KR100905191B1 - 엑스 캐스트 ｉｐ 데이터그램을 라우팅하는 장치 및 방법 - Google Patents

엑스 캐스트 ｉｐ 데이터그램을 라우팅하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 엑스 캐스트(X-Cast) IP 데이터그램(Datagram)의 엑스 캐스트 헤더는, 네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드와; 상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소와 동일한 주소를 공유하고 있음을 표시하는 플래그 비트열(Flag bit string)과 호스트 주소를 포함하는 적어도 하나 이상의 제 2 수신자 주소필드를 포함한다.
엑스 캐스트, IP 데이터그램, 엑스 캐스트 헤더

Description

엑스 캐스트 ＩＰ 데이터그램을 라우팅하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ROUTING X-CAST IP DATAGRAM}
본 발명은 IP(Internet Protocol) 패킷 데이터의 엑스 캐스트(X-CAST) 라우팅 통신에 관한 것으로서, 특히, IP 패킷 데이터의 라우팅을 위한 수신자 주소 표기 방식에 관한 것이다.
인터넷 프로토콜망에서 데이터를 전송하는 방식으로 크게 유니캐스트(Unicast) 방식과 멀티캐스트(Multicast) 방식으로 구분할 수 있다. 상기 유니캐스트 방식은 IP 데이터 패킷의 IP 헤더내에 데이터를 수신할 수신자의 주소를 명시하고, 망 내의 라우터들로 하여금 IP 헤더내 주소의 수신자에게 IP 데이터 패킷을 전송하게 하는 방식이다. 상기 멀티캐스트 방식은 IP 데이터 패킷의 헤더내에 멀티캐스트 그룹을 알리는 주소를 명시하고, 망 내의 라우터들로 하여금 멀티캐스트 IP 데이터 패킷을 복사하여 멀티캐스트 그룹을 형성하는 다수의 수신자들에게 동시에 전송하게 하는 방식이다. 따라서, 유니 캐스트 방식은 1 대 1의 전송 방식이고, 멀티 캐스트 방식은 1 대 다의 전송 방식이라 할 수 있다.
멀티 캐스트 방식은 1 대 다의 전송 방식이기 때문에 다수의 수신자가 정보 를 공유할 수 있는, 예를 들어 영화 정보 등을 제공하는데 유용하다. 그러나, 멀티 캐스트 방식에서는 망 내 라우터들이 멀티 캐스트용 IP 데이터들을 복사하여 다른 라우터 또는 수신자에게 멀티캐스트 라우팅하므로 부하가 많이 걸린다는 단점이 있다.
또한, 멀티 캐스트 방식은 멀티캐스트 그룹이 다수의 수신자들로 구성된 경우에는 효과적이지만, 멀티 캐스트 그룹이 소수의 수신자들로 구성된 경우에는 비효율적이다. 즉, 멀티 캐스트 방식은 다수의 수신자들에게 동시에 동일 정보를 전송하기 위하여 라우터의 과부하를 감수하는 방식이기 때문에 수신자가 소수인 경우(예를 들어, 인터넷 전화의 다자간 통화, 네트워크 게임, 다자간 영상 회의 등)에 적용하기에는 망을 비효율적으로 사용한다는 문제가 있다.
이러한 멀티 캐스트 방식의 단점을 보완하기 위하여 엑스 캐스트(X-Cast) 방식이 제안되었다. 엑스 캐스트 방식은 송신자가 IP 데이터 패킷을 전송하고자 하는 소수의 수신자를 동시에 지정할 수 있게 한 방식이다. 엑스 캐스트 방식에서는 IP 데이터 패킷내의 IP 헤더와 트랜스포트(Transport) 헤더 사이에 엑스 캐스트 헤더를 더 부가하고, 엑스 캐스트 헤더내에 수신자들의 주소를 삽입한다. 여기서, 상기 IP 헤더에는 엑스캐스트 방식임을 알리는 엑스 캐스트 주소 정보가 포함되며, 망의 라우터들은 이 엑스 캐스트 주소를 이용하여 IP 데이터 패킷을 전송하는 경로 즉, 다음 라우터를 검출한다.
