KR20030015502A - 이동 인터넷 프로토콜 시스템 및 그의 경로 최적화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이동 인터넷 프로토콜을 사용하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에서의 경로 최적화 방법에 있어서, 이동호스트의 인터넷상의 위치 이동에 따라 이동된 인터넷 접속점에 대응된 위탁주소를 할당받으면 이동호스트는 상기 위탁주소를 포함하는 등록 요청메시지를 외부에이전트를 통해 홈 에이전트로 전달하는 과정과, 홈 에이전트는 상기등록요청메시지의 위탁주소를 상기 이동호스트의 도메인네임과 맵핑시켜 내부의 도메인네임서버 데이터베이스에 저장하는 과정과, 대응노드에서 상기 이동호스트의 도메인네임으로 질의를 하면 홈 에이전트는 상기 도메인네임서버 데이터베이스에 있는 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 상기 대응노드 및 타 도메인네임 서버에서 캐싱 못하도록 하는 캐싱 불가 정보와 함께 상기 대응 노드로 전달하는 과정과, 상기 대응노드가 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 이용해서 이동호스트와 통신하는 과정으로 이루어진다.

Description

이동 인터넷 프로토콜 시스템 및 그의 경로 최적화 방법{MOBILE INTERNET PROTOCOL SYSTEM AND IT'S ROUTING OPTIMIZATION METHOD}
본 발명은 통신시스템에 관한 것으로, 특히 이동 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol) 시스템 및 그 시스템에서의 경로 최적화 방법에 관한 것이다.
멀티미디어 서비스에 대한 욕구가 증대됨에 따라 ATM(Asynchronous Transfer Mode)을 근간으로 하는 고속망이 WAN(Wide Area Network)에서 뿐만 아니라 학교 망이나 연구소 망과 같은 LAN(Local Area Network)에서도 급속도로 확대되고 있다. 그러나 이러한 망의 변화에도 불구하고 서비스는 인터넷 서비스가 여전히 가장 널리 이용되고 있다. 따라서 ATM과 같은 초고속 통신망에서도 IP(Internet Protocol)를 수용할 수 있는 방안이 IETF(Internet Engineering Task Force)와 ATM포럼(Forum)을 중심으로 제안되고 표준화가 이루어지고 있다. 또한 이동통신의 폭발적인 발전에 따라 향후의 망은 유선과 무선이 연동 내지는 통합된 형태로 운용될 것이다. 이러한 유무선 통합망에서 IP 서비스를 제공하기 위해서는 이동성을 제공할 수 있어야 한다. 인터넷 망에서 이동성을 제공하기 위한 연구로는 IETF의 이동(Mobile) IP가 있으며 ATM 망에서 이동성을 제공하기 위한 연구로는 ATM포럼과 ETSI BRAN(European Telecommunications Standardization Institute Broadband Radio Access Network)으로 이원화되어 진행되고 있는 무선 ATM이 있다. ATM을 기반으로 한 유무선 통합망에서의 인터넷 서비스를 제공하기 위한 방안에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 유무선 통합망에서의 이동 인터넷 서비스에 대한연구가 선행되어야 할 것이다.
WATM WG(Wireless ATM Working Group)에서는 기존의 유선 구간에만 적용되었던 ATM 기술을 무선 구간까지 확장한 개념인 무선 ATM의 표준화 연구가 진행되고 있는 반면 IETF에서는 이동 노드에 라우팅 프로토콜을 통합함으로써 이동 무선 네트워크에 대한 효율적인 운영을 제공하며 이동성을 무선 영역으로 확대하는 것을 목표로 표준화가 진행되고 있다.
현재 인터넷 대부분의 환경에서 사용되는 IP 버젼(version) 4(통상 "IPv4 프로토콜"이라 칭함)는 고정 호스트와 유선망을 고려하여 설계되었으며, 호스트("노드"라고도 함)의 IP주소를 이용하여 그 호스트의 인터넷 접속점을 유일하게 식별할 수 있다. 그러므로 어떤 한 호스트가 자신에게 전달되는 패킷을 받기 위해서는 그 호스트의 IP 주소를 포함하는 네트워크 내에 위치해야만 한다. 만약 그 호스트의 위치가 바뀐다면 패킷은 상기 호스트로 전송되어질 수 없다. 이동 호스트(Mobile Host: MH)인 경우에도 반드시 이동 호스트의 IP주소를 포함하는 네트워크 내에 위치하고 있어야만 인터넷을 통한 데이터 송수신이 가능하다. 만약 이동 호스트가 외부 네트워크(foreign network)로 이동해 갔을 경우 인터넷 접속점이 바뀌기 때문에 기존의 TCP(Transmission Control Protocol) 연결을 유지할 수 없다. 그러므로 방문한 외부 네트워크에서도 이동 호스트가 계속 통신할 수 있도록 하기 위해서는 이동 호스트의 IP주소를 외부 네트워크의 IP주소가 되게 설정을 바꾸어 주어야 한다. 이동 호스트의 인터넷 접속점이 바뀌어도 계속해서 통신이 가능하도록 하기 위해, 즉 인터넷에서의 호스트(노드)의 이동성을 지원하기 위해, 현재 IETF에서 제안한표준화 방안이 이동(Mobile) IP이다. IETF에서 제안된 이동(Mobile) IP에서는 IP에 이동성을 부여하여 IP주소를 갖고 있는 이동 호스트가 인터넷상의 임의의 위치에서 다른 위치로 이동하여도 그 패킷을 대응 노드(correspondent node: CN)와 송수신할 수 있도록 하는 기술로서, 기존의 IP 버전 4(IPv4 프로토콜)를 확장한 것이다.
