the home AR in the NLT.
결과적인 IP 데이터그램은 CN으로 송신된다. 수신시, CN의 AR은 ICMP 조회 응답 메시지가 적절히 수신되는지 확인하기 위해서 검사합 데이터를 평가한다. 만약 검사합이 적절한 ICMP 메시지를 나타내지 않으면, 어떠한 행동도 취해지지 않고, 응답을 수신하지 않기 때문에 CN은 그 조회를 다시 송신해야 한다. 만약 ICMP 메시지가 적절하게 수신되었다면, CN의 AR은 ICMP의 식별자를 이용하여 목표 MN의 현재 IP 주소를 CN과 CN이 사용가능한지 여부의 정보로 포워딩(forward)한다. The resulting IP datagram is sent to the CN. Upon receipt, the CN's AR evaluates the checksum data to ensure that the ICMP inquiry response message is properly received. If the checksum does not indicate an appropriate ICMP message, then no action is taken and no response is received, so the CN must resend the inquiry. If the ICMP message is properly received, the CN's AR forwards the current IP address of the target MN to the CN and whether the CN is available using the identifier of the ICMP.
일단 IP 주소가 알려지면, TCP 연결이 송신기 CN과 수신기 MN 사이에 설정이 되고 데이터 전송이 발생한다. MN이 사용 가능하다고 간주되면, CN은 목표 MN에 대한 데이터를 가지는 하나 이상의 TCP/IP 데이터그램을 구성하고 데이터그램을 그 현재 IP 주소로 MN에 직접적으로 송신한다. TCP/IP 데이터그램 헤더는 헤더 소스 IP 주소로서의 IP 주소와, 헤더 수신지 주소로서의 목표 MN의 현재 AR IP 주소와, 현재 헤더 프로토콜 유형으로서 지정되어 있는 '6'을 포함한다. Once the IP address is known, a TCP connection is established between the transmitter CN and the receiver MN and data transfer takes place. If the MN is considered available, the CN configures one or more TCP / IP datagrams with data for the target MN and sends the datagrams directly to the MN to its current IP address. The TCP / IP datagram header includes an IP address as the header source IP address, a current AR IP address of the target MN as the header destination address, and '6' specified as the current header protocol type.
CN과 계속 통신하고 있는 동안에 만약 목표 MN이 새로운 AP로 재배치되면, "핸드오프"가 수행된다. 핸드오프에 대해서, CN은 목표 MN의 새로운 위치를 통보받게 되고, 목표 MN은 결함없이(seamlessly) 데이터를 계속 수신할 수 있게 된다. 만약 재배치 후에, 목표 MN의 새로운 AP가 동일한 AR에 연결되면, 즉 MN의 현재 IP 주소가 동일하게 유지되고, 연결은 정상적으로 진행을 계속할 수 있다. 만약, 다른 측면으로, MN이 새로운 AR을 가지는 AP로 이동한다면, MN의 현재 주소가 변경되고 CN은 새로운 IP 주소를 통보받게 된다. 일단 통보가 되면, CN은 TCP/IP 데이터그램 내의 헤더 수신지 주소로서 목표 MN의 새로운 현재 IP 주소를 사용한다. If the target MN is relocated to a new AP while continuing to communicate with the CN, a "handoff" is performed. On handoff, the CN is informed of the new location of the target MN, and the target MN can continue to receive data seamlessly. If after relocation, the new AP of the target MN is connected to the same AR, that is, the current IP address of the MN remains the same, and the connection can continue to proceed normally. On the other hand, if the MN moves to an AP with a new AR, the current address of the MN is changed and the CN is informed of the new IP address. Once notified, the CN uses the target MN's new current IP address as the header destination address in the TCP / IP datagram.
데이터 트래픽 흐름을 재지정(redirect)하기 위해서, MN은 사용자 데이터 프로토콜(UDP) 메시지를 목표 MN의 새로운 현재 IP 주소를 포함하는 MN의 홈 AR과 CN 각각에 송신한다. 진행되는 통신이 CN과 같이 수행되지 않으면, UDP 메시지 데이터그램은 단지 MN의 홈 AR에만 송신된다. 모든 호환가능한 AP들의 접속 범위 바깥의 위치로 재배치되거나 또는 단순히 전원을 끄는 것에 의해서 인터넷으로부터 MN이 연결이 끊어지면, 이러한 것은 또한 MN 재연결에서도 발생한다. 도 5는 본 발명의 교시에 따라서 사용되는 UDP 메시지의 포맷을 도시한다. To redirect the data traffic flow, the MN sends a User Data Protocol (UDP) message to each of the home AR and CN of the MN containing the new current IP address of the target MN. If the ongoing communication is not performed with CN, then UDP message datagrams are sent only to the home AR of the MN. This also occurs in MN reconnection if the MN is disconnected from the Internet by relocating to a location outside the reach of all compatible APs or simply by turning off the power. 5 illustrates the format of a UDP message used in accordance with the teachings of the present invention.