이러한 엑스 캐스트 IP 데이터 패킷을 수신하는 망 내의 수신자측 라우터들은 엑스 캐스트 헤더내의 수신자 주소 정보를 이용하여 각 수신자들에게 유니캐스 트 방식으로 IP 데이터 패킷을 라우팅한다. 따라서, 엑스 캐스트 방식에서는 종래의 멀티 캐스트 방식과 같이 멀티캐스트 라우팅을 행하지 않기 때문에 라우터들이 IP 데이터 패킷을 전송하여야 하는 부하가 대폭 감소될 수 있으며, 특히 송신자가 지정한 소수의 수신자들에게만 한정하여 데이터를 송신할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 종래의 엑스 캐스트 방식은 수신자 주소를 엑스 캐스트 헤더내에 모두 포함시켜야 하기 때문에 수신자의 수에 비례하여 엑스 캐스트 헤더의 길이가 늘어나게 되는 단점을 가진다.
이러한 단점을 극복하기 위해, 대한민국 공개특허공보 제 2003-19668 호(특허 문헌 1)는 엑스 캐스트 방식을 이용하여 멀티 캐스트 데이터를 전송하는 방법을 개시한다.
즉, 특허 문헌 1은, 멀티 캐스트 그룹에 속하는 수신자들에게 동일한 데이터를 전송하기 위하여, 송신자측 라우터에는 멀티 캐스트 그룹의 주소를 IP 헤더로 갖는 멀티 캐스트 IP 데이터 패킷을 제공하고, 송신자측 라우터는 수신자측 라우터 주소를 이용하여 상기 멀티 캐스트 IP 데이터 패킷을 엑스 캐스트 IP 데이터 패킷으로 변환하여 엑스 캐스트 방식으로 수신자측 라우터에 제공하며, 수신자측 라우터는 엑스 캐스트 방식의 IP 데이터 패킷을 다시 멀티 캐스트 IP 데이터 패킷으로 변환하여 멀티 캐스트 방식으로 수신자들에게 제공한다.
상기 특허 문헌 1의 엑스 캐스트 IP 데이터 패킷의 엑스 캐스트 헤더에는 수신자측 라우터의 주소 정보와 멀티 캐스트 그룹의 주소 정보가 기록된다.
이와 같이, 상기 특허 문헌 1은 멀티 캐스트 방식이 갖는 시스템 과부하의 문제를 줄이기 위해, 송신자측 라우터와 수신자측 라우터간의 라우팅에 있어서 멀티 캐스트 IP 데이터 패킷을 엑스 캐스트 IP 데이터 패킷으로 변환하여 전송하는 방법을 제안하고 있다.
그러나, 상기 특허 문헌 1은 엑스 캐스트 방식의 고유한 문제점인 수신자의 수에 비례하여 엑스 캐스트 헤더의 길이가 늘어나는 문제를 해결하는데는 실패하고 있다.
본 발명은 엑스 캐스트 데이터그램의 엑스 캐스트 헤더의 길이를 줄이는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 기존의 엑스 캐스트 헤더의 길이 보다 더 짧은 길이를 갖는 수신자 주소 표기 방식을 제공 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일 양태로서의 엑스 캐스트(X-Cast) IP 데이터그램(Datagram)은, IP 헤더, 엑스 캐스트 헤더, 트랜스포트(Transport) 헤더 및 페이로드(Payload Part)로 구성되고, 상기 엑스 캐스트 헤더는, 네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드와; 상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소와 동일한 주소를 공유하고 있음을 표시하는 플래그 비트열(Flag bit string)과 호스트 주소를 포함하는 적어도 하나 이상의 제 2 수신자 주소필드를 가지는 목적지 주소 영역을 포함한다.
