KR101392796B1 - 셀룰러 통신들에 기초하여 ｐ２ｐ 네트워크를 관리하기 위한 방법 - Google Patents

셀룰러 통신들에 기초하여 ｐ２ｐ 네트워크를 관리하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법에 관한 것이고, 적어도 하나의 제공 피어(1042)로부터의 리소스들의 송신을 요구하는 피어(1041)는 리소스들을 호스팅하는 리스트(118)의 피어들(1042, 1045, 122) 중 제공 피어(1042)를 선택해야 하고, 요구 피어(1041) 및 호스팅 피어들(1042, 1045, 122)은 셀룰러(102, 103, 105, 120) 네트워크에 연결된 모바일 단말들이고, 상기 방법은 - 요구 피어(1041) 및 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각을 셀룰러(102, 103, 105, 120) 네트워크 내의 그들의 물리적인 위치와 연관시키는 단계, - 셀룰러 네트워크(102, 103, 105, 120) 내의 상기 물리적인 위치들에 기초하여 요구 피어(1041)와 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각 사이의 거리를 결정하는 단계, 및 - 요구 피어(1041)와 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각 사이의 결정된 거리들을 고려하는 거리 기준에 따라 제공 피어(1042)를 선택하는 단계를 포함한다.

Description

셀룰러 통신들에 기초하여 Ｐ２Ｐ 네트워크를 관리하기 위한 방법{METHOD FOR MANAGING A P2P NETWORK BASED ON CELLULAR COMMUNICATIONS}
본 발명은 셀룰러 네트워크들에 기초하여 P2P 네트워크를 관리하기 위한 방법에 관한 것이다.
또한 P2P 네트워크들로 칭해지는 피어 투 피어 네트워크들은 그들이 피어들 사이에 애플리케이션 리소스들의 분배를 허용하기 때문에 점점 더 많이 이용된다.
더 구체적으로, 각각의 피어는 단지 이들 애플리케이션 리소스들의 부분을 호스팅(hosting)하고, 부분들은 일반적으로 페어 방식(fair scheme)을 통해 규정되고 각각의 피어는 동일한 양의 리소스들을 호스팅한다.
하나의 피어가 애플리케이션을 구현하고자 할 경우에, 그것은 그들을 호스팅하는 하나 (또는 몇몇) 피어(들)로부터 누락된 리소스들을 검색한다. 그 목적을 위해, 각각의 피어는 분배된 리소스들이 검색될 수 있는 피어(들) 및 분배된 리소스들 양쪽 모두를 참조하는 "분배된 해시 테이블들(Distributed Hash Tables(DHTs))"을 처리한다.
본 발명은 셀룰러 통신 네트워크의 특수함을 고려하는, 즉 셀룰러 통신 네트워크에서 피어들 사이의 물리적인 거리를 고려하는 P2P 네트워크를 관리하기 위한 방법에 지향된다.
이것 및 다른 이점들을 성취하기 위해, 그리고 구현되고 여기에 광범위하게 설명된 바와 같은 본 발명의 목적에 따라, 본 발명은 P2P 네트워크를 관리하기 위한 방법에 관한 것이고, 적어도 하나의 제공 피어로부터 리소스들의 송신을 요구하는 피어가 리소스들을 호스팅하는 리스트의 피어들 중 제공 피어를 선택해야 하고, 요구 피어 및 호스팅 피어들은 셀룰러 네트워크에 연결된 모바일 단말들이고, 상기 방법은:
- 요구 피어 및 호스팅 피어들 각각을 셀룰러 네트워크 내의 그들의 물리적인 위치와 연관시키는 단계,
- 셀룰러 네트워크 내의 상기 물리적인 위치들에 기초하여 요구 피어와 호스팅 피어들 각각 사이의 거리를 결정하는 단계, 및
- 요구 피어와 호스팅 피어들 각각 사이의 결정된 거리들을 고려하는 거리 기준에 따라 제공 피어를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그에 의해, 본 발명에 따른 방법은 피어들 사이의 송신의 효율에서의 피어들 사이의 거리의 상당한 영향을 나타내는 셀룰러 통신 네트워크의 특수함에 대한 종래의 P2P 동작 방식을 채용한다.
