KR20030064100A - 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및 그구현 방법 - Google Patents

범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및 그구현 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 별도의 하드웨어 구성을 요하지 않고도 범용 컴퓨터를 이용하여 종래 억세스 포인트의 기능을 그대로 수행함은 물론 억세스 포인트의 기능확장이 용이하도록 된 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및 그 구현 방법에 대한 것으로서, 이는 다수의 이용자컴퓨터와 무선으로 통신접속되어 상기 이용자컴퓨터의 유선망 접속을 위한 브리징 동작을 수행하는 컴퓨터장치에 있어서, 상기 컴퓨터장치는 상기 이용자컴퓨터와 무선으로 통신접속하도록 무선 MAC이 구비된 무선랜 카드와, 유선망에 통신접속하도록 유선 MAC이 구비된 유선랜 카드와, 상기 이용자컴퓨터를 유선망에 통신접속시키도록 상기 이용자컴퓨터의 접속인증, 무선망과 유선망 간의 브리징, 무선랜 통신을 위한 셀 형성, 셀 간의 로밍 기능 등을 수행하도록 소정 억세스 포인트 프로그램이 구비된 프로그램부와, 상기 이용자컴퓨터의 인터넷 접속을 위한 IP, 게이트웨이, DNS 정보 등 소정 인터넷 접속정보를 설정하고 상기 프로그램부의 동작에 따라 접속인증된 상기 이용자컴퓨터에 IP를 할당하도록 DHCP 및 NAT 기능을 수행하도록 된 네트워크 접속부와, 상기 프로그램부의 접속인증 루틴에 따라 상기 이용자컴퓨터의 접속인증시 이용되는 소정 SSID, WEP 키 정보가 저장된 네트워크 인증정보 저장부와, 상기 프로그램부의 브리징 루틴에 따라 수집된 각 노드의 MAC 어드레스 정보와 해당 통신포트의 소정 포트상태정보 및 STA 처리에 따른 유/무선 MAC 프레임 데이터의 소정 전송경로정보가 저장되는 필터링정보 저장부 및, 상기 인터넷 접속정보가 저장된 인터넷 접속정보 저장부를 포함하여구성된 것을 특징으로 한다.

Description

범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및 그 구현 방법{Wireless local area network access point using public computer device and method for emboding the same}
본 발명은 무선랜 억세스 포인트(Access Point)에 대한 것으로서, 특히 별도의 하드웨어 구성을 요하지 않고도 범용 컴퓨터를 이용하여 억세스 포인트의 셀(Cell) 형성, 셀 간의 로밍(Roaming), 유선랜과 무선랜 간의 브리징(bridging), 무선 스테이션(Station)들의 전력제어 및 인증 기능을 용이하게 수행할 수 있도록 된 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및 그 구현 방법에 대한 것이다.
일반적으로 무선 근거리 통신망(WLAN : Wireless Local Area Network)(이하, '무선랜'이라 칭함)은 컴퓨터와 컴퓨터간 또는 컴퓨터와 다른 통신시스템 간의 데이터 송수신을 전파(RF : Radio Frequence)/적외선을 이용하여 무선으로 수행하는 랜을 말한다.
종래 유선랜은 네트워크를 구성하는 컴퓨터들이 UTP 케이블과 허브(Hub)를 통해 연결되기 때문에 건물내 유효 공간의 확장은 물론 케이블 배선이 어려운 문제점이 있었다. 무선랜은 컴퓨터들의 랜 환경을 무선으로 구축하여 상기한 유선랜의 문제점을 해결한 것이다. 이러한 무선랜은 건물 간의 네트워크 구축이나 대형 사무실, 물류센타와 같이 유선 네트워크 구축이 용이하지 않은 장소에서 그 이용이 급증하고 있다.
도 1은 종래 무선랜 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 1에서 참조번호 10(101~10n)은 무선랜 이용자가 사용하는 다수의 이용자컴퓨터로서, 이는 보편화된 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 통신포트나 PCI(Peripheral Component Interconnect) 슬롯(Slot)을 구비한 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터 또는 개인휴대단말기(PDA) 등 일반적인 컴퓨터장치에 무선 MAC을 지원하는 무선 랜카드가 탑재된 것이다.
