KR100811889B1 - 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스를 위해 이동(Mobile) IPv6을 통한 단-대-단 서비스 품질 보장 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 광대역 통합망에 보다 적합한 이동 IPv6을 통해 액세스 망에서는 IMS을 기반으로 하는 통합 플랫폼에 따른 서비스품질을 보장하고, 코어망(또는 매트로망)에서는 MPLS LSP를 수용하여 집합된 연결들에 대한 서비스 품질을 보장함으로써 전체 망을 잇는 서비스품질 매핑으로 단-대-단 서비스품질을 보장할 수 있으며, 가입자 추가에 따른 MPLS LSP 확장성을 용이하게 하여 망 자원의 고갈 및 부하의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.

광대역 통합망, 이동 IPv6, 액세스망, 코어망, MPLS LSP, 단-대-단 서비스 품질, 서비스 품질 매핑.

Description

광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법{END-TO-END QoS GUARANTEE METHOD IN BROADBAND CONVERGENCE NETWORK(BcN)}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 품질을 보장하기 위한 광대역 통합망의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 광대역 통합망에서 서비스 품질을 보장하기 위해 이동 노드에서 홈 에이전트로의 연결 절차를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 광대역 통합망에서 서비스 품질을 보장하기 위해 이동 노드에서 상대 노드로의 연결 절차를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 통합망에서 IP 멀티미디어 서비스를 위한 각 위치 망에서의 패킷 포맷을 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 액세스 라우터(ACR)에서 생성된 바인딩 레이블 테이블을 도시한 도면.

본 발명은 통신, 방송, 인터넷이 융합된 광대역 통합망에 관한 것으로서 특히, 상기 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스를 위해 이동(Mobile) IPv6을 통한 단-대-단 서비스 품질 보장 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.

광대역 통합망은 통신, 방송, 인터넷 등이 융합되어 멀티미디어 서비스를 언제 어디서나 끊김 없이 안전하게 제공할 수 있는 차세대 통합 네트워크로서, 이러한 광대역 통합망을 구축하기 위해서는 IPv6, 서비스 품질(QoS), 보안(Security)에 대한 기능을 제공해야 한다. 또한, 광대역 통합망은 전달 망 구축 방향 및 요구 사항으로써 회선 또는 VoIP(Voice over IP), MMoIP(Multimedia over IP) 등을 위한 품질 보장 및 장비, 선로 등에 대한 생존성 향상, 각 기관별 특성에 따른 차별화 된 보안 정책 및 접근 정책이 필요하며, 이동(Mobile) 정부(M-Government) 구축 등 신기술을 탄력적으로 수용해야 한다. 따라서 최근에는 광대역 통합망에서 상기 기능 및 조건들을 수용하기 위한 많은 기술들을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다.

이와 같은 광대역 통합 망의 최종 목표인 유무선 통합 및 통신, 방송, 인터넷 통합 망을 위해서는 광대역 통합 망에서 L3 (Layer 3) 이동성(Mobility)의 효과를 극대화 할 수 있는 IPv6 에 기반 한 Mobile IPv6 기능은 필수적이라고 할 수 있다. 때문에 가능한 끊김 없는 서비스가 이루어지도록 빠른 핸드오버(handover)가 수행되어야 하며, 더불어 음성뿐만 아니라고 품질 비디오 통신(High-quality video communications), IPTV(Internet Protocol TV), 영상회의(Video conference), 주문형 비디오 서비스(VoD: Video on Demand service), 온 라인 게임(On-line game)과 같은 멀티미디어(multimedia) 서비스 제공을 위하여 QoS가 보장 되어야 한다.

일반적으로 광대역 통합망에서의 서비스 품질(QoS)은 유선(wire)과 무선(wireless)이 공존하는 액세스 망에서의 VoIP 플로우(flow)나 세션(session)에 의한 QoS 보장, ATM(Asynchronous Transfer Mode)의 VPI/VCI(Virtual Channel Identifier/Virtual Path Identifier), FR(Frame Relay)의 DLCI(Data Link Connection Identifier), MPLS LSP(Multi-Protocol Label Switching Label Switched Path), VPN(Virtual Private Network) 터널(tunnel)에 의한 전송(transport) 망에서의 QoS가 주류를 이룬다.

기존의 광대역 통합망에서 멀티미디어 서비스 중 IP를 통한 실시간 전송로서, 가장 대표적인 서비스인 인터넷 전화(VoIP) 서비스는 대역폭, 지터 등의 파라미터가 통신 품질에 미치는 영향이 매우 크다. 이에 따라 초기에는 코어 라우터에 의한 멀티캐스트 패킷 통신으로 QoS 보장이 어려웠으나, 이후, MPLS를 이용하여 발신측 에지 라우터, 코어 라우터 및 착신측 에지 라우터까지 회선 패스를 설정하고 설정된 회선 패스에 따라 MPLS 기술을 적용하였다. 이러한 방식은 코어 망에서의 QoS는 보장 할 수 있지만 에지 라우터와 인터넷 단말 간의 QoS는 보장 할 수 없었다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 인터넷 전화 단말로부터 에지 라우터와 인터넷 전화 단말까지의 구간에서 QoS를 보장하기 위한 방법들이 제안되었다. 즉, 발신자와 착신자까지 MPLS LSP를 설정 후, SIP(Session Initiation Protocol) 서버(server)를 이용, 단-대-단 QoS를 보장한다. 그러나 이러한 제안들은 하나의 인 터넷 단말, 즉, 사용자마다 하나의 MPLS LSP를 단-대-단으로 설정함으로써 결국 가입자 증가에 따른 망 자원 고갈 및 부하를 증가시킬 수 있다. 즉 단-대-단 LSP 확장성(Scalability)으로 인해 추가적인 단-대-단 LSP 설정을 수행할 수 없다.

