KR101141954B1 - 이동성 홈 에이전트에 분산된 포워딩 플레인을 제공하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

이동성 홈 에이전트에 분산된 포워딩 플레인을 제공하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동성 홈 에이전트에 분산된 포워딩 플레인을 제공하기 위한 방법 및 장치를 포함한다. 본 발명은 제어 요소에 의해 제어되는 복수의 전달 요소들을 포함하는 네트워크 도메인을 포함하는 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 전달 요소들 중 하나로부터 모바일 노드를 향한 루트를 계산하는 단계 및 전달 요소들 중 상기 하나를 향해 계산된 루트를 전파하는 단계를 포함한다. 루트는 모바일 노드와 연관된 위치 정보 및 네트워크 도메인과 연관된 라우팅 정보를 사용하여 계산된다.

Description

이동성 홈 에이전트에 분산된 포워딩 플레인을 제공하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING A DISTRIBUTED FORWARDING PLANE FOR A MOBILITY HOME AGENT}
본 발명은 통신 네트워크 분야에 관한 것으로서, 특히, 모바일 네트워크에서의 패킷 라우팅(packet routing)에 관한 것이다.
이동성 관리 프로토콜(mobility management protocol), 예를 들면 모바일 IP을 사용하는 패킷 기초 네트워크는 모바일 노드 사용자들이 영구적인 IP 어드레스를 유지하면서도 네트워크 간 이동을 가능하게 함으로써, 모바일 노드 사용자들이 자신들의 접속 지점을 패킷 기초 네트워크로 변경하는 때조차도 전송 계층 접속들 및 상위 계층 접속들을 유지할 수 있다. 그러므로 모바일 IP와 같은 이동성 관리 프로토콜을 사용하는 모바일 네트워크는, 모바일 노드(MN)로 하여금 모바일 네트워크상에서 이용가능한 하나 이상의 호스트 디바이스들(host devices)과의 전송 및 상위 계층 접속들을 유지하게 한다. 모바일 IP를 사용하는 패킷 기초 네트워크에 있어서, 모바일 노드 사용자들에 대한 이동성 관리는 홈 에이전트들(Home Agents; HAs), 외부 에이전트들(Foreign Agents; FAs) 및 다른 이동성 관리 케이퍼빌리티들(capabilities)을 사용하여 제공된다.
모바일 IP를 사용하는 기존 네트워크들에서, 호스트 디바이스(HD)로부터 기원하고 MN로 향하는 패킷들은 MN의 HA로 라우팅되고, HA는 상기 패킷들을 의도하는 MN로 직접적으로, 또는 NM의 FA를 사용하여 간접적으로 터널링(tunneling)한다. 불리하게도, 상기 호스트로부터 상기 MN로 전송되는 패킷들은 HA를 거쳐 지나가는 것이 요구되므로, 호스트에서 MN로의 패킷들에 의해 취해지는 루트는 대체로 최적이 아니다(즉, 대체로 호스트 및 MN 사이에 더 양호한 루트가 존재한다: 그러나 HA는 더 양호한 루트의 일부가 아니므로, 더 양호한 루트가 사용될 수 없다). 게다가, HA를 통한 역전송이 정책 또는 선택에 의해 지시되고 패킷들을 MN에서 호스트로 전송하는데 사용되는 경우(FA로부터 호스트로의 직접적인 전송과는 반대의 경우), MN에서 호스트로의 패킷들에 의해 취해지는 루트 역시 대체로 최적이 아니다(왜냐하면, 역방향으로 전송되는 패킷들 또한 HA를 거쳐 지나가도록 요구될 것이기 때문이다).
종래 기술에서의 여러 결점들은 이동성 홈 에이전트에 분산된 포워딩 플레인(distributed forwarding plane)을 제공하기 위한 방법 및 장치의 발명을 통하여 처리된다. 상기 발명은, 복수의 전달 요소들(forwarding elements) 및 제어 요소를 포함하는 네트워크 도메인을 포함하는 네트워크 내의 모바일 노드에 대한 패킷들의 라우팅을 제어하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 상기 전달 요소들 중 하나로부터 상기 모바일 노드를 향한 루트를 계산하는 단계 및 상기 계산된 루트를 상기 전달 요소들 중 하나로 전파하는 단계를 포함한다. 상기 루트는 상기 모바일 노드와 관련된 위치 정보 및 상기 네트워크 도메인과 관련된 라우팅 정보를 사용하여 계산된다.
본 발명의 내용들은 다음의 상세한 설명을 첨부 도면들과 함께 고려함으로써 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 통신 네트워크의 고 레벨의 블록도를 도시한 도면;
도 2는 본 발명을 기술하기 위해 예시적인 라우팅 경로들을 도시한 도 1의 통신 네트워크의 고 레벨의 블록도를 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 방법을 도시한 도면;
도 4는 본원에 기술된 기능들을 실행할 때 사용하기 적합한 범용 컴퓨터의 고 레벨 블록도를 도시한 도면.
용이하게 이해하도록, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지정하는데 가능하면 동일한 참조 번호들이 사용되었다.