도 1에서 참조번호 20은 다수의 이용자컴퓨터(10)와 허브(30) 사이에 통신접속되어 이용자컴퓨터(10)의 무선랜 통신을 중계하도록 무선망과 유선망 간의 브리징, 셀 형성, 셀 간의 로밍 기능을 수행하는 억세스 포인트이다.
도 1의 억세스 포인트(20)는 일반적으로 상기한 기능을 수행하기 위한 소정의 무선랜 칩셋(Chip Set)과 ASIC 콘트롤러(도시되지 않음)를 내부에 구비하여 구성된다. 도 1에서 참조번호 30은 허브(Hub), 40은 라우터(Router), 50은 이용자에게 인터넷(1) 접속서비스를 제공하는 망사업자서버이다. 상기 망사업자서버(50)는 상기 억세스 포인트(20)와 연동되어 이용자컴퓨터(10)의 인터넷(1) 접속을 위한 인증 동작을 수행하기도 한다.
이하 도 1의 구성으로 된 종래 무선랜 시스템의 동작을 간략히 설명하기로 한다.
인터넷(1) 접속시 도 1의 이용자컴퓨터(10)의 무선랜 카드는 무선랜 표준(예컨대, IEEE 802.11b)에 따른 통신채널 확보 등 데이터 링크(Link) 처리를 수행하고, 억세스 포인트(20)는 이용자컴퓨터(10)의 SSID(Service Set IDentifier), WEP(Wired Equivalency Privacy) 키(key) 정보(이하, “네트워크 인증정보”라 칭함)를 수신하여 이용자컴퓨터(10)의 접속인증 동작을 수행한 후, 이용자컴퓨터(10)의 기설정된 IP(Internet Protocol), 게이트웨이(Gateway), DNS(Domain Name Server) 정보(이하, "인터넷 접속정보"라 칭함)를 이용하여 이용자컴퓨터(10)의 인터넷(1) 접속을 위한 IP 할당(유동/고정IP) 처리를 수행하게 된다.
그리고 도 1의 억세스 포인트(20)는 이용자컴퓨터(10)가 통신접속된 무선랜 포트와 인터넷(1)과 연결된 유선랜 포트를 브릿지(Bridge) 시키게 되는 바, 이용자컴퓨터(10)는 억세스 포인트(20), 허브(30), 라우터(40)의 경로를 통해 인터넷(1)에 접속된다.
또한 도 1의 억세스 포인트(20)가 형성하는 셀 내에 위치된 다수의 이용자컴퓨터(10)는 무선랜 카드의 고유기능 중 애드훅(Ad-Hoc)/피어투피어(Peer to Peer) 통신모드 설정 기능에 따라 상호 통신접속되어 데이터 송수신을 수행하게 된다. 이 경우 애드훅/피어투피어 네트워크를 구성하는 다수의 이용자컴퓨터(10)의 네트워크 인증정보는 동일하게 설정된다.
상술한 종래 무선랜 시스템에 이용되는 억세스 포인트(20)는 무선랜 칩셋과 ASIC 콘트롤러(도시되지 않음)를 통해 구현되기 때문에 컴팩트(Compact)한 구성을 가지는 장점은 있으나, 원칩(One Chip) 형태의 ASIC 콘트롤러(도시되지 않음)에 유선랜과 무선랜 간의 브리징, 셀 형성, 셀 간의 로밍 기능을 집약시켜야 하는 바, 억세스 포인트(20)의 제작단가가 높아지는 문제점이 있게 된다.
또한 종래 억세스 포인트(20)의 경우 하드웨어로 제작되기 때문에 이용자의 접속인증 및 보안과 관련된 기능, 무선망에 접속된 이용자컴퓨터(10)의 전력제어(특히, 무선랜 카드로부터 송출되는 무선 전력의 제어) 기능 등 새로운 기능이 개선/추가되는 경우 내부 ASIC 콘트롤러를 재설계해야 하는 문제점이 있게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 별도의 하드웨어 구성을 요하지 않고도 범용 컴퓨터를 이용하여 억세스 포인트의 셀 형성, 셀 간의 로밍, 유선랜과 무선랜 간의 브리징, 무선 스테이션들의 전력제어 및 인증 기능을 용이하게 수행할 수 있도록 된 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및그 구현 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 무선랜 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 2는 본 발명에 따른 무선랜 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 3은 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 구성을 기능적으로 나타낸 기능블록도.