또한, 최근에는 무선망을 통한 서비스를 위해 모바일 IP를 이용하여 가입자의 다양한 요구를 제공하기 위한 기술들이 개발되고 있다. 이러한 광대역 통합망에서 이동(Mobile) IPv6를 통한 QoS 보장을 위해서는 액세스(access) 망에서는 물론 메트로 (metro), 코어(core) 망에서 QoS가 보장 되는 단-대-단 QoS가 달성되어야 한다. 이를 위해 이동(Mobile) IPv6 이동성(mobility)이 수행되는 구간의 품질 보장을 위해서는 최선형(Best Effort)으로 처리되는 액세스 망에서의 QoS와 일반적으로 MPLS LSP에 의한 메트로, 코어 망에서의 단-대-단 QoS 메커니즘이나 전체 망을 MPLS LSP를 통한 QoS 처리 메커니즘이 주류를 이룬다.

그런데 상기 전체 망을 MPLS LSP를 통한 QoS 처리를 하는 경우, 가입자 추가에 따른 MPLS LSP 확장성(scalability)으로 인하여 망 자원 고갈 및 부하로 전체 망 제어가 불가능하게 될 수 있으며, 결국 QoS 제어에 많은 문제가 수반될 것이다. 또한, 액세스 망에서 MPLS LSP가 메트로나 코어 망에서와 같이 동등한 세분성(granularity)을 가진다면 하나의 일반 가입자만을 수용하기에는 큰 대역폭을 가져 대역폭의 낭비를 가져오는 문제점이 있다.

더욱이, 이동 IP를 이용하여 QoS를 제공하기 위해서는 터널 생성 시 우선순위를 적용한 QoS 기능을 제공해야 하나 이동 IP의 특성상, 자동으로 터널링이 생성되기 때문에 차별적인 QoS 제공이 어렵다. 이를 위해 종래에는 가입자 트래픽 특성 에 따라 차별적인 터널을 제공하여 QoS를 보장하는 방법들이 개발되었으나, 이러한 방법도 마찬가지로 단-대-단 LSP 확장성으로 인해 추가적인 단-대-단 LSP 설정을 수행할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 총체적(ALL) IP 망으로의 진화를 위해 이동 IP 서비스는 IMS(IP Multimedia Subsystem)을 통한 멀티미디어 서비스 및 유무선 통합 서비스가 가능한 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질(QoS) 보장하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 통합망에서 주소의 확장 및 이동 특성에 맞는 제어를 위해 이동(Mobile) IPv6을 통한 단-대-단 서비스 품질(QoS) 보장하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 액세스망에서는 IMS를 기반으로 하는 통합망 플랫폼에 따라 서비스 품질을 보장하고, 코어망(또는 메트로 망)에서는 MPLS LSP를 이용하여 집합(aggregate)된 연결들을 통한 서비스 품질을 보장하여 액세스, 코어망을 잇는 QoS 맵핑(mapping)을 위한 단-대-단 서비스 품질을 보장 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 이동 노드를 포함하는 가입자 망과 연동하는 액세스 망과, 홈 에이전트 및 상대 노드와 연동하는 코어 망을 포함하는 광대역 통합망에서 상기 액세스 망이 단-대-단 서비스 품질을 보장하기 위한 방법으로서, 이동 노드가 이동함에 따라 새로운 의탁주소를 부여하는 과정과, 상기 이동 노드로부터 상기 의탁주소를 등록하기 위한 바인딩 갱신 메시지를 수신하는 과정과, 멀티미디어 서비스 및 자원을 제어하는 통합망 플랫폼을 통해 상기 이동 노드의 인증 및 자원을 확인하는 과정과, 상기 코어망으로 상기 바인딩 갱신 메시지를 전송하는 과정과, 상기 코어망에서 설정된 상기 멀티미디어 서비스를 위한 데이터 터널(MPLS LSP) 정보를 포함하는 바인딩 응답 메시지를 상기 코어망으로부터 수신하는 과정과, 상기 MPLS LSP 정보를 이용하여 상기 코어망을 잇는 서비스품질 매핑을 수행하는 과정과, 상기 서비스품질 매핑을 통해 얻은 정보를 포함하는 바인딩 응답 메시지를 상기 이동 노드로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 다른 방법은, 이동 노드를 포함하는 가입자 망과 연동하는 액세스 망과, 홈 에이전트 및 상대 노드와 연동하는 코어 망을 포함하는 광대역 통합망에서 상기 코어망이 단-대-단 서비스 품질을 보장하기 위한 방법으로서, 상기 액세스 망으로부터 멀티미디어 서비스 및 자원을 제어하는 통합 플랫폼에 따른 서비스 품질 보장에 대한 정보를 포함하고, 상기 이동 노드로 부여된 새로운 의탁주소의 등록을 위한 바인딩 갱신 메시지를 수신하는 과정과, 상기 통합망 플랫폼을 통해 자원을 확인한 후 상기 홈 에이전트로 멀티미디어 서비스를 위한 데이터 터널(MPLS LSP)을 설정하여 바인딩 갱신을 요청하는 과정과, 상기 홈 에이전트로부터 바인딩한 결과를 포함한 바인딩 응답 메시지를 수신하여 MPLS LSP를 통해 집합된 연결들에 대한 서비스 품질을 보장하는 과정과, 상기 액세스 망에서 상기 MPLS LSP 정보를 이용하여 서비스품질 매핑을 수행하도록 상기 액세스 망으로 전달할 바인딩 응답 메시지에 상기 설정된 MPLS LSP 정보를 해당 필드에 대체 입력하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 다른 방법은, 상기 통합망 플랫폼을 통해 자원을 확인한 후 상기 상대 노드로 멀티미디어 서비스를 위한 데이터 터널(MPLS LSP)을 설정하여 바인딩 갱신을 요청하는 과정과, 상기 상대 노드로부터 바인딩한 결과를 포함한 바인딩 응답 메시지를 수신하여 상기 MPLS LSP를 통해 집합된 연결들에 대한 서비스 품질을 보장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시예에서는 광대역 통합망에서 총체적(ALL) 인터넷 프로토콜(IP) 망으로의 진화를 위해 이동 IP 서비스를 IP 멀티미디어 시스템(IP Multimedia Subsystem 이하, IMS라 칭함) 이용하여 멀티미디어 서비스 및 유무선 통합 서비스가 가능하도록 한다. 이러한 상기 IMS에 대해 간단히 살펴본 후, 본 발 명의 실시예에 따른 설명을 하기로 한다.

