KR101234905B1 - Method and apparatus of emulation in wireless data communication network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나의 물리적 시스템이 복수의 고유 장치 ID를 보유하도록 하여 복수 개의 가상 장치를 에뮬레이션하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 무선 표준을 지원하는 적어도 하나의 액세스 포인트를 통해 무선 망에 접속되는 단말 장치는, 상기 액세스 포인트와 통신을 수행하기 위해 상기 장치에서 구현된 복수의 가상 단말들과, 상기 액세스 포인트로부터 프레임을 수신하여 하위 맥(LMAC)계층 처리부로 전송하고, 상기 하위 맥(LMAC)계층 처리부로부터 전송된 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 물리(PHY) 계층 처리부와, 상기 물리 계층 처리부로부터 수신된 프레임의 수신 주소를 검사하여 상기 수신 주소가 상기 단말의 수신 주소에 해당하는 지 검사하는 상기 하위 맥(LMAC)계층 처리부와, 상기 하위 맥 계층 처리부와 상기 가상 단말들간의 인터페이싱을 제공하는 인터페이싱 수단을 포함한다.
Wireless LAN, Virtual LAN, IEEE 802.11, MAC(Medium Access Control), CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
The present invention relates to a method and apparatus for emulating a plurality of virtual devices such that one physical system has a plurality of unique device IDs.
A terminal device connected to a wireless network through at least one access point supporting at least one wireless standard according to the present invention includes: a plurality of virtual terminals implemented in the device for communicating with the access point; A physical layer processor for receiving a frame from an access point and transmitting the frame to an LMAC layer processor, and transmitting a frame transmitted from the lower MAC layer to the access point, from the physical layer processor An interfacing providing an interface between the lower MAC layer processing unit and the lower MAC layer processing unit and the virtual terminals by checking a receiving address of a received frame and checking whether the receiving address corresponds to a receiving address of the terminal. Means;
Wireless LAN, Virtual LAN, IEEE 802.11, Medium Access Control (MAC), Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA)
Description
도 1은 일반적인 무선 랜의 망 구성을 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a network configuration of a general wireless LAN,
도 2는 일반적인 무선 랜에서 데이터 프레임들의 간격 및 대기 윈도우를 도시한 도면,2 is a diagram illustrating an interval and a waiting window of data frames in a typical WLAN;
도 3은 일반적인 무선 랜에서 사용되는 RTS(Request To Send)/CTS(Clear To Send)/데이터/ACK 프레임과 NAV(Network Allocation Vector)의 설정을 도시한 것FIG. 3 illustrates the settings of a Request To Send (RTS) / Clear To Send (CTS) / Data / ACK frame and a Network Allocation Vector (NAV) used in a typical wireless LAN.
도 4는 IEEE 802.11 방식의 일반적인 무선 랜의 MAC 프로토콜 계층에서 사용되는 프레임의 기본 구조를 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a basic structure of a frame used in a MAC protocol layer of a general wireless LAN of the IEEE 802.11 scheme;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 구현한 에뮬레이터(Emulator)를 사용하여 가상 STA들과 AP간 상호 통신하는 관계를 도시한 도면,FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between virtual STAs and APs using an emulator implemented according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 6은 본 발명에서 제안한 VISTA를 이용하여 하나의 단말에 구현된 가상 STA들이 다수의 AP들에 접속하여 통신을 수행하는 과정을 개념화한 도면,6 is a conceptual diagram illustrating a process of performing communication by accessing a plurality of APs to virtual STAs implemented in one terminal using VISTA proposed by the present invention;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 데이터 통신 시스템을 에뮬레이션하기 위한 에뮬레이터인 VISTA의 블록 구성도,7 is a block diagram of VISTA, which is an emulator for emulating a wireless data communication system according to an embodiment of the present invention;
도 8a는 본 발명의 제1실시 예에 따른 하위 맥(LMAC) 계층 처리부의 블록구성도,8A is a block diagram of a lower MAC layer processing unit according to a first embodiment of the present invention;
도 8b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주소 어레이 테이블의 구성도,8B is a configuration diagram of an address array table according to a first embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하위 맥(LMAC) 계층 처리부의 블록 구성도, 9 is a block diagram of a lower MAC layer processing unit according to a second embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 하위 맥(LMAC)에서 수신된 프레임을 가상 STA들로 전송하기 위한 방법 흐름도.10 is a flowchart illustrating a method for transmitting a frame received in a lower MAC (LMAC) to virtual STAs according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 통신 시스템에서 성능 측정을 위한 에뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것으로 특히 무선 데이터 통신 시스템에서 하나의 테스트 장비에 가상의 단말들을 구현하여 무선 데이터 통신 시스템의 성능을 측정하기 위한 에뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an emulation method and apparatus for measuring performance in a communication system, and more particularly, to an emulation method and apparatus for measuring performance of a wireless data communication system by implementing virtual terminals in one test equipment in a wireless data communication system. will be.
일반적으로 에뮬레이션이라 함은, 어떤 하드웨어나 소프트웨어의 기능을 다른 종류의 하드웨어나 소프트웨어와 똑같이 작동하도록 특별한 프로그램이나 기계적 방법을 사용하는 기법을 의미한다.In general, emulation refers to a technique that uses a special program or mechanical method to make a hardware or software function the same as other hardware or software.
그리고 무선 데이터 통신 시스템은 단말까지 고정적인 유선 네트워크를 연결하여 사용할 수 없는 경우를 위해 개발된 시스템이다. 이러한 무선 데이터 통신 시스템의 대표적인 예로는 이동 통신 시스템, 무선 랜, 와이브로(Wibro), 이동 애드 혹(Mobile Ad Hoc)등을 들 수 있다.The wireless data communication system is a system developed for a case where a fixed wired network cannot be connected to a terminal. Representative examples of such a wireless data communication system include a mobile communication system, a wireless LAN, Wibro, a mobile ad hoc, and the like.
이러한 무선 데이터 통신 시스템 중 현재 전 세계적으로 가장 활발하게 개발되고 있는 통신 기술이 바로 무선 랜(Wireless LAN)기술이다. 무선 랜은 유선 LAN의 확장 또는 대안으로 구현된 유연한 데이터 통신 시스템이다. 무선 랜에서는 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 또는 적외선 기술을 사용하여 케이블의 연결 없이 데이터를 공중으로 전송하거나 수신하며, 액세스 포인트(Access Point : AP)에 접속하여 인터넷에 연결할 수 있으며, 사용자들간에 네트워킹이 가능하다. 상기 무선 랜 시스템의 일 예로는 미국의 전기 전자 기술자협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers : IEEE) 802.11 기반의 WiFi(Wireless Fidelity)를 들 수 있다. Among the wireless data communication systems, the most actively developed communication technology in the world is wireless LAN technology. WLAN is a flexible data communication system implemented as an extension or alternative to wired LAN. Wireless LAN uses radio frequency (RF) or infrared technology to transmit or receive data over the air without cable connection, access to the Internet by accessing an access point (AP), and between users Networking is possible. An example of the wireless LAN system may include the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 based WiFi (Wireless Fidelity).
이하 본 명세서에서는 IEEE 802.11 기반의 무선 랜 시스템을 예로서 설명하겠으며, 본 명세서에서 언급되는 용어 및 종래 기술들은 ISO/IEC 8802-11, "Local And Metropolitan Area Networks : Wireless LAN", 1999 Edition 에 상세히 언급되어 있다.In the following specification, an IEEE 802.11 based wireless LAN system will be described as an example, and the terms and the conventional techniques mentioned in the present specification are described in detail in ISO / IEC 8802-11, "Local And Metropolitan Area Networks: Wireless LAN", 1999 Edition. It is.