도 4는 IEEE 802.3의 유선 MAC 프레임 데이터의 구조를 나타낸 데이터 구성도.
도 5는 IEEE 802.11의 무선 MAC 프레임 데이터의 구조를 나타낸 데이터 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 무선망과 유선망 간의 브리징 과정을 간략하게 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 동작을 설명하기 위한 프로토콜 계층도.
도 8은 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트.
도 9는 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 로밍 동작을 설명하기 위한 도면.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10(101~10n) : 이용자컴퓨터, 20 : 억세스 포인트,
30 : 허브, 40 : 라우터,
50 : 망사업자서버, 100 : 컴퓨터장치,
110 : 프로그램부, 111 : 브리징 처리블록,
113 : 논리링크 제어블록, 115 : 억세스 포인트 관리블록,
120 : 네트워크 인증정보 저장부, 130 : 필터링정보 저장부,
140 : 무선랜 카드, 150 : 유선랜 카드,
160 : 네트워크 접속부, 170 : 인터넷 접속정보 저장부.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트는 다수의 이용자컴퓨터와 무선으로 통신접속되어 상기 이용자컴퓨터의 유선망 접속을 위한 브리징 동작을 수행하는 컴퓨터장치에 있어서, 상기 컴퓨터장치는 상기 이용자컴퓨터와 무선으로 통신접속하도록 무선 MAC이 구비된 무선랜 카드와, 유선망에 통신접속하도록 유선 MAC이 구비된 유선랜 카드와, 상기 이용자컴퓨터를 유선망에 통신접속시키도록 상기 이용자컴퓨터의 접속인증, 무선망과 유선망 간의 브리징, 무선랜 통신을 위한 셀 형성, 셀 간의 로밍 기능 등을 수행하도록 소정 억세스 포인트 프로그램이 구비된 프로그램부와, 상기 이용자컴퓨터의 인터넷 접속을 위한 IP, 게이트웨이, DNS 정보 등 소정 인터넷 접속정보를 설정하고 상기 프로그램부의 동작에 따라 접속인증된 상기 이용자컴퓨터에 IP를 할당하도록 DHCP 및 NAT 기능을 수행하도록 된 네트워크 접속부와, 상기 프로그램부의 접속인증 루틴에 따라 상기 이용자컴퓨터의 접속인증시 이용되는 소정 SSID, WEP 키 정보가 저장된 네트워크 인증정보 저장부와, 상기 프로그램부의 브리징 루틴에 따라 수집된 각 노드의 MAC 어드레스 정보와 해당 통신포트의 소정 포트상태정보 및 STA 처리에 따른 유/무선 MAC 프레임 데이터의 소정 전송경로정보가 저장되는 필터링정보 저장부 및, 상기 인터넷 접속정보가 저장된 인터넷 접속정보 저장부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한무선랜 억세스 포인트 구현 방법은 무선망과 유선망 사이에 접속되어 각 망의 규격을 따르는 제1 및 제2 프레임 데이터의 송/수신과 관련된 브리징 동작을 수행하는 컴퓨터장치를 이용한 억세스 포인트 구현 방법에 있어서, 상기 제1 프레임 데이터의 출발지 및 목적지 MAC 어드레스와, 출발지 및 목적지의 통신포트 동작상태를 확인하여 상기 컴퓨터장치에 무선/유선으로 연결된 모든 노드의 MAC 어드레스와 포트상태정보를 데이터베이스화하는 학습처리 단계와, STA 처리결과에 따라 상기 제1 프레임 데이터의 전송시 루프가 생기지 않도록 된 소정 전송경로정보를 데이터베이스화하는 필터링처리 단계와, MAC 헤더필드의 수정을 통해 상기 제1 프레임 데이터의 데이터 포맷을 상기 제2 프레임 데이터로 변환하는 데이터 변환처리 단계 및, 상기 학습처리 단계에 따라 수집된 노드별 MAC 어드레스와 포트상태정보 정보 및 상기 필터링처리 단계에 따라 설정된 상기 전송경로정보를 근거로 