본 발명은 이동성 홈 에이전트에 분산된 포워딩 플레인을 제공한다. 본 발명은 이동성 홈 에이전트의 패킷 전송 기능들을, 개별 제어 요소에 의해 제어되는 다수의 패킷 전달 요소들을 갖는 네트워크에 걸쳐 분포시킴으로써, 기존 이동성 네트워크에서 모바일 노드와 호스트 디바이스 사이에서 교환된 패킷들이 이동성 홈 에이전트 역할을 하는 특정한 노드를 거쳐 지나가야 하는 필요성을 제거한다. 모바일 노드와 호스트 디바이스 사이에서 교환된 패킷들이 이동성 홈 에이전트를 거쳐 지나가야 하는 필요성을 제거함으로써, 패킷들은 더 효율적인 루트들(예를 들면, 하나 이상의 서비스 품질 메트릭들의 관점에서 최적화되는 루트들)을 사용하여 모바일 노드들과 호스트 디바이스 사이에서 교환될 수 있다.
도 1은 이동선 관리 프로토콜을 사용하여 이동성을 지원하는 통신 네트워크의 고 레벨 블록도를 도시한다. 특히, 통신 네트워크(100)는 모바일 노드(MN)(102) 및 통신시에 홈 에이전트(HA)(105)를 사용하는 호스트 디바이스(HD)(104), 복수의 라우팅 요소들(REs)(1071 내지 1066)(총괄적으로, RE들(107)), 및 복수의 패킷 전달 요소들(PFEs)(109A 내지 109F)(총괄적으로, PFE들(109))을 포함한다. PFE들(109)은 제어 요소(CE)(111)에 의해 제어되는 네트워크 도메인(ND)(110)을 형성한다. MN(102)는 외부 에이전트(FA)(106)를 통하여 통신한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 통신 네트워크(100)의 컴포넌트들은 복수의 통신 링크들(communication links; CLs)(115)을 사용하여 통신한다.
MN(102)는 자체의 통신 네트워크(100)와의 연결 지점을 변경할 수 있는 임의의 모바일 사용자 디바이스를 포함한다. 예를 들면, MN(102)는 랩탑(laptop), 이동 전화, PDA 등과 같은, 모바일 유선 또는 무선 디바이스를 포함할 수 있다. HD(104)는 MN(102)와 통신할 수 있는 임의의 네트워크 디바이스를 포함한다. 예를 들면, HD(104)는 애플리케이션 서버(application server), 콘텐트 서버(content server) 등일 수 있다.
RE들(107) 및 PFE들(109)은 MN(102) 및 HD(104) 사이에서 패킷들을 전파하는데 집단으로 공동 동작한다. RE들(107)은 라우터들, 스위치들, PFE들(ND(132) 또는 하나 이상의 다른 ND들에 속할 수 있는) 등 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합들과 같은 임의의 패킷 라우팅/전달 요소들을 포함할 수 있다. PFE들(109)은 CE(111)에 의해 제공되는 라우팅/전송 정보(예를 들면, 각각의 라우팅/전송표들)에 기초하여 패킷들을 라우팅/전송하도록 적응된 패킷 전달 요소들을 포함한다.
HA(105)는 모바일 IP 홈 에이전트로 동작한다. HA(105)는 MN(102)(뿐만 아니라 통신 네트워크(100)와 관련될 수 있는 다른 MN들, 그러나 다른 MN들은 간소화를 위해 생략된다)을 서비스한다. 특히, MN(102)이 네트워크에 연결되면, MN(102)는 HA(105)와 관련되고, MN(102)가 기존에 홈 어드레스를 소유하지 않은 경우 HA(102)는 홈 어드레스를 MN(102)로 선택적으로 제공한다. HA(105)는 MN(102)의 현재 위치 (MN(102)가 FA와 관련되는지의 여부를 포함하며, 이는 도 1에 도시된 것과 같은 케이스이다)를 인지한다. HA(105)는 ND(110) 뿐만 아니라 통신 네트워크(100)의 다른 RE들(107)과 관련된다.
HA(105)는 라우터로서 기능한다. 기존의 통신 네트워크들에서, HA(105)는 호스트 디바이스들로부터 패킷들을 수신했었고 수신된 패킷들을 의도된 모바일 노드들로 터널링했었다. 통신 네트워크(100)에서, HA(105)는 HD(104)로부터 반드시 패킷들을 수신하는 것은 아니고 수신된 패킷들을 MN(102)으로 반드시 터널링하는 것은 아니다; 오히려, ND(110)의 PFE들(109)은 HD(104)와 MN(102) 사이에서 패킷들의 더욱 효과적인(아니면 심지어 최적의) 라우팅을 수행하도록 적응될 수 있으므로, HD(104)로부터 MN(102)로 향하는 패킷들은 (HA(105)가 HD(104)와 MN(102) 사이의 개선된 경로 내에 있는지의 여부에 따라) HA(105)를 거쳐 지나갈 수도 있고 거쳐 지나가지 않을 수도 있다.