도 1은 일반적인 무선 랜의 망 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 1과 같은 단위 네트워크(100)를 BSS(Basic Service Set)이라 하며, 하나의 AP(102)와 다수의 단말(Station : STA)(104)들로 이루어진다. AP(102)는 참조번호 106와 같이 유선 망이나 다른 BSS에 연결되어 자신의 BSS 내에 있는 STA 들이 외부 네트워크와 통신할 수 있도록 하는 DS(Distribution System)를 포함한다. 이와 같이 기지국에 해당하는 AP(102)가 BSS를 구성하는 형태의 네트워크를 '인프라스트럭쳐(Infrastructure)' 네트워크라고 한다. IEEE 802.11에서는 인프라스트럭쳐 네트 워크 이외에 IBSS(Independence Basic Service Set) 또는 ad-hoc 네트워크라 불리는 형태의 구성이 가능하며, 이것은 AP(102) 없이 STA 들간에 네트워크를 형성하여 직접 데이터를 교환할 수 있는 형태이다.1 is a diagram illustrating a network configuration of a general wireless LAN. The
현재 일반적으로 가장 많이 보급되어 있는 무선 랜 장치들은 IEEE 802.11 Wireless LAN 규격에 따른 것으로, 이 규격은 AP(102)와 STA(104)의 물리 계층(Physical Layer : PHY)과 매체 접근 제어(Media Access Control : MAC) 계층에 대한 상세 사양을 기술하고 있다. PHY 계층은 코딩 방식이나 전송 방식에 따라 FHSS(Frequency-Hopping Spread Spectrum), DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum), IR(Infrared), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 등 여러 가지가 있으며, 신호를 처리하는 모뎀부와 전파를 송수신하는 RF(Radio Frequency)부를 일컫는다. MAC 계층은 PHY 계층의 종류에 거의 무관하게 동작하는 논리 계층으로 인증(Authentication), 가입(Association), 비인증(Deauthentication), 비가입(Disassociation), 분배(Distribution), 집적(Integration), 프라이버시(Privacy), 재가입(Reassociation), MSDU(MAC Service Data Unit) 전달(Delivery)과 같은 서비스를 제공한다.Currently, the most widely used wireless LAN devices are in accordance with the IEEE 802.11 Wireless LAN standard, which is a physical layer (PHY) and media access control of the AP 102 and the STA 104. It describes the detailed specifications for the MAC layer. There are various PHY layers, such as frequency-hopping spread spectrum (FHSS), direct sequence spread spectrum (DSSS), infrared (IR), or orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). Refers to an RF (Radio Frequency) unit for transmitting and receiving a portion and a radio wave. The MAC layer is a logical layer that operates almost regardless of the type of PHY layer. Authentication, Subscription, Deauthentication, Disassociation, Distribution, Integration, and Privacy ), Reassociation, and delivery of MAC Service Data Unit (MSDU).
IEEE 802.11 MAC은 다수의 단말들이 WM(Wireless Medium)이라는 공유 매체를 사용함에 있어 그 공유 매체에 대한 접근을 제어하는 방식으로 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)라는 기술을 이용한다. 이 기술은 TDMA(Time Division Multiple Access), 즉 시분할 다중 접속 방식의 일종으로, 다수의 단말들이 동일한 주파수 대역을 사용하되 각 단말이 서로 다른 시간에 WM을 통해 프레임을 주고 받도록 한다. IEEE 802.11 MAC의 CSMA/CA를 구현하는 세부 기능으로는 DCF(Distributed Coordination Function)와 PCF(Point Coordination Function)가 있다. 이 중에서 PCF는 선택 사양으로, 현재까지 보급된 제품들은 대부분 이 기능을 지원하지 않고 있다.The IEEE 802.11 MAC uses a technology called carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) in a manner that a plurality of terminals use a shared medium called wireless medium (WM) to control access to the shared medium. This technique is a type of time division multiple access (TDMA), that is, a time division multiple access scheme, in which a plurality of terminals use the same frequency band but allow each terminal to transmit and receive a frame through WM at different times. Detailed functions for implementing CSMA / CA of IEEE 802.11 MAC include a Distributed Coordination Function (DCF) and a Point Coordination Function (PCF). Among them, PCF is an option, and most of the products to date do not support this function.
IEEE 802.11 기반의 MAC 프로토콜의 핵심이 되는 DCF는 다수의 무선 단말들이 WM에 접근함에 있어서 자신이 데이터를 전송하기 전에 WM이 점유되어 있는가를 확인하고, 매체가 아이들(Idle) 상태로 되면, 충돌을 피하기 위해 임의의 시간만큼 대기(Random Backoff) 후 전송하되, MAC-레벨(Level) 승인(Acknowledgement) 및 재전송을 골자로 하는 매체 접근 방식이다. 이때 WM을 점유하는 데이터 프레임들 사이의 시간 간격은 규격에 따라야 한다.DCF, which is the core of the IEEE 802.11 based MAC protocol, checks whether the WM is occupied before transmitting the data when multiple wireless terminals access the WM, and if the medium is idle, avoid collision. It is a medium approach that transmits after random backoff for random time, but uses MAC-level acknowledgment and retransmission. At this time, the time interval between the data frames occupying the WM should comply with the specification.
도 2는 일반적인 무선 랜에서 데이터 프레임들의 간격 및 대기 윈도우를 도시한 도면이며, 도 3은 일반적인 무선 랜에서 사용되는 RTS(Request To Send)/CTS(Clear To Send)/데이터/ACK 프레임과 NAV(Network Allocation Vector)의 설정을 도시한 것이다. 송신 단말은 데이터 전송에 앞서 무선 채널 상의 점유 기간을 나타내는 NAV 값을 RTS에 설정하여 송신한다. 자신에게로 통신 요청이 있음을 확인한 수신측에서는 확인의 의미로 CTS를 보내 송신측에 응답을 한다. 송신측은 CTS 응답을 받으면 준비한 데이터의 전송을 시작하고 전송이 다 이루어진 후 수신측으로부터 ACK를 기다리게 된다. 수신측은 받은 데이터에 오류가 없는 경우 ACK를 송신측에 보내 정상적으로 데이터 수신이 이루어졌음을 알린다. FIG. 2 is a diagram illustrating an interval and a standby window of data frames in a typical WLAN, and FIG. 3 is a request to send (RTS) / clear to send (CTS) / data / ACK frame and a NAV (used in a typical WLAN). Network Allocation Vector) is shown. Prior to data transmission, the transmitting terminal sets and transmits an NAV value indicating the occupancy period on the radio channel to the RTS. The receiving side confirms that there is a communication request to itself, and sends a CTS to confirm the response. When the sender receives the CTS response, it starts to transmit the prepared data and waits for an ACK from the receiver after the transmission is completed. If there is no error in the received data, the receiver sends an ACK to the transmitter to inform that the data has been successfully received.
도 2를 살펴보면, IEEE 802.11 규격에서는 상기 데이터 프레임들 사이의 시 간 간격을 IFS(Inter-Frame Space)라고 칭하며, 상기 시간 간격은 길이에 따라 SIFS(Short Inter-Frame Space)(200), PIFS(PCF Inter-Frame Space)(202), DIFS(DCF Inter-Frame Space)(204) 그리고 도시되지는 않았지만, EIFS(Extended Inter-Frame Space)로 구분한다.Referring to FIG. 2, in the IEEE 802.11 standard, a time interval between the data frames is referred to as an inter-frame space (IFS), and the time interval is a short inter-frame space (SIFS) 200 according to a length, and a PIFS ( PCF Inter-Frame Space (202), DCF Inter-Frame Space (DIFS) 204, and not shown, but divided into Extended Inter-Frame Space (EIFS).
