KR20020046319A

KR20020046319A - 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법

Info

Publication number: KR20020046319A
Application number: KR1020000075639A
Authority: KR
Inventors: 신승목
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-21
Also published as: KR100364785B1

Abstract

본 발명은 무선 인터넷 서비스에 관한 것으로, 특히 무선 데이터그램 프로토콜(Wireless Datagram Protocol : WDP)로 유저 데이터 그램 프로토콜/인터넷 프로토콜(User Datagram Protocol/Internet Protocol : UDP/IP)을 사용하는 이동 통신 시스템에서 포트 어드레스 변환(Port Address Translation : PAT) 기능을 네트워크 액세스 서버(Network Access Server : NAS) 장비에 적용하여 하나의 퍼블릭 IP(Public IP) 주소로 다수 사용자의 무선 인터넷 서비스를 제공하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법은 이동국이 링크된 네트워크 액세스 서버(NAS)에 데이터를 전송하는 제1 단계와, 상기 데이터의 서비스 종류에 따라, 상기 네트워크 서버(NAS)가 상기 데이터에 포함된 이동국의 IP 주소를 특정 서비스를 위한 IP 주소로 변환하여, 이 데이터를 상기 특정 서비스를 위한 서버에 전송하는 제2 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법{Method for Allocating IP in Mobile Communication System}

본 발명은 무선 인터넷 서비스에 관한 것으로, 특히 무선 데이터그램 프로토콜(Wireless Datagram Protocol : WDP)로 유저 데이터 그램 프로토콜/인터넷 프로토콜(User Datagram Protocol/Internet Protocol : UDP/IP)을 사용하는 이동 통신 시스템에서 포트 어드레스 변환(Port Address Translation : PAT) 기능을 네트워크 액세스 서버(Network Access Server : NAS) 장비에 적용하여 하나의 퍼블릭 IP(Public IP) 주소로 다수 사용자의 무선 인터넷 서비스를 제공하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법에 관한 것이다.

일반적으로 왑(WAP)은 GSM(Global Standard for Mobiles), TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), CDPD등을 포함한 무선 네트워크에 연결할 수 있는 모바일 컴퓨터용 아키텍처로 현재 오픈베이스로 국제적인 표준으로 자리잡고 있다. 특징적으로, WAP에서는 무선 데이터 서비스 사용자들이 쉽고 간편하게 인터넷에 접속할 수 있도록 고안된 표준 규격으로 인터넷의 정보를 빠르게 검색, 표시하도록 이동전화 망과 인터넷 망 사이에 게이트웨이(WAP Proxy/Server)를 두어 서비스하도록 하고 있다.

이와 같이 게이트웨이를 두어 사용자의 단말기와 게이트웨이 사이에서는 WAP에서 정의된 프로토콜로 통신이 이루어지고 게이트웨이와 유선 인터넷망은 기존의 인터넷 통신 방식인 HTTP로 통신이 이루어지도록 한다.

즉, 사용자가 이러한 WAP 서비스를 받기 위해서는 통신 사업자가 WAP 게이트웨이를 구현해야 하고, 더 나아가 단말기업체는 WML(Wireless Markup Language)로 된 사이트를 볼 수 있는 WAP 브라우저를 구현해야 하며, 컨텐츠업체는 실제로 서비스될 사이트를 WML로 구현해야 하는 등의 필요한 절차들이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 CDMA 패킷 데이터 서비스 망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따른 TR45.6 IMT-2000 패킷 데이터 서비스 망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면이다.

도 3은 종래 기술에 따른 GSM GPRS 패킷 데이터 서비스망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면이다.

도 4는 종래 기술에 따른 UMTS GPRS 패킷 데이터 서비스망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면이다.

WAP 구조는 도1과 도2와 도3과 도4에 도시된 바와 같이 확장 가능한 프로토콜 환경과 전체 네트워크의 계층화된 구조를 제공한다. 즉, 공통적으로 무선 응용 환경(Wireless Application Environment : WAE), 무선 세션 프로토콜(Wireless Session Protocol : WSP), 무선 트랙잭션 프로토콜(Wireless Transport Protoco: WTP), 데이터그램(User Datagram Protocol/Internet Protocol, Wireless Datagram Protocol : UDP/IP, WDP) 계층으로 이루어져 있다.

또한, 이동국과 NAS 간 라우팅을 위하여 IP 계층을 두며, 상기 이동국 또는 외부 인터넷망으로부터 전송되는 IP 데이터 그램의 앞 뒤 경계를 분리하기 위해 PPP 계층을 두며, 상기 PPP 계층과 동시에 IPCP(Internet Protocol Control Protocol)를 통해 IP 주소를 할당하는 기능을 수행하도록 한다.

상기 계층 이외에도 통신 사업자의 무선 베어러 서비스(IS-95,IS-2000,GSM-RF, UMTS-RF)에 따라 링크 계층 또는 물리 계층은 각각의 서로 다른 방식의 계층을 두어 상기 WAP 서비스를 제공하도록 하고 있다.

