KR100921488B1 - 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 애드혹(Ad-Hoc) 라우팅(Routing) 프로토콜(Protocol)을 적용한 모바일 네트워크에서 프록시(Proxy) 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 모바일 네트워크에 제 1 모바일 라우터(Router)가 진입한 경우 액세스 라우터(Access Router)가 상기 제 1 모바일 라우터에 대한 관리 주소(Care of Address)를 설정하는 단계; (b) 제 2 모바일 라우터가 상기 제 1 모바일 라우터의 하위 레벨로 진입한 경우 상기 제 1 모바일 라우터와 동일한 모바일 네트워크 프리픽스(Prefix)를 가지며, 상기 제 1 모바일 라우터가 상기 제 2 모바일 라우터에 대한 관리 주소를 설정하는 단계; 및 (c) 상기 애드혹 라우팅 프로토콜을 이용하여 수집한 상기 모바일 네트워크 내의 경로 정보를 이용하여, 상기 제 2 모바일 라우터가 최적화된 경로를 탐색하여 대응 노드(Correspondent Node)로 패킷을 전송하거나 대응 노드로부터 패킷을 수신하는 단계;를 포함한다.

모바일 네트워크, 모바일 라우터, 프록시, 애드혹, 관리 주소

Description

프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법{Route Optimization Method using the proxy auto-configuration of address}

본 발명은 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중첩된 모바일 네트워크 등에 있어서 모바일 라우터들이 관리 주소를 신속히 자동으로 획득할 수 있도록 모바일 단말을 위한 프록시 주소를 자동으로 설정함으로써 패킷을 전송하는 경로를 최적화할 수 있는 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 관한 것이다.

모바일 네트워크는 하나의 네트워크 토폴로지(Topology) 전체가 모바일 단말처럼 이동하는 특별한 종류의 네트워크라고 할 수 있다. 그 예로는, 자동차 내의 네트워크 또는 PAN(Person Area Network) 등을 들 수 있다.

V.Devarapalli, R.Wakikawa, A.Petrescu, and P.Thubert, "NEMO(Network Mobility) Basic Support Protocol", RFC3963, January 2005.는 비행기, 전철 또는 자동차 등의 대중교통이나, 이동 네트워크가 필요한 토폴로지 내에 하나 이상의 모바일 라우터를 설치함으로써 네트워크에 포함된 노드들이 네트워크 전체의 이동을 인지하지 않고도 인터넷을 이용할 수 있도록 지원하는 기술을 제안한다. 이를 통해 모바일 네트워크에서 이동성 지원을 위한 시그널 트래픽을 감소시키고, 모바일 노드들의 시스템 리소스를 절약할 수 있다.

상기 NEMO Basic Support Protocol(이하, NEMO라 한다.)에서는 모바일 라우터들이 일반적인 모바일 IP와 동일한 메커니즘을 사용하도록 정의한다.

이하, 상기 NEMO에 관하여 상세히 설명한다.

상기 NEMO는 MIPv6을 확장한 프로토콜로서, MIPv6과는 역 호환성을 가진다. 상기 NEMO에 의해 정의된 모바일 네트워크는 이동이 가능하며 라우터를 포함하는 네트워크 토폴로지를 의미하며, 하나 이상의 모바일 라우터(이하, MR이라 한다.)를 포함한다.

MR 하위의 모바일 노드(이하, MN이라 한다.)들은 모바일 네트워크의 이동성으로부터 투명하다. MR의 이동성은 MR의 홈 에이전트(이하, HA라 한다.)가 관리하며, MR 하위의 MN들은 기본 게이트웨이로 이동성을 지원받는다.

NEMO는 MR에 의해 구성된 모바일 네트워크에 다른 MR이 접속할 수 있는 구조로 형성되는 중첩된 모바일 네트워크를 허용한다(Nested-NEMO). 즉, 모바일 네트워크는 다수의 중첩된 서브 모바일 네트워크의 결합으로 구성될 수 있다. 도 1에서, 하나의 MR이 다른 MR을 통해 패킷을 전달받는 계층적인 구조로 형성된 중첩된 모바일 네트워크를 확인할 수 있다.