상기 IMS는 3세대 이동통신 표준화 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)와 3GPP2에 의해 차세대 통합 네트워크 플랫폼 표준으로 채택되었다. 이는 기존 네트워크 시스템과는 달리 음성과 데이터를 하나의 플래폼에서 통합해 구현하는 기술로 개방성을 특징으로 한다. 상기 플랫폼은 단일 플래폼이기 때문에 통신 사업자들은 이의 도입을 통해 관리 비용을 절감하고 운용 효율성을 제고할 수 있다. 또한, 기존의 네트워크에 비해 벤더 의존성이 크게 낮아지기 때문에 애플리케이션 개발 및 적용 속도가 빨라져 고객 만족도도 크게 높일 수 있다. 그리고 상기 IMS는 현재 로밍(Roaming) 기능과 SIP 기반 서비스 제공에 국한되어있어 이동 IP 실현을 위해 절실히 필요하며, 현재의 이종(Heterogeneous)망 환경에서 일관된 전송(Transport) 및 세션 제어(session control)가 가능한 통합 플랫폼으로 요구된다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 차후의 애플리케이션(Application) 서비스 확장에 따른 용이성을 높이기 위하여 단-대-단 이동 서비스 품질(이하, QoS라 칭함) 실현을 IMS 기반으로 한다. 또한, 현재 모바일 서비스는 음성뿐만 아니라 많은 멀티미디어 서비스를 요구하므로 주소의 확장 및 이동 특성에 맞는 제어를 위해 이동 IPv6을 적용한다.

그러면 본 발명의 실시예에 따른 광대역 통합망에서 IPv6을 통한 단-대-단 서비스 품질 보장 제어 방법 및 시스템에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 우선, 본 발명의 실시예에 따른 서비스 품질을 보장하기 위한 광대역 통합망의 구조를 첨 부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 품질을 보장하기 위한 광대역 통합망의 구조를 도시한 도면이다. 여기서, 참조 점들(Reference points)(Ru, Rs, Rw, Rc)은 ITU-T Q.4/13에 따른다.

상기 도 1을 참조하면, 광대역 통합망은 IMS 구조 하에 이동 IPv6을 통한 다양한 무선 액세스 망(10)의 접근이 가능하며, 액세스 제어 라우터(Access Control Router 이하, ACR라 칭함)(21)를 통해 상기 접근된 무선 액세스 망(10)과 연동하는 액세스 망(Access Networks)(20)과, 에지 라우터(Edge Router 이하, ER라 칭함)(31)를 통해 상기 액세스 망(20)과 연동하는 코어 망(Core Networks)(30)으로 이루어진다. 여기서 상기 접근이 가능한 무선 액세스 망(10)은 가입자 망(CPN : Customer Premises Network)으로서, 와이브로(Wibro/WiMax: Wireless Broadband Internet/Worldwide Interoperability for Microwave Access), 위피(Wi-Fi: Wireless Fidelity) 3G/4G(3 Generation/4 Generation)일 수 있다.