부가적으로 WAP 구조에서 각각의 계층은 상위 계층에 의해서 접근될 수 있으며 다른 서비스나 응용프로그램에 의해서도 이용될 수 있다.

상기 IP 계층에서는 각 이동국에게 심플 IP 또는 모발 IP를 지원하도록 규정되어 있다.

첫째, 심플 IP는 패킷 모드에서 접속시마다 IP 주소가 다르게 할당되므로 인터넷의 가입자가 임의의 순간에 이동 가입자를 호출할 수 없다. 또한, 이동국이 초기 접속한 NAS(IWP, PDSN, GGRN)의 서비스 지역을 넘어 다른 곳으로 이동하였을 경우에는 IP 주소가 지역에 맞지 않기 때문에 라우팅이 단절되는 단점이 있어 반드시 초기 접속한 NAS 지역으로 이동시에는 다시 접속해야 하는 단점이 있다.

둘째, 모발 IP는 NAS(IWF, PDSN, GGSN)가 홈 에이전트(Home Agent : HA)의 지원을 얻어 상기 HA가 이동국의 이동성 요구를 확인하여 IP 등록 메시지를 수신하고 FA로 패킷을 터널링하는 기능을 수행함으로써, 다른 NAS 지역으로의 이동시에도 계속해서 이용중인 서비스를 지원받을 수 있도록 할당된 IP이다.

기 설명한 바와 같이 도 1과, 도 2와, 도 3과, 도 4에서 이동국에서 WAP 서비스를 개시하면 이동 통신 시스템에서의 네트워크 접속 서버(Network Access Server : 도 1의 Inter-Working Function, 제 2도의 Packet Data Serving Node, 제 3도 및 제 4도의 Gateway GPRS Support Node)(NAS : IWF, PDSN, GGSN)는 공통적으로 이동국과 점대점 프로토콜(Point-to-Point Protocol : PPP)을 설정한다. 이와 동시에 IPCP 단계에서는 각 이동국에게 IP를 할당하는데, 상기 이동국이 심플 IP(Simple Internet Protocol : Simple IP) 서비스를 제공받는 경우에는 IPCP 단계에서 이동국에게 퍼플릭 IP(또는 프라이빗 IP)를 할당한다.

또는 상기 이동국이 모발 IP(Mobile Internet Protocol : Mobile IP) 서비스를 제공받는 경우에는 홈 HA에서 퍼블릭 IP(프라이빗 IP)를 할당한다. 따라서 NAS 장비는 각 이동국에게 PPP 포트와 IP 주소의 매핑 테이블(Mapping Table)을 유지한다.

상기와 같이 이동국에 IP가 할당된 이후에, 각 이동 통신 시스템의 NAS에 해당하는 장비는 이동국으로부터 수신하는 PPP 프레임에서 IP 데이터그램을 추출하여 WAP 프락시/서버(Proxy/Server)로 IP 데이터 그램을 라우팅한다. 이후에 상기 Proxy/Server로 라우팅된 IP 데이터 그램은 목적지 IP 주소에 해당하는 PPP 포트를 찾아서 PPP 프레임화하여 이동국으로 전송하게 된다.

따라서 WAP 서비스에 대해서 이동 통신 시스템의 NAS 장비 및 HA는 각각의 이동국에게 하나의 IP 주소를 할당해야 하므로 동시에 서비스할 수 있는 WAP 서비스 사용자 수 만큼에 해당하는 충분한 IP 주소를 가지고 있어야 한다. 그러나, IP 주소가 한정되어 있으므로 동시에 서비스 할 수 있는 WAP 서비스 이용자의 수는 제한적이다.

WAP 서비스는 무선 인터넷의 중요한 서비스 중의 하나이고, 사용자 수의 폭발적인 증가가 예상되고 있으므로 IP 주소의 고갈은 단 시일 안에 해결해야 할 과제이다.

또한 기존 라우터(또는 NAS)에서 동작되는 포트 주소 변환(Port Address Translation : PAT) 기능은 모든 서비스(HTTP, FTP, Telnet, Email등)에 적용해야 하므로 이동 통신 시스템의 NAS 장비에는 오버헤드가 심하게 되고, 오 동작의 원인이 된다.

또한, 응용 서비스가 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol)을 사용하는 데이터 응용 서비스(HTTP, FTP, TELNET등)에 PAT을 적용하면 각 TCP 세션(Session)에 대하여 세션의 시작과 끝을 알고 적절하게 TCP 포트 변환을 해야 하는데, Web 상의 모든 이미지 파일등은 모두 TCP 세션으로 서버와 연결된다. 따라서 무선 데이터 사용자가 다수의 그림이 있는 웹 페이지를 검색하는 경우는 NAS 장비의 오버헤드가 심해지게 된다. 또한 파일 전송 프로토콜(File Translation Protocol : FTP) 서비스의 경우는 TCP 패킷의 페이로드를 NAS 장비에서 적절하게 변환해야 하는 문제점이 있게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 이동국으로부터 전송되는 패킷의 목적지 포트를 검사하여, 특정 서비스에 해당하면 NAS 또는 HA가 PAT 동작을 수행함으로써, IP 주소의 부족문제를 해결하도록 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 액세스 네트워크(Access Network)와 NAS 링크 설정시 전송하고자 하는 데이터의 특정 서비스에 대한 정보를 시그널링 메시지에 전송함으로써, UDP 패킷의 목적지 포트를 검사하지 않도록 하여 NAS 또는 HA의 오버헤드를 감소하도록 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법을 제공하기 위한 것이다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 이동국이 링크된 네트워크 액세스 서버(NAS)에 데이터를 전송하는 제1 단계와, 상기 데이터의 서비스 종류에 따라, 상기 네트워크 서버(NAS)가 상기 데이터에 포함된 이동국의 IP 주소를 특정 서비스를 위한 IP 주소로 변환하여, 이 데이터를 상기 특정 서비스를 위한 서버에 전송하는 제2 단계를 포함하여 이루어진다.