이 중 SIFS(200)는 수신 단말이 프레임의 수신자 주소(Receiver Address : RA)가 자신이고 송신자 주소(Transmitter Address : TA)에 해당하는 장치로 즉시 응답을 요청하는 경우에 사용하는 간격으로, 다른 단말들 보다 우선적으로 WM을 점유하는 효과가 있다. SIFS(200)가 사용되는 대표적인 예로는 자기 자신 즉 수신 단말로 설정된 MPDU(MAC Protocol Data Unit) 프레임을 받아서 TA에 해당하는 장치로 응답(Acknowledgement : ACK) 프레임을 전송하는 경우로써, 데이터 프레임(300)과 ACK 프레임(302) 사이는 SIFS(200) 만큼의 시간 간격을 둔다.Among these, the
상기 도 3은 소스 장치(304)에서 목적지 장치(306)로의 데이터 프레임(300)이 전송이 완료된 후 SIFS(200)이후에 목적지 장치(306)에서 소스 장치(304)로 ACK 프레임(302)를 전송하는 예를 도시하고 있다.3 shows the
도 4는 IEEE 802.11 방식의 일반적인 무선 랜의 MAC 프로토콜 계층에서 사용되는 프레임의 기본 구조를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a basic structure of a frame used in a MAC protocol layer of a general wireless LAN of the IEEE 802.11 scheme.
도 4에서 프레임 컨트롤 필드(Frame control field)(400)는 MAC 프로토콜의 버전과 프레임의 종류를 나타낸다. 상기 프레임의 종류는 크게 매니지먼트 프레임(Management Frame)과 컨트롤 프레임(Control Frame)과 데이터 프레임(Data Frame)으로 구분되며, 각각은 다시 부타입(SubType)들로 세분화된다. 그리고 듀레 이션/아이디(Duration/ID) 필드(402)는 주로 이 프레임 이후로 얼마 동안 더 WM이 점유될 것인가에 대한 시간 정보가 기록되고, 주소 필드(Address Field)(404)들은 RA(Receiver Address), TA(Transmitter Address), DA(Destination Address) 그리고 SA(Source Address) 등을 기록하는데 쓰인다. 여기서 주소(Address)라고 하는 것은 이더넷의 MAC 주소와 동일한 구조로써 예컨대, 6바이트 길이의 데이터이며 모든 이더넷 장치들은 고유의 MAC 주소를 갖는다. 그리고, 도 4에서 어드레스 1(408)필드에는 프레임을 수신 받을 수신자 주소(RA)가 저장되어 있다. 끝으로 FCS(Frame Check Sequence) 필드는 프레임 컨트롤 필드(400)로부터 프레임 바디의 끝부분에 대한 사이클릭 리던던시 코드(Cyclic Redundancy Code : CRC) 계산 결과를 기록하여 수신기가 동일한 방법으로 CRC를 계산하여 프레임에 첨부된 FCS 필드 값과 비교함으로써 프레임 내용이 전송되는 중에 변형되었는가를 확인하는 용도로 사용된다.In FIG. 4, the
상술한 무선 랜과 같은 무선 데이터 통신 기술은 현재 전 세계적으로 가장 활발하게 개발되고 있는 통신 기술 중의 하나이다. 특히 무선 랜 분야는 IEEE 802.11 규격을 중심으로 최근 들어 상용 제품이 출시된 이래 사용자층이 폭발적으로 늘고 있는 추세이다. 아울러 MAN 이나 WAN 분야에 대한 무선 통신 기술도 빠르게 진행되고 있다. 이에 따라 수많은 기업과 연구소에서 무선 데이터 통신 장비를 개발하고 있음은 물론, 대학교 등의 교육 기관에서도 이러한 기술에 대한 과목을 채택하고 있다.The wireless data communication technology such as the above-described wireless LAN is one of the most actively developed communication technologies worldwide. In particular, the wireless LAN field has an explosive increase in the user base since the commercial product was recently released, especially in the IEEE 802.11 standard. In addition, wireless communication technology in the MAN or WAN field is rapidly progressing. As a result, numerous companies and research institutes are developing wireless data communication equipment, and educational institutions such as universities are taking courses on these technologies.
그러나 이러한 무선 데이터 통신 기술의 발전에도 불구하고, 무선 통신 기술 습득을 위한 실험이나 실습 또는 개발한 통신 프로토콜의 동작 시험을 위한 기반이 부족한 실정이다. 가장 사용자 층이 두터운 IEEE 802.11 무선 랜을 상기 도 1을 참조하여 예로 들어 설명하기로 하겠다. However, despite the development of such wireless data communication technology, there is a lack of a basis for experiments or training for acquiring wireless communication technology or for operation test of a developed communication protocol. An IEEE 802.11 WLAN having the thickest user layer will be described with reference to FIG. 1 as an example.
노트북 컴퓨터와 같은 여러 개의 무선 단말(Station : STA)들이 유선망에 연결된 하나의 액세스 포인트(Access Point : AP)에 접속하여 인터넷을 이용하게 된다. 상기 도 1을 참조하면, 보통 하나의 상용 AP(102)는 모델에 따라 적게는 10여개에서 많게는 100개 이상의 STA들(104)을 동시에 가입(Association)시킬 수 있다. 그러나 AP의 경계 조건(Boundary Condition)이나 스트레스 테스트(Stress test)를 위해서 실제로 100개 이상의 STA들을 동원하는 일은 매우 어렵다. 그럼에도 불구하고 공공의 장소에 설치되는 AP(102)는 동시 가입자 수도 많을 수 있으며 그런 경우에도 고도의 신뢰성을 유지해야 할 필요가 있으므로 이러한 상황을 미리 시험해 볼 필요성이 크다. 예컨대 AP 개발자가 자신의 AP에 접속 가능한 최대 STA들이 동시에 접속한 경우의 동작을 시험하기 위해서는 많은 수의 STA들을 준비해야만 한다. 전형적인 STA는 노트북 컴퓨터이기 때문에 이들을 수 십대 이상 동원한다는 것을 사실상 매우 어려운 일이다. 설령 이러한 시험용 STA 들을 많이 구비하였다 하더라도 인위적으로 각각의 STA들을 조작하여 시험하고자 하는 이벤트를 AP에 발생시키는 일은 더욱 어렵다. Several wireless terminals (station STAs), such as notebook computers, connect to an access point (AP) connected to a wired network to use the Internet. Referring to FIG. 1, one
본 발명은 무선 데이터 통신 시스템에서 시스템의 동작을 시험하기 위한 에뮬레이션 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an emulation apparatus and method for testing the operation of a system in a wireless data communication system.
본 발명은 무선 데이터 통신 시스템에서 하나의 물리 계층을 갖는 단말로 다수의 데이터 통신 가상 단말을 에뮬레이션 할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method capable of emulating a plurality of data communication virtual terminals with a terminal having one physical layer in a wireless data communication system.
