KR101221594B1 - 아이피 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 방법및 장치 - Google Patents

아이피 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 터널 시그널링 플로우를 생성하여 이를 IP 터널링 경로를 통해 입구 노드에서는 병렬적 시그널링 방식으로, 출구 노드에서는 순차적 시그널링 방식으로 전송함으로써 터널 시그널링을 수행하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 종단간 경로를 통해 종단간 시그널링 플로우를 수신하는 제1 단계, 종단간 시그널링 플로우에 대응하여 터널 시그널링 플로우를 생성하여 IP 터널링 경로를 통해 전송하는 제2 단계, 종단간 시그널링 플로우를 IP 터널링 경로의 입구 노드와 출구 노드 간에 포워딩하는 제3 단계, 및 포워딩된 종단간 시그널링 플로우를 종단간 경로 상의 하나 이상의 노드로 전송하는 제4 단계를 포함하고, 제3 단계는 제2 단계가 완료되기 전에 그 수행을 개시하고, 제4 단계는 제2 단계가 완료될 때까지 그 수행을 대기하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, IP 터널링 경로 상에서 터널 시그널링을 효과적으로 수행하고 이동 IP 환경에 보다 적합한 시그널링 방법을 제공할 수 있다.
Figure R1020060053824
인터넷 프로토콜, 터널링, 시그널링, 세션 바인딩, 이동 IP.

Description

아이피 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF PERFORMING TUNNEL SIGNALING OVER IP TUNNELING PATH}
도 1은 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법이 적용되는 망의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 시그널링을 위한 망 장치간 메시지의 흐름을 도시한 메시지 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터널 시그널링을 위한 망 장치간 메시지의 흐름을 도시한 메시지 흐름도이다.
도 5는 이동 IP 환경에서 본 발명의 일실시예에 따른 중첩 노드 탐색 메시지의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6는 이동 IP 환경에서 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 자원 해제 메시지의 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 터널 시그널링 기능을 구비한 네트워크 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 8는 도 7의 터널 시그널링 제어부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 송신단 103: 터널 입구 노드
104: 중간 노드 105: 터널 출구 노드
107: 수신단 110, 130: 종단간 경로
120: IP 터널링 경로 510, 610: 구-액세스 라우터
620, 620: 중첩 노드 530, 630: 홈 에이전트
640, 640: 상대 노드 550, 650: 신-액세스 라우터
710: 터널 인터페이스 720: 종단간 인터페이스
730: 터널 시그널링 제어부 740: 터널 시그널링 수행부
본 발명은 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 터널 시그널링 플로우를 생성하여 이를 IP 터널링 경로를 통해 전송함으로써 터널 시그널링을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
인터넷 기술의 확산에 따라 차세대 통신망은 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol, 이하 "IP") 기반의 코어망(Core Network)을 중심으로 다양한 액세스망(Access Network)이 통합되는 구조의, 이른바 All-IP망의 형태로 발전하고 있다. All-IP망에서는 공중 전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network)과 같 은 유선망, IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)을 지원하는 무선망 등이 IP 기반의 코어망과 연계되어 하나의 통합된 IP망으로 기능하게 된다.
서로 다른 종류의 망의 통합은 IP망과 비-IP망 간에서뿐만 아니라, 이동성(Mobility) 및 QoS(Quality-of-Service)를 지원하기 위해 도입되는 IPv6 주소 체계를 지원하는 망과 기존의 IPv4 망 간에도 일어난다. 이에 따라, IPv4를 지원하는 네트워크 장치와 IPv6를 지원하는 네트워크 장치를 모두 포함하는 전체 망을 통해 통합된 인터넷 서비스를 제공하기 위한 망 연계 기술의 필요성이 대두되고 있다.
이와 같은 IP망과 비-IP망 간, 또는 서로 다른 종류의 IP망 간의 통합을 이루기 위한 기술로서 IP 터널링(IP Tunneling) 기술이 주목받고 있다. IP 터널링이란 망 위의 두 노드 간에 가상의 파이프를 통하여 패킷을 전송하는 캡슐화 기법을 지칭하는데, 두 노드 간의 패킷 전송 경로를 IP 터널링 경로(IP Tunneling Path), 또는 IP 터널이라고 한다. IP 터널링 경로를 통해 전송되는 패킷에는 일반 데이터 패킷과 QoS, 자원 예약 등의 특별한 동작을 수행하기 위한 시그널링 메시지를 포함하는 시그널링 패킷이 포함된다.
IP 터널링 경로를 통해 일반 데이터 패킷을 전송하기 위한 대표적인 방법으로, IP 터널링 경로를 구성하는 망의 종류에 따라 적절한 형태의 터널 IP 헤더를 데이터 패킷에 부가하여 전송하는 방법이 있다. 예를 들어, IPv6 데이터 패킷이 IPv4 프로토콜에 따라 동작하는 IP 터널링 경로를 통과하는 경우, IP 터널링 경로의 양 종단의 주소를 포함하는 IPv4 헤더가 IPv6 데이터 패킷에 부가되어 전송된 다.
그러나 이와 같이 IP 패킷에 터널 IP 헤더를 부가하는 방식은 망의 유지 및 관리와 연관된 시그널링 메시지를 구성하는 시그널링 패킷의 전송에는 적합하지 않은 측면이 있다. 즉, 위의 방법에 따르면, 시그널링 패킷을 일반 데이터 패킷과 동일하게 취급함으로써 IP 터널링 경로에 시그널링 메시지와 연관된 동작을 반영할 수 없다는 문제가 있다. 예를 들어, IP 터널링 경로에 대해 QoS를 수행하기 위하여 네트워크 자원을 예약하거나, 라우터 경고(Router Alert) 옵션 또는 특정한 프로토콜 번호를 전달하는 등의 동작과 관련된 정보가 터널 IP 헤더를 통해 캡슐화되어 있어, IP 터널링 경로 상의 노드들로부터 보이지 않게 된다. 이에 따라 IP 터널링 경로 상에서 앞서 언급한 시그널링 동작들을 수행할 수 없는 것이다.
나아가, QoS 기법의 하나로서 IP 터널링 경로를 통해 전송되는 데이터 패킷을 그에 대응하는 서비스 플로우 유형에 따라 분류하여 각 유형별로 스케쥴링하고자 할 때, IP 터널링 경로를 통해 전송되는 IP 패킷이 터널 IP 헤더에 의해 캡슐화되어 있다면 상기 서비스 플로우 유형 정보를 IP 터널링 경로 상에서 확인할 수 없음으로 인해 위와 같은 유형별 스케쥴링을 적절히 수행할 수 없다는 문제가 있다.
또 달리, QoS 데이터 패킷을 터널링 구간에서 인식하기 위하여 UDP 헤더를 부가하는 방법을 이용할 수 있다. 그러나 UDP 헤더는 상대적으로 그 크기가 크기 때문에 IP 터널링 경로를 통과하는 모든 패킷에 UDP 헤더를 부가함으로 인해 증가되는 오버헤드가 상당하다. 특히, VoIP(Voice over IP)와 같이 전송되는 패킷의 크기가 작은 서비스에 대해서는 UDP 헤더의 부가에 따른 오버헤드가 상대적으로 더 크게 되기 때문에 이와 같은 터널링 방식이 적절치 않다는 문제점이 있다.
또 달리, IP 계층에서 패킷의 안전한 송수신을 위해 IETF(Internet Engineering Task Force)에 의해 제안된 IPSEC(IP Security) 프로토콜의 보안 파라미터 인덱스(SPI: Security Parameters Index) 필드를 이용하여 패킷을 캡슐화함으로써 IP 터널링 경로 상에서 캡슐화된 메시지를 인식할 수 있도록 하는 방안이 제시된 바 있다. 이 방안에 따르면 별도의 헤더 부가에 따른 오버헤드 없이도 IP 터널링 경로 상의 세밀한 시그널링이 가능한 반면, IPSEC 프로토콜을 지원하는 IP 터널링 경로에 대해서만 적용 가능하다는 문제점이 있다.