바람직하게, 상기 데이터는 무선 인터넷 서비스용이면서, 인터넷 서비스의무선 데이터그램 프로토콜(WDP)로 사용자 데이터그램 프로토콜/인터넷 프로토콜(UDP/IP)을 사용한다. 또한, 상기 데이터는 사용자 데이터그램 프로토콜 소스(Source) 및 목적지(destination) 포트 번호들을 추가로 포함하므로, 사용자 데이터그램 프로토콜 소스 포트 번호는 네트워크 액세스 서버에서 다른 포트 번호로 변환되어, 무선 인터넷 서비스를 위한 서버에 전송된다.

한편, 상기 데이터에 포함된 이동국의 IP 주소는, 이 이동국에 서비스되는 IP의 종류에 따라 네트워크 액세스 서버 또는 홈 에이전트(Home Agent)에서 할당하는 것으로, 상기 서비스되는 IP가 심플 IP인 경우에 네트워크 액세스 서버로부터, 모발 IP인 경우에 홈 에이전트(Home Agent)에서 할당한다.

도 1은 종래 기술에 따른 CDMA 패킷 데이터 서비스 망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 TR45.6 IMT-2000 패킷 데이터 서비스 망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 GSM GPRS 패킷 데이터 서비스 망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면.

도 4는 종래 기술에 따른 UMTS GPRS 패킷 데이터 서비스 망에서의 WAP 서비스 프로토콜 스택을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 심플 IP(Simple IP) 서비스를 위한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따라 도 5에 도시된 PAT 처리부의 동작의 일 예를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에 따른 모발 IP(Mobile IP) 서비스를 위한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명에 따른 인-밴드 시그널링을 이용한 심플 IP(Simple IP)를 위한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면.

도 9는 본 발명에 따른 인-밴드 시글널링을 이용한 모발 IP(Mobile IP)를 위한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

101 : 이동국

102 : Access Network(액세스 네트워크)

103 : NAS(네트워크 액세스 서버)

104 : WAP Proxy/Server(무선 어플리케이션 프로토콜(WAP) 프락시/서버)

본 발명은 이동통신 시스템의 이동국으로부터 전송되는 데이터(패킷)의 서비스 종류에 따라 NAS(또는 HA)의 PAT의 동작을 선택적으로 제어하도록 하였다.

특히, 본 발명은 이동 통신 시스템의 무선 어플리케이션 프로토콜(Wireless Application Protocol : WAP) 서비스 이용자에게 포트 주소 변환(Port Address Translation : PAT) 기능을 적용하는 두 가지 방안을 제안한다.

첫째 방안은 유저 데이터 프로토콜(User Data Protocol : UDP) 패킷을 직접 검사하는 방안이며, 둘째 방안은 이동 통신 시스템의 NAS 링크 설정 메시지에서 WAP 서비스임을 나타내는 필드를 추가하는 것이다.

본 발명에서 제안하는 이동 통신 시스템에서의 WAP 서비스에 대한 구성 및 프로토콜 스택은 도1, 도2, 도3, 도4와 동일하다. 다만 WAP 서비스인 경우 네트워크 액세스 서버(Network Access Server : NAS) 장비가 PAT 기능을 선택적으로 동작하도록 하여 모든 WAP 서비스 이용자가 하나의 퍼블릭 IP 주소를 사용하도록 한다는 점이 기존 이동 시스템 NAS의 동작과 다른 점이다.

본 발명에서 이동국으로부터 전송되는 데이터는 무선 데이터그램 프로토콜(WDP)로 사용자 데이터그램 프로토콜/인터넷 프로토콜(UDP/IP)을 사용하는 것을 가정한다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 심플 IP(Simple IP) 서비스를 위한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면이다.