본 발명에 따른 적어도 하나의 무선 표준을 지원하는 적어도 하나의 액세스 포인트를 통해 무선 망에 접속되는 단말 장치는, 상기 액세스 포인트와 통신을 수행하기 위해 상기 장치에서 구현된 복수의 가상 단말들과, 상기 액세스 포인트로부터 프레임을 수신하여 하위 맥(LMAC)계층 처리부로 전송하고, 상기 하위 맥(LMAC)계층 처리부로부터 전송된 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 물리(PHY) 계층 처리부와, 상기 물리 계층 처리부로부터 수신된 프레임의 수신 주소를 검사하여 상기 수신 주소가 상기 단말의 수신 주소에 해당하는지 검사하는 상기 하위 맥(LMAC)계층 처리부와, 상기 하위 맥 계층 처리부와 상기 가상 단말들간의 인터페이싱을 제공하는 인터페이싱 수단을 포함한다.A terminal device connected to a wireless network through at least one access point supporting at least one wireless standard according to the present invention includes: a plurality of virtual terminals implemented in the device for communicating with the access point; A physical layer processor for receiving a frame from an access point and transmitting the frame to an LMAC layer processor, and transmitting a frame transmitted from the lower MAC layer to the access point, from the physical layer processor An interfacing means for providing an interface between the lower MAC layer processing unit and the virtual terminals by examining a receiving address of a received frame and checking whether the receiving address corresponds to a receiving address of the terminal; It includes.
본 발명에 따른 적어도 하나의 무선 표준을 지원하는 적어도 하나의 액세스 포인트를 통해 무선 망에 접속되기 위한 방법은, 상기 무선 데이터 통신 시스템의 성능을 테스트하기 위해 적어도 하나의 가상의 단말들을 구현하는 과정과, 상기 액세스 포인트로부터 데이터 프레임을 수신하는 과정과, 상기 수신된 데이터 프레임의 수신자 주소(Receiver Address)가 상기 구현된 가상 단말들의 맥 주소와 동일한지를 검사하는 과정과, 상기 검사결과 동일하다면, 상기 액세스 포인트로 응답(ACK)프레임을 전송하는 과정을 포함한다.A method for connecting to a wireless network through at least one access point supporting at least one wireless standard according to the present invention includes: implementing at least one virtual terminal to test the performance of the wireless data communication system; Receiving a data frame from the access point, checking whether a receiver address of the received data frame is the same as a MAC address of the implemented virtual terminals, and if the check result is the same, And transmitting an ACK frame to the point.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하겠다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의해야 한다. 하기에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same components in the figures represent the same numerals wherever possible. Specific details are set forth below, which are provided to aid a more general understanding of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
먼저 본 발명을 설명하기 전에 본 발명의 개념을 하기에서 간략히 설명하기로 하겠다. 본 발명은 하나의 기지국과 다수의 단말기간에 무선으로 데이터를 송신하고 수신하는 통신 네트워크에서의 MAC 프로토콜에 관련된 것으로, IEEE 802.11 무선 랜 규격을 적용한 모든 장치와 나아가서는 무선 MAN(Metropolitan Area Network) 또는 무선 WAN(Wireless Area Network) 및 유사 응용 분야에서, 하나의 네트워크 카드를 갖는 단말로 다수의 데이터 통신 가상 단말을 에뮬레이션(emulation)할 수 있는 기초를 제공하기 위한 방법과 그 장치에 관한 것이다. 여기서 본 발명에서 제안하는 에뮬레이터를 VISTA라 정의하였을 때 상기 VISTA에 구현된 가상 STA들은 다수의 MAC 주소를 구비할 수 있다.First, the concept of the present invention will be briefly described below before describing the present invention. The present invention relates to a MAC protocol in a communication network that transmits and receives data wirelessly between one base station and a plurality of terminals. In a wireless area network (WAN) and similar applications, a method and apparatus are provided for providing a basis for emulating a plurality of data communication virtual terminals with a terminal having one network card. When the emulator proposed in the present invention is defined as VISTA, the virtual STAs implemented in the VISTA may have a plurality of MAC addresses.
본 발명과 같이 하나의 물리 계층을 갖는 단말로 다수의 데이터 통신 가상 단말을 에뮬레이션하는 장치는 통신 네트워크에서 저렴한 비용으로 실제 동작 상황을 시험하는 용도로 직접 사용하는 것은 물론 무선 네트워크 시험 소프트웨어나 무선 네트워크 분석 소프트웨어용 하드웨어로써, 또는 표준 MAC 프로토콜이나 새로운 MAC 프로토콜을 구현하는데 필요한 개발 툴킷(Development Toolkit)으로서도 적용 이 가능하다.도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 구현한 에뮬레이터(Emulator)를 사용하여 가상 STA들과 AP간 상호 통신하는 관계를 도시한 도면이다.The apparatus for emulating a plurality of data communication virtual terminals as a terminal having a single physical layer as in the present invention can be directly used for testing a real operating situation at low cost in a communication network as well as wireless network test software or wireless network analysis. It can be applied as hardware for software or as a development toolkit required to implement a standard MAC protocol or a new MAC protocol. FIG. 5 illustrates a virtual STA using an emulator implemented according to an embodiment of the present invention. Is a diagram illustrating a relationship between the APs and the AP.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명에서 제안하는 에뮬레이터의 명칭을 VISTA(Virtual Station)라 칭하기로 하겠다. 여기서 상기 VISTA에서 가상으로 구현된 단말들은 '가상 STA'이라 칭하겠으며, 상기 가상 STA는 표준 MAC 계층 프로토콜일 수도 있고 무선 네트워크 분석 툴(Tool) 일수도 있으며 AP나 다른 STA들을 시험하는 테스트 툴로서 만들어질 수 있다.In the present specification, for convenience of description, the name of the emulator proposed by the present invention will be referred to as VISTA (Virtual Station). Herein, the UEs virtually implemented in the VISTA will be referred to as a 'virtual STA', and the virtual STA may be a standard MAC layer protocol, a wireless network analysis tool, or a test tool for testing an AP or other STAs. Can lose.
그리고 상기 가상 STA는 소프트웨어로 구현되어 에뮬레이터 내부나 유선 네트워크로 연결된 다른 컴퓨터에서 구현된 응용 프로그램이 될 수도 있다.The virtual STA may be an application program implemented in software to be implemented in another computer connected to the inside of the emulator or a wired network.
상기 도 5에서는 두 개의 VISTA(500, 502)를 이용하여 열 개의 가상 STA(500a ~ 500e, 502a ~ 502e)들을 에뮬레이션하고 있다. 상기 각 VISTA(500, 502)들은 일반적인 무선 랜에 접속할 수 있는 노트북 컴퓨터 혹은 그와 유사한 기능을 수행할 수 있는 무선 단말기에서 동작 되며, AP(102)에서 직접 구현시켜 테스트 할 수도 있다.In FIG. 5, ten
하나의 VISTA에 접속할 수 있는 가상 STA의 개수에는 제한이 없기 때문에 수십대 혹은 그 이상의 가상 STA들을 하나의 VISTA에서 에뮬레이션할 수 있다. 다만 하나의 VISTA만을 사용하는 경우에는 무선 구간의 경쟁(Contention)을 유발할 수 없기 때문에 상기 도 5와 같이 복수개의 VISTA를 이용하여 에뮬레이션을 수행한다.Since there is no limit to the number of virtual STAs that can access one VISTA, tens or more virtual STAs can be emulated in one VISTA. When only one VISTA is used, emulation is performed using a plurality of VISTAs as shown in FIG. 5 because contention of the wireless section cannot be induced.
도 6은 본 발명에서 제안한 VISTA를 이용하여 하나의 단말에 구현된 가상 STA들이 다수의 AP들에 접속하여 통신을 수행하는 과정을 개념화한 도면이다.FIG. 6 is a diagram conceptualizing a process in which virtual STAs implemented in one UE access a plurality of APs and perform communication using VISTA proposed in the present invention.