상기 무선 액세스 망(10)이 와이브로 망인 경우, 가입자 단말인 PSS(Potable Subscribe Station)(11a)의 채널을 기지국인 RAS(Radio Access station)(12a)를 통해 감지하면, 유선망의 액세스 노드인 상기 ACR(21) 및 코어 망(30)을 통해 요구된 IP 멀티미디어 서비스를 제공한다. 여기서 RAS(12a)는 Wibro 기지국으로써 ACR(21)로부터 수신한 데이터를 무선 PSS(11a)에 제공하게 되며, 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈, 핸드오버(Handover) 기능을 갖는다. 상기 PSS(11a) 및 RAS(12a)는 데이터 전송을 위한 50Mbps 패킷 전송 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능, 실시간 모뎀 제어 기능 등을 갖는다.

상기 ACR(21)는 다수의 RAS를 수용하여 RAS 간 또는 RAS와 IP 네트워크를 연결하는 패킷 액세스 라우터로써 RAS간 핸드오버 제어기능, ACR간 핸드오버 기능, 타 망의 기지국과 RAS간의 핸드오버기능, 패킷 라우팅 기능, 인터넷 접속 기능을 가지며, IP 네트워크와 연결된다.

한편, 상기 무선 액세스 망(10)이 3G/4G 망 즉, CDMA/GSM(Code Division Multiple Access/Global System for Mobile communication)인 경우, 상기 Wibro 망과 동일한 맥락으로 가입자 단말인 MS(Mobile Station)/MN(Mobile Node)(11b)가 해당 채널을 기지국(BS(Base Station)/AP(Access Point))(12b)을 통해 감지하면, 유선망의 액세스 노드인 MSC(Mobile Station Controller)(도시되지 않음), 코어 망(30)을 통해 요구된 IP 멀티미디어 서비스를 제공한다. 이하, 설명에서는 다양한 무선 액세스 망들에 포함된 각기 다른 명칭을 갖는 가입자 단말 및 기지국들을 각각 이동 노드 및 기지국으로 칭하고, 이에 대한 참조 부호를 통합하여 각각 이동 노드(11) 및 기지국(12)로 설명함에 유의하여야 한다.

상기 액세스 망(20)의 에지 노드인 ACR(21)은 이동 노드(11)의 이동에 따른 핸드오버, 가입자 망(10)으로부터 요구 되어진 이동 노드(11)의 새로운 주소 할당이나 코어 망(30)과의 QoS 매핑을 수행한다.

상기 코어 망(30)의 에지 라우터(ER: Edge Router)(31)는 가입자 노드의 핸드오버 과정에서 발생하는 BU/BACK 절차를 수행한다. 이를 위해 ER(31)은 광 대역 통합 망 내에 또 다른 위치에 위치한 홈 에이전트(HA)(도시되지 않음)나 상대 노 드(CN)(도시되지 않음)와의 데이터 터널인 LSP(Label Switched Path)를 설정한다.

이와 같은 광대역 통합망은 실제 통합 플랫폼인 IMS 제어에 의해 IP 이동성 서비스를 실현할 수 있는데, 상기 IMS에서는 현재까지 이동(Mobile)이나 와이브로(Wibro)에 대한 충분한 고려가 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 IMS 기반 ITU-T(International Telecommunication Union for Telecommunication Standardization Sector) NGN(Next Generation Network) 구조(Architecture)를 통해 IP 이동성 서비스를 실현한다. 상기 ITU-T NGN는 IMS를 기반으로 하는 통합 플랫폼으로서, 해당 망에서 서비스 품질 보장을 위한 제어 기능을 수행한다.

다시, 상기 도 1을 참조하면, 상기 통합 플랫폼(100)은 서비스 계층(Service Stratum)과 전송 계층(Transport Stratum)으로 구분되며, 이동 IPv6 멀티미디어 서비스를 수행하기 위한 기능 요소들을 포함한다. 즉, 상기 서비스 계층은 서비스 제어를 위한 시그널과의 연계 기능 등을 수행하는 서비스 제어부(SCF : Service Control Functions)(110)를 포함한다. 그리고 상기 전송계층은 망 접속 제어부(NACF : Network Attachment Control Function)(120)와, 자원 제어부(RACF : Resource and Admission Control Functions)와, 전송부(TF : Transport Functions)와, 상기 CPE(Customer Premises Equipment)(150) 등의 기능 모듈을 포함한다.

상기 서비스 제어부(SCF)(110)는 이동 노드(11)로부터 설정된 QoS 자원에 대한 권한부여 및 예약 요청을 받고, 이를 액세스 망을 관리하는 자원 제어부(RACF)(130)로 전달한다.

상기 망 접속 제어부(NACF : Network Attachment Control Function)(120)는 망 검색 시나리오(scenario) 및 서비스에 접속하는 시나리오, 인증/권한부여(Authentication & Authorization), 위치관리(Location Management), 이동성 관리 등의 기능을 수행하며, 가입자 인증 시 망 가입자 정보를 제공한다.