하여 포워딩 포트를 결정하고 상기 제2 프레임 데이터를 해당 목적지의 MAC 어드레스로 전송하는 포워딩처리 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 구현 방법은 무선망과 유선망 사이에 접속되어 브리징 동작을 수행하도록 된 컴퓨터장치를 이용한 억세스 포인트 구현 방법에 있어서, 상기 컴퓨터장치에 무선으로 통신접속되는 다수의 이용자컴퓨터에 SSID, WEP 키 정보를 포함하는 소정 네트워크 인증정보를 설정하는 단계와, 상기 컴퓨터장치가 셀을 형성하고 상기 이용자컴퓨터에 설정된 상기 네트워크 인증정보를 확인하여 무선망으로의 통신접속을 허가/거부하는 단계와, 상기 이용자컴퓨터의 통신접속이 허가된경우 상기 컴퓨터장치가 상기 이용자컴퓨터의 인터넷 접속을 위한 IP를 할당하는 단계와, 상기 컴퓨터장치가 모든 노드의 MAC 어드레스 정보를 수집하고 해당 통신포트의 포트상태정보를 수집하여 저장하는 단계와, 상기 컴퓨터장치가 상기 이용자컴퓨터/유선망으로부터 전송되는 무선/유선 MAC 프레임 데이터의 전송오류를 체크하고 흐름제어를 수행하는 단계와, 상기 컴퓨터장치가 수신된 무선/유선 MAC 프레임 데이터에 대해 STA 처리를 수행하여 루프가 생기지 않는 소정 전송경로정보를 설정하는 단계와, 상기 컴퓨터장치가 수신된 무선/유선 MAC 프레임 데이터의 헤더필드를 변환하여 전송대상 망의 프레임 데이터로 데이터 포맷을 변환하는 단계와, 상기 컴퓨터장치가 전송대상 망의 데이터 포맷으로 변환된 프레임 데이터를 목적지 MAC 어드레스로 포워딩 처리하는 단계 및, 상기 컴퓨터장치가 포워딩되는 프레임 데이터의 전송오류 체크와 흐름제어를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서 상기한 구성에 의하면, 별도의 하드웨어 구성을 요하지 않고도 범용 컴퓨터를 이용하여 종래 억세스 포인트의 동작을 그대로 수행함은 물론 억세스 포인트의 기능확장이 용이하도록 된 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및 그 구현 방법을 제공하는 것이 가능하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선랜 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도로서, 도 2에서 도 1에 도시된 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2에서 참조번호 100은 다수의 이용자컴퓨터(10)를 무선망을 경유하여 유선망에 통신접속시키도록 무선망과 유선망 간의 IEEE 802.1d 표준에 따른 브리징, 무선랜 통신을 위한 셀 형성, 셀 간의 로밍(Roaming) 기능 등을 수행하도록 된 소정 억세스 포인트 프로그램이 구비된 컴퓨터장치이다.
상기 컴퓨터장치(100)는 일반적인 데스크탑 컴퓨터, 서버(Server), 노트북 컴퓨터 등의 범용 컴퓨터를 이용하여 상기 억세스 포인트 프로그램을 구동시키게 되고, 상기 억세스 포인트 프로그램은 예컨대, 리눅스(Linux), 유닉스(Unix), 윈도 98, ME, 2000, XP, NT 등의 운영체제에서 동작되도록 구성된다.
한편 도 2에서 상기 컴퓨터장치(100)는 하나만 도시되어 있으나, 상기 컴퓨터장치(100)를 복수 개 구비하여 다수의 셀을 형성하도록 하는 것도 가능하다. 이 경우 각 컴퓨터장치(100)는 도 2의 허브(30) 또는 이더넷 스위치(도시되지 않음)를 통해 서로 연결된다. 이 경우 이용자컴퓨터(10)는 하나의 셀에서 다른 셀로 로밍이 가능하게 된다. 상기 셀 간의 로밍 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 컴퓨터장치(100)를 기능적으로 나타낸 기능블록도로서, 도 3의 구성은 설명의 편의상 마이크로 프로세서, 메인보드 등 컴퓨터장치의 일반적인 구성을 생략하여 나타낸 것이다.