상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램은 IP 패킷 통신망에 위치하는 네트워크 장치들, 즉, 다수의 라우터와 유,무선 정보통신단말들에서 처리된다. 이들 네트워크 장치들은 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 생성 또는 해석하거나 IP 패킷 통신망 을 통해 다음 홉(Next-hop)으로 라우팅한다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태로서의 적어도 하나 이상의 라우터를 포함하는 IP 패킷 통신망을 경유하여 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 방법은, (a) 송신자 단말이, 동일한 네트워크에 속하는 적어도 하나 이상의 수신자 단말들의 네트워크 주소와 호스트 주소를 상기 수신자 단말들로부터 상기 IP 패킷 통신망을 통해 획득하는 단계; (b) 수신 라우터에서, 상기 송신자 단말로부터 상기 수신자 단말들의 네트워크 주소와 호스트 주소를 포함하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 수신하는 단계; 이때, 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램은, 상기 네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드와, 상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소와 동일한 주소를 공유하고 있음을 표시하는 플래그 비트열(Flag bit string)과 호스트 주소를 포함하는 적어도 하나 이상의 제 2 수신자 주소필드를 가지는 엑스 캐스트 헤더를 포함하고; (c) 수신 라우터가, 상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소를 참조하여 상기 제 2 수신자 주소 필드의 네트워크 주소를 복원하는 단계; 및 (d) 수신 라우터가, 상기 동일한 네트워크에 속하는 적어도 하나 이상의 수신자 단말에 대해 IP 데이터 패킷을 유니캐스트(Unicast) 전송하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 제 1 수신자 주소 필드는 상기 제 2 수신자 주소 필드에 비해 항상 선행하여 위치하고, 상기 플래그 비트열은 모두 "0"으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 상기 제 1 수신자 주소 필드에 비해 더 작은 저장 공간을 가지는 것이 바람직한데, 특히, 상기 제 1 수신자 주소 필드가 N 바이트로 구성되는 경우, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 상기 제 1 수신자 주소 필드는 3바이트의 네트워크 주소와 1바이트의 호스트 주소로 구성되고, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 1바이트의 플래그 비트열과 1바이트의 호스트 구조로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 수신자 주소 필드와 이 제 1 수신자 주소 필드에 종속되는 제 2 수신자 주소 필드의 총 갯수가 짝수개인 경우, 마지막 제 2 수신자 주소 필드에는 패딩 비트열(Padding bit string)이 더 포함될 수 있다.
이때, 상기 패딩 비트열은 모두 "0"으로 구성되고, 상기 제 1 수신자 주소 필드와 상기 마지막 제 2 수신자 주소 필드는 동일한 N바이트로 구성되고, 나머지 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 엑스 캐스트 IP 데이터그램(X-CAST IP Datagram)내의 엑스 캐스트 헤더(X-CAST Header)의 오버 헤드(Overhead) 사이즈를 50%까지 줄일 수 있다. 이로 인해, 전체적인 IP 데이터그램의 용량이 줄어들어 네트워크 대역폭을 줄이는 것이 가능하다.
또한, IP 데이터그램의 페이로드 부분(Payload Field)에 보다 많은 저장 영역을 할당하는 것이 가능하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 엑스 캐스트 IP 데이터그램(또는 IP 데이터 패킷)을 라우팅하는 IP 패킷 통신망(106)을 도시하고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엑스 캐스트 IP 데이터그램은 도 1의 IP 패킷 통신망(106)을 경유하여 송신 단말기(100)로부터 다수의 수신 단말기(102a~102d, 104a~104d)로 전달된다.
상기 송신 단말기(100)는 송신 라우터(106a)와 접속되고, 상기 다수의 수신 단말기들(102a~102d, 104a~104d)은 수신 라우터(106d)와 접속된다. 상기 수신 라우터(106d)와 접속되는 수신 단말기들(102a~102d, 104a~104d)은 서로 다른 A 네트워크(102) 또는 B 네트워크(104)에 각각 위치할 수 있다. 즉, 수신 단말기들(102a~102d)은 A 네트워크(102)에 위치하고, 수신 단말기들(104a~104d)은 B 네트워크(104)에 위치한다.
도 1의 경우, A 네트워크(102)와 B 네트워크(104)가 각각 하나의 동일한 수신 라우터(106d)에 접속되는 것으로 도시하고 있으나, A 네트워크(102)와 B 네트워크(104)가 각각 서로 다른 수신 라우터에 접속되는 것도 가능하다.
상기 송신 라우터(106a)와 상기 수신 라우터(106d) 사이에는 적어도 하나 이상의 중간 라우터들(106b, 106c)이 개재될 수 있으며, 이들 중간 라우터들(106b, 106c)을 경유하여 송신 단말기(100)와 다수의 수신 단말기들(102a~102d, 104a~104d)간에 엑스 캐스트 방식을 이용한 IP 데이터그램의 송,수신이 가능하다.