HA(105)는 MN(102)에 대한 위치 정보를 결정하고 저장한다. HA(105)는 MN(102)일 때 MN(102)(그리고 선택적으로, FA(106))으로부터의 시그널링(signaling)을 통해 MN(102)의 현재 위치를 결정한다. 그 다음, HA(105)는 MN(102)의 현재 위치로의 루트(즉, 패킷들을 HA(105)로부터 MN(102)으로 전파하기 위한 터널)를 결정한다. HA(105)는 패킷들을 MN(102)으로 전파하기 위해 HA(105)에 의해 사용되는 터널의 터널 종단지점들을 결정한다. HA(105)는 하나의 종단지점이고, 다른 종단지점은 MN(102)이거나, 선택적으로 FA(106)이다. 그 다음, HA(105)는: (a) MN(102)의 현재 위치 및 (b) MN(102)의 현재 위치로의 루트(터널 종단지점들로 표현될 수 있는)를 저장한다. HA(105)는 CE(111)가 ND(110)의 각각의 PFEs(109)에 대한 MN(102)로의 최적의 루트를 계산하는데 사용하도록, 상기 정보를 CE(111)에 제공한다.
FA(106)는 모바일 IP 외부 에이전트로 동작한다. FA(106)는 MN(102)(뿐만 아니라 FA(106)를 통해 통신 네트워크(100)와 관련될 수 있는 다른 MN들, 그러나 다른 MN들은 간소화를 위해 생략된다)을 서비스한다. FA(106)는 라우터로서 기능한다. FA(106)는 자체의 네트워크를 방문하는 모바일 노드들(예시적으로, FA(106)에 의해 서비스되는 MN(102))에 대한 정보를 저장한다. 모바일 노드들은 홈 에이전트(예시적으로, HA(105))와 직접적으로 관련될 수 있거나 모바일 노드들이 네트워크들 사이에서 이동될 때 하나 이상의 외부 에이전트(예시적으로, FA(106))와 관련될 수 있으므로, FA(106)는 선택 요소로서 도시된다.
도 1에 도시된 바와 같이, CE(111) 및 ND(110)는 해체된 라우터를 형성하도록 공동으로 기능한다(즉, ND(110)의 전송 기능들과 결합된 CE(111)의 제어 기능들은 완전한 라우터 기능을 수행하기 위해 공동으로 동작한다). 그러므로, 통신 네트워크(100)의 각각의 다른 디바이스의 관점에서, ND(110)의 PFE들(109)은 트랜스페어런트(transparent)하다. 즉, 통신 네트워크(100)에서의 다른 디바이스의 관점에서, ND(110)는, 심지어 다수의 해체된 PFE들로 구성될지라도 단일 라우터로서 기능하는 것으로 나타난다.
CE(111)는 전형적인 라우터의 패킷 제어 기능들을 포함한다. ND(110)는 (즉, PFE들(109)의 각각은) 전형적인 라우터의 패킷 전송 기능들을 포함한다. CE(111)는 PFE들(109)에서의 적절한 패킷 라우팅/전송 비헤이비어(behavior)의 인스톨레이션(installation)을 제어한다. CE(111) 및 PFE들(109)은 해체된 라우터의 컴포넌트들 사이에서의 통신을 지원하도록 적응된 임의의 프로토콜(예를 들면, ForCES 프로토콜, 하나 이상의 내부 게이트웨이 프로토콜들(Interior Gateway Protocols; IGPs), 하나 이상의 경계 게이트웨이 프로토콜들(Border Gateway Protocols; BGSs) 등 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합들)을 사용하여 통신할 수 있다.
CE(111)는 CE(111)에 의해 제어되는 ND(110)의 각각의 PFE(109)로부터의 MN(102)에 대한 최적의 루트를 계산하도록 적응된다. ND(110)의 PFE들(109) 중 하나로부터의 MN(102)에 대한 최적의 루트는 상기 PFE(109)의 관점에서 보면 MN(102)를 향한 최적의 루트이다. CE(111)는 ND(110)의 PFE들(109) 중 하나로부터 상기 PFE(109)로의 MN(102)에 대한 계산된 최적의 루트를 전파하도록 적응되고, 상기 계산된 최적의 루트는 상기 PFE(109)가 상기 PFE(109)에서 수신되고 MN(102)로 향하는 패킷들을 라우팅하는데 사용하기 위해 상기 PFE(109)의 라우팅/전송 표에 (예를 들면, 루트 엔트리 또는 전달 엔트리로서) 저장된다.
예를 들면, ND(110)의 PFE(109F) 및 MN(102)에 있어서, MN(102)로 향하는 PFE(109F)에서 수신된 패킷들을 라우팅하기 위한 최적의 루트는 MN(102)로 향하는 패킷들에 대한 넥스트-홉(next-hop)이 RE(1074)임을 나타낼 수 있다. 그러므로, PFE(109F) 상에 상기 최적의 루트를 인스톨함으로써, CE(111)는 PFE(109F)에서 수신되고 MN(102)에 향하는 패킷들이 (HA(105)가 패킷들을 MN(102)로 터널링할 수 있도록 HA(105)로 전달하기 위해서 PFE(109D) 및 PFE(109A)로 라우팅되기보다는) RE(1074)로 라우팅되는 것을 보장한다. RE(1074)에서 수신되고 PFE(109F)로부터의 패킷들은 여전히 HA(105)로부터 나오고 있는 RE(1074)로 보일 수 있을 것임이 주목되어야 한다. 상기 예는 도 2에 관해서 도시되고 기술된다.