이동(Mobile) IP에서는 이동 호스트의 이동성을 지원하기 위하여 홈 에이전트(Home Agent: HA), 외부 에이전트(Foreign Agent: FA), 위탁주소(Care-of Address: CoA) 및 터널링(tunneling) 등의 개념을 도입하였다.
도 1은 이동 IP 네트워크 시스템 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 이동 IP의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 이동 IP네트워크의 인터넷(2)에는 홈 에이전트(Home Agent: HA)(4), 외부 에이전트(Foreign Agent: FA)(6), 및 대응 노드들(14,16,18)이 접속되어 있다. 이동 호스트(Mobile Host: MH)(4)가 있는 홈 네트워크(10)의 IP주소는 도 1에 도시된 일 예와 같이, 164.125.64.XXX이고, 이동 호스트(4)의 IP주소는 164.125.64.7이다. 이동 호스트(8)가 홈 네트워크(10)에서 외부 네트워크(12)로 이동하였을 경우, 이동 IP 기술에서는 도 1의 대응노드들(14,16,18)중 이동호스트(8)와 통신 중에 있는 대응노드간의 패킷 송수신을 위해, 외부 네트워크(12)로 이동한 이동 호스트(8)에게 임시로 사용할 수 있는 IP주소인 CoA(Care-of Address)를 할당해준다. 상기 CoA는 이동 호스트(8)의 현재 인터넷 접속점을 의미하는 임시 할당된 IP주소로서, 외부 에이전트(6) 또는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 의해 할당되어 진다. 도 1에 도시된 일 예에서, 이동 호스트(8)의 CoA는 외부 에이전트(6)에 의해할당된 "164.125.9.12"이다.
이동 IP의 동작은 크게 에이전트 발견, 등록, 라우팅과 터널링으로 구분되며, 그 상세한 동작은 도 2가 참조되어 설명될 것이다. 외부 에이전트(6)는 에이전트 광고(agent advertisement) 메시지를 통해 자신의 존재를 알린다(①). 그에 따라 이동 호스트(8)는 자신이 수신한 에이전트 광고 메시지에 포함된 네트워크 정보를 획득할 수 있으며, 상기 네트워크 정보를 통해 자신이 홈 네트워크(10)에 있는지 아니면 외부 네트워크(12)에 있는지를 판단한다. 만약 자신이 외부 네트워크(12)에 있다고 판단하면, 이동 호스트(8)는 외부 에이전트(6)를 통해서 이동 호스트(8)의 CoA를 포함하고 있는 등록 요청 메시지를 홈 에이전트(4)로 전달한다(②). 홈 에이전트(4)는 이에 응답하여 등록 응답 메시지를 외부 에이전트(6)를 통해 이동 호스트(8)로 전달함과 동시에 수신한 이동 호스트(8)의 CoA(Care-of Address)를 바인딩 캐쉬(binding cache)한다(③). 상기 바인딩 캐쉬에는 이동 호스트의 홈 IP주소와 그에 대응되는 COA 및 라이프타임(lifetime)정보가 유지된다.
그 후 예컨대, 대응노드 CN(14)에서 이동 호스트(8)로 전송할 패킷이 발생하면, 대응 노드 CN(14)은 상기 패킷을 표준 IP라우팅을 통해 이동노드의 홈 IP주소가 포함된 홈 네트워크(10)의 홈 에이전트(4)로 보낸다(④). 그에 따라 홈 에이전트(4)는 수신된 패킷에 이동호스트(8)의 CoA가 포함된 IP헤더가 첨부되게 인캡슐레이션(encapsulation)하고 외부 네트워크(12)에 있는 이동 호스트(8)의 CoA로 인캡슐레이션된 패킷을 터널링(tunneling)한다(⑤). 그에 따라 외부 네트워크(12)의 외부 에이전트(6)는 패킷을 디터널링(de-tunneling)하여 이동 호스트(8)로 전달하게된다(⑥). 그 후 외부 네트워크(12)에 있는 이동 호스트(8)에서 대응 노드 CN(14)으로 보내지는 패킷은 홈 에이전트(4)를 거쳐갈 필요 없이 표준 IP 라우팅 방법에 의거해 상기 대응노드 CN(14)으로 전달된다.
