KR101225640B1

KR101225640B1 - 다중 ｌｍａ 환경을 고려한 프록시 모바일 아이피 버전６ 기반의 향상된 경로 최적화 방법

Info

Publication number: KR101225640B1
Application number: KR1020100110041A
Authority: KR
Inventors: 조유제; 장종민; 서원경
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2013-01-24
Also published as: KR20120048422A

Abstract

경로 최적화 방법이 개시된다. 본 경로 최적화 방법은, 제1 단말과 제2 단말 사이의 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계, 경로 최적화가 필요하면, 제1 단말에 대응되는 제1 MAG와 제2 단말에 대응되는 제2 MAG 간에 경로 최적화 터널을 형성하는 단계, 및, 형성된 경로 최적화 터널을 이용하여 제1 단말과 제2 단말 간의 패킷을 전달하는 단계를 포함하며, MAG 각각은 자신이 속한 도메인 내의 LMA 정보를 저장하고, 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계는, MAG가 LMA 정보를 이용하여, 단말들 사이에 전송되는 패킷이 동일 도메인 내의 LMA로의 전송인 것으로 판단되면, 경로 최적화가 필요한 것으로 판단한다.

Description

다중 ＬＭＡ 환경을 고려한 프록시 모바일 아이피 버전６ 기반의 향상된 경로 최적화 방법{AN ENHANCED ROUTE OPTIMIZATION SCHEME FOR MUTIPLE LMAs IN PMIPv6 DOMAIN}

본 발명은 다중 LMA 환경을 고려한 프록시 모바일 IP 기반의 향상된 경로 최적화 방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로, 프록시 모바일 아이피 버전6 도메인 내 모든 LMA의 정보를 MAG가 저장하여 신속하게 경로 최적화를 수행할 수 있는 다중 LMA 환경을 고려한 프록시 모바일 IP 기반의 향상된 경로 최적화 방법에 관한 것이다.

최근 무선 통신 기술의 발전과 휴대 단말의 고성능, 소형화로 인해 이동 환경에서 고속의 효율적인 멀티미디어 응용 서비스를 제공받고자하는 요구가 증가하고 있다. 특히, 고속 이동 차량환경에서 실시간 교통 정보 및 다양한 이동 멀티미디어 응용 서비스의 지원에 대한 관심이 커지고 있다.

이를 위하여 IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 이동 단말의 이동성 보장을 위한 이동 단말이 직접 이동성 관련 시그널링에 관여하는 호스트 기반의 모바일 아이피 버전6(MIPv6: Mobile IPv6) 프로토콜을 제안하였었다.

그러나 호스트 기반의 이동성 관리 기술은, 기존 단말의 프로토콜 스택에 대한 수정이 요구되며, 핸드오버 관련 메시지에 의한 무선 자원 낭비, 긴 핸드오버 지연 등의 문제가 있어, IETF NETLMM Working Group(WG)에서는 네트워크 기반 이동성 관리 기술인 프록시 모바일 아이피 버전6(Proxy Mobile IPv6: PMIPv6)기술을 개발하였다,

프록시 모바일 아이피 버전6(PMIPv6)은 망 기반의 이동서 지원 프로토콜이기 때문에 기존 단말의 프로토콜 수정 없이도 이동성을 지원할 수 있다. 구체적으로, 프록시 모바일 아이피 버전6(PMIPv6)는 도메인을 관리하는 LMA와 단말의 이동을 감지하고 단말의 위치 정보를 등록하는 MAG로 구성된다.

이하에서는 프록시 모바일 아이피 버전6(PMIPv6)에서의 초기 접속시의 동작을 살펴본다.

먼저, 단말이 MAG에게 최초로 접속하게 되면, MAG는 이동 단말로부터 MN-Identifier(MN-ID)를 획득하여 AAA 서버와 인증 과정을 수행하고, LMA 주소와 이동성 지원에 필요한 정보를 획득한다. 이후 MAG는 LMA에 Proxy Binding Update(PBU) 메시지를 전송한다. PBU 메시지를 수신한 LMA는 이동 단말만의 고유한 MN-HNP(Home Network Prefix)를 생성하고 Binding Cache Entry(BCE)에 이동 단말의 정보를 추가한다. 이후에 LMA는 MN-HNP를 Procy Binding Acknowledgment(PBA)와 함께 MAG에게 전송하고, MAG는 양방향 터널을 생성한다. 이동 단말은 MN-HNP를 이용하여 IP 주소를 생성하게 되고, 이후의 이동 단말의 모든 패킷은 MAG와 LMA의 양방향 터널을 통해서 송수신 된다.