지금까지 설명한 IP 패킷에 IP 헤더 또는 UDP 헤더를 부가하거나 IPSEC SPI 필드를 이용하는 종래의 터널링 방법을 사용해 온 기존의 자원 예약 프로토콜인 RSVP(Resource Reservation Protocol)는, 후술할 송신자 주도(Sender-initiated) 방식의 시그널링을 지원하지 않고, 이동 노드(Mobile Node)의 핸드오프(Hand-off)에 따라 세션 식별자(Session Identifier)의 값이 달라지는 등 이동성에 대한 고려가 없어, 호스트의 이동성을 효과적으로 지원할 수 없다는 문제를 안고 있다.
이에 따라 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 효과적으로 수행하고, 이동성과 QoS를 지원하는 터널 시그널링 수행 방법에 대한 관심이 증대되고 있다.
한편, 휴대 인터넷(Portable Internet)의 도입을 앞둔 시점에서 인터넷 기기의 이동성을 지원하는 방안에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 그럼에도 불구하고 아직까지 이동 IP 기반의 네트워크 장치로 구성된 이동 IP 터널링 경로에 최적화된 시그널링 기법이 제안되지 않고 있다.
이에 본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 터널 시그널링 플로우를 생성하여 이를 IP 터널링 경로를 통해 전송함으로써 터널 시그널링을 수행하는 새로운 기술을 제안하고, 제안된 발명을 이동 IP 환경에 적용할 때 얻을 수 있는 효과에 대하여 설명하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, IP 터널링 경로에서 데이터 패킷 및 시그널링 패킷을 효과적으로 처리하는 방법 및 장치의 구성을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종단간 시그널링 플로우와 분리된 터널 시그널링 플로우를 생성하여 IP 터널링 경로를 통해 전송함으로써 IP 터널링 경로 상에서 터널 시그널링 메시지를 식별할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 패킷 오버헤드 없이 터널 시그널링을 지원할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 이동 IP 환경의 터널 시그널링을 효과적으로 지원하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 종단간 경로를 통해 종단간 시그널링 플로우를 수신하는 제1 단계, 종단간 시그널링 플로우에 대응하여 터널 시그널링 플로우를 생성하여 IP 터널링 경로를 통해 전송하는 제2 단계, 종단간 시그널링 플로우 를 IP 터널링 경로의 입구 노드와 출구 노드 간에 포워딩하는 제3 단계, 및 포워딩된 종단간 시그널링 플로우를 종단간 경로 상의 하나 이상의 노드로 전송하는 제4 단계를 포함하고, 제3 단계는 제2 단계가 완료되기 전에 그 수행을 개시하고, 제4 단계는 제2 단계가 완료될 때까지 그 수행을 대기하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 네트워크 장치는 IP 터널링 경로와 연결된 종단간 경로를 통해 종단간 시그널링 플로우를 송수신하는 종단간 인터페이스, IP 터널링 경로를 통해 터널 시그널링 플로우를 송수신하는 터널 인터페이스, 터널 시그널링 플로우에 포함된 터널 시그널링 메시지를 참조하여 시그널링 메시지와 연관된 동작을 수행하는 터널 시그널링 수행부, 및 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 터널 시그널링 플로우를 생성하고 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 제어하는 터널 시그널링 제어부를 포함하고, 상기 터널 시그널링 제어부는 터널 시그널링 플로우를 생성하는 플로우 생성부, 및 터널 시그널링을 제어하는 플래그 값을 관리하는 플래그 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 터널 시그널링을 수행하는 방법 및 터널 시그널링을 수행하는 네트워크 장치의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법이 적용되는 망의 일례로서, IPv6 프로토콜에 따라 동작하는 종단간 경로(End-to-end Path)와 IPv4 프로토콜을 따르는 IP 터널링 경로로 구성된 전체 망의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, IP 터널링 경로(120)는 종단간 경로(110, 130)의 송신단(Sender)(101)으로부터 전송된 패킷을 IP 터널링 경로(120) 안으로 유입하는 터 널 입구 노드(Tunnel Entry Node)(103), IP 터널링 경로(120)를 통해 전달된 패킷을 종단간 경로의 수신단(Receiver)(107)으로 전송하기 위해 IP 터널링 경로(120) 바깥으로 유출하는 터널 출구 노드(Tunnel Exit Node)(105), 및 터널 입구 노드(103)와 터널 출구 노드(105) 간에 데이터 패킷 또는 시그널링 패킷을 전달하는 하나 이상의 중간 노드(104)를 포함할 수 있다.
참고로, 도 1에는 IPv4 프로토콜을 지원하는 종단간 경로와 IPv6를 지원하는 IP 터널링 경로가 예시되어 있지만, 본 발명이 적용되는 종단간 경로 및 IP 터널링 경로는 각각 IPv4 또는 IPv6를 지원하는 망으로 구성될 수 있다. 나아가, 본 발명은 종단간 경로와 IP 터널링 경로가 IP 기반으로 동작하는 이동 IPv4, 이동 IPv6, 기타 가능한 모든 종류의 이종 IP 망으로 구성된 경우에 대하여 널리 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다.
도 2는 본 발명에 따라 이와 같은 IP 터널링 경로를 통하여 터널 시그널링을 수행하는 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 종단간 시그널링 플로우를 수신하는 단계(S210)를 포함한다. 단계(S210)에 의해 수신되는 종단간 시그널링 플로우는 종단간 경로(110)를 통해 송신단(101)으로부터 수신되거나, 또는 종단간 경로(130)를 통해 수신단(107)으로부터 수신된 종단간 시그널링 플로우일 수 있다.
참고로, "시그널링 플로우"란 시그널링 메시지를 포함하는 일련의 패킷을 가리키며, "시그널링 메시지"란 시그널링을 수행하기 위해 네트워크 구성요소 간에 전송되는 메시지를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 "시그널링"이라는 용어는 네트워크 구성요소 간에 일반적인 데이터 외에 네트워크 장치의 동작 및 관리에 관한 제어 정보를 교환하는 과정 일반에 적용되는 용어로서, 일례로서 인터넷 QoS(Quality-of-Service) 등을 수행하기 위한 네트워크 자원의 예약, 변경, 및 해제와 관련된 동작, 또는 네트워크 보안과 관련된 제어 정보의 교환을 포함할 수 있다. 이하 본 명세서에서는 시그널링이 주로 QoS와 자원 예약의 관점에서 기술될 것이지만, 본 발명은 시그널링 전반에 적용되는 것으로서 이하에 설명되는 실시예에 국한하여 실시되지 않는다.
본 발명의 구성 및 동작을 설명하기 위하여 언급되는 시그널링 플로우는 크게 두 가지로 나뉜다. 종단간 시그널링 플로우는 종단간 경로(110, 130)를 통해 네트워크 종단을 구성하는 송신단(110)과 수신단(107) 간에 전송되는 시그널링 플로우를 가리킨다. 넓은 의미의 종단간 경로는 송신단(110)과 수신단(130)을 연결하는 네트워크 경로 전체를 의미하지만, 본 명세서에서는 전체 경로 가운데 IP 터널링 경로를 제외한 경로만을 지칭하는 것으로 해석될 수 있다.
한편, 터널 시그널링 플로우는 IP 터널링 경로(120)를 통해 IP 터널링 경로(120)의 터널 입구 노드(이하 "입구 노드")(103) 및 터널 출구 노드(이하 "출구 노드")(105) 간에 전송되는 시그널링 플로우를 가리킨다. 종단간 서비스가 제대로 제공되기 위해서는 종단간 경로 상의 노드들(102, 106)뿐 아니라 IP 터널링 경로(120) 노드들(103, 104, 105)에서도 시그널링 메시지가 처리되어야 한다. 그러나 IP 터널링 경로(120)는 종단간 경로(110, 130)와 이종의 망으로 구성되어 있으 므로 종단간 시그널링 플로우가 직접 처리될 수 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 단계(S210)에 의해 수신된 종단간 시그널링 플로우에 대응하여 터널 시그널링 플로우를 생성하고, 생성된 터널 시그널링 플로우를 IP 터널링 경로를 통해 전송하는 단계(S220)를 포함한다.