중첩된 모바일 네트워크의 경우, 네트워크 토폴로지는 계층 구조의 그래프를 형성하는데, 각각의 MR이 다른 MR을 통해 통신할 때 단 하나의 인터페이스를 통해 서만 다른 모바일 네트워크에 접속하도록 허용한다. 따라서 그래프는 트리 구조이다.

일반적인 라우터와는 달리, MR은 이동하는 라우터이다. NEMO 역시 일반적인 모바일 IP의 확장이므로, 이동성을 지원받기 위해서 MR들은 홈 주소(Home Address, 이하, HoA라 한다.) 및 관리 주소(Care of Address, 이하, CoA라 한다.)를 가진다.

HoA는 MR의 HA가 광고하는 프리픽스(Prefix)로부터 생성된다. CoA는 MR이 자신의 홈 링크를 떠나 다른 네트워크 프리픽스를 가지는 AR(Access Router) 또는 다른 MR에 접속하는 경우 획득한다.

MR은 상술한 바와 같이 양방향에서 이동하므로, MR 하위의 노드들이 이동성을 지원받기 위해 MR과 MR의 HA 사이에는 양방향 터널이 설정된다. 양방향 터널이 설정되는 시점은 MR이 CoA를 획득한 후 자신의 HA에 바인딩 갱신을 하는 시점이다. 양방향 터널이 설정되면, 양방향 터널의 양단의 종단점은 MR의 CoA와 HA의 주소가 된다.

MR이 모바일 네트워크로부터 송신 주소가 모바일 네트워크 프리픽스(MNP)에 속하는 패킷을 수신하면, MR은 양방향 터널을 통해 HA에 패킷을 전송한다. 이때, IP-in-IP 인캡슐레이션(Encapsulation) 방식을 이용하며, HA는 전송받은 패킷을 디캡슐레이션(Decapsulation)하여 CN(Correspondent Node)에 전송한다.

CN이 모바일 네트워크 내의 MN에 패킷을 전송할 때, 패킷을 전송할 MN의 MR의 HoA로 송신하고, 송신한 패킷을 HA가 가로챈 후 MR의 CoA로 IP-in-IP 인캡슐레이션하여 터널링한다. MR은 터널링한 패킷에 대하여 디캡슐레이션을 수행하고, 모 바일 네트워크에 연결된 인터페이스를 통해 패킷을 MN에 전달한다.

모바일 네트워크는 이동성을 지원하는 MN 또는 지원하지 않는 MN을 모두 가질 수 있다. 또한, MR 또는 고정 라우터 모두 모바일 네트워크의 MN이 될 수 있다. 모바일 네트워크는 내부 MN에 대하여 양방향 터널을 이용해서 토폴로지의 이동을 완전하게 감추기 때문에, MN은 모바일 네트워크를 일반적인 IPv6 망으로 인식하고 MIPv6 프로토콜을 이용하여 인터넷을 이용할 수 있다.

그런데, 상기 NEMO에 의하면, MR이 자신의 홈 네트워크를 벗어나 외부 네트워크와 연결되는 경우, 각 통신의 주체인 MN들 간에 교환하는 모든 패킷은 항상 MR과 자신의 HA 간의 양방향 터널을 거쳐야 한다. 즉, 양방향 터널보다 단축된 경로가 존재할 가능성에도 불구하고, 획일적으로 양방향 터널을 이용함으로써 경로 설정이 비효율적이라는 문제점을 수반한다.

만약, 모바일 네트워크가 상기 NEMO를 사용한다면 중첩된 모바일 네트워크에서의 경로 설정 문제가 더욱 중요해진다. 이러한 경우, 모든 패킷은 필연적으로 다수의 양방향 터널과 다수의 HA를 거치게 되는데, 이는 중첩된 모바일 네트워크에서 중대한 경로 설정 문제를 야기할 수 있다. 이러한 라우팅에서의 문제점을 핀볼 라우팅이라 하는데, 이를 해결하기 위해서는 MR에서 자신의 MR의 HA까지의 경로 최적화가 요구된다.