UDP 메시지는 소스 호스트-이름 필드와, 수신지 호스트-이름 필드와, UDP 메시지 필드와 검사합 필드를 포함한다. MN의 UDP 메시지 내에서, MN의 노드 이름이 소스 호스트-이름 필드 내에 배치되고, CD의 노드 이름 또는 MN의 홈 AR의 노드 이름 각각은 수신지 호스트-이름 필드 내에 배치된다. 새로운 MN 현재 IP 주소는 UDP 메시지의 UDP 메시지 필드 내에 배치된다. UDP 메시지 길이는 보통 12 바이트로 설정되고 이는 이것이 3 워드 길이이기 때문이다. The UDP message includes a source host-name field, a destination host-name field, a UDP message field and a checksum field. Within the UDP message of the MN, the node name of the MN is placed in the source host-name field, and each of the node name of the CD or the node name of the home AR of the MN is placed in the destination host-name field. The new MN current IP address is placed in the UDP message field of the UDP message. The UDP message length is usually set to 12 bytes because this is 3 words long.
UDP 메시지는 도 3에 도시되듯이 표준 포맷 데이터그램의 데이터 부분으로서 포함된다. 목표 MN의 데이터그램 헤더는 헤더수신지 IP 주소로서의 각각 CN의 AR의 IP 주소 또는 MN의 홈 AR의 IP 주소와, 현재 UDP 메시지에 대해서 지정된 식별인 "17"로 표시된 프로토콜 유형을 포함한다. The UDP message is included as the data portion of the standard format datagram as shown in FIG. The datagram header of the target MN includes the IP address of each CN's AR as the header destination IP address or the IP address of the MN's home AR and the protocol type indicated by "17", which is the identification specified for the current UDP message.
MN의 UDP 메시지 데이터그램의 헤더 소스 IP 주소는, 구현되는 핸드오버의 유형에 따라서 "이전의" 현재 IP 주소 또는 "새로운" MN의 IP 주소일 수 있다. 핸드오버를 구현하는 데 있어서의 바람직한 방법은 현존하는("이전의") AR을 통해서 통신을 중단하기 전에 통신을 새로운 AR의 주소를 MN이 얻어서 하는 "중단 전의 수행"(make before break)이다. 그러한 경우에 있어서, MN의 데이터그램내의 UDP 메시지의 UDP 메시지 필드 내에 저장된 MN의 새로운 위치 IP 주소와 같이 MN의 데이터그램 헤더 소스 IP 주소는 현존하는("이전의") IP 주소일 것이다. 그렇지 않으면, 새로운 AR을 통해서 목표 MN과 통신이 시작된 이후, UDP 메시지는 통신이 될 것이며, MN의 UDP 메시지 데이터그램은 헤더 소스 IP 주소로서의 새로운 AR의 주소를 가질 것이다.The header source IP address of the UDP message datagram of the MN may be the "old" current IP address or the "new" MN's IP address, depending on the type of handover implemented. A preferred method for implementing handover is "make before break" where the MN obtains the address of the new AR before stopping the communication over the existing ("old") AR. In such a case, the MN's datagram header source IP address will be an existing ("old") IP address, such as the MN's new location IP address stored in the UDP message field of the UDP message in the MN's datagram. Otherwise, after communication with the target MN is initiated via the new AR, the UDP message will be communicated and the UDP message datagram of the MN will have the address of the new AR as the header source IP address.
목표 MN이 통신할 새로운 AR의 주소를 얻기 위해서, MN은 종래의 인접 발견 프로토콜(NDP) 메시지를 송신한다. NDP 메시지는 AP와 관련하여 라우터의 IP 주소를 리턴하는 표준 프로토콜이며, AP는 목표 MN이 재배치된 접속 범위를 가진다. MN은 이후 UDP 메시지 데이터그램을 송신하여 CN과 MN의 홈 AR에게 NDP 결과를 통보한다. 홈 AR은 그 NLT를 MN의 UDP 메시지 데이터그램 내에서 수신된 새로운 IP 주소로 갱신한다. To obtain the address of the new AR with which the target MN will communicate, the MN sends a conventional Neighbor Discovery Protocol (NDP) message. The NDP message is a standard protocol that returns the router's IP address with respect to the AP, and the AP has an access range to which the target MN is relocated. The MN then sends a UDP message datagram to inform the CN and the MN's home AR of the NDP result. The home AR updates its NLT with a new IP address received in the MN's UDP message datagram.
선택적으로, 홈 AR은 승인 UDP 메시지 또는 다른 유형의 승인 메시지를 MN에 대해서 송신하여서 NLT의 갱신을 확인한다. 이것은 MN의 홈 AR에 의해서 수신된 UDP의 검사합이 불량인 경우를 취급하는 데 있어서 중요하다. 그러한 경우에, NLT는 갱신되지 않고 이것은 홈 AR이 UDP 내의 정보를 처리하지 않기 때문이다. 승인이 없는 경우, 선택된 시간-종료 기간동안에 홈 AR에 의해서 MN에 대한 승인은, MN 이 UDP 메시지를 재송신하도록 한다. Optionally, the home AR sends an acknowledgment UDP message or other type of acknowledgment message to the MN to confirm the update of the NLT. This is important in handling the case where the checksum of UDP received by the home AR of the MN is bad. In such a case, the NLT is not updated because the home AR does not process the information in UDP. If there is no acknowledgment, the acknowledgment to the MN by the home AR during the selected time-end period causes the MN to resend the UDP message.