보다 구체적으로, 단계(S220)는 터널 시그널링 플로우 각각에 부여되는 터널 시그널링 플로우를 생성하는 단계(S221)와, IP 터널링 경로를 통해 터널 시그널링 플로우를 전송하는 단계(S222)로 구분될 수 있다.
시그널링 플로우를 생성하는 단계(S221)는 터널 시그널링 플로우에 고유한 터널 플로우 식별자(Tunnel Flow Identifier)를 생성하고, 터널 플로우 식별자를 이용하여 터널 시그널링 플로우와 종단간 시그널링 플로우의 대응 관계를 저장할 수 있다.
예컨대, 단계(S221)는 생성된 터널 시그널링 플로우에 대응하는 종단간 시그널링 플로우와 연관된 서비스 세션에 고유한 세션 식별자(Session Identifier)를 터널 시그널링 플로우와 함께 저장하는 터널 데이터 객체를 생성할 수 있다. 세션 식별자는 종단간 연결에 기초한 서비스의 원활한 제공을 위해 전송되는 종단간 시그널링 플로우를 식별케 하는 기능을 한다.
세션 식별자와 함께 저장되는 터널 플로우 식별자는 터널 시그널링 플로우에 고유한 식별자로서, 입구 노드(103) 또는 출구 노드(105)가 변경되는 등 IP 터널링 경로의 구성에 변동 사항이 발생할 경우 갱신되거나 새로 생성된다. 즉, 종단간 서비스 세션이 유지되는 동안 일정한 값으로 유지되는 세션 식별자와 달리 터널 플 로우 식별자는 IP 터널링 경로의 주소 정보에 따라 값이 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 세션 식별자와 터널 플로우 식별자를 구별하여 종단간 시그널링 플로우와 터널 시그널링 플로우를 이원화함으로써, 이동 IP(Mobile IP)를 지원하는 모바일 인터넷(Mobile Internet) 시스템과 같이 단말의 이동성이 보장되어야 하는 환경에서도 심리스(Seamless) 시그널링을 종단간에 원활하게 제공할 수 있다.
또한, 일반 데이터 플로우에 대하여 적용되는 종래의 터널링 기법과 달리, 본 발명에 따른 터널 시그널링 방법은 별도의 UDP 헤더와 같은 패킷 오버헤드를 증가시키지 않으면서도 IP 터널링 경로 상의 각 노드에서 시그널링 메시지를 식별할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 패킷 오버헤드를 저감시킴으로써, 멀티미디어 애플리케이션에 적합한 형태로서 멀티미디어 애플리케이션 서비스와 관련하여 종단간 QoS를 지원함으로써 사용자에게 고품질의 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 단계(S222)에서는 단계(S221)에 의해 생성된 터널 시그널링 플로우를 IP 터널링 경로를 통해 전송함으로써 터널 시그널링을 수행한다. 단계(S222)는 IP 터널링 경로 상의 하나 이상의 노드, 즉 패킷 라우팅 기능을 구비한 네트워크 장치로 터널 시그널링 플로우를 전송한다. 터널 시그널링 플로우를 수신한 노드는 터널 시그널링 플로우에 포함된 터널 시그널링 메시지를 식별하고, 메시지가 지시하는 동작을 수행한다. 예컨대, 시그널링 메시지가 QoS를 위한 패킷 클래스 테이블의 업데이트와 관련된 명령을 포함하고 있다면, 노드는 메시지에 포함된 정보를 이 용하여 패킷 클래스 테이블을 업데이트할 수 있다. 또 달리, 시그널링 메시지가 네트워크 자원 해제와 관련된 명령을 포함하고 있다면, 노드는 메시지에 포함된 정보를 이용하여 자원과 관련된 상태를 해제하고 내부적으로 설정되어 있는 타이머 값을 리셋할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 단계(S210)에 의해 수신된 종단간 시그널링 플로우를 IP 터널링 경로의 입구 노드와 출구 노드 간에 포워딩하는 단계(S230)를 포함한다. 종단간 시그널링 플로우는 IP 터널링 경로를 제외한 종단간 경로 상의 노드들(102, 106)에서 처리되며, 상기 종단간 경로 상의 노드들에 종단간 시그널링을 제공하기 위한 시그널링 메시지를 포함하고 있다.
따라서, 종단간 시그널링 플로우는 IP 터널링 경로 상의 노드(104)에서 처리되는 대신, 입구 노드(103)와 출구 노드(105) 간에 포워딩되어 종단간 경로 상의 노드들(102, 106)로 전송되어 처리된다.
이처럼 포워딩된 시그널링 플로우를 수신한 IP 터널링 경로의 입구 노드(103) 또는 출구 노드(105)는 단계(S240)에서 종단간 경로를 통해 종단간 시그널링 플로우를 전송한다.
일례로서, 만약 단계(S210)가 입구 노드(103)에 의해 수행된다면, 단계(S230)는 종단간 시그널링 플로우를 입구 노드(103)로부터 출구 노드(105)로 포워딩하며, 단계(S240)는 출구 노드(105)에 의해 수행된다.
또 달리, 단계(S210)가 출구 노드(105)에 의해 수행된다면, 단계(S230)는 종 단간 시그널링 플로우를 출구 노드(105)로부터 입구 노드(103)로 포워딩하며, 단계(S240)는 입구 노드(103)에 의해 수행된다.
터널 시그널링 수행 방법은 터널 시그널링 플로우의 전송 또는 종단간 시그널링 플로우의 전송 및 포워딩의 시간적 상호관계에 따라 순차적 시그널링(Sequential Signaling) 방식과 병렬적 시그널링 방식(Parallel Signaling) 방식으로 구분될 수 있다.
터널 시그널링 플로우 또는 종단간 시그널링 플로우의 전송과 종단간 시그널링 플로우의 포워딩이 서로 동기되어(Synchronized) 수행되는 경우, 즉 하나의 수행이 완료될 때까지 다른 하나의 수행이 대기하는 형태의 동작 방식을 순차적 시그널링 방식이라고 한다.
한편, 터널 시그널링 플로우 또는 종단간 시그널링 플로우의 전송과 종단간 시그널링 플로우의 포워딩이 서로 동기되어 수행되지 않는 경우, 즉 하나의 수행이 다른 하나의 수행과 동시에 이루어지는 형태의 동작 방식을 병렬적 시그널링 방식이라고 한다.
본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은, 종단간 시그널링 플로우를 포워딩하는 단계(S230)가 터널 시그널링 플로우를 전송하는 단계(S220)의 완료 전에 그 수행을 개시하고, 종단간 시그널링 플로우를 전송하는 단계(S240)가 터널 시그널링 플로우를 전송하는 단계(S220)의 완료시까지 그 수행을 대기하는 것을 특징으로 한다.
즉, IP 터널링 경로의 입구 노드(103)와 출구 노드(105) 사이에서 터널 시그 널링 플로우와 종단간 시그널링 플로우를 전송하는 노드는 병렬적 시그널링 방식으로, IP 터널링 경로에서 그 이외의 경로로 종단간 시그널링 플로우를 전송하는 노드는 터널 시그널링이 완료된 후에 종단간 시그널링 플로우를 전송하는 순차적 시그널링 방식으로 동작한다.
또한, 터널 시그널링 수행 방법은, IP 터널링 경로 및 종단간 경로를 통해 전송되는 메시지의 흐름에 따라 송신자 주도 시그널링(Sender-initiated Signaling) 방식과 수신자 주도 시그널링(Receiver-initiated Signaling) 방식으로 구분될 수 있다.
