KR102054195B1 - 이동 통신 시스템에서 데이터 경로 최적화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터 경로 최적화 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 단말의 IP(Internet Protocol) 세션 설정 방법은 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node) 및 상기 상대 노드에 상응하는 상대 게이트웨이의 IP 어드레스를 쿼리하여 획득하는 단계, 상기 상대 게이트웨이의 IP 어드레스에 기반하여 상기 상대 게이트웨이에 접속하는 단계, 상기 상대 게이트웨이로부터 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당받아 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하는 단계, 및 상기 상대 노드의 IP 어드레스 및 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 상대 노드 사이에 IP 세션을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 데이터 경로 최적화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OPTIMIZING A DATA ROUTE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이동 통신 시스템에서 상대 노드(Corresponding Node)와 단말 사이의 데이터 경로를 최적화 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템에서는 단말이 이동성을 가지고 있기 때문에 네트워크는 항상 단말의 위치를 파악하고 외부 네트워크로부터 전송되는 데이터를 단말에게 끊김 없이 효율적으로 전달해야 한다. 이를 위해서 단말이 하나의 기지국에서 다른 기지국으로 이동할 때 핸드오버를 하게 되고, 좀 더 많이 이동하여 다른 사업자의 망으로 이동하게 되면 로밍을 하게 된다. 이와 같이 이동 단말의 위치를 관리하는 것을 단말의 이동성 관리라고 한다.
기존 이동 통신 시스템의 이동성 관리 기술은 계층적 네트워크 구조를 토대로 중앙 집중적인 방식을 채택하고 있다. 예를 들어, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 망과 SAE(System Architecture Evolution) 망 네트워크에서, 중앙 집중적인 이동성 관리를 위해 이동성을 관리하는 모빌리티 에이전트(Mobility Agent)가 코어 네트워크에 위치한다.
상기 모빌리티 에이전트는 단말의 바인딩(binding) 정보를 관리하고 단말의 데이터 트래픽을 처리한다. 3GPP SAE에서는 P-GW(PDN Gateway), UMTS 망에서는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)이 각각 중앙 집중형 모빌리티 에이전트에 해당한다.
그런데, 이러한 중앙 집중적인 이동성 관리 기술은 여러 가지 문제점을 가지고 있다.
첫 번째 문제는 라우팅 경로(routing route)의 비효율성이다. 단말로 전송 되는 트래픽과 단말에서 전송 되는 트래픽 모두 중앙 집중형 에이전트를 거쳐야 한다. 만약, 단말과 상대 노드(Corresponding Node, CN)가 지리적으로 가까운 지역에 위치함에도 불구하고, 모든 트래픽이 중앙 집중형 에이전트를 거쳐야 한다면, 데이터 송수신이 지연될 수 있다.
두 번째 문제는 중앙 집중형 에이전트의 장애(single point of failure) 문제이다. 상기한 바와 같이, 중앙 집중적인 이동성 관리에서는 모든 트래픽이 중앙 집중형 에이전트를 거치게 된다. 이에 따라, 만약 상기 집중형 에이전트의 동작에 이상이 발생하면 전체 네트워크의 통신이 마비가 우려될 수 있다.
세 번째 문제는 코어 네트워크의 트래픽 집중화이다. 모든 단말의 트래픽이 코어 네트워크로 집중되므로 트래픽 과부하로 인한 망과 장비의 확장성(scalability) 문제가 발생한다. 이는 결국 통신 사업자가 코어 네트워크의 망과 장비를 늘려야 한다는 부담감으로 작용된다. 특히, 통신 기술이 진화할수록 무선 접속 기술이 발달로 인하여 코어 네트워크의 부담감은 훨씬 심화 될 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상대 노드(Corresponding Node)와 지리적으로 인접하게 위치한 상대 게이트웨이(Corresponding Gateway)를 정의하고, 상기 상대 게이트웨이를 통해 단말의 이동성을 관리하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 단말의 IP(Internet Protocol) 세션 설정 방법은 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node) 및 상기 상대 노드에 상응하는 상대 게이트웨이의 IP 어드레스를 쿼리하여 획득하는 단계, 상기 상대 게이트웨이의 IP 어드레스에 기반하여 상기 상대 게이트웨이에 접속하는 단계, 상기 상대 게이트웨이로부터 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당받아 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하는 단계, 및 상기 상대 노드의 IP 어드레스 및 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 상대 노드 사이에 IP 세션을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 상대 게이트웨이(Corresponding Gateway)의 데이터 경로 설정 방법은 임의의 단말로부터 바인딩 업데이트 메시지를 수신하는 단계, 상기 단말에 대해 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당하는 단계, 및 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 대한 정보를 포함하는 바인딩 확인 메시지를 상기 단말에 전송하여, 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 상대 게이트웨이는 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node)와 지리적으로 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다 .
또한, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 데이터 경로 설정 방법은 단말이, 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node) 및 상기 상대 노드에 상응하는 상대 게이트웨이의 IP 어드레스를 쿼리하여 획득하는 단계, 상기 단말이, 상기 상대 게이트웨이의 IP 어드레스에 기반하여 상기 상대 게이트웨이에 바인딩 업데이트 메시지를 전송하는 단계, 상기 상대 게이트웨이가, 상기 단말에 대해 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당하는 단계, 및 상기 상대 게이트웨이가, 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 대한 정보를 포함하는 바인딩 확인 메시지를 상기 단말에 전송하여, 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 상대 게이트웨이는 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node)와 지리적으로 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 IP 세션을 설정하는 단말은 상기 이동 통신 시스템에 위치한 임의의 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node) 및 상기 상대 노드에 상응하는 상대 게이트웨이의 IP 어드레스를 쿼리하여 획득하고, 상기 상대 게이트웨이의 IP 어드레스에 기반하여 상기 상대 게이트웨이에 접속하며, 상기 상대 게이트웨이로부터 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당받아 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하고, 상기 상대 노드의 IP 어드레스 및 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 상대 노드 사이에 IP 세션을 설정하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 데이터 경로를 설정하는 상대 게이트웨이(Corresponding Gateway)는 상기 이동 통신 시스템에 위치한 임의의 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 임의의 단말로부터 바인딩 업데이트 메시지 수신 시 상기 단말에 대해 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당하고, 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 대한 정보를 포함하는 바인딩 확인 메시지를 상기 단말에 전송하여 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 상대 게이트웨이는 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node)와 지리적으로 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 , 본 발명의 이동 통신 시스템에서 로컬 게이트웨이의 터널링 방법은 단말로부터 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node)의 IP 어드레스를 획득하기 위한 룩업 메시지를 수신하는 단계, 상기 룩업 메시지 수신에 대응하여, 상기 상대 노드 및 상기 상대 노드에 상응하는 상대 게이트웨이의 IP 어드레스를 쿼리하여 획득하는 단계, 상기 로컬 게이트웨이 및 상기 상대 게이트웨이의 IP 어드레스에 기반하여, 상기 상대 게이트웨이에 바인딩 업데이트를 요청하는 단계, 및 상기 바인딩 업데이트 요청에 대응하여, 상기 상대 게이트웨이로부터 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당받아 상기 로컬 게이트웨이와 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 이동 통신 시스템에서 터널링을 수행하는 로컬 게이트웨이는 상기 이동 통신 시스템에 위치한 임의의 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 단말로부터 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node)의 IP 어드레스를 획득하기 위한 룩업 메시지 수신 시 상기 룩업 메시지 수신에 대응하여 상기 상대 노드 및 상기 상대 노드에 상응하는 상대 게이트웨이의 IP 어드레스를 쿼리하여 획득하고, 상기 로컬 게이트웨이 및 상기 상대 게이트웨이의 IP 어드레스에 기반하여,상기 상대 게이트웨이에 바인딩 업데이트를 요청하며, 상기 바인딩 업데이트 요청에 대응하여 상기 상대 게이트웨이로부터 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당받아 상기 로컬 게이트웨이와 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 중앙 집중적 단말 이동성 관리 기법에서 단말과 상대 노드 사이의 데이터가 코어 앵커(core anchor)을 거쳐 전달 되기 때문에 데이터 경로의 최적화가 어렵다는 문제를 해결하기 위해서 상대 게이트웨이(Corresponding Gateway, CGW)를 제안한다. CGW는 코어 앵커가 수행하는 단말의 이동성 관리를 수행한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면 상대 노드와 단말 사이의 모든 트래픽은 CGW를 거쳐야 한다. 이에 따라, 단말과 상대 노드는 최적 경로로 통신을 할 수 있어 데이터 전달 지연을 감소시킬 수 있다. 또한, 특정 사이트로 향하는 트래픽은 코어 앵커를 거치지 않기 때문에 코어 앵커의 확장성(scalability)을 감소시킬 수 있다.