CN으로부터 데이터를 수신하는 도중에 목표 MN이 움직이는 경우에, MN은 NDP 결과를 포함하는 UDP 메시지를 CN으로 송신한다. 이후 TCP/IP 데이터그램 내의 헤더 수신지 IP 주소로서 새로운 AR IP 주소를 사용하여서 CN은 TCP/IP 데이터그램을 재지정한다. 전이(transitional) 기간 동안에 전송되는 데이터 블록에 대해서, 목표 MN으로부터 CN으로 가장 최근에 성공적으로 수신된 TCP/IP 데이터그램을 결정하기 위해서 MN 및 CN은 통신하고, 따라서 CN은 새로운 IP 주소에서의 목표 MN에 대해서 잃어버린 어떠한 TCP/IP 데이터그램을 재송신할 수 있다. 대안적으로, "이전의" AR로부터 "새로운" AR로 목표 MN에 의해서 수신되지 않은 데이터그램을 포워딩하도록 조항이 만들어질 수 있다.If the target MN moves while receiving data from the CN, the MN sends a UDP message containing the NDP result to the CN. The CN then redirects the TCP / IP datagram using the new AR IP address as the header destination IP address in the TCP / IP datagram. For data blocks transmitted during the transitional period, the MN and CN communicate to determine the most recently received TCP / IP datagram from the target MN to the CN, so that the CN is the target at the new IP address. You can retransmit any lost TCP / IP datagrams to the MN. Alternatively, provision may be made to forward datagrams not received by the target MN from the "old" AR to the "new" AR.
도 6에 도시되었듯이, 본 발명의 제2 실시예가 사설 네트워크(10, 12 및 20)가 외부 인터넷 백본에 네트워크 주소 변환 가능 라우터(NAT)들을 통해서 연결된 경우에 구현된다. 그러한 스킴을 사용하여서, 다수의 사설 네트워크는 외부 인터넷 백본에 연결될 수 있다. IANA에 의해서 지정되고 NAT에 등록된 주소를 사용하여, 서로 다른 네트워크 내에서의 호스트들은 서로 간에 백본을 통해서 통신할 수 있다. 등록되지 않은 주소 중 하나를 사용하여서, 동일한 사설 네트워크에 존재하는 호스트들은 서로간에 통신할 수 있다. 따라서, 등록된 주소들은 전체적으로 고유의 것이고, 반면에 등록되지 않은 주소들은 단지 국부적인 의미만을 가진다. 국부적 주소와 전역 주소는 상호간에 배타적이고 일반적으로 각각 24비트이다. As shown in FIG. 6, a second embodiment of the present invention is implemented when
예컨대, 네트워크들(40, 42 및 50)은 NAT 가능 라우터 NAT-A, NAT-B 및 NAT-N 각각을 통해서 인터넷에 연결되어 있다. NAT-A, NAT-B 및 NAT-0은 IANA에 의해서 지정된 각각 고유의 전역 주소이다. 노드가 연결된 호스트에 기초하여 각각의 사설 네트워크들(40, 42 및 50) 내의 노드들은 국부적 주소로 지정된다. 예컨대, 노드 MN0,A0은 HostA0을 통해서 사설 네트워크(10)에 연결이 되는 것으로 도시되어 있고, 따라서 HostA0 에서의 노드 MN0,A0의 국부적 주소는 이러한 연결을 나타내는 24 비트 코드이다. 편의를 위해서, 도 6 및 도 7에서, NAT의 전역 주소는 NAT 이름에 의해서 식별되고, 특정 노드 MNx와 Hostx 사이의 연결을 나타내는 국부적 주소는 MNx@Hostx 로 표현된다. For example,
만약 통신 및/또는 데이터 패킷이 한 네트워크의 노드로부터 다른 네트워크의 다른 노드로 송신될 것이라면, 데이터 변환이 일어나기 전에, 종래의 NAT 테이블이 설정된다. 관습적으로 노드 초기화 접촉은 대응 노드(CN)라 불린다. 노드 대 노드 통신에서, 행동의 첫 번째 세트는 노드들이 현재 연결되어 있는 네트워크들에 대해서 NAT 들에 의해서 바인딩을 설정하기 위한 것이다. 종래의 처리는 인터넷 기술 태스크포스(IETF) 의견 요청(RFCs) 1631 및 3032에서 설명되어있다. 바인딩이 설정된 때, 인터넷 프로토콜(IP) 데이터 패킷이 대응 노드에 의해서 송신될 수 있다. 대응 노드는 전체 인터넷을 횡단하여 바인딩 설정에 기초하여 수신 노드의 NAT에 도달한다. If communication and / or data packets will be sent from nodes in one network to other nodes in another network, prior to data conversion taking place, a conventional NAT table is established. Conventionally, the node initialization contact is called the correspondent node CN. In node-to-node communication, the first set of behaviors is to establish bindings by NATs for the networks to which the nodes are currently connected. Conventional processing is described in Internet Technology Task Force (IETF) Request for Comments (RFCs) 1631 and 3032. When a binding is established, an Internet Protocol (IP) data packet can be sent by the corresponding node. The correspondent node traverses the entire Internet and reaches the NAT of the receiving node based on the binding configuration.
