KR100932570B1 - 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 ｎａｔ장비에서응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기위한 방법 - Google Patents

서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 ｎａｔ장비에서응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 세션정보를 유지하는 방법에 있어서, 클라이언트에서, 클라이언트와 NAT장비 간의 홉수인 제1홉수보다 크고 클라이언트와 응용서버 간의 홉수인 제2홉수보다 작은 홉수범위(제1홉수<홉수범위<제2홉수) 내의 어느 일 홉수를 결정하는 홉수 결정 단계; 및 클라이언트에서 세션정보 유지를 위한 메시지를 전송하되 홉수 결정 단계에서 결정된 어느 일 홉수를 갖도록 메시지를 전송함으로써, 메시지가 NAT장비를 거친 후 NAT장비와 응용서버 사이의 어느 일 라우터인, 어느 일 홉수에 대응되는 해당 라우터로 전송되어, NAT장비에서 세션정보가 유지되는 세션정보 유지 단계;를 포함하는, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법이 제공된다.
개시된 본 발명의 방법에 따르면, 세션정보 유지를 위한 메시지가 NAT장비를 통해 NAT장비 후단의 라우터로는 전송되고 응용서버 측에는 전송되지 않으므로, 세션정보 유지시 서버 및 서버 측 네트워크에는 부담을 주지 않는 이점이 있다.
클라이언트, 서버, NAT장비, 응용서버, 세션정보

Description

서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 ＮＡＴ장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법{Method for large-scale session maintenance in NAT devices between server and client without ovehead in server and server-side network}
본 발명은 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세션정보의 수가 대규모인 응용서비스를 제공하는 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 클라이언트와 응용서버 사이의 대규모 세션정보를 유지할 수 있는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 클라이언트가 NAT(Network Address Translation) 장비 또는 IP공유기(이하, NAT장비)를 통해 인터넷 서버에 접속할 경우, 상기 NAT장비는 '내부IP주소, 내부포트번호' 및 '외부IP주소, 외부포트번호' 사이의 사상정보를 테이블에 유지하면서 내부네트워크과 외부네트워크 간을 연결하여 패킷 등의 데이터를 주고 받게 한다.
그런데, 현재 NAT장비는 내부네트워크 및 외부네트워크 사이의 사상정보가 일정시간(타임아웃시간) 이상 사용되지 않는 경우, 더 이상 필요치 않다고 여겨 사상정보를 폐기함에 따라 테이블 유지부담을 줄이고 있다. 이러한 NAT장비의 타임아웃시간은 NAT장비의 필요에 따라 설정 가능하다.
여기서, NAT장비에서 사상정보가 타임아웃될 경우, 해당 사상정보를 사용하는 서버와 클라이언트의 응용세션(TCP 또는 UDP 세션)은 더 이상 패킷을 교환할 수가 없게 되어 응용서비스에 장애를 초래하게 된다.
이러한 문제를 방지하기 위하여, 클라이언트(또는 서버)는 일정시간 이상 보낼 응용데이터가 없을 경우 주기적(타임아웃시간보다 작은 값)으로 서버(또는 클라이언트)로 헬로우 패킷(세션정보 유지를 위한 패킷)을 보내어 NAT장비에서의 사상정보가 유지되도록 하고 있다.
그러나 이러한 종래와 같은 세션정보 유지방법은 헬로우 패킷이 서버에 직접적으로 전송이 되어, 서버 측에서 유지하고 있는 세션의 수가 대규모인 응용서비스(P2P 서비스, 인터넷폰, 인터넷콜센터 등)를 제공하는 경우, 서버 및 서버 측의 네트워크에 크게 부담을 주게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 세션정보 유지를 위한 메시지가 NAT장비를 통해 NAT장비 후단의 라우터로는 전송되고 응용서버 측에는 전송되지 않도록 하여 세션정보 유지시 서버 및 서버 네트워크에는 부담을 주지 않는, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법은, NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 세션정보를 유지하는 방법에 있어서, 상기 클라이언트에서, 상기 클라이언트와 상기 NAT장비 간의 홉수인 제1홉수보다 크고 상기 클라이언트와 상기 응용서버 간의 홉수인 제2홉수보다 작은 홉수범위(제1홉수<홉수범위<제2홉수) 내의 어느 일 홉수를 결정하는 홉수 결정 단계; 및 상기 클라이언트에서 세션정보 유지를 위한 메시지를 전송하되 상기 결정된 어느 일 홉수를 갖도록 상기 메시지를 전송함으로써, 상기 메시지가 상기 NAT장비를 거친 후 상기 NAT장비와 상기 응용서버 사이의 어느 일 라우터인, 상기 어느 일 홉수에 대응되는 해당 라우터로 전송되어, 상기 NAT장비에서 상기 세션정보가 유지되는 세션정보 유지 단계;를 포함한다.