상기 도 6에서는 VISTA(600) 1대를 이용하여 3개의 가상 STA(600a, 600b, 600c)들을 에뮬레이션하여 각기 다른 BSS(602, 604, 606)에 접속하는 경우를 보여준다. 이러한 접속의 형태는 하나의 단말이 다수의 가상 LAN에 가입하여 각기 다른 네트워크 서비스를 사용하는 경우에 필요하다.FIG. 6 illustrates a case in which three virtual STAs 600a, 600b, and 600c are emulated using one
예로서, BSS(Basic Service Set) 1(602)은 외부인에게 공개하는 guest LAN이고, BSS 2(604)는 OA(Office Automation) Intranet 용 LAN이고, BSS 3(606)은 연구 개발용 LAN으로 구성되었다고 가정하기로 하자. 만일 상기와 같이 구성이 된다면 각 무선 랜은 그 용도에 따라 보안 등급이 구분된다. VISTA 기능을 갖는 무선 단말을 사용하면 사용자는 동시에 BSS 1(602), BSS 2(604), BSS 3(606)에 접속해서 필요에 따라 네트워크 정보 재구성 없이도 guest LAN에 접속되어 있는 공개 사이트(Site)의 정보를 업데이트(Update)하거나 인트라넷에 접속하여 사무 관련 처리를 한 후 연구 개발 LAN에 접속하여 개발 시스템에 대한 시험을 진행할 수 있다. 물론 이때 VISTA 단말의 가상 에뮬레이션 클라이언트들은 각 BSS에 서로 다른 보안 등급으로 접속되어지므로 한 BSS 내에 있는 타 단말로부터는 동일 등급으로 접속된 VISTA 클라이언트 이외에는 네트워크 자체에 누출이 되지 않음으로 네트워크의 사용이 용이하면서도 보안성을 그대로 유지하게 되는 장점이 있다. 여기서, 가상 에뮬레이션 클라이언트라 함은 네트워크 사용자 입장에서 볼 때 가상 네트워크 인터페이스를 의미하는 것으로, 사용자가 물리적으로 하나인 무선 네트워크 카드를 사용하여 보안 등급이 서로 다른 다수의 네트워크에 동시에 접속할 수 있도록 해준다는 것이다.For example, Basic Service Set (BSS) 1 (602) is a guest LAN that is open to outsiders, BSS 2 (604) is a LAN for Office Automation (OA) Intranet, and BSS 3 (606) is a LAN for research and development. Let's assume If the configuration is as described above, each WLAN is classified according to its purpose. Using a wireless terminal with VISTA functionality, users can simultaneously access BSS 1 (602), BSS 2 (604), and BSS 3 (606) and, if necessary, public sites connected to the guest LAN without reconfiguring network information. You can update the information or test the development system by connecting to the Intranet and conducting office-related processing. Of course, at this time, the virtual emulation clients of the VISTA terminal are connected to each BSS with different security level, so that the network itself is not leaked except for the VISTA client connected to the same level from other terminals in one BSS. This has the advantage of maintaining security. Here, the virtual emulation client refers to a virtual network interface from a network user's point of view, which allows a user to simultaneously connect to multiple networks of different security levels using a single wireless network card. .
또한 본 발명의 특징인 다중 가상 단말 에뮬레이션 능력을 이용하여 물리적으로 하나인 무선 단말을 보안이나 성능의 필요성에 따라 각기 다른 무선 LAN이나 WLAN등 에 동시에 접속하여 사용하도록 하는 것이 가능하다. 예로써, 사용자가 VISTA 기능이 있는 하나의 무선 단말 카드를 이용하여 사무용 네트워크에 접속해서 일반 업무를 보면서 동시에 보안이 유지되는 인프라 네트워크에 접속하여 연구 개발 업무를 수행할 수 있다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 사용자는 하나의 WLAN 카드를 동시에 여러 개의 가상 LAN(Virtual LAN)에 접속시켜 사용할 수 있다. 이를 이용하면 단말이 각 무선 VLAN에 접속되어 있는지 또는 접속되어 있지 않은 지에 따라 네트워크 차원에서의 접속 제어가 가능하다.In addition, by using the multiple virtual terminal emulation capability of the present invention, it is possible to simultaneously use a single wireless terminal connected to different wireless LAN or WLAN according to the needs of security or performance. For example, a user can access an office network using a single wireless terminal card having a VISTA function and perform research and development by accessing a secure infrastructure network at the same time while viewing general business. That is, according to an exemplary embodiment of the present invention, a user may connect and use one WLAN card to several virtual LANs simultaneously. This enables access control at the network level depending on whether the terminal is connected to each wireless VLAN or not.
이러한 논리적인 네트워크의 구성은 RF 채널 구성에 상관없이 고려될 수 있는 것이다. 특히 동일한 RF 채널에 다수의 AP들이 각기 다른 BSS를 구성하고 있는 경우는 하나의 RF 송수신부만을 구비한 시스템도 VISTA 기능을 적용함으로써 복수 개의 무선 랜에 동시 접속시킬 수 있다. This logical network configuration can be considered regardless of the RF channel configuration. In particular, when multiple APs configure different BSSs on the same RF channel, a system having only one RF transceiver may simultaneously connect to multiple WLANs by applying the VISTA function.
또한, 상기 도 6에서는 VISTA의 개념을 STA에만 적용시켰으나 AP에도 적용할 수 있다. 즉, VISTA를 하나의 하드웨어 시스템에 다수의 AP를 에뮬레이션하도록 구성하여 무선 LAN 시스템 개발 시험 및 독립적인 복수의 BSS를 구성할 때 적용할 수 있다.In addition, in FIG. 6, the concept of VISTA is applied only to the STA, but may also be applied to the AP. That is, VISTA can be configured to emulate a plurality of APs in one hardware system, and can be applied to a wireless LAN system development test and a plurality of independent BSSs.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 데이터 통신 시스템을 에뮬레이션하기 위한 에뮬레이터인 VISTA(700)의 블록 구성도이다. 본 발명에서 제안한 에뮬레이터(700)에는 앞서 서술한 STA와 같은 무선 통신 기기에서 기저 대역 처리 부(Baseband Processor : BBP)(702b)와 RF부(702a)를 포함하는 물리 계층(PHY) 처리부(702)와 MAC 계층 프로토콜 중에서 SIFS(예로, 11a에서는 16 microsecond, 11b/11g에서는 10 microsecond)와 같이 타임 크리티컬(Time critical)한 부분을 처리하기 위한 하위 맥(Low MAC) 계층 처리부(704)와 상기 물리 계층 처리부(702)과 하위 맥계층 처리부(704)와 같은 하드웨어를 직접 제어하기 위한 입/출력 에이전트(706)와 상기 입/출력 에이전트(706)에 여러 개의 가상 STA가 동시에 접근할 수 있도록 하는 단말 정합부(Station Coordinator : STACO)(708)를 포함하며, 각 구성요소에 대한 설명은 아래에서 상세히 설명하기로 하겠다.7 is a block diagram of a
상기 도 7에서 에뮬레이터인 VISTA(700)는 크게 네 부분을 포함한다. 먼저, AP(102)로부터 수신된 신호를 주파수 하강 변환하거나 AP(102)로 전송될 기저 대역의 신호를 주파수 상승 변환하는 무선 주파수(RF)부와 상기 RF부(702a)로부터 수신된 신호를 기저대역으로 변환하는 기저대역 처리부(Baseband Processor : BBP)(702b)를 포함하는 물리 계층(PHY) 처리부(702)와, MAC 프로토콜 중에서 타임 크리티컬(Time critical)한 부분을 위해 구현된 LMAC(Low MAC)계층 처리부와 상기 PHY 처리부(702)와 LMAC계층 처리부(704)를 직접 제어하는 입/출력 에이전트(706)와 VISTA(700)에서 가상으로 생성된 가상 STA(710)들이 전송 요청한 패킷을 입/출력 에이전트(706)로 전송하는 단말 정합부(STACO)(708)를 포함한다.In FIG. 7, the
상기 도 7에서는 단말 정합부(708)와 입/출력 에이전트(706), PHY 계층 처리부(702), LMAC 계층 처리부(704)를 모두 무선 노트북 컴퓨터와 같이 하나의 독립적인 타겟 시스템에 구현된 것을 도시하였지만, 실제로 단말 정합부(708)는 네트워크 로 연결된 다른 컴퓨터 호스트에서 동작할 수도 있다. 즉, 리모트 단말에는 입/출력 에이전트, PHY 게층 처리부(702) 및 LMAC 계층 처리부(704)를 두고 Ethernet과 같은 네트워크로 연결된 단말에서 단말 정합부가 동작하도록 구성하여 사용할 수도 있다.In FIG. 7, the
그럼 이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 VISTA의 블록 구성에 대해 하기에서 상세히 설명하기로 하겠다.Then, a block configuration of VISTA according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.