CE(111)는 ND(110)의 각각의 PFEs(109)에 대한 MN(102)으로의 루트를 계산한다. CE(111)는 HA(105)로부터 이용가능한 MN(102)와 연관된 위치 정보 및 CE(111)에서 이용 가능한 ND(110)와 관련된 네트워크 도메인 라우팅 정보를 사용해서 각각의 PFEs(109)에 대한 MN(102)로의 루트를 계산한다. 본원에 기술되는 바와 같이, 계산된 루트들은 (HA(105)를 포함할 필요가 있었던 기존 네트워크의 루트들에 대해서) 적어도 개선된 루트들이며, PFE들로부터 MN(102)으로의 최적의 루트들일 수 있다. CE에 의해 제어되는 ND의 각각의 PFE에 대한 MN로의 루트를 계산하기 위한 방법은 도 3에 관하여 도시되고 기술된다.
CE(111) 및 HA(105)는 개별 네트워크 요소들로서 또는 하나의 네트워크 요소(예시적으로, 요소(120))로서 구현될 수 있다. CE(111) 및 HA(105)가 개별 네트워크 요소들로 구현되는 실시예에서, HA(105)는 MN(102)와 연관된 위치 정보를 네트워크 통신을 사용해서(예를 들면, 네트워크 요소들 사이의 통신을 위한 임의의 수단을 사용해서) CE(111)에 제공한다. CE(111) 및 HA(105)가 하나의 네트워크 요소로 구현되는 실시예에서, HA(105)는 MN(102)와 연관된 위치 정보를 내부 메시징(internal messaging)을 사용해서(예를 들면 네트워크 요소 내의 통신을 위한 임의의 수단을 사용해서) CE(111)에 제공한다.
HA들(105), FA들(106), RE들(107), PFE들(109), ND들(110), CE들(111), 및 CL들(115)의 특정 번호들 및 구성들에 관해서 도시되고 기술될지라도, 본 발명은 HA들(105), FA들(106), RE들(107), PFE들(109), ND들(110), CE들(111), 및 CL들(115)의 그와 같은 번호 및/또는 구성으로 제한되지 않는다. 더욱이, (명료함을 위해서) 단일 MN 및 단일 HD에 대해서 도시되고 기술될지라도, 본 발명은 모바일 노드들 및 호스트 디바이스들의 어떤 조합을 위해서 분산된 포워딩 플레인을 이동성 홈 에이전트에 제공하는데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명을 사용하지 않는 구현예에 대한 라우팅 경로 및 본 발명을 사용하는 구현예에 대한 라우팅 경로를 포함하는 도 1의 네트워크의 고 레벨 블록도를 도시한다. 본 발명의 최적의 라우팅이 구현되지 않은 패킷들에 의해 거쳐 지나게 될 수 있는 예시적인 라우팅을 표현하는, HD(104)로부터 MN(102)로의 제 1 라우팅 경로(201)는 RE(1096), PFE(109F), PFE(109D), PFE(109B), HA(105), PFE(109A), RE(1094), FA(106), RE(1093), 및 RE(1091)를 거쳐 지나간다. 본 발명의 최적의 라우팅이 구현된 패킷들에 의해 거쳐 지나게 될 수 있는 예시적인 라우팅 경로를 표현하는, HD(104)로부터 MN(102)으로의 제 2 라우팅 경로(202)는 RE(1096), PFE(109F), RE(1094), FA(106), RE(1093), 및 RE(1091)를 거쳐 지나간다.
도 2로부터, 본 발명은 HD(104)로부터 MN(102)로 전송된 패킷들이 ND(110) 내에서 초기 지점에서(예시적으로, ND(110)의 패킷들에 의해 도달된 제 1 PFE(109F)에서) MN(102)을 향해 라우팅되는 것을 가능하게 함으로써, 제 2 라우팅 경로(202)가 발생하는 것이 확인될 수 있다. 더욱이, 이와 같은 전환 경로가 (HD(104)와 MN(102) 사이에서 교환되는 패킷들이 HA(105)를 더 이상 거쳐 지나갈 필요가 없다는 의미에서) HD(104)와 MN(102) 사이의 라우팅 경로를 최적화하기 위해서 발생될지라도, MN(102)(뿐만 아니라 존재한다면 FA(106))의 관점에서, HA(105)는 ND(110)과 연관되고 ND(110)는 MN(102)(및 FA(106))에게 단일 RE/PFE로 나타나기 때문에 패킷들은 HA(105)로부터 MN(102)에 도달하고 있는 것처럼 보일 것이다.
도 2로부터 MN(102)로 향하는 패킷들에 의해 취해진 실제 루트는 상이한 HD들에 대해서 상이할 수 있음이 확인될 수 있다(예시적으로, 제 2 라우팅 경로(202)는 제 2 HD(204)로부터 기원하는 패킷들에 의해 취해질 수 있는 제 3 라우팅 경로(203)와는 상이할 것이다). 예를 들면, 제 3 라우팅 경로(203)는 RE(1097), PFE(109E), PFE(109D), RE(109A), FA(106), RE(1093), 및 RE(1091)를 거쳐 지나갈 수 있다(이로 인해 HA(105) 및 ND(110)의 적어도 하나의 다른 PFE(109)를 우회한다). 그러므로, 심지어 MN(102)에 도달하기 위한 상이한 HD들로부터의 패킷들에 의해서 취해지는 라우팅 경로들이 상이할 수 있을지라도(HD들 및 MN(102) 사이에서 교환되는 패킷들이 더 이상 HA(105)를 거쳐 지나갈 필요가 없기 때문이다), 패킷들이 HA(105)로부터 MN(102)에 도달하고 있는 것처럼(왜냐하면 HA(105)는 ND(110)와 연관되기 때문이다) 보일 것이기 때문에, 상이한 HD들로부터의 패킷들은 단일 RE/PFE로부터 MN(102)에 도달하고 있는 것처럼 보일 것이다.