도 5를 참고하면, 이동국(101)이 WAP 서비스를 개시하면 이동통신 시스템의 액세스 네트워크(Access Network)(102)를 접속하고, Access Network(102)는 NAS(103) 장비에 접속하여, 제어 메시지를 주고받아 이동국(101)과 NAS(103)간 패킷 데이터 액세스 절차를 수행한다. 이로써 상기 이동국(101)과 NAS(103)간에는 유저 플레인이 연결되어 있는 상태가 된다.(S10)

상기 이동국(101)과 NAS(103) 간 유저 플레인이 연결되면, PPP협상을 개시한다. 그리고, 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP)을 협상하고, 이동국(101)의 인증(Authentication)을 수행한다. 인증이 완료되면 이동국과의 PPP 인터넷 프로토콜 제어 프로토콜(Internet Protocol Control Protocol : IPCP)단계에서, 이동통신 시스템의 NAS(103) 장비는 자신의 IP 풀에서 이동국(101)에게 퍼블릭IP 주소를 할당한다.(S11) 이때, 이동국(101)에게 할당된 IP는 이동국이 NAS(103)에 접속할 때마다 다르게 할당되는 심플 IP를 가정한다.

상기 이동국(101)과 NAS(103) 간에 PPP가 설정되고, 퍼블릭 IP 주소가 할당되면, 이동국(101)은 미리 정의된 UDP 목적지 포트에 따라 WAP 응용 데이터(Wireless Datagram Protocol :WDP, UDP/IP인 WDP를 가정함)인 패킷을 PAT 처리부(105)에 전송한다.(S12) 상기 UDP 목적지 포트는 WAP 서비스 UDP 포트이다.

이하 WAP 응용 서비스에 따른 UDP의 목적지 포트는 IANA(Internet Assigned Numbers Authority)에서 정의되고 있으며, 이 WAP 응용 서비스에 따른 UDP 목적지 포트를 표1과 같이 정의하고 있다.

목적지 UDP 포트	어플리케이션 프로토콜
2805	WAP WTA secure connection-lesss session service프로토콜 : WSP/WTLS/Datagram
2923	WAP/WTA secure session service프로토콜 : WSP/WTP/WTLS/Datagram
2948	WAP push connection-less session service(client side)프로토콜 : WSP/Datagram
2949	WAP push secure connection-less session service(client side)프로토콜 : WSP/WTLS/Datagram
9200	WAP connection-less session service프로토콜 : WSP/Datagram
9201	WAP session service프로토콜 : WSP/WTP/Datagram
9202	WAP secure connection-less session service프로토콜 : WSP/WTLS/Datagram
9203	WAP secure session service프로토콜 : WSP/WTP/WTLS/Datagram
9204	WAP vCard프로토콜 : vCard/Datagram
9205	WAP vCal프로토콜 : vCalendar/Datagram
9206	WAP vCard Secure프로토콜 : vCard/WTLS/Datagram
9207	WAP vCar Secure프로토콜 : vCalendar/WTLS/Datagram

만약, 상기 S12단계에서 전송된 WAP 응용 데이터(WDP)가 상기 NAS(103) 장비에 PPP 세션이 설정된 후, 처음으로 전송되는 패킷인 경우에 상기 NAS(103)는 이 패킷을 검사하여 UDP의 목적지 포트가 표 1의 WAP 서비스에 해당하면, 포트주소 변환 처리부(Port Address Translation 처리부 : PAT 처리부)(105)를 이용하여 이 패킷의 IP 주소를 WAP 서비스용으로 미리 할당한 퍼블릭 IP 주소로 변환하고, UDP 소스 포트도 다이나믹하게 할당, 변환하여 이 변환된 패킷을 WAP Proxy/Server(104)로 포워딩한다.(S13) 이때 NAS(103) 장비는 상기 WAP 응용 데이터(WDP)에 대한 UDP 소스 포트와 이동국의 IP 주소 매핑 테이블(Mapping Table)을 유지한다.

이와 같이 이동국(101)에게 할당한 IP 주소와 UDP 소스 포트가 각각 WAP 서비스용 퍼블릭 IP 주소와 UDP 소스 포트로 변환이 되므로, NAS(103) 장비는 이 UDP 소스 포트 번호들을 이용하여 이동국(101)과 매핑할 수 있다.

상기 NAS(103) 장비는 상기 이동국(101)에게 할당되었던 IP 주소 및 UDP 소스 포트 변환을 수행한 후, 이동국(101)에 할당한 IP 주소를 회수하여 다른 이동국에게 할당할 수 있도록 한다. 따라서, 모든 WAP 서비스에 대해서는 인터넷으로 포워딩되는 WAP 서비스용 IP 데이터그램의 소스 IP 주소가 하나의 퍼블릭 IP(Public IP)가 된다.

또한, WAP Proxy/Server(104)는 인터넷망(미도시)에서 수신하는 패킷의 소스 포트를 UDP 목적지 포트로 하여 UDP 패킷을 NAS(103)에 전송하고, NAS(103) 장비는 PAT 처리부의 UDP 소스 포트와 IP 주소의 매핑 테이블(Mapping Table)을 참조하여 해당하는 WAP 서비스 이용자에게 상기 WAP Proxy/Server(104)로부터 수신된 패킷을라우팅할 수 있게 된다.(S14,S15)

도 6은 본 발명에 따라 도 5에 도시된 PAT 처리부의 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 6을 참고하면, 심플 IP 서비스에 대해서 NAS는 PPP 설정 이후 IPCP 단계에서 이동국에서 퍼블릭 IP(또는 프라이빗 IP) 주소를 할당한다.