상기 자원 제어부(RACF)는 액세스 전송 망 자원 제어(Access Transport Resource Control)를 위한 액세스 자원 제어부(131)와, 코어 전송 망 자원 제어(Core Transport Resource Control)를 위한 코어 자원 제어부(132)로 구분된다. 상기 액세스 자원 제어부(131) 및 상기 코어 자원 제어부(132)는 서비스 계층 (Service Stratum)과 망 전송 계층(Transport Stratum)을 연결하는 조정자(Arbitrator) 역할로 서비스 계층의 요구를 전달 망의 자원 상태 및 정책을 고려하여 수락 여부를 결정하고, 이를 구체적으로 망에 반영한다. 여기서 상기 코어 자원 제어부(CRACF)(132)는 IP 멀티미디어 서비스를 위한 데이터 터널인 MPLS LSP(Multi-Protocol Label Switching Label Switched Path) 설정 시 ER(31)로부터의 QoS 자원에 대한 권한부여 및 예약 요청을 SCF(110)를 통해 전달받는다.

상기 전송부(TF)는 액세스 전송부(ATF : Access Transport Function)(141)와, 코어 전송부(CTF : Core Transport Function)(142)로 구분되어 상위 제어 모듈과 독립되어 순수한 전송 기능만을 수행한다. 여기서 상기 액세스 전송부(ATF)(141)는 상기 ARACF(131)으로부터 받은 자원 정보가 실제 망에서 유휴(idle)한지를 검색 후 ATF(141)에서는 실제 자원을 할당하여 데이터가 전송되도록 한다. 그리고 상기 코어 전송부(CTF)(142)는 CRACF(132)로부터 받은 자원 정보가 실제 망에서 유휴(idle)한지를 검색 후 코어 전송부(CTF)(142)에서는 실제 자원을 할당하여 데이터가 전송 되도록 한다.

상기 CPE(Customer Premises Equipment)(150)는 가입자의 단말이나 액세스 노드 이전에 연결되어 있는 장비로 QoS를 협상(negotiation)할 수 있는 능력이 있는 단말 또는 그렇지 않은 단말들을 포함하며, QoS 협상(negotiation)이 있는 경우에는 전송 계층의 QoS 시그널링을 지원한다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 광대역 통합망에서 IPv6을 통한 단-대-단 서비스 품질을 보장하기 위한 제어 방법에 대해 설명하기로 한다. 우선, 이동 노드에서 홈 에이전트(HA)간의 단-대-단 서비스 품질을 보장하기 위한 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 광대역 통합망에서 서비스 품질을 보장하기 위해 이동 노드에서 홈 에이전트로의 연결 절차를 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 201단계에서 이동 노드(11)가 이웃 서브넷으로 이동하면, 202단계에서 ACR(21)는 이동 감지(Movement detection)한 후 203단계에서 상기 이동 노드(11)의 자원 사용 권한을 확인하여 인증을 수행하고, 이동 IPv6의 자동 주소 부여(address auto configuration)에 따라 이동 노드(11)로 새로운 의탁주소(Care of Address 이하, CoA라 칭함)를 부여한다.

그러면 204단계에서 이동 노드(11)는 상기 새로운 의탁주소(CoA)를 할당받은 후, HA(40)로 할당받은 CoA를 등록하기 위해 바인딩 갱신(Binding Update 이하, BU 라 칭함) 메시지를 생성하여 상기 ACR(21)로 전송한다. 여기서 상기 BU 메시지는 이동 IPv6을 통한 QoS를 위해 이동 IPv6 헤더를 포함한다. 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이동 IPv6 헤더(401)는 발신지 주소(Src Addr)와, 착신지 주소(Det Addr)와, 클래스(Class) 및 플로우 레이블(Flow Label) 필드를 포함한다.

상기 클래스 및 플로우 레이블 필드는 고객 서비스 가입 시 선택한 SLA(Service Level Agreement: Latency, Jitter, Packet Loss, Bandwidth and Effective bandwidth 등) 정보인 클래스 및 플로우 아이디가 각각 입력된다.

상기 클래스 필드에는 상기 MN(11)이 바인딩 갱신(BU) 메시지를 ACR(21)에 송신 시 상기 MN(11)의 멀티미디어 서비스를 위한 QoS 정보가 입력된다.

상기 플로우 레이블 필드에는 IETF(Internet Engineering Task Force) RFC 2460에 따른 상기 플로우 레이블이 입력된다. 일반적으로 이는 IPv6 명세(Specification) 실시간(real time) 서비스나 non-default 서비스와 같은 송신자(sender)가 특별한 처리(special handling)를 요하는 특별한 트래픽에 속하는 패킷들을 레이블하는 것으로 정의되어 있으며, 플로우는 플로우 레이블과 발신지 주소(source address)에 의해서 유일(unique)하게 식별(identify)할 수 있다. 또한, Intserv[RFC 1633]에서는 다수의 응용 세션(application sessions)으로부터 합쳐진 데이터로 구성된다고 표현하고 있어 플로우 레이블의 정의는 실험적 수준에 있었다.