RF부(702a) 및 BBP부(702b)를 포함하는 물리(PHY) 계층 처리부(702)는 표준 규격의 물리 계층으로서 IEEE 802.11 표준에서 규정하는 모든 종류의 물리 계층, 즉 802.11 및 802.11b에 따르는 2.4GHz 대역의 FH(Frequency Hopping) 또는 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)방식 및 IR(Infra-Red)방식과, 802.11a에 따르는 5GHz 대역의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)방식과, 802.11g 에 따르는 2.4GHz 대역의 HR/DSSS(High Rate DSSS) 및 ERP-OFDM(Extended Rate PHYs - OFDM) 및 DSSS-OFDM 방식과 그 밖의 다른 무선 통신 표준 규격에 따르는 모든 물리(PHY) 계층을 포함한다. 따라서 상기 물리(PHY) 계층 처리부(702)는 VISTA가 어떤 표준 규격에 맞게 적용되느냐에 따라 구성이 달라지며, 상기 도 7은 그러한 실시 예로서, IEEE 802.11a 규격에 따라 동작하는 것으로 가정하였다.The physical (PHY)
하위 맥(LMAC) 계층 처리부(704)는 MAC 프로토콜 계층 중 채널 액세스 프로토콜 처리를 담당하는 서브 계층의 일부를 구현한 것으로서, MAC 프로토콜 중에서 빠른 처리 속도를 요하는 부분과 도시되지 않은 MAC 계층과 PHY 계층 처리부(702)간의 인터페이스를 담당한다. LMAC 계층 처리부(704)는 MAC 프로토콜을 처리하는 한 가지 예로 ACK 프레임을 전송하는 기능을 담당한다. 이는 단말 A와 B가 상호 통신을 수행할 때 단말 A가 특정 프레임의 목적지를 단말 B로 정하여 전송하였을 때, 단말 B가 상기 특정 프레임을 정상 수신하면, 상기 단말 B가 상기 단말 B에 구현된 LMAC 계층 처리부로 하여금 짧은 ACK 프레임으로 응답하여 상기 단말 A에게 상기 특정 프레임의 정상 수신 결과를 알려 주는 기능이다.The lower MAC (LMAC)
이때 상기 ACK 프레임은 반드시 먼저 수신한 프레임이 끝난 시점으로부터 상기 도 2 및 도 3에 도시된 SIFS(200)라는 지정된 짧은 시간 후에 단말 B(수신측)에서 단말 A(송신측)으로 전송이 되어야 하는데, IEEE 802.11a 표준의 경우에는 상기 SIFS가 16 microsecond로 정해져 있다.In this case, the ACK frame must be transmitted from the terminal B (receiving side) to the terminal A (transmitting side) after a designated short time of the
상기 SIFS(200) 시간은 데이터 프레임이 PHY 계층 처리부(702)를 통과하는데 소요되는 시간과 ACK 프레임이 PHY 계층 처리부(702)를 통과하는 시간, 그리고 LMAC 계층 처리부(704)가 사용하는 시간이 포함된다. LMAC 계층 처리부(704)는 그남은 기간 동안 수신한 데이터 프레임에 대한 CRC(Cyclic Redundancy Code)를 계산하여 전송되는 동안에 손상되지 않았는가를 파악하고, 그 프레임의 수신자 주소(RA)가 자신의 주소인가를 비교하고, 그 프레임의 종류가 ACK로 응답할 필요가 있는 것인가 등을 판단한 다음에 ACK 응답이 필요한 경우 ACK 프레임을 전송하여야 한다. RA는 도 4에서 Address 1부분에 기록된다. 여기서 수신된 프레임의 RA는 VISTA(700)에 가상으로 구현된 가상 STA들(710)의 맥 주소를 의미한다. 그리고 이러한 가상 STA들(710)의 맥 주소는 이하에서 설명할 주소 저장부에 저장되어 있다. 즉, 가상 STA들 마다 별도의 물리적인 MAC 주소가 부여되며, 따라서 VISTA 시스템 은 다수의 MAC 주소를 갖게 된다. 이로 인하여 본 발명의 실시 예에 따른 LMAC 계층 처리부(704)는 상기 다수의 맥 주소에 대해 일치 여부에 대한 검사를 수행해야 한다.The
본 발명에서의 핵심이 되는 부분 중 하나는 LMAC 계층 처리부(704)가 무선으로부터 수신된 프레임의 RA를 비교하여 수신된 프레임이 자신의 주소에 해당하는지 여부를 확인하는 것이다. 종래의 모든 네트워크 장치가 1개의 고유한 주소(Address)를 가지고 있는 반면에 본 발명의 실시 예에 따른 VISTA는 다수의 주소들을 갖고 있어서 마치 여러 개의 독립적인 네트워크 장치처럼 동작을 하게 되며 상기 LMAC 계층 처리부(704)의 구성에 대해서는 하기의 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하기로 하겠다.One of the essential parts of the present invention is that the LMAC
입/출력 에이전트(Input/Output Agent)(706)는 PHY 계층 처리부(702) 및 LMAC 계층 처리부(704)를 직접 제어하여 초기화하고 STACO(708)로부터 송신 요청되는 프레임을 LMAC 계층 처리부(704)를 통해 WM으로 전송되도록 하며, LMAC 계층 처리부(704)로부터 수신된 프레임을 STACO(708)로 전달해주는 역할을 수행한다. 이와 같이 송신(Transmission : TX)과 수신(Reception : RX)을 수행하기 위해 내부에 도시되지 않은 적절한 프레임 큐(Queue)들을 관리하여 전송 요청받은 프레임이나 수신된 프레임들이 분실되지 않도록 처리해준다. 이 부분은 일반적인 네트워크 장치에서 네트워크 디바이스 드라이버(Network Device Driver)에 대응될 수 있으나, 그것들과 다른 점은 MAC 프로토콜에 해당하는 작업을 직접 처리하지 않는다는 것이다. 즉, IEEE 802.11 규격의 네트워크 디바이스 드라이버라면 상위 계층으로부터 이더넷 프레임의 전송을 요청받아서 그것을 IEEE 802.11 MAC 프레임 포맷으로 변형하여 전송하거나 또는 상위 매니지먼트(Management) 프레임을 만들어 전송하고 매니지먼트 프레임을 수신받은 경우에는 그것을 분석하여 적절한 처리를 하는 등의 작업을 하겠지만, 입/출력 에이전트(706)는 단말 정합부(708)와 LMAC 계층 처리부(704)사이에 프레임을 전달해주는 인터페이스 역할을 수행한다. 이와 같이 입/출력 에이전트(706)는 단순 입/출력 기능만 있기 때문에 가상 STA 들이 직접 MAC 프로토콜을 수행할 수 있다. The input /
STACO(708)는 복수 개의 가상 STA들과 입/출력 에이전트(706)를 연결시켜 주는 역할을 수행하며, 자신에게 연결된 클라이언트(Client)들 상호 간에 프레임을 주고 받을 수 있도록 하고, 복수 개의 가상 STA들이 입/출력 에이전트(706)를 통해 각자 프레임을 전송하고자 할 때 서로 다른 시간을 할당해 주어 입/출력 에이전트(706)가 한 순간에 여러 전송 요청을 받지 않도록 동기 시킨다. 여기서 STA는 IEEE 802.11/Wi-Fi 표준에서 정의한 무선 단말/네트워크 인터페이스를 의미하며, 클라이언트는 무선 네트워크 인터페이스 카드를 사용하는 컴퓨터를 지칭한다.The
이 밖에 STACO(708)는 가상 STA들과 AP간 또는 가상 STA들 각각의 연결(Connection)에 대하여 필터링 기능을 지원한다. 예를 들어 가상 STA 1은 매니지먼트 프레임만을 수신하도록 가상 STA 2는 데이터 프레임만을 수신하도록 지정할 수 있다. 이러한 기능은 가상 STA가 단말로써 뿐만 아니라 무선 네트워크 분석 소프트웨어나 자동화된 표준 장치 시험 소프트웨어로써 작성되기 쉽도록 도와준다. 가상 STA와 같은 응용 소프트웨어들은 연결(Connection)이나 필터링(Filtering), 또는 이벤트 플래그(Event Flag) 설정 등을 위해 STACO(708)에서 제공하는 API(Application Programming Interface)함수들을 호출함으로써 STACO(708)를 쉽게 이용할 수 있다.In addition, the