이러한 특성 때문에 PMIPv6에서 이동 단말과 상대 단말 사이에 최단 경로가 있음에도, 패킷은 항상 LMA를 거쳐서 전달된다. 심지어 이동 단말과 상대 단말이 동일한 MAG에 접속해 있어도 패킷은 항상 LMA를 거쳐서 전달된다는 점에서, LMA에서의 병목 현상 및 종단 간 패킷 전달 지연 시간이 증가하는 등의 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 IETF NetEXT WG에서는 LMA 또는 Mobile Access Gateway(MAG) 기반의 경로 최적화 방안을 연구하였다. 이하에서는 도 1을 참고하여 종래의 경로 최적화 방안에 대해서 설명한다.

도 1은 MAG와 LMA의 수에 따른 경로 최적화 시나리오를 도시한 도면이다.

구체적으로, 도 1a는 제1 단말(11)과 제2 단말(12)이 동일한 MAG(20)에 접속된 경우에 MAG(20)의 Binding Update List(BUL) 정보를 바탕으로 LMA(50)를 통하지 않고, 제1 단말(11)과 제2 단말(12) 사이의 패킷을 MAG(20)가 직접 전달하는 A11 시나리오에 관한 도면이다.

그리고 도 1b는 제1 단말(11)과 제2 단말(12)이 동일한 MAG(20)에 접속된 경우에 MAG(20)의 Binding Update List(BUL) 정보를 바탕으로 LMA1(51) 및 LMA 2(52)를 통하지 않고, 제1 단말(11)과 제2 단말(12) 사이의 패킷을 MAG(20)가 직접 전달하는 A12 시나리오에 관한 도면이다.

그리고 도 1c는 하나의 LMA(50) 아래 서로 다른 MAG(21, 22)에 제1 단말(11)과 제2 단말(12)이 각각 연결된 경우에 A21 시나리오에 관한 도면이다. 이 시나리오에 따르면 LMA(50)의 BCE 정보를 바탕으로 제1 단말(11)과 제2 단말(12) 간의 경로 최적화가 수행된다.

한편, 도 1d를 참고하면, 제1 단말(11)과 제2 단말(12)은 각각 다른 MAG(21, 22)에 연결되며, 각각의 MAG(21, 22)는 서로 다른 LMA(51, 52)에 연결된다. 이러한 경우, 앞서 설명한 시나리오들과는 달리 BUL과 BCE를 이용하여 경로 최적화가 수행 가능한지를 판단하기 어려운 점이 있었다.

한편, 종래에는 LMA-AAA 방법, MAG-AAA 방법 및 LMA-DB 방법을 이용하여 상술한 바와 같은 다중 LMA 환경에서 경로 최적화가 가능한지를 판단하였다. 이하에서는 도 2를 참고하여, 종래의 다중 LMA 환경에서의 경로 최적화 방법을 간략히 설명한다.

도 2는 종래의 다중 LMA 환경에서의 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 2a는 종래의 LMA-AAA 방법에 따른 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a를 참고하면, LMA-AAA 방법은 우선적으로 LMA(51)이 제1 단말(11, 또는 MN)의 첫 패킷을 받으며, AAA 서버(30)로부터 경로 최적화가 수행 가능한지를 확인받고, 목적지인 제2 단말(12, 또는 CN)의 LMA2(52)의 주소를 획득한다. 이 정보를 바탕으로 LMA1(51)는 제2 단말(12)의 MAG(즉, MAG2(21))의 주소를 획득하기 위하여 LMA2(52)에 제1 단말(11)의 MAG1(21)의 주소를 포함하는 RO_REQ 메시지를 보낸다. 이 메시지를 받은 LMA2(52)는 제2 단말(12)의 MAG2(22)의 주소를 RO_REP 메시지로 답변한다. 이후에 각각의 LMA(51, 52)는 각자의 MAG(21, 22)에 경로 최적화가 가능한 MAG 주소를 RO_REQ 메시지를 통해 전달하고, 두 MAG(21, 22)는 RO_tunnel PBU/PBA 메시지를 통하여 경로 최적화 터널을 형성한다.