도 2에 중첩된 모바일 네트워크에서 발생할 수 있는 경로 설정 문제, 즉 핀볼 라우팅에 관하여 나타내었다.

도 2에서, CN이 MNN(Mobile Network Node)에 패킷을 전송한다고 가정한다.

먼저, MR들은 NEMO에 정의된 방식대로 외부 네트워크에서 CoA를 구성하고 자신의 HA에 대한 등록 과정을 수행한다. 이때 MR1은 AR의 프리픽스로 자신의 CoA를 생성하고, MR2는 MR1의 모바일 네트워크 프리픽스를 이용하여 자신의 CoA를 생성한다. 이때, MR2가 MR1의 모바일 네트워크 프리픽스를 이용하여 CoA를 생성하지 않는다면, MR2는 인터넷을 이용할 수 없다.

이제, CN이 MNN에 패킷을 전송하면, 패킷의 목적지 주소인 LFN의 주소는 MR2의 MNP를 가지므로, 기본적인 모바일 IP의 수행 동작에 따라 패킷은 MR2의 홈 네트워크로 전송되고, MR2의 HA에게 가로채인다. 그 후, HA2는 MR2가 바인딩한 CoA로 전달하는데, MR2의 CoA는 MR1의 MNP로 만들어졌기 때문에 또다시 이 패킷은 MR1의 홈 네트워크로 전달된다. 마찬가지 과정이 MR1의 홈 네트워크에서도 반복된다.

결국, CN이 MNN에 전송하는 패킷은 중첩된 모바일 네트워크 내의 트리 구조로 연결된 모든 상위 레벨 MR의 HA를 거치게 된다. 게다가, 패킷이 MR1에 도착한 이후에도 MR1 및 MR1의 HA 간의 양방향 터널을 통해 인캡슐레이션된 패킷을 MR1이 디캡슐레이션한 후에 MR2로 전송하여야 하고, MR2 또한 MR2의 HA가 인캡슐레이션한 패킷을 디캡슐레이션한 후에 자신의 물리적 링크로 전송하여야 한다.

즉, CN에서 MNN까지의 패킷은, 보다 단축된 경로가 존재함에도 불구하고, CN → HA2 → HA1 → AR → MR1 → MR2 → MNN의 경로를 거친다.

이때, 도 3에 나타낸 바와 같이 모든 패킷은 각 MR의 HA를 거칠 때마다 IP-in-IP 인캡슐레이션 과정을 거치고, 각 MR을 거칠 때마다 디캡슐레이션 과정을 거친다. 상술한 예에서는 2번의 인캡슐레이션 및 2번의 디캡슐레이션 과정을 거쳐야 만 한다. 이러한 복잡한 과정을 거쳐 CN은 MNN과 통신할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 중첩된 모바일 네트워크에서 경로 최적화 방법이 적용되지 않은 경우에 패킷을 전송하면, 중대한 경로 설정의 문제점과 각 라우터의 리소스 문제 및 그리고 트래픽 문제가 발생한다. 특히 중첩된 모바일 네트워크의 계층 구조가 심화될수록 더욱 심각한 라우팅 문제가 발생한다.

이하, 종래의 경로 최적화 관련 연구 중의 하나로서, RRH(Reverse Routing Header)를 이용한 경로 최적화 방법에 관하여 설명한다.

상기 RRH를 이용한 경로 최적화 방법은 중첩된 모바일 네트워크에 있어서 중첩된 양방향 터널로 인한 성능 저하를 방지하는 것을 목적으로 한다. 하나의 양방향 터널을 위한 최적 경로를 제공하기 위하여 RRH라는 새로운 라우팅 헤더를 이용하며, RRH는 중첩된 모바일 네트워크 외부의 경로 정보를 기록한다. 즉, RRH는 MR에서 HA로 패킷을 전달하는 경우, IPv6의 확장 헤더를 이용하여 중간에 거쳐가는 MR들의 CoA에 대한 정보를 수집한다. 또한, 모바일 네트워크 내의 MN을 목적지로 하는 패킷을 위해 IPv6 라우팅 헤더로 변환될 수 있다.