다시, 도 2를 참조하면, 이에 따라 205단계에서 ACR(21)은 IMS 기반의 통합망 플랫폼의 NACF(120) 및 ARACF(131)를 통해 가입자의 인증 및 자원을 확인한다. 이때, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 수신한 액세스망(20)이 Diffserv(Differentiated Services) 망인 경우, 상기 ACR(21)은 BU 메시지에 포함된 이동 IPv6 헤더(401) 내의 Class 필드와, Diffserv 망에서 정의된 DSCP를 맵핑시킨다. 반면, 액세스망(20)이 Diffserv 망이 아닌 경우에는 BU 메시지에 동일한 내용의 이동 IPv6 헤더(403)를 포함한다.

그런 다음 206단계에서 코어망(30)의 ER(31)로 매핑된 이동 IPv6 헤더(402) 또는 동일한 이동 IPv6 헤더(403)를 포함한 BU 메시지를 전송한다.

상기 BU 메시지를 수신한 ER(31)은 207단계에서 MN(11)의 요구한 서비스에 따라 이에 맞는 빠른 패킷 전송 및 집합된(aggregated) 멀티미디어 서비스 플로우들의 QoS 보장을 위해 MPLS LSP를 설정한다. 이때, ER(31)은 LSP를 설정하기 위해 CRACF(132)에 자원 확인을 한 후, 상기 MN(11)에서 할당된 플로우 레이블과 상기 도 4에 도시된 바와 같은 MPLS 헤더(404) 내의 MPLS LSP 레이블을 맵핑시켜서 LSP를 설정한 다음 208단계에서 LSP가 설정된 BU 메시지를 HA(40)로 전송한다. 이에 따라 HA(40)는 수신한 BU 메시지에 포함된 의탁주소(CoA)를 MN(11)의 홈 주소와 바인딩하여 바인딩 캐시(Binding Cache)에 저장하고, 바인딩 갱신 결과를 바인딩 응답(BACK) 메시지에 포함하여 ER(31)로 전송한다. 여기서 상기 MPLS 헤더(404)는 상기 도 4에 도시된 바와 같이, Label:packet을 LSP에 매치하는데 사용하는 레이블(Label), 우선순위 큐에 따라 패킷을 전송하는데 사용하는 EXP(Experimental bits), S(Stacking bit) 그리고 TTL(IP 의 Time to live)로 구성된다.

이후, 209단계에서 ER(31)은 상기 HA(40)로부터 수신된 BACK 메시지에 포함 된 MPLS LSP 레이블 정보를 이동 IPv6 헤더의 플로우 레이블 정보 대신에 저장하고, 210단계에서 상기 MPLS LSP 레이블 정보를 포함한 BACK 메시지를 ACR(21)로 전송한다. 이에 따라 ACR(21)는 바인딩 응답(BACK) 메시지를 수신 시 QoS가 할당되었음을 인지할 수 있다.

그러면 211단계에서 상기 ACR(21)은 ATF(141)를 통해 바인딩 레이블(Binding Label) 테이블을 생성하고, 212단계에서 상기 생성된 바인딩 레이블 테이블을 포함한 BACK 메시지를 MN(11)로 전송한다.

상기 211단계에서 생성된 바인딩 레이블 테이블(Binding Label Table)은 첨부된 도 5에 도시된 바와 같으며, 바인딩 레이블 테이블에 대해 상기 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

바인딩 레이블 테이블(501, 502)은 이동 노드(MN)에서 생성된 바인딩 갱신(BU) 메시지내의 IPv6 정보 및 바인딩 응답(BACK) 메시지의 결과에 따른 매핑 정보인 MPLS 정보를 포함한다. 상기 IPv6 정보 내의 클래스(Class) 필드에 입력된 QoS 정보를 액세스망(20)에서 갱신한 QoS 정보와, 코어망(30)에서의 MPLS LSP 레이블의 매핑 정보는 액세스망(20)의 특성에 따라 QoS 보장을 위한 매핑 관계를 갖는다.

상기 도 5의 (a)를 참조하면, 액세스망이 Diffserv(Differentiated Services) 망이 아닌 경우(non-diffserv), 액세스 망(20)의 바인딩 레이블 테이블(501) 내에 값들 중 MN(11)내의 class 필드 값이 MPLS 레이블 값과 맵핑 관계를 갖는다. 즉, 클래스 값은 MPLS의 LSP(E-LSP : EXP inferred-PSC LSP, L-LSP : Label-only-inferred-PSC LSP)에 맵핑된다. 예를 들어, 상기 바인딩 레이블 테이블(501)에서 플로우 flow 1 과 flow 3은 동일한 발신지(source)와 착신지(destination) 주소를 갖고, 서로 다른 class 값을 가진다. 이러한 QoS를 코어망(30)에서도 보장해준다. 또한, 플로우 flow 1, flow 2와 같이 서로 다른 flow에 대해서 코어망(30)에서는 하나의 집합된(aggregate) LSP(Label Switched Path) 레이블 값(66)으로 할당받을 수 있다.