도 3에서 참조번호 110은 상기한 억세스 포인트 프로그램이 구비된 프로그램부(110)로서, 이는 무선망과 유선망 간의 IEEE 802.1d 표준에 따른 브리징, 이용자컴퓨터(10)의 무선망 접속과 관련된 보안/인증 처리를 제어하기 위한 브리징 처리블록(111)과, 다수의 이용자컴퓨터(10)의 무선망 접속을 위한 셀 형성, 이용자컴퓨터(10)의 이동에 따른 셀 간 로밍, 상기 이용자컴퓨터(10)의 무선전력 송출 동작을 제어함과 아울러 유/무선 MAC 프레임 데이터의 전송오류 체크 및 흐름제어(Flow Control)를 수행하기 위한 논리링크 제어블록(113)과, 무선랜의 애드훅(Ad-Hoc)/인프라스트럭쳐(InfraStructure) 모드 등의 통신모드 설정과, 통신채널(channel) 설정 및 SSID, WEP 등의 네트워크 인증정보 설정을 위한 화면 인터페이스를 제공하고, 그 설정동작을 전반적으로 제어하기 위한 억세스 포인트 관리블록(115)을 구비하여 구성된다.
도 3에서 참조번호 120은 네트워크 인증정보로서 SSID, WEP 키 정보가 저장된 네트워크 인증정보 저장부이고, 130은 상기 브리징 처리블록(111)의 동작에 따라 수집된 모든 노드(Node)의 MAC 어드레스 정보, 유/무선 MAC 프레임 데이터가 송/수신되는 통신포트의 포트상태정보 및 후술할 STA 처리에 따라 수집된 유/무선 MAC 프레임 데이터의 소정 전송경로정보를 저장하기 위한 필터링정보 저장부이다.
도 3에서 참조번호 140은 다수의 이용자컴퓨터(10)와 무선으로 통신접속하기 위한 무선랜 카드로서, 이는 ASIC 콘트롤러로 구현된 무선 MAC 수단(141), 물리계층을 통한 데이터 송/수신을 직접 수행하기 위한 PHY 수단(143)을 구비하여 구성된다. 상기 무선랜 카드(140)는 혼재 모드(Promiscuous Mode)를 지원하는 일반적인 무선랜 카드를 이용하게 된다.
그리고 상기 혼재 모드는 컴퓨터장치(100)가 형성하는 셀의 모든 무선 스테이션(이용자컴퓨터(10))으로부터 전송되는 무선 MAC 프레임 데이터를 수신하고, 그 프레임 데이터에 포함된 상기 네트워크 인증정보를 확인하여 프레임 데이터의 전송여부를 결정하는 동작 모드를 말한다.
도 3에서 참조번호 150은 허브(30)와 유선으로 통신접속하도록 유선 MAC 수단(151)과 PHY 수단(153)이 구비된 일반적인 유선랜 카드이다.
도 3에서 참조번호 160은 이용자컴퓨터(10)의 인터넷(1) 접속을 위한 IP, 게이트웨이, DNS 정보 등의 인터넷 접속정보를 설정하고, 상기 인터넷 접속정보에 따라 접속요구가 있는 이용자컴퓨터(10)에 유동/고정IP가 할당되도록 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버, NAT(Network Address Translation) 기능을 수행하는 네트워크 접속부이다.
본 실시예에서 상기 네트워크 접속부(160)는 예컨대, 윈도, 리눅스 등의 운영체제에 포함된 일반적인 네트워크 관리 프로그램을 이용하게 된다. 그리고 도 3에서 참조번호 170은 IP, 게이트웨이, DNS 정보 등의 상기 인터넷 접속정보를 저장하기 위한 인터넷 접속정보 저장부이다.
이하 도 4 내지 도 6을 참조하여 브리징 처리블록(111)을 통해 처리되는 유선망과 무선망 간의 브리징 과정을 설명하기로 한다. 도 2에 도시된 무선랜 시스템은 유선 MAC은 물론 무선 MAC을 같이 사용하게 된다.
