KR101024271B1 - 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 그 방법 - Google Patents

이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 연동 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 백본 네트워크에 해당하는 하나의 애드혹(Ad-hoc) 망과 로컬 네트워크에 해당하는 다른 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜로 연동시키는 장치에 있어서, 상기 백본 네크워크의 인터넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 IP 주소 기반 라우팅 정보와, 상기 로컬 네트워크의 인트라넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 데이터링크(DL) 주소 기반 라우팅 정보가 연동되도록 게이트웨이 노드에서 라우팅 연동 처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 방법을 제공한다.

Description

이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 그 방법{Apparatus and methods for automatically routing protocol communication among differnt ad-hoc networks}
본 발명은 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 백본 네트워크에 해당하는 애드혹 망과 로컬 네트워크에 해당하는 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜에 의해 연동할 수 있도록 하여 원활한 통신이 이루어지는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 매체는 기존 통신 인프라의 지원 여부에 따라서 두 가지로 분류된다. 이동 단말들이 유선 환경에 기반을 둔 기지국이나 AP(Access Point)를 중심으로 구성되는 인프라가 있는 네트워크(infrastructure)와, 기지국이나 AP의 도움 없이 순수하게 이동 단말들로 구성된 인프라가 없는 네트워크(Ad-hoc)로 분류할 수 있다.
전자는 마지막 부분이 무선으로 유선 네트워크와 연결되므로 라스트 홉 네트워크(last hop network)라고도 하며, 기존 인프라를 통해서만 통신이 가능하므로 지진과 같은 재해, 테러, 전쟁과 같은 상황에서 기지국이나 AP의 고장, 유선 단절 등이 발생하면 통신을 할 수 없는 단점이 있다.
후자는 중앙 집중화된 관리가 지원되지 않는 환경에서 지정된 이동성 지원 기반 시설의 도움 없이 임시망을 구성하는 이동 호스트와 무선 인터페이스의 집합인 애드혹(Ad-hoc) 네트워크이다. 이러한 망 구조에서 각 이동 호스트는 단말 호스트이면서 라우터로 동작하여 패킷을 다른 이동 호스트로 전달한다. 애드혹 네트워크는 기존 인프라가 필요치 않는 특성으로 인하여 임시 구성용 네트워크나 지진, 태풍, 테러 등에 의한 재해/재난 지역과, 특히 전쟁터와 같이 기반 시설이 없는 환경에서 적용 가능토록 주로 군사용 망에 중점을 두어 연구개발 되어 왔다.
대규모 네트워크 통신을 위한 계층적 애드혹 네트워크를 구성하는 경우, 사용 목적이 다른 이기종 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 망 간 IP 패킷 통신이 가능하기 위해서는 라우팅 정보 교환이 필요하게 된다. 특히, 데이터링크 주소 기반 라우팅 프로토콜을 사용하는 애드혹 지역망과 IP 기반 라우팅 프로토콜을 사용하는 애드혹 백본망과의 통신시 라우팅을 처리하는 계층이 다르기 때문에, 라우팅 정보 연동과 관련된 문제가 발생한다.
도 1은 종래의 백본 네트워크(Net-B; 120)에서 로컬 네트워크(Net-A; 110)로의 패킷 전송을 도시한 개념도로서, 라우팅 정보 불일치로 인한 문제점을 도시하고 있다. 도 1에서, G1(131)과 G2(132)는 게이트웨이(gateway)를 의미한다. Net-A(110)와 Net-C는 IL 기반 Proactive 방식의 라우팅 프로토콜을 사용하는 지역 애드혹 네트워크이고, Net-B(120)는 IP 기반 reactive 방식의 라우팅 프로토콜을 사용하는 백본 애드혹 네트워크이다.