도 2로부터 더 큰 ND는 상기 ND와 연관된 HA에 의해 서비스되는 MN들에 루트 최적화에 대한 더 큰 가능성을 제공하는 것이 확인될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 최적화된 루트를 사용한 결과로 홉들의 수효 면에서 유보된 홉들은 네 홉(예시적으로, 경로(202)에 따라 패킷들을 라우팅하는데 11개의 홉들이 필요하지만, 반면에 경로(204)를 따라 패킷들을 라우팅하는데 단 7개의 홉들만이 필요하다)이고, 여기서 라우팅 경로에서의 홉들의 수효 면에서 유보된 모든 홉들은 일부의 PFE들(109) 및 HA(105)를 경유함으로써 획득된다. 그러므로, 6개 이상의 PFE들을 갖는 네트워크 도메인의 경우, 더욱 더 많은 노드들을 우회할 가능성이 더 높기 때문에 라우팅 경로에서의 호프들의 수효 면에서 더욱더 많은 유보된 홉들이 획득될 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 방법을 도시한다. 특히, 도 3의 방법(300)은, 모바일 노드에 대하여, 네트워크 도메인의 패킷 전달 요소로부터 상기 모바일 노드를 향한 루트를 계산하는 단계, 및 상기 모바일 노드에 대한 패킷들을 라우팅하는데 사용하기 위해서 상기 계산된 루트를 상기 패킷 전달 요소에 제공하는 단계를 포함한다. 연속해서 수행하는 것으로 도시되고 기술될지라도, 도 3의 방법(300)의 단계들의 적어도 일부는 동시에, 또는 도 3에 관하여 도시되고 기술된 것과는 상이하게 수행될 수 있다. 상기 방법(300)은 단계(302)에서 시작해서 단계(304)로 진행한다.
단계(304)에서, 모바일 노드 위치 정보가 수신된다. 모바일 노드 위치 정보는 ND를 제어하는 CE에서 수신된다. 예를 들면, 모바일 IP를 운영하는 네트워크에서, 모바일 노드 위치 정보는 HA로부터(여기서 HA는 CE와는 분리되거나 CE와 함께 위치될 수 있다) 수신될 수 있다. 모바일 노드 위치 정보는 모바일 노드의 현재 위치를 나타내는 정보 및 모바일 노드의 현재 위치로의 루트를 나타내는(예를 들면, HA와 MN 사이의 터널의 종단지점, 또는 선택적으로 MN를 서비스하는 FA) 정보를 포함한다.
단계(306)에서, 네트워크 라우팅 정보가 수신된다. 네트워크 도메인 라우팅 정보는 ND의 토폴로지(topology) 및 각각의 PFE들(CE에 의해 제어되는 ND의)과 MN 사이의 경로와 연관된 라우팅 메트릭들(routing metrics)를 나타내는 네트워크 토폴로지 정보를 포함한다. 네트워크 도메인 라우팅 정보는 ND를 제어하는 CE에서 국지적으로 이용 가능할 것이다. 하나의 실시예에서, 네트워크 도메인 라우팅 정보의 적어도 일부는 하나 이상의 다른 네트워크 요소들로부터 수신된다. 라우팅 메트릭들은 CE에서 저장된 라우팅 표로부터 이용 가능할 수 있으며, 이는 하나 이상의 라우팅 프로토콜들(예를 들면, IPG(들), BGP(들) 등)에 의해서 업데이트될 수 있다.
네트워크 토폴로지 정보는 ND의 네트워크 토폴로지를 나타내는 임의의 정보를 포함하며, 상기 정보로 인해서 ND의 각각의 PFE들의 관점에서 MN로의 루트의 계산이 가능하다. 라우팅 메트릭들은 네트워크의 노드들 사이의 경로들을 추정하는데 사용될 수 있는 임의의 서비스 품질(quality-of-service) 메트릭들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 라우팅 메트릭들은 하나 이상의 경로 홉 메트릭들(경로에서의 홉들의 수로 표현되는), 경로 지연 메트릭들, 링크 비용 메트릭들, 등 뿐만 아니라 이들의 조합들을 포함할 수 있다.
단계(308)에서, ND의 PFE들 중 하나(즉, 방법(300)의 실행 중에 이전에 선택되지 않았던 ND의 PFE들 중 하나)가 선택된다. MN로의 최적의 루트가 ND의 각각의 PFE에 대하여 개별적으로 계산되는 실시예에 대해서 연속해서 수행하는 것으로 도시되고 기술될지라도, 다른 실시예들에서는 MN로의 최적의 루트들이 ND의 각각의 PFE에 대해서 동시에 계산됨으로써, 최적의 루트 계산을 목적으로 개별 PFE들을 선택해야 할 필요성을 제거한다. 어느 경우이든, PFE에 대해 계산된 MN로의 최적 루트는 상기 PFE의 관점에서 최적화된다.