상기 RRH(Reverse Routing Header)를 이용한 경로 최적화 방법에 따르면, 상기 도 2에서, MNN이 CN에 패킷을 송신할 때, 경로 상의 첫 번째 MR은 미리 할당된 N 슬롯에 2를 할당하여 패킷을 자신의 HA에게 터널링한다. 이때, 0번째 슬롯에는 첫 번째 라우터의 HoA를 기록한다.

패킷은 터널링되면서 첫 번째 MR의 상위 MR을 거치는데, 경로 상의 두 번째 라우터는 패킷의 원래 소스 주소를 RRH의 1번째 슬롯으로 옮김과 동시에 소스 주소 를 자신의 CoA로 덮어쓴다. 이와 같은 과정은 TLMR(Top Level Mobile Router)을 포함하여 경로 내의 모든 MR들에서 반복된다.

결국, 상기 도 2에서 패킷이 MR1을 떠나는 순간에는 소스 주소가 MR1의 CoA가 되며, RRH에는 MR2의 CoA와 MR2의 HoA로 채워진다. 그 후, MR2의 HA가 패킷을 수신하면 MR2의 HA는 RRH의 0번째 슬롯의 MR2의 HoA와 1번째 슬롯의 MR2의 CoA를 확인하고, 바인딩 캐시에 확장 헤더의 경로 정보를 저장 및 관리한다. 저장한 정보를 이용하여 HA가 MR로 패킷을 전달할 때 HA는 목적지 MR까지 경유하게 될 모든 MR의 CoA 주소를 라우팅 확장 헤더에 기록하여 MR로 전송한다.

그러나, 상기 RRH를 이용한 경로 최적화 방법에 따르면, 경로 상의 HA의 개수를 감소시키는데 국한되므로 패킷의 전송 경로 최적화가 충분하지 않아서 여전히 경로 설정의 문제점이 있다. 또한, 새로운 라우팅 헤더 옵션의 정의 등에 의해 각 라우터의 리소스 문제 및 트래픽 문제가 발생하며 중첩된 모바일 네트워크의 계층 구조가 심화될수록 이러한 문제점이 더욱 심각해지는 것은 마찬가지이다.

아울러, MIPv6 표준 자체가 기본적인 수준의 경로 최적화를 지원하고 있는데다가, 상기 RRH를 이용한 경로 최적화 방법은 새로운 라우팅 헤더 옵션을 정의하므로, NEMO와 MIPv6과의 연동의 경우 역 호환성을 지원하는 것이 매우 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중첩된 모바일 네트워크에서 패킷 전송 지연을 최소화함으로써 각 라우터의 리소스 문제 또는 트래픽 문제를 해결할 수 있도록 프록시 주소 자동 설정 방식을 이용한 경로 최적화를 구현하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중첩된 모바일 네트워크에서 계층 구조가 심화될수록 악화되는 경로 설정 문제를 극복하며, 계층 구조의 복잡성과 무관하게 일정한 성능을 발휘하는 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 새로운 라우팅 헤더 옵션을 정의하지 않고도 간단히 MIPv6과의 연동이 가능한 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 애드혹(Ad-Hoc) 라우팅(Routing) 프로토콜(Protocol)을 적용한 모바일 네트워크에서 프록시(Proxy) 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 모바일 네트워크에 제 1 모바일 라우터(Router)가 진입한 경우 액세스 라우터(Access Router)가 상기 제 1 모바일 라우터에 대한 관리 주소(Care of Address)를 설정하는 단계; (b) 제 2 모바일 라우터가 상기 제 1 모바 일 라우터의 하위 레벨로 진입한 경우 상기 제 1 모바일 라우터와 동일한 모바일 네트워크 프리픽스(Prefix)를 가지며, 상기 제 1 모바일 라우터가 상기 제 2 모바일 라우터에 대한 관리 주소를 설정하는 단계; 및 (c) 상기 애드혹 라우팅 프로토콜을 이용하여 수집한 상기 모바일 네트워크 내의 경로 정보를 이용하여, 상기 제 2 모바일 라우터가 최적화된 경로를 탐색하여 대응 노드(Correspondent Node)로 패킷을 전송하거나 대응 노드로부터 패킷을 수신하는 단계;를 포함한다.