게이트웨이에서의 라우팅 연동을 위한 수동 설정으로 인하여 경로 정보 정확성 문제가 발생할 수 있다. 즉, RREQ 메시지에 대하여 G1(131)이 RREP 메시지를 발송하는데, 이때 RREQ에 의해 경로를 탐색하고자 하는 노드 A(111)에 대하여 같은 라우팅 프로토콜을 사용하지 않는 망인 Net-A 망(110)에 속하는 노드 A(111)에 대한 IL 계층 라우팅 정보의 존재 여부를 확인하지 않고, IP 계층에서 네트워크 주소(또는 routing table에 수동 설정된 노드 IP 주소)만 비교하여 RREQ를 대신 전송하기 때문에, 도 1에서 도시된 바와 같이 라우팅 정보가 수동 설정된 이후 현 시점에는 노드 A(111)가 존재하지 않음에도 RREP를 받은 노드 F(121)는 존재하지 않는 노드 A(111)에 대하여 경로 정보가 존재하는 것으로 인지하여 목적지 노드 A(111)로 패킷을 전송하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 백본 네트워크에 해당하는 애드혹 망과 로컬 네트워크에 해당하는 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜에 의해 자동으로 연동할 수 있도록 함으로써 이종 애드혹 망 간의 원활한 통신이 이루어질 수 있도록 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 제1 관점에 따른 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치는 백본 네트워크에 해당하는 하나의 애드혹(Ad-hoc) 망과 로컬 네트워크에 해당하는 다른 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜로 연동시키는 장치에 있어서, 상기 백본 네크워크의 인터넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 IP 주소 기반 라우팅 정보와, 상기 로컬 네트워크의 인트라넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 데이터링크(DL) 주소 기반 라우팅 정보가 연동되도록 게이트웨이 노드에서 라우팅 정보 연동 처리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 인터넷(IP) 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈 또는 인트라넷(IL) 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈일 수 있다.
바람직하게는, 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 IP 주소의 DL 주소 변환 또는 DL 주소의 IP 주소 변환을 위한 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 포함할 수 있다.
또한, 상기 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블은 ARP(Address Resolution Protocol) 메시지 또는 DL 계층에서 자체 발송되는 ARP(이하, 임베딩 ARP)를 통해 제공될 수도 있다.
또한, 상기 인터넷(IP) 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 상기 인트라넷(IL) 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈과, 인터넷(IP) 기반 라우팅 테이블과 통신할 수 있고, 상기 인트라넷(IL) 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 상기 인터넷(IP) 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈과, 데이터링크(DL) 기반 라우팅 테이블과 통신할 수도 있다.
한편, 본 발명의 제2 관점에 따른 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법은 백본 네트워크에 해당하는 하나의 애드혹(Ad-hoc) 망과 로컬 네트워크에 해당하는 다른 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜로 연동시키는 방법에 있어서, 상기 백본 네크워크의 인터넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜에서 경로 정보 획득을 위해 라우팅 정보 요청 메시지를 라우팅 정보 연동 처리 모듈로 송신하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 IP 주소의 DL 주소 변환 또는 DL 주소의 IP 주소 변환을 위한 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 포함할 수 있다.
또한, 상기 IP 주소- DL 주소 매핑 테이블에 목적지 IP 주소에 대한 DL 주소가 존재하지 않는 경우, 임베딩 ARP(Address Resolution Protocol)를 이용하여 해당 DL 주소를 획득할 수도 있다.
상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 상기 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 사용하여 목적지 IP 주소에 대응되는 DL 주소를 인트라넷(IL) 계층에서 관리하는 DL 주소 기반 라우팅 테이블에서 획득할 수 있고, 또한 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 상기 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 사용하여 목적지 DL 주소에 대응되는 IP 주소를 인터넷(IP) 계층에서 관리하는 IP 주소 기반 라우팅 테이블에서 획득할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 목적지 노드에 대한 라우팅 경로 존재 여부 확인 결과를 IP 기반 애드혹(Adhoc) 라우팅 모듈 또는 DL 기반 애드혹 라우팅 모듈로 전달할 수 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 백본 네트워크에 해당하는 애드혹 망과 로컬 네트워크에 해당하는 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜에 의해 자동으로 연동할 수 있다. 둘째, 라우팅 연동 모듈을 통하여 라우팅 변동 상황을 정확하게 인지함으로써 패킷 전송을 위한 경로 선택의 정확도를 높이고, 원활한 통신이 수행되도록 한다.
도 1은 종래의 백본 네트워크(Net-B)에서 로컬 네트워크(Net-A)로의 패킷 전송을 도시한 개념도이다.
도 2는 일반적인 로컬 네트워크(Net-A)에서 백본 네트워크(Net-B)로의 패킷 전송 절차를 도시한 것이다.
도 3은 일반적인 백본 네트워크(Net-B)에서 로컬 네트워크(Net-A)로의 패킷 전송 절차를 도시한 것이다.
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우팅 정보 연동 처리 모듈을 도시한 구성도이다.