도 1은 중앙 집중적인 이동성 관리 기술을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 데이터 경로 최적화 방법에 따른 트래픽 전송 경로를 도시하는 도면.
도 3은 CGW가 배치된 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 네트워크 구조를 도시하는 도면.
도 4는 단말(330)이 복수 개의 사이트에 접속하는 경우, 단말에게 할당되는 어드레스를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 이동성을 관리하는 과정을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 이동성을 관리하는 과정을 도시하는 도면.
도 7은 일반적인 IP 세션 설정(IP session Setup) 과정을 도시하는 순서도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 IP 세션 설정(IP session Setup) 과정을 도시하는 순서도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 핸드 오버 수행 과정을 도시하는 순서도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 핸드 오버 수행 과정을 도시하는 순서도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라, 단말이 상대 노드와의 IP 세션을 해제하는 과정을 도시하는 순서도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 구체적인 호 흐름(Call Flow)을 도시하는 순서도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라, 단말(1310)이 facebook 서버에 접속하되, 상기 단말이 정당한 권한을 가진 단말인지 인증하는 절차를 더 포함하는 순서를 도시하는 순서도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단말이 로컬 게이트웨이를 통하여 상대 노드에 접속하는 경우, 각 노드에 할당되는 IP 어드레스를 설명하기 위한 도면.
도 15는 도 14의 구조에 기반하여, 단말과 상대 노드 사이에 IP 세션을 형성하는 과정을 도시하는 순서도 .
도 16은 본 발명의 실시예에 따라, 이동 통신 각 노드들 사이에 터널이 형성되는 과정을 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 프로토콜 스택을 도시하는 도면.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 CGW의 내부 구조를 도시하는 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 중앙 집중적인 이동성 관리 기술을 도시하는 도면이다.
코어 앵커(110)는 단말(120)에 전송되는 트래픽을 상대 노드(130)로부터 수신하고, 이를 단말(120)에 전달한다. 또한, 상기 코어 앵커(110)는 단말(120)의 이동성, 단말의 바인딩(binding) 정보 등을 관리한다. 상기 코어 앵커(110)는 이동 통신 시스템의 종류에 따라, 그 이름을 달리 할 수 있으며, 예를 들어 3GPP LTE 표준에서의 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, PGW)일 수 있다.
상대 노드(Corresponding Node, CN)(130)는 이동 통신 시스템에서 단말(120)이 패킷 또는 트래픽을 송수신하는 상대방 노드를 의미한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상대 노드(130)는 특정 서비스를 제공하는 적어도 하나의 서버에 대응할 수도 있다. 예를 들어, Gmail, Facebook, Youtube 서비스를 제공하는 각각의 서버가 하나의 상대 노드에 대응할 수 있다.
한편, 동일한 속성의 서비스를 제공하는 복수 개의 상대 노드들의 집합을 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN)이라고 칭할 수도 있다. 예를 들어, 인터넷 서비스를 제공하는 복수 개의 상대 노드들의 집합을 인터넷 PDN이라고 칭할 수 있다.
도 1에서 도시되는 바와 같이, 중앙 집중적인 이동성 관리 기술에서는 단말(120)에서 전송되는 모든 트래픽은 코어 앵커(110)를 경유하여 상대 노드(130)에 전송된다. 마찬가지로 상대 노드(130)에서 단말(120)로 전송되는 모든 트래픽 역시 코어 앵커(110)를 경유한다. 이로 인해, 상술한 라우팅 경로(routing route)의 비효율성 등의 문제가 발생할 수 있다.
도 2는 본 발명의 데이터 경로 최적화 방법에 따른 트래픽 전송 경로를 도시하는 도면이다.
도 2에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 단말(220)과 상대 노드(230) 사이의 트래픽 전송은 코어 앵커(210)를 경유하지 않고, 단말(220)과 상대 노드(230) 간 직접 송수신된다.
이를 실현하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 단말의 이동성을 관리하기 위한 상대 게이트웨이(Corresponding Gateway, 이하 CGW)를 도입한다. 상기 CGW는 도 3을 통해 도시하기로 하고, 여기서는 상기 CGW의 기능에 대해 설명하도록 한다.
상기 CGW는 단말(220)의 이동성을 관리하는 모빌리티 에이전트이며, 상대 노드(230) 또는 상대 네트워크(Corresponding Network)와 지리적으로 인접하게 위치할 수 있다. 지리적으로 인접하다는 것은, 상기 CGW가 상기 상대 네트워크 또는 상대 노드로부터 미리 설정된 거리 내에 위치한다는 것을 의미할 수 있다. 여기서 미리 설정된 거리는 반드시 특정 거리로 한정될 필요는 없을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말(220)과 상대 노드(230) 사이의 모든 트래픽은 상기 CGW를 경유한다. 이 경우, CGW는 단말(220)과 상대 노드(230) 사이의 최적 경로에 놓이게 되므로, 단말(220)과 상대 노드(230) 사이의 트래픽 전송은 최적 경로를 통해 전달된다. 단말(220)과 상대 노드(230)사이의 트래픽 전송이 최적 경로를 통해 전달되는 특징은 이하에서 기술되는 본 발명의 실시예를 참고하면 더욱 명확해질 것이다.
도 3을 통해, 상기 CGW가 배치된 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 네트워크 구조를 설명하도록 한다.
우선, 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 네트워크 구조를 도시하는 도면이다.
CGW(320)는 상대 노드(310)와 인접하게 위치한다. 상기 인접한다는 것은 CGW(320)가 상대 노드(310)와 지리적으로 가까이 위치된다는 것을 의미할 수 있으며, 또는 논리적, 계층적으로 인접하게 배치된다는 것을 의미할 수도 있다. 이하에서 기술되는 본 발명의 실시예에서, 상대 노드(310)와 CGW(320)는 상대 네트워크(Corresponding Network)를 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 상대 네트워크는 하나의 상대 노드 및 이에 대응하는 하나의 CGW로 구성될 수도 있고, 또는 복수 개의 상대 노드 및 이들에 대응하는 적어도 하나의 CGW들로 구성될 수도 있다.
액세스 네트워크(340)는 단말(330)과의 무선 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 상기 액세스 네트워크(340)는 상대 노드(310)에서 단말(330)로 전송되는 트래픽을 무선 채널을 통해 전달하거나, 또는 단말(330)에서 상대 노드(310)로 전송되는 트래픽을 무선 채널을 통해 전달할 수 있다. 상기 액세스 네트워크(340)는 무선 통신 시스템의 종류에 따라 그 이름을 달리 할 수 있으며, 단말(330)에게 IP 주소를 할당할 수 있는 네트워크라면 특정 무선 통신 시스템의 명칭에 구애받지 않고 본 발명의 액세스 네트워크(340)에 해당할 수 있다.
단말(330)는 상기 CGW(320)를 통해 상대 노드(310)와 직접 트래픽을 송수신한다.
도 3a에서 도시되는 바와 같이, 단말(330)은 액세스 네트워크(340)에 접속하면, 상기 액세스 네트워크로부터 액세스 네트워크 할당 어드레스(IPxs)를 할당 받을 수 있다. 이 경우, 상기 IPxs는 단말(330)의 현재 위치에 대응할 수 있다.
또한, 단말(330)이 상기 액세스 네트워크를 통해, 특정 상대 노드(310)(또는, 사이트)에 접속하면, 상기 상대 노드(310)가 속한 상대 네트워크에 위치한 CGW(320)로부터 CGW 할당 어드레스(IPapp)를 할당 받는다. 즉, 단말(330)은 특정 사이트 접속을 위한 특정 아이피 주소를 갖게 된다. 만약 단말(330)이 복수 개의 사이트에 접속한다면 각각의 사이트에 대응하는 복수 개의 IPapp을 가질 수 있다.
도 3a에서 도시되는 바와 같이, 단말(330)과 CGW(320) 사이에는 터널이 형성된다. 이 경우, 단말(330)의 어플리케이션은 상대 노드(310)의 아이피 어드레스인 IPcn과, 상기 상대 노드(310)에 대응하는 CGW(320)로부터 할당받은 IPapp 주소를 이용해서 단말의 네트워크 스택으로 패킷을 전달한다.