단계(310)에서, MN로의 루트는 ND의 선택된 PFE에 대해서 계산된다. MN로의 루트는, 선택된 PFE에 대해 모바일 노드 위치 정보 및 네트워크 도메인 라우팅 정보를 사용해서 계산된다. 계산된 루트는 (PFE가 패킷들이 HA로부터 MN로 터널링될 필요가 없는 개선된 경로를 따라서 패킷들을 MN로 향해 라우팅할 수 있도록; 패킷들이 HA로부터 MN로 터널링되어 항상 HA로 라우팅되는 기존 네트워크들과는 반대로) PFE에서 수신되고 MN로 지향되는 패킷들을 위한 넥스트-홉 노드를 식별하는 루트이다.
본원에 기술되는 바와 같이, 계산된 루트는 적어도 개선된 루트이고(즉, 본 발명이 없었다면 다른 방식으로 사용될 수 있는 라우팅 경로에 대한 개선), 상기 루트는 최적의 루트일 수 있다. 하나의 실시예에서, 계산된 루트는 하나 이상의 라우팅 메트릭들에 관해서 개선되거나 최적화될 수 있다. 예를 들면, 계산된 루트는 루트를 계산하는데 사용하기 위하여 CE가 이용 가능한 라우팅 메트릭들 중 하나 이상의 항목으로(예를 들면, 하나 이상의 경로 홉 메트릭들, 경로 지연 메트릭들, 링크 비용 메트릭들, 및 유사 메트릭들 뿐만 아니라 이들의 조합들을 사용하는) 최적화될 수 있다.
본원에 기술되는 바와 같이, 계산된 루트는 적어도 PFE에서 수신되고 MN로 지향되는 패킷들에 대한 넥스트-홉 노드를 식별한다. 계산된 루트는 또한, 일부 또는 전부의 MN과 연관된 위치 정보 및/또는 네트워크 도메인과 연관된 라우팅 정보와 같은, 다른 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 계산된 루트는 터널 명칭, 터널 소스(tunnel source), 목적지 종단지점들(예를 들면, IP 어드레스들로서), 패킷들이 상기 루트를 향해 전파되어야 하는 목적지 인터페이스 등 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
단계(312)에서, ND의 최종 PFE가 선택되었는지의 여부에 대한 결정이 행해진다. ND의 최종 PFE가 선택되지 않았다면, 방법(300)은 단계(308)로 복귀되고, 상기 지점에서 선택된 PFE에 대한 MN로의 루트를 계산할 목적으로 ND의 다음 PFE가 선택된다. ND의 최종 PFE가 선택되었다면, 방법(300)은 단계(314)로 진행한다. ND의 PFE들은 ND의 각각의 PFE들에 대하여 MN로의 루트들을 계산할 목적으로 임의의 순서로 선택될 수 있다.
단계(314)에서, 계산된 루트들은 PFE들을 향해 전파된다. 계산된 루트들은 루트들을 제어 요소로부터 패킷 전달 요소들로 분포하기 위한 임의의 방식으로 CE로부터 각각의 PFE들로 분포될 수 있다. 예를 들면, 계산된 루트들은 ForCES 프로토콜, 하나 이상의 IGP들, 하나 이상의 BGP들 등 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합들과 같은, 하나 이상의 제어 프로토콜들을 사용하여 CE로부터 각각의 PFE들로 분포될 수 있다.
그러므로, ND의 각각의 PFE들에 대한 MN로의 루트들을 계산하고 계산된 루트들을 각각의 PFE들로 전파함으로써, 본 발명은 HA와 연관된 ND의 각각의 PFE들에 걸쳐 HA에 의해 전형적으로 수행되는 패킷 전송 기능을 분배한다. 즉, 본 발명은 HA에 대한 분산된 패킷 포워딩 플레인을 제공한다.
단계(316)에서, 방법(300)이 종료된다.
종료되는 것으로 도시되고 기술될지라도, 계산된 루트를 수신하는 각각의 PFE들은 MN에 대하여 패킷들을 라우팅하는데 사용하기 위해 상기 MN에 대하여 계산된 루트를 저장하는 것이 주목된다. 계산된 루트(및 선택적으로, 계산된 루트와 관련된 다른 정보)는 PFE에 루트 엔트리 또는 전달 엔트리로 저장될 수 있다.
종료되는 것으로 도시되고 기술될지라도, 방법(300)은 네트워크와 연관된 각각의 MN에 대해서 반복되고, 부가적으로, 필요하다면, ND의 하나 이상의 MN들 및/또는 하나 이상의 PFE들에 대해서 반복(예를 들면, 정기적, 이벤트의 응답 등 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합들)될 수 있다.
예를 들면, MN이 이동하고 모바일 통신 네트워크와의 자체의 접속 지점을 변경함에 따라, HA는 CE에 수정된 모바일 노드 위치 정보를 제공하고, 이때 이 정보들은 ND의 각각의 PFE들에 대한 MN로의 업데이트된 루트들을 계산하기 위해서 CE에서 이용 가능한 수정된 모바일 노드 위치 정보 및 현재 네트워크 도메인 라우팅 정보를 사용할 것이다.