도 7은 CN과 수신 노드 사이에 설정되는 포맷의 종래의 바인딩 테이블을 도시한다. 바인딩은 노드의 전역 및 국부적 주소 조합으로 이루어진다. 예컨대, CN 으로서의 네트워크(10)의 노드 MN0,A0은 네트워크(50)의 노드 MN0,B0과 통신할 수 있다. 노드 MN0,A0에 대해서 바인딩 데이터는 전역 주소 NAT-A 및 국부적 주소 MN0,A0@HostA0의 조합이다. 노드 MN0,B0에 대해서 바인딩 데이터는 전역 주소 NAT-B 및 국부적 주소 MN0,B0@HostB0의 조합이다. 7 shows a conventional binding table in a format set between a CN and a receiving node. The binding consists of a combination of global and local addresses of the node. For example, nodes MN 0, A0 of
노드 MN0,A0에서 노드 MN0,B0으로 데이터 패킷을 송신하는 절차는 다음과 같다. 패킷은 소스 주소로서의 전역 주소 NAT-A와 함께 인코딩되고 수신지 주소로서의 전역 주소 NAT-B는 소스 노드 MN0,A0으로부터 송신된다. 이 예에서는 NAT-B인 수신 NAT는 그 테이블 내에서 바인딩을 확인하고, 이 예에서는 Host0B인 수신 노드 호스트의 국부적 주소를 인출한다. 패킷은 이후 노드 MN0,B0에 의해서 수신된 그 호스트로 포워딩된다. 노드가 이동성이 아닌 경우, 그 바인딩 데이터는 어떠한 CN도 종래의 바인딩 시스템 및 프로토콜에 의해서 데이터를 송신할 수 있는 영구적인 주소를 나타낸다. 그러나, 이동성 노드 MN은 위치를 변경할 수 있으며, 단순히 이전에 알려진 주소로 데이터의 주소를 정하는 것은 MN에 의해서 변경되는 연결을 수용하는 일부 시스템이 없으면 배달을 보장할 수 없게 된다. The procedure for transmitting a data packet from node MN 0, A0 to node MN 0, B0 is as follows. The packet is encoded with the global address NAT-A as the source address and the global address NAT-B as the destination address is sent from the source node MN 0, A0 . In this example, the receiving NAT, which is NAT-B, checks the binding in the table, and in this example retrieves the local address of the receiving node host, which is Host 0B . The packet is then forwarded to that host received by node MN 0, B0 . If the node is not mobile, its binding data represents a permanent address where any CN can send data by conventional binding systems and protocols. However, the mobility node MN may change its location, and simply addressing data to a previously known address would not be able to guarantee delivery without some system accepting the connection changed by the MN.
도 8 및 도 9는 도시된 사설 네트워크 사이에 미소-이동성(micro-mobility) 프로토콜을 구현하기 위해서 사용된 아키텍쳐를 나타낸다. 아키텍쳐는 각 NAT와 연관된 이동-홈 데이터베이스(Mobile-Home Database, MHD)라 불리는 실체를 포함한다. 이 것은 큰 디렉토리이며, 각각의 NAT에 강하게 결합되어 있으며, 사설 네트워크 내에서 MN의 트랙을 유지하기 위한 것이다. 이것은 또한 MN이 외부 네트워크(FN)로 이동하였음을 지시하기도 한다. 8 and 9 illustrate the architecture used to implement the micro-mobility protocol between the illustrated private networks. The architecture includes an entity called Mobile-Home Database (MHD) associated with each NAT. This is a large directory, tightly coupled to each NAT, to keep track of the MNs within the private network. This also indicates that the MN has moved to an external network (FN).
각 NAT를 위한 MHD는 바람직하게는 각 이동 노드에 대해서 인덱스 필드와, 이동 노드가 NAT와 관련되었는지를 나타내는 홈/어웨이(away) 필드와, 국부적 주소 또는 주소 관리(care of address, COA) 필드와, NAT 주소 필드를 포함한다. 각 MN은 홈 네트워크 내에서 홈 호스트를 가지며, 홈 호스트는 홈 주소(HA)를 정의하며 이 것은 CN이 MN에 접촉하는데 사용한다는 점에서 비-이동 노드의 영구적인 국부적 주소와 유사하다. MN에 대한 디폴트(default) 바인딩은 MN의 홈 네트워크의 NAT의 전역 주소와 MN의 홈 주소의 조합이다. 만약 홈이라면, MN의 디폴트 바인딩은 CN/MN 통신을 위한 NAT/NAT 연결을 설정하는데 사용될 것이다. The MHD for each NAT preferably includes an index field for each mobile node, a home / away field indicating whether the mobile node is associated with a NAT, a local address or a care of address (COA) field, It contains a NAT address field. Each MN has a home host within the home network, which is similar to the permanent local address of a non-mobile node in that it defines a home address (HA), which the CN uses to contact the MN. The default binding for an MN is a combination of the global address of the NAT of the MN's home network and the home address of the MN. If home, the MN's default binding will be used to establish a NAT / NAT connection for CN / MN communication.