그러면 단말의 네트워크 스택에서는 해당 패킷을 자신의 아이피 어드레스인 IPxs와 CGW(320)의 아이피 어드레스인 IPCGW을 이용해서 캡슐화(encapsulation)한다. 그러면, 상기 캡슐화된 패킷은 상대 노드(310)의 CGW(320)로 전송이 되고, CGW(320)는 수신한 패킷을 디캡슐화(decapsulation)한다. 다시 말해, CGW(320)는 IPCGW 와 IPxs 주소를 벗겨 낸 본래의 패킷을 상대 노드(310)에게 전송한다.
상대 노드로부터의 패킷도 상기한 절차에 상응하는 절차에 따라, CGW(320)와 단말(330) 사이의 터널을 통해 상기 단말(330) 특히, 단말의 어플리케이션으로 전송된다.
상기 과정에 대해, 패킷 및 헤더 구조를 참고하여 보다 구체적으로 설명하면 도 3b와 같다.
도 3b를 설명하기에 앞서, 각 문자가 의미하는 바는 다음과 같다. IPXS는 단말 IP 주소이며, IPApp 는 CGW가 어플리케이션 에게 할당한 주소이며, IPCN 는 CN의 IP 주소(e.g., YouTube 서버 주소)이며, IPCGW는 CGW의 IP 주소이며, S 는 소스 IP 어드레스이며, D는 도착지 IP 어드레스 이다.
우선, 상대 노드(310)가 단말(330)에게 트래픽을 전송하는 과정을 먼저 살펴보면, 상대 노드는 소스 IP 어드레스를 IPCN 로 설정하고, 도착지 IP 어드레스를 IPApp 로 설정한 패킷을 CGW(320)에게 전송한다. 이 경우, IPApp 주소는 IPCGW 의 서브넷 주소이기 때문에, 상기 패킷은 CGW(320)로 전송된다.
그러면 CGW(320)는 IP 헤더 앞에, 터널링을 위한 IP 헤더를 추가하여 캡슐화(encapsulatioin)하는데, 이 경우 소스 IP 어드레스는 IPCGW로 설정하고, 도착지 IP 어드레스는 IPXS로 설정한다.
그리고 상기 캡슐화된 트래픽은 단말(330) 특히, 단말(330)의 네트워크 스택으로 전송된다.
그러면, 단말(330)의 네트워크 스택은 수신한 트래픽을 디캡슐화(decapsulation)하는데, 이를 위해 상기 단말(330)의 네트워크 스택은 IP 헤더의 소스 IP 어드레스인 IPCGW와, 도착지 IP 어드레스인 IPXS를 제거한다. 그리고 단말(330)의 네트워크 스택은 나머지 패킷을 어플리케이션에 전달한다.
단말(330)이 상대 노드(310)에 트래픽을 전송하는 과정 역시 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 단말(330)이 복수 개의 사이트에 접속하는 경우, 단말에게 할당되는 어드레스를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 4a를 참고하면, 단말(410)은 제1 CGW(450)를 경유하여 제1 상대 노드(420)에 접속하고, 제2 CGW(460)를 경유하여 제2 상대 노드(430)에 접속하며, 제3 CGW(470)를 경유하여 제3 상대 노드(440)에 접속할 수 있다.
그러면 제1 CGW(450)는 단말(410)에게 제1 CGW 할당 어드레스(IPapp1)를 할당하고, 제2 CGW(460)는 단말(410)에게 제2 CGW 할당 어드레스(IPapp2)를 할당하고, 제3 CGW(40)는 단말(410)에게 제3 CGW 할당 어드레스(IPapp3)를 할당한다.
이에 따라, 단말(410)은 액세스 네트워크가 상기 단말(410)에 할당한 액세스 네트워크 할당 어드레스(IPxs)와, 각각의 CGW가 상기 단말에게 할당한 CGW 할당 어드레스인 IPapp1, IPapp2, IPapp3를 구비한다. 다시 말해, 단말(410)은 상대 노드 별(또는 어플리케이션 별)로 서로 독립적인 CGW 할당 어드레스를 구비한다.
도 4b는 단말(410), CGW, CN에 할당되는 어드레스를 구분하여 도시하는 도면이다.
도 4b를 참고하면, 단말(410)은 액세스 네트워크로부터 할당받은 액세스 네트워크 할당 어드레스(IPxs)를 구비한다. 또한, 단말(410)은 서로 다른 상대 노드에 접속하는 경우, 각각의 상대 노드에 대응하는 CGW로부터 할당받은 CGW 할당 어드레스인 IPapp1, IPapp2, IPapp3를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상대 노드에 대응하는 CGW를 정의하고, 단말은 상기 CGW가 자신에게 할당한 어드레스를 이용하여 상기 상대 노드와 통신을 수행한다. 이에 따라, 코어 앵커를 거치지 않고, 상대 노드와 트래픽을 송수신할 수 있게 된다.
이하에서는 단말이 상대 노드와 통신을 수행하는 과정에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 이동성을 관리하는 과정을 도시하는 도면이다.
보다 구체적으로, 도 5는 단말이 다른 액세스 네트워크(또는 서브 넷)로 이동하여 단말의 IP 어드레스가 변경된 경우, 이를 업데이트하는 과정에 대해 도시한다.
우선, 단말(510)은 임의의 액세스 네트워크에 접속하였으며, 상기 접속한 액세스 네트워크로부터 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs1를 할당받았음을 가정한다. 그러면, 상기 단말(510)은 액세스 IPxs1 와, 단말(510)이 접속하여 서비스를 제공받고자 하는 상대 노드(530)에 대응하는 CGW(520)로부터 CGW 할당 어드레스인 IPapp를 할당받는다.
이후, 단말(510)은 S510 단계에서, 상이한 IP 프레픽스(prefix)를 사용하는 신규 액세스 네트워크로 이동하여, 상기 신규 액세스 네트워크에 접속한다.
그러면, 단말(510)은 S520 단계에서, 상기 신규 액세스 네트워크로부터 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs2 를 할당받는다.
이후, 단말(510)은 S530 단계에서, 상기 단말(510)이 서비스를 제공받는 상대 노드(530)에 대응하는 CGW(520)에 대해 상기 IPxs2 를 업데이트한다.
그러면, 단말(510)와 CGW(520) 사이에는 신규 터널이 형성되며, 트래픽은 상대 노드(530)에서 상기 단말(510)로 직접 전송될 수 있다.
종래에는, 단말이 액세스 네트워크로부터 할당받은 어드레스가 변경된 경우, 단말은 변경된 어드레스를 이전 액세스 네트워크에 대해 업데이트하였다. 이로 인해, 상기 단말로 전송되는 트래픽은 이전 액세스 네트워크에서 신규 액세스 네트워크로 포워딩 되어 전송 지연 등의 문제점이 존재하였다.
이에 반해, 본 발명의 실시예에서는 단말(510)은 변경된 어드레스를 이전 액세스 네트워크가 아닌, CGW(520)에 대해 업데이트한다. 이에 따라, 단말(510)은 액세스 네트워크가 변경되어도, 상대 노드(530)와 직접 트래픽을 송수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 이동성을 관리하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 6의 도시 사항이 도 5의 도시 사항과 다른 점은, 단말(610)이 신규 액세스 네트워크로 이동한 후에도, 단말은 이전 액세스 네트워크로부터 할당받은 액세스 네트워크 할당 어드레스를 일정 기간 유지한다는 점이다.
우선, 단말(610)은 임의의 액세스 네트워크에 접속하였으며, 상기 접속한 액세스 네트워크로부터 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs1를 할당받았음을 가정한다. 그러면, 상기 단말(610)은 액세스 IPxs1 와, 단말(610)이 접속하여 서비스를 제공받고자 하는 상대 노드(630)에 대응하는 CGW(620)로부터 CGW 할당 어드레스인 IPapp를 할당받는다.
이후, 단말(610)은 S610 단계에서, 상이한 IP 프레픽스(prefix)를 사용하는 신규 액세스 네트워크로 이동하여, 상기 신규 액세스 네트워크에 접속한다.
그러면, 단말(610)은 S620 단계에서, 상기 신규 액세스 네트워크로부터 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs2 를 할당받는다. 이 경우, 단말(610)은 이전 액세스 네트워크로부터 할당받은 IPxs1 를 해제하지 않고 유지한다. 상기 IPxs1는 내부 액세스 네트워크 터널(inter access network tunnel)을 통해 이용 가능하다. 예를 들어, 단말의 위치가 업데이트되기 전까지는 상기 IPxs1를 이용하여 상대 노드(630)로부터 전송되는 트래픽을 이전 액세스 네트워크를 통해 포워딩 받을 수 있다.