도 5은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우팅 정보 연동 처리를 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백본 네트워크와 로컬 네트워크 간 라우팅 정보 연동 및 패킷 전송 절차를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백본 네트워크와 로컬 네트워크 간 라우팅 정보 연동을 위한 라우팅 연동 모듈 처리 과정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백본 네트워크와 로컬 네트워크 간 패킷 전송 절차를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백본 네트워크와 로컬 네트워크 간 패킷 전송 절차를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 일반적인 로컬 네트워크(Net-A; 210)에서 백본 네트워크(Net-B; 220)로의 패킷 전송 절차를 도시한 것이다. 도 2과 같이, 애드혹 네트워크에서도 백본 네트워크에 해당하는 하나의 애드혹 망(220)과 로컬 네트워크에 해당하는 다른 애드혹 망(210)을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜로 연동할 필요성이 존재한다.
이동 애드혹(ad-hoc) 네트워크는 이동성을 가진 다수의 노드들에 의해 자율적으로 구성되는 임시적인 네트워크로서, 기반망(infrastructure)이 존재하지 않거나 기반망에 기초한 네트워크의 전개가 용이하지 않은 지역에서 임시적으로 네트워크를 구성하기 위한 목적으로 사용된다. 최근 들어, 이동 Ad Hoc 네트워크 기술은 홈 네트워킹, 센서 네트워크, PAN(Personal Area Network) 등 다양한 응용 분야로 적용되고 있으며, 특히 군 통신 분야에서 애드혹 네트워크 기반 통신이 적극 활용되고 있고, 이를 이용한 작전 개념들이 등장하고 있다.
이동 애드혹 네트워크 라우팅 프로토콜은 경로 정보 관리 방법에 따라 proactive(table-driven) 방식과 reactive(on-demand) 방식으로 크게 분류할 수 있다.
Proactive 라우팅 방식(230)은 모든 이동 노드들이 항상 최신의 경로 정보를 유지하며, 라우팅 정보를 주기적으로 또는 네트워크 토폴로지 상의 변경이 있을 때마다 네트워크 전체로 전파시켜 각 노드들이 자신의 라우팅 정보를 변경하도록 하고 있다. Proactive 라우팅 방식(230)은 패킷 발생시 지연 없이 항상 최적의 경로를 통해서 라우팅할 수 있는 장점을 가지고 있으나 네트워크 토폴로지의 변화가 심할 경우 라우팅 정보를 네트워크 전체로 전파하기 위한 라우팅 프로토콜 메시지의 오버헤드가 크고, 이동 노드에 대한 경로 정보가 부정확할 수 있는 문제점이 있다.
Reactive 라우팅 방식(240)은 트래픽이 발생하는 시점에서 경로를 탐색하는 방법으로서, proactive 라우팅 방식(230)이 가지는 제어 메시지의 오버헤드를 감소시키고, 트래픽 발생 시점에 정확한 경로 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다. 경로 정보는 루트 상의 각 노드에 저장되나 일정 기간 동안 해당 경로가 사용되지 않을 경우 노드로부터 삭제된다. 그러나, Reactive 라우팅 방식(240)은 트래픽이 발생하는 시점에서 경로를 탐색하기 때문에 경로 탐색에 추가적인 시간이 필요하며, 이는 트래픽에 대한 전송 지연을 야기시킨다.
Reactive 라우팅 방식(240)의 개략적인 동작 절차는 경로 탐색 절차와 경로 관리 절차로 이루어진다. 경로 탐색 절차는 패킷 데이터 발생 시 목적 노드로의 경로 정보가 존재하지 않을 경우 경로 정보 획득을 위해 RREQ(Route REQuest) 메시지를 이웃 노드로 브로드캐스팅한다. 목적 노드로의 경로 정보를 가진 중간 노드 또는 목적 노드가 RREQ 메시지를 수신하면 RREP 메시지로서 응답하고, RREP 메시지를 수신한 송신 노드는 목적 노드까지의 경로 정보를 획득한다. 송신 노드는 획득된 경로 정보를 이용하여 패킷을 전송하게 된다.
최근까지 군에서 사용된 애드혹 라우팅 프로토콜은 저속 통신 기반으로 상대적으로 소규모망에서 노드들의 이동 속도가 작은 환경을 대상으로 하는 만들어진 프로토콜들이 주로 사용되었다. 이러한 프로토콜로써 MIL-STD-188-220과 MIL-STD-188-141B Appendix D 등에서 정의한 애드혹 라우팅 프로토콜이 있으며, IP 주소 기반 라우팅 테이블을 업데이트하기 위해 사용하는 일반 애드혹 라우팅 프로토콜과는 달리 데이터링크 주소 기반의 라우팅 테이블을 업데이트하기 위해 사용되며, Proactive 방식 라우팅 방식을 사용한다. 데이터링크 주소를 기반으로 라우팅 테이블을 관리하는 가장 큰 이유는 TCP/IP 스택 없이도 독립적으로 인트라넷 내의 애드혹 라우팅을 하기 위해서다.