도 4는 IEEE 802.3의 유선 MAC 프레임 데이터의 구조를 나타낸 것으로서, 이는 유선랜의 동기화를 위한 프리엠블(Preamble)과, 프레임의 시작을 알려주는 SFD(Start Frame Delimiter)와, 도착지 MAC 어드레스를 나타내는 DA(Destination Address), 출발지 MAC 어드레스를 나타내는 SA(Source Address)와, 프레임의 개수(길이)/MAC 타입을 나타내는 L/T(Length/TYPE)와, 전송대상 데이터 및, 전송오류체크를 위한 FCS(Frame Check Sequence)를 포함하여 구성된다.
도 5는 IEEE 802.11의 무선 MAC 프레임 데이터의 구조를 나타낸 것으로서, 이는 프레임의 타입, 전력제어 여부, 및 프레임의 암호화 여부 등을 나타내는 FC(Frame Control)와, 프레임의 점유시간을 나타내는 DU(Duration)/ID와, 어드레스 필드를 나타내는 Ad1 내지 Ad4와, 프레임의 조각 여부를 나타내는 SC(Sequence Control)와, 전송대상 데이터 및, 전송오류체크를 위한 FCS를 포함하여 구성된다.
상기 FC에는 컴퓨터장치(100)에 통신접속된 이용자컴퓨터(10)의 인증을 위한 WEP 키 정보가 포함된다. 상기 Ad1 내지 Ad4의 어드레스 필드에는 컴퓨터장치(100)가 형성하는 셀의 식별ID인 SSID, 출발지 및 도착지 MAC 어드레스 정보가 포함된다.
즉 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 유선망을 통해 전송되는 프레임 데이터의 MAC 헤더(Header) 필드와 무선망을 통해 전송되는 프레임 데이터의 MAC 헤더 필드는 상이한 구조를 가지게 되는 바, 무선망과 유선망 간의 프레임 데이터 송수신을 위해서는 서로 다른 두 MAC 헤더 필드 간의 변환 과정이 필요하게 되고, 이 변환 과정은 상기 브리징 처리블록(111)을 통해 수행된다.
도 6은 무선망과 유선망 간의 브리징 과정을 간략하게 나타낸 흐름도이다. 먼저 도 6에서 제1 프레임 데이터가 유선 MAC 프레임 데이터인 경우 제2 프레임 데이터는 무선 MAC 프레임 데이터가 되고, 역으로 제1 프레임 데이터가 무선 MAC 프레임 데이터인 경우 제2 프레임 데이터는 유선 MAC 프레임 데이터가 된다.
도 6의 브리징 과정은 무선망/유선망으로부터 수신된 제1 프레임 데이터의출발지 및 목적지 MAC 어드레스와, 출발지 및 목적지의 통신포트 동작상태를 확인하여 컴퓨터장치(100)에 무선/유선으로 연결된 모든 노드(Node)의 MAC 어드레스와 포트상태정보를 데이터베이스화하는 학습처리(Learning Process) 과정(ST1)->후술할 STA(Spanning Tree Algorithm) 처리결과에 따라 제1 프레임 데이터의 전송시 루프가 생기지 않도록 소정 전송경로정보를 데이터베이스화하는 필터링처리 과정(ST2)->MAC 헤더필드의 수정을 통해 제1 프레임 데이터의 포맷을 제2 프레임 데이터의 포맷으로 변환하는 데이터 변환처리 과정(ST3)->상기 필터링 정보에 따라 포워딩 포트(Forwarding Port)를 결정하고, 상기 제2 프레임 데이터를 해당 목적지로 전송하는 포워딩처리(Forwarding Process) 과정(ST4)으로 구성된다.
그리고 상기 학습처리 과정(ST1)에서 상기 포트상태정보는 각 통신포트의 차단(Blocking), 학습(Learning), 포워딩(Forwarding) 및, 불능(Disabled) 상태정보 등으로 구성된다. 통신포트가 차단 또는 불능 상태인 경우의 해당 통신포트로의 프레임 데이터 송/수신은 차단된다. 학습 상태인 경우 상기 학습처리 과정(ST1)이 실행되고, 포워딩 상태인 경우 상기 포워딩처리 과정(ST4)이 실행되는 바, 다른 통신포트로부터 데이터의 송/수신은 차단되게 된다.