"송신자 주도 시그널링"이란 송신단(101) 또는 입구 노드(103)에서 시그널링 메시지를 전송하고, 수신단(107) 또는 출구 노드(105)로부터 시그널링 메시지에 대응하여 생성된 시그널링 응답 메시지를 수신하는 형태로 종단간 또는 터널 시그널링을 수행하는 방식을 의미한다.
"수신자 주도 시그널링"이란 시그널링 메시지의 전송이 수신단(107) 또는 출구 노드(105)에서 개시되어, 송신단(101) 또는 입구 노드(103)로부터 시그널링 메시지에 대응하여 생성된 시그널링 응답 메시지를 수신하는 형태로 종단간 또는 터널 시그널링을 수행하는 방식을 의미한다. 이를 위해 송신단(101) 또는 입구 노드(103)는 종단간 또는 터널 시그널링 질의 메시지를 수신단(107) 또는 출구 노드(105)로 전송하여 시그널링 메시지의 전송을 개시하도록 요청한다.
본 발명의 일실시예에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 종단간 시그널링이 수신자 주도 시그널링 방식인 경우에도 터널 시그널링은 송신자 주도 방식을 취하 는 것을 특징으로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 터널 시그널링 플로우를 전송하는 노드는 병렬적 시그널링 방식으로, 종단간 시그널링 플로우를 전송하는 노드는 순차적 시그널링 방식으로 동작함으로써 터널 시그널링을 수행하는 방법을 망 장치 간의 메시지의 흐름을 이용하여 도시한 메시지 흐름도이다.
특히 도 3은 종단간 경로와 IP 터널링 경로가 모두 송신자 주도 시그널링 방식으로 동작하는 경우의 실시예를 도시하고 있다.
참고로, 이하의 설명은 터널 시그널링 메시지 및 종단간 시그널링 메시지가 네트워크 자원 예약 메시지인 경우를 일례로 사용하지만, 본 발명의 시그널링 메시지는 네트워크 자원 예약 메시지로 한정되지 않는다.
따라서 이하의 설명은 "자원 예약 메시지"를 "터널 시그널링 메시지"라는 보다 일반적인 명칭으로, "자원 예약 응답 메시지"를 "터널 시그널링 응답 메시지"로 대체하여 일반적인 터널 시그널링에 대하여 적용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 터널 입구 노드(103)는 송신단(101)으로부터 종단간 자원 예약 메시지 예약(RESERVE)을 수신하고, 수신된 종단간 자원 예약 메시지에 대응하는 터널 자원 예약 메시지 터널예약(T-RESERVE)을 생성하여 IP 터널링 경로 상의 중간 노드(104)를 거쳐 출구 노드(105)로 전송한다.
송신단(101)으로부터 수신된 종단간 자원 예약 메시지 예약(RESERVE)을 터널 입구 노드(103)로부터 터널 출구 노드(105)로 포워딩하는 단계는 예약(RESERVE) 메시지에 대응하여 입구 노드(103)에서 생성된 터널 자원 예약 메시지 터널예약(T- RESERVE)을 중간 노드(104)를 거쳐 출구 노드(105)로 전송하는 단계와 동시에 병렬적으로 수행된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 출구 노드(105)는 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링 과정이 완료될 때까지 종단간 시그널의 전송을 대기한다. 터널예약(T-RESERVE) 메시지에 대응하여 생성된 터널 시그널링 응답 메시지 터널응답(T-RESPONSE)이 출구 노드(105)로부터 입구 노드(103)로 전송됨과 동시에 출구 노드(105)는 포워딩된 종단간 예약(RESERVE) 메시지를 종단간 경로를 통해 전송한다.
예약(RESERVE) 메시지의 수신에 대응하여 수신단(107)에서 생성된 종단간 자원 예약 응답 메시지 응답(RESPONSE)은 터널 출구 노드(105)로 전송되고, IP 터널링 경로를 통해 출구 노드(105)로부터 입구 노드(103)로 포워딩된 뒤 송신단(101)으로 전송된다.
이처럼 시그널링 플로우들을 전송하는 터널링 입구 노드(103)에서는 병렬적 시그널링 방식으로 동작하고, 종단간 시그널링 플로우를 전송하는 터널링 출구 노드(105)에서는 순차적 시그널링 방식으로 동작함으로써, 순차적 시그널링 방식과 병렬적 시그널링 방식의 장점만을 결합시킬 수 있다.
순차적 시그널링 방식은 "하드" QoS(Hard QoS), 즉 일정하게 유지되는 높은 수준의 QoS를 보장하고 시그널링 방법의 복잡도를 낮은 수준으로 유지할 수 있는 반면 시그널링에 따른 지연이 크다는 문제가 있다. 병렬적 시그널링 방식은 빠른 시그널링을 가능하게 하지만 하드 QoS를 보장할 수 없다는 문제점을 갖고 있다.
그러나 본 실시예와 같이 종단간 시그널링 플로우를 포워딩받아 IP 터널링 경로 밖으로 전송하는 터널링 노드에서는 순차적 시그널링 방식을 유지하고, 터널 시그널링 플로우를 생성하여 전송하는 노드에 대해서만 병렬적 시그널링 방식을 적용할 경우, 수신단(101)과 송신단(107) 간의 전체 경로에 대하여 적용되는 QoS의 품질을 "하드" QoS에 가깝게 유지하고 복잡도를 감소시키면서도 시그널링 지연을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터널 시그널링 방법을 도시한 메시지 흐름도로서, 종단간 경로는 수신자 주도 시그널링 방식으로, IP 터널링 경로는 송신자 주도 시그널링 방식으로 동작하는 경우의 실시예를 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 송신단(101)으로부터 종단간 경로를 통해 입구 노드(103)로 전송된 종단간 자원 예약 질의 메시지 질의(QUERY)는 입구 노드(103)로부터 출구 노드(105)로 포워딩되어 수신단(107)으로 전송된다. 종단간 경로를 통해 질의(QUERY) 메시지를 수신한 수신단(107)은 종단간 자원 예약 메시지 예약(RESERVE)을 출구 노드(105)로 전송하고, 출구 노드(105)는 예약(RESERVE) 메시지를 입구 노드(103)로 포워딩한다.
본 실시예에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 전술한 바와 같이 IP 터널링 경로 상에서는 송신자 주도 시그널링 방식으로 동작하므로, 입구 노드(103)는 다시 터널 자원 예약 메시지 터널질의(T-QUERY)를 생성하는 대신, 곧바로 터널 자원 예약 메시지 터널예약(T-RESERVE)을 IP 터널링 경로 상의 하나 이상의 노드를 거쳐 출구 노드(105)로 전송한다. 출구 노드(105)는 터널예약(T-RESERVE) 메시지에 대한 응답으로 생성된 터널 자원 예약 응답 메시지 터널응답(T-RESPONSE)을 역시 중간 노드(104)를 거쳐 입구 노드(103)로 전송한다.
이와 같은 일련의 과정을 거쳐 IP 터널링 경로에 대한 자원 예약 시그널링이 완료되면, 터널 입구 노드(103)에 대기하고 있던 종단간 자원 예약 메시지 예약(RESERVE)이 종단간 경로를 통해 입구 노드(103)로부터 송신단(101)으로 전송된다. 송신단은 종단간 자원 예약 결과를 포함하는 종단간 자원 예약 응답 메시지 응답(RESPONSE)을 입구 노드(103)로 전송하고, 입구 노드(103)는 수신된 응답(RESPONSE) 메시지를 출구 노드(105)로 포워딩하여 응답(RESPONSE) 메시지가 종단간 경로를 통해 수신단(107)으로 전송될 수 있도록 한다.
이처럼 종단간 경로 상의 시그널링이 수신자 주도 방식으로 동작하는 경우에도 IP 터널링 경로 상에서는 송신자 주도 방식으로 터널 시그널링을 수행함으로써 IP 터널링 경로 상의 시그널링 지연을 최소화할 수 있고, 나아가 송신단(101)과 수신단(107)을 연결하는 전체 경로 상의 시그널링 지연을 최소화할 수 있다.