또한, 상기 홉수 결정 단계는, 상기 클라이언트가 상기 응용서버의 TCP포트 또는 UDP포트 측으로 상기 홉수의 산출을 위한 패킷을 전송하되, 상기 패킷 전송시 ttl값을 1부터 시작하여 1씩 증가하여 전송하는 패킷 전송 단계; 및 상기 클라이언트가, 상기 클라이언트와 상기 응용서버 사이에 존재하는 다수의 라우터로부터 상기 패킷에 대한 응답인 ICMP메시지, 상기 NAT장비로부터 상기 패킷에 관한 응답인 ICMP메시지, 및 상기 응용서버로부터 상기 패킷에 대한 응답인 TCP응답메시지 또는 UDP응답메시지를 각각 수신하여 상기 제1홉수 및 제2홉수를 산출하고, 상기 홉수범위 내의 선택된 어느 일 홉수를 결정하는 최적홉수 결정 단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 최적홉수 결정 단계에서, 상기 클라이언트가 상기 NAT장비로부터 상기 ICMP메시지를 응답받지 못한 경우, 상기 NAT장비의 후단에 연결된 라우터와 상기 클라이언트 간의 홉수에 해당되는 제1'홉수를 산출하여, 상기 제1'홉수보다 크거나 같고 상기 제2홉수보다 작은 홉수범위(제1'홉수≤홉수범위<제2홉수) 내의 선택된 어느 일 홉수를 결정할 수 있다.
한편, 상기 패킷 전송 단계 이전에, 상기 클라이언트가 상기 응용서버에 초기 접속시, 상기 NAT장비의 공인IP주소와 상기 응용서버의 응용서버IP주소를 획득하는 IP주소 획득 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 응용서버는, 상기 세션정보의 수가 대규모인 P2P서비스, 인터넷폰, 인터넷콜센터 중 선택된 하나 또는 복수 개의 응용서비스의 제공이 가능한 서버일 수 있다.
본 발명에 따른, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법에 따르면, 세션정보 유지를 위한 메시지가 NAT장비를 통해 NAT장비 후단의 라우터로는 전송되고 응용서버 측에는 전송되지 않으므로, 세션정보 유지시 서버 및 서버 측 네트워크에는 부담을 주지 않는 이점이 있다.
즉, 본 발명은 NAT장비를 통해 클라이언트와 대규모적인 연결을 유지하면서 서비스를 수행하는 서버, 즉 세션의 수가 대규모인 응용서비스(P2P 서비스, 인터넷폰, 인터넷콜센터 등)를 제공하는 응용서버의 경우에 유용하게 적용 가능하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법의 흐름도, 도 2는 NAT장비로 연결되는 클라이언트와 응용서버 간의 시스템에서 제1홉수 및 제2홉수를 나타내는 구성도, 도 3은 도 2의 시스템에서 홉수 산출에 ICMP메시지와 응용메시지가 이용되는 구성도이다.
본 발명은 도 2 또는 도 3과 같이, NAT장비(120)에서 응용서버(130)와 클라이언트(110) 사이의 세션정보를 유지하되, 응용서버(130) 또는 응용서버(130) 측의 네트워크에 전혀 부담을 주지않는 세션정보 유지 방법에 관한 것이다.
도시된 바와 같이, 클라이언트(110)와 NAT장비(120) 간, NAT장비(120)와 응용서버(130) 간에는 이들의 데이터 전송 경로를 형성하는 복수의 라우터(10;r1~rk,R1~Rn)들이 존재할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법에 관하여 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 상기 클라이언트(110)는, 클라이언트(110)와 NAT장비(120) 간의 홉수인 제1홉수보다 크면서 클라이언트(110)와 응용서버(130) 간의 홉수인 제2홉수보다 작은 조건을 만족하는 홉수범위(제1홉수<홉수범위<제2홉수) 내의 어느 일 홉수를 결정한다(S110).
이러한 홉수 결정 단계(S110)는 아래와 같이 세분화될 수 있다.
우선, 클라이언트(110)가 응용서버(130)에 초기 접속시, NAT장비(120)의 공인IP주소와 응용서버(130)의 응용서버IP주소를 획득한다(S111).
이러한 클라이언트(110)는, 획득된 공인IP주소와 응용서버IP주소를 통해 응용서버(130)와의 연결 및 데이터 통신이 가능하게 된다.
이후, 클라이언트(110)는 응용서버(130)의 TCP(Transmission Control Protocol)포트 또는 UDP(user datagram protocol)포트 측으로 홉수의 산출을 위한 패킷을 전송하되, 상기 패킷 전송시 ttl값을 1부터 시작하여 1씩 증가하여 전송한다(S112).
