KR101563001B1 - 인터넷 프로토콜 패킷의 헤더의 압축 방법 및 이를 위한 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드는, IP 주소를 가지며, MAC 프레임의 페이로드 필드에 삽입되는 IP 패킷을 생성하도록 구성된 IP 계층과; 상기 IP 패킷의 헤더를 압축하도록 구성된 적응 계층과; MAC 주소를 가지며, 상기 MAC 주소에 기반한 다른 노드와의 통신을 제어하도록 구성된 MAC 계층을 포함하고, 상기 적응 계층은 상기 IP 패킷의 멀티캐스트 주소를 압축하고, 상기 압축된 멀티캐스트 주소는 멀티캐스트 그룹 ID를 포함한다.
Figure R1020090023922
IPv6, MAC 프레임, 멀티캐스트 패킷, 6LoWPAN, 멀티캐스트 그룹 ID

Description

인터넷 프로토콜 패킷의 헤더의 압축 방법 및 이를 위한 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드{METHOD FOR COMPRESSING THE HEADER OF AN IP PACKET AND A NODE IN A NETWORK BASED ON MULTIPLE ADDRESSES THEREFOR}
본 발명은 각각 상위 계층(upper layer) 주소 및 하위 계층(lower layer) 주소를 갖는 복수의 노드들로 구성된 네트워크에서 목적지 상위 계층 주소를 갖는 데이터 패킷을 노드들 간에 전송하는 방법에 관한 것으로서, 특히 저전력 무선 네트워크인 IEEE 802.15.4 네트워크에서 IPv6(internet protocol version 6) 데이터 패킷을 전송하는데 필요한 헤더 압축 방법에 관한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 네트워크는 저전력 소비를 목표로 하는 MAC(media access control) 주소 기반의 네트워크로서, MAC 프레임(frame)의 최대 길이는 127bytes이고, 6LoWPAN(IPv6 over low power wireless personal area network)은 IEEE 802.15.4 네트워크에서 IPv6 데이터 패킷을 전송하기 위한 기술이다.
IPv6는 128bits의 주소 체계를 갖는 프로토콜로서 센서 네트워크(sensor network)에 적용하면 각 센서 노드에 IP를 할당할 수 있고, 6LoWPAN은 IEEE 802.15.4 MAC/PHY의 상위 계층으로 IPv6, TCP/UDP 등 기존 인터넷에서 사용하는 통신 프로토콜을 이용할 수 있는 환경을 제공한다.
센서 네트워크는 국내에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network)으로, 해외에서는 WSN(Wireless Sensor Network)라는 이름으로 불리고 있다. 이러한 센서 네트워크는 전 세계적으로 확산되고 있다. 최근에는 IEEE 802.15.4 기술을 바탕으로 지그비(ZigBee)에서 상위 네트워크 기술을 표준화하였고, IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 특히 IPv6의 40bytes나 되는 헤더를 IEEE 802.15.4 WPAN(Wireless Personal Area Network) 구간에서 줄이기 위한 헤더 압축 기술이 연구되고 있다.
IEEE 802.15.4 MAC 헤더는 가변적으로 최대 25 bytes까지 가능하여 MAC 프레임의 페이로드(Payload) 길이는 102~118bytes까지 가능하다. IPv6 패킷의 최소 MTU(Maximum transmission unit)는 1280 bytes이므로, IEEE 802.15.4에서 IPv6 패킷을 전달하기 위해서는 IPv6 헤더를 압축하거나 IPv6 패킷을 단편화(fragmentation)하여 전달한다.