그러나 종래의 LMA-AAA 방법은 제2 단말(12)의 LMA(52)의 주소를 획득을 위하여 AAA를 이용한다는 점에서, 큰 시그널링 오버헤드를 갖는다는 문제점이 있었다.

도 2b는 종래의 MGA-AAA 방법에 따른 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2b를 참고하면, MGA-AAA 방법은 LMA-AAA 방법과 유사하나 LMA의 오버헤드를 줄이기 위하여 MAG가 경로 최적화를 수행한다. 그러나 MAG-AAA 방법 역시 제2 단말(12)의 LMA(52)의 주소 획득을 위하여 AAA를 이용한다는 점에서, 큰 시그널링 오버헤드를 갖는다는 문제점이 있었다.

도 2c는 종래의 LMA-DB 방법에 따른 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2c를 참고하면, LMA-DB 방안은 경로 최적화 수행 가능 여부를 LMA(51)의 DB 검색을 통해서 결정함을 확인할 수 있다. LMA-DB 방법의 경우 추가적인 시그널링은 발생하지 않지만, LMA(51, 52)에 자신이 관리하는 단말뿐만 아니라 프록시 모바일 아이피 버전6 도메인 내의 모든 단말에 관한 정보를 가지고 있어야 한다는 점에서, 엄청난 오버헤드를 가진다.

그리고 상술한 방법들은 경로 최적화 수행 이후의 핸드오버에 대해서 고려를 하지 않고 있기 때문에 경로 최적화 터널을 형성하고 있는 단말이 핸드오버를 할 경우에는 새롭게 경로 최적화 수행 가능 여부를 검사하고, 상대방의 MAG 주소를 얻어 새롭게 경로 최적화 터널을 형성하였다. 그러나 이와 같이 핸드오버 시마다 경로 최적화의 전체적인 동작을 다시 수행하는 경우 큰 오버헤드를 유발하며, 경로 최적화 동안의 패킷의 재순서화 문제 및 패킷의 손실 등이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 프록시 모바일 아이피 버전6 도메인 내 모든 LMA의 정보를 MAG가 저장하여 신속하게 경로 최적화를 수행할 수 있는 다중 LMA 환경을 고려한 프록시 모바일 IP 기반의 향상된 경로 최적화 방법을 제공하는 데 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경로 최적화 방법은, 제1 단말과 제2 단말 사이의 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계, 경로 최적화가 필요하면, 상기 제1 단말에 대응되는 제1 MAG와 상기 제2 단말에 대응되는 제2 MAG 간에 경로 최적화 터널을 형성하는 단계, 및, 상기 형성된 경로 최적화 터널을 이용하여 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 간의 패킷을 전달하는 단계를 포함하며, 상기 MAG 각각은 자신이 속한 도메인 내의 LMA 정보를 저장하고, 상기 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계는, 상기 MAG가 상기 LMA 정보를 이용하여, 상기 단말들 사이에 전송되는 패킷이 동일 도메인 내의 LMA로의 전송인 것으로 판단되면, 경로 최적화가 필요한 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 LMA 정보는, LMA가 각 단말에 할당하는 HNP 정보인 것이 바람직하다.