홈 호스트가 홈 네트워크의 NAT인 특정 NAT와 관련된 모든 MN은 그 NAT의 MHD 내에 데이터 레코드를 가진다. 이동 노드를 식별하는 간편한 방법 중 하나는 그들의 디폴트 또는 홈 주소(HA)를 사용하여, 네트워크 NAT의 MHD의 인덱스 필드가 바람직하게는, 그 홈 네트워크가 각 MN에 대한 데이터 레코드를 식별하기 위한 네트워크인 MN의 모든 HA를 리스트하는 것이다. Every MN associated with a particular NAT whose home host is a NAT of the home network has a data record in the MHD of that NAT. One easy way to identify mobile nodes is to use their default or home address (HA) so that the index field of the MHD of the network NAT is preferably the network for which the home network identifies a data record for each MN. To list all HAs in the MN.
플래그 필드는 논리적 필드를 나타내고 바람직하게는 0 값 또는 1값을 가져서 그 네트워크에 대해서 홈 또는 어웨이 상태를 나타낸다. 본 예에서, 0은 네트워크 내에서 MN이 호스트와 연결되었다는 것을 지시하기 위해서 사용되고, 1은 MN이 서로 다른 네트워크와 연결되었다는 것을 지시하기 위해서 사용된다. 국부적 주소 필드(COA)는 어떤 호스트에 MN이 현재 연결되었는지 지시하기 위해서 사용된다. 국부적 주소 필드 엔트리가 외부 네트워크에 관련된 호스트인 경우, 전역 주소 필드는 그 외부 네트워크의 NAT의 전역 주소를 포함한다. 그러한 경우 플래그 필드는 1로 설정된다. 플래그 필드가 0인 경우, 관련된 전역 주소는 MHD의 NAT의 전역 주소이기 때문에 전역 주소 값은 필요하지 않다.The flag field represents a logical field and preferably has a value of zero or one, indicating a home or away state for that network. In this example, 0 is used to indicate that the MN is connected to a host in the network, and 1 is used to indicate that the MN is connected to different networks. The local address field (COA) is used to indicate to which host the MN is currently connected. If the local address field entry is a host associated with an external network, the global address field contains the global address of the NAT of that external network. In that case the flag field is set to one. If the flag field is 0, the global address value is not needed because the related global address is the global address of the NAT of the MHD.
도 8 및 도 9는 도 6에 도시된 주어진 시간 지점에 대해서 네트워크의 NAT-B 및 NAT-N(42 및 50)의 MHD 각각에 대해서 다양한 예시적인 레코드를 도시한다. 8 and 9 show various exemplary records for each of the MHD of NAT-B and NAT-
MN이 그 홈 호스트와 통신하는 경우, 이동 노드 MN0,B0 , MN0,B1 및 MN0,NK에 대해서 도시되었듯이, 관련된 플래그 필드는 0으로 설정되고 국부적 또는 COA 필드 엔트리는 홈 어드레스와 같다. 어떠한 NAT 주소 정보도 필요로 하지 않는다. When the MN communicates with its home host, the associated flag field is set to 0 and the local or COA field entry is equal to the home address, as shown for the mobile nodes MN 0, B0 , MN 0, B1 and MN 0, NK . . No NAT address information is needed.
MN의 홈 호스트가 아니지만 MN의 홈 네트워크 내에 있는 호스트와 관련된 MN들에 대해서, MN의 홈 네트워크의 NAT의 MHD는 플래그 필드를 위한 데이터 엔트리를 0으로 가지고, 그의 비-홈(non-home) 호스트와 관련된 현재 MN으로서 국부적 주소(COA)를 가진다. 예컨대, 이동 노드 MN1,B0은 홈 호스트 HostB0을 가지지만, 도 1에서는 호스트 HostB1에 연결된 것으로 도시된다. HA, MN1,B0@HostB0에 의해서 인덱스 필드 내에서 식별되는 MN은 플래그 필드 내에서 0을 가지고 도 8에 도시되듯이 COA로서 MN1,B0@HostB1을 가진다. NAT 주소 필드 정보는 전역 주소가 같도록 유지되기 때문에 필요하지 않으며, 이는NAT-B라는 동일한 전역주소와 관련된 동일한 네트워크와 HostB1과 HostB0이 관련되기 때문이다. For MNs that are associated with a host that is not the MN's home host but is within the MN's home network, the MHD of the NAT of the MN's home network has a data entry for the flag field as 0, and its non-home host The current MN associated with has a local address (COA). For example, mobile node MN 1, B0 has a home host Host B0 , but is shown in FIG. 1 as being connected to host Host B1 . The MN identified in the index field by HA, MN 1, B0 @Host B0 has MN 1, B0 @Host B1 as COA as shown in FIG. 8 with 0 in the flag field. NAT address field information is not necessary because the global addresses remain the same, because Host B1 and Host B0 are associated with the same network associated with the same global address, NAT-B.