현재 6LoWPAN의 표준인 RFC 4944에 IPv6 유니캐스트(unicast) 패킷의 헤더를 압축하여 전달하는 방법이 제시되어 있다. 이러한 6LoWPAN의 헤더 압축 방법은 유니캐스트 패킷에 대해서만 적용될 수 있다. IPv6 멀티캐스트(multicast) 패킷의 경우에 목적지 주소(destination address)가 "프리픽스(prefix) + 인터페이스(interface) ID"로 구성되지 않고, 별도의 주소 체계를 갖기 때문에 기존에 제시된 방법으로는 IPv6 멀티캐스트 패킷의 목적지 주소를 압축할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, IEEE 802.15.4 네트워크에서 IPv6 멀티캐스트 패킷을 압축하여 전송함으로써, 네트워크 부하를 최소화하면서 IPv6 멀티캐스트 패킷을 효율적으로 전송할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 일 측면에 따른, 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드는, IP 주소를 가지며, MAC 프레임의 페이로드 필드에 삽입되는 IP 패킷을 생성하도록 구성된 IP 계층과; 상기 IP 패킷의 헤더를 압축하도록 구성된 적응 계층과; MAC 주소를 가지며, 상기 MAC 주소에 기반한 다른 노드와의 통신을 제어하도록 구성된 MAC 계층을 포함하고, 상기 적응 계층은 상기 IP 패킷의 멀티캐스트 주소를 압축하고, 상기 압축된 멀티캐스트 주소는 멀티캐스트 그룹 ID를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른, 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하며, IP 계층, 적응 계층 및 MAC 계층을 포함하는 노드에서, 상기 적응 계층에 의한 IP 패킷의 헤더의 압축 방법은, 상기 IP 계층으로부터 IP 패킷을 수신하는 과정과; 상기 IP 패킷의 헤더를 추출하는 과정과; 상기 IP 패킷의 주소가 멀티캐스트 주소인지를 확인하는 과정과; 상기 IP 패킷의 멀티캐스트 주소를 압축하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따른 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드 및 IP 패킷의 헤더의 압축 방법은 IEEE 802.15.4 네트워크에서 IPv6 멀티캐스트 패킷을 압축하여 전송함으로써, 네트워크 부하를 최소화하면서 IPv6 멀티캐스트 패킷을 효율적으로 전송할 수 있다는 이점이 있다.
이하에서는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 IEEE 802.15.4의 MAC 프레임 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 상기 MAC 프레임의 페이로드 필드에 삽입되는 IPv6 패킷의 프레임 구조를 나타내는 도면이다. 상기 MAC 프레임(100)은 127bytes의 길이를 가지며, 프레임 컨트롤(frame control) 필드(110), 시퀀스 넘버(sequence number) 필드(120), 주소 정보(address information) 필드(130), 페이로드 필드(140) 및 FCS(frame check sequence) 필드(150)를 포함한다. 프레임 컨트롤 필드(110)는 2bytes의 길이를 갖고, 프레임 타입(frame type), 프로토콜 버전(protocol version), 경로탐색 옵션(neighbor discovery option) 등의 정보가 삽입(또는 기재)된다. 상기 시퀀스 넘버 필드(120)는 1byte의 길이를 갖고, 전송 순서에 따라 차례로 1씩 증가하는 값을 갖는다. 상기 FCS 필드(150)는 2bytes의 길이를 갖고, 오류 검출 정보를 갖는다.
상기 주소 정보 필드(130)는 4~20bytes의 길이를 가지며, 목적지 PAN(personal area network) 필드(132)와, 다음 홉(hop)(즉, 상기 프레임을 전달받을 노드)에 대한 MAC 주소가 할당되는 목적지 주소 필드(134)와, 발신지 PAN 필드(136)와, 상기 프레임을 전달한 노드에 대한 MAC 주소가 할당되는 발신지 주소 필드(138)를 포함한다.
상기 페이로드 필드(140)는 102~118bytes의 길이를 가지며, IPv6 헤더 필드(205) 및 IPv6 페이로드 필드(290)를 갖는 IPv6 패킷(200)을 포함한다.