따라서, 이러한 거리를 감소시킴으로써 피어들 사이의 리소스들의 송신을 최적화하기 위해 거리 기준 - 구현 네트워크의 본질에 따라 다소 엄격한 - 을 구현하는 것이 가능하다.
하나의 실시예에서, 방법은 요구 피어가 네트워크 내의 요구 피어의 위치와 식별 파라미터를 연관시키는 셀룰러 네트워크의 관리 서버로 식별 파라미터를 송신하는 단계를 추가로 포함한다.
하나의 실시예에서, 관리 서버는 셀룰러 네트워크 내의 요구 단말의 위치와 식별 파라미터를 연관시키기 위해 셀룰러 네트워크의 등록 센터와 통신한다.
하나의 실시예에서, 방법은 요구 피어가 식별 파라미터로서 관리 서버로 가입자 아이덴티티 모듈 내에 저장된 정보를 송신하는 단계를 추가로 포함한다.
하나의 실시예에서, 송신된 식별 파라미터는:
- 국제 모바일 가입자 아이덴티티(International Mobile Subscriber Identity; IMSI),
- 이동국 국제 통합 서비스 디지털 네트워크 넘버(Mobile Station International Integrated Services Digital Network Number; MSISDN),
- PS 및 CS 도메인들을 위한 일시적인 모바일 가입자 아이덴티티들(TMSI 및 P-TMSI),
- 위치 영역 아이덴티티, 및
- 라우팅 영역 아이덴티티 중 적어도 하나에 관한 것이다.
하나의 실시예에서, 방법은 관리 서버가 P2P 네트워크로 액세스하는 임의의 모바일 단말에 대한 식별 파라미터를 저장하는 단계를 추가로 포함한다.
하나의 실시예에서, 방법은 요구 피어가, 관리 서버가 거리 기준을 구현할 수 있도록 관리 서버로 호스팅 피어들의 리스트를 송신하는 단계를 추가로 포함한다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 관리 서버가 셀룰러 네트워크 내의 그의 물리적인 위치를 네트워크의 각각의 피어와 연관시키기 위해 셀룰러 네트워크의 로컬라이제이션 서버(localization server)와 통신하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은 또한 P2P 네트워크를 위한 관리 서버에 관한 것이고, 적어도 하나의 제공 피어로부터 리소스들의 송신을 요구하는 피어는 리소스들을 호스팅하는 리스트의 피어들 중 제공 피어를 선택해야 하고, 요구 피어 및 호스팅 피어들은 셀룰러 네트워크에 연결된 모바일 단말들이고, 상기 관리 서버는:
- 요구 피어 및 호스팅 피어들 각각을 셀룰러 네트워크 내의 그들의 물리적인 위치와 연관시키기 위한 수단, 및
- 이전 실시예들 중 임의의 하나에 따른 방법을 구현하기 위해 셀룰러 네트워크 내의 상기 물리적인 위치들에 기초하여 요구 피어와 호스팅 피어들 각각 사이의 물리적인 거리를 결정하기 위한 수단을 포함한다.
서버는 요구 피어와 호스팅 피어들 각각 사이의 결정된 물리적인 거리들을 고려하는 거리 기준에 따라 호스팅 피어들의 리스트 내의 제공 피어를 선택하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
도 1은 P2P 라디오 셀룰러 네트워크를 도시한 도면.
P2P 관리를 최적화하기 위해, 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(Internet Engineering Task Force; IETF)는 예를 들면, 피어들 사이의 데이터 송신의 효율성 및 성능을 향상시키는데 목표한 지침을 제공하는 애플리케이션-계층 트래픽 최적화(Application-Layer Traffic Optimization; ALTO)와 같은 방법들을 개발한다.