특히, 자원 예약 프로토콜로서 널리 이용되는 RSVP(Resource Reservation Protocol)가 수신자 주도 시그널링 방식을 지원하므로, 본 발명이 제안하는 바와 같이 송신단(101)과 수신단(107)을 연결하는 전체 경로에 대해 RSVP가 적용되는 경우에도 IP 터널링 경로에 대해서는 송신자 주도 방식의 터널 시그널링을 수행하면 전체 경로에 대한 시그널링 지연을 감소시킬 수 있다. 특히, IP 터널링 경로가 전체 경로 가운데 큰 비중을 차지하고 있는 경우에는 시그널링 지연 감소 효과가 더욱 뚜렷하게 나타난다.
본 발명은 짧은 시그널링 지연을 요구하는 이동 IP 환경에 적합한 시그널링 수행 방법을 제공한다. 단말의 핸드오프 등에 따라 이동 노드가 연결된 서브 네트워크가 변경되고, 따라서 이동 노드를 종단점으로 하는 IP 터널링 구간이 변경되는 경우, 변경된 IP 터널링 경로에 대한 신규의 터널 시그널링을 빠른 속도로 수행함으로써 IP 터널링 경로를 통해 이동 노드에 제공되는 서비스의 연속성을 보장할 수 있다.
도 5는 이동 IP 환경에서 본 발명의 일실시예에 따른 중첩 노드 탐색 메시지의 흐름을 도시한 도면이다. 참고로, 본 발명에 따른 터널 시그널링 방법이 적용되는 이동 IP 환경은 이동 IPv4(Mobile IPv4), 이동 IPv6(Mobile IPv6) 기타 IP와 관련하여 이동성을 지원하는 여하한 종류의 IP 환경을 모두 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이동 노드(560)가 구-액세스 라우터(Old Access Router)(510)를 통해 홈 네트워크에 연결되어 있다가 외부 네트워크로 이동하여 신-액세스 라우터(New Access Router)(550)에 연결되는 경우, 이동 노드(560)와 홈 에이전트(530)를 연결하는 IP 터널링 경로의 일부 구간이 변경된다. IP 터널링 경로에 발생한 변동 사항으로 인해 더 이상 사용되지 않는 국부 터널링 경로를 구-터널링 경로(Old Tunneling Path)(501), 새로이 사용되는 터널링 경로를 신-터널링 경로(New Tunneling Path)(502)라고 하면, IP 터널링 경로 상에서 구-터널링 경로(501)와 신-터널링 경로(502)에 공통되는 노드를 중첩 노드(CRN: Crossover Node)(520)라고 한다.
이동 IPv4의 경우 이동 노드(560)가 홈 네트워크를 벗어나서 외부 네트워크 에 접속되는 경우에 이동 노드(560)에 임시 주소(CoA: Care-of-Address)를 부여하고 이를 홈 에이전트에 전달하는 외부 에이전트(FA: Foreign Agent)가 필요하고, 외부 에이전트가 이동 노드(560)와 홈 에이전트(530)를 연결하는 터널링의 입구 노드 또는 출구 노드로 기능할 수 있지만, 설명의 단순화를 위해 본 발명과 관련하여 별도로 언급하지 않도록 한다.
IP 터널링 경로의 일부 구간이 변경되면, 이동 노드(560)는 구-터널링 경로(501)의 네트워크 자원의 예약을 해제하고, 신-터널링 경로(502)의 네트워크 자원을 예약하기 위한 터널 시그널링을 수행할 수 있다. 참고로, 이동 노드(560)와 홈 에이전트(530)를 연결하는 IP 터널링 경로를 통한 터널 시그널링을 이동 노드(560)가 개시하는 도 5의 역방향 터널링(Reverse Tunneling) 실시예에 따르면, IP 터널링 경로 변경시 이동 노드(560)로부터 터널 시그널링을 곧바로 개시할 수 있어 서비스 세션의 연속성을 보다 확실히 보장할 수 있다. 따라서 이동 IP 환경을 효과적으로 지원하게 된다.
또한 도 5에 도시된 역방향 터널링에 의할 경우, 이동 IPv4와 관련하여 발생할 수 있는 트라이앵글 라우팅 문제를 극복할 수 있다. 예컨대 RSVP 프로토콜에 따라 네트워크 자원을 예약하는 경우에, 이동 노드(560)가 상대 노드(540)로 직접 자원 예약 질의 메시지를 전송하면, 상대 노드(540)로부터 이동 노드(560)의 변경된 주소로 전송되는 자원 예약 메시지는 홈 에이전트(530)를 경유한다. 이에 따라 이동 노드(560)로부터 상대 노드(540)로의 경로와 상대 노드(540)로부터 이동 노드(560)로의 경로가 일치하지 않아 네트워크 자원 예약이 되지 않은 경로로 데이터 플로우가 전송되는 등의 비효율성이 야기될 수 있다.
그러나 역방향 터널링을 따르면, 터널 시그널링 플로우의 출발지 주소와 목적지 주소를 송신단인 이동 노드(560)에서 부여할 수 있게 되어, 자원 예약 질의 메시지와 자원 예약 메시지의 전송 경로, 또는 자원 예약 메시지와 자원 예약 응답 메시지의 전송 경로가 일치하게 되어 트라이앵글 라우팅 문제를 해결할 수 있게 된다.
나아가, IPv6 환경에서 경로 최적화(Route Optimization)를 적용하는 경우에 이동 노드로부터 전송되는 패킷이 허가되지 않은 패킷으로 판단되어 최적화 경로 상에 위치한 노드에 의해 차단되는 인그레스 필터링(Ingress Filtering) 오류 역시 역방향 터널링에 의해 효과적으로 극복될 수 있다.
본 발명에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 이동 노드(560)가 송신단인 동시에 터널 입구 노드가 되고 상대 노드(540)가 수신단이 되어, 이동 노드(560)에 의해 터널 시그널링 플로우가 생성되고 IP 터널링 경로 상의 출발지 주소 및 목적지 주소가 부여되어 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있게 된다.
다시 도 5를 참조하면, 이동 노드(560)는 중첩 노드(520)를 통해 홈 에이전트(530)로 터널 시그널링 플로우를 전송한다. IP 터널링 경로가 수신자 주도 방식을 따를 경우 이동 노드(560)가 전송한 자원 예약 질의 메시지에 응답하여 홈 에이전트(530)로부터 자원 예약 메시지가 전송되고, 자원 예약 시그널링 수행 결과가 자원 예약 응답 메시지의 형태로 다시 이동 노드(560)로부터 홈 에이전트(530)로 전송된다.
만약 IP 터널링 경로가 송신자 주도 방식을 따를 경우에는, 이동 노드(560)는 홈 에이전트(530)로 자원 예약 메시지를 전송하고, 이에 응답하여 홈 에이전트(530)로부터 자원 예약 응답 메시지를 수신함으로써 자원 예약 시그널링을 수행한다.
이동 노드(560)는 구-터널링 경로(501)의 자원을 해제하기 위해 중첩 노드(520)의 위치를 탐색하게 되는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 터널 시그널링 플로우(504) 또는 종단간 시그널링 플로우(505)를 IP 터널링 경로를 통해 전송 또는 포워딩함으로써 중첩 노드(520)를 탐색할 수 있다.
이 때, 탐색에 이용되는 시그널링 플로우가 IP 터널링 경로를 통해 교환되는 과정에서 중첩 노드(520)를 한 번 이상 경유하면서 불필요하게 중첩 노드가 복수 회 발견되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 이와 같은 중복 탐색 문제를 해결하기 위해 터널 시그널링 플로우(504) 또는 종단간 시그널링 플로우(505)에 소정의 탐색 플래그를 설정하여, 플래그 값이 설정된 경우 중첩 노드를 더 이상 탐색하지 않도록 할 수 있다.