한편, 상기 MAG 각각은, 자신이 속한 도메인 내의 복수의 LMA, 상기 복수의 LMA 각각이 단말에 할당한 HNP 범위 및 상기 복수의 LMA 각각의 주소를 룩업 테이블 형태로 저장하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계는, 상기 제1 MAG가 상기 제1 단말이 전송하는 패킷이, 상기 제1 MAG가 저장하는 LMA 정보 내의 LMA로의 전송인 경우, 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에 경로 최적화가 필요한 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 경로 최적화 터널을 형성하는 단계는, 상기 제2 단말에 대응되는 제2 LMA로 제2 MAG의 주소를 요청하는 단계, 상기 제2 LMA로 상기 제2 MAG의 주소를 수신하는 단계, 상기 제2 MAG의 주소로 터널링 요청 메시지를 전송하는 단계, 및, 상기 제2 MAG로부터 터널링 회신 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 본 경로 최적화 방법은, 상기 형성된 경로 최적화 터널 정보를 각 단말에 대응되는 LMA에 등록하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 최적화 터널 정보는, 제1 단말의 정보, 제2 단말의 정보 및 제2 단말의 MAG 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 경로 최적화 방법은, 제1 단말이 제3 MAG로 이동되면, 제3 MAG가 제1 단말에 대응되는 제1 LMA에 위치 등록을 요청하는 단계, 및 상기 위치 등록에 대응하여, 상기 제1 LMA로부터 최적화 터널 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계는, 상기 수신된 최적화 터널 정보 및 제3 MAG가 저장하는 LMA 정보를 이용하여, 경로 최적화가 필요한지를 판단하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 경로 최적화를 수행하는 단계는, 상기 제1 단말이 이동한 제3 MAG와 상기 제2 단말에 대응되는 제2 MAG 간에 경로 최적화 터널을 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 본 경로 최적화 방법은, 상기 제1 단말이 상기 제1 MAG와 연결이 끊기면, 상기 제1 MAG가 제2 MAG에 버퍼링 요청 메시지를 전송하는 단계, 및, 상기 버퍼링 요청 메시지를 수신한 제2 MAG는 상기 제1 단말에 전송할 패킷을 버퍼링하는 단계를 더 포함하며, 상기 패킷을 전달하는 단계는, 상기 버퍼링된 패킷을 우선적으로 전달하는 것이 바람직하다.

도 1은 MAG와 LMA의 수에 따른 경로 최적화 시나리오를 도시한 도면,
도 2는 종래의 다중 LMA 환경에서의 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 시퀀스도,
도 5는 본 실시 예에 따른 핸드오버시의 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 네트워크 예시,
도 6은 본 실시 예에 따른 핸드오버시 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 시퀀스도, 그리고,
도 7 내지 도 10은 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법의 실험결과를 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참고하면, 본 실시 예에 따른 프록시 모바일 아이피 버전6(PMIPv6) 도메인은 복수의 MAG(111, 112) 및 복수의 LMA(Local Mobilty Anchor, 121, 122)를 포함한다.

MAG(Mobile Access Gateway: 111, 112)는 복수의 액세스 포인트와 연결되며, 이동 단말(11, 12)이 액세스 포인트를 통하여, MAG(111, 112)에 접속하면, LMA(121, 122)과 PBU(Proxy Binding Update)/PBA (Proxy Binding Acknowledge) 메시지를 주고 받으며 이동 단말(11, 12)의 위치를 등록할 수 있다.

그리고, MAG(111, 112)는 자신이 속한 도메인 내의 LMA 정보를 기저장한다. 여기서 LMA 정보는 LMA가 이동 단말에 할당하는 HNP 정보이다. 구체적으로, MAG(111, 112)는 자신이 속한 도메인 내의 복수의 LMA, 복수의 LMA 각각이 단말에 할당한 HNP 범위 및 복수의 LMA 각각의 주소를 아래의 표1과 같은 룩업 테이블 형태로 저장할 수 있다.

LMA	LMA HNP Range	LMA address
LMA1	aaaa::/64	LMA1_address
LMA2	bbbb::/64	LMA2_address
…	…	…

한편, LMA(Local Mobility Anchor: 121, 122)는 각 단말에 순차적으로 증가하며 각 단말에 서로 다른 홈 네트워크 프리픽스(HNP: Home Network Prefix)를 할당한다. 즉, 순차적으로 증가하는 HNP는 범위가 정해져 있다는 점에서, HNP의 상위 프리픽스를 알고 있는 있다면, 이동 단말의 주소를 통해 어느 LMA가 할당하는 HNP인지를 알 수 있게 된다.

따라서, 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은 LMA(121, 122)가 각 단말에게 할당하는 HNP의 정보를 이용하여 MAG(111, 112)에서 경로 최적화가 필요한지를 결정할 수 있다. 구체적으로 프록시 모바일 아이피 버전6 도메인의 MAG(111, 112)들이 도메인 내에 존재하는 각 LMA가 이동 단말에게 할당하는 HNP 정보를 포함한 LMA 정보(또는 DTI(Domain Information Table) 정보)를 표 1과 같이 미리 저장해놓을 수 있다.