계산된 루트들이 상기 MN에 대하여 각각의 PFE들에 분포되기 전에 ND의 각각의 PFE에 대한 루트가 계산되는 실시예에 대하여 본원에서 주로 도시되고 기술될지라도, ND의 PFE들에 대하여 계산된 루트들은 루트들이 계산될 때 MN에 대한 각각의 PFE들에 분포될 수 있다. 예를 들면, 단계(314)는 단계(312)가 수행되고 ND의 다음 PFE가 선택되기 전에 각각의 PFE에 대해서 수행될 수 있다.
네트워크 도메인에서 루트들을 계산하고 계산된 루트들을 패킷 전달 요소들로 분포하는 것에 관하여 도시되고 기술될지라도, 다른 실시예들에서 전달 엔트리는 계산이 되어서 네트워크 도메인에서 패킷 전달 요소들로 분포된다. 이와 같은 실시예에서, 전달 엔트리에 포함된 정보는 본원에서 루트 엔트리에 포함되는 것으로 기술된 정보와는 상이할 수 있다.
각각의 MN에 대하여 각각의 PFE에 대하여 최적의 루트들을 결정하기 위해서 단일 서비스 품질 메트릭을 사용하는 것에 관해서 (즉, HD와 MN 사이의 라우팅 경로에서의 홉들의 수에 기초하여) 주로 도시되고 기술될지라도, ND의 각각의 PFE에 대하여 MN로의 최적의 루트를 결정하기 위해 다른 서비스 품질 메트릭들이 단독으로 또는 결합하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 다른 서비스 품질 메트릭들은 경로 지연 메트릭들, 링크 비용 메트릭들 등 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합들을 포함할 수 있다.
ND의 각각의 PFE에 대해 모바일 노드로의 최적의 루트를 계산하는 것에 관하여 본원에서 주로 도시되고 기술될지라도, 어떤 실시예들에서 모바일 노드로의 서브-최적 루트(그러나 기존 네트워크들에서 패킷들에 의해 거쳐 지나가는 루트보다 더 양호한 루트)는 ND의 각각의 PFE에 대해 계산될 수 있다. 계산된 루트는 여러 원인들(예를 들면, 네트워크 실패들로 인해, 다수의 서비스 품질 메트릭들에 대한 루트를 최적화하려는 시도록 인해, 또는 다양한 다른 원인들)로 서브-최적일 수 있다.
모바일 IP를 이동성 관리 프로토콜로 사용하는 것에 관해서 본원에서 주로 도시되고 기술될지라도, 본 발명은 다른 이동성 관리 프로토콜들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 계층적 모바일 IPv6(Hierarchical Mobile IPv6; HMIPv6), 모바일 네트워킹에 대한 대화식 프로토콜(Interactive Protocol for Mobile Networking; IPMN) 등 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합들과 같은 이동성 관리 프로토콜들과 함께 사용될 수 있다.
도 4는 본원에 기술된 기능들을 수행하는데 사용하기 적합한 범용 컴퓨터의 고 레벨 블록도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 시스템(400)은 프로세서 요소(402)(예를 들면, CPU), 메모리(404), 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM) 및/또는 판독 전용 메모리(read only memory; ROM), 루트 계산 모듈(405), 및 다양한 입력/출력 디바이스들(406)(예를 들면, 테이프 드라이브(tape drive), 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브 또는 컴팩트 디스크를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 저장 디바이스들, 수신기, 전송기, 스피커, 디스플레이, 출력 포트, 및 사용자 입력 디바이스(키보드, 키패드, 마우스 등과 같은)을 포함한다.
본 발명은 예를 들면 주문형 반도체(application specific integrated circuits: ASIC), 범용 컴퓨터 또는 임의의 다른 하드웨어 등가물들을 사용하여, 소프트웨어 및/또는 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 하나의 실시예에서, 본 루트 계산 프로세스(405)는 상술한 바와 같은 기능들을 구현하기 위해 메모리(404)로 로딩(loading)되고 프로세서(402)에 의해 실행될 수 있다. 이와 같으므로, 본 발명의 루트 계산 프로세서(405)(관련된 데이터 구조들을 포함하는)는 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 캐리어(carrier), 예를 들면, RAM 메모리, 자기 또는 광학 드라이브 또는 디스켓 등에 저장될 수 있다.
소프트웨어 방법들로 본원에 논의된 단계들 중 일부는 하드웨어 내에서, 예를 들면 여러 방법 단계들을 수행하기 위해 프로세서와 공동 동작하는 회로소자로서 구현될 수 있다. 본 발명의 일부들은 컴퓨터 명령들이 컴퓨터에 의해서 처리될 때 컴퓨터의 동작을 적응시켜서 본 발명의 상기 방법들 및/또는 기술들이 실시되거나 그렇지 않으면 제공되도록 하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 본 발명의 방법들을 실시하기 위한 명령들은 고정 또는 제거 가능 매체에 저장되고, 브로드캐스트(broadcast) 또는 다른 신호 전달 매체에서 데이터 스트림(data stream)을 통해서 전송되고/전송되거나 명령들에 따라 동작하는 계산 디바이스 내의 작업 메모리(working memory) 내에 저장될 수 있다.