터널 시그널링 플로우(504)의 경우, IP 터널링 경로 상에 위치한 중첩 노드(520)에서 식별 가능하기 때문에 탐색 플래그의 설정은 상기 터널 시그널링 플로우에 의해 발견된 중첩 노드(520)에서 수행된다.
한편, IP 터널링 경로 상에 위치한 중첩 노드(520)는 종단간 시그널링 플로우(505)를 단순히 포워딩하기 때문에 중첩 노드(520)에 의해 탐색 플래그가 설정될 수 없다. 따라서, 종단간 시그널링 플로우(505)에 포함된 탐색 플래그는 IP 터널 링 경로의 출구 노드에 위치한 홈 에이전트(430)에 의해 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 구-터널링 경로(501)의 자원을 해제하기 위해 별도의 메시지를 전송하지 않아도 되어 네트워크 자원 해제 과정이 단순화된다. 본 실시예는 홈 에이전트(530) 또는 이동 노드(560)로부터 전송되는 자원 예약 메시지에 소정의 자원 해제 플래그를 설정함으로써, 별도의 해제 메시지를 전송하지 않고도 구-터널링 경로(501)의 자원을 해제할 수 있다.
도 6은 이동 IP 환경에서 상기 실시예에 따른 네트워크 자원 해제 메시지의 흐름을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 이동 노드(660)로부터 전송된 터널 시그널링 플로우(604)에 의해 중첩 노드(620)가 발견되고, 탐색 플래그가 설정된 상태로 터널 시그널링 플로우(604)가 홈 에이전트(630)로 전송되면, 홈 에이전트는 자원 해제 플래그를 설정하여 구-터널링 경로(601) 상의 노드들로 터널 시그널링 메시지를 전송한다.
일례로서, IP 터널링 경로가 수신자 주도 시그널링 방식으로 동작하는 경우, 이동 노드(660)로부터 전송된 자원 예약 질의 메시지(604)에 의해 발견된 중첩 노드(620)는, 탐색 플래그 값이 설정된 자원 예약 질의 메시지를 홈 에이전트(630)로 전송하고, 홈 에이전트(630)는 수신된 자원 예약 질의 메시지에 응답하여 자원 해제 플래그 값이 설정된 자원 예약 메시지(605)를 중첩 노드(620)를 통해 이동 노드(660)로 전송한다.
이 과정에서 자원 해제 플래그 값이 설정된 자원 예약 메시지를 확인한 중첩 노드(620)는 상기 메시지를 구-터널링 경로(601) 상의 노드들로 전송하여, 더 이상 사용되지 않는 터널링 자원을 해제한다. 상기 메시지를 수신한 구-터널링 경로(601) 상의 노드들은 해제 플래그 값을 참조하여 상기 구-터널링 경로(601) 상의 노드들에 대하여 설정된 종단간 시그널링 상태 또는 터널 시그널링 상태를 해제할 수 있다.
또한, 상기 구-터널링 경로(601) 상의 노드들은 터널 시그널링 플로우에 고유한 터널 플로우 식별자 값이 변경된 경우에 상기 상태 해제를 수행할 수 있다. 즉, 종단간 시그널링 플로우와 연관된 서비스 세션의 세션 식별자 값이 일정한 상태에서 터널 플로우 식별자 값만이 변경되었다면 핸드오프 등에 의해 IP 터널링 경로가 변경되었다고 판단하고 상기 상태 해제를 수행할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 터널 시그널링 수행 방법은 핸드오프 등에 의해 IP 터널링 경로가 변경되어 네트워크 자원 예약을 다시 수행해야 하는 경우, 홈 에이전트(630)와 상대 노드(640) 간의 경로(603) 상의 네트워크 자원을 중복해서 예약하지 않을 수 있다. 또한 이에 따라 불필요한 자원 예약을 수행함으로써 발생할 수 있는 서비스 지연 등의 문제를 해결할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링 수행 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판 독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 IP 터널링 경로를 통해 터널 시그널링을 수행하는 네트워크 장치에도 적용된다. 도 7은 본 발명에 따른 네트워크 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 7에 도시된 터널 인터페이스(710)는 IP 터널링 경로를 통해 터널 시그널링 플로우를 송수신하기 위한 네트워크 장치 구성요소이다. 터널 인터페이스(710)는 본 발명에 따른 네트워크 장치를 IP 터널링 경로와 연결하는 역할을 수행한다.
한편, 종단간 인터페이스(720)는 종단간 경로를 통해 종단간 시그널링 플로우를 송수신하며, 본 발명에 따른 네트워크 장치를 종단간 경로와 연결한다. 본 발명에 따른 네트워크 장치가 터널 입구 노드(103)에 위치하는 경우, 종단간 인터 페이스(720)는 데이터 플로우 또는 종단간 시그널링 플로우를 송신단(101)으로 전송하거나 송신단(101)으로부터 수신한다. 또 달리, 본 발명에 따른 네트워크 장치가 터널 출구 노드(105)에 위치하는 경우, 종단간 인터페이스(720)는 데이터 플로우 또는 종단간 시그널링 플로우를 수신단(107)으로 전송하거나 수신단(107)으로부터 수신한다.
상기 터널 인터페이스(710) 및 종단간 인터페이스(720)는 각각 IPv4, IPv6, 이동 IPv4, 및 이동 IPv6 중에서 어느 하나의 주소 체계에 따른 데이터 플로우 또는 시그널링 플로우를 처리하는 기능을 구비한 네트워크 인터페이스로 구성될 수 있다.
터널 시그널링 수행부(740)는 터널 시그널링 플로우에 포함된 시그널링 메시지에 따라 적절한 시그널링 동작을 수행하는 구성부로서, 일례로서 시그널링 메시지를 추출하는 로직, 시그널링 메시지를 해석하는 로직, 시그널링 메시지에 따라 네트워크 장치의 QoS 정보, 자원 예약 정보 등을 업데이트하는 로직을 포함할 수 있다.
터널 시그널링 제어부(730)는 일차적으로 본 발명에 따른 네트워크 장치의 구성요소인 터널 인터페이스(710), 종단간 인터페이스(720), 및 터널 시그널링 수행부(740)를 제어한다.
또한, 터널 시그널링 제어부(730)는 IP 터널링 경로 상의 시그널링을 위하여 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 터널 시그널링 플로우를 생성한다. 이를 위하여 터널 시그널링 제어부(730)는 다음과 같은 내부 구성을 갖는다.
도 8은 터널 시그널링 제어부(730)의 내부 구성의 일례를 도시한 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 터널 시그널링 제어부(730)는 터널 시그널링 플로우를 생성하는 플로우 생성부(810)와 터널 시그널링을 제어하는 플래그 값을 관리하는 플래그 관리부(820)를 포함한다.
플로우 생성부는 다시 메시지 생성부(811)와 식별자 생성부(812)를 포함할 수 있는데, 메시지 생성부(811)는 종단간 인터페이스(720)에 의해 수신된 종단간 시그널링 플로우에 포함된 시그널링 메시지를 참조하여 터널 시그널링 플로우의 시그널링 메시지를 생성한다. 일례로서, 터널 시그널링 플로우의 시그널링 메시지는 종단간 시그널링 플로우의 시그널링 메시지를 복사함으로써 생성될 수 있다.
터널 시그널링 메시지의 일례로서, IP 터널링 경로 상의 QoS와 연관된 QoS 메시지, QoS 등을 수행하기 위해 필요한 네트워크 자원을 예약, 변경, 또는 해제하는 네트워크 자원 예약 메시지, IP 터널링 경로를 통해 전송되는 데이터 플로우의 보안과 관련된 터널링 경로 상의 동작을 지시하는 네트워크 보안 메시지 등이 있다.