따라서, 이동국의 소스 IP 주소가 200.10.10.3이고, UDP 소스 포트가 20인 UDP 패킷을 NAS로 전송하면, NAS는 PPP 설정 후 처음으로 이동국에서 수신하는 패킷의 UDP 목적지 포트를 검사하여 WAP 서비스에 해당하는지 검사한다. 만약, 상기 수신된 패킷의 UDP 목적지 포트가 상기 표1에서 정의한 WAP 서비스에 해당하면 상기 이동국에게 할당되었던 IP 소스 주소(200.10.10.3)를 WAP 서비스용으로 미리 할당한 IP 주소(165.10.10.10)로 변환한다.

여기서, 상기 UDP 목적지 포트는 WAP 서비스 UDP 포트이며, 표 1과 같다. 또한, 상기 NAS는 상기 이동국으로부터 전송된 패킷의 UDP 소스 포트에 대해서 포트를 다이나믹하게 할당하여 변환한다.

도 6에서 IP 주소는 200.10.10.3에서 165.10.10.10으로 변환되고, UDP 소스 포트는 20에서 8000으로 변환된다. 여기서, 이러한 IP 주소의 변환 관계 및 UDP 소스 포트 변환 관계는 PAT 처리부의 매핑 테이블로써 유지된다. 그리고, IPCP 단계에서 할당한 IP주소는 다시 IP 풀로 반환된다. 따라서, IP 주소 200.10.10.3은 다른 단말에게 다시 할당할 수 있게 된다.

NAS 장비는 이동국에게 할당되었던 IP 주소(심플 IP) 및 UDP 소스 포트를 변환하고, WAP Proxy/Server로 IP 패킷을 포워딩한다.

한편, 상기 인터넷망으로부터 수신되는 패킷에 대해 WAP Proxy/Server는 이 패킷의 UDP 소스 포트를 UDP 목적지 포트로 하여 NAS에 패킷을 전송한다. 따라서, 이 패킷을 수신한 NAS는 PAT 처리부의 매핑 테이블을 이용하여 UDP 포트 8000에 해당하는 이동국으로 인덱스되어 있는 이동국으로 IP 주소 및 UDP 포트 역변환을 수행하여 전송한다.

도 7은 본 발명에 따른 모발 IP(Mobile IP) 서비스를 위한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면이다.

도 7을 참고하면, 이동국(201)이 WAP 서비스를 개시하면 이동통신 시스템의 Access Network(202)를 접속하고, Access Network(202)는 NAS(203) 장비에 접속하여, 제어 메시지를 주고받아 이동국(201)-NAS(203) 간 패킷 데이터 액세스 절차를 수행한다. 이로써, 상기 이동국(201)과 NAS(203)간에는 유저 플레인이 연결되어 있는 상태가 된다.(S20)

이동국(201)과 NAS(203) 간 유저 플레인이 연결되면, PPP 협상을 개시한다. 그리고, LCP를 협상하고, IPCP를 수행한다. 이때, NAS(203)와 이동국(201)과의 IPCP단계에서, NAS(S203)는 이동국(201)에 서비스되는 IP 주소가 심플 IP인지 모발 IP인지를 판단한다.(S21)

따라서, 상기 이동국(201)에 서비스되는 IP 주소가 모발 IP이면, 이동국(201)과 HA(204)간에 모발 IP 등록(Registration) 과정을 수행한다.(S23,S24)

여기서, 상기 모발 IP는 정적(static) 모발 IP 또는 다이나믹(Dynamic) 모발 IP를 가정한다. 즉, 이동국(201)이 이동하게 되면 해당 서브 넷(Subnet)의 NAS(FA,203)는, 이동국(201)의 홈 네트워크에 있는 홈 에이전트(Home Agent :HA,204)에게 모바일 IP 등록 요구(Registration Request) 메시지를 전송한다. HA(204)는 이 메시지를 수신하여 현재 이동국(201)의 위치로 패킷 전송이 가능한 IP 주소(퍼블릭 IP 또는 프라이빗 IP)를 할당하여, 이 IP 주소 정보와 함께 이동성 바인딩 리스트(홈 주소, 의탁 주소, 라이프타임 등과 연관된 정보)를 생성하게 되고, 이와 동시에 모바일 IP 등록 응답(Registration Response) 메시지를 NAS(FA,203)에게 전송하게 된다. 모바일 IP 등록 응답 메시지를 수신한 NAS(FA,203)는 이동국(201)에 대한 정보인 방문자 리스트(Visitor List)를 생성하게 된다. 따라서, 이동국(201)의 IP 등록 이후, 이 이동국(201)에 전송될 패킷은 네트워크 주소 기반의 경로 배정으로 인해 HA(204)를 경유한다. HA(204)는 이동성 바인딩 리스트를 검색하여 목적지 호스트가 위치한 NAS(FA,203)를 찾아내고, 본래의 패킷에 NAS(FA,203)로 경로 배정이 가능한 주소인 의탁 주소(Care-of Address)를 목적지 주소로 하는 IP 헤더를 추가로 캡슐화(Encapsulated)하여 전송한다. 캡슐화된 패킷의 목적지인 NAS(FA,203)는 패킷을 수신하고, 캡슐화된 IP 헤더를 제거함과 동시에 이동성 바인딩 리스트인 방문자 리스트를 검색하여 해당 이동국에게 전송하게 되는 것이다. 이와 같은 이동국(201)의 모발 IP 등록 과정에 의하여, 이동국(201)이 다른 NAS 지역으로의 이동시에도 계속해서 이용중인 서비스를 지원받을 수 있도록 한다.