이러한 지침이 현재 라디오 셀룰러 네트워크들에서 피어 투 피어 서비스들을 구현하도록 고려되는 동안에, 본 발명은 이러한 고려가 라디오 셀룰러 네트워크의 모델과 많이 상이한 유선 모델들에 직접적으로 기초한다는 발견으로부터 얻어진다.
실제로, 종래의 유선 네트워크들에 대해, 피어 거리들은 피어들의 고정된 어드레스들, 전형적으로 IP 네트워크 내의 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스들에 기초하여 알고리즘들을 이용하여 계산되는 반면에, 무선 셀룰러 네트워크에서 피어 거리들은 그들의 변화하는 어드레스들 즉, 피어들이 등록되는 셀들에 기초하여 계산된다.
즉, 셀룰러 네트워크 내의 피어들의 셀룰러 레지스트리 정보를 이용하는 것은 IP 어드레스들에 기초한 복잡한 계산들보다 피어 거리들을 평가하기 위해 더 용이하고 더 효율적인 방법일 수 있다.
셀룰러 네트워크 내의 피어들의 로컬라이제이션에 기초하여 이러한 방법을 구현함으로써, 본 발명은 네트워크 내에 더 양호한 송신 레이트들을 제공하는데, 이는 피어들 사이의 거리이 최적화되고 IP 정보가 복잡한 계산들에 대해 송신되지 않아야 하기 때문이다.
본 발명에 따른 P2P 라디오 셀룰러 네트워크를 도시하는 첨부된 도면은 본 발명의 더 나은 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 발명의 실시예들 및 설명과 함께 도시하기 위해 이 명세서에 통합되고, 이 명세서의 일부로서 구성되며, 본 발명의 원리들을 설명하기 위해 포함된다.
본 발명은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System), LTE(Long Term Extension) 또는 Wifi(Wireless Fidelity)와 같은 상이한 종류들의 셀룰러 기술들로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명은 UMTS(셀들(102 및 103)), Wifi(셀(120)) 및 LTE(셀(105))와 같이 상이한 셀룰러 기술들을 조합하는 P2P 네트워크(100)를 고려하여 구현될 수 있다.
그 목적을 위해, P2P 네트워크(100)는 안테나들로부터 인터넷으로 데이터를 운반하는 LTE 네트워크 인프라스트럭처인 진화된 패킷 코어(Evolved Packet Core; EPC) 서브-네트워크(106)를 포함한다. 이 방식으로 서브-네트워크(106)는 상이한 셀들(102, 103, 105 및 120) 사이의 데이터 송신을 실행한다.
모바일 단말들(1041, 1042,...1045 및 122)은 P2P 네트워크(100)의 피어들이고 그들 각각은 고전적으로 적어도 또 다른 피어들로부터 리소스들의 송신을 요구할 수 있다.
그 목적을 위해, 요구 피어는 리소스들을 호스팅하는 리스트의 피어들 중 제공 피어를 선택해야 한다. 이 실시예에서, 피어들의 리스트(108)는 고전적으로 피어 교환 서버들, 분배된 해시 테이블들(DHT) 및/또는 P2P 트랙커들(trackers)을 통해 요구 피어 - 예를 들면, 피어(1041) - 에 의해 확립된다.
예를 들면, 피어(1041)가 주어진 비디오 프로그램에 관련하는 리소스들의 송신을 요구하는 것을 고려할 때, 피어(1041)는 트랙커가 주어진 비디오 프로그램의 요구된 리소스들에 이미 가입한 피어들의 리스트(108)를 제공할 수 있도록 지정된 트랙커와 접촉할 것이다.
예를 들면, 피어들(1042, 1045 및 122)이 요구 피어(1041)에 요구된 리소스들을 전달할 수 있음을 고려할 때, 호스팅 피어들(1042, 1045 및 122) 사이에서의 제공 피어의 선택은 P2P 네트워크 내의 요구된 리소스들의 물리적인 송신 거리를 최적화하는 거리 기준에 따라 실행된다.