식별자 생성부(812)는 터널 시그널링 플로우와 연관된 터널 플로우 식별자를 생성한다. 터널 플로우 식별자는 앞서 언급한 바와 같이 IP 터널링 경로가 변경되면 새로이 생성되거나 변경되는 값으로서, 종단간 시그널링 플로우와 연관된 서비스 세션의 세션 식별자와 함께 소정의 데이터 객체에 저장될 수 있다.
플래그 관리부(820)는 도 8에 도시된 바와 같이, 터널 시그널링 플로우 또는 종단간 시그널링 플로우로부터 IP 패킷을 추출하는 IP 패킷 추출부(824)를 포함한 다. 플래그 독출부(822)는 IP 패킷 추출부(824)에 의해 추출된 IP 패킷의 소정 데이터 필드로부터 터널 시그널링과 연관된 플래그 값을 독출한다. 상기 플래그는 앞서 설명한 탐색 플래그 또는 자원 해제 플래그를 포함할 수 있다.
플래그 제어부(821)는 독출된 플래그 값을 참조하여 터널 시그널링 플로우의 전송 또는 수신을 제어한다. 예컨대 본 발명에 따른 네트워크 장치의 터널 시그널링 상태 또는 종단간 시그널링 상태를 해제하거나, 상기 플래그 값을 설정 또는 변경하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
플래그 제어부(821)는 이처럼 설정 또는 변경할 플래그 값을 플래그 설정부(823)로 전송한다. 플래그 제어부(821)로부터 플래그 값을 수신한 플래그 설정부(823)는 터널 시그널링 플로우 또는 종단간 시그널링 플로우를 구성하는 IP 패킷의 소정 데이터 필드에 저장되는 플래그 값을 설정 또는 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 네트워크 장치는 유선 IP 망에서 동작하는 라우터 및 단말 외에도 휴대 인터넷 제어국(ACR: Access Control Router) 등의 무선 망 장비, 패킷 관문 지원 노드(GGSN: Gateway GPRS Support Node) 등의 네트워크 장비를 포함할 수 있다.
지금까지 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 IP 터널 시그널링 기능을 구비한 네트워크 장치에 대해 설명하였다. 본 발명에 따른 네트워크 장치에는 도 1 내지 도 6과 관련하여 상술한 실시예들의 세부 내용이 그대로 적용될 수 있으므로 이하 본 네트워크 장치와 관련된 세부 내용의 설명은 생략하도록 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명에 따른 터널 시그널링 제어 방법에 따르면, 종단간 시그널링과 구별되는 터널 시그널링 플로우를 생성하여 IP 터널링 경로를 통해 전송함으로써 IP 터널링 경로 상에서 터널 시그널링 메시지를 식별할 수 있다. 이에 따라, 종단간 경로뿐만 아니라 IP 터널링 경로 상에서도 시그널링 메시지에 따른 동작을 수행할 수 있게 되어 진정한 의미의 종단간 시그널링을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 서비스 세션이 계속되는 동안 이동 IP(Mobile IP)를 지원하는 이동 노드의 핸드오프가 일어난 경우에도 세션 식별자 값이 동일하게 유지되어 호스트의 이동성을 효과적으로 지원할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 IP 터널링 경로의 입구 노드에서는 병렬적 시그널링 방식에 따라 동작하고, 출구 노드에서는 순차적 시그널링 방식에 따라 동작함으로써 시그널링의 지연을 감소시키면서도 높은 수준의 QoS를 보장할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 종단간 시그널링이 수신자 주도 시그널링 방식으로 동작하는 경우에도 IP 터널링 경로 상에서는 송신자 주도 시그널링 방식을 채택함으로써 터널 시그널링 지연을 줄이고, 이에 따라 종단간 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 이동 IP 환경에서 이동 노드의 핸드오프에 따른 중첩 노드가 중복되지 않도록 소정의 플래그 값을 설정함으로써 터널 시그널링의 효율성을 제고시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 이동 IP 환경에서 이동 노드의 핸드오프에 따른 자원 예약을 수행하면서 별도의 해제 메시지를 이용하지 않고 종래의 핸드오프 전의 IP 터널링 경로 상의 네트워크 장치들의 자원을 해제하는 효과적인 방법을 제시한다.

Claims (25)

  1. IP망의 종단간 경로와 연결된 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 종단간 경로의 송신단 또는 수신단으로부터 종단간 시그널링 플로우를 수신하는 제1 단계;
    상기 수신된 종단간 시그널링 플로우에 대응하여 터널 시그널링 플로우를 생성하고, 상기 생성된 터널 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로를 통해 전송하는 제2 단계;
    상기 종단간 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로의 입구 노드와 출구 노드 간에 포워딩하고, 상기 포워딩되는 종단간 시그널링 플로우와 연관하여 소정의 대기 플래그 값을 설정하는 제3 단계; 및
    상기 대기 플래그 값을 참조하여 상기 제2 단계의 수행이 완료될 때까지 대기한 후, 상기 포워딩된 종단간 시그널링 플로우를 상기 종단간 경로 상의 하나 이상의 노드로 전송하는 제4 단계
    를 포함하는 터널 시그널링 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 입구 노드로부터 상기 IP 터널링 경로 상의 하나 이상의 중간 노드를 거쳐 상기 출구 노드로 터널 시그널링 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 터널 시그널링 메시지에 응답하여, 상기 출구 노드로부터 상기 중간 노드를 거쳐 상기 입구 노드로 터널 시그널링 응답 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 송신단으로부터 수신된 종단간 시그널링 질의 메시지를 상기 종단간 시그널링 플로우로서 상기 입구 노드로부터 상기 출구 노드로 포워딩하는 단계; 및
    상기 출구 노드로부터 전송된 상기 종단간 시그널링 질의 메시지에 응답하여 상기 수신단으로부터 수신된 종단간 시그널링 메시지를 상기 종단간 시그널링 플로우로서 상기 출구 노드로부터 상기 입구 노드로 포워딩하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 단계는 상기 포워딩된 종단간 시그널링 메시지에 응답하여, 상기 입구 노드로부터 상기 IP 터널링 경로 상의 하나 이상의 중간 노드를 거쳐 상기 출구 노드로 터널 시그널링 메시지를 전송하는 것
    을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계는 상기 제2 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터널 시그널링은 QoS 시그널링, 네트워크 자원 예약 시그널링, 및 네트워크 보안 시그널링 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 IP 터널링 경로는 IPv4 망 또는 IPv6 망으로 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 IP 터널링 경로는 이동 IP를 지원하는 이동 노드 또는 외부 에이전트와 홈 에이전트를 연결하는 이동 IP 터널링 경로인 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 송신단은 상기 이동 노드이고, 상기 수신단은 상대 노드인 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제4 단계가 수행된 후, 상기 이동 노드의 핸드오프에 의해 발생하는 중첩 노드를 상기 이동 IP 터널링 경로 상의 하나 이상의 노드 중에서 탐색하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중첩 노드를 탐색하는 단계는, 상기 중첩 노드가 탐색된 경우 상기 종단간 시그널링 플로우에 소정의 탐색 플래그 값을 설정하고, 상기 탐색 플래그 값이 설정된 경우 상기 중첩 노드 탐색의 수행을 중단하는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탐색 플래그는 상기 홈 에이전트에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 중첩 노드를 탐색하는 단계는, 상기 중첩 노드가 탐색된 경우 상기 터널 시그널링 플로우에 소정의 탐색 플래그 값을 설정하고, 상기 탐색 플래그 값이 설정된 경우 상기 중첩 노드 탐색의 수행을 중단하는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탐색 플래그는 상기 중첩 노드에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 이동 노드와 상기 중첩 노드를 상기 핸드오프 전에 연결하는 국부 터널링 경로 상의 하나 이상의 노드로 소정의 해제 플래그를 포함하는 터널 시그널링 메시지를 전송하는 제5 단계; 및