예를 들어, 송신 단말기(100)가 상기 A 네트워크(102)에 속하는 제 1 수신 단말기(102a) 내지 제 4 수신 단말기(102d)에 대해 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 전송하는 경우, 엑스 캐스트 IP 데이터그램(또는 IP 데이터 패킷)의 포맷은 도 2와 같은 형식을 갖게 된다.
즉, 엑스 캐스트 IP 데이터그램은 크게 헤더 부분과 페이로드 부분(즉, 데이터 필드)으로 나뉘고, 헤더 부분은 다시 IP 헤더, 액스 캐스트 헤더 및 트랜스포트(Transport) 헤더로 이루어진다. 상기 헤더 부분에는 패킷의 라우팅과 전달을 위해 필요한 정보를 담고 있고, 상기 페이로드 부분에는 송신자가 수신자들에게 전달하고자 하는 정보가 담겨 있다.
상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 IP 헤더에는 엑스 캐스트 주소가 기록되는데, 이 엑스 캐스트 주소는 두가지 기능을 수행한다. 즉, 첫번째는 IP 데이터그램이 엑스 캐스트 IP 데이터그램이라는 것을 표시하는 기능이고, 두번째는 엑스 캐스트 IP 데이터그램이 전송되는 경로를 지정하는 기능이다. 이러한 엑스 캐스트 주소의 기능에 대한 것은 이미 공지된 사항이므로 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 종래의 엑스 캐스트 IP 데이터 그램의 엑스 캐스트 헤더 포맷을 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 종래의 엑스 캐스트 헤더(300)에는 목적지의 주소 정보가 기재되는 목적지 주소 영역(Destination IP Address Area)(310)이 존재하는데, 이 목적지 주소 영역(310)은 각각 N바이트로 이루어진 다수의 수신자 주소 필드(Destination IP Address Field)(310a ~ 310c)로 이루어진다. 일반적으로, 상기 수신자 주소 필드는 4바이트를 갖는 것이 바람직하다.
도 3에 따른 종래의 수신자 주소 필드(310a ~ 310c)는 전체 4바이트중 3바이트를 네트워크 주소에 할당하고, 나머지 1바이트를 호스트 주소에 할당하였다. 즉, 종래의 수신자 주소 필드(310a ~ 310c)는 네트워크 ID와 호스트 ID로 구성되었다.
이로 인해, 도 1과 같이 동일한 네트워크(A 네트워크 또는 B 네트워크)에 속하는 다수 수신자들에게 엑스 캐스트 IP 데이터 패킷을 전송하는 경우에도, 각각의 수신자 주소 필드(310a ~ 310c)에는 동일한 네트워크 ID를 반복하여 기록하기 위한 소정의 주소 공간(예를 들어, 3바이트)을 중복, 할당해야 한다. 이로 인해, 수신자의 수가 증가하는 경우, 오버 헤드가 커지게 되는 문제점을 갖는다.
즉, 도 3과 같은 종래의 엑스 캐스트 헤더 포맷은 주소 공간을 효율적으로 활용할 수가 없었다. 따라서, 데이터그램을 전송할 수 있는 수신자의 수가 소그룹으로 제한되어 중그룹 이상의 수신자를 대상으로 하는 경우에는 적용할 수 없게 된다.
이러한 문제점을 개선하기 위해서, 본 발명자들은 도 4와 같은 새로운 형식의 엑스 캐스트 헤더 포맷을 개발하였다.
도 4을 참조하면, 본 발명에 따른 엑스 캐스트 헤더(400)는 목적지의 주소 정보가 기재되는 목적지 주소 영역(Destination IP Address Area)(410)를 포함하고, 이 목적지 주소 영역(410)은 각각 N바이트로 이루어진 다수의 수신자 주소 필드(410a ~ 410c)를 포함한다.
상기 수신자 주소 필드(410a ~ 410c)는 다시 네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드(410a)와, 동일한 네트워크 주소를 표시하기 위한 플래그 비트열(flag bit string)과 호스트 주소를 포함하는 다수의 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)로 이루어진다.