상기한 이동 IP의 동작에서 알 수 있듯이, 이동 호스트(8)가 자신의 홈 네트워크(10)에 존재하지 않고 외부 네트워크(12)에 있을 경우에 이동 호스트(8)로 보내어져야하는 패킷은 일단 홈 에이전트(4)로 전달되고 그 후 다시 외부 네트워크(12)에 있는 이동 호스트(8)로 터널링 된다. 반면에, 이동 호스트(8)가 인터넷의 다른 노드에게 패킷을 전달하고자 할 때에는 표준 IP 라우팅 방법에 의해 바로 전달이 가능하다. 이러한 비대칭 라우팅을 삼각라우팅(triangle routing)이라 한다. 이동 IP에서는 이동 호스트(8)가 외부 네트워크(12)로 이동을 했을 경우에는 상기한 바와 같이 삼각 라우팅에 의해 대응노드 CN으로부터 이동 호스트(8)로 패킷이 전달된다. 하지만 상기 삼각 라우팅은 반드시 자신의 홈 에이전트를 거쳐서 패킷을 외부 에이전트로 터널링을 해야 하므로, 이는 상당한 네트워크의 비효율성을 초래되게 한다. 보다 구체적으로 언급하면, 이동 IP에서의 홈 에이전트를 경유하는 삼각 라우팅(triangle routing)은 불필요한 종단간 패킷 전송지연 및 많은 오버헤드를 초래한다. 또한 대응노드로부터 이동 호스트로 전송되어질 모든 패킷이 홈 에이전트를 경유하기 때문에 홈 에이전트에 상당한 오버헤드가 가해지며, 홈 에이전트에서 외부 에이전트로 패킷을 터널링할 때 기존 패킷에 추가된 IP헤더로 인해 발생되는 대역폭 낭비도 무시할 수 없다. 관련 연구에 의하면 이동(Mobile) IP에서 삼각 라우팅의 오버헤드가 심각할 경우에는 그 오버헤드가 76%에 달하며 터널링 오버헤드도 6%을 초과한다. 따라서 삼각 라우팅 문제를 제거하여 무선링크가 포함된 망에서 인터넷 액세스 성능을 향상시키는 방안이 요망되었다.
삼각 라우팅을 제거하는 기술의 일 예로는 "the mobile-IP Working Group of the Internet Engineering Task Force(IETF)"에 의해서 IP표준안으로 제출되어 2000년 11월 15일로 개시된 "Route Optimization in Mobile IP"가 있다. 하지만 "Route Optimization in Mobile IP" 기술은 기존 호스트 IP계층의 수정을 필요로 하기 때문에 기존 IP와의 호환성이 없다. 그리고 프로토콜이 복잡하고, 제어 메시지 및 프로세싱 오버헤드가 심각하며, 바인딩 캐쉬가 불일치 하는 단점이 있다.
또한 삼각 라우팅을 제거하는 기술의 다른 일 예로는, 1995년 12월에 채택된 RFC 1883 표준인 "IPv6(Internet Protocol, version 6) Specification"을 들 수 있다. "IPv6"기술에서는, 이동 호스트가 동적으로 자신의 CoA(Care-of Address)를 할당받는 것, 및 DHCPv6(Dynamic Host Configuration Protocol Version 6)를 이용하는 것과 같은 특징을 가지는 주소 자동구성 기능(address auto-configuration)을 수행한다. 하지만 "IPv6(Internet Protocol, version 6) Specification"은 기존의 인터넷과의 호환성이 없다는 단점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 이동 인터넷 프로토콜(Mobile Internet Protocol)에서의 경로 최적화 방법 및 그 이동 인터넷 프로토콜 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선링크가 포함된 망에서 인터넷 액세스 성능을 향상시키는 경로 최적화 방법 및 그 이동 인터넷 프로토콜 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동 IP를 사용하는 무선링크가 포함된 망에서 인터넷에 연결된 기존의 호스트가 이동호스트로 패킷 전송시 홈 에이전트를 경유하므로 발생되는 삼각 라우팅 문제를 제거할 수 있는 경로 최적화 방법 및 그 이동 인터넷 프로토콜 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 이동 IP 네트워크 시스템 구성을 보여주는 도면,
도 2는 이동 IP의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 홈 에이전트에 구현된 변경된 DNS 데이터베이스를 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 홈 에이전트의 DNS데이터베이스에 리소스 레코드 포맷으로 저장된 DNS서버 존 파일을 보여주는 도면,
도 5는 대응 노드에서 홈 에이전트로 전송하는 DNS 질의 메시지(DNS query message)의 일부 포맷을 보여주는 도면,
도 6은 DNS질의 메시지를 수신한 홈 에이전트가 대응노드로 응답하는 DNS응답 메시지 포맷을 보여주는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 IP 네트워크 시스템 구성도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 삼각 라우팅을 제거하여 경로 최적화시키는 동작 흐름도.