바람직하게, 상기 애드혹 라우팅 프로토콜은 OLSR(Optimized Link State Routing Protocol) 또는 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)인 것을 특징으로 한다.

그리고 바람직하게, 상기 관리 주소는 상기 모바일 네트워크 프리픽스 및 상기 액세스 라우터 또는 제 1 모바일 라우터에 의해 할당된 주소인 프록시 ID로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 중첩된 모바일 네트워크에서 프록시 주소 자동 설정 방식을 이용해 각 라우터의 관리 주소를 설정하여 패킷 전송 지연을 최소화함으로써, 각 라우터의 리소스 문제 또는 트래픽 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 중첩된 모바일 네트워크에서 계층 구조가 심화될수록 악화되는 경로 설정 문제를 극복할 수 있으며, 계층 구조의 복잡성과 무관하게 일정한 성능을 발휘하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 새로운 라우팅 헤더 옵션을 정의하지 않고도 간단히 MIPv6과 연동할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대하여는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음을 유의하여야 할 것이다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 NEMO에서 요구하는 중첩된 패킷 캡슐화를 제거하여 패킷 전송 지연을 최소화할 수 있는 경로 최적화 방법을 개시하며, 중첩된 모바일 네트워크에 속한 모든 MR들이 동일한 모바일 네트워크 프리픽스를 가져야 하는 특별한 종류의 모바일 애드혹 네트워크(Ad-Hoc Network)를 상정하여, 중첩된 모바일 네트워크를 가상의 모바일 애드혹 네트워크로 간주함으로써 경로 최적화를 구현한다.

이를 통해, MR 간의 통신을 위하여 애드혹 라우팅 프로토콜을 이용한다. MR은 중첩된 모바일 네트워크 내의 경로 정보를 애드혹 라우팅 프로토콜을 이용하여 수집하며, 최적화된 경로를 탐색하여 패킷을 전송한다. MR들과 인터넷 게이트웨이가 애드혹 라우팅 프로토콜만 인식하고 있으면 중첩된 모바일 네트워크 내의 통신 이 가능하다. 인터넷 게이트웨이 외부에서는 모바일 IP를 이용할 수 있다.

애드혹 라우팅 프로토콜을 효과적으로 이용하기 위해서, 대부분의 애드혹 라우팅 프로토콜들은 노드들이 이미 전역 주소를 가진다고 가정하여 설계되므로, MR들이 CoA를 신속히 획득하고 HA에 등록하는 것이 바람직하다. 신속한 CoA의 획득을 위해, 프록시 주소 자동 설정 방법을 개시한다.

이하, 본 발명에 따른 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 관해 도 4 내지 도 6를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 관한 전체 흐름도이며, 도 5는 본 발명에 따라 모바일 노드로부터 패킷을 전송하는 흐름에 관한 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따라 모바일 노드로 패킷을 전송하는 흐름에 관한 예시도이다.

먼저, 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 모바일 네트워크에 제 1 MR이 진입한 경우 AR이 제 1 MR에 대한 CoA를 설정한다(S10).

MR에 대한 CoA 설정은 애드혹 라우팅 프로토콜의 고유한 특성에 기인한다. 대부분의 애드혹 라우팅 프로토콜은 사전에 또는 요청을 수신하는 경우 토폴로지 정보의 공유를 위해, IP 주소 등 각각의 노드에 대한 고유의 주소를 요구한다. 그러므로, 각각의 MR은 방문하는 모바일 네트워크의 라우팅에 참여하기 전에 미리 고유한 주소가 있어야 한다.