상기 IPv6 헤더 필드(205)는 IP 버전을 나타내는 2bits 길이의 VER(version) 필드(210)와, 서비스 타입을 나타내는 1byte의 TC(traffic class) 필드(220)와, IPv6 패킷의 플로우를 구분하기 위한 20bits 길이의 FL(flow label) 필드(230)와, 상기 IPv6 페이로드 필드(290)의 길이를 나타내는 2bytes 길이의 PL(payload length) 필드(240)와, 확장 헤더를 지시하기 위한 1byte 길이의 NH(next header) 필드(250)와, IPv4의 TTL(time to live) 필드와 유사한 1byte 길이의 HL(hop limit) 필드(260)와, 16bytes 길이의 발신지 IPv6 주소 필드(270)와, 16bytes 길이의 목적지 IPv6 주소 필드(280)를 포함한다.
최악의 경우에 상기 IPv6 페이로드 필드(290)는 62bytes 이하의 길이를 갖고, 6LoWPAN에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 IPv6 패킷의 헤더를 압축한다.
도 3은 압축된 IPv6 패킷을 나타내는 도면이다. 압축된 IPv6 패킷(300)은 헤더 타입을 나타내는 8bits 길이의 IPv6 디스패치(dispatch) 필드(310), HC1 헤더 필드(305) 및 IPv6 페이로드 필드(290)를 포함하고, 상기 헤더 필드(305)는 압축 정보를 나타내는 1byte 길이의 HC1 인코딩 필드(320)와, 미압축된 필드들(330)을 포함한다.
통상의 IPv6 디스패치 필드에는 6LoWPAN 프레임이 아님을 나타내는 값, 또는 미압축된 IPv6 주소를 나타내는 값 등이 삽입될 수 있고, 상기 IPv6 디스패치 필 드(310)에는 압축된 IPv6 패킷을 나타내는 LOWPAN_HC1(0100 0010)의 값이 삽입된다.
하기 <표 1>은 상기 HC1 인코딩 값의 각 구성 비트가 나타내는 의미를 설명한다.
비트 필드 압축된 필드 의미
bit 0 and 1 IPv6 Source Address 00 : PI*, II*
01 : PI*, IC*
10 : PC, II
11 : PC, IC
bit 2 and 3 IPv6 Destination Address 00 : PI, II
01 : PI, IC
10 : PC, II
11 : PC, IC
bit 4 Traffic Class and
Flow Label		 0: not compressed; full 8 bits for Traffic Class and 20 bits for Flow Label are sent
1: Traffic Class and Flow Label are zero
bit 5 and 6 Next Header 00: not compressed; full 8 bits are sent
01: UDP
10: ICMP
11: TCP
bit 7 HC2 encodings 0: No more header compression bits
1: HC1 encoding immediately followed by more header compression bits per HC2 encoding format. Bits 5 and 6 determine which of the possible HC2 encodings apply (e.g., UDP, ICMP, or TCP encodings)
* PI : Prefix carried in-line(프리픽스 정보는 생략되지 않고 포함됨)
* PC : Prefix compressed(link-local prefix assumed)(프리픽스 정보는 생략됨)
* II : Interface identifier carried in-line(인터페이스 ID 정보는 생략되지 않고 포함됨)
* IC : Interface identifier elided(derivable from the corresponding link-layer address)(인터페이스 ID 정보는 생략됨)
6LoWPAN을 위한 IPv6 주소의 구성들은 아래와 같다.
1. 64bits의 긴 주소로 구성하는 경우 : "64bits의 프리픽스 + 64bits의 긴 주소"
2. 16bits의 짧은 주소로 구성하는 경우 : "64bits의 프리픽스 + 16bits_PAN:00ff:fe00:16bits_short_address"
도 4는 IPv6 멀티캐스트 주소의 체계를 나타내는 도면이다.
IPv6 멀티캐스트 주소(400)는 최상위 8bits의 시작 필드(410)에 0xFF의 값이 삽입되고, 4bits의 플래그 필드(420)와, 4bits의 스코프 필드(430)와, 112bits의 프리픽스가 부가된 그룹 ID 필드(440)를 포함한다.