이것을 구현하는 것은 실제로 여러 개의 주소 어레이 테이블(Address Array Table)을 사용하는 방법 또는 총 6바이트의 어드레스 중에서 일부분을 마스킹(Masking)하여 마스킹된 부분에 대해서는 어떠한 값이 되어도 자신의 것으로 판단하게 하는 등의 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 이하 본 발명에서 하위 맥(LMAC) 계층 처리는 두 가지 실시 예를 들어 설명하기로 한다. 먼저 제1 실시 예에서 하위 맥 계층 처리부(704)는 물리(PHY) 계층 처리부(702)로부터 수신된 데이터 프레임의 수신자 주소와 주소 어레이 테이블에 저장된 주소를 비교하여 자신에게 해당되는 프레임인지를 검사한다. 그리고 제2 실시 예에서 하위 맥 계층 처리부(704)는 물리 계층 처리부(702)로부터 수신된 데이터 프레임의 수신자 주소의 일부 비트를 마스킹하고, 자신의 가상 단말(STA)의 주소와 상기 마스킹(masking)한 비트를 비교하는 것을 제2 실시 예로서 설명하기로 한다.Implementing this can actually be done by using multiple address array tables, or by masking a portion of a total of six bytes of addresses so that any value can be determined for the masked portion. There can be several ways. Hereinafter, the lower MAC layer processing in the present invention will be described with reference to two embodiments. First, in the first embodiment, the lower
도 8a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 LMAC 계층 처리부(704)의 블록 구성도이다. 도 8b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주소 어레이 테이블(806) 구성도이다.8A is a block diagram of the LMAC
먼저 입/출력 인터페이스(800)는 PHY 계층 처리부(702)와의 인터페이스를 담당하며 물리 계층 처리부(702)로부터 수신된 데이터 프레임을 제어부(802)로 전달하거나, 상기 제어부(802)에서 생성된 ACK 프레임을 물리 계층 처리부(702)로 전송 한다.First, the input /
제어부(802)는 상기 입/출력 인터페이스(800)로부터 수신된 데이터 프레임의 맥 헤더(MAC Header)의 주소 필드(404)의 어드레스 1에 저장된 RA를 수신자 주소 비교부(804)로 전달하여 수신된 데이터 프레임의 주소가 명확히 맞는지 검사하게 제어한다. 만일 자신에게 해당하는 어드레스가 아닌 데이터 프레임을 수신하거나 CRC 결과 프레임이 손상되었다면 해당 데이터 프레임을 폐기시키고 자신에게 해당하는 어드레스라면 ACK 프레임을 전송하거나 수신된 프레임을 처리한다.The
수신자 주소 비교부(804)는 참조번호 808과 같은 6바이트 크기의 다수의 주소들이 저장된 주소 어레이 테이블(806)과 상기 물리 계층 처리부(702)로부터 수신된 RA의 주소를 비교하여 상기 RA의 주소가 상기 주소 어레이 테이블(806)에 저장된 주소들 중 하나와 동일한지 여부를 검사하여 그 검사 결과를 제어부(802)로 전달한다.The recipient
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 LMAC 계층 처리부(704)의 블록 구성도이다. 9 is a block diagram of the LMAC
상기 도 9에서는 전술한 도면의 설명과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하였다.In FIG. 9, the same reference numerals are used for the same parts as the above description of the drawings.
제어부(900)는 상기 입/출력 인터페이스(800)로부터 수신된 데이터 프레임의 맥 헤더(MAC Header)의 주소 필드(404)의 어드레스 1(408)에 저장된 RA를 수신자 주소 비교부(904)로 전달하여 수신된 데이터 프레임의 주소가 자신의 주소와 맞는지 검사하게 제어한다. 수신자 주소 비교부(904)는 가상 STA의 맥 주소에 해당하는 어드레스 테이블이 저장된 주소 저장부(902)에 저장된 주소와 상기 제어부(900)로부터 수신된 수신자 주소(RA)를 비교하거나, 상기 주소 저장부(902)에 저장된 주소 의 일부 비트를 마스킹(Masking)하여 마스크 레지스터(906)에 저장하며, 상기 마스킹한 주소와 상기 수신된 프레임의 주소 중 대응되는 위치의 비트 정보가 동일할 경우에는 자신의 것으로 판단한다. 즉, 수신자 주소 비교부(904)는 상기 제어부(900)로부터 수신된 RA의 일부분과 상기 마스크 레지스터(906)에 마스킹된 부분을 비교하여, 그 비교결과 마스킹된 부분과 상기 제어부(900)로부터 수신된 RA가 일치한다면, 자신에게 해당되는 주소로 인식한다. 본 발명에서 마스킹한다는 것은 주소 저장부(902)에 저장된 가상 STA들의 주소비트들 중 일부분만을 비교하기 위해 즉, 관심부분만을 골라 보기 위해 해당되는 비트 수만큼 binary "1"과 AND 하는 동작을 의미한다. 예를 들어 원래 데이터가 010100101 이고 이를 000001111과 bit masking을 하면 결과는 000000101이 되게 된다. 즉, 마스킹은 전체 주소비트 중 관심 있는 비트의 내용만을 보고 그 내용이 일치할 경우 자신의 주소로 인식하게 된다.The
마스크 레지스터(906)는 수신자 주소 비교부(904)가 상기 주소 저장부(902)에 저장된 주소의 일부분을 마스킹하고, 상기 마스킹한 주소가 저장된다. 상기한 예를 보다 상세하게 설명하면, 하위 맥 계층 처리부(704)의 수신자 주소 비교부(904)는 가상 STA들의 주소('010100101')들의 하위 4비트만을 마스킹하기 위해 주소 '010100101'과 '00001111'을 AND 연상한 뒤 그 결과의 값('0101')을 마스크 레지스터(906)에 저장한다. 그리고 물리 계층 처리부(702)로부터 수신된 프레임의 주소들의 하위 4비트 정보가 상기 '0101'와 일치할 경우 상기 수신된 프레임이 가상 STA들로 정확히 수신되었음을 알게 된다. 즉, 하위 4비트가 관심 있는 비트이며, 수신된 프레임의 주소 중 하위 4비트가 '0101'일 경우 자신의 주소로 인식하게 된다.In the
상기 도 8 및 도 9에 설명된 기능은 일반 상용 네트워크 장치들에서 제공하는 "Promiscuous mode"나 "Pattern matching" 등을 이용한 모니터링(또는 capture) 기법과는 명확한 차이가 있다. 수동적인 모니터링 기법과는 달리 VISTA 에서는 ACK 나 CTS 등의 능동적인 처리를 수행하기 때문에 실제 네트워크 상황과 동일한 트래픽 조건을 만들어 낼 수 있게 된다.8 and 9 are clearly different from the monitoring (or capture) technique using "promiscuous mode" or "pattern matching" provided by general commercial network devices. Unlike the passive monitoring technique, VISTA performs active processing such as ACK and CTS, thus creating the same traffic conditions as the actual network conditions.