상기 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)에 할당되는 주소 공간은 상기 제 1 수신자 주소 필드(410a)에 할당되는 주소 공간에 비해 작아야 한다. 예를 들어, 상기 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)는 상기 제 1 수신자 주소 필드(410a)의 절반인 것이 바람직하다. 즉, 상기 제 1 수신자 주소 필드(410b, 410c)가 4바이트(네트워크 주소 : 3바이트, 호스트 주소 : 1바이트)로 이루어지는 경우, 상기 제 2 수신자 주소 필드(410a)는 2바이트(플래그 비트열: 1바이트, 호스트 주소: 1바이트)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 경우, 하나의 제 1 수신자 주소 필드(410a) 밑에 다수의 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)가 종속된다. 즉, 상기 다수의 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)에 대응하는 수신자들은 상기 제 1 수신자 주소 필드에 대응하는 수신자와 동일한 네트워크에 속하면서 서로 다른 IP 주소(즉, 호스트 ID)를 갖는 수신자 단말(410a)을 의미한다.
도 1을 참고하면, 송신자(100)가 A 네트워크(102)에 속하는 다수의 수신자들(102a~102d)에게 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 전송하는 경우, 이 엑스 캐스트 IP 데이터 그램의 엑스 캐스트 헤더에는 하나의 제 1 수신자 주소 필드(410a)와 다수의 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)로 이루어진 목적지 주소 영역(410)이 존재하게 된다. 예를 들어, 제 1 수신 단말기(102a)에 대응하는 주소 정보를 제 1 수 신자 주소 필드(410a)에 할당하게 되면, 나머지 제 2 내지 제 4 수신 단말기(102b~102d)에 대응하는 주소 정보는 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)에 할당된다. 이때, 상기 제 1 수신자 주소 필드(410a)는 3바이트의 네트워크 주소(네트워크 ID)와 1바이트의 호스트 주소(호스트 ID)로 이루어지고, 상기 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)는 1바이트의 플래그 비트열과 1바이트의 호스트 주소(호스트 ID)를 포함하게 된다.
상기 플래그 비트열은 상기 제 1 수신자 주소 필드(410a)의 네트워크 주소와 동일한 네트워크 주소를 갖는다는 것을 표시하기 위한 것으로서, 예를 들어, 모두 "0"으로 구성될 수 있다. 따라서, 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)는 3바이트의 네트워크 주소 전부를 기록할 필요 없이 1바이트의 플래그 비트열만을 기록하는 것에 의해 네트워크 주소의 표기가 가능하다.
따라서, IP 패킷 통신망의 라우터(특히, 수신 라우터)(106a~106d)는 엑스 캐스트 헤더의 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)의 플래그 비트열을 통해 해당 수신자의 네트워크 주소를 알아낼 수 있다. 즉, IP 패킷 통신망의 라우터(106a~106d)는 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)로부터 플래그 비트열이 발견되면, 해당 수신자의 네트워크 주소를 제 1 수신자 주소 필드(410a)의 네트워크 주소로 복원한다.
또한, 상기 제 1 수신자 주소 필드(410a) 및 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)의 종속 관계로 인해, 상기 목적지 주소 영역(410)내에서 상기 제 1 수신자 주소 필드(410a)는 항상 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)에 선행해서 위치하게 된다.
또한, 상기 목적지 주소 영역(410)을 구성하는 수신자 주소 필드(410a~410c)가 짝수개인 경우, 마지막 제 2 수신자 주소 필드(410c)의 나머지 주소 공간은 모두 "0"으로 채운다. 예를 들어, 제 1 수신자 주소 필드(410a)가 4바이트로 구성되고, 제 2 수신자 주소 필드(410b)가 2바이트로 구성되는 경우, 마지막 수신자 주소 필드(410c)는 1바이트의 플래그 비트열, 1바이트의 호스트 주소 및 2바이트의 패딩 비트열(padding bit string)로 이루어진다. 이 2바이트의 패딩 비트열은 모두 "0"으로 이루어진다.
이와 같이, 엑스 캐스트 헤더의 목적지 주소 영역(410)을 도 4와 같이 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드(410a)와 다수의 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)로 구성함으로써 오버헤드 사이즈를 최대 50%까지 절감하는 것이 가능하다.