대규모 무선 노드의 애드혹 네트워크를 구성시 효율적인 관리와 탑재 웨이브폼 특성(통달 거리, 전송 품질)을 고려하여 계층적으로 무선망을 구성한다. 일반적으로 백본 무선 네트워크와 지역 무선 네트워크로 구분하며, 백본 무선 네트워크는 다수의 지역 무선 네트워크 간의 음성 및 데이터 중계를 목적으로 한 네트워크이며, 필요에 따라 유선 백본망과 연동하기도 한다.
대규모 네트워크 통신을 위한 계층적 애드혹 망 구성시 사용 목적이 다른 이기종 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 망 간 IP 패킷 통신이 가능하기 위해서는 라우팅 정보 교환이 필요하게 된다. 특히, 앞에서 설명한 MIL-STD-188-220 또는 MIL-STD-188-141B Appendix D에서의 데이터링크 주소 기반 라우팅 프로토콜을 사용하는 애드혹 지역망과 IP 기반 reactive 방식의 라우팅 프로토콜을 사용하는 애드혹 백본망과의 통신의 필요성이 요구되고 있고, 이러한 백본망과 지역망 간 패킷 통신시 라우팅을 처리하는 계층이 다르기 때문에 라우팅 정보 연동 문제가 발생한다.
즉, IP 주소 기반 Reactive 방식의 IP 계층 라우팅 프로토콜을 사용하는 백본 애드혹 망(이하 'IP 기반 백본망'이라 함)에 존재하는 노드가 DL 주소 기반 Proactive 방식의 IL 계층 라우팅 프로토콜을 사용하는 지역 무선 애드혹 망(이하 'DL 기반 지역망'이라 함)에 존재하는 노드를 목적지로 하여 패킷을 송신하고자 할 때, 경로 탐색시 RREQ의 응답으로써 발송되는 RREP에서 획득되는 경로 정보 정확성 문제이다.
여기서, RREP에서 획득되는 경로 정보 정확성 문제란 게이트웨이 노드에서 IP 계층 애드혹 라우팅 프로토콜과 IL 계층 애드혹 라우팅 프로토콜 간에 라우팅 정보 자동 연동을 하지 않는 경우, IL 계층 라우팅 프로토콜을 사용하는 DL 기반 지역망에 존재하는 노드들에 대하여 네트워크 운용자가 수동으로 IP 계층에 정적 라우팅 정보를 설정하게 된다. 이러한 설정을 통하여 RREQ 수신시 목적지 노드에 대한 IL 계층의 라우팅 정보 확인 없이 존재한다고 가정하여 목적지 노드가 이동 등으로 라우팅을 할 수 없음에도 불구하고 게이트웨이 노드가 목적지 노드 대신 RREP를 응답하게 됨으로써 발생하는 문제이다.
도 2는 지역망 Net-A(210)과 백본망 Net-B(220)를 연결하는 게이트웨이 노드의 IP 라우팅 정보에 지역망 Net-A(210)에 대한 라우팅 정보를 수동으로 설정한 경우에 IL 기반 지역망인 Net-A 망(210)에 속하는 A 노드에서 IP 기반 백본망인 Net-B 망(220)에 속하는 F 노드로 패킷를 전송 과정을 나타낸다. ①에서, Net-B망의 F 노드를 목적지로 하여 데이터 패킷 전송을 시작하며, 이에 대한 라우팅 경로는 Proactive 라우팅 프로토콜에 의해 주기적인 라우팅 메시지와 토폴로지 변경시 발생하는 라우팅 메시지에 의해 획득되는 라우팅 정보를 이용하여 지연없이 결정된다. 또한, 데이터 패킷의 목적지가 타망인 기간망에 속하는 노드이므로, 이 데이터 패킷에 대한 IL 기반 라우팅 경로는 게이트웨이 G1(250)으로의 경로가 된다. ②는 노드 B가 IL 기반 라우팅 경로 정보에 의해 IL 계층에서 중계를 하며, ③에서는 데이터 패킷을 수신한 게이트웨이 G1(250)이 패킷의 IL 기반 라우팅 경로 목적지 DL 주소가 자기 자신의 DL 주소와 동일함을 확인하고, 수신된 데이터 패킷을 IL 계층에서 상위 계층인 IP 계층으로 전달한다. 이후, 기간망에서는 IL 계층 기반 애드혹 라우팅 방식이 아닌 IP 계층 기반 애드혹 라우팅 방식으로 패킷의 라우팅 경로가 결정된다. IL 계층으로부터 패킷을 전달받은 IP 계층은 IP 기반 애드혹 라우팅 모듈에서 전송 패킷을 버퍼링하고, Reactive 방식의 라우팅 프로토콜의 RREQ 메시지를 브로드캐스팅하여 F 노드에 대한 경로 탐색을 실시한다. ④에서는 브로드캐스팅된 RREQ 메시지를 수신한 노드 F는 RREQ 메시지에서 경로를 탐색하고자 하는 목적 노드 IP가 자기 자신의 IP와 동일하면 RREQ 메시지를 발송한 G1(250)으로 RREP 메시지를 발송한다. ⑤에서 게이트웨이 G1(250)은 수신한 RREP 메시지로부터 획득된 경로 정보를 이용하여 버퍼링하고 있는 데이터 패킷을 전송하게 되고, ⑥에서는 경로 정보를 바탕으로 패킷이 최종 목적지 F에 전달되게 되고, 최종 목적지 노드에 대한 경로 정보 정확성 문제가 발생하지 않는다.