참고적으로, 상기 의탁 주소는 이동국(201)의 현재 접속점을 의미(NAS(FA,203))하는 것으로 HA(204)에 의해 터널링(tunneling)되는 패킷의 목적지 주소를 나타내는 것이고, 상기 HA(204)가 본래의 패킷에 NAS(FA,203)로 경로 배정이 가능한 주소인 의탁 주소(Care-of Address)를 목적지 주소로 하는 IP 헤더를 추가로 캡슐화(Encapsulated)하여 전송하는 과정을 터널링(tunneling)이라고 한다. 그리고, 상기 라이프 타임은 상기 이동국(201)의 등록 과정을 통하여 상기 이동성 바인딩 리스트가 갱신되는 시간에 대한 정보를 나타낸다.

상기 모발 IP의 할당 과정 이후, HA는 NAS(FA;203)에서 처음으로 수신하는 패킷을 검사하여(S24) UDP 목적지 포트가 표 1에서 나타낸 WAP 서비스에 해당하면 PAT 처리부(206)를 이용하여 WAP 서비스용으로 미리 할당한 퍼블릭 IP 주소로 변환하고, UDP 소스 포트도 변환하여 패킷을 인터넷망으로 포워딩한다.(S25)

이때, 상기 PAT 처리부(206)는 상기 IP 주소 변환 관계 및 UDP 소스 포트 변환 관계를 매핑 테이블로써 유지한다.

동일한 방법으로 WAP Proxy/Server(205)는 인터넷망으로부터 수신된 패킷의 소스 포트를 목적지 포트로 하여 HA(204)에 전송하면, HA(204)는 UDP 목적지 포트를 검사하여 PAT 처리부(206)의 매핑 테이블을 참조하여, IP 주소 및 UDP 포트의 역변환을 수행하여(S27) 이동국(201)으로 전송한다.(S26)

도 8은 본 발명에 따른 인-밴드 시그널링에 의한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면이다.

도 8을 참고하면, 이동국(301)이 WAP 서비스를 개시하면, 이동국(301)은 이동통신 시스템의 Access Network(302)에 접속하고(S30), Access Network(302)는 NAS(303) 장비에 접속하여, 제어 메시지(WAP 서비스 인-밴드 시그널링)를 주고받아 이동국(301)-NAS(303)간 사용자 플레인을 연결한다. 이때, Access Network(302)-NAS(303)간 제어 메시지(WAP 서비스 인-밴드 시그널링)는 서비스 형태로 WAP 서비스임을 나타내는 필드를 포함한다.(S31) 이는 Access Network(302)-NAS(303) 간 링크 설정 메시지 및 프로토콜은 이동통신 시스템에 따라 상이하므로 각 규격 안에서 WAP 서비스 필드를 추가한다.

상기 이동국(301)에 서비스되는 IP가 심플 IP 서비스인 경우, 상기 S31 단계이후, 도 5와 동일한 과정을 수행한다. 즉, 상기 S31 단계 이후에, 상기 이동국(301)과 NAS(303) 간 유저 플레인이 연결되면, PPP협상을 개시한다. 그리고, 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP)를 협상하고, 이동국의 인증(Authentication)을 수행한다. 인증이 완료되면 NAS(303)는 IP 풀에서 사용 가능한 퍼블릭 IP(또는 프라이빗 IP)를 할당하고, 인터넷 프로토콜 제어 프로토콜(Internet Protocol Control Protocol : IPCP)를 수행하여 이동국에게 IP 주소를 할당한다.(S32) 즉, NAS(303)는 이동국(301)와의 PPP IPCP 단계에서, 이동 시스템의 NAS(303) 장비는 자신의 IP 풀에서 이동국에게 다이나믹 IP(Dynamic IP) 주소를 할당한다.(S32)

상기 S32 단계에서 전송된 WAP 응용 데이터(UDP/IP인 WDP를 가정함)가 상기 NAS(303) 장비에 PPP 세션이 설정된 후, 처음으로 전송되는 패킷인 경우에 이미 WAP 서비스임을 인-밴드 시그널링 메시지(S31)를 통하여 알고 있으므로, 도 6에서설명된 바와 같이 PAT 처리부(305)를 이용하여 이 패킷의 IP주소를 WAP 서비스용으로 미리 할당한 퍼블릭 IP 주소로 변환하고, UDP 소스 포트도 다이나믹하게 할당, 변환하여 이 변환된 패킷을 WAP Proxy/Server(304)로 포워딩한다.(S33)

상기 NAS(303) 장비는 상기 이동국(301)에게 할당되었던 IP 주소 및 UDP 포트 변환을 수행한 후, 이동국(301)에 할당한 IP 주소를 회수하여 다른 이동국에게 할당할 수 있도록 한다. 따라서, 모든 WAP 서비스에 대해서는 인터넷으로 포워딩되는 IP 데이터그램의 소스 IP 주소가 하나의 퍼블릭 IP(Public IP)가 된다.