상기한 목적에 따라, 본 발명은, 이동 인터넷 프로토콜을 사용하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에서의 경로 최적화 방법에 있어서, 이동호스트의 인터넷상의 위치 이동에 따라 이동된 인터넷 접속점에 대응된 위탁주소를 할당받으면 이동호스트는 상기 위탁주소를 포함하는 등록 요청메시지를 외부에이전트를 통해 홈 에이전트로 전달하는 과정과, 홈 에이전트는 상기등록요청메시지의 위탁주소를 상기 이동호스트의 도메인네임과 맵핑시켜 내부의 도메인네임서버 데이터베이스에 저장하는 과정과, 대응노드에서 상기 이동호스트의 도메인네임으로 질의를 하면 홈 에이전트는 상기 도메인네임서버 데이터베이스에 있는 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 상기 대응노드 및 타 도메인네임 서버에서 캐싱 못하도록 하는 캐싱 불가 정보와 함께 상기 대응 노드로 전달하는 과정과, 상기 대응노드가 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 이용해서 이동호스트와 통신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 인터넷과, 상기 인터넷과 무선링크를 형성하는 이동 호스트들과, 상기 이동 호스트들 각각의 홈 네트워크의 인터넷 접속점에 있는 홈 에이전트와, 이동호스트들 각각의 외부 네트워크의 인터넷 접속점에 있는 외부 에이전트를 포함하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에 있어서: 이동 호스트들 각각은, 대응된 각각의 도메인네임을 가지며; 상기 홈 에이전트는, 이동호스트의 도메인네임과 이동 호스트의 외부 네트워크 방문에 따라 임시 할당된 위탁주소를 맵핑시켜 저장하는 도메인네임서버 데이터베이스를 구비하며, 이동 호스트의 위탁주소를 포함하는 등록 요청이 이동 호스트로부터 있으면 상기 도메인 네임서버 데이터 베이스에 상기등록요청메시지의 위탁주소를 상기 이동호스트의 도메인네임과 맵핑시켜 저장하고, 이동호스트와의 통신을 위해 대응노드로부터 상기 이동호스트의 도메인네임으로 질의가 있으면 상기 도메인네임서버 데이터베이스에 있는 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 상기 대응노드 및 타 도메인네임 서버에서 캐싱 못하도록 하는 캐싱 불가 정보와 함께 상기 대응 노드로 전달함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 IP 네트워크 시스템 구성도이다. 이동 호스트(8)는 상기 인터넷(2)과 무선링크를 형성하는 노드이다. 홈 에이전트(4)는 상기 이동 호스트(8)의 홈 네트워크(10)의 접속점에 있으며, 외부 에이전트(6)는 이동호스트(8)가 방문한 외부 네트워크(12)의 접속점에 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 도 7의 이동 호스트(8)를 포함하는 이동 호스트들 각각은 대응된 도메인 네임(domain name)들을 가진다.
본 발명의 실시 예에서는 도 7의 홈 에이전트(4)가 DNS(Domain Name System) 서버 기능을 가지게 구현하고, 상기 홈 에이전트(4)에 구현된 DNS서버 기능을 이용하여 삼각 라우팅(triangle routing)을 제거함으로써 이동(Mobile) IP의 성능을 향상시킨다.
본 발명의 실시 예에서는 이동호스트(8)의 인터넷 접속점에 따라서 이동 호스트(8)가 현재 사용하고 있는 IP주소는 바뀌지만 도메인 네임(domain name)은 변경되지 않는다는 점과 이동호스트(8)의 현재 인터넷 접속점을 식별해주기 위해 임시 할당된 IP주소인 CoA(Care-of Address)가 다른 호스트의 응용계층에는 투명하지만 홈 에이전트(4)는 알고 있다는 점에 착안하였다. 그래서 본 발명의 실시 예에서는 이동 호스트들 각각은 자신의 도메인 네임(domain name)을 가지게 하고, 홈 에이전트(4)가 이동호스트(8)의 도메인 네임에 대한 권한(authority)을 갖는 DNS 서버 역할을 하도록 구현한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 도 7의 홈 에이전트(4)에 구현된 DNS서버 데이터베이스를 보여주는 도면이다. 통상적인 DNS서버는 도메인 네임을 IP주소로 알려주는 역할을 한다. 그러므로 도 3에 도시된 바와 같이, 통상적인 DNS서버의 데이터베이스(data base: DB)(20)의 리소스 레코드(resource record) 영역들 각각에는 이동 호스트들 각각의 도메인 네임(domain name)(22)과 그에 대응된 홈 IP주소(24)들 각각이 레코드 되어 있다. 예컨대, 도 3의 통상적인 DNS서버의 데이터베이스(20)를 참조하면, 도 1의 이동 호스트(8)의 도메인 네임 "mh1.ce.pusan.ac.kr"은 이동 호스트(8)의 홈 IP주소인 "164.125.65.72"에 대응되어 리소스 레코드 영역에 레코드 되어 있다. 