한편, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백본 네트워크(Net-B; 320)에서 로컬 네트워크(Net-A; 310)로의 패킷 전송 절차를 도시한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, IP 기반 백본망인 Net-B 망(320)에 속하는 F 노드에서 IL 기반 지역망인 Net-A 망에 속하는 A 노드로 패킷를 전송하고자 할 때, S1에서 F 노드는 전송 패킷을 버퍼링하고, Reactive 방식의 라우팅 프로토콜의 RREQ 메시지를 브로드캐스팅하여 A 노드에 대한 경로 탐색을 실시한다. 브로드캐스팅된 RREQ 메시지가 DL 기반 지역망과 연결된 게이트웨이 노드 G1(330)에 도달하면 다른 라우팅 프로토콜을 사용하는 Net-A(310)에 속한 목적지 노드로 RREQ 메시지를 더이상 브로드캐스팅할 수가 없기 때문에, S2에서 G1(330)은 RREQ에서 검색하는 목적 노드 A의 네트워크 주소와 자신이 가지고 있는 Net-A(310)에 대한 네트워크 주소(또는 수동 설정된 노드 주소)를 비교하여 동일하면 RREP를 송신 노드 F로 발송한다. S3에서 송신 노드 F는 획득된 경로 정보를 이용하여 패킷을 전송하게 된다. S4에서 게이트웨이 노드 G1(330)은 IP 계층에 연결된 인터페이스들 중 Net-A(310) 연결된 인터페이스의 IL 계층으로 IP 데이터그램을 전달하고, 이후부터는 IL 기반 지역망인 Net-A(310)에서 사용하는 데이터링크 주소 기반 Proactive 방식의 라우팅 프로토콜에 의해 목적 노드 A까지 전달된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우팅 정보 연동 처리 모듈을 도시한 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치(400)는, IP 기반 애드혹 라우팅 모듈(402)과, IL 기반 애드혹 라우팅 모듈(404)과, 라우팅 정보 연동 처리를 위한 IL계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)과, IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)과, IL 기반 라우팅 테이블(410)로 구성된다. 이와 같이, 본 발명의 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치(400)는 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)을 구비함으로써 백본 네크워크의 인터넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 IP 주소 기반 라우팅 정보와, 상기 로컬 네트워크의 인트라넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 데이터링크(DL) 주소 기반 라우팅 정보가 연동될 수 있게 된다.
라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)은 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)을 사용하여 목적지 IP 주소에 대응되는 DL 주소를 인트라넷(IL) 계층에서 관리하는 DL 주소 기반 라우팅 테이블에서 획득할 수 있다. 또한, 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)은 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)을 사용하여 목적지 DL 주소에 대응되는 IP 주소를 인터넷(IP) 계층에서 관리하는 IP 주소 기반 라우팅 테이블(410)에서 획득할 수도 있다.
바람직하게는, 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)은 목적지 노드에 대한 라우팅 경로 존재 여부 확인 결과를 IP 기반 애드혹(Adhoc) 라우팅 모듈(402) 또는 IL 기반 애드혹 라우팅 모듈(404)로 전달할 수 있다. 여기서, 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)은 도 4에서 인트라넷(IL) 계층에 설치되어 있지만, 인터넷(IP) 계층에 설치되어도 무방하다. 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)은 IL 기반 라우팅 테이블(410)과의 통신을 통하여 IL 계층에서 요구되는 연동 처리를 담당하게 된다. 한편, 본 발명에서는 IL 계층과 IP 계층에 각각 라우팅 정보 연동 처리 모듈을 구비할 수 있다. 이 경우 IP 계층에 구비되는 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 IL 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈, IP 기반 라우팅 테이블, IP 기반 애드혹 라우팅 어플리케이션 등과의 통신을 통하여 IP 계층에서 필요한 연동 처리를 담당한다.