본원에서 본 발명의 교시들(teachings)을 통합하는 다양한 실시예들이 도시되고 기술되었을지라도, 당업자들은 본 교시들을 여전히 통합하는 많은 다른 변형된 실시예들을 용이하게 발명할 수 있다.
100: 통신 네트워크 102: 모바일 노드
104, 204: 호스트 디바이스 105: 홈 에이전트
106: 외부 에이전트 402: 프로세서
404: 메모리 405: 루트 계산 모듈
406: 입력/출력 디바이스

Claims (10)

  1. 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 네트워크는 네트워크 도메인을 포함하고, 상기 네트워크 도메인은 제어 요소에 의해 제어되는 복수의 전달 요소들을 포함하는, 상기 패킷 라우팅 제어 방법에 있어서:
    상기 전달 요소들 각각에 대하여, 상기 전달 요소로부터 상기 모바일 노드를 향한 루트를 계산하는 단계로서, 각각의 루트는 상기 모바일 노드와 연관된 위치 정보 및 상기 네트워크 도메인과 연관된 라우팅 정보를 사용하여 상기 제어 요소에 의해 계산되는, 상기 루트 계산 단계; 및
    이동성 홈 에이전트(Home Agent; HA)에 분산된 포워딩 플레인(distributed forwarding plane)을 제공하도록 상기 네트워크 도메인을 구성하기 위해서 상기 계산된 루트들을 상기 제어 요소로부터 상기 네트워크 도메인의 각각의 전달 요소들을 향해 전파하는 단계를 포함하는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모바일 노드와 연관된 위치 정보는 상기 모바일 노드의 현재 위치 및 상기 이동성 HA로부터 상기 모바일 노드로의 터널의 종단지점들의 쌍을 포함하는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동성 노드와 연관된 상기 위치 정보는 상기 이동성 HA로부터 수신되는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우팅 정보는 상기 네트워크 도메인과 연관된 네트워크 토폴로지 정보 및 상기 네트워크 도메인과 연관된 적어도 하나의 서비스 품질 메트릭(quality-of-service metric)을 포함하는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서비스 품질 메트릭은 경로 홉 메트릭(path hop metric), 경로 비용 메트릭, 링크 비용 메트릭, 및 경로 지연 메트릭 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전달 요소들 및 상기 제어 요소는 라우터로서 기능하도록 공동 동작(cooperate)하는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    각각의 전달 요소에 대하여, 상기 계산된 루트는 상기 모바일 노드로 향한 패킷들을 라우팅하기 위해 상기 전달 요소로부터 상기 모바일 노드로 향하는 넥스트-홉 노드(next-hop node)를 식별하는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    각각의 전달 요소에 대하여, 상기 루트는 상기 모바일 노드로의 경로가 상기 이동성 HA를 포함해야 할 필요성을 제거하는 방식으로 계산되는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법.
  9. 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 장치로서, 상기 네트워크는 네트워크 도메인을 포함하고, 상기 네트워크 도메인은 제어 요소에 의해 제어되는 복수의 전달 요소들을 포함하는, 상기 패킷 라우팅 제어 장치에 있어서:
    상기 전달 요소들 각각에 대하여, 상기 전달 요소로부터 상기 모바일 노드를 향한 루트를 계산하기 위한 수단으로서, 각각의 루트는 상기 모바일 노드와 연관된 위치 정보 및 상기 네트워크 도메인과 연관된 라우팅 정보를 사용하여 계산되는, 상기 루트 계산 수단; 및
    이동성 홈 에이전트(HA)에 대한 분산된 포워딩 플레인을 제공하도록 상기 네트워크 도메인을 구성하기 위해서 상기 계산된 루트들을 상기 네트워크 도메인의 각각의 전달 요소들을 향해 전파하기 위한 수단을 포함하는, 네트워크에서 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 장치.
  10. 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터가 네트워크의 모바일 노드에 대한 패킷 라우팅을 제어하기 위한 방법을 수행하도록 하는 소프트웨어 프로그램을 저장하는 컴퓨터-판독가능한 매체에 있어서,
    상기 네트워크는 네트워크 도메인을 포함하고, 상기 네트워크 도메인은 제어 요소에 의해 제어되는 복수의 전달 요소들을 포함하고,
    상기 패킷 라우팅 제어 방법은:
    상기 전달 요소들 각각에 대하여, 상기 전달 요소로부터 상기 모바일 노드를 향한 루트를 계산하는 단계로서, 각각의 루트는 상기 모바일 노드와 연관된 위치 정보 및 상기 네트워크 도메인과 연관된 라우팅 정보를 사용하여 계산되는, 상기 루트 계산 단계; 및
    이동성 홈 에이전트(HA)에 대한 분산된 포워딩 플레인을 제공하도록 상기 네트워크 도메인을 구성하기 위해서 상기 계산된 루트들을 상기 네트워크 도메인의 각각의 전달 요소들을 향해 전파하는 단계를 포함하는, 소프트웨어 프로그램을 저장하는 컴퓨터-판독가능한 매체.
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