하기 <표 2>는 상기 IPv6 멀티캐스트 주소(400)를 구성하는 플래그의 의미를 설명한다.
0 reserved
R Embedding the Rendezvous Point (RP) Address in an IPv6 Multicast Address
P Unicast-Prefix-based IPv6 Multicast Addresses
T T = 0 indicates a permanently-assigned ("well-known") multicast address, assigned by the Internet Assigned Numbers Authority(IANA).
T = 1 indicates a non-permanently-assigned ("transient" or "dynamically" assigned) multicast address.
IPv6 멀티캐스트 패킷의 경우에, 플래그의 최하위 1bit인 T 값은 영구히 할당받은 멀티캐스트 주소임을 나타내는 0의 값 또는 일시적으로 할당받은 멀티캐스트 주소임을 나타내는 1의 값을 갖는다.
하기 <표 3>은 상기 IPv6 멀티캐스트 주소(400)를 구성하는 스코프의 의미를 설명한다.
값 의미 값 의미
0 reserved 8 Organization-Local scope
1 Interface-Local scope 9 (unassigned)
2 Link-Local scope A (unassigned)
3 reserved B (unassigned)
4 Admin-Local scope C (unassigned)
5 Site-Local scope D (unassigned)
6 (unassigned) E Global scope
7 (unassigned) F reserved
그룹 ID는 주어진 스코프 내에서 영구적이거나 일시적인 멀티캐스트 그룹을 지정한다. "영구적(permanent)"이란 용어는 할당받은 멀티캐스트 주소가 스코프와 무관하다는 것이고, "일시적(transient)"이란 용어는 할당받은 멀티캐스트 주소가 단지 주어진 스코프 내에서만 의미가 있다는 것이다.
멀티캐스트, 유니캐스트 및 애니캐스트(anycast)에 대해 간략히 소개하자면, 멀티캐스트는 하나의 발신지 노드가 특정 그룹에 속하는 다수 노드들에게 IPv6 패킷을 전송하는 것을 말하고, 유니 캐스트는 하나의 발신지 노드가 하나의 목적지 노드에게 IPv6 패킷을 전송하는 것을 말하며, 애니캐스트는 하나의 발신지 노드가 특정 그룹에 속하는 다수 노드들에게 IPv6 패킷을 전송하지만 상기 다수의 노드들 중 오직 하나(예를 들어, 발신지 노드에 가장 가깝게 위치한)가 IPv6 패킷을 수신하도록 선택되는 것을 말한다.
플래그의 R 값을 고려하지 않고, IPv6 멀티캐스트 주소의 종류를 구분하자면 아래와 같다.
1. 주지 또는 미리 정의된 멀티캐스트 주소(P=0, T=0)
스코프 값이 0~F이고, 플래그의 T 값이 0인 경우에, 예약된 멀티캐스트 주소는 하기 <표 4>와 같다.
Reserved Multicast Address FF00:0:0:0:0:0:0:0
FF01:0:0:0:0:0:0:0
FF02:0:0:0:0:0:0:0
FF03:0:0:0:0:0:0:0
FF04:0:0:0:0:0:0:0
FF05:0:0:0:0:0:0:0
FF06:0:0:0:0:0:0:0
FF07:0:0:0:0:0:0:0
FF08:0:0:0:0:0:0:0
FF09:0:0:0:0:0:0:0
FF0A:0:0:0:0:0:0:0
FF0B:0:0:0:0:0:0:0
FF0C:0:0:0:0:0:0:0
FF0D:0:0:0:0:0:0:0
FF0E:0:0:0:0:0:0:0
FF0F:0:0:0:0:0:0:0
RFC 3307에 따르면, 그룹 ID는 0x00000001 ~ 0xFFFFFFFF의 값을 가지며, 멀티캐스트 주소의 하위 32bits에 매핑된다.