한 네트워크로부터의 MN이 다른 네트워크의 호스트와 연결할 때, MN은 그 네트워크의 NAT에 방문 주소로서 등록이 된다. 예컨대, NAT-0을 통해서 인터넷과 통신하는 네트워크(50)내의 홈 호스트 HostNK를 노드 MNi,NK가 가진다. 도 6에서, 노드 MNi,NK는 NAT-B와 관련된 HostB1과 연결된 방문 네트워크(42)로서 도시된다. 따라서, 이동 노드 MNi,NK는 방문 주소 VA로 지정되고, NAT-B의 MHD내에서 MNi,NK@HostB1으로서 표시되고, 지역 주소 MNi,NK@HostB1과 NAT-B를 통한 인터넷 통신을 나타내는 플래그 필드 0을 가진다.When an MN from one network connects with a host on another network, the MN is registered as a visiting address with the NAT of that network. For example, node MN i, NK has a home host Host NK in
MNi,NK와 같은 이동 노드인 경우, 우선 예컨대 네트워크(42)와 같은 외부 네트워크와 통신을 초기화하고, 통신이 이 경우 NAT-0인 그 홈 네트워크의 NAT에 대해서 송신되어서 통신의 효율적인 재지정을 가능하게 한다. MN의 홈 네트워크의 NAT에 대한 통신은 MN에 대한 리스팅에 대해서 NAT의 MHD 데이터를 변경하고, 이 것은 플래그 필드를 1로 설정하고 더 이상의 인터넷 통신을 위해서 바인딩 데이터를 제공하여서 이루어진다. 바인딩 데이터는 지정된 방문 주소 VA와, MN이 방문하고 있는 네트워크의 NAT의 전역 주소로서 구성된다. In the case of a mobile node such as MN i, NK , it first initiates communication with an external network, such as
이동 노드 MNi,NK의 예에 있어서, 도 4의 NAT-N의 MHD는 1의 플래그 필드와, MNi,NK@HostB1의 국부적 주소 및 NAT-B의 NAT 주소를 반영한다. 이동 노드 MNi,NK 와 통신을 시도하는 대응 노드는 NAT-N과의 바인딩을 설정하지 못하고, 이는 NAT-N의 MHD 내의 플래그가 1로 설정되었기 때문이다. 그 경우에 있어서, 국부적 주소 및 NAT-N 의 MHD 내의 MNi,NK의 엔트리를 위한 NAT 주소로 표현되는 바인딩과 같이 바인딩은 설정된다. 곧 이 예에서는 NAT-B 인 외부 NAT에 대해서 바인딩을 설정하는 것을 통신이 수행한다. In the example of the mobile node MN i, NK, the MHD of NAT-N in FIG. 4 reflects the flag field of 1 , the local address of MN i, NK @Host B1 , and the NAT address of NAT-B. The corresponding node attempting to communicate with the mobile node MN i, NK cannot establish a binding with the NAT-N because the flag in the MHD of the NAT-N is set to one. In that case, the binding is set up like the binding represented by the local address and the NAT address for the entry of MN i, NK in the MHD of NAT-N. In this example, communication establishes a binding for an external NAT that is NAT-B.
방문하고 있는 동일한 네트워크 내의 다른 호스트와 관련하여 만약 방문 이동 노드가 설정하면, 방문하고 있는 NAT의 MHD 내에서 그와 동일한 VA 식별을 유지하지만, 새로운 국부적 주소를 제공한다. 그 새로운 국부적 주소는 방문 MN의 NHD 레코드의 COA 필드에 저장될 것이고, 방문된 네트워크의 NAT는 통신을 그 COA 데이터에 기초한 MN에 지정할 것이다. 그러한 경우 MN의 홈 네트워크의 NAT의 MHD 내에서 어떠한 변경도 필요하지 않게 된다. 예컨대, 만약 MNi,NK가 관련된 HostB1으로 스위칭하고 HostB0 연결한다면, NAT-B 의 MHD 내의 COA 엔트리는 MNi,Nk@HostB1 에서 MNi,Nk@HostB0으로 변경될 것이고, NAT-N의 MHD 내의 엔트리 내에서 어떠한 변경도 이루어지지 않을 것이다.With respect to other hosts in the same network being visited, if the visiting mobile node establishes, it maintains the same VA identification in the MHD of the NAT being visited, but provides a new local address. The new local address will be stored in the COA field of the NHD record of the visiting MN, and the NAT of the visited network will assign the communication to the MN based on the COA data. In such a case no change is required within the MHD of the NAT of the MN's home network. For example, if MN i, NK, if the switching to the associated Host B1 and Host B0 connection, COA entry in the MHD of NAT-B will be changed from MN i, Nk @Host B1 to MN i, Nk @Host B0, NAT- No change will be made within the entry in N's MHD.
