KR100982399B1 - 다중-링크 서브넷 모델로 인한 문제를 해결한 수정된 엠에이엔이티 구조를 위한 경로 결정 방법 - Google Patents

다중-링크 서브넷 모델로 인한 문제를 해결한 수정된 엠에이엔이티 구조를 위한 경로 결정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중-링크 서브넷 모델로 인한 문제를 해결한 수정된 MANET 구조에 따른 connected MANET에서 MANET 내의 소스 호스트가 MANET 내의 다른 호스트나 외부 인터넷 망의 호스트와 IP 패킷을 주고받을 수 있도록 해주는 경로 결정 방법을 제공한다.
이를 위해 소스 호스트와 목적지 호스트의 IP 주소를 MANET 프리픽스로 서브넷 마스킹해서 목적지 호스트가 소스 호스트와 동일 MANET에 존재하는지 또는 외부 인터넷 망에 존재하는지를 결정한다. 만일 목적지 호스트가 동일 MANET에 존재하면, 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터가 RREQ 메시지를 보내고 목적지 호스트가 연결된 MANET 라우터가 이 RREQ 메시지를 수신하면 RREP 메시지를 보냄으로써 소스 호스트와 MANET 내 목적지 호스트 간 경로 결정을 할 수 있게 한다. 만일 목적지 호스트가 외부 인터넷 망에 존재하면, 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터가 IP 패킷을 캡슐화해서 MBR에게 보내면 MBR이 캡슐화된 IP 패킷을 역캡슐화해서 외부 인터넷 망에 있는 목적지 호스트에게 전달한다.
MANET, 수정된 MANET 구조, 다중-링크 서브넷

Description

다중-링크 서브넷 모델로 인한 문제를 해결한 수정된 엠에이엔이티 구조를 위한 경로 결정 방법 {Route Determination Method for the Modified MANET Architecture that Overcomes the Problems of the Multi-link Subnet Model}
본 발명은 외부 인터넷 망과 연결된 이동 애드-혹 망(Mobile Ad-hoc Network, 이하 ‘MANET'으로 칭함)에 관한 것으로, 특히 외부 인터넷 망과 MANET을 연결해주는 MBR(MANET Border Router)이 MANET에 있는 connected MANET에서 MANET 내 호스트와 MANET 내 다른 호스트 또는 외부 인터넷 망에 있는 호스트 간의 IP 패킷 전송을 위한 경로 결정 방법에 관한 것이다.
MANET은 인프라스트럭처없이 이동 노드(Mobile Node)들끼리 서로 협력하여 다중-홉(multi-hop)으로 정보를 전달할 수 있도록 하기 위한 망이다. MANET을 구성하고 있는 이동 노드들 중에서 소스(Source) 이동 노드와 목적지(Destination) 이동 노드가 서로 통신을 하고자 하지만 둘이 서로의 전파 범위에 있지 않은 경우에는 다른 이동 노드들의 도움을 받아 다중-홉으로 통신을 해야 한다.