IANA에서 미리 정의한 그룹 ID는 RFC 2375에서 찾을 수 있고, 구체적인 예를 들자면 하기 <표 5>와 같다.
All Nodes Addresses FF01:0:0:0:0:0:0:1
FF02:0:0:0:0:0:0:1
All Routers Addresses FF01:0:0:0:0:0:0:2
FF02:0:0:0:0:0:0:2
FF05:0:0:0:0:0:0:2
IANA는 요청된 멀티캐스트 주소(Solicited Multicast Address)도 미리 정의하고 있다. 요청된 멀티캐스트 주소는 노드의 유니캐스트 주소(unicast address)나 애니캐스트 주소(anycast address)에서 계산되는 주소를 말한다. 즉, 요청된 멀티캐스트 주소는 IPv6 유니캐스트/애니캐스트 주소의 하위 24bits를 이용하여 계산된다.
미리 정의된 요청된 멀티캐스트 주소를 예시하자면 하기 <표 6>과 같다.
Solicited Multicast Address FF02:0:0:0:0:1:FFXX:XXXX
예시된 요청된 멀티캐스트 주소에서 XX:XXXX는 유니캐스트/애니케스트 주소의 하위 24bits에 해당한다.
2. 동적 할당된 멀티캐스트 주소(P=0, T=1)
RFC 3307에 의하면, 동적 할당 방법들로는 서버에 의한 할당 방법과 호스트에 의한 할당 방법이 있다. 그룹 ID는 0x80000000 ~ 0xFFFFFFFF의 값을 갖는다.
3. 유니캐스트 프리픽스 기반의 멀티캐스트 주소(P=1, T=1)
도 5는 유니캐스트 프리픽스 기반의 멀티캐스트 주소 체계를 나타내는 도면이다. 유니캐스트 프리픽스 기반의 멀티캐스트 주소 할당 방식은 해당 유니캐스트 도메인(domain)에 속하는 네트워크 프리픽스 기반으로 멀티캐스트 주소를 할당하는 것을 말한다.
유니캐스트 프리픽스 기반의 멀티캐스트 주소(500)는 0xFF의 값을 갖는 최상위 8bits의 시작 필드(510)와, 4bits의 플래그 필드(520)와, 4bits의 스코프 필드(530)와, 0xFF의 값을 갖는 8bits의 예약 필드(540)와, 네트워크 프리픽스의 길이를 나타내는 8비트의 길이 필드(plen, 550)와, 해당 유니캐스트 도메인에서 사용하는 전역(global) 유니캐스트 프리픽스를 나타내는 64bits의 네트워크 프리픽스 필드(560)와, RFC 3307에 의해 0x40000000 ~ 0x7FFFFFFF의 값을 갖는 32bits의 그룹 ID 필드(570)를 포함한다. 예를 들어, 3ffe:ffff:1::/48을 사용하는 유니캐스트 도메인의 유니캐스트 프리픽스 기반의 멀티캐스트 주소는 ff3x:0030:3ffe:ffff:0001::/96이고, x는 스코프 값이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드의 주요 구성을 나타내는 도면이다.
상기 노드(600)는 하위 계층(제2 계층 또는 데이터 링크 계층)인 IEEE 802.15.4 MAC 계층(610)과, 중간 계층인 6LoWPAN 적응 계층(6LoWPAN adaptation layer, 620)과, 상위 계층(제3 계층 또는 네트워크 계층)인 IPv6 계층(630)을 포함한다.
상기 MAC 계층(610)은 고유한 MAC 주소를 가지며, MAC 주소에 기반한 다른 노드와의 통신을 제어한다.
상기 IPv6 계층(630)은 고유한 IPv6 주소를 가지며, 목적지 멀티캐스트 그룹 또는 목적지 노드의 IPv6 주소 및 MAC 주소 간의 맵핑을 수행하고, 이러한 맵핑에 근거하여 상기 목적지 멀티캐스트 그룹 또는 목적지 노드의 MAC 주소를 결정한다. 또한, 상기 IPv6 계층(630)은 MAC 프레임의 페이로드 필드에 삽입되는 IP 패킷을 생성한다.