그 목적을 위해, 요구 피어(1041) 및 호스팅 피어들(1042, 1045 및 122)은 셀룰러 네트워크 내의 그들의 물리적인 위치와 연관된다.
전형적으로, 이 연관은 셀룰러 코어 네트워크(106)를 이용하기 위해 권한부여 받은 각각의 모바일 단말 가입자의 디테일들을 포함하는 중앙 데이터베이스로서 동작하는 셀룰러 네트워크 내에서 고전적으로 이용되는 것과 같은 HLR(Home Location Register)(112)와 같은 등록 센터를 통해 실행될 수 있다.
HLR(112)는 각각의 모바일 단말에 대한 모바일 단말 오퍼레이터에 의해 이슈(issue)된 가입자 아이덴티티 모듈(SIM) 상에 포함된 정보를 저장한다. 예를 들면, HLR(112)는 SIM 고유 식별자, 또는 각각의 HLR 기록에 대한 주 키(primary key)인 IMSI(International Mobile Subscriber Identity)를 저장할 수 있다.
또한, HLR(112)는 통신들을 확립하기 위해 모바일 단말들에 의해 이용된 접촉 넘버들인 MSISDN(mobile station international integrated services digital network number)들을 저장할 수 있다.
주 MSISDN는 일반적으로 단문 메시지 표준들에 따른 음성 호들 및 스트립트들을 실행하고 수신하기 위해 이용되지만, SIM이 팩스 및 데이터 호들을 위해 다른 부 MSISDN들을 갖는 것이 가능하다.
단말 위치의 또 다른 예는 그것이 서빙하는 모바일 스위칭 센터(mobile switching center; MSC)에 연결된 모바일 단말들에 관한 정보를 저장하는 방문자 위치 레지스터(Visitor Location Register; VLR)를 이용한다. 더 상세하게, 이러한 VLR는 모바일 단말이 현재 존재하는 기지국 제어기를 식별하는 현재의 위치 영역 아이덴티티(LAI)에 관한 정보를 저장한다.
MSC가 그의 동작 영역에 있는 새로운 모바일 단말을 검출할 때마다, 그것은 VLR에 새로운 기록을 생성하고 레지스터들 양쪽 모두가 네트워크 내의 그의 위치를 모바일 단말과 연관시키기 위해 이용될 수 있게 하도록 HLR(112)를 업데이트한다.
이 실시예에서, 요구 피어(1041)는 저장되도록 하기 위해 관리 데이터베이스(110)가 등록될 식별과 같이 가입자 아이덴티티 모듈(SIM) 내에 저장된 정보를 송신한다.
실시예들에 따라, 가입자 아이덴티티 모듈 내에 저장된 송신된 정보는:
- 국제 모바일 가입자 아이덴티티(International Mobile Subscriber Identity; IMSI),
- 이동국 국제 통합 서비스 디지털 네트워크 넘버(Mobile Station International Integrated Services Digital Network Number; MSISDN),
- PS 및 CS 도메인들을 위한 일시적인 모바일 가입자 아이덴티티들(TMSI 및 P-TMSI), 및
- 위치 영역 아이덴티티(LAI) 및/또는 라우팅 영역 아이덴티티(RAI) 중 하나 이상에 관련되고, 여기서:
- LAI는 회로 모드를 위해 이용되는 반면에 RAI는 패킷 모드를 위해 이용되고, RAI는 패킷 트래픽의 본질 때문에 일반적으로 LAI의 서브-분할이다. 즉, 하나의 LAI는 일반적으로 RAI가 피어 리스트들을 확립하기 위한 관련 파라미터가 되도록 몇몇 RAI를 커버(cover)한다.