이후, 단말(610)은 S630 단계에서, 상기 단말(610)이 서비스를 제공받는 상대 노드(630)에 대응하는 CGW(620)에 대해 상기 IPxs2 를 업데이트한다.
그러면, 단말(610)와 CGW(620) 사이에는 신규 터널이 형성되며, 트래픽은 상대 노드(630)에서 상기 단말(610)로 직접 전송될 수 있다.
이후, 단말(610)은 S610 단계에서, 이전 액세스 네트워크로부터 할당받은 IPxs1를 해제한다.
도 7은 일반적인 IP 세션 설정(IP session Setup) 과정을 도시하는 순서도이다.
우선, 단말(710)을 계층 별로 구분하는 경우, 어플리케이션과 네트워크 스택으로 구분할 수 있음을 가정한다.
단말(710)은 IP 세션을 설정하기 위해, S710 단계에서 단말의 어플리케이션이 단말의 네트워크 스택을 통해, 상대 노드(730)에 IP 세션을 요청한다.
그러면, 단말(710)의 네트워크 스택은 DNS(720)에게 상대 노드(730)의 IP 어드레스를 쿼리하고, 상기 쿼리에 대한 응답으로 상대 노드(730)의 IP 어드레스를 획득한다.
그러면, 단말(710)은 상기 획득한 상대 노드(730)의 IP 어드레스를 이용하여 상대 노드(730)와 IP 세션을 형성한다.
그러면, S740 단계에서, 단말(710)의 어플리케이션은 엑세스 네트워크로부터 할당받은 어드레스인 IPxs와 상대 노드의 어드레스인 IPCN 사이에, IP 기반 전송이 제공된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 IP 세션 설정(IP session Setup) 과정을 도시하는 순서도이다.
마찬가지로, 단말(810)을 계층 별로 구분하는 경우, 어플리케이션과 네트워크 스택으로 구분할 수 있음을 가정한다.
우선, 단말(810)은 IP 세션을 설정하기 위해, S810 단계에서 단말의 어플리케이션이 단말의 네트워크 스택을 통해, 상대 노드(840)에 IP 세션을 요청한다.
그러면, S820 단계에서 단말(810)의 네트워크 스택은 리졸버(Resolver)(820)에게 상대 노드(840)의 IP 어드레스 및 상기 상대 노드(840)에 대응하는 CGW(830)의 IP 어드레스를 쿼리한다. 그리고 단말(810)의 네트워크 스택은 상기 쿼리에 대한 응답으로 상대 노드(840)의 IP 어드레스 및 상기 상대 노드(840)에 대응하는 CGW(830)의 IP어드레스를 획득한다.
그러면, S830 단계에서 단말(810)의 네트워크 스택은 상기 획득한 CGW(830)의 IP어드레스에 기반하여, CGW(830)와 터널을 설정한다. 이 경우, 단말(810)은 상기 CGW(830)가 상기 단말(810)에 할당한 CGW 할당 어드레스인 IPapp를 획득한다.
그리고 S840 단계에서, 단말은 이전 단계에서 생성된 터널을 통해, CGW 할당 어드레스인 IPapp를 이용하여 상대 노드(840)와 IP 세션을 설정한다.
그러면, S850 단계에서, 단말(810)의 어플리케이션은 CGW(830)로부터 할당받은 IPapp와 상대 노드(840)의 IP 어드레스인 IPCN 사이에 IP 기반 전송이 제공된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 핸드 오버 수행 과정을 도시하는 순서도이다.
우선, 단말(910)을 계층 별로 구분하는 경우, 어플리케이션과 네트워크 스택으로 구분할 수 있음을 가정할 수 있지만, 도 9에서는 각 계층이 수행하는 기능을 단말(910)이 수행하는 것으로 통칭하도록 한다.
도 9를 설명하기에 앞서, 단말(910)은 임의의 액세스 네트워크(920)에 접속하여 상대 노드(950)와 IP 세션을 형성하고, 상기 IP, 세션을 통해 트래픽을 송수신하고 있다고 가정한다.
이후, 단말(910)은 S910 단계에서, 신규 액세스 네트워크(930)에 접속한다. 그러면 단말(910)은 상기 신규 액세스 네트워크(930)로부터 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs를 할당받는다.
그러면, 단말(910)은 S920 단계에서, 상기 신규 할당받은 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs를 CGW(940)에 업데이트한다. 상기 CGW(940)는 상기 단말(910)이 트래픽을 송수신하는 상대 노드(950)에 상응하는 CGW 이다. 그러면 단말(190)과 CGW(940) 사이의 터널은 상기 업데이트된 IPxs에 기반하여 형성된다.
그러면, S930 단계에서 도시되는 바와 같이, 단말(910)과 상대 노드(950) 사이의 IP 세션은 S920 단계에서 생성된 신규 터널을 통해 지속될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 핸드 오버 수행 과정을 도시하는 순서도이다.
우선, 단말(1010)을 계층 별로 구분하는 경우, 어플리케이션과 네트워크 스택으로 구분할 수 있음을 가정할 수 있지만, 도 10에서는 각 계층이 수행하는 기능을 단말(1010)이 수행하는 것으로 통칭하도록 한다.
도 10에서 도시되는 바와 같이, S1010 단계에서, 단말(1010)이 이전에 접속한 액세스 네트워크(1020)와 단말(1010)이 신규 접속한 신규 액세스 네트워크(1030) 사이에 포워딩 터널이 설정된다. 상기 포워딩 터널은 단말(1010)에서 CGW(1040) 로의 터널이 형성되기 전까지, 상기 단말(1010)에 전송될 트래픽을 포워딩하게 된다.
이후, 단말(1010)은 S1020 단계에서, 신규 액세스 네트워크(1030)에 접속한다. 그러면 단말(1030)은 상기 신규 액세스 네트워크(1030)로부터 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs를 할당받는다.
그러면, 단말(1010)은 S1030 단계에서, 상기 신규 할당받은 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPxs를 CGW(1040)에 업데이트한다. 상기 CGW(1040)는 상기 단말(1010)이 트래픽을 송수신하는 상대 노드(1050)에 상응하는 CGW 이다. 그러면 단말(1010)과 CGW(1040) 사이의 터널은 상기 업데이트된 IPxs에 기반하여 형성된다.
그러면, S1040 단계에서 도시되는 바와 같이, 단말(1010)과 상대 노드(1040) 사이의 IP 세션이 신규 터널로 전환(switch)된다.
상기 신규 터널 전환 후, S1050 단계에서, 이전 액세스 네트워크(1020)와 신규 액세스 네트워크(1030) 사이의 포워딩 터널은 해제된다. 그러면, 단말(1010)은 S1060 단계에서, 이전 액세스 네트워크(1020)에서 할당받은 IP 어드레스를 회수한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라, 단말이 상대 노드와의 IP 세션을 해제하는 과정을 도시하는 순서도이다.
우선, 단말(1110)을 계층 별로 구분하는 경우, 어플리케이션과 네트워크 스택으로 구분할 수 있음을 가정한다.
단말(1110)의 어플리케이션은 S1110 단계에서, IP 기반 전송을 해제할 것을 단말(1110)의 네트워크 스택에 요청한다.
그러면, 단말(1110)의 네트워크 스택은 S1120 단계에서, 상대 노드(1130)와의 IP 세션을 해제한다.
그러면, 단말(1110)은 S1130 단계에서, CGW(1120)로부터 할당받은 IPapp를 해제하고, 상기 CGW(1120)와의 터널을 해제한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 구체적인 호 흐름(Call Flow)을 도시하는 순서도이다.
구체적으로, 도 12는 단말(1210)이 facebook 서버에 접속하는 과정을 도시한다.
우선, 단말(1210)은 자신이 접속한 액세스 네트워크로부터 S1205 단계에서, 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPXS를 할당받는다. 그리고 단말(1210)은 S1210 단계에서, 어플리케이션으로부터 "facebook.com"로의 접속을 요청받는다.
그러면, 단말(1210)은 S1215 단계에서, “facebook.com”의 IP 어드레스를 쿼리하기 위한 룩 업 메시지를 DNS 서버(1220)에 전송한다. 이와 동시에, 본 발명의 실시예에 따른 단말(1210)은 S1220 단계에서, facebook 서버에 대한 CGW의 IP 어드레스 즉, “ CGW.facebook.com”의 IP 어드레스를 쿼리하기 위한 룩 업 메시지를 DNS 서버(1220)에 전송한다.