상기 도 5의 (b)를 참조하면, 액세스망(20)이 Diffserv 망인 경우, QoS를 위한 정보로써 IP Header TOS(Type Of Service)필드의 하위 2비트는 사용하지 않고, 상위 6비트를 DSCP(Diffserv Code Point)로 사용하여 일반적인 IP flow 와 Diffserv 매핑을 수행한다. 즉, 액세스망(20)의 바인딩 레이블 테이블 내(502)에 값들은 MN(11)내의 class 필드 값이 상기 DSCP와 매핑 관계를 가지며, 상기 DSCP는 MPLS 레이블 값과 매핑 관계를 갖는다. 이에 대해 첫 번째 플로우를 예를 들어 설명하면, 액세스망(20)의 ACR(21)은 MN(11)에서 입력된 IPv6 정보 내의 class 필드 값(3)을 상기 DSCP 매핑 값(AF11)로 입력하고, 액세스망(20)에서 입력된 매핑 값(AF11)은 상기 MPLS 정보 내의 LSP 레이블 값(66)과 매핑된다.

이와 같은 매핑 정보는 이동 IPv6 메시지 BU/BACK를 통하여 교환되며, 액세스 망(20)에서는 이러한 매핑 정보를 유지할 수 있다.

다음으로 이동 노드와 상대 노드간의 IP 멀티미디어 서비스를 수행하기 위해 단-대-단 서비스 품질을 보장하기 위한 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 광대역 통합망에서 서비스 품질을 보장하기 위해 이동 노드에서 상대 노드로의 연결 절차를 도시한 도면이다.

상기 도 2에서 설명한 바와 같은 과정의 결과에 따라 MN(11)에서 HA(40)로 데이터가 전송되고, HA(40)는 전송되는 데이터를 가로챈(intercepted by HA) 다음 이를 MN(11)에 전달한다. 이때, 상기 도 3을 참조하면, 301단계에서 MN(11)은 CN(50)에 수신된 데이터의 CoA를 등록하기 위해 클래스(class)와 레이블(Label) 정보를 갖는 이동 IPv6 헤더를 포함한 바인딩 갱신(BU) 메시지를 생성하여 상기 ACR(21)로 전송한다. 이에 따라 302단계에서 ACR(21)은 NACF(120) 및 ARACF(131)를 통하여 가입자의 인증 및 자원을 확인하고, 303단계에서 ER(31)로 BU 메시지를 전송한다.

이후, 304단계 내지 306단계는 ER(31)과 상대 노드(50) 간의 바인딩 갱신 요청 및 응답에 대한 처리 과정으로서, 상기 도 2에서 설명한 206단계 내지 209단계와 동일한 기능으로 처리되며, 이렇게 처리된 결과에 따라 ER(31)은 307단계에서 MPLS 정보(LSP 레이블 및 EXP 등)를 포함한 BACK 메시지를 상기 ACR(21)로 전송한다.

그러면 308단계 및 309단계에서 ACR(21)은 상기 도 2에서 설명한 211 단계 및 212단계와 마찬가지로, ATF(141)를 통해 바인딩 레이블 테이블을 생성하고, 생성된 바인딩 레이블 테이블을 포함한 BACK 메시지를 MN(11)으로 전송한다.

이와 같이 상기 MN(11)은 새로운 서브넷으로의 이동에 따라 ACR(21)로부터 CoA를 획득한 후, HA(40)에 바인딩(binding)을 위하여 BU 메시지를 ACR(21)에 송신한다. 송신한 BU 메시지에 대한 BACK 메시지 수신 시 MPLS LSP 레이블이 존재하는 경우에는 MPLS(Multi-Protocol Label Switching) 망 구간(ER(41)에서 상대 노드(50)까지의 구간을 말함)에서의 QoS 보장을 의미하며, 이는 이동(Mobile) IPv6 가입자에게 멀티미디어 서비스를 보장할 수 있음을 의미한다. 이동 IPv6 BACK 메시지 내 이동성 옵션(Mobility Option)에는 처음 MN(11)이 BU 메시지 생성 시 입력한 HA, CoA가 있으므로 비록 동일한 MPLS 레이블(Label)을 할당받았을 경우에도 상기 MN(11)은 BACK 메시지를 수신 시 원래 자신의 플로우를 식별할 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광대역 통합망에 보다 적합한 이동 IPv6을 통해 액세스 망에서는 IMS을 기반으로 하는 통합 플랫폼에 따른 서비스품질을 보장하고, 코어망(또는 매트로망)에서는 MPLS LSP를 수용하여 집합된 연결들에 대한 서비스 품질을 보장함으로써 전체 망을 잇는 서비스품질 매핑으로 단-대-단 서비스품질을 보장할 수 있으며, 가입자 추가에 따른 MPLS LSP 확장성을 용이하게 하여 망 자원의 고갈 및 부하의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 이동 노드를 포함하는 가입자 망과 연동하는 액세스 망과, 홈 에이전트 및 상대 노드와 연동하는 코어 망을 포함하는 광대역 통합망에서 상기 액세스 망이 단-대-단 서비스 품질을 보장하기 위한 방법에 있어서,