TMSI는 네트워크에서 모바일을 식별하기 위해 이용된다. 그것은 보안 이유들 때문에 모바일 노드를 식별하기 위한 바람직한 메커니즘이다: 그것은 일시적으로 VLR에 의해 모바일에 할당된다. TMSI는 모바일에 관한 정보를 검색하기 위해 이용되지만, 그것을 직접적으로 로컬라이즈(localize)하기 위해 이용되지 않는다. 유사하게, P-TMSI는 이 파라미터가 단말 내에 피어의 관련 로컬라이제이션을 제공하게 할 수 있도록 "라우팅 영역" 내의 모바일 노드를 식별하기 위해 이용된다.
관리 서버(110)는 등록 센터(112)에 액세스하여, 요구 피어(1041)과 호스팅 피어들(1042, 1045 및 122) 사이의 거리를 결정하는 것이 가능하다.
결정된 거리들에 기초하여, 관리 서버(110)는 호스팅 단말이 예를 들면 단순한 기준과 같은 거리 기준을 최적화하기 위해 선택되어야 하는 요구 단말(1041)을 나타내고 그에 의해, 가장 가까운 호스팅 피어(1042)가 요구된 통신들을 송신하기 위해 선택된다.
이 예에서 요구 피어들과 호스팅 피어들 사이의 물리적인 거리가 셀들의 관점에서 확립되고, 피어(1042)는 요구 피어(1041)보다 동일한 셀에 있는 반면에, 호스팅 셀들(1045 및 122)은 먼 셀들(105 및 120)에 있음이 강조되어야 한다.
본 발명은 예를 들면, 피어들 사이의 거리 및 서비스의 질과 같은 또 다른 파라미터 양쪽 모두를 고려하는 거리 기준을 적용하는 상이한 실시예들에 따라 구현될 수 있다.
다른 실시예들은:
- 관리 서버(110) 및 등록 서버(112)가 하나의 단일 서버로 조합될 수 있고/있거나
- 리스트(108)가 관리 서버(110) 및/또는 등록 서버(112)에 의해 확립될 수 있다는 상기 설명된 실시예와 상이할 수 있다.
설명된 바와 같이, 본 발명은 예를 들면, 그에 따른 ALTO 프로토콜을 확장시키기 위해 셀룰러 네트워크(예를 들면, GSM/UMTS/LTE)에서 현존의 로컬라이제이션 파라미터들을 이용하는 것에 관한 것이다. 이 방식으로 피어 선택은 IP 어드레스 기반 알고리즘들을 이용하는 것보다 결과들을 얻기가 더 양호하고 용이하게 셀룰러 무선 네트워크에서 최적화될 수 있다.
하나의 실시예에서, 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터는 또한 IP 기반 알고리즘들 대신에 이용될 수 있다. 역으로, 셀 로컬라이제이션을 이용하는 것의 이점은 이 정보가 항상 접속된 모바일을 위해 이용가능하다는 것이다. 게다가, 셀 식별은 지리학적인 좌표들보다 더 관련있는 파라미터이다. 예를 들면, 상이한 셀들에 접속된 2개의 가까운 모바일 단말들을 고려할 때, 네트워크의 관점에서 동일한 셀에 속하는 피어를 선택하는 것이 더 좋다.
그럼에도 불구하고, GPS 좌표들은 예를 들면, 피어가 비 셀룰러 액세스를 이용할 때 셀 위치를 보완하고/보완하거나 대체할 수 있다.