바람직하게는, 호스트들은 주기적으로 방문 MN에 대해서 연결이 아직도 설정되어 있는지를 결정할 것이다. 만약 MN이 연결이 끊어지고 MN이 다른 호스트와 연결이 설정되지 않았다고 방문되는 호스트가 결정한다면, 방문되는 호스트는 이러한 사실을 관련된 NAT에 통신하고, 관련된 NAT는 방문 MN의 엔트리에 대한 COA를 널(null) 데이터 상태로 변경할 것이다. 이러한 경우의 예는 도 8에서 방문 노드 MNh,Pq에 대한 엔트리이다. 이 엔트리는 MNh,Pq가 외부 HostB1과 연결되었지만 네트워 크(42)에는 더 이상 연결되지 않았다는 것을 지시한다. 따라서 MNh,Pq의 어떠한 연결도 도 6의 어떠한 호스트와 관련하여 도시되지 않았다. MN이 다른 호스트와 연결을 설정하지 않았다는 것을 그러한 엔트리가 또한 CN에 대해서 지시하며, 이것은 만약 MNh,Pq 의 홈 네트워크의 NAT의 MHD 레코드가 갱신되지 않은 경우라면, MNh,Pq의 VA 즉 MNh,Pq@HostB1을 통해서 CN이 단지 네트워크(42)와 접촉하기 때문이다. 만약 그 시간에서 CN이 방문 노드와 통신하는 것을 시도하고 MN의 홈 호스트의 NAT에 의해서 방문되는 네트워크의 NAT가 참조된다면, 바인딩은 설정되지 않고 통신은 실패할 것이다. Preferably, the hosts will periodically determine whether a connection is still established for the visited MN. If the visited host determines that the MN is disconnected and that the MN has not established a connection with another host, the visiting host communicates this fact to the associated NAT, and the associated NAT nulls the COA for the entry of the visiting MN. null) will change to the data state. An example of such a case is the entry for the visited node MN h, Pq in FIG. 8. This entry indicates that MN h, Pq is connected to external Host B1 but is no longer connected to network 42. Thus no connection of MN h, Pq is shown with respect to any host of FIG. 6. Such an entry also indicates to the CN that the MN has not established a connection with another host, which means if the MHD record of the NAT of the home network of MN h, Pq has not been updated , the VA of MN h, Pq or MN This is because, through h, Pq @Host B1 , the CN only contacts the
MN의 홈 네트워크의 NAT가 통신을 수신하여 MN에 대한 바인딩 정보를 하나의 외부 NAT에서 다른 것으로 변경하는 경우, 바람직하게는 우선 첫 번째 외부 NAT에 메시지를 송신하여 MN이 더 이상 그 NAT의 네트워크에 방문하고 있지 않다는 것을 반영하여 주고, 따라서 방문 노드 레코드가 첫 번째 외부 NAT의 MHD에서 삭제될 수 있도록 한다. 그러한 메시지는 바람직하게는 또한 MN이 다른 네트워크를 방문한 후 홈 네트워크로 돌아올 때도 또한 송신된다. If the NAT of the MN's home network receives communication and changes the binding information for the MN from one external NAT to another, it is preferable to first send a message to the first external NAT so that the MN is no longer connected to that NAT's network. This reflects that you are not visiting, so that visited node records can be deleted from the MHD of the first external NAT. Such a message is preferably also sent when the MN returns to the home network after visiting another network.
CN은 MN의 현재 위치를 알 필요가 없다. CN은 단지 정적 (static)과, MN의 홈 주소(HA)에 기초한 디폴트 바인딩과 홈 네트워크의 전역 주소를 알 필요가 있다. 이러한 구성은 등록 메시지의 혼란이 전역 인터넷을 통해서 송신되는 것을 방지한다. The CN does not need to know the current location of the MN. The CN only needs to know static, the default binding based on the home address (HA) of the MN, and the global address of the home network. This configuration prevents confusion in registration messages from being sent across the global Internet.
MHD들의 NAT들에 대한 강한 결합은 IP 데이터 패킷이 그 홈 네트워크로 우선 진행할 필요가 없다는 것을 의미한다. 이 패킷은 MN이 위치하고 있는 외부 네트워크로 직접적으로 터널링 될 수 있다. 이것은 악명높은 삼각 라우팅 문제를 피하게 된다.The strong coupling of MHDs to NATs means that IP data packets do not have to go first to their home network. This packet can be tunneled directly to the external network where the MN is located. This avoids the notorious triangular routing problem.
복수의 외부 네트워크(FN)를 통하는 MN의 로밍(roaming)을 위한 마이크로-이동성 프로토콜은 MN의 홈 네트워크의 NAT와의 바인딩 설정을 시도하는 CN의 NAT로 시작한다. MN의 홈 네트워크의 NAT의 MHD 내의 상태-비트가 1이면, 이 처리는 실패한다. 이 것은 MN이 현재 그 홈 네트워크(HN)내에 있지 않고 FN에 있다는 것을 지시한다. FN은 VA를 MN으로 지정하고, 이는 MN의 홈 네트워크의 NAT의 MHD 내에서 FN의 정적 전역 주소와 같이 저장되어 있다. 그 바인딩 데이터가 CN의 NAT로 다시 송신되고, CN의 NAT는 이후 FN의 NAT와 바인딩을 설정한다. 프로토콜의 나머지는 이후 마치 MN이 그 홈 네트워크 내에 있는 호스트와 연결된 것처럼 동일한 방식으로 진행한다. The micro-mobility protocol for roaming of the MN across a plurality of foreign networks (FNs) begins with the NAT of the CN attempting to establish binding with the NAT of the MN's home network. If the status-bit in the MHD of the NAT of the MN's home network is 1, this process fails. This indicates that the MN is not currently in its home network (HN) but in the FN. The FN designates VA as the MN, which is stored in the MHD of the NAT of the MN's home network together with the static global address of the FN. The binding data is sent back to the CN's NAT, which then establishes a binding with the FN's NAT. The rest of the protocol then proceeds in the same way as if the MN were connected to a host in its home network.