    상기 터널 시그널링 메시지를 수신한 상기 국부 터널링 경로 상의 노드가 상기 해제 플래그를 참조하여 상기 중첩 노드의 종단간 시그널링 상태 또는 터널 시그널링 상태를 해제하는 제6 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 종단간 시그널링 상태 또는 터널 시그널링 상태를 해제하는 단계는 상 기 핸드오프에 의하여 상기 터널 시그널링 메시지와 연관된 터널 시그널링 플로우의 터널 플로우 식별자 값이 변경된 경우에 상기 상태 해제를 수행하는 것을 특징으로 하는 터널 시그널링 수행 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  17. IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 네트워크 장치에 있어서,
    상기 IP 터널링 경로와 연결된 종단간 경로를 통해 종단간 시그널링 플로우를 송수신하는 종단간 인터페이스;
    상기 IP 터널링 경로를 통해 터널 시그널링 플로우를 송수신하는 터널 인터페이스;
    상기 터널 시그널링 플로우에 포함된 터널 시그널링 메시지를 참조하여 상기 터널 시그널링 메시지와 연관된 동작을 수행하는 터널 시그널링 수행부; 및
    상기 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 상기 터널 시그널링 플로우를 생성하고 상기 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 제어하는 터널 시그널링 제어부
    를 포함하고,
    상기 종단간 시그널링 플로우는 상기 IP 터널링 경로의 입구 노드와 출구 노드 간에 포워딩되고,
    상기 포워딩된 종단간 시그널링 플로우는
    상기 포워딩되는 종단간 시그널링 플로우와 연관하여 설정된 대기 플래그 값을 참조하여 상기 터널 시그널링 플로우의 송수신이 완료될 때까지 대기된 후, 상기 종단간 경로 상의 하나 이상의 노드로 전송되는
    것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 터널 시그널링 제어부는,
    상기 터널 시그널링 플로우를 생성하는 플로우 생성부; 및
    상기 터널 시그널링을 제어하는 플래그 값을 관리하는 플래그 관리부
    를 포함하고,
    상기 플로우 생성부는,
    상기 종단간 시그널링 플로우의 종단간 시그널링 메시지를 참조하여 상기 터널 시그널링 플로우의 터널 시그널링 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및
    상기 터널 시그널링 플로우와 연관된 터널 플로우 식별자를 생성하는 식별자 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  19. IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 수행하는 네트워크 장치에 있어서,
    상기 IP 터널링 경로와 연결된 종단간 경로를 통해 종단간 시그널링 플로우를 송수신하는 종단간 인터페이스;
    상기 IP 터널링 경로를 통해 터널 시그널링 플로우를 송수신하는 터널 인터페이스;
    상기 터널 시그널링 플로우에 포함된 터널 시그널링 메시지를 참조하여 상기 터널 시그널링 메시지와 연관된 동작을 수행하는 터널 시그널링 수행부; 및
    상기 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 상기 터널 시그널링 플로우를 생성하고 상기 IP 터널링 경로 상의 터널 시그널링을 제어하는 터널 시그널링 제어부
    를 포함하고,
    상기 터널 시그널링 제어부는,
    상기 터널 시그널링 플로우를 생성하는 플로우 생성부; 및
    상기 터널 시그널링을 제어하는 플래그 값을 관리하는 플래그 관리부
    를 포함하고,
    상기 플래그 관리부는,
    상기 터널 시그널링 플로우 또는 상기 종단간 시그널링 플로우로부터 IP 패킷을 추출하는 IP 패킷 추출부;
    상기 IP 패킷의 소정 데이터 필드로부터 상기 터널 시그널링과 연관된 플래그 값을 독출하는 플래그 독출부;
    상기 IP 패킷의 소정 데이터 필드에 저장되는 상기 플래그 값을 설정 또는 변경하는 플래그 설정부; 및
    상기 독출된 플래그 값을 참조하여 상기 터널 시그널링 플로우의 전송 또는 수신을 제어하고, 상기 플래그 설정부에 상기 설정 또는 변경할 플래그 값을 전송하는 플래그 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
  20. 종단간(end-to-end) 경로 상에 IP 터널링 경로를 갖는 IP 망의 시그널링 플로우 처리 방법에 있어서,
    상기 종단간 경로상의 종단간 시그널링 플로우에 대응하는 터널 시그널링 플로우를 생성하는 단계;
    상기 터널 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로를 통해 전송하는 단계; 및
    상기 종단간 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로의 입구노드 또는 출구노드로 포워딩하는 단계를 포함하고,
    상기 터널 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로를 통해 전송하는 단계 및 상기 종단간 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로의 입구노드 또는 출구노드로 포워딩하는 단계는 병렬적으로 수행되고,
    상기 종단간 시그널링 플로우는 수신기와 송신기 사이에 전송되는 시그널링 플로우이고,
    상기 터널링 시그널링은 송신자 주도 시그널링에 따라 수행되고, 상기 종단간 시그널링은 수신자 주도 시그널링에 따라 수행되는
    시그널링 플로우 처리 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 포워딩된 종단간 시그널링 플로우는 상기 종단간 경로 상의 하나 이상의 노드로 전송되고, 상기 포워딩된 종단간 시그널링 플로우가 상기 종단간 경로 상의 하나 이상의 노드로 전송되는 것은 상기 터널 시그널링 플로우에 대응하는 터널 시그널링이 완료된 이후에 진행되는,
    시그널링 플로우 처리 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 터널 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로를 통해 전송하는 단계는,
    상기 IP 터널링 경로 상의 하나 이상의 중간 노드를 거쳐 상기 출구 노드로 터널 시그널링 메시지를 전송하는 것; 및
    상기 출구 노드로부터 상기 중간 노드를 거쳐, 상기 터널 시그널링 메시지에 대응하는 터널 시그널링 응답 메시지를 수신하는 것
    을 포함하는 시그널링 플로우 처리 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 종단간 시그널링 플로우를 상기 IP 터널링 경로의 입구노드 또는 출구노드로 포워딩하는 단계는,
    송신단으로부터 수신된 종단간 시그널링 질의 메시지를 상기 종단간 시그널링 플로우로서 상기 입구 노드로부터 상기 출구 노드로 포워딩하는 것; 및
    상기 출구 노드로부터 전송된 상기 종단간 시그널링 질의 메시지에 응답하여 수신단으로부터 수신된 종단간 시그널링 메시지를 상기 종단간 시그널링 플로우로서 상기 출구 노드로부터 상기 입구 노드로 포워딩하는 것을 포함하는
    시그널링 플로우 처리 방법.
  24. IP 터널링 경로를 갖는 IP 망의 시그널링 플로우 처리 방법에 있어서,
    센더로부터 종단간 자원 예약 메시지인 "RESERVE "를 수신하는 단계;
    상기 RESERVE에 대응하는 터널 자원 예약 메시지인 "T-RESERVE"를 생성하는 단계;
    상기 T-RESERVE를 IP 터널링 경로 상의 중간 노드를 거쳐 상기 IP 터널링 경로의 출구 노드로 전송하는 단계;
    상기 RESERVE를 IP 터널링 경로 상의 중간 노드를 거쳐 상기 출구 노드로 포워딩하는 단계;
    상기 출구노드로부터 상기 T-RESERVE에 대응하는 터널 시그널링 응답 메시지인 "T-RESPONSE"를 수신하는 단계;
    상기 출구노드로부터 종단간 자원 예약 응답 메시지인 "RESPONSE"를 수신하는 단계; 및
    상기 RESPONSE를 상기 센더로 포워딩하는 단계를 포함하고,
    상기 중간 노드는 터널 플로우 식별자를 이용하여 상기 T-RESERVE를 처리하고, 상기 T-RESERVE를 상기 출구 노드로 전송하는 단계와 상기 RESERVE를 상기 출구 노드로 전송하는 단계를 병렬적으로 수행되는
    시그널링 플로우 처리 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 출구 노드는 상기 IP 터널링 경로의 입구 노드로부터 RESERVE를 수신한 후에 상기 T-RESPONSE를 상기 입구 노드로 전송하는
    시그널링 플로우 처리 방법.
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