그러면, 단말(1210)은 상기 쿼리에 대응하여, S1225 단계에서, facebook 서버에 대응하는 상대 노드(1240)의 IP 어드레스인 IPCN을 반환받는다. 마찬가지로, 단말(1210)은 상기 쿼리에 대응하여, S1230 단계에서, facebook 서버에 대한 CGW(1230)의 IP 어드레스인 IPCGW를 반환받는다.
이후, 단말(1210)은 S1235 단계에서, CGW(1230)에 대해, 바인딩 업데이트 메시지를 전송한다. 이 경우, 상기 바인딩 업데이트 메시지의 CoA는 IPXS로 설정되고, HoA는 NULL로 설정된다.
상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 CGW(1230)는 S1240 단계에서, HoA가 NULL로 설정된 것을 확인 후, 자신이 가지고 있는 CGW 할당 IP 어드레스 풀(pool) 중, 임의의 CGW 할당 IP 어드레스인 IPAPP을 상기 단말(1210)에게 할당한다.
그리고, CGW(1230)는 S1245 단계에서, CoA는 IPXS로 설정되고, HoA는 IPAPP로 설정된 바인딩 확인 메시지를 상기 단말(1210)에게 전송한다.
그러면, 단말(1210)은 S1250 단계에서, CGW(1230)로부터 IPAPP를 설정받았음을 확인하고 이를 저장한다. 그러면, 단말(1210)과 CGW(1230) 사이에 터널이 설정된다.
이후, 단말(1210)은 IPAPP와 IPCN를 이용하여 S1255 단계에서, 단말(1210)과 상대 노드(1240) 사이에 IP 세션을 설정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 IP 세션 설정은 TCP 3-way handshake를 이용하여 설정될 수 있다.
단말(1210)과 상대 노드(1240) 사이에, IP 세션이 성공적으로 설정되면, 단말(1210)의 네트워크 스택은 S1260 단계에서, 성공 메시지를 단말(1210)의 어플리케이션에 보고한다. 이 경우, 소스 어드레스는 IPAPP로 보고되고, 도착지 어드레스는 IPCN로 보고된다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라, 단말(1310)이 facebook 서버에 접속하되, 상기 단말이 정당한 권한을 가진 단말인지 인증하는 절차를 더 포함하는 순서를 도시하는 순서도이다.
우선, 단말(1310)은 자신이 접속한 액세스 네트워크로부터 S1305 단계에서, 액세스 네트워크 할당 어드레스인 IPXS를 할당받는다. 그리고 단말(1210)은 S1310 단계에서 어플리케이션으로부터 "facebook.com"로의 접속을 요청받는다.
그러면, 단말(1310)은 S1315 단계에서, “facebook.com”의 IP 어드레스를 쿼리하기 위한 룩 업 메시지를 DNS 서버(1320)에 전송한다. 이와 동시에, 본 발명의 실시예에 따른 단말(1310)은 S1320 단계에서, facebook 서버에 대한 CGW의 IP 어드레스 즉, “ CGW.facebook.com”의 IP 어드레스를 쿼리하기 위한 룩 업 메시지를 DNS 서버(1320)에 전송한다.
그러면, 단말(1310)은 상기 쿼리에 대응하여, S1325 단계에서, facebook 서버에 대응하는 상대 노드(1340)의 IP 어드레스인 IPCN을 반환받는다. 마찬가지로, 단말(1310)은 상기 쿼리에 대응하여, S1330 단계에서, facebook 서버에 대한 CGW(1330)의 IP 어드레스인 IPCGW를 반환받는다.
이후, 단말(1210)은 S1335 단계에서, CGW(1330)에 대해, 바인딩 업데이트 메시지를 전송한다. 이 경우, 상기 바인딩 업데이트 메시지의 CoA는 IPXS로 설정되고, HoA는 NULL로 설정된다. 또한, 상기 바인딩 업데이트 메시지는 상기 단말을 인증하기 위한 식별자(ID)에 대한 정보와 서명(signature)에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 CGW(1230)는 상기 단말(1310)이 facebook.com 에 접속할 정당한 권한이 있는 단말인지 여부를 확인하기 위한 인증 절차를 수행할 수 있다. 이를 위해, CGW(1230)는 S1340 단계에서, 인증 서버(예를 들어, AAA 서버)(1350)에 상기 단말(1310)에 대한 인증을 요청하기 위한 인증 요청 메시지(Authorization request)를 전송한다. 상기 인증 요청 메시지는, 상기 단말(1310)에 대한 식별자(ID)에 대한 정보와 서명(signature)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 단말에 대한 정보들은, 단말(1310)이 CGW(1330)에 전송한 바인딩 업데이트 메시지에 포함된 정보와 동일한 정보일 수 있다.
그리고 CGW(1330)는 S1345 단계에서, 인증 서버(1350)로부터 인증 결과를 수신한다. 인증 결과, 상기 단말(1310)이 정당한 단말로 인증된 경우, CGW(1340)는 S1350 단계에서, 자신이 가지고 있는 CGW 할당 IP 어드레스 풀(pool) 중, 임의의 CGW 할당 IP 어드레스인 IPAPP을 상기 단말(1310)에게 할당한다.
그리고, CGW(1330)는 S1355 단계에서, CoA는 IPXS로 설정되고, HoA는 IPAPP로 설정된 바인딩 확인 메시지를 상기 단말(1310)에게 전송한다.
그러면, 단말(1310)은 S1360 단계에서, CGW(1330)로부터 IPAPP를 설정받았음을 확인하고 이를 저장한다. 그러면, 단말(1310)과 CGW(1330) 사이에 터널이 설정된다.
이후, 단말(1310)은 IPAPP와 IPCN를 이용하여 S1365 단계에서, 단말(1310)과 상대 노드(1340) 사이에 IP 세션을 설정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 IP 세션 설정은 TCP 3-way handshake를 이용하여 설정될 수 있다.
단말(1310)과 상대 노드(1340) 사이에, IP 세션이 성공적으로 설정되면, 단말(1310)의 네트워크 스택은 S1370 단계에서, 성공 메시지를 단말(1310)의 어플리케이션에 보고한다. 이 경우, 소스 어드레스는 IPAPP로 보고되고, 도착지 어드레스는 IPCN로 보고된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단말이 로컬 게이트웨이를 통하여 상대 노드에 접속하는 경우, 각 노드에 할당되는 IP 어드레스를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 LTE SIPTO(Selected IP Traffic Offload) 환경에서 본 발명의 실시예를 확장 적용한 것이다. 도 14에 따른 실시예가, 이전의 실시예와 상이한 점은 CGW(1420)와 생성되는 터널의 종단점이 단말(1450)이 아니라 로컬 게이트웨이(Local Gateway, LGW)(1430)라는 점이다. 즉, LGW가 존재한다.
하기에서 보다 구체적으로 기술하겠지만, 도 14에서 도시된 LGW는 프록시(Proxy) 역할을 수행할 수 있다. 이전에 기술한 본 발명의 실시예에서는 단말이 CGW의 IP 어드레스를 획득하고, 상기 획득한 CGW의 IP 어드레스에 기반하여 바인딩 업데이트 수행 및 IPAPP를 획득하였으며, 터널링을 형성하였다. 반면, 도 14에서 도시되는 LGW는 상기의 특징을 단말 대신 수행할 수 있다.
한편, 상기 SIPTO는 3 개의 네트워크 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, (H)eNB와 LGW가 함께 있는 구조, local S-GW와 L-GW가 함께 있는 구조, L-GW가 별도로 존재하는 구조 등이다. 상기 LGW(1430)는 이동성 관리 엔티티(MME)(1460)와 기지국(1440)을 연결하는 역할을 수행하며, 본 발명의 실시예에서는 CGW(1420)와 생성되는 터널의 종단 역할을 수행한다.
도 14에서 도시된 SIPTO는 local S-GW와 L-GW가 함께 있는 구조이며, 본 발명에서는 이러한 구조에 기반하여 실시예를 설명할 것이지만, 반드시 이러한 구조에만 한정 적용되는 것은 아니며, 상기한 모든 SIPTO 구조에 적용 가능하다.
도 14a에서 도시되는 바와 같이, 단말(1450)은 eNB(1440) 및 LGW, SGW(1430)를 경유하여 CGW(1420) 및 상대 노드(Remote End 2)(1410)에 접속한다. 이 경우, 각 노드 및 어플리케이션에 대해 할당되는 IP 어드레스를 도 14b를 참고하여 설명하도록 한다.