CN과의 통신 도중에, MN이 한 외부 네트워크 FN1에서 다른 외부 네트워크 FN2로 이동하는 경우, MN이 FN1과의 접촉을 상실할 때, FN1의 MHD 내의 MN에 대한 엔트리들은 바람직하게는 0, 널, 널 로 설정된다. MN이 이후 다른 FN2로 이동할 때, FN2의 NAT인 NAT-FN2와 관련된 호스트인 Host2를 통해서 MN은 다른 FN 2와 통신한다. During the communication with the CN, when the MN moves from one foreign network FN 1 to a different foreign network FN2, when the MN loses contact with the FN 1, the entry for the MN's within the MHD FN 1 are preferably 0, Null, set to null When the MN moves to the other since the FN 2, MN 2 via a host, Host associated with the NAT NAT-FN 2 of the FN 2 communicates with other FN 2.
NAT-FN2의 MHD 내에서의 VA에 대한 엔트리들이 0, MN@Host2, 널로 설정되도록, MN은 MN@Host2의 VA로 설정된다. 바인딩 데이터(MN@Host2, NAT-FN2)는 MN의 홈 네트워크의 NAT 및 CN의 NAT로 송신된다. CN의 NAT와 NAT-FN2 사이에 새로운 바인딩이 설정된다. 프로토콜의 나머지 부분은 전술한 바와 같이 진행한다.MN is set to VA of MN @ Host 2 so that entries for VA in MHD of NAT-FN 2 are set to 0, MN @ Host 2 , null. Binding data (MN @ Host 2 , NAT-FN 2 ) is transmitted to NAT of MN's home network and NAT of CN. A new binding is established between the CN's NAT and NAT-FN 2 . The rest of the protocol proceeds as described above.
CN과의 통신 도중에, MN은 외부 네트워크 FN1에서 홈 네트워크 FN으로 이동하는 경우, MN이 FN1과의 접촉을 상실할 때, FN1의 MHD 내의 MN에 대한 엔트리들은 바람직하게는 0, 널, 널 로 설정된다. MN이 이후 HN으로 이동할 때, HN2의 NAT인 NAT-HN와 관련된 호스트인 HostHN을 통해서 MN은 그 HN과 통신한다. HostHN은 MN 의 홈 호스트, HostHome 일수도 있고 아닐 수도 있다는 것을 주의하자. 그 HN의 NAT의 MHD 안에서, MN은 이미 MN@HostHome의 HA에 대한 데이터 레코드를 가진다. 그 레코드는 바람직하게는 이후 변경되어 관련된 데이터 필드를 0, MN@HostHN, 널로 설정하도록 한다. 바인딩 데이터(MN@HostHome, NAT-HN)는 CN의 NAT로 송신된다. CN의 NAT와 NAT-HN 사이에 새로운 바인딩이 설정된다. 프로토콜의 나머지 부분은 전술한 바와 같이 진행한다.During the communication with the CN, MN, if moving in the foreign network FN 1 to a home network FN, when the MN loses contact with the FN 1, the entry for the MN's within the MHD FN 1 are preferably 0, null, Is set to null. When the MN later moves to the HN , the MN communicates with that HN through Host HN , the host associated with NAT-HN, which is the NAT of HN 2 . Let's notice that Host HN MN's home host, there may not be a Host Home. In the MHD of the NAT of that HN, the MN already has a data record for the HA of MN @ Host Home . The record is then preferably modified to set the associated data field to 0, MN @ Host HN , or null. The binding data (MN @ Host Home , NAT-HN) is transmitted to the NAT of the CN. A new binding is established between the NAT's NAT and the NAT-HN. The rest of the protocol proceeds as described above.
위의 경우에서 CN의 NAT는 보통 CN의 홈 네트워크의 NAT일 것이다. 그러나 만약 CN이 FN을 방문하는 MN이면, CN의 NAT는 방문되고 있는 FN의 NAT이다. In the above case, the CN's NAT will usually be the NAT's NAT home network. However, if the CN is an MN visiting the FN, then the NAT of the CN is the NAT of the FN being visited.
다른 변형과 대안이 본 발명의 범위내에서 당업자에게 자명할 것이고 본원 명세서에서 포함하도록 의도되었다. Other variations and alternatives will be apparent to those skilled in the art within the scope of the present invention and are intended to be included herein.
본 발명의 고속 데이터 통신이 가능한 이동 인터넷 통신의 시스템 및 방법을 통하여 실시간 및 비실시간 서비스 모두를 포함하는 다수의 유형의 트래픽 흐름을 또한 지원할 수 있다. The systems and methods of mobile Internet communications capable of high speed data communications of the present invention may also support multiple types of traffic flows, including both real-time and non-real-time services.
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