기존에 MANET은 하나의 서브네트워크로 간주되어 MANET 내의 모든 노드들에게 동일한 서브넷 프리픽스가 할당되었다. 그런데 비록 소스 노드와 목적지 노드가 동일한 MANET 내에 있다 하더라도 목적지 노드가 소스 노드의 전파 범위에 있지 않 은 경우에는 주위의 다른 노드의 도움을 받아 다중-홉으로 통신해야 한다. 다시 말하면, 소스 노드는 주위의 다른 노드의 도움을 받아 동일한 네트워크 프리픽스를 갖는 다른 목적지 노드로 패킷을 전송해야 한다. 이 경우에는 하나의 서브넷이 여러 개의 링크로 구성되는 다중-링크 서브넷 구조가 된다. 최근에 다중-링크 서브넷에서 발생할 수 있는 이슈를 고려한 문서 “D. Thaler, "Multi-Link Subnet Issues", RFC 4903, June 2007”가 표준화되었다. RFC 4903에 따르면 다중-링크 서브넷 모델은 (1) 하나의 서브넷 프리픽스가 하나의 링크에 할당되는 기존의 IP 링크 모델을 따르지 않으며, 또한 (2) IP 헤더 내에 있는 TTL/Hop Limit 값이 1로 설정되는 IP 패킷을 MANET 노드가 수신하는 경우에는 TTL/Hop Limit 값을 1만큼 감소하지 않아야 하기 때문에 이로 인한 망의 루프 발생 가능성 등의 문제를 가지고 있다. 따라서 RFC 4903에서는 IP 링크 모델로 (1) 다중-액세스 링크 모델과 (2) 점-대-점 링크 모델의 두 가지 모듈 중의 하나만 사용하도록 권고하였고 다중-링크 서브넷 모델은 사용하지 않도록 권고하였다. 이러한 권고에 따라서 MANET 노드는 도 1에 나타나 있는 것과 같이 MANET 라우터와 호스트로 구성된다고 정의한 수정된 MANET 구조가 “I. Chakeres, J. Macker and T. Clausen, "Mobile Ad hoc Network Architecture", Internet draft, work in progress, Nov. 2007” 문서로 표준화 중에 있다. 즉, MANET은 여러 개의 MR들의 연결로 이루어진 네트워크로 정의된다. MR은 MANET 인터페이스와 IP 인터페이스의 두 가지 형태의 인터페이스를 갖는다. MANET 인터페이스는 다른 MR과 통신하기 위하여 사용되며, IP 인터페이스는 호스트와 접속되어 있다. 하나의 MR에 접속되어 있는 MANET 인터페이스와 IP 인터페이스 에는 서로 다른 네트워크 프리픽스가 설정되어야 한다. 또한 MANET 인터페이스에 할당된 네트워크 프리픽스는 MR마다 달라야 하며, IP 인터페이스에 할당된 네트워크 프리픽스 역시 MR마다 달라야 한다.
MANET은 “H. Moustafa, C. Bernardos and M. Calderon, "Evaluation Considerations for IP Autoconfiguration Mechanisms in MANETs", Internet draft, work in progress, April 2008”에서 standalone MANET과 connected MANET으로 구분하고 있다. Standalone MANET은 인터넷과 접속되지 않고 독립적으로 망이 구성되어 있는 MANET을 의미한다. 반면 connected MANET은 MANET이 MBR(MANET Border Router)이라고 하는 게이트웨이를 이용하여 인터넷과 연결되어 있는 형태를 의미한다. 여기에서 트래픽을 교환하는 한 쪽은 MANET 내의 하나의 노드이며, 또 다른 한 쪽은 MANET 내의 또 다른 노드 또는 인터넷에 접속되어 있는 임의의 호스트(CN: Correspondent Node)일 수 있다. 이 경우 MANET을 구성하고 있는 노드들에게는 인터넷 토폴로지에 적합한 전역(Global) IP 주소가 설정되어야 한다. 한편 기존에 MANET을 다중-링크 서브넷으로 고려함으로써 생긴 문제를 해결하기 위해서, “I. Chakeres, J. Macker and T. Clausen, "Mobile Ad hoc Network Architecture", Internet draft, work in progress, Nov. 2007”에서는 MANET 노드를 도 1에 나타나 있는 것과 같이 MANET 라우터와 호스트로 구성된 수정된 MANET 구조로 정의하고 표준화 중에 있다.