도 4의 경우, 상기 제 1 수신자 주소 필드(410a)가 하나만 존재하는 경우를 예시하고 있으나, 본 발명에 따른 엑스 캐스트 헤더는 2개 이상의 제 1 수신자 주소필드(410a)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 5를 참조하여 상술한 구조의 엑스 캐스트 헤더 포맷을 갖는 IP 데이터그램을 다수의 라우터를 경유하여 송신 단말기로부터 다수의 수신 단말기로 엑스 캐스트 라우팅하는 과정을 설명한다.
A 네트워크(102) 또는 B 네트워크(104)에서 적어도 하나 이상의 수신 단말기(102a 내지 102d 또는 104a 내지 104d)들이 자신들의 주소정보(예를 들어, 네트 워크 아이디 및 호스트 아이디를 구비한 C 클래스의 IP 주소)가 포함된 IP 데이터 패킷을 수신 라우터(106d)로 전송한다(S400).
상기 수신 라우터(106d)는 상기 수신 단말기(102a 내지 102d 또는 104a 내지 104d)로부터 IP 데이터 패킷을 전송 받아 이를 내부의 테이블(라우팅 테이블)에 저장하고, 상기 IP 데이터 패킷을 복사하여 중간 라우터(106c)에 재전송하는 멀티 캐스팅을 수행한다(S402).
이렇게 멀티 캐스팅된 상기 IP 데이터 패킷은 다수의 중간 라우터(106b~106c)를 경유하여 송신 라우터(106a)로 전송되고, 송신 라우터(106a)는 이 IP 데이터 패킷을 이용하여 라우팅 테이블을 구성한 후, 상기 IP 데이터 패킷을 송신 단말기(100)로 전송한다(S404).
이러한 IP 데이터 패킷의 복사 및 전송과정은 IP 패킷 통신망(106)내의 모든 라우터(106a~106d)들에서 이루어지기 때문에 모든 라우터(106a~106d)들은 상기 수신 단말기(102a 내지 102d 또는 104a 내지 104d)의 주소정보(네트워크 아이디 및 호스트 아이디)를 알고 있다. 따라서, 상기 라우터들(106a~106d)은 상기 수신 단말기(102a 내지 102d 또는 104a 내지 104d)에 대한 IP 데이터 패킷을 포워딩하는 것이 가능하다.
송신 단말기(100)는 상기 송신 라우터(106a)로부터 전달 받은 상기 수신 단말기들(102a 내지 102d 또는 104a 내지 104d)의 주소 정보(네크워크 아이디 및 호스트 아이디)를 이용하여 다수의 수신 단말기들을 목적지로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 생성하고, 이를 송신 라우터(106a)로 전송한다(S406).
여기서, 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램은 도 2 및 도 4에 도시된 포맷을 갖는다.
즉, 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램은 IP 헤더, 액스 캐스트 헤더, 트랜스포트(Transport) 헤더 및 페이로드로 이루어진다. 이때, 상기 IP 헤더에는 IP 데이터그램이 엑스 캐스트 IP 데이터그램이라는 것과 이 엑스 캐스트 IP 데이터그램이 전송되는 경로를 지정하는 정보가 담겨 있다. 또한, 상기 엑스 캐스트 헤더에는 IP 데이터그램을 수신할 다수의 수신자 주소 정보가 포함되는데, 그 포맷은 도 4와 같다. 즉, 상기 엑스 캐스트 헤더는 네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드(410a)와, 동일한 네트워크 주소를 표시하기 위한 플래그 비트열(flag bit string)과 호스트 주소로 이루어지는 다수의 제 2 수신자 주소 필드(410b, 410c)를 포함한다. 또한, 상기 페이로드에는 송신자가 수신자에게 전달하고자 하는 정보가 담겨 있다.