한편, IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)은 IP 주소의 DL 주소 변환 또는 DL 주소의 IP 주소 변환을 위해 사용되며, 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)에 의해 참조된다. 또한, IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)은 ARP(Address Resolution Protocol) 메시지를 통해 제공될 수도 있다. ARP(Address Resolution Protocol)메시지는 IP 주소(논리 주소)를 MAC 주소(물리 주소)로 매핑 변환하는 데 사용되는 것으로, ARP 요청은 브로드캐스트되고, ARP 응답은 유니캐스트된다.
최초 IP 주소-DL 주소 매핑 정보 설정은 ARP 메시지 또는 ARP와 유사한 기능의 메시지로부터 매핑 정보를 설정할 수 있다.
또한, IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)에 목적지 IP 주소에 대한 DL 주소가 존재하지 않는 경우, 임베딩 ARP(Address Resolution Protocol)를 이용하여 해당 DL 주소를 획득할 수도 있다.
도 5은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)의 라우팅 정보 연동 처리를 도시한 순서도로서, 경로 정보 획득을 위해 라우팅 정보 요청 메시지를 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)로 송신하여야 한다.
먼저 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)은 IP 기반 애드혹 라우팅 모듈(402)로부터 라우팅 정보 확인 요청 메시지를 수신 대기한다(R1).
다음으로, 라우팅 정보 확인 요청 메시지를 수신하면 수신한 메시지에서 라우팅 정보 확인 대상 노드의 IP 주소를 추출한다(R2).
이후, 추출한 IP 주소에 대응하는 데이터링크 주소를 찾기 위해 주소 매핑 테이블을 검색한다(R3).
다음으로, 주소 매핑 테이블 검색 결과로서 데이터링크 주소가 존재하는지 확인하며, 존재하면 R5 과정을 수행하고, 존재하지 않으면 R9 과정을 수행한다(R4).
먼저 데이터링크 주소가 존재하는 경우, 라우팅 정보 확인 대상 노드의 IP 주소에 대응하는 데이터링크 주소에 대하여 데이터링크 라우팅 테이블에서 검색한다(R5).
R6 과정에서 라우팅 테이블 검색 결과로서 라우팅 정보 확인 대상 노드의 IP 주소에 대응하는 데이터링크 주소가 존재하는지 확인하며, 존재하면 R7 과정을 수행하고, 존재하지 않으면 R8 과정을 수행한다.
이상에 따르면, 앞서 언급했던 종래 기술의 문제점인 IP 주소 기반 Reactive 방식의 IP 계층 라우팅 프로토콜을 사용하는 백본 애드혹 망에 존재하는 노드가 DL 주소 기반 Proactive 방식의 IL 계층 라우팅 프로토콜을 사용하는 지역 무선 애드혹 망에 존재하는 노드를 목적지로 하여 패킷을 송신하고자 할 때 발생하는 경로 정보 정확성 문제를 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)을 통하여 해결할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백본 네트워크(320)와 로컬 네트워크(310) 간 라우팅 정보 연동 및 패킷 전송 절차를 도시한 것이다. 종래 게이트웨이 노드 G1은 RREQ에서 검색하는 목적 노드 A의 네트워크 주소와 자신의 또 다른 인터페이스인 Net-A에 대한 네트워크 주소를 비교하여 동일하면 RREP를 송신 노드 F로 발송하는데 반해, 본 실시예에 따른 게이트웨이 노드 G1(330)은 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)을 이용하여 목적 노드 A의 네트워크 주소를 비교하여 동일하면 RREP를 바로 발송하지 않고, 목적 노드 A에 대해 IL 계층의 DL 기반 라우팅 정보를 확인한 후 RREP를 송신 노드 F로 발송한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백본 네트워크와 로컬 네트워크 간 라우팅 정보 연동을 위한 라우팅 연동 모듈 처리 과정을 도시한 것으로, 게이트웨이 G1이 IP 기반 기간망 Net-B로부터 발송된 RREP를 받은 후부터 목적 노드 A에 대해 IL 계층의 DL 기반 라우팅 정보를 확인한 후 RREP를 발송할 때까지의 처리 과정을 나타낸다. IP 기반 Adhoc Routing 모듈(402)은 RREQ를 수신하면, 자신의 또 다른 인터페이스인 Net-A에 대한 네트워크 주소와 RREQ에서 경로를 찾고자 하는 목적 노드 A의 네트워크 주소를 비교하여 동일한지 확인한다. 