MR은 HoA가 있으나, 기본적인 모바일 IP에서 HoA만으로는 방문하는 모바일 네트워크에서 인터넷을 통한 라우팅을 이용할 수 없다. 즉, HoA만으로는 중첩된 모바일 네트워크에서 내부 노드 간의 통신은 가능하나 글로벌 통신은 불가능하므로, MR에 대하여 CoA를 신속히 설정하여야 한다.

본 발명에서 MR은 자신이 관리하는 네트워크 프리픽스 내의 모든 주소를 관리한다.

다음으로, 제 2 MR이 상기 제 1 MR의 하위 레벨로 진입한 경우 제 1 MR이 제 2 MR에 대한 CoA를 설정한다(S20).

상기 S10 단계 또는 S20 단계에서와 같이, 본 발명에서는, 하나의 주소 할당 서버가 다른 IPv6 노드에게 네트워크 프리픽스 및 전역 주소를 할당하는 주소 자동 설정 방식을 응용한다. 주소 할당 서버는 AR 또는 MR이다.

새로운 노드가 모바일 네트워크로 진입하는 경우, 진입하는 노드는 주소 할당 서버에 전역 주소를 요청한다. 요청에 따른 주소 응답 메시지는 그 내부에 주소 할당 서버로부터 할당되는 고유한 IPv6 주소인 CoA를 가진다.

유선망 및 무선망 모두에 있어서, 주소를 요청하는 노드와 주소 할당 서버 간에는 여러 개의 홉 수를 가진다. 특히 중첩된 모바일 네트워크가 애드혹 네트워크의 토폴로지 구성을 하면, 이러한 여러 개의 홉 수에 의한 성능 저하는 더욱 심각할 것이다. 왜냐하면, 애드혹 네트워크는 그 토폴로지 특성상 토폴로지 크기의 예측이 어려워 주소 자동 설정에 소요되는 시간을 예측하기 곤란하기 때문이다.

본 발명에서는 중첩된 모바일 네트워크의 MR 간의 통신을 애드혹으로 하기 위해 MR이 신속히 주소를 할당받아야 한다는 점에 주목하여, 프록시 주소 자동 설 정 기술을 적용한다. 프록시 주소 자동 설정 기술은, MR들이 주소 할당 서버의 프록시 서버로 기능하여 네트워크 프리픽스 정보를 공유함으로써 상위 레벨의 MR이 하위 레벨의 MR에 주소를 할당하는 기술이다.

이러한 프록시 노드를 이용하여, 주소 요청 메시지가 여러 홉 수를 거쳐 멀리 있는 주소 할당 서버를 경유할 필요 없이, 주소 할당을 요청하는 MR은 더욱 신속히 안정적으로 전역 IPv6 주소인 CoA를 할당받을 수 있다. 즉, 주소 할당 서버와 주소를 요청하는 노드 간의 거리를 획기적으로 단축시킬 수 있다.

다음으로, 제 2 MR이 내부 라우팅 정보, 즉 모바일 네트워크 프리픽스 정보와 제 1 MR의 CoA를 파악한다(S30).

중첩된 모바일 네트워크 내의 MR들은 자신이 속한 모바일 네트워크 프리픽스 정보 및 다른 MR들의 주소를 인지하고 있다. MR들이 모바일 네트워크 프리픽스 정보 및 다른 MR들의 주소 등으로 구성되는 내부 라우팅 정보를 유지하거나 파악하면, 양방향 터널을 통하지 않고도 패킷을 직접 전송할 수 있다.

내부 라우팅 정보의 파악을 위해서, MR 간에 내부 라우팅 정보를 공유하기 위한 조치가 요구된다. OLSR(Optimized Link State Routing Protocol) 등의 링크 스테이트(Link State) 알고리즘을 모바일 무선랜 환경에 적합하게 최적화한 라우팅 프로토콜은 내부 라우팅 정보를 사전에 공유할 수 있는 방법을 제공한다. 그러나, AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector) 등의 온-디맨드(On-demand) 방식을 채택하는 라우팅 프로토콜은 목적지 정보를 미리 가지고 있지 않으며, 라우팅 요청시 내부 라우팅 정보의 공유를 위한 조치가 필요하다.