Connected MANET에서는 MANET 노드가 MBR을 통해 외부 망에 있는 노드들과 통신하며, 따라서 MANET 노드는 MBR 주소를 알아야만 한다. MANET 노드가 MBR 주소를 알 수 있는 한 가지 방법은 "T. Narten, E. Nordmark, W. Simpson and H. Soliman, "Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6)", RFC 4861, Sept. 2007"의 ICMP 라우터 광고(RA: Router Advertisement) 메시지와 라우터 요청(RS: Router Solicitation) 메시지를 사용하는 것이다. 그러나 RA/RS 메시지는 1홉까지만 전달되기 때문에 MANET과 같은 멀티홉 무선망에서는 사용할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 “R. Wakikawa, J. Malinen, C. Perkins, A. NIlsson and A. Tuominen, "Global connectivity for IPv6 Mobile Ad Hoc Networks", Work in progress, Oct. 2003”에서 수정된 RA 메시지를 정의했으나, 이웃이 다시 브로드캐스트한 RA/RS 메시지를 다시 수신하게 되는 중복 패킷 수신 문제가 발생한다.
본 발명은 다중-링크 서브넷 모델의 문제를 해결한 수정된 MANET 구조에 따른 connected MANET에서 MANET 내의 소스 호스트가 상기 MANET 내의 다른 호스트나 외부 인터넷 망의 호스트와 IP 패킷을 주고받을 수 있도록 해주는 경로 결정 방법을 제공하고자 한다.
수정된 MANET 구조에 적합하도록, MANET 라우터에 연결된 호스트(즉, 소스 호스트)로부터 다른 호스트(즉, 목적지 호스트)로 IP 패킷을 전달하기 전에 먼저 MANET 프리픽스를 서브넷 마스킹한 결과에 따라 목적지 호스트가 MANET 내 호스트 인지 혹은 외부 인터넷 망에 연결된 호스트인지를 판별하고 그에 따라 전달 경로를 결정하도록 하는 절차를 정의한다.
“I. Chakeres, J. Macker and T. Clausen, "Mobile Ad hoc Network Architecture", Internet draft, work in progress, Nov. 2007”에서 정의한 수정된 MANET 구조에서, MANET 라우터의 MANET 인터페이스와 IP 인터페이스 그리고 MANET 라우터에 연결된 호스트의 IP 주소가 모두 설정된 다음에 상기 MANET 라우터에 접속되어 있는 소스 호스트는 다른 MANET 라우터에 접속되어 있는 호스트 또는 외부 인터넷 망에 접속되어 있는 호스트와 통신할 수 있게 된다. 이때 동일한 MANET에 속하는 호스트들이 동일한 프리픽스를 갖게 함으로써 소스 호스트와 목적지 호스트가 동일한 MANET에 속하는지를 여부를 판단할 수 있게 한다.
MANET 라우터에서의 경로 결정 절차는 도 3에 나타나 있다. 소스 호스트 H가 목적지 호스트와 통신하고자 하는 경우, 상기 소스 호스트는 IP 패킷을 만들어 자신이 접속되어 있는 MANET 라우터에게 전송한다. 상기 MANET 라우터는 수신한 상기 IP 패킷의 목적지 주소에 대한 라우팅 테이블 엔트리가 있는지를 확인하여 만일 있으면 해당 경로를 통하여 상기 IP 패킷을 전송한다. 만일 없으면, 상기 MANET 라우터는 상기 소스 호스트의 IP 주소를 MANET 프리픽스로 서브넷 마스킹한 값과 상기 목적지 호스트의 IP 주소를 MANET 프리픽스로 서브넷 마스킹한 값을 비교하여, 만일 두 값이 동일하면 상기 MANET 라우터는 상기 목적지 호스트가 상기 소스 호스트와 동일한 MANET에 있다고 가정하고 상기 목적지 IP 주소를 포함하는 RREQ 메시지 를 브로드캐스트한다. 상기 목적지 호스트가 연결된 MANET 라우터가 상기 MANET 라우터로부터 브로드캐스트된 상기 RREQ 메시지를 수신하면 상기 목적지 호스트가 연결된 MANET 라우터의 IP 인터페이스에 설정된 네트워크 프리픽스를 포함하는 RREP 메시지를 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터에게로 전송한다. 