예를 들어, 제1 LMA(121)에게 HNP를 할당받은 제1 단말(11)이 'aaaa:0001::10'의 주소를 가지고, 제2 LMA(122)에게 HNP를 할당받은 제2 단말(12)이 'bbbb:0001:10'의 주소를 가졌다고 한다면, 제1 MAG(111)는 제1 단말(11)이 제2 단말(12)에게 보내는 패킷 중 목적지 주소와 LMA 정보(또는 DTI)의 엔트리를 비교하여, 제2 단말(12)이 제2 LMA(122)에 등록되어 있다는 것을 알 수 있다.

즉, 이와 같이 별도의 구성에 경로 최적화가 필요한지 요청하지 않아도, MAG(111, 112)에서 용이하게 이동 단말(11, 12) 사이의 경로 최적화 필요한지를 확인할 수 있다. 구체적으로, MAG(111, 112)는 제1 단말(11)이 MAG(111)에 전송하는 패킷이 제1 MAG(111)가 저장하는 LMA 정보 내의 LMA로의 전송인 경우, 제1 단말(11)과 제2 단말(12) 사이에 경로 최적화 필요한 것으로 판단할 수 있다.

판단 결과, 경로 최적화가 필요한 것으로 판단되면 MAG(111, 112)는 이동 단말(11, 12) 사이에 경로 최적화 터널을 형성한다. 초기 접속시 경로 최적화 절차에 대해서는 도 4를 참고하여 후술한다.

그리고, MAG(111, 112)는 형성된 경로 최적화 터널을 이용하여 이동 단말(11, 12) 사이의 패킷을 전달한다.

그리고, MAG(111, 112)는 형성된 경로 최적화 터널에 대한 정보를 각 이동 단말에 대응되는 LMA(121, 122)에 등록할 수 있다. 구체적으로, MAG(111, 112)는 각자의 LMA(121, 122)에 CBU 메시지를 통하여 CBC에 경로 최적화 정보를 저장할 수 있다. 여기서 CBC는 핸드오버 시에 신속하게 경로 최적화를 수행하기 위하여 LMA가 가지고 있는 엔트리로, CBC에 저장되는 정보는 아래의 표 2와 같다.

MN	CN	CN's MAG
MN_address	CN_address	MAG address
…	…	…

한편, 이동 단말이 핸드오버하는 경우, MAG(111, 112)는 연결 단락된 제1 단말(11)의 제2 단말(12)에 대응되는 MAG(즉, 제2 MAG(112))에 버퍼링 요청 메일을 송신할 수 있으며, 제1 단말(11)이 새로 이동한 곳의 MAG는 일련의 핸드 오버 동작 및 새로운 경로 최적화 동작을 수행할 수 있다. 이와 같은 동작에 대해서는 도 5 및 도 6을 참고하여 후술한다.

LMA(121, 122)는 이동 단말(11, 12)에 대한 위치를 관리한다. 구체적으로, LMA(121, 122)는 MAG(111, 112)과 PBU(Proxy Binding Updata)/PBA(Proxy Binding Acknowlege) 메시지를 주고 받으며 이동 단말(11, 12)의 위치를 등록할 수 있다.

도 4는 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 시퀀스도이다.

도 4를 참고하면, 먼저 제1 단말(11)이 제2 단말(12)에게 처음 패킷을 보내면 제1 MAG(111, 또는 MAG1)은 제1 단말(11)이 전송하는 패킷의 목적지 주소를 기저장하고 있는 LMA 정보(또는 DIT 엔트리)와 비교하여 경로 최적화가 수행 가능한지를 판단한다. 경로 최적화가 수행 가능한지를 판단하는 동작은 앞서 설명하였는바, 중복 설명은 생략한다.

경로 최적화가 수행할 수 있다고 판단되면, 제1 MAG(111)는 LMA 정보 내의 제2 LMA(122)의 주소를 이용하여 제2 LMA(122)에 제2 단말(12)의 MAG(즉, 제2 MAG(112)) 주소를 획득하기 위한 RO_REQ 메시지를 송신한다. RO_REQ 메시지를 수신한 제2 LMA(122)는 RO_REP 메시지를 이용하여 제1 MAG(111)에 제2 단말(12)의 MAG(제2 MAG(112)) 주소를 송신할 수 있다.