마지막으로, 제 2 MR이 CN으로 패킷을 전송하거나, CN으로부터 패킷을 수신한다(S40).

이하, 본 발명에 따른 실시예에 관하여 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 글로벌 네트워크 프리픽스(Global Network Prefix), 프록시 ID 및 호스트(Host) ID의 3가지 파트로 나누어 새로운 IPv6 주소 포맷을 정의하였다.

상기 도 7에서, 글로벌 네트워크 프리픽스는 일반적인 IPv6의 네트워크 프리픽스를 의미한다. 그리고, 일반적인 IPv6의 인터페이스 ID 필드를 프록시 ID 및 호스트 ID로 구분하였다.

프록시 ID는 주소 할당 서버에 의해 할당되는 서버이며, 글로벌 네트워크 프리픽스 및 프록시 ID가 합쳐져서 프록시 주소 할당 서버의 CoA를 구성한다. 호스트 ID는 다른 MR들의 CoA를 할당하기 위한 공간으로 남겨진다. 예를 들어, 주소 할당 서버의 프리픽스 길이가 64비트이며 프록시 ID의 길이가 48비트라면, 호스트 ID를 위한 공간은 16비트이다. 네트워크 프리픽스 및 프록시 ID의 길이는 주소 응답 메시지 내에 정의된다.

프록시 주소 할당 기능을 하는 MR들은 자신의 CoA 이하의 호스트 ID에 대한 완전한 권한을 부여받았다고 가정한다. 주소 할당 서버의 기능을 하는 MR1이 하위 레벨의 MR2에 새로운 CoA를 할당할 때, 호스트 ID를 모두 채운 후 CoA를 할당한다.

그러므로, 새로 모바일 네트워크에 접속하는 MR2는 MR1으로부터 다음과 같은 주소를 할당받는다.

3ffe:2e01:2b:1111:2222:2222:2222:0000,

위의 주소에서, 첫 번째 64비트 3ffe:2e01:2b:1111은 글로벌 네트워크 프리픽스이며, 두 번째 48비트 2222:2222:2222는 프록시 ID이다. 이 두 파트는 주소 설정 서버에 의해 고정된 값을 부여받는다. 마지막 16비트 0000은 MR2의 하위에 접속될 수 있는 MR에 CoA를 할당하기 위한 공간이다.

즉, 중첩된 모바일 네트워크 내의 모든 MR들은 다른 MR에 CoA를 할당하는 프록시 주소 자동 설정 서버로 기능한다.

이하, 본 발명에 따른 프록시 주소 자동 설정 방법을 기존의 주소 자동 설정 방법과 비교하는 성능 실험에 관해 설명한다. 성능 실험은 모든 MR들이 랜덤 웨이포인트 이동 모델에 의해 이동한다고 가정하여 수행하였다.

최초에, 중첩된 모바일 네트워크가 정지된 하나의 인터넷 게이트웨이 노드인 AR로부터 시작된다고 가정한다. 그리고, 다른 MR들이 하나씩 네트워크 내로 접속하는 애드혹 라우팅 구조를 가지도록 설계하였다.

NS-2 시뮬레이터를 사용하여 성능을 측정 및 분석하였으며, 사용한 파라미터들은 다음의 [표1]과 같다.

파라미터	값
총 노드의 개수	30, 50, 100, 150, 200
성능 실험영역	500 m × 500 m
라우터 광고 간격	3000 ms
애드혹 라우팅 프로토콜	AODV
MAC	802.11
전송 범위	100 m

상기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 일반적인 애드혹 라우팅 프로토콜인 AODV를 사용하였으며, MNN들이 일반적인 애드혹 노드들과 유사하다고 보고, 애드혹 네트워크 망을 구성하여 본 발명에 따른 방법과 종래의 DHCP 서버를 이용한 주소 자동 설정 방법 간의 성능 차이를 측정하였다.