동일하면 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)로 목적 노드 A에 대한 라우팅 정보 확인을 요청한다. 라우팅 정보 확인을 요청받은 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)은 라우팅 정보 확인 요청된 목적 노드 A의 IP 주소에 대응되는 데이터링크 주소를 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)에서 검색하여 해당 데이터링크 주소를 얻는다. 이때, IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)에 대응되는 데이터 링크 주소가 없다면 ARP와 유사한 메시지를 지역망(Net-A)으로 발송하고, ARP Response를 받으면 데이터링크 주소로 변환한다. IP 주소-DL 주소 매핑 테이블(408)에서 검색된 목적 노드 A의 IP 주소에 대응되는 데이터링크 주소에 대해 IL 기반 라우팅 테이블(410)에서 검색하고, 라우팅 정보 연동 처리 모듈(406)이 목적지 노드 A에 대한 DL 기반 라우팅 경로 존재 여부 확인 결과를 IP 기반 Adhoc Routing 모듈(402)로 전달한다. 만약 라우팅 경로 존재 여부가 확인되었다면 RREP를 송신 노드 F로 발송하고, 확인되지 않았다면 ICMP(Internet Control Message Protocol)를 송신 노드 F로 발송한다. 이러한 과정을 통하여 송신 노드 F는 자신과 다른 라우팅 방식을 사용하는 지역망에 존재하는 노드 A에 대한 정확한 경로 정보를 확인하며, 경로 탐색 동안 버퍼링된 데이터 패킷을 목적지 노드 A로 전송한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백본 네트워크와 로컬 네트워크 간 패킷 전송 절차를 도시한 것이고, 도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 백본 네트워크와 로컬 네트워크 간 패킷 전송 절차를 도시한 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법을 통해 백본망을 통한 VHF-FM 망과 HF-AM 망 간 데이터 전송(FM → WNW → AM)과, 백본망을 통한 VHF-FM 망과 HF-AM 망 간 데이터 전송(AM → WNW → FM)을 구현할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 그 방법은 다음과 같은 특징을 수반한다.
첫째, IP 주소 기반 Reactive 방식의 IP 계층 라우팅 프로토콜에서의 RREQ 메시지에 대하여 DL 주소 기반 Proactive 방식의 IL 계층 라우팅 프로토콜에서 관리하는 라우팅 정보를 확인하기 위해 라우팅 정보 연동 모듈로 라우팅 정보 확인 요청을 한다.
둘째, 라우팅 정보 확인 요청 메시지를 받은 라우팅 정보 연동 모듈이 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 이용하여 IP 주소와 DL 주소 간 변환한다.
세째, IP 주소-DL 주소 매핑 테이블에 목적지 IP 주소에 대한 DL 주소가 존재하지 않는 경우, Embedding ARP를 이용하여 해당 DL 주소를 획득한다.
네째, 라우팅 정보 연동 모듈이 목적지 IP 주소에 대응되는 DL 주소에 대하여 IL 계층에서 관리하는 DL 주소 기반 라우팅 테이블에서 라우팅 경로 정보를 확인한다.
다섯째, IL 계층 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 목적지 노드 A에 대한 DL 기반 라우팅 경로 존재 여부 확인 결과를 IP 기반 Adhoc Routing 모듈로 전달한다.