상술한 하위 맥 계층 처리부(704)는 소프트웨어 혹은 하드웨어로 구현할 수 있으며, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 하드웨어로 구현하였다.The lower
마찬가지로, 상술한 실시 예에서 6바이트 길이의 이더넷 MAC 주소를 네트워크 장치의 고유 식별 번호로 사용하였으나 이 주소가 어떤 형태로 변경되더라도 하나의 네트워크 장치가 여러 개의 고유 식별 번호를 가지도록 하는 기본 개념은 동일하게 적용될 수 있다. 즉, IP 네트워크 주소와 같이 20 바이트 길이를 갖는 네트워크에도 동일한 개념을 적용할 수 있다. Similarly, in the above-described embodiment, the Ethernet MAC address of 6 bytes in length is used as the unique identification number of the network device. However, even if the address is changed, the basic concept that one network device has multiple unique identification numbers is the same. Can be applied. That is, the same concept can be applied to a network having a 20 byte length such as an IP network address.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 하위 맥(LMAC)계층 처리부(704)에서 수신된 프레임을 가상 STA들로 전송하기 위한 방법 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method for transmitting a frame received by a lower MAC (LMAC)
먼저, 1000단계에서 LMAC 계층 처리부(704)는 물리 계층(702)으로부터 데이터 프레임을 수신하고 1002단계에서 상기 수신된 데이터 프레임에 대해 CRC 계산을 수행하여 1004단계에서 수신된 프레임이 손상되었는지 여부를 검사한다.First, in
상기 1004단계에서 LMAC 계층 처리부(704)는 수신된 프레임이 손상 되었다면 1006단계로 진행하여 수신된 데이터 프레임을 폐기한다. 반면 상기 1004단계에서 프레임이 손실되지 않았다면, 1008 단계에서 LMAC 계층 처리부(704)는 프레임 수신자 주소가 자신의 주소와 동일한지 여부를 확인하고, 동일하지 않다면 상기 1006단계로 진행하여 수신된 데이터 그램을 폐기한다. 상기 1008 단계에서는 수신된 프레임의 목적지 주소와 자신의 주소와 동일한지를 판단한다. 이때 상기 1008단계에서는 제1 실시 예에서와 같이 수신된 프레임의 수신자 주소와 주소 어레이 테이블(806)에 저장된 주소들과 비교하여 동일한 수신자 주소인지를 판단할 수도 있으며, 상기 도 9에서와 같이 제2 실시 예에 따라 수신된 프레임의 일부분과 마스킹된 부분을 비교하여 그 비교결과에 따라 자신에게 해당되는 데이터 프레임인지 여부를 검사할 수도 있다. 여기서 수신된 프레임의 RA는 VISTA에 가상으로 구현된 가상 STA들의 맥 주소를 의미한다. 그리고 이러한 가상 STA들의 맥 주소는 상술한 주소 저장부(902)에 저장되어 있다. 즉, 가상 STA들 마다 별도의 물리적인 MAC 계층 주소가 부여되며, 따라서 VISTA 시스템은 다수의 MAC 계층 주소를 갖게 되므로 인하여 본 발명의 실시 예에 따른 LMAC 계층 처리부(704)는 상기 다수의 맥 주소에 대해 일치 여부를 검사한다. In
1010단계에서 LMAC 계층 처리부(704)는 상기 수신된 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 송신해야 하는지 판단한다. 상기 1010단계에서 ACK 프레임을 전송해야 한다면, LMAC 계층 처리부(704)는 1012단계로 진행하여 ACK 프레임을 송신한다. In
상술한 바와 같이 본 명세서에서는 실시 예를 동작 원리와 기술을 정확하고 쉽게 이해할 수 있도록 IEEE 802.11 Wireless LAN 표준 규격에 적용한 경우로 설명하였으나, 본 발명은 ACK(Acknowledgement)라는 짧은 응답 프레임을 이용하여 데이터 프레임의 수신을 확인시키는 방식의 MAC 프로토콜을 사용하는 모든 시스템에 적용될 수 있다.As described above, in the present specification, the embodiment has been described as being applied to the IEEE 802.11 Wireless LAN standard so that the operation principle and technology can be accurately and easily understood. However, the present invention provides a data frame using a short response frame called an acknowledgment (ACK). It can be applied to all systems using the MAC protocol of the method of acknowledging the reception of the.
상술한 바와 같이 본 발명은 AP 수준의 복잡도를 지닌 한 대의 장치로 여러 대의 STA를 대신 할 수 있는 가상 STA 에뮬레이터에 관한 것으로서, 가상 STA들은 소프트웨어로 구현되어 에뮬레이터 내부나 유선 네트워크로 연결된 다른 컴퓨터들에서 구동될 수 있으며 하나의 컴퓨터 내에서도 복수 개의 가상 STA가 수행될 수 있다.As described above, the present invention relates to a virtual STA emulator capable of substituting several STAs with one device having an AP level of complexity, and the virtual STAs are implemented in software to be implemented in an emulator or other computers connected to a wired network. The virtual STA may be driven and a plurality of virtual STAs may be performed in one computer.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 가상 STA들을 소프트웨어로 구현되어 에뮬레이터 내부나 유선 네트워크로 연결된 다른 컴퓨터들에서 구동될 수 있으며 하나의 컴퓨터 내에서도 복수개의 가상 STA가 수행되기 때문에 관리자의 의도대로 AP에 이벤트를 발생시킬 수 있으며, 시험 환경의 조성 비용도 절감할 수 있다.As described above, according to the present invention, the virtual STAs may be implemented in software and run on other computers connected to the inside of the emulator or a wired network. And the cost of creating a test environment.
또한 본 발명에 따르면 개발자가 구현한 통신 프로토콜이 실제 통신 시스템에서 정상 동작하는지, 상용 제품과 호환성이 있는지를 미리 확인할 수 있기 때문에 개발자 및 사업자는 제품의 신뢰성을 고객에게 입증시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, the developer and operator can verify the reliability of the product to the customer since it is possible to check in advance whether the communication protocol implemented by the developer operates in an actual communication system or is compatible with commercial products.
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