WAP Proxy/Server(304)는 인터넷망(미도시)에서 수신하는 패킷의 UDP 소스 포트를 UDP 목적지 포트로 하여 UDP 패킷을 NAS(303)에 전송하고, NAS(303) 장비는 PAT 처리부(305)의 UDP 소스 포트와 IP 주소의 매핑 테이블(Mapping Table)을 참조하여 해당하는 WAP 서비스 이용자에게 상기 WAP Proxy/Server(304)로부터 수신된 패킷을 라우팅할 수 있게 된다.(S35,S36)

이와 같이 NAS(303)는 상기 Access Network(302)로부터 전송되는 인-밴드 시그널링 메시지에 의해 WAP 서비스임을 알고 있으므로, PPP 협상 후에 UDP 목적지 포트를 검사하는 과정을 생략하고, PAT 처리부(303)를 구동할 수 있다.

한편, 상기 이동국에 서비스되는 IP가 모발 IP인 경우에 그 과정은 도 7과 동일하며, 이를 도 9에 나타내었다.

도 9는 본 발명에 따른 인-밴드 시글널링을 이용한 모발 IP(Mobile IP)를 위한 WAP 서비스의 퍼블릭 IP(Public IP)의 할당 과정을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 이동국(401)이 WAP 서비스를 개시하면, 이동국(401)은 이동통신 시스템의 Access Network(402)에 접속하고(S40), Access Network(402)는 NAS(403) 장비에 접속하여, 제어 메시지(WAP 서비스 인-밴드 시그널링)를 주고받아 이동국(401)-NAS(403)간 사용자 플레인을 연결한다. 이때, Access Network(402)-NAS(403)간 제어 메시지(WAP 서비스 인-밴드 시그널링)는 서비스 형태로 WAP 서비스임을 나타내는 필드를 포함한다.(S41) 이는 Access Network(402)-NAS(403)간 링크 설정 메시지 및 프로토콜은 이동통신 시스템에 따라 상이하므로 각 규격 안에서 WAP 서비스 필드를 추가한다.

상기 이동국(401)에 서비스되는 IP가 모발 IP 서비스인 경우, 상기 S41 단계이후, 도 7과 동일한 과정을 수행한다. 그러나, NAS(FA,403)-HA(404)간 모발 IP 제어 메시지는 WAP 서비스임을 나타내는 필드를 포함해야 한다.

즉, S41 단계이후, 이동국(401)-NAS(403) 간 유저 플레인이 연결되면, PPP 협상을 개시한다. LCP를 협상하고, IPCP를 수행한다.(S41) 이때, IPCP 단계에서, NAS(403)는 이동국(401)에 서비스되는 IP 주소가 심플 IP인지 모발 IP인지를 판단한다.(S42)

따라서, 상기 이동국(401)에 서비스되는 IP 주소가 모발 IP이면, 이동국(401)과 HA(404)간에는 모발 IP 등록(Registration) 과정을 수행한다.(S43,S44)

여기서, 상기 모발 IP는 정적(static) 모발 IP 또는 다이나믹(Dynamic) 모발 IP를 가정한다. 즉, 이동국(401)이 이동하게 되면 해당 서브 넷(Subnet)의 NAS(FA,403)는, 이동국(401)의 홈 네트워크에 있는 홈 에이전트(Home Agent:HA,404)에게 모바일 IP 등록 요구(Registration Request) 메시지를 전송한다. HA(404)는 이 메시지를 수신하여 현재 이동국(401)의 위치로 패킷 전송이 가능한 IP 주소(퍼블릭 IP 또는 프라이빗 IP)를 할당하여, 이 IP 주소 정보와 함께 이동성 바인딩 리스트(홈 주소, 의탁 주소, 라이프타임 등과 연관된 정보)를 생성하게 되고, 이와 동시에 모바일 IP 등록 응답(Registration Response) 메시지를 NAS(FA,403)에게 전송하게 된다. 모바일 IP 등록 응답 메시지를 수신한 NAS(FA,403)는 이동국(401)에 대한 정보인 방문자 리스트(Visitor List)를 생성하게 된다. 따라서, 이동국(401)의 IP 등록 이후, 이 이동국(401)에 전송될 패킷은 네트워크 주소 기반의 경로 배정으로 인해 HA(404)를 경유한다. HA(404)는 이동성 바인딩 리스트를 검색하여 목적지 호스트가 위치한 NAS(FA,403)를 찾아내고, 본래의 패킷에 NAS(FA,403)로 경로 배정이 가능한 주소인 의탁 주소(Care-of Address)를 목적지 주소로 하는 IP 헤더를 추가로 캡슐화(Encapsulated)하여 전송한다. 캡슐화된 패킷의 목적지인 NAS(FA,403)는 패킷을 수신하고, 캡슐화된 IP 헤더를 제거함과 동시에 이동성 바인딩 리스트인 방문자 리스트를 검색하여 해당 이동국에게 전송하게 되는 것이다. 이와 같은 이동국(401)의 모발 IP 등록 과정에 의하여, 이동국(401)이 다른 NAS 지역으로의 이동시에도 계속해서 이용중인 서비스를 지원받을 수 있도록 한다.