한편 본 발명의 실시 예에 따라 도 7의 홈 에이전트(4)에 구현되어 있는, 변경된 DNS 데이터베이스(30)는 이동 호스트(8)의 도메인 네임(domain name)(32)과 그에 대응된 이동 호스트(8)의 현재 CoA(34)가 레코드 되어 있다. 예컨대, 변경된 DNS 데이터베이스(30)에서, 도 1의 이동 호스트(8)의 도메인 네임 "mh1.ce.pusan.ac.kr"은 이동 호스트(8)의 현재 CoA인 "164.125.9.12"에 대응되어 리소스 레코드 영역에 레코드 되어 있다. 상기 이동 호스트(8)의 현재 CoA인 "164.125.9.12"는 이동 호스트(8)가 홈 네트워크(10)에서 외부 네트워크(12)로 이동한 상태에서의 이동 호스트(8)의 CoA임을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시 예에 따라 홈 에이전트(4)의 변경된 DNS서버 데이터베이스(30)에는 이동 호스트(8)의 도메인 네임과 그에 대응된 이동 호스트(8)의 현재 CoA을 포함하고 있는 DNS서버 존 파일은 도 4에 도시된 일 예와 같이, 표준 리소스 레코드 포맷(standard Resource Record format)으로 저장된다. 도 4를 참조하면, 참조번호 40은 리소스 레코드 영역인데, 상기 리소스 레코드 영역(40)에는 도메인 네임(domain name)(42), TTL(Time-to-Live)(44), 클래스(class)(46), 레코드 타입(record type)(48), 레코드 상세 데이터(record specific data)(50)가 레코드된다. 본 발명의 실시 예에 따라 상기에서 레코드 상세 데이터(50)에는 이동 호스트(8)의 CoA가 레코드된다. 그리고 TTL(44)값은 도메인네임 리소스 레코드에 대한 캐싱 기간을 결정해주는 정보로서, 대응노드(14) 혹은 대응노드(14)에 관련된 로컬 DNS 서버가 자신이 이동호스트(8)의 리소스 레코드를 캐싱하지 못하도록 본 발명의 실시 예에 따라 "0"으로 설정되어 있다.
다시 도 7을 참조하면, 이동호스트(8)가 홈 네트워크(10)에서 외부 네트워크(12)로 이동하게 되면, 이동 호스트(8)는 외부 에이전트(6)에 의해서 새로운 CoA를 할당받게 되는데, 상기 새로운 CoA를 할당받게 되면 이동 호스트(8)는 외부 에이전트(6)를 통해 홈 에이전트(4)로 새로운 CoA가 포함된 등록요청 메시지를 전송하게 되고, 홈 에이전트(4)는 등록 요청 메시지로부터 이동호스트(8)의 CoA를 알게 되고 본 발명의 실시 예에 따른 DNS 데이터베이스(30)에 있는 해당 이동호스트 리소스 레코드 영역(40)의 레코드 상세 데이터(50)에 이동호스트(8)의 CoA를 업데이트 한다. 보다 구체적으로 설명하면, 홈 에이전트(4)는 도 4에 도시된 일 예와 같이 리소스 레코드 영역(40)을 "mh1 0 IN A 164.125.9.12"로 레코드한다. 즉, 리소스 레코드 영역(40)의 도메인네임(42)에는 "mh1.ce.pusan.ac.kr"을, TTL(Time-to-Live)(44)에는 "0", 클래스(46)에는 인터넷 주소를 의미하는 "IN"을, 레코드 타입(48)에는 IP어드레스가 무엇인지를 질의하는 것을 의미하는 "A"를, 레코드 상세 데이터(50)에는 이동 호스트(8)의 현재 CoA인 "164.125.9.12"를 레코드한다. 상기 DNS서버 데이터베이스(30)에 있는 리소스 레코드 영역(40)의 TTL값(44)은 본 발명의 실시 예에 따라 홈 에이전트(4)에 의해 "0"으로 설정되어 있는데, 이는 대응 노드의 로컬 DNS서버가 TTL=0임에 따라 리소스 레코드 영역(40)을 캐싱하지 못하며 그에 따라 홈 에이전트(4)의 DNS서버 데이터베이스(30)에 저장되어 있는 이동 호스트(8)의 CoA인 "164.125.9.12"가 대응노드(14)에게 전달되도록 해준다. 상기와 같이 홈 에이전트(4)가 변경된 DNS서버 데이터베이스(30)에 이동 호스트(8)의 CoA를 포함하는 정보들을 업데이트함으로써 이동 호스트(8)의 도메인 네임은 이동호스트(8)의 현재 CoA와 대응되어 맵핑된다.
홈 에이전트(4)는 상기 이동 호스트(8)의 도메인 네임에 대응된 이동호스트(8)의 현재 CoA를 업데이트시킬 때, 홈 에이전트(4)의 바인딩캐쉬에 이동호스트(8)의 홈 IP주소에 대응된 이동호스트(8)의 CoA를 업데이트하는 기존의 바인딩 캐쉬 동작도 함께 수행한다. 그러므로 본 발명의 실시 예에서는 이후 대응노드(14)의 사용자가 이동 호스트(8)에 대해 도메인 네임으로 질의를 하게 되면 삼각 라우팅이 제거되는 경로 최적화방법으로 대응노드(14)와 이동호스트(8)간 통신을 제공하게 되며, 대응노드(14)의 사용자가 이동 호스트(8)에 대해 홈 IP주소로 질의를 하게 되면 기존의 삼각라우팅에 의해서 대응노드(14)와 이동호스트(8)간 통신을 제공하게 된다.