상기 6LoWPAN 적응 계층(620)은 IPv6 데이터 패킷을 IEEE 802.15.4 네트워크에서 전송하기 위한 IPv6 헤더 압축(compression)/해제(decompression) 또는 단편화(fragmentation)/조립화(defragmentation) 기능을 수행하고, 상기 노드(210)로부터 목적지 멀티캐스트 그룹 또는 목적지 노드까지의 라우팅 경로를 선택한다.
도 7은 IPv6 멀티캐스트 주소의 종류를 요약하여 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같은, IPv6 멀티캐스트 주소의 종류들 중에서 주지 또는 미리 정의된 멀티캐스트 주소(P=0, T=0)와 유니캐스트 프리픽스 기반의 멀티캐스트 주소(P=1, T=1)는 상기 6LoWPAN 적응 계층(620)에서 압축이 가능하다. 즉, 상기 6LoWPAN 적응 계층(620)은 IPv6 멀티캐스트 주소(400)에서 시작 필드(410)와 프리픽스가 부가된 그룹 ID 필드(440)의 프리픽스를 생략한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축된 IPv6 패킷을 나타내는 도면이다.
상기 압축된 IPv6 패킷(700)은 헤더 타입을 나타내는 8bits 길이의 IPv6 디스패치(dispatch) 필드(710), BC1 헤더 필드(705) 및 IPv6 페이로드 필드(770)를 포함한다. 상기 헤더 필드(705)는 압축 정보를 나타내는 8bits 길이의 BC1 인코딩 필드(720)와, 홉 수를 제한하는 8bits 길이의 홉 리미트 필드(730)와, 4bits 길이의 플래그 필드(740)와, 4bits 길이의 스코프 필드(750)와, 16bits 또는 32bits 길이의 멀티캐스트 그룹 ID 필드(760)를 포함한다. 플래그는 상기 압축된 IPv6 패킷(700)의 멀티캐스트 주소가 주지 또는 미리 정의된 멀티캐스트 주소(P=0, T=0)인지와, 그룹 ID의 길이를 나타낸다. 스코프는 상기 압축된 IPv6 패킷(700)의 전송 범위를 나타낸다.
IPv6 멀티캐스트 패킷을 6LoWPAN 적응 계층에서 압축하기 위해서는 새로운 IPv6 디스패치 값을 정의할 필요가 있고, 이를 위해 상기 IPv6 디스패치 필드(710)에는 압축된 IPv6 멀티캐스트 패킷을 나타내는 LOWPAN_BC1(0100 0011)의 값이 삽입된다.
하기 <표 7>은 BC1 인코딩 값의 각 구성 비트가 나타내는 의미를 설명한다.
BC1 encoding ( 8bits ) 의미
bits 0 and 1 IPv6 Source Address, RFC 4944에 정의된 값을 따름.
bits 2 and 3 00 : Well-Known Address (P=0, T=0)
01 : Dynamically Assigned Address, not compressed(P=0, T=1)
10 : Not Compressed
11 : Unicast-mapped Address(P=1, T=1)
bits 4 Traffic Class and Flow Label, RFC 4944 값을 따름.
bits 5 and 6 Next Header, RFC 4944에 정의된 값을 따름.
bit 7 HC2 encoding
하기 <표 8>는 플래그 값의 각 구성 비트가 나타내는 의미를 설명한다.
flag 의미
bit 0 and 1 00 : All Nodes Addresses
01 : All Router Addresses
10 : Solicited Multicast Address
11 : Well-known Addreess
bits 2 and 3 00 : Group ID does not exist.
01 : 16bits Group ID
10 : 32bits Group ID
11 : Reserved
스코프 값은 압축되기 전의 멀티캐스트 주소의 스코프 값을 복사하여 사용한다.