제2 단말(12)의 제2 MAG(112) 주소를 알게 된 제1 MAG(111)는 제2 MAG(112)에 경로 최적화 터널을 형성하기 위한 터널링 요청(Tunneling Request) 메시지를 보내고, 제2 MAG(112)로부터 터널링 회신(Tunneling Reply) 메시지를 수신하면 제1 MAG(111)와 제2 MAG(112) 사이에 경로 최적화 터널이 형성된다.

경로 최적화 터널이 형성되면, 각 MAG(111, 112)는 각자의 LMA(121, 121)에 CBU 메시지를 통해서 CBC에 경로 최적화 정보를 저장한다.

이상과 같이 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은, 프록시 모바일 아이피 버전6 도메인 내의 MAG에 'LMA가 단말에게 할당하는 HNP 정보'를 사전에 저장하여 이용함으로써, 신속하게 경로 최적화가 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 또한, MAG에 저장되는 LMA 정보(또는 DTI 정보)는 LMA 개수만큼의 엔트리만을 포함한다는 점에서, 저장 오버헤드는 작다.

도 5는 본 실시 예에 따른 핸드오버시의 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 네트워크 예시이다.

도 5를 참고하면, 본 실시 예에 따른 프록시 모바일 아이피 버전6(PMIPv6) 도메인은 복수의 MAG(111, 112, 113), 복수의 LMN(Local Mobilty Anchor, 121, 122)를 포함한다. 이 상태에서 제1 단말(11)은 제1 MAG(111)을 통하여 제1 LMA(121)에 연결되어 있고, 제2 단말(12)은 제2 MAG(112)를 통하여 제2 LMA(122)에 연결되어 있으며, 제1 MAG(111)과 제2 MAG(112) 사이에는 경로 최적화 터널이 형성되어 있다.

이와 같은 상황에서 제1 단말(11)이 제1 MAG(111)에서 제3 MAG(113)으로 핸드오버되는 경우의 일련의 동작을 도 6을 참고하여 설명한다.

도 6은 본 실시 예에 따른 핸드오버시 경로 최적화 방법을 설명하기 위한 시퀀스도이다.

도 6을 참고하면, 먼저 제1 단말(11)이 이동하여 제1 MAG(111)와 링크 고잉 다운(Link going down)이 발생하면, 제1 MAG(111)은 제1 단말(11)이 핸드오버 할 것이라고 예측하고, 경로 최적화 터널을 형성하고 있는 제2 MAG(112)에 버퍼링 요청(Buffering Req) 메시지를 보내어 제2 단말(12)에 대한 패킷을 버퍼링하도록 할 수 있다.

이후에 제1 단말(11)이 제1 MAG(111)에서 분리된 후, 제3 MAG(113)에 접속하면, 제3 MAG(113)는 제1 단말(11)의 이동 정보를 PBU/PBA 메시지를 통하여 제1 LMA(121)에 전송할 수 있다. 이때 제1 LMA(121)는 CBC를 이용하여 제1 단말(11)이 형성하고 있던 경로 최적화 터널 정보(제2 단말(12)의 MAG(112) 주소)를 PBA 메시지에 포함하여 제3 MAG(113)에 전달할 수 있다.

제2 단말(12)의 경로 최적화 정보를 포함하는 PBA 메시지를 수신한 제3 MAG(113)는 수신한 정보를 기초로 제2 MAG(112)에 바로 경로 최적화 터널 메시지를 보내어 신속하게 경로 최적화 터널을 형성할 수 있다. 이때 제2 MAG(112)는 제1 단말(11)과의 RO 정보가 변경되었기 때문에 제2 LMA(122)에 CBU 메시지를 보내어 제2 LMA(122)의 CBC가 갱신되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 과정에 의하여, 제3 MAG(113)와 제2 MAG(112) 사이에 경로 최적화 터널이 형성되면, 제2 MAG(112)는 버퍼링하고 있었던 제1 단말(11)의 패킷을 먼저 포워딩한 뒤에 경로 최적화 터널이 생성된 이후의 패킷을 송신할 수 있다. 이와 같이 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은 제2 단말(12)의 MAG(즉, 제2 MAG(112)가 버퍼링을 수행하기 때문에 핸드오버시에 생기는 패킷의 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 버퍼링하고 있던 패킷을 먼저 포워딩한 이후에 최적화 터털이 생성된 이후의 패킷을 송신하는바, 패킷 재순서화를 최소화할 수 있다.