따라서, HA(404)는 상기 S41 단계에서의 인-밴드 시그널링 메시지를 통하여 상기 이동국(401)이 WAP 서비스를 개시하였음을 알고 있으므로, PAT 처리부(406)를 사용하여 도 6에서 설명된 바와 같이 IP 주소 및 UDP 소스 포트의 변환 과정을 수행하여 상기 수신된 패킷을 인터넷으로 포워딩한다.(S46)

이때, 상기 PAT 처리부(406)는 상기 IP 주소 변환 관계 및 UDP소스 포트의 변환 관계를 매핑 테이블로 유지한다.

동일한 방법으로 인터넷망(미도시)으로부터 WAP Proxy/Serve(405)에 수신되는 패킷의 소스 포트를 UDP 목적지 포트로 하여 HA(404)에 전송하면, HA(404)는 PAT 처리부(406)를 사용하여, 이 PAT 처리부(406)의 매핑 테이블로 참조하여 IP 주소 및 UDP 소스 포트의 역변환을 수행하도록 한다(S47). 이런 변환 과정에 의하여 상기 수신된 패킷은 해당 이동국(401)으로 전송된다.(S48)

도8 또는 도9에 도시된 바와 같이, 이동 통신 시스템의 Access Network-NAS 간 링크에서 인 밴드 시그널링(in-band signaling) 방식으로 WAP 서비스임을 전송하는 것이다. 즉, 이동국이 이동 데이터 서비스를 요구하면 Access Network은 NAS 장비와의 링크 설정을 수행한다. 링크 설정 메시지에서 WAP 서비스 필드를 추가하면 NAS 장비는 UDP 패킷을 검사하지 않고 WAP 서비스임을 알게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 첫째로, 특정 서비스에 대한 NAS 장비의 PAT 기능을 선택적으로 제어하도록 하였으며 특히, WAP 서비스의 WDP 프로토콜로 UDP/IP를 사용하는 모든 이동통신 시스템에서의 NAS 장비에 PAT 기능을 적용하여 IP 주소의 부족 문제를 해결할 수 있다.

둘째, WAP 서비스에 대해서 PAT 기능을 수행하면, 패킷 필터링 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다.

셋째, 모든 WAP 서비스 이용자가 하나의 퍼블릭 IP 자원을 공유하므로, WAP 서비스 이용자에게는 사용 요근의 감액 등의 차별적 서비스를 제공할 수 있다.

넷째, 이동통신 시스템의 NAS 장비(모발 IP 서비스에서는 HA)는 하드웨어의 추가적인 설치를 하지 않고도 보다 많은 무선 인터넷 가입자를 지원할 수 있게 된다.

다섯째, 기존의 PAT 기능이 HTTP, E-메일, FTP, 텔넷등의 모든 응용 서비스에 대해서 무차별적으로 적용되는데, 본 발명은 무선 인터넷의 WAP 서비스에 제한적으로 적용하여 NAS 장비(또는 HA)의 오버 헤드를 최소화하면서 IP 자원의 부족을 해결할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims

이동국이 링크된 네트워크 액세스 서버(NAS)에 데이터를 전송하는 제1 단계와,

상기 데이터의 서비스 종류에 따라, 상기 네트워크 서버(NAS)가 상기 데이터에 포함된 이동국의 IP 주소를 특정 서비스를 위한 IP 주소로 변환하여, 이 데이터를 상기 특정 서비스를 위한 서버에 전송하는 제2 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법.
제1 항에 있어서, 상기 데이터는 무선 인터넷 서비스용인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법.
제2 항에 있어서, 상기 데이터는 무선 인터넷 서비스의 무선 데이터그램 프로토콜(WDP)로 사용자 데이터그램 프로토콜/인터넷 프로토콜(UDP/IP)을 사용하여 전송된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법.
제3 항에 있어서, 상기 데이터는 사용자 데이터그램 프로토콜 소스(Source) 및 목적지(destination) 포트 번호들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법.
제4 항에 있어서, 상기 사용자 데이터그램 프로토콜 소스 포트 번호는 네트워크 액세스 서버에서 다른 포트 번호로 변환되어, 무선 인터넷 서비스를 위한 서버에 전송되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법.
제1 항에 있어서, 상기 데이터에 포함된 이동국의 IP 주소는, 이 이동국에 서비스되는 IP의 종류에 따라 네트워크 액세스 서버 또는 홈 에이전트(Home Agent)에서 할당하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법.
제6 항에 있어서, 상기 서비스되는 IP가 심플 IP인 경우에 네트워크 액세스 서버로부터, 모발 IP인 경우에 홈 에이전트(Home Agent)에서 할당하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 아이피 할당 방법.