상기 6LoWPAN 적응 계층(620)은 IPv6 멀티캐스트 패킷의 헤더를 압축하기 위해 아래와 같은 과정들을 수행한다.
1. 상기 IP 계층으로부터 미압축된 IPv6 멀티캐스트 패킷을 수신한다.
2. 상기 IPv6 멀티캐스트 패킷의 헤더를 추출한다.
3. 상기 IPv6 멀티캐스트 패킷의 목적지 주소가 압축 가능한 멀티캐스트 주소인지를 확인한다. 상기 6LoWPAN 적응 계층(620)은 상기 목적지 멀티캐스트 주소의 플래그 필드를 통해 압축 가능한지의 여부를 판단할 수 있다.
4. 상기 목적지 멀티캐스트 주소가 주지 또는 미리 정의된 멀티캐스트 주소(P=0, T=0)와 유니캐스트 프리픽스 기반의 멀티캐스트 주소(P=1, T=1)인 경우, 목적지 멀티캐스트 주소에서 시작 필드와 프리픽스가 부가된 그룹 ID 필드의 프리픽스를 생략하고, IPv6 디스패치 필드 및 BC1 인코딩 필드를 부가한다.
본 발명에 따르면, 종래의 압축 방식에 비하여 IPv6 멀티캐스트 패킷을 보다 효율적으로 압축할 수 있으며, 종래의 압축 방식과 본 발명의 압축 방식을 비교하자면 하기 <표 9>와 같다.
종래 멀티캐스트 주소는 압축하지 않음.
40bytes IPv6 Header => 19bytes로 압축 LOWPAN_HC1(1byte) + HC1 encoding(1byte) + hop limit(1byte) + 16bytes(destination address)
본 발명 멀티캐스트 주소도 압축함.
40bytes IPv6 Header => 6bytes로 압축 LOWPAN_BC1(1byte) + BC1 encoding(1byte) + hop limit(1byte) + flag and scope(1byte) + group ID(2bytes)
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
전술한 내용에 있어서, 계층이란 용어는 스위치, 라우터, 게이트웨이, 서버 컴퓨터 등의 네트워크용 장치와 이들의 조합을 포함하는 계층 장치로 용어 변경하여도 무방하고, 또는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현되는 기능 모듈 또는 블록으로 변경하여도 무방하다. 예를 들어, IPv6 계층, 6LoWPAN 적응 계층 및 MAC 계층은 IPv6 계층 장치, 6LoWPAN 적응 계층 장치 및 MAC 계층 장치로 각각 용어 변경할 수 있다.
본 발명의 IP 패킷의 헤더의 압축 방법이 하드웨어, 소프트웨어(즉, 프로그램), 또는 이들의 조합의 형태로 구현될 수 있음은 자명하다. 이러한 프로그램은 컴퓨터와 같은 기계가 읽을 수 있는 휘발성 또는 비휘발성 기록매체에 저장될 수 있고, 이러한 기록매체는 ROM 등과 같은 저장 장치, RAM, 메모리 칩, 집적 회로 등과 같은 메모리, CD, DVD, 자기 디스크, 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기 기록 매체일 수 있다. 즉, 본 발명의 IP 패킷의 헤더의 압축 방법은 이를 실현하기 위한 코드들을 포함하는 프로그램의 형태로 구체화될 수 있다. 더 나아가서, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선으로 전파되는 통신 신호와 같이 임의의 매체를 통해 전기적으로 전달될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것들을 포함한다.
도 1은 IEEE 802.15.4의 MAC 프레임 구조를 나타내는 도면,
도 2는 MAC 프레임의 페이로드 필드에 삽입되는 IPv6 패킷의 프레임 구조를 나타내는 도면,
도 3은 압축된 IPv6 패킷을 나타내는 도면,
도 4는 IPv6 멀티캐스트 주소의 체계를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드의 주요 구성을 나타내는 도면,
도 7은 IPv6 멀티캐스트 주소의 종류를 요약하여 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축된 IPv6 패킷을 나타내는 도면.