본 발명의 실시 예에 따라, 홈 에이전트(8)의 DNS 데이터베이스(30)에 이동 호스트(8)의 도메인 네임에 대응된 현재 CoA가 업데이트 됨에 따라 대응노드(14)가 도메인 네임으로 질의한 것에 대해서 홈 에이전트(4)는 본 발명의 실시 예에 따라 변경된 DNS데이터베이스(30)를 이용하여 상기 질의한 도메인 네임에 대응하는 이동 호스트(8)의 현재 CoA를 찾고 대응노드(14)로 알려준다. 이렇게 함으로써 기존 대응노드(14)는 이동호스트(8)의 현재 CoA로 직접 패킷을 전송하게 되므로, 기존의삼각 라우팅(triangle routing)을 제거한다.
하지만 현재의 DNS 시스템에서는 로컬 DNS 서버 혹은 기타 계층의 DNS 서버는 대응 노드가 한번 질의한 이동 호스트의 도메인 네임에 대한 IP주소를 자신의 캐쉬에 임시 저장되어 있는 IP주소 정보로 캐싱 하도록 되어 있다. 그런 이유에 대응 노드(14)의 그 다음 번의 이동 호스트의 도메인 네임에 대한 IP주소 질의에 대해서 대응노드(14) 자신이나 로컬 DNS서버 혹은 기타 계층의 DNS서버는 자신의 캐쉬에 저장하고 있는 대응 IP주소를 캐싱하여 알려 주게된다. 이렇게 되면 대응노드(14)에게 반드시 전달되어야할 홈 에이전트(4)의 DNS서버 데이터베이스(30)에 저장된 이동호스트(8)의 현재 CoA는 대응 노드(14)에게 전달될 수 없다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 홈 에이전트(4)의 DNS서버 데이터베이스(30)에 저장되어 있는 이동 호스트(8)의 CoA가 대응노드(14)에게 전달되게 할 수 있도록 하기 위해 대응노드(14)에서의 도메인네임을 통한 DNS 질의가 있을 시 그에 응답하는 DNS 응답메시지에 있는 TTL필드를 이용한다. 상기 TTL 필드에 기록된 TTL값은 도메인네임 리소스 레코드에 대한 캐싱 기간을 결정해주는 정보로서 그 단위는 초(second)이다. 통상적인 TTL값은 48시간 정도이다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따라 홈 에이전트(4)는 이동호스트(8)의 도메인 네임에 대한 질의가 대응 노드(14)로부터 있게 되면 도 4의 리소스 레코드 영역(40)에 레코드된 TTL값(44) "0"을 읽어 DNS 응답 메시지의 TTL필드(66)에 "TTL=0"으로 기록해서 보내준다. 도 6의 DNS응답메시지 포맷을 참조하면, 본 발명에서는 대응노드(14) 또는 상기 대응노드(14)에 관련된 DNS 로컬서버가 이동호스트(8)의 도메인 네임 리소스 레코드에 대해서 캐싱하지 않도록 하기 위하여 홈 에이전트(4)에 의해 TTL이 "0"으로 설정해 준 예를 보여주고 있다.
도 5는 대응 노드(14)에서 홈 에이전트(4)로 전송하는 DNS 질의 메시지(DNS query message)의 일부 포맷을 보여주는 도면이고, 도 6은 DNS 질의 메시지를 수신한 홈 에이전트(4)가 대응노드(14)로 응답하는 DNS응답 메시지 포맷을 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 대응노드(14)로부터 도메인네임 예컨대, 이동호스트(8)의 도메인네임 "mh1.ce.pusan.ac.kr"로 DNS 질의가 있게 되면, 대응노드(14)는 도 5의 DNS 질의 메시지의 질의 네임(query name) 필드(52)에 "mh1.ce.pusan.ac.kr"를 기록하고, 질의타입(query type)필드(54)에 "IP어드레스"에 대응된 정보, 질의 클래스(query class)필드(56)에 "인터넷 주소"에 대응된 정보를 기록하여 대응노드(14)의 로컬 DNS서버로 전송한다. 그에 따라 홈 에이전트(4)는 도 4에 도시된 변경된 DNS데이터베이스(30)를 이용하여 상기 질의한 도메인 네임 "mh1.ce.pusan.ac.kr"가 있는 이동 호스트의 리소스 레코드영역(40)의 정보들을 읽는다. 그리고 도 6에 도시된 DNS응답 메시지의 도메인네임(domain name)필드(60)에는 "mh1.ce.pusan.ac.kr"을 기록하고, 타입(type)필드(62)에는 IP주소를 의미하는 정보를, 클래스(class)필드(64)에는 도메인네임의 인터넷 주소가 무엇인지를 질의함을 의미하는 정보를, TTL(time to live)필드(66)에는 홈 에이전트(4)에 의해 설정된 TTL값 TTL=0을, 리소스 데이터 길이(resource data length)필드(68)에는 리소스 데이터의 길이정보를, 그리고 리소스 데이터필드(70)에는 "mh1.ce.pusan.ac.kr"에 대응된 이동 호스트(8)의 CoA인 "164.125.9.12"를 기록한다. 