패킷에 대한 ttl(time to live)값을 1에서부터 1씩 늘려가면서 전송하게 되면, 각 라우터(10)와 NAT장비(120)로부터 ttl값이 만료되었다는 ICMP메시지(ttl expired message)를 받을 수 있게 되고, 이에 따라 각 홉(hop)마다 각각의 라우터(10) 또는 NAT장비(120)를 확인할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 응용서버(130)는 클라이언트(110)로부터 특정 메시지를 전송받는 경우, 해당 메시지에 대한 응답메시지를 클라이언트(110)로 전송할 수 있다.
즉, 클라이언트(110)는, 도 3과 같이, 다수의 라우터(10)로부터 상기 패킷에 대한 응답인 ICMP메시지, NAT장비(120)로부터 상기 패킷에 관한 응답인 ICMP메시지, 및 응용서버(130)로부터 상기 패킷에 대한 응답인 TCP응답메시지 또는 UDP응답메시지를 각각 수신하고, 이를 이용하여, 도 2와 같은 제1홉수(클라이언트(110)와 NAT장비(120) 간의 홉수) 및 제2홉수(NAT장비(120)와 응용서버(130) 간의 홉수)를 산출할 수 있다. 여기서, 클라이언트(110)에서는 산출된 제1홉수와 제2홉수를 이용하여 상기 홉수범위(제1홉수<홉수범위<제2홉수) 내의 선택된 어느 일 홉수를 결 정(S113).
상기 결정되는 홉수는 상술한 홉수범위 내의 어떠한 홉수라도 무관한데, 예를 들어 제1홉수와 제2홉수가 각각 10, 20인 경우, 11 내지 19 중 어떠한 홉수가 이용되어도 무관하다.
이상과 같이, 홉수가 결정되고 나면, 클라이언트(110)가 세션정보 유지를 위한 메시지를 전송하되 상기 결정된 어느 일 홉수를 갖도록 상기 메시지를 전송한다. 이때, 세션정보 유지를 위한 메시지는 NAT장비(120)를 거친 후 NAT장비(120)와 응용서버(130) 사이의 어느 일 라우터인, 상기 어느 일 홉수에 대응되는 해당 라우터로 전송되며, 응용서버(130)로는 메시지가 전송되지 않으므로 응용서버(130) 측에 전혀 부담을 주지않으면서 NAT장비(120)에서 세션정보의 유지가 가능하게 된다(S120).
참고로, NAT장비(120)에서의 세션정보의 유지는, 클라이언트(110)에서 전송된 메시지가 NAT장비(120) 후단의 어느 측에라도 전송된 경우라면 가능하다. 즉, NAT장비(120) 이후의 R1,R2,...Rn 중의 어느 일 라우터(10), 또는 응용서버(130)로 메시지가 전송되어 나간 경우라면 세션정보의 유지가 가능하다.
본 발명에서 상기 세션정보 유지 단계(S120)는, 클라이언트(110)가 세션정보 유지를 위한 메시지를 제1홉수와 제2홉수의 사이 값을 갖는 홉수로 전송함에 따라, NAT장비(120)와 응용서버(130) 사이의 해당 라우터(10:R1,R2,...Rn) 중 일 라우터로 메시지가 전송되고, 응용서버(130)에는 메시지가 전혀 전송되지 않으므로, 응용서버(130)나 응용서버(130) 측 네트워크에는 전혀 부담을 주지 않으면서, NAT장 비(120)에서 세션정보는 그대로 유지할 수 있는 효과가 있다.
여기서, 응용서버(130)는, 세션정보의 수가 대규모인 P2P서비스, 인터넷폰, 인터넷콜센터 중 선택된 하나 또는 복수 개의 응용서비스의 제공이 가능한 서버일 수 있다. 즉, 네트워크에 부하가 많이 걸릴 수 있는 상술한 바와 같은 응용서버(130)뿐만 아니라 세션정보의 수가 대규모인 나열하지 않은 다양한 서버에서 더욱 유용하게 이용될 수 있다.
한편, 도 3을 참고하면, 상기 최적홉수 결정 단계(S113)에서, 클라이언트(110)가 NAT장비(120)로부터 ICMP메시지를 응답받지 못한 경우가 발생될 수 있는데, 이러한 경우에는, NAT장비(120)의 후단에 연결된 라우터(R1)와 클라이언트(110) 간의 홉수에 해당되는 도 2와 같은 제1'홉수를 산출하여, 제1'홉수보다 크거나 같고 제2홉수보다 작은 홉수범위(제1'홉수≤홉수범위<제2홉수) 내의 어느 하나의 홉수를 결정하는 것도 가능하다.
여기서, 도 2를 참고하면, 제1'홉수 보다 크거나 같고 제2홉수 보다 작은 범위의 조건은 상술한 제1홉수보다 크고 제2홉수보다 작은 범위의 조건과 동일한 효과를 갖는다.