이러한 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치 및 그 방법에 따르면, IP 기반 애드혹 백본망과 IL 기반 애드혹 지역망 간 서로 다른 계층의 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용시, 서로 다른 계층에서의 한 망 간 라우팅 정보 연동이 불가능하기 때문에 일반적으로 관리자가 수동으로 정적 라우팅 정보를 설정하게 된다. 이러한 경우, 동적으로 변화하는 애드혹 네트워크 특성상 경로 정보 정확성 문제와 운용자의 라우팅 수동 설정으로 인한 네트워크 운용 비효율성 문제가 발생하고, 라우팅 연동 모듈을 이용한 라우팅 정보 연동 자동화를 통하여 이러한 문제점을 해결한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 인터넷(IP) 계층 라우팅 프로토콜을 사용하는 망과 인트라넷(IL) 계층 라우팅 프로토콜을 사용하는 망 간에 패킷 기반 통신을 가능하게 하는 이계층 라우팅 정보 연동의 자동화 기능에 관한 것이다. 자세하게는, 본 발명은 IP 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 백본(backbone) 무선망과 IP 주소 기반 라우팅 정보와 인트라넷(IL) 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 지역(local) 무선망에서의 데이터링크(DL) 주소 기반 라우팅 정보를 자동으로 연동하게 하는 기능을 두 망을 연결하는 게이트웨이 노드에서의 라우팅 연동 모듈을 통하여 제공한다. 백본 무선 애드혹 망과 지역 무선 애드혹 망에서 노드들의 이동에 의해 발생하는 토폴로지 변화 및 네트워크 멤버 수의 변동 등의 라우팅 정보가 변화되며, 이후 패킷 전송 요구시 라우팅 연동 모듈을 통하여 라우팅 변동 상황을 정확하게 인지할 수 있다. 이렇게 함으로써 패킷 전송을 위한 경로 선택의 정확도를 높이고, 기존의 연동 방법인 운용자에 의한 정적 라우팅 정보 설정을 통한 연동 방법의 문제점인 동적인 네트워크 변화에 대한 운용상 한계를 극복하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 군사용 네트워크를 비롯한 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명은 SDR 무전기를 이용한 FM-WNW-AM Crossbanding에 적용될 수 있다.
400 : 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치
402 : IP 기반 애드혹 라우팅 모듈
404 : IL 기반 애드혹 라우팅 모듈
406 : 라우팅 정보 연동 처리 모듈
408 : IP 주소-DL 주소 매핑 테이블
410 : IL 기반 라우팅 테이블

Claims (12)

  1. 백본 네트워크에 해당하는 하나의 애드혹(Ad-hoc) 망과 로컬 네트워크에 해당하는 다른 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜로 연동시키는 장치로서,
    게이트웨이 노드에 구비되어 상기 백본 네크워크의 인터넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 IP 주소 기반 라우팅 정보와 상기 로컬 네트워크의 인트라넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜을 사용하는 데이터링크(DL) 주소 기반 라우팅 정보를 연동시키는 라우팅 정보 연동 처리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 인터넷(IP) 계층 또는 인트라넷(IL) 계층에 구비되는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자동 연동 장치는 IP 주소의 DL 주소 변환 또는 DL 주소의 IP 주소 변환을 위한 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블은 ARP(Address Resolution Protocol) 메시지 또는 DL 계층에서 자체 발송되는 임베딩 ARP를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 인터넷(IP) 계층에 구비되는 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 상기 인트라넷(IL) 계층에 구비되는 라우팅 정보 연동 처리 모듈과, 인터넷(IP) 기반 라우팅 테이블과 통신하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 인트라넷(IL) 계층에 구비되는 라우팅 정보 연동 처리 모듈은 상기 인터넷(IP) 계층에 구비되는 라우팅 정보 연동 처리 모듈과, 데이터링크(DL) 기반 라우팅 테이블과 통신하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 장치.
  7. 백본 네트워크에 해당하는 하나의 애드혹(Ad-hoc) 망과 로컬 네트워크에 해당하는 다른 애드혹 망을 서로 다른 애드혹 라우팅 프로토콜로 연동시키는 방법에 있어서,
    (a) 라우팅 정보 연동 처리를 위한 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 라우팅 정보 요청 메시지를 수신하는 단계; 및
    (b) 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 상기 수신된 메시지를 이용하여 상기 백본 네크워크의 인터넷 계층 애드혹 라우팅 프로토콜에서 경로 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 상기 경로 정보를 획득할 때에 IP 주소의 DL 주소 변환 또는 DL 주소의 IP 주소 변환을 위한 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 이용하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블에 목적지 IP 주소에 대한 DL 주소가 존재하지 않는 경우, 상기 (b) 단계는 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 임베딩 ARP((Address Resolution Protocol)를 이용하여 해당 DL 주소를 획득하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 상기 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 사용하여 목적지 IP 주소에 대응되는 DL 주소를 인트라넷(IL) 계층에서 관리하는 DL 주소 기반 라우팅 테이블에서 획득하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 상기 IP 주소-DL 주소 매핑 테이블을 사용하여 목적지 DL 주소에 대응되는 IP 주소를 인터넷(IP) 계층에서 관리하는 IP 주소 기반 라우팅 테이블에서 획득하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 라우팅 정보 연동 처리 모듈이 목적지 노드에 대한 라우팅 경로 존재 여부 확인 결과를 서로 다른 두 애드혹 라우팅 모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 이종 애드혹 네트워크 간 라우팅 프로토콜 자동 연동 방법.
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