이상과 같은 본 실시 예에 의한 경로 최적화 방법의 우수성을 도 7 내지 도 10을 참고하여 설명한다.

도 7 내지 도 10은 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법의 실험결과를 나타내는 도면이다.

본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법의 성능을 평가하기 위하여, 사용된 네트워크 토폴러지 구성은 도 5와 같으며, 사용된 시뮬레이션 파라미터는 아래의 표 3과 같다.

파리미터	내용
Radio technology	IEEE 802.11
Coverage	1km
Application traffic	CBR
Packet interval	0.1m sec
Packet size	1,024bytes

도 7은 종래의 경로 최적화 방안과 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방안의 지연 시간을 그래프로 나타낸 도면이다. 여기서 경로 최적화 지연시간이란, 경로 최적화 수행 가능 여부를 판단하고, 제1 단말(11)의 MAG(즉, 제1 MAG(111))와 제2 단말(12)의 MAG(즉, 제2 MAG(112)) 사이에 경로 최적화 터널이 형성되기까지의 시간을 나타낸다.

도 7을 참고하면, 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법이 종래 방안에 비교하여 경로 최적화 지연 시간이 짧아짐을 확인할 수 있다. 구체적으로, 종래의 LMA-AAA 방법과 MAG-AAA 방법은 경로 최적화 수행 가능 여부를 판단하기 위해서 AAA 서버를 이용함으로써, 경로 최적화가 가능한지 판단하는데 지연이 발생한다.

반면에, 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은 경로 최적화가 가능한지 판단하기 위한 메시지가 발생하지 않으며, CBU 메시지를 통해서 제2 단말(12)의 LMA(즉, 제2 LMA(122))의 CBC를 갱신하며, CBA 메시지를 통해서 제2 단말(12)의 MAG(즉, 제2 MAG(112)) 주소를 얻어오게 되어서 경로 최적화 형성 메시지를 통해서 경로 최적화 터널이 형성되게 된다.

도 8 내지 도 10은 종래의 경로 최적화 방법과 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법의 패킷 손실 및 패킷 재순서화를 비교하기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 8은 종래의 방안과 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법의 패킷 손실을 나타낸 그래프이다.

도 8을 참고하면, 종래의 LMA-AAA 방안과 MAG-AAA 방안은 핸드오버 동안에 버퍼링을 하지 않기 때문에, 약 623.1 sec에서 623.9 sec까지의 약 0.8 msec 동안의 시간에 패킷을 받지 못함을 확인할 수 있다. 반면에 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은 제2 단말(12)의 MAG(즉, 제2 MAG(112))에서 버퍼링을 수행하는바, 핸드오버 동안에 패킷의 손실이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.

한편, 이러한 패킷 손실을 방지하기 위하여, 종래의 방법에 제1 단말(11)의 MAG(즉, 제1 MAG(111))이 제1 단말(11)의 패킷을 버퍼링하도록 구현하는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 종래 기술 역시 패킷 손실이 발생하지 않게 된다.

그러나 도 9에 도시된 바와 같이 핸드오버 이후에 버퍼링 패킷이 포워딩될 때 핸드오버 이후의 패킷과 포워딩 되는 패킷의 재순서화가 발생하게 되는 것을 확인할 수 있다. 반면에 본 실시 예에 따른 방법은 패킷의 재순서화가 발생하지 않음을 확인할 수 있다. 구체적으로, 본 실시 예에 따른 방법은 제2 단말(12)의 MAG(즉, 제2 MAG(112))가 버퍼링을 수행하는바, 포워딩 되는 패킷과 핸드오버 이수의 패킷의 재순서화가 발생하지 않게 된다.

도 10은 종래의 방안과 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법의 패킷 재순서화를 나타낸 도면이다.

도 10을 참고하면, 종래의 방법은 핸드오버 이후 패킷 재순서화가 발생함을 확인할 수 있다. 구체적으로, 종래의 방법은 핸드오버 이후 다시 경로 최적화 수행 여부를 감지하고, 다시 경로 최적화 터널을 생성하기 때문에 핸드오버 시마다 패킷 재순서화가 발생한다. 반면에 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은 패킷 재순서화가 발생하지 않음을 확인할 수 있다.