그 후 호스트 에이전트(4)는 상기와 같이 각 필드에 정보 기록한 DNS응답 메시지를 인터넷(2)을 통해 대응노드(14)로 알려준다. 간략히 설명하면 홈 에이전트(4)는 이동호스트(8)의 도메인 네임에 대한 질의가 대응 노드(14)로부터 있게 되면 DNS 응답 메시지의 TTL필드(66)의 TTL값을 0으로 설정하고 리소스 데이터 길이 필드(70)에 이동 호스트(8)의 CoA를 기록해서 대응노드(14)로 보내준다. 그렇게 되면 상기 질의를 보낸 대응노드(14)와 상기 대응노드(14)의 로컬 DNS 서버는 도메인네임 리소스 레코드에 대한 캐싱 기간을 결정해주는 정보인 TTL이 "0"으로 설정되어 있기 때문에 자신의 캐쉬에 이동 호스트(8)의 도메인네임 리소스 레코드를 기록하지 않는다. 그러므로 이후 대응노드(14)가 이동 호스트(8)에 대한 도메인네임으로 질의를 하게 되면 그 질의에 대응된 DNS질의메시지는 로컬 DNS 서버를 거쳐 이동호스트(8)의 도메인 네임을 등록하고 있는 홈 에이전트(4)로 전달된다. 그에 따라 홈 에이전트(4)는 이동호스트(8)에 도메인 네임에 대응된 이동 호스트(8)의 CoA를 본 발명의 실시 예에 따라 변경된 DNS서버 데이터베이스(34)에서 읽어 대응 노드(14)로 전달할 수 있게된다. 그러면 대응노드(14)의 홈 에이전트(4)의 CoA를 이용하여 이동호스트(8)와 통신을 하게 된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 삼각 라우팅을 제거하여 경로 최적화시키는 동작 흐름도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 삼각 라우팅 제거되게하는 경로 최적화 방법을 정리해서 설명하면 하기와 같다.
(1) 이동 호스트(8)는 CoA가 변경 될 때마다 외부 에이전트(6)를 통해 홈 에이전트(4)로 등록요청 메시지를 보내서 변경된 CoA를 알린다(도 8의 S100단계).
(2) 홈 에이전트(4)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 DNS서버 데이터베이스(30) 파일에 있는 이동 호스트(8)의 도메인 네임 리소스 레코드의 IP주소를 현재 CoA로 업데이트 해준다. 예를 들면 도 7에 도시된 바와 같이 이동 호스트(8)가 홈 네트워크(10)에 있을 경우는 홈 에이전트(4)의 DNS 서버 데이터베이스(30)에는 하기와 같은 리소스 레코드를 가지고 있다.
"mh1 0 IN A 164.125.65.72"
그런데 이동호스트(8)가 164.125.9.XXX의 외부 네트워크(12)로 이동하게 되면, 상기의 (1),(2) 절차를 거치면 홈 에이전트(4)의 DNS 서버 데이터베이스(30)에는 하기와 같은 리소스 레코드는 다음과 같이 업데이트된다(도 4의 리소스 레코드영역(40)과 동일함). 여기서, TTL필드(도 4의 44)는 홈 에이전트(4)에 의해서 항상 "0"으로 유지되게 설정된다.(도 8의 S110단계)
"mh1 0 IN A 164.125.9.12"
한편 홈 에이전트(4)는 상기 이동 호스트(8)의 도메인 네임에 대응된 이동호스트(8)의 현재 CoA를 업데이트시킬 때, 홈 에이전트(4)의 바인딩캐쉬에 이동호스트(8)의 홈 IP주소에 대응된 이동호스트(8)의 CoA를 업데이트하는 기존의 바인딩 캐쉬 동작도 함께 수행한다.
(3) 대응노드(14)로부터 이동호스트(8)의 도메인 네임 "mh1.ce.pusan.ac.kr"에 대한 질의가 대응노드(14)에 관련된 로컬 DNS서버로 있을 경우, 이동 호스트(8)의 리소스 레코드를 유일하게 알고 있는 도메인 네임 서버가 바로 홈 에이전트(4)이기 때문에 상기 질의는 도 5와 같은 DNS질의 메시지 포맷으로 인터넷(2)을 통해 홈 에이전트(4)에 전달된다.(도 8의 S120단계)
(4) 질의를 받은 홈 에이전트(4)는 DNS서버 데이터 베이스(30)를 이용하여 절차(2)에서 보여준 것처럼 이동 호스트(8)의 현재 CoA 및 TTL 필드(66)가 "0"인 도 6과 같은 DNS 응답메시지를 인터넷(2)을 통해 대응노드(14)로 보내준다.(도 8의 S130단계)
(5) 대응노드(14)는 DNS응답메시지로부터 새로 얻은 이동호스트(8)의 현재 CoA를 이용하여 이동 호스트(8)와 통신하게 되므로, 기존과 같은 삼각 라우팅 문제가 발생하지 않는다. 한편 대응서버(14)와 로컬 DNS 서버는 대응노드(14)가 이동호스트(8)에 대해 도메인 네임으로 질의를 하더라도 이전 DNS응답메시지의 TTL=0이므로 이전 이동 호스트(8)의 IP주소인 CoA는 대응서버(14) 및 로컬 DNS서버의 캐쉬에 저장되어 있지 않는다. 그러므로 대응노드(14)에서의 도메인 네임의 질의는 이동 호스트(8)의 현재 CoA를 알고 있는 DNS서버인 홈 에이전트(4)로 전달된다.