현재 NAT장비(120)에 관한 표준이 크게 확립되어 있지 않아, 클라이언트(110) 측에서 전송된 패킷에 대한 ICMP메시지의 응답이 가능한 NAT장비(120)도 있고, 그렇지 못한 NAT장비(120)도 존재한다.
따라서, 본 발명에서는 NAT장비(120) 바로 다음에 위치한 라우터(R1)와 클라이언트(110) 간의 홉수를 계산하는 것에 의해, ICMP메시지에 관한 응답이 없는 경 우에도 본 발명의 효과를 충분히 실현할 수 있는 이점이 있다.
여기서, 클라이언트(110)가 NAT장비(120)의 공인IP주소를 이미 알고 있고, 이에 따라 NAT장비(120)와 동일 네트워크에 연결되어 있는 NAT장비(120) 바로 다음의 라우터(R1)가 어떤 라우터인지도 알 수 있으므로, 해당 라우터(R1)로부터 전송받은 ICMP메시지를 통해 클라이언트(110)와 라우터(R1) 간의 홉수인 제1'홉수를 계산할 수 있게 된다. 이러한 제1'홉수의 계산은 개시되지 않은 보다 다양한 방식에 의해 가능할 수 있음은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법의 흐름도,
도 2는 NAT장비로 연결되는 클라이언트와 응용서버 간의 시스템에서 제1홉수 및 제2홉수를 나타내는 구성도,
도 3은 도 2의 시스템에서 홉수 산출에 ICMP메시지와 응용메시지가 이용되는 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...라우터 110...클라이언트
120...NAT장비 130...응용서버

Claims (5)

  1. NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 세션정보를 유지하는 방법에 있어서,
    상기 클라이언트에서, 상기 클라이언트와 상기 NAT장비 간의 홉수인 제1홉수보다 크고 상기 클라이언트와 상기 응용서버 간의 홉수인 제2홉수보다 작은 홉수범위(제1홉수<홉수범위<제2홉수) 내의 어느 일 홉수를 결정하는 홉수 결정 단계; 및
    상기 클라이언트에서 세션정보 유지를 위한 메시지를 전송하되 상기 결정된 어느 일 홉수를 갖도록 상기 메시지를 전송함으로써, 상기 메시지가 상기 NAT장비를 거친 후 상기 NAT장비와 상기 응용서버 사이의 어느 일 라우터인, 상기 어느 일 홉수에 대응되는 해당 라우터로 전송되어, 상기 NAT장비에서 상기 세션정보가 유지되는 세션정보 유지 단계;를 포함하는, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 홉수 결정 단계는,
    상기 클라이언트가 상기 응용서버의 TCP포트 또는 UDP포트 측으로 상기 홉수의 산출을 위한 패킷을 전송하되, 상기 패킷 전송시 ttl값을 1부터 시작하여 1씩 증가하여 전송하는 패킷 전송 단계; 및
    상기 클라이언트가, 상기 클라이언트와 상기 응용서버 사이에 존재하는 다수의 라우터로부터 상기 패킷에 대한 응답인 ICMP메시지, 상기 NAT장비로부터 상기 패킷에 관한 응답인 ICMP메시지, 및 상기 응용서버로부터 상기 패킷에 대한 응답인 TCP응답메시지 또는 UDP응답메시지를 각각 수신하여 상기 제1홉수 및 제2홉수를 산출하고, 상기 홉수범위 내의 선택된 어느 일 홉수를 결정하는 최적홉수 결정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 최적홉수 결정 단계에서,
    상기 클라이언트가 상기 NAT장비로부터 상기 ICMP메시지를 응답받지 못한 경우, 상기 NAT장비의 후단에 연결된 라우터와 상기 클라이언트 간의 홉수에 해당되는 제1'홉수를 산출하여, 상기 제1'홉수보다 크거나 같고 상기 제2홉수보다 작은 홉수범위(제1'홉수≤홉수범위<제2홉수) 내의 선택된 어느 일 홉수를 결정하는 것을 특징으로 하는, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 패킷 전송 단계 이전에,
    상기 클라이언트가 상기 응용서버에 초기 접속시, 상기 NAT장비의 공인IP주소와 상기 응용서버의 응용서버IP주소를 획득하는 IP주소 획득 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 응용서버는,
    상기 세션정보의 수가 대규모인 P2P서비스, 인터넷폰, 인터넷콜센터 중 선택된 하나 또는 복수 개의 응용서비스의 제공이 가능한 서버인 것을 특징으로 하는, 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 NAT장비에서 응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기 위한 방법.
KR1020080008574A 2008-01-28 2008-01-28 서버 및 서버 측 네트워크의 부담없이 ｎａｔ장비에서응용서버와 클라이언트 사이의 대규모 세션정보를 유지하기위한 방법 KR100932570B1 (ko)

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