100: P2P 네트워크
102, 103, 105, 120: 셀룰러 네트워크
1041, 1042, 1045, 122: 모바일 단말 110: 관리 서버
112: HLR

Claims (9)

  1. P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법으로서, 적어도 하나의 제공 피어(1042)로부터의 리소스들의 송신을 요구하는 피어(1041)는 상기 리소스들을 호스팅하는 리스트(118)의 피어들(1042, 1045, 122) 중 상기 제공 피어(1042)를 선택해야 하는 상기 방법에 있어서, 상기 요구 피어(1041) 및 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122)은 셀룰러(102, 103, 105, 120) 네트워크에 연결된 모바일 단말들이고, 상기 방법은
    - 상기 요구 피어(1041) 및 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각을 상기 셀룰러(102, 103, 105, 120) 네트워크 내의 그들의 물리적인 위치와 연관시키는 단계,
    - 상기 셀룰러 네트워크(102, 103, 105, 120) 내의 상기 물리적인 위치들에 기초하여 상기 요구 피어(1041)와 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각 사이의 물리적인 거리를 결정하는 단계,
    - 상기 요구 피어(1041)와 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각 사이의 상기 결정된 물리적인 거리들을 고려하는 거리 기준에 따라 상기 제공 피어(1042)를 선택하는 단계 및
    상기 요구 피어(1041)가 상기 네트워크 내의 상기 요구 단말의 위치와 식별 파라미터를 연관시키는 상기 셀룰러 네트워크의 관리 서버(110)로 상기 식별 파라미터를 송신하는 단계를 포함하는, P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 셀룰러 네트워크 내의 상기 요구 단말의 위치와 상기 식별 파라미터를 연관시키기 위해 상기 셀룰러(102, 103, 105, 120) 네트워크의 등록 센터(112)와 통신하는, P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 요구 피어(1041)가 상기 식별 파라미터로서 상기 관리 서버(110)로 가입자 아이덴티티 모듈 내에 저장된 정보를 송신하는 단계를 추가로 포함하는, P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 송신된 식별 파라미터는:
    - 국제 모바일 가입자 아이덴티티(International Mobile Subscriber Identity; IMSI),
    - 이동국 국제 통합 서비스 디지털 네트워크 넘버(Mobile Station International Integrated Services Digital Network Number; MSISDN),
    - PS 및 CS 도메인들을 위한 일시적인 모바일 가입자 아이덴티티들(TMSI 및 P-TMSI),
    - 위치 영역 아이덴티티, 및
    - 라우팅 영역 아이덴티티 중 적어도 하나에 관한 것인, P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 관리 서버(110)가 상기 P2P 네트워크(100)로 액세스하는 임의의 모바일 단말에 대한 식별 파라미터를 저장하는 단계를 추가로 포함하는, P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 관리 서버(110)가 상기 거리 기준을 구현할 수 있도록 상기 요구 피어(1041)가 상기 관리 서버(110)로 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122)의 리스트(118)를 송신하는 단계를 추가로 포함하는, P2P 네트워크(100)를 관리하기 위한 방법.
  8. P2P 네트워크를 위한 관리 서버(110)로서, 적어도 하나의 제공 피어(1042)로부터 리소스들의 송신을 요구하는 피어(1041)는 상기 리소스들을 호스팅하는 리스트(118)의 피어들(1042, 1045, 122) 중 상기 제공 피어(1042)를 선택해야 하는 상기 관리 서버(110)에 있어서, 상기 요구 피어(1041) 및 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122)은 셀룰러(102, 103, 105, 120) 네트워크에 연결된 모바일 단말들이고, 상기 관리 서버(110)는,
    - 상기 요구 피어(1041) 및 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각을 상기 셀룰러(102, 103, 105, 120) 네트워크 내의 그들의 물리적인 위치와 연관시키기 위한 수단, 및
    - 제 1 항, 제 3 항, 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위해 상기 셀룰러 네트워크(102, 103, 105, 120) 내의 상기 물리적인 위치들에 기초하여 상기 요구 피어(1041)와 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각 사이의 물리적인 거리를 결정하기 위한 수단을 포함하는, P2P 네트워크를 위한 관리 서버(110).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 요구 피어(1041)와 상기 호스팅 피어들(1042, 1045, 122) 각각 사이의 상기 결정된 물리적인 거리들을 고려하는 거리 기준에 따라 상기 호스팅 피어들의 리스트(118) 내의 상기 제공 피어(1042)를 선택하기 위한 수단을 포함하는, P2P 네트워크를 위한 관리 서버(110).
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