본 발명의 성능 검증은 NS-2 시뮬레이션 툴을 이용하여 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 본 발명에서 제안한 기법은 기존의 이동 IP에 비해 보다 높은 성능을 나타내고 있으며, 특히 외부 에이전트와 홈 에이전트간의 지연이 길어지는 경우에는 더욱 효율적임을 알 수 있었다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 본 발명의 실시 예에서는 홈 에이전트의 DNS(Domain Name System) 서버 기능을 이용하여 삼각 라우팅(triangle routing)을 제거함으로써 이동(Mobile) IP의 성능을 향상시킨다. 또한 본 발명은 유무선 복합망에서, IP주소가 위치의 변경에 따라서 동적으로 변하는 이동호스트에게 도메인 네임을 사용할 수 있도록 하였으며, CDMA(Code Division Multiple Access) 2000망과 같은 이동IP 서비스가 제공되는 환경에서 PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용 무선단말기 등과 같은 이동단말기를 위한 도메인 네임 서비스 제공에 사용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 이동 인터넷 프로토콜을 사용하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에서의 경로 최적화 방법에 있어서,
    이동호스트의 인터넷상의 위치 이동에 따라 이동된 인터넷 접속점에 대응된 위탁주소를 할당받으면 이동호스트는 상기 위탁주소를 포함하는 등록 요청메시지를 외부에이전트를 통해 홈 에이전트로 전달하는 과정과,
    홈 에이전트는 상기등록요청메시지의 위탁주소를 상기 이동호스트의 도메인네임과 맵핑시켜 내부의 도메인네임서버 데이터베이스에 저장하는 과정과,
    대응노드에서 상기 이동호스트의 도메인네임으로 질의를 하면 홈 에이전트는 상기 도메인네임서버 데이터베이스에 있는 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 상기 대응노드 및 타 도메인네임 서버에서 캐싱 못하도록 하는 캐싱 불가 정보와 함께 상기 대응 노드로 전달하는 과정과,
    상기 대응노드가 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 이용해서 이동호스트와 통신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에서의 경로 최적화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐싱 불가 정보는 TTL(time to live)=0임을 특징으로 하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에서의 경로 최적화 방법.
  3. 이동 인터넷 프로토콜을 사용하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에서의 경로 최적화 방법에 있어서,
    이동 호스트들 각각에 대응된 도메인네임들을 가지게 하는 과정과,
    이동호스트의 인터넷상의 위치 이동에 따라 이동호스트에 임시 할당된 위탁주소가 이동호스트로부터 홈 에이전트에 전달되면, 홈 에이전트는 위탁주소를 상기 이동호스트의 도메인네임과 맵핑시켜 내부의 도메인네임서버 데이터베이스에 저장하는 과정과,
    대응노드에서 상기 이동호스트의 도메인네임으로 질의를 하면 홈 에이전트는 상기 도메인네임서버 데이터베이스에 있는 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 상기 대응노드 및 타 도메인네임 서버에서 캐싱 못하도록 하는 캐싱 불가 정보와 함께 상기 대응 노드로 전달하는 과정과,
    상기 대응노드가 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 이용해서 이동호스트와 통신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템에서의 경로 최적화 방법.
  4. 인터넷과, 상기 인터넷과 무선링크를 형성하는 이동 호스트들과, 상기 이동 호스트들 각각의 홈 네트워크의 인터넷 접속점에 있는 홈 에이전트와, 이동호스트들 각각의 외부 네트워크의 인터넷 접속점에 있는 외부 에이전트를 포함하는 이동인터넷 프로토콜 시스템에 있어서,
    이동 호스트들 각각은, 대응된 각각의 도메인네임을 가지며,
    상기 홈 에이전트는, 이동호스트의 도메인네임과 이동 호스트의 외부 네트워크 방문에 따라 임시 할당된 위탁주소를 맵핑시켜 저장하는 도메인네임서버 데이터베이스를 구비하며, 이동 호스트의 위탁주소를 포함하는 등록 요청이 이동 호스트로부터 있으면 상기 도메인 네임서버 데이터 베이스에 상기등록요청메시지의 위탁주소를 상기 이동호스트의 도메인네임과 맵핑시켜 저장하고, 이동호스트와의 통신을 위해 대응노드로부터 상기 이동호스트의 도메인네임으로 질의가 있으면 상기 도메인네임서버 데이터베이스에 있는 상기 도메인 네임에 대응된 위탁주소를 상기 대응노드 및 타 도메인네임 서버에서 캐싱 못하도록 하는 캐싱 불가 정보와 함께 상기 대응 노드로 전달함을 특징으로 하는 이동 인터넷 프로토콜 시스템.
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