도 14b는 단말(1450), LGW, CGW, 상대 노드(End)에 할당되는 어드레스를 구분하여 도시하는 도면이다.
도 14b를 참고하면, CGW(1420)에 대해 형성되는 터널의 종단점은 LGW(1430)이며, 상기 LGW(1430)에 대한 IP 어드레스는 IPLGW이다. 또한, 단말(1410)은 서로 다른 상대 노드에 접속하는 경우, 각각의 상대 노드에 대응하는 CGW로부터 할당받은 CGW 할당 어드레스인 IPapp1, IPapp2, IPapp3를 구비할 수 있다.
LGW(1430)는 CGW(1420)가 특정 단말의 어플리케이션에 대해 할당한 CGW 할당 어드레스와, 자신의 IP 어드레스인 IPLGW와의 매핑 관계를 저장할 수 있다. 또한, 상기 매핑 관계는 CGW(1420) 역시 구비할 수 있어, CGW(1420)는 특정 단말에 상응하는 LGW를 식별하여, 식별된 LGW에 대해 형성된 터널을 통해 트래픽을 전송할 수 있다.
도 15는 도 14의 구조에 기반하여, 단말과 상대 노드 사이에 IP 세션을 형성하는 과정을 도시하는 순서도이다.
구체적으로, 도 15는 단말(1510)이 facebook 서버에 접속하는 과정을 도시한다.
우선, 단말(1510)은 S1505 단계에서, 어플리케이션으로부터 "facebook.com"로의 접속을 요청받는다.
그러면, 단말(1510)은 S1510 단계에서, “facebook.com”의 IP 어드레스를 쿼리하기 위한 룩 업 메시지를 LGW(1520)에 전송한다. 그러면, 상기 LGW(1450)는 S1515 단계에서, 상기 룩 업 메시지를 DNS 서버(1530)에 전송한다. 이와 동시에, 본 발명의 실시예에 따른 LGW(1520)는 S1520 단계에서, facebook 서버에 대한 CGW의 IP 어드레스 즉, “CGW.facebook.com”의 IP 어드레스를 쿼리하기 위한 룩 업 메시지를 DNS 서버(1520)에 전송한다.
그러면, 단말(1510)은 상기 쿼리에 대응하여, S1525 단계에서, facebook 서버에 대응하는 상대 노드(1550)(도면에서는 Remote End라고 도시, 두 개의 용어는 동일한 의미로 사용 가능하다)의 IP 어드레스인 IPRE을 LGW(1520)를 통해 반환받는다. 한편, LGW(1520)는 S1530 단계에서, facebook 서버에 대한 CGW(1540)의 IP 어드레스인 IPCGW를 반환받는다.
이후, LGW(1520)은 S1535 단계에서, CGW(1540)에 대해, 바인딩 업데이트 메시지를 전송한다. 이 경우, 상기 바인딩 업데이트 메시지의 CoA는 IPLGW로 설정되고, HoA는 NULL로 설정된다. 또한, 상기 바인딩 업데이트 메시지는 상기 단말에 대한 식별 정보(MS-ID), CGW(1540)에 대한 식별 정보(CGW-ID), nonce1, 서명(signature) 1 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 CGW(1540)는 상기 단말(1510)이 facebook.com 에 접속할 정당한 권한이 있는 단말인지 여부를 확인하기 위한 인증 절차를 수행할 수 있다. 이를 위해, CGW(1540)는 S1540 단계에서, 인증 서버 역할을 수행하는 MME(1560)에 상기 단말(1510)에 대한 인증을 요청하기 위한 인증 요청 메시지(Authorization request)를 전송한다.
그리고 CGW(1540)는 S1545 단계에서, MME(1560)로부터 인증 결과를 수신한다. 인증 결과, 상기 단말(1510)이 정당한 단말로 인증된 경우, CGW(1540)는 S1550 단계에서, 자신이 가지고 있는 CGW 할당 IP 어드레스 풀(pool) 중, 임의의 CGW 할당 IP 어드레스인 IPAPP을 상기 단말(1510)에게 할당한다.
그리고, CGW(1540)는 S1555 단계에서, CoA는 IPLGW로 설정되고, HoA는 IPAPP로 설정된 바인딩 확인 메시지를 상기 LGW(1520)에게 전송한다. 상기 바인딩 확인 메시지는 nonce2 및 서명(signature) 2 정보를 더 포함할 수도 있다.
그러면, LGW(1520)는 S1560 단계에서, 상기 단말(1510)에게 CGW 할당 어드레스인 IPAPP를 전송한다.
그러면, 단말(1510)은 S1565 단계에서, CGW(1540)로부터 IPAPP를 설정받았음을 확인하고 이를 저장한다.
이후, 단말(1510)은 IPAPP와 IPRE를 이용하여 S1570 단계에서, 단말(1510)과 상대 노드(1550) 사이에 IP 세션을 설정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 IP 세션 설정은 TCP 3-way handshake를 이용하여 설정될 수 있다.
단말(1510)과 상대 노드(1550) 사이에, IP 세션이 성공적으로 설정되면, 단말(1510)의 네트워크 스택은 S1575 단계에서, 성공 메시지를 단말(1510)의 어플리케이션에 보고한다. 이 경우, 소스 어드레스는 IPAPP로 보고되고, 도착지 어드레스는 IPRE로 보고된다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따라, 이동 통신 각 노드들 사이에 터널이 형성되는 과정을 도시하는 도면이다.
도 16에서 도시되는 바와 같이, SIPTO 구조에서는 LGW(1620)와 CGW(1610) 사이에 터널이 형성된다. LGW(1620)와 CGW(1610) 사이에 터널이 형성된다는 것은, 패킷이 IPCGW과 IPLGW로 캡슐화(encapsulation)되며, 단말과 원격 종단(Remote End) 사이에는 IPapp 와 IPRE을 이용해서 통신한다는 것을 의미할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 프로토콜 스택을 도시하는 도면이다.
우선, 어플리케이션(1710)이 특정 사이트(서버, 상대 노드 등)에 접속을 시도하는 경우, 상기 사이트의 IP 주소를 획득해야 한다. 이를 위해, 어플리케이션(1710)은 Hostname Resolution API(1720)에 정의된 함수를 호출한다. 상기 함수는 "gethostbyname()일 수 있다. 상기 "gethostbyname()"는 매개 변수로, DNS 네임(예를 들어, www.facebook.com)을 받아서 상기 사이트의 IP 어드레스를 결과 값으로 반환한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 특정 사이트의 IP 어드레스뿐만 아니라, 상기 사이트의 CGW의 IP 어드레스를 알아야 하기 때문에, 이를 위해 gethostbyname()를 변경한다. 즉, 어플리케이션(1710)이 상기 특정 사이트의 DNS 네임만을 매개 변수로 주더라도, 상기 함수는 자동으로 CGW DNS 네임을 추가하여, DNS 클라이언트에 요청한다. 그 결과, 상기 함수는 두 개의 사이트의 IP 어드레스 예를 들어, facebook.com, cgw.facebook.com의 IP 어드레스를 반환한다.
한편, CGW의 IP 어드레스는 Cnet-homing management(1730)에 의해서 사용되므로, 어플리케이션(1710)에게는 반환되지 않을 수 있다.
어플리케이션(1710)은 사이트의 IP 어드레스 획득 후, connect() (TCP 경우) 혹은 sendto() (UDP 경우)를 통해서 사이트에 접속을 시도한다.
이 경우, 단말의 소스 IP 어드레스를 결정해야 하는데, 이 경우 본 발명의 실시예에 따르면, 어플리케이션(1710) 마다 서로 다른 IP 어드레스를 소스 IP 어드레스로 사용할 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 소스 IP 어드레스는 해당 사이트에 상응하는 CGW가 할당할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 네트워크 계층에, Cnet-homing management(1730) 모듈을 정의할 수 있다. 상기 Cnet-homing management(1730) 모듈은 어플리케이션(1710)이 사용할 소스 IP 어드레스를 CGW로부터 할당받고, 단말의 IP 어드레스(예를 들어, IPXS)를 CGW에 바인딩 업데이트(Binding Update)한다. 이를 통해, 단말과 CGW 사이에 터널이 형성되며, 상기 형성된 터널을 통해 트래픽이 송수신된다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 18에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말은 무선 통신부(1810), 저장부(1820), 제어부(1830)를 포함할 수 있다.