각각의 노드가 성능 실험 영역에 진입하면, 주위의 MR로부터 라우터 광고 메시지를 수신한 후 주소 요청 메시지를 전송하고, 주소 응답 메시지를 수신한다. 이때, 주소 요청 메시지를 전송한 후 주소 응답 메시지를 수신하기까지의 지연시간, 즉 MR이 애드혹 네트워크에 진입한 후 CoA를 획득하기까지의 지연시간을 측정하였다.

도 8에 지연시간 측정 결과를 나타내었는데, 각각 30, 50, 100, 150, 200개의 MR을 가지는 중첩된 모바일 네트워크에서, 각각의 MR이 CoA를 획득하기까지의 평균 시간을 측정한 것이다.

도 8에서, 프록시 방식이 아닌 경우의 지연시간을 보면, 성능 실험 영역에서 노드의 개수가 많아진다고 하더라도 반드시 지연시간이 급격히 증가하지는 않는다는 것을 알 수 있다. 즉, 애드혹 네트워크의 노드의 밀집도가 증가한다고 해서, 계층 구조가 현저히 심화되지는 않는다.

그러나, 일반적으로 노드의 개수가 증가할수록 주소를 획득하기까지의 지연시간 또한 증가하는 경향이 있으며, 본 발명에 따른 프록시 방법은 노드의 개수가 증가할수록 종래의 방법에 비교하여 더욱 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 프록시 방법은 노드의 밀집도와 무관하게 거의 일정한 지연시간을 나타낸다. 이는 본 발명에 따른 주소 설정 방법은 애드혹 라우팅 프로토콜의 종류 또는 노드의 개수와 무관하게 일정한 성능으로 CoA를 획득할 수 있다는 것을 의미한다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 종래 중첩된 모바일 네트워크의 계층 구조에 관한 모식도.

도 2는 종래 중첩된 모바일 네트워크에서 발생할 수 있는 경로 설정 문제에 관한 예시도.

도 3은 종래 중첩된 모바일 네트워크의 양방향 터널에 관한 모식도.

도 4는 본 발명에 따른 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 관한 전체 흐름도.

도 5는 본 발명에 따라 모바일 노드로부터 패킷을 전송하는 흐름에 관한 예시도.

도 6은 본 발명에 따라 모바일 노드로 패킷을 전송하는 흐름에 관한 예시도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 정의된 주소 포맷에 관한 모식도.

도 8은 본 발명에 따른 지연시간과 종래 기술에 따른 지연시간의 비교도.

Claims (3)

1. 애드혹(Ad-Hoc) 라우팅(Routing) 프로토콜(Protocol)을 적용한 모바일 네트워크에서 프록시(Proxy) 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법에 있어서,

   (a) 상기 모바일 네트워크에 제 1 모바일 라우터(Router)가 진입한 경우 액세스 라우터(Access Router)가 상기 제 1 모바일 라우터에 대한 관리 주소(Care of Address)를 설정하는 단계;

   (b) 제 2 모바일 라우터가 상기 제 1 모바일 라우터의 하위 레벨로 진입한 경우 상기 제 1 모바일 라우터와 동일한 모바일 네트워크 프리픽스(Prefix)를 가지며, 상기 제 1 모바일 라우터가 상기 제 2 모바일 라우터에 대한 관리 주소를 설정하는 단계; 및

   (c) 상기 애드혹 라우팅 프로토콜을 이용하여 수집한 상기 모바일 네트워크 내의 경로 정보를 이용하여, 상기 제 2 모바일 라우터가 최적화된 경로를 탐색하여 대응 노드(Correspondent Node)로 패킷을 전송하거나 대응 노드로부터 패킷을 수신하는 단계;를 포함하는 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 애드혹 라우팅 프로토콜은 OLSR(Optimized Link State Routing Protocol) 또는 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)인 것을 특징으로 하는 프 록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 관리 주소는 상기 모바일 네트워크 프리픽스 및 상기 액세스 라우터 또는 제 1 모바일 라우터에 의해 할당된 주소인 프록시 ID로 구성되는 것을 특징으로 하는 프록시 주소 자동 설정을 이용한 경로 최적화 방법.

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