상기 RREP 메시지를 수신한 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터는 자신의 라우팅 테이블 엔트리를 수정한 후에 해당 경로를 이용하여 상기 IP 패킷을 상기 목적지 호스트에게로 전송한다. 만일 소스 호스트가 인터넷에 접속되어 있는 목적지 호스트에게 IP 패킷을 전송하고자 하는 경우, 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터는 상기 소스 호스트의 IP 주소를 서브넷 마스킹한 값과 상기 외부 인터넷에 있는 상기 목적지 호스트의 IP 주소를 서브넷 마스킹한 값이 다르기 때문에 상기 목적지 호스트가 외부 인터넷 망에 접속되어 있다고 간주하고 수신한 IP 패킷에 하나의 외부 IP 헤더를 덧붙인 (즉, 캡슐화(encapsulate)된) IP 패킷을 상기 MBR에게로 전송한다. 상기 캡슐화된 IP 패킷의 외부 헤더의 소스 IP 주소는 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터의 MANET 인터페이스에 설정된 주소이며 상기 캡슐화된 IP 패킷의 외부 헤더의 목적지 주소는 상기 MBR의 주소이다. 상기 캡슐화된 IP 패킷을 수신한 상기 MBR은 외부 헤더를 제거한 후에 원래의 IP 패킷을 상기 외부 인터넷에 있는 상기 목적지 호스트에게 전송한다. 또한 상기 외부 인터넷에 있는 상기 목적지 호스트로부터 상기 소스 호스트에게로 전송되는 IP 패킷은 상기 MBR을 거쳐서 상기 소스 호스트에게로 전송된다. 만일 상기 MBR이 상기 소스 호스트로의 라우팅 정보를 갖고 있지 않으면, 상기 MBR은 MANET 유니캐스트 라우팅 프로토콜을 구동하여 상기 소스 호스트로의 경로를 설정한 다음에 그 경로를 통해 상기 IP 패킷을 상기 소스 호스트에게 전송한다.
삭제
도 3의 실시 예에서, 소스 호스트 H11이 목적지 호스트 H21과 통신하고자 하는 경우에, H11은 IP 패킷을 만들어 자신이 접속되어 있는 MR1에게 전송한다. MR1은 수신한 상기 IP 패킷의 목적지 주소에 대한 라우팅 테이블 엔트리가 있는지를 확인하여 만일 있으면 해당 경로를 통하여 상기 IP 패킷을 전송한다. 만일 없으면, MR1은 H11의 IP 주소를 MANET 프리픽스로 서브넷 마스킹한 결과와 H21의 IP 주소를 MANET 프리픽스로 서브넷 마스킹한 결과와 비교하여 만일 결과가 동일하면 MR1은 H21이 동일한 MANET에 있다고 가정하고 목적지 IP 주소를 포함하는 RREQ 메시지를 브로드캐스트한다. MR1로부터 브로드캐스트된 상기 RREQ 메시지를 수신한 MR2는 자신의 IP 인터페이스에 설정된 네트워크 프리픽스를 포함하는 RREP 메시지를 MR1에게로 전송한다. 상기 RREP 메시지를 수신한 MR1은 MR1의 라우팅 테이블 엔트리를 수정한 후에 해당 경로를 이용하여 상기 IP 패킷을 H21에게로 전송한다. 만일 H11이 인터넷에 접속되어 있는 CN에게 IP 패킷을 전송하고자 하는 경우, MR1은 H11의 IP 주소를 서브넷 마스킹한 결과와 CN의 IP 주소를 서브넷 마스킹한 결과가 다르기 때문에 CN이 외부 네트워크에 접속되어 있다고 간주하고 수신한 상기 IP 패킷에 하 나의 외부 IP 헤더를 덧붙인 (즉, 캡슐화(encapsulate)된) IP 패킷을 상기 MBR에게로 전송한다. 상기 캡슐화된 IP 패킷의 외부 헤더의 소스 IP 주소는 MR1의 MANET 인터페이스에 설정된 주소이며 상기 캡슐화된 IP 패킷의 외부 헤더의 목적지 주소는 상기 MBR의 주소이다. 상기 캡슐화된 IP 패킷을 수신한 상기 MBR은 상기 외부 헤더를 제거한 후에 원래의 IP 패킷을 CN에게 전송한다. 또한 CN으로부터 H11에게로 전송되는 IP 패킷은 상기 MBR을 거쳐서 H11에게로 전송된다. 만일 상기 MBR이 H11로의 라우팅 정보를 갖고 있지 않으면, 상기 MBR은 MANET 유니캐스트 라우팅 프로토콜을 구동하여 H11로의 경로를 설정한 다음에 그 경로를 통해 상기 IP 패킷을 H11에게로 전송한다.