이렇게 송신 단말기(100)로부터 도 1 및 도 4와 같은 포맷의 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 수신한 송신 라우터(106a)는 상기 IP 헤더의 라우팅 경로를 참조하여 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 지정된 중간 라우터(106b~106c)를 경유하여 수신 라우터(106d)로 엑스 캐스트 라우팅한다.(S408)
송신 라우터(106a)로부터 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 수신한 수신 라우터(106d)는 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 엑스 캐스트 헤더로부터 수신 단말기들(102a 내지 102d 또는 104a 내지 104d)의 IP 주소 정보(네트워크 아이디 및 호스트 아이디)를 획득한다. 이때, 수신자 주소 필드내에 플래그 비트열이 존재하 는 경우에는 해당하는 제 1 수신자 주소 필드로부터 네트워크 아이디를 추출하고, 이 네트워크 아이디를 해당 수신자 단말의 네트워크 아이디로 복원한다.(S410) 따라서, 수신 라우터는 모든 수신자 단말기에 대한 네트워크 아이디 및 호스트 아이디의 복원이 가능해진다.
모든 수신자 단말기의 IP 주소 정보를 파악한 수신 라우터(106d)는 해당하는 수신자 단말기들(102a 내지 102d 또는 104a 내지 104d)에 대해 상기 엑스 캐스터 IP 데이터그램을 유니 캐스팅(Unicating)한다.(S412)
이와 같이, 본 발명은 동일한 네트워크에 속하는 다수의 수신자들에 대해 IP 데이터 패킷을 엑스 캐스트 라우팅할 때 매우 유리하다. 즉, 동일한 네트워크에 속하는 수신자들의 경우는 동일한 네트워크 주소를 갖기 때문에 엑스 캐스트 헤더의 수신자 주소 필드에 동일한 네트워크 주소를 중복하여 기록할 필요가 없다. 즉, 중복 기록되는 네트워크 주소 대신에 짧은 비트열로 이루어진 플래그 비트열을 활용함으로써 엑스 캐스트 헤더의 수신자 주소 필드의 용량을 절반으로 줄이는 것이 가능하다. 이로 인해, 적어도 하나 이상의 동일한 네트워크에 속하는 다수의 수신자들을 대상으로 IP 데이터 패킷을 엑스 캐스트 라우팅할 때 오버헤드 사이즈를 최대 50%까지 절감할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 하지만, 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 라우팅을 수행하는 IP 통신 패킷망을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 포맷을 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 엑스 캐스트 헤더 포맷을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 엑스 캐스트 헤더 포맷을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (24)

  1. IP 데이터 패킷 통신망에 위치하는 네트워크 장치로서,
    상기 네트워크 장치는, IP 헤더, 엑스 캐스트 헤더, 트랜스포트(Transport) 헤더 및 페이로드(Payload Part)로 구성되는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 생성 또는 해석하거나 다른 네트워크 장치로부터 수신하거나 전송하는 장치이고,
    상기 엑스 캐스트 헤더는,
    네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드와;
    상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소와 동일한 주소를 공유하고 있음을 표시하는 플래그 비트열(Flag bit string)과 호스트 주소를 포함하는 적어도 하나 이상의 제 2 수신자 주소필드를 가지는 목적지 주소 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 처리하는 네트워크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 목적지 주소 영역에서, 상기 제 1 수신자 주소 필드는 상기 제 2 수신자 주소 필드에 비해 항상 선행하여 위치하는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 처리하는 네트워크 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플래그 비트열은 모두 "0"으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 처리하는 네트워크 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 수신자 주소 필드는 상기 제 1 수신자 주소 필드에 비해 더 작은 저장 공간을 가지는 것을 특징으로 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 처리하는 네트워크 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드가 N 바이트로 구성되는 경우, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 처리하는 네트워크 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드는 3바이트의 네트워크 주소와 1바이트의 호스트 주소로 구성되고, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 1바이트의 플래그 비트열과 1바이트의 호스트 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 처리하는 네트워크 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드와 이 제 1 수신자 주소 필드에 종속되는 제 2 수신자 주소 필드의 총 갯수가 짝수개인 경우, 마지막 제 2 수신자 주소 필드에는 패딩 비트열(Padding bit string)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터 그램을 처리하는 네트워크 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패딩 비트열은 모두 "0"으로 구성되고, 상기 제 1 수신자 주소 필드와 상기 마지막 제 2 수신자 주소 필드는 동일한 N바이트로 구성되고, 나머지 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터 그램을 처리하는 네트워크 장치.