무선통신부(1810)는 단말의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 무선통신부(1810)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 무선통신부(1810)는 무선 채널을 통해 데이터 또는 트래픽을 수신하여 제어부(1830)로 출력하고, 제어부(1830)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
저장부(1820)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 프로그램 영역은 단말의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램 및 단말을 부팅시키는 운영체제(OS, Operating System), 멀티미디어 컨텐츠 재생 등에 필요한 응용 프로그램, 단말의 기타 옵션 기능에 필요한 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 데이터 영역은 데이터의 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역이다.
제어부(1830)는 단말을 구성하는 각 블록 간 신호 흐름을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1830)는 단말에서 실행되는 어플리케이션 별로 IP 어드레스를 할당받고, 상기 어플리케이션에 대응하는 CGW 및 상대 노드와 터널 및 IP 세션을 설정하는 일련의 과정을 제어할 수 있다.
이를 위해, 상기 제어부(1830)는 구체적으로, IP 세션 설정 제어부(1831)와, 핸드오버 제어부(1832)를 더 구비할 수 있다.
IP 세션 설정 제어부(1831)는 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node) 및 상기 상대 노드에 상응하는 상대 게이트웨이의 IP 어드레스를 쿼리하여 획득한다. 그리고 상기 IP 세션 설정 제어부(1831)는 상기 상대 게이트웨이의 IP 어드레스에 기반하여 상기 상대 게이트웨이에 접속한다. 그리고 IP 세션 설정 제어부(1831)는 상기 상대 게이트웨이로부터 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당받아 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성한다. 이어서, IP 세션 설정 제어부(1831)는 상기 상대 노드의 IP 어드레스 및 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 상대 노드 사이에 IP 세션을 설정할 수 있다.
이 경우, 상기 상대 게이트웨이는 상기 상대 노드와 지리적으로 인접하게 위치할 수 있으며, 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스는 상기 어플리케이션에 대응하여 할당받을 수 있다.
한편, 단말이 신규 액세스 네트워크로 이동하는 경우, 핸드 오버 제어부(1832)는 상기 신규 액세스 네트워크로부터 신규 액세스 네트워크 할당 IP 어드레스를 받는다. 그리고 핸드 오버 제어부(1832)는 상기 신규 액세스 네트워크 할당 IP 어드레스에 대한 정보를 상기 상대 게이트웨이에 전송하여, 상기 단말과 상기 상대 네트워크 사이의 터널을 재설정하도록 제어한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 핸드 오버 제어부(1832)는 상기 단말과 상기 네트워크 사이의 터널이 재설정되기 전까지, 상기 신규 액세스 네트워크로 이동하기 전에 접속한 액세스 네트워크를 경유하여 트래픽을 수신하도록 제어할 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 CGW의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 19에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 CGW는 인터페이스부(1910), 저장부(1920), 제어부(1930)를 포함할 수 있다.
본 발명의 CGW는 임의의 어플리케이션에 대응하는 상대 노드(Corresponding Node)와 지리적으로 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.
인터페이스부(1910)는 CGW의 유선 또는 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다.
저장부(1920)는 CGW 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 자세한 설명은 상기한 바 있으므로 생략하기로 한다.
제어부(1930)는 CGW를 구성하는 각 블록 간 신호 흐름을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1930)는 CGW에 접속하는 각 단말에 대해 CGW 할당 IP 어드레스를 할당하고, 단말에 대한 인증을 인증 서버에 요청하는 일련의 과정을 제어할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(1930)는 IP 어드레스 할당부(1931), 인증 요청 제어부(1932)를 더 구비할 수 있다.
IP 어드레스 할당부(1931)는 임의의 단말로부터 바인딩 업데이트 메시지를 수신하고, 상기 단말에 대해 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당할 수 있다. 그리고 상기 IP 어드레스 할당부(1931)는 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스에 대한 정보를 포함하는 바인딩 확인 메시지를 상기 단말에 전송하여, 상기 단말과 상기 상대 게이트웨이 사이에 터널을 형성하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 IP 어드레스 할당부(1931)는 상기 상대 노드에 접속하는 단말 각각에 대해 상기 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당할 수 있다.
한편, 상기 IP 어드레스 할당부(1931)는 상기 단말이 접속한 액세스 네트워크 변경 시, 상기 단말로부터 변경된 신규 액세스 네트워크가 상기 단말에게 할당한 신규 액세스 네트워크 할당 IP 어드레스에 대한 정보를 수신할 수 있다. 그러면 상기 CGW와 상기 신규 액세스 네트워크 할당 IP 어드레스에 기반하여 터널이 재설정될 수 있다.
인증 요청 제어부(1932)는 단말로부터 상기 바인딩 업데이트 메시지 수신하고, 상기 단말에 대한 인증을 요청하기 위한 인증 요청 메시지를 인증 서버에 전송할 수 있다. 그리고 인증 요청 제어부(1932)는 상기 인증 서버로부터 인증 결과 메시지 수신 시, 상기 단말에 대해 상대 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예에 따르면 상대 노드와 단말 사이의 모든 트래픽은 CGW를 거쳐야 한다. 이에 따라, 단말과 상대 노드는 최적 경로로 통신을 할 수 있어 데이터 전달 지연을 감소시킬 수 있다. 또한, 특정 사이트로 향하는 트래픽은 코어 앵커를 거치지 않기 때문에 코어 앵커의 확장성(scalability)을 감소시킬 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<단말>
1810 : 무선 통신부 1820 : 저장부
1830 : 제어부 1831 : IP 세션 설정 제어부
1832 : 핸드 오버 제어부
<CGW>
1910 : 인터페이스부 1920 : 저장부
1930 : 제어부 1931 : IP 어드레스 할당부
1932 : 인증 요청 제어부

Claims (31)

  1. 이동 통신 시스템에서 단말의 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 세션 생성 방법에 있어서,
    상기 단말이 실행하는 어플리케이션에 대응되는 노드의 IP 어드레스 및 상기 노드에 대응되는 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 수신하는 단계;
    상기 게이트웨이의 상기 제1 IP 어드레스에 기반하여 상기 게이트웨이와 터널을 생성하는 단계;
    상기 노드와 통신을 하기 위해 상기 게이트웨이에 의해 상기 노드에 기초하여 할당된 제2 IP 어드레스를 상기 게이트웨이로부터 수신하는 단계;
    상기 노드의 상기 IP 어드레스 및 상기 제2 IP 어드레스에 기반하여 상기 노드와 IP 세션을 생성하는 단계; 및
    상기 IP 세션을 통해 상기 애플리케이션의 패킷을 송신 및 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 세션 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 노드로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 IP 세션 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 IP 어드레스는 상기 단말에 의해 실행되는 상기 어플리케이션에 따라 상기 게이트웨이에 의하여 할당받는 것을 특징으로 하는 IP 세션 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 접속한 액세스 네트워크로부터, 액세스 네트워크 IP 어드레스를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 세션 생성 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단말이 상기 액세스 네트워크에서 타겟 액세스 네트워크로 이동하는 단계;
    상기 타겟 액세스 네트워크로부터 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스를 수신하는 단계;
    상기 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스에 대한 정보를 상기 게이트웨이에 전송하는 단계; 및
    상기 단말과 상기 타겟 네트워크 사이의 터널을 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 세션 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단말과 상기 타겟 네트워크 사이의 상기 터널이 재설정되기 전까지, 상기 단말이 상기 타겟 액세스 네트워크로 이동하기 전에 접속한 액세스 네트워크를 통해 트래픽을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IP 세션 생성 방법.