도 1은 MANET 노드의 수정된 구조.
도 2는 본 발명에 따른 MANET 라우터의 라우팅 모듈의 경로 결정 절차를 나타낸 도면.
도 3은 수정된 MANET 구조에 따른 MANET 주소 설정의 예.

Claims (6)

  1. 다중-링크 서브넷 모델로 인한 문제를 해결한 수정된 MANET 구조에서 MANET 라우터에 연결된 소스 호스트가 목적지 호스트에게 IP 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 MANET 라우터는 상기 소스 호스트와 상기 목적지 호스트가 동일 MANET에 있는지 또는 외부 인터넷 망에 있는지 결정하되, 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터는 상기 소스 호스트의 IP 주소를 MANET 프리픽스로 서브넷 마스킹한 값과 상기 목적지 호스트의 IP 주소를 MANET 프리픽스로 서브넷 마스킹한 값을 비교하여, 두 값이 같으면 상기 목적지 호스트가 상기 소스 호스트와 동일한 MANET에 있다고 결정하고, 만일 두 값이 다르면 상기 목적지 호스트가 외부 인터넷 망에 있다고 결정하는 단계;
    (b) 상기 MANET 라우터가 상기 목적지 호스트로의 경로를 발견하되, 상기 목적지 호스트가 상기 소스 호스트와 동일한 MANET에 있으면, 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터는 상기 목적지 호스트의 IP 주소를 포함하는 RREQ 메시지를 브로드캐스트하여 경로를 발견하는 단계;
    (c) 상기 목적지 호스트가 연결된 MANET 라우터가 상기 소스 호스트로 상기 목적지 호스트로의 경로 정보를 전달하되, 상기 목적지 호스트가 연결된 MANET 라우터가 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터로부터 브로드캐스트된 상기 RREQ 메시지를 수신하면 상기 목적지 호스트가 연결된 MANET 라우터의 IP 인터페이스에 설정된 네트워크 프리픽스를 포함하는 RREP 메시지를 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터에게로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중-링크 서브넷 모델로 인한 문제를 해결한 수정된 엠에이엔이티 구조를 위한 경로 결정 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 목적지 호스트가 외부 인터넷 망에 있으면, 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터는 수신한 IP 패킷에 하나의 외부 IP 헤더를 덧붙인 (즉, 캡슐화(encapsulate)된) IP 패킷을 MBR에게로 전송하고, 상기 캡슐화된 IP 패킷의 외부 헤더의 소스 IP 주소는 상기 소스 호스트가 연결된 MANET 라우터의 MANET 인터페이스에 설정된 주소로, 상기 캡슐화된 IP 패킷의 외부 헤더의 목적지 주소는 상기 MBR의 주소로 설정하고, 상기 캡슐화된 IP 패킷을 수신한 상기 MBR은 외부 헤더를 제거한 후에 원래의 IP 패킷을 상기 외부 인터넷에 있는 상기 목적지 호스트에게 전송하는 것을 특징으로 하는 다중-링크 서브넷 모델로 인한 문제를 해결한 수정된 엠에이엔이티 구조를 위한 경로 결정 방법.
  6. 삭제
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