  9. 적어도 하나 이상의 라우터를 포함하는 IP 패킷 통신망을 경유하여 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 방법으로서,
    (a) 송신자 단말이, 동일한 네트워크에 속하는 적어도 하나 이상의 수신자 단말들의 네트워크 주소와 호스트 주소를 상기 수신자 단말들로부터 상기 IP 패킷 통신망을 통해 획득하는 단계;
    (b) 수신 라우터에서, 상기 송신자 단말로부터 상기 수신자 단말들의 네트워크 주소와 호스트 주소를 포함하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 수신하는 단계;
    이때, 상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램은, 상기 네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드와, 상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소와 동일한 주소를 공유하고 있음을 표시하는 플래그 비트열(Flag bit string)과 호스트 주소를 포함하는 적어도 하나 이상의 제 2 수신자 주소필드를 가지는 엑스 캐스트 헤더를 포함하고;
    (c) 수신 라우터가, 상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소를 참조하여 상기 제 2 수신자 주소 필드의 네트워크 주소를 복원하는 단계; 및
    (d) 수신 라우터가, 상기 동일한 네트워크에 속하는 적어도 하나 이상의 수신자 단말에 대해 IP 데이터 패킷을 유니캐스트(Unicast) 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 라우팅 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드는 상기 제 2 수신자 주소 필드에 비해 항상 선행하여 위치하는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 라우팅 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 플래그 비트열은 모두 "0"으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 라우팅 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 수신자 주소 필드는 상기 제 1 수신자 주소 필드에 비해 더 작은 저장 공간을 가지는 것을 특징으로 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 라우팅 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드가 N 바이트로 구성되는 경우, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 라우팅 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드는 3바이트의 네트워크 주소와 1바이트의 호스트 주소로 구성되고, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 1바이트의 플래그 비트열과 1바이트의 호스트 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램의 라라우팅 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드와 이 제 1 수신자 주소 필드에 종속되는 제 2 수신자 주소 필드의 총 갯수가 짝수개인 경우, 마지막 제 2 수신자 주소 필드에는 패딩 비트열(Padding bit string)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터 그램의 라우팅 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 패딩 비트열은 모두 "0"으로 구성되고, 상기 제 1 수신자 주소 필드와 상기 마지막 제 2 수신자 주소 필드는 동일한 N바이트로 구성되고, 나머지 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터 그램의 라우팅 방법.
  17. 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 다음 홉(next-hop)으로 라우팅하는 장치로서,
    상기 엑스 캐스트 IP 데이터그램은, IP 헤더, 엑스 캐스트 헤더, 트랜스포트(Transport) 헤더 및 페이로드(Payload Part)로 구성되고,
    상기 엑스 캐스트 헤더는,
    네트워크 주소와 호스트 주소로 이루어지는 적어도 하나 이상의 제 1 수신자 주소 필드와;
    상기 제 1 수신자 주소 필드의 네트워크 주소와 동일한 주소를 공유하고 있음을 표시하는 플래그 비트열(Flag bit string)과 호스트 주소를 포함하는 적어도 하나 이상의 제 2 수신자 주소필드를 가지는 목적지 주소 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 목적지 주소 영역에서, 상기 제 1 수신자 주소 필드는 상기 제 2 수신자 주소 필드에 비해 항상 선행하여 위치하는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 플래그 비트열은 모두 "0"으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 수신자 주소 필드는 상기 제 1 수신자 주소 필드에 비해 더 작은 저장 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드가 N 바이트로 구성되는 경우, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드는 3바이트의 네트워크 주소와 1바이트의 호스트 주소로 구성되고, 상기 제 2 수신자 주소 필드는 1바이트의 플래그 비트열과 1바이트의 호스트 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 수신자 주소 필드와 이 제 1 수신자 주소 필드에 종속되는 제 2 수신자 주소 필드의 총 갯수가 짝수개인 경우, 마지막 제 2 수신자 주소 필드에는 패딩 비트열(Padding bit string)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 패딩 비트열은 모두 "0"으로 구성되고, 상기 제 1 수신자 주소 필드와 상기 마지막 제 2 수신자 주소 필드는 동일한 N바이트로 구성되고, 나머지 제 2 수신자 주소 필드는 N/2 바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스 캐스트 IP 데이터그램을 라우팅하는 장치.
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