  7. 이동 통신 시스템에서 게이트웨이(Gateway)의 데이터 경로 설정 방법에 있어서,
    단말이 실행하는 어플리케이션에 대응되는 노드의 인터넷 프로토콜 (Internet Protocol, IP) 어드레스 및 상기 노드에 대응되는 게이트웨이의 제1 IP 어드레스가 단말로 전송되면, 상기 단말과 상기 노드간의 통신을 위해 게이트웨이에 의하여 상기 노드에 기초하여 할당된 제2 IP 어드레스를 상기 단말에 전송하는 단계;
    상기 게이트웨이의 제1 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 터널을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 IP 어드레스와 상기 노드의 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 노드간에 IP 세션이 생성되면, 상기 IP 세션을 통해 상기 애플리케이션의 패킷을 송신 및 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 게이트웨이는 상기 노드로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 IP 어드레스를 전송하는 단계는,
    상기 노드에 접속하는 단말 각각에 상기 제2 IP 어드레스를 할당하는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 단말이 접속한 액세스 네트워크 변경 시, 상기 단말로부터 변경된 타겟 액세스 네트워크가 상기 단말에게 할당한 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 단말에 대한 인증을 요청하기 위한 인증 요청 메시지를 인증 서버에 전송하는 단계; 및
    상기 인증 서버로부터 인증 결과 메시지 수신 시, 상기 단말에 대해 제2 IP 어드레스를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  11. 이동 통신 시스템에서 데이터 경로 설정 방법에 있어서,
    단말이, 상기 단말이 실행하는 어플리케이션에 대응되는 노드의 IP 어드레스 및 상기 노드에 대응되는 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 수신하는 단계;
    상기 게이트웨이의 제1 IP 어드레스에 기반하여 상기 게이트웨이와 상기 단말간에 터널을 생성하는 단계;
    상기 게이트웨이가, 상기 단말과 상기 노드간의 통신을 위해 게이트웨이에 의해 상기 노드에 기초하여 할당된 제 2 IP 어드레스를 상기 단말에 전송하는 단계;
    상기 노드의 IP 어드레스 및 제2 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 노드 사이에 터널을 생성하는 단계; 및
    상기 IP 세션을 통해 상기 애플리케이션의 패킷을 송신 및 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 게이트웨이는 어플리케이션에 대응되는 노드로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 IP 어드레스 전송단계는,
    상기 게이트웨이가, 상기 단말에 대한 인증을 요청하기 위한 인증 요청 메시지를 인증 서버에 전송하는 단계;
    상기 인증 서버가, 상기 인증 요청 메시지에 포함된 상기 단말에 대한 식별 정보 및 상기 게이트웨이에 대한 식별 정보에 기반하여, 상기 단말의 권한을 인증하는 단계;
    인증 시, 상기 인증 서버가 상기 게이트웨이에 인증 결과 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 게이트웨이가 상기 인증 서버로부터 인증 결과 메시지 수신 시, 상기 단말에 대해 상기 게이트웨이 할당 IP 어드레스를 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 단말이 상기 액세스 네트워크에서 타겟 액세스 네트워크로 이동하는 단계;
    상기 타겟 액세스 네트워크로부터 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스를 수신하는 단계; 및
    상기 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스에 대한 정보를 상기 게이트웨이에 전송하는 단계; 및
    상기 단말과 상기 타겟 네트워크 사이의 터널을 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2 IP 어드레스는 상기 소정의 어플리케이션에 대응하여 할당되는 것을 특징으로 하는 데이터 경로 설정 방법.
  15. 이동 통신 시스템에서 인터넷 프로토콜 (Internet Protocol, IP) 세션을 생성하는 단말에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 단말이 실행하는 어플리케이션에 대응되는 노드의 IP 어드레스 및 상기 노드에 대응되는 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
    상기 게이트웨이의 상기 제1 IP 어드레스에 기반하여 상기 게이트웨이와 터널을 생성하고,
    상기 노드와 통신을 하기 위해 상기 게이트웨이에 의해 상기 노드에 기초하여 할당된 제 2 IP 어드레스를 상기 게이트웨이로부터 수신하는 단계
    상기 노드의 상기 IP 어드레스 및 상기 제2 IP 어드레스에 기반하여 상기 노드 사이에 IP 세션을 생성하고,
    상기 IP 세션을 통해 상기 애플리케이션의 패킷을 송신 및 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 노드로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 단말.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 IP 어드레스는 상기 단말에 의해 실행되는 상기 어플리케이션에 따라 상기 게이트웨이에 의하여 할당받는 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말이 상기 액세스 네트워크에서 타겟 액세스 네트워크로 이동 시, 상기 타겟 액세스 네트워크로부터 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스를 수신하고, 상기 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스에 대한 정보를 상기 게이트웨이에 전송하여 상기 단말과 상기 타겟 네트워크 사이의 터널을 재설정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말과 상기 타겟 네트워크 사이의 터널이 재설정되기 전까지, 상기 단말이 상기 타겟 액세스 네트워크로 이동하기 전에 접속한 액세스 네트워크를 통해 트래픽을 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 이동 통신 시스템에서 데이터 경로를 설정하는 게이트웨이(Gateway)에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 단말이 실행하는 어플리케이션에 대응되는 노드의 인터넷 프로토콜 (Internet Protocol, IP) 어드레스 및 상기 노드에 대응되는 게이트웨이의 제1 IP 어드레스가 단말로 전송되면, 상기 단말과 상기 노드간의 통신을 위해 게이트웨이에 의하여 상기 노드에 기초하여 할당된 제2 IP 어드레스를 상기 단말에 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고,
    상기 게이트웨이의 제1 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 터널을 생성하고,
    상기 제2 IP 어드레스와 상기 노드의 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 노드간에 IP 세션이 생성되면, 상기 IP 세션을 통해 상기 애플리케이션의 패킷을 송신 및 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
    상기 게이트웨이는 상기 노드로부터 미리 결정된 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 노드에 접속하는 단말 각각에 상기 제2 IP 어드레스를 할당하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말이 접속한 액세스 네트워크 변경 시, 상기 단말로부터 변경된 타겟 액세스 네트워크가 상기 단말에게 할당한 타겟 액세스 네트워크 IP 어드레스에 대한 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  23. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말에 대한 인증을 요청하기 위한 인증 요청 메시지를 인증 서버에 전송하고, 상기 인증 서버로부터 인증 결과 메시지 수신 시 상기 단말에 대해 제2 IP 어드레스를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이.
  24. 이동 통신 시스템에서 로컬 게이트웨이의 터널링 방법에 있어서,
    단말이 실행하는 어플리케이션에 대응되는 노드의 인터넷 프로토콜 (Internet Protocol, IP) 및 상기 노드에 대응되는 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 수신하는 단계;
    상기 로컬 게이트웨이의 IP 어드레스 및 상기 게이트웨이의 제 1 IP 어드레스에 기반하여, 업데이트를 요청하기 위한 요청 메시지를 상기 게이트웨이에 전송하는 단계; 및
    상기 요청 메시지에 대응하는 상기 게이트웨이로부터 상기 단말과 상기 노드 간의 통신을 위해 상기 게이트웨이에 의해 상기 노드에 기초하여 할당된 제 2 IP 어드레스를 수신하는 단계;
    상기 게이트웨이의 제1 IP 어드레스에 기초하여, 상기 로컬 게이트웨이와 상기 게이트웨이 사이에 터널을 생성하는 단계;
    상기 제2 IP 어드레스를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 제2 IP 어드레스 및 상기 노드의 상기 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 노드간 IP 세션을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 게이트웨이의 터널링 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 수신된 상기 노드의 상기 IP 어드레스를 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 게이트웨이의 터널링 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 제 2 IP 어드레스는,
    상기 로컬 게이트웨이에 대한 인증 후 할당되는 것을 특징으로 하는 로컬 게이트웨이의 터널링 방법.
  27. 이동 통신 시스템에서 터널링을 수행하는 로컬 게이트웨이에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    단말이 실행하는 어플리케이션에 대응되는 노드의 인터넷 프로토콜 (Internet Protocol,IP) 어드레스 및 상기 노드에 대응되는 게이트웨이의 제1 IP 어드레스를 수신하고,
    상기 로컬 게이트웨이의 IP 어드레스 및 상기 게이트웨이의 제1 IP 어드레스에 기반하여, 업데이트를 요청하기 위한 요청 메시지를 상기 게이트웨이에 전송하고, 상기 요청 메시지에 대응하는 상기 게이트웨이로부터 상기 단말과 상기 노드 간의 통신을 위해 상기 게이트웨이에 의해 상기 노드에 기초하여 할당된 제 2 IP 어드레스를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
    상기 게이트웨이의 제1 IP 어드레스에 기초하여 상기 로컬 게이트웨이와 상기 게이트웨이 사이에 터널을 생성하고,
    상기 제 2 IP 어드레스를 상기 단말로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고,
    상기 제2 IP 어드레스 및 상기 노드의 상기 IP 어드레스에 기반하여 상기 단말과 상기 노드간 IP 세션을 생성하는 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 게이트웨이.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 수신된 상기 노드의 상기 IP 어드레스를 상기 단말에 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로컬 게이트웨이.
  29. 제27항에 있어서, 상기 제2 IP 어드레스는,
    상기 로컬 게이트웨이에 대한 인증 후 할당되는 것을 특징으로 하는 로컬 게이트웨이.
  30. 삭제
  31. 삭제
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