따라서, 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은 프록시 모바일 아이피 버전6 도메인 내의 MAG들은 LMA가 단말에게 할당하는 HNP 정보를 사전에 저장하여 신속하게 경로 최적화 수행 여부 경정을 판단할 수 있는바, 경로 최적화 상태 정보를 LMA에게 저장하여 핸드오버 이후에 신속한 경로 최적화 수행을 지원할 수 있게 된다. 그리고 본 실시 예에 따른 경로 최적화 방법은 핸드오버시에 상대 노드의 MAG에 버퍼링 기능을 추가할 수 있는바, 경로 최적화를 수행하는 동안 패킷의 손실과 재순서화를 해결할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100: 모바일 아이피 버전6(PMIPv6) 도메인 111, 112, 113: MAG
121, 122: LMA

Claims

프록시 모바일 아이피 버전6(MIPv6) 기반의 경로 최적화 방법에 있어서,
제1 단말과 제2 단말 사이의 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계;
경로 최적화가 필요하면, 상기 제1 단말에 대응되는 제1 MAG와 상기 제2 단말에 대응되는 제2 MAG 간에 경로 최적화 터널을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 경로 최적화 터널을 이용하여 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 간의 패킷을 전달하는 단계; 및
상기 형성된 경로 최적화 터널 정보를 각 단말에 대응되는 LMA에 등록하는 단계;를 포함하며,
상기 MAG 각각은 자신이 속한 도메인 내의 LMA 정보를 저장하고,
상기 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계는,
상기 MAG가 상기 LMA 정보를 이용하여, 상기 단말들 사이에 전송되는 패킷이 동일 도메인 내의 LMA로의 전송인 것으로 판단되면, 경로 최적화가 필요한 것으로 판단하며,
상기 제1 단말이 제3 MAG로 이동되면, 상기 제3 MAG이 상기 제1 LMA로부터 최적화 터널 정보를 수신하는 단계;및
상기 수신된 최적화 터널 정보 및 상기 제3 MAG가 저장하는 LMA 정보를 이용하여, 경로 최적화가 필요한지를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
제1항에 있어서,
상기 LMA 정보는,
LMA가 각 단말에 할당하는 HNP 정보인 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
제1항에 있어서,
상기 MAG 각각은,
자신이 속한 도메인 내의 복수의 LMA, 상기 복수의 LMA 각각이 단말에 할당한 HNP 범위 및 상기 복수의 LMA 각각의 주소를 룩업 테이블 형태로 저장하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
제1항에 있어서,
상기 경로 최적화가 필요한지를 감지하는 단계는,
상기 제1 MAG가 상기 제1 단말이 전송하는 패킷이, 상기 제1 MAG가 저장하는 LMA 정보 내의 LMA로의 전송인 경우, 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에 경로 최적화가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
제1항에 있어서,
상기 경로 최적화 터널을 형성하는 단계는,
상기 제2 단말에 대응되는 제2 LMA로 제2 MAG의 주소를 요청하는 단계;
상기 제2 LMA로 상기 제2 MAG의 주소를 수신하는 단계;
상기 제2 MAG의 주소로 터널링 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
상기 제2 MAG로부터 터널링 회신 메시지를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 최적화 터널 정보는,
제1 단말의 정보, 제2 단말의 정보 및 제2 단말의 MAG 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
제1항에 있어서,
제1 단말이 제3 MAG로 이동되면, 제3 MAG가 제1 단말에 대응되는 제1 LMA에 위치 등록을 요청하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 수신하는 단계는,
상기 위치 등록에 대응하여, 상기 제3 MAG이 상기 제1 LMA로부터 최적화 터널 정보를 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
제8항에 있어서,
상기 경로 최적화를 수행하는 단계는,
상기 제1 단말이 이동한 제3 MAG와 상기 제2 단말에 대응되는 제2 MAG 간에 경로 최적화 터널을 형성하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 단말이 상기 제1 MAG와 연결이 끊기면, 상기 제1 MAG가 제2 MAG에 버퍼링 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
상기 버퍼링 요청 메시지를 수신한 제2 MAG는 상기 제1 단말에 전송할 패킷을 버퍼링하는 단계;를 더 포함하며,
상기 패킷을 전달하는 단계는,
상기 버퍼링된 패킷을 우선적으로 전달하는 것을 특징으로 하는 경로 최적화 방법.