   이동 노드가 이동함에 따라 상기 이동 노드로 새로 부여된 의탁주소를 등록하기 위한 바인딩 갱신 메시지를 수신하는 과정과,

   멀티미디어 서비스 및 자원을 제어하는 통합망 플랫폼을 통해 상기 이동 노드의 인증 및 자원을 확인하는 과정과,

   상기 코어망으로 상기 통합망 플랫폼에 따른 서비스 품질 보장에 대한 정보를 포함한 바인딩 갱신 메시지를 전송하는 과정과,

   상기 코어망에서 설정된 상기 멀티미디어 서비스를 위한 데이터 터널(MPLS LSP) 정보를 포함하는 바인딩 응답 메시지를 상기 코어망으로부터 수신하는 과정과,

   상기 MPLS LSP 정보를 이용하여 상기 코어망을 잇는 서비스품질 매핑을 수행하는 과정과,

   상기 서비스품질 매핑을 통해 얻은 정보를 포함하는 바인딩 응답 메시지를 상기 이동 노드로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 액세스 망이 식별 서비스 망인 경우, 상기 식별 서비스 망에서 미리 설정된 식별 서비스 코드 포인트(DSCP)를 상기 바인딩 갱신 메시지 내의 클래스 정보와 매핑시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 바인딩 갱신 메시지는 착신 주소, 발신 주소, 클래스 및 플로우(flow) 레이블을 갖는 이동 IPv6 헤더를 포함함을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 바인딩 응답 메시지는 상기 홈 에이전트로부터 상기 의탁주소를 홈 주소와 바인딩한 결과 및 상기 MPLS LSP 정보를 포함함을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 코어망을 잇는 서비스품질 매핑을 수행하는 과정은,

   상기 통합망 플랫폼을 통해 바인딩 레이블 테이블을 생성하는 단계와,

   상기 바인딩 레이블 테이블 내의 클래스 정보와 상기 MPLS LSP 정보를 매핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 액세스 망이 식별 서비스 망인 경우, 상기 클래스 정보와 매핑된 상기 식별 서비스 망에서 미리 설정된 식별 서비스 코드 포인트(DSCP)의 매핑값과 상기 MPLS LSP 정보를 매핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 바인딩 레이블 테이블은 이동 노드에서 입력된 착신 주소, 발신 주소, 클래스 및 플로우(flow) 레이블을 갖는 IPv6 정보 및 상기 코어망에서 입력된 MPLS LSP 정보를 포함함을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
8. 이동 노드를 포함하는 가입자 망과 연동하는 액세스 망과, 홈 에이전트 및 상대 노드와 연동하는 코어 망을 포함하는 광대역 통합망에서 상기 코어망이 단-대-단 서비스 품질을 보장하기 위한 방법에 있어서,

   상기 액세스 망으로부터 멀티미디어 서비스 및 자원을 제어하는 통합 플랫폼에 따른 서비스 품질 보장에 대한 정보를 포함하고, 상기 이동 노드로 부여된 새로운 의탁주소의 등록을 위한 바인딩 갱신 메시지를 수신하는 과정과,

   상기 통합망 플랫폼을 통해 자원을 확인한 후 상기 홈 에이전트로 멀티미디어 서비스를 위한 데이터 터널(MPLS LSP)을 설정하여 바인딩 갱신을 요청하는 과정과,

   상기 홈 에이전트로부터 바인딩한 결과를 포함한 바인딩 응답 메시지를 수신하여 MPLS LSP를 통해 집합된 연결들에 대한 서비스 품질을 보장하는 과정과,

   상기 액세스 망에서 상기 MPLS LSP 정보를 이용하여 서비스품질 매핑을 수행하도록 상기 액세스 망으로 전달할 바인딩 응답 메시지에 상기 설정된 MPLS LSP 정보를 해당 필드에 대체 입력하여 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 통합망 플랫폼을 통해 자원을 확인한 후 상기 상대 노드로 멀티미디어 서비스를 위한 데이터 터널(MPLS LSP)을 설정하여 바인딩 갱신을 요청하는 과정과,

   상기 상대 노드로부터 바인딩한 결과를 포함한 바인딩 응답 메시지를 수신하여 상기 MPLS LSP를 통해 집합된 연결들에 대한 서비스 품질을 보장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 바인딩 갱신 메시지는 착신 주소, 발신 주소, 클래스 및 플로우(flow) 레이블을 갖는 이동 IPv6 헤더를 포함함을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
11. 제8항에 있어서,

    상기 바인딩 응답 메시지는 상기 홈 에이전트로부터 상기 의탁주소를 홈 주소와 바인딩한 결과 및 상기 MPLS LSP 정보를 포함함을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
12. 제8항에 있어서,

    상기 서비스품질 매핑은, 상기 액세스 망에서 생성된 바인딩 레이블 테이블 내의 클래스 정보와 상기 MPLS LSP 정보를 매핑함에 따라 상기 액세스 망을 잇는 상기 서비스 품질을 보장함을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 바인딩 레이블 테이블은 이동 노드에서 입력된 착신 주소, 발신 주소, 클래스 및 플로우(flow) 레이블을 갖는 IPv6 정보 및 상기 코어망에서 입력된 MPLS LSP 정보를 포함함을 특징으로 하는 광대역 통합망에서 단-대-단 서비스 품질 보장 방법.

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