Claims (11)

  1. 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드에 있어서,
    IP 주소를 가지며, MAC 프레임의 페이로드 필드에 삽입되는 IP 패킷을 생성하도록 구성된 IP 계층과;
    상기 IP 패킷의 헤더를 압축하도록 구성된 적응 계층과;
    MAC 주소를 가지며, 상기 MAC 주소에 기반한 다른 노드와의 통신을 제어하도록 구성된 MAC 계층을 포함하고,
    상기 적응 계층은 상기 IP 패킷의 멀티캐스트 주소를 압축하고, 상기 압축된 멀티캐스트 주소는 멀티캐스트 그룹 ID를 포함하고,
    상기 적응 계층은 상기 IP 패킷의 헤더의 플래그 필드를 통해 상기 IP 패킷의 주소가 멀티캐스트 주소인지를 확인하고,
    상기 MAC 계층은, 상기 압축된 IP 패킷이 삽입된 상기 MAC 프레임을 상기 다른 노드로 전송함을 특징으로 하는 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적응 계층이 상기 IP 계층으로부터 전달받은 상기 IP 패킷은 프리픽스가 부가된 멀티캐스트 그룹 ID를 포함하고, 상기 적응 계층은 상기 프리픽스를 생략함을 특징으로 하는 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적응 계층은 압축된 멀티캐스트 패킷임을 나타내는 디스패치 필드와, 압축 정보를 나타내는 인코딩 필드를 상기 압축된 IP 패킷에 부가함을 특징으로 하 는 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적응 계층은 상기 멀티캐스트 그룹 ID의 길이를 나타내는 플래그 필드와, 상기 압축된 IP 패킷의 전송 범위를 나타내는 스코프 필드를 상기 압축된 IP 패킷에 부가함을 특징으로 하는 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하는 노드.
  5. 복수 주소 기반의 네트워크를 구성하며, IP 계층, 적응 계층 및 MAC 계층을 포함하는 노드에서, 상기 적응 계층에 의한 IP 패킷의 압축 및 전송 방법에 있어서,
    상기 IP 계층으로부터 IP 패킷을 수신하는 과정과;
    상기 IP 패킷의 헤더를 추출하는 과정과;
    상기 IP 패킷의 헤더의 플래그 필드를 통해 상기 IP 패킷의 주소가 멀티캐스트 주소인지를 확인하는 과정과;
    상기 IP 패킷의 멀티캐스트 주소를 압축하는 과정을 포함하고,
    상기 MAC 계층은, 상기 압축된 IP 패킷이 삽입된 MAC 프레임을 다른 노드로 전송함을 특징으로 하는 IP 패킷의 압축 및 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압축된 멀티캐스트 주소는 멀티캐스트 그룹 ID를 포함함을 특징으로 하는 IP 패킷의 압축 및 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압축 과정은 상기 IP 패킷에 포함된 프리픽스가 부가된 멀티캐스트 그룹 ID에서 상기 프리픽스를 생략하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 IP 패킷의 압축 및 전송 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압축 과정은 압축된 멀티캐스트 패킷임을 나타내는 디스패치 필드와, 압축 정보를 나타내는 인코딩 필드를 상기 압축된 IP 패킷에 부가하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 IP 패킷의 압축 및 전송 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 압축 과정은 상기 멀티캐스트 그룹 ID의 길이를 나타내는 플래그 필드와, 상기 압축된 IP 패킷의 전송 범위를 나타내는 스코프 필드를 상기 압축된 IP 패킷에 부가하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 IP 패킷의 압축 및 전송 방법.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항의 IP 패킷의 압축 및 전송 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  11. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항의 IP 패킷의 압축 및 전송 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 구비한 노드.
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