그리고 상기 필터링처리 과정(ST2)에서 수행되는 상기 STA 처리는 통신경로상의 루프(Loop)를 제거하도록 트리(tree)의 구조의 네트워크 형태(Topology)를 만들기 위한 프로세스이다. 그 상세한 처리 과정은 IEEE 802.1 규격에 기재되어 있는 바, 본 명세서에서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 STA 처리에 따라 유선망/무선망에 접속된 임의의 두 단말기 간에는 루프가 없는 단일의 통신경로가 설정되며, 두 단말기가 접속된 통신포트는 프레임 데이터를 전송할 수 있는 포워딩 상태로 전환된다.
이하 도 7 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 동작을 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 동작을 설명하기 위한 프로토콜 계층도이다.
도 7에서 참조부호 H1은 도 3의 무선랜 카드(140)가 형성하는 무선 MAC 계층이고, H2는 유선랜 카드(150)가 형성하는 유선 MAC 계층이며, S1은 브리징 처리블록(111)이 형성하는 제1 데이터링크(Data Link) 계층을 나타낸 것으로서, 상기 제1 데이터링크 계층(S1)에서는 모든 노드의 MAC 어드레스 정보가 수집되고, 해당 통신포트의 포트상태정보가 수집되며, 브리징을 위한 STA 알고리즘이 수행된다. 그리고 도 7에서 참조번호 S2 는 논리링크 제어블록(113)이 형성하는 제2 데이터링크 계층을 나타낸 것으로서, 이 계층은 LLC 계층에 해당된다.
도 8은 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 이는 무선망에서 유선망으로의 프레임 데이터 전송을 위한 브리징 동작을 나타낸 것이다.
먼저 컴퓨터장치(100)의 관리자는 도 3의 네트워크 접속부(160)를 통해 IP, 게이트웨이, DNS 정보 등의 인터넷 접속정보를 설정함과 아울러 도 3의 억세스 포인트 관리블록(115)을 통해 제공되는 소정 화면 인터페이스를 이용하여 해당 컴퓨터장치(100)가 형성하는 셀의 네트워크 인증정보, 즉 SSID, WEP 키를 설정하게 된다.
또한 각 이용자컴퓨터(10)의 이용자는 무선랜 카드/컴퓨터장치(100)의 제조사로부터 제공되는 소정 클라언트 프로그램을 이용하여 상기 SSID, WEP 키 정보와 동일한 정보를 네트워크 인증정보로 설정하게 된다. 이 경우 상기 클라이언트 프로그램이 컴퓨터장치(100)로부터 상기 네트워크 인증정보를 자동전송 받도록 구성하는 것도 가능하다.(ST801 단계)
이후 도 3의 컴퓨터장치(100)의 논리링크 제어블록(113)은 무선랜 카드(140)를 통해 다수의 이용자컴퓨터(10)가 무선으로 통신접속되도록 하나의 셀을 형성하게 된다. 그리고 컴퓨터장치(100)의 셀 내에 위치된 다수의 이용자컴퓨터(10)는 상기 네트워트 인증정보를 컴퓨터장치(100)로 전송하게 되고, 도 3의 브리징 처리블록(111)은 각 이용자컴퓨터(10)로부터 전송된 상기 네트워크 인증정보를 도 3의 네트워크 인증정보 저장부(120)에 기저장된 정보와 비교하여 각 이용자컴퓨터(10)의 통신접속을 허가/거부하게 된다.(ST802 단계)
그리고 통신접속을 허가한 컴퓨터장치(100)의 네트워크 접속부(160)는 인터넷 접속정보 저장부(170)로부터 기설정된 IP, 게이트웨이, DNS 정보 등 인터넷 접속정보를 독출하여 통신접속이 허가된 이용자컴퓨터(10)의 인터넷(1) 접속을 위한 IP를 할당하게 된다. 따라서 각 이용자가 자신의 이용자컴퓨터(10)에 상기 인터넷 접속정보를 직접 설정해야 하는 번거로움을 덜어낼 수 있게 된다.(ST803 단계)
이후 IP가 할당된 다수의 이용자컴퓨터(10)는 무선 MAC 프레임 데이터를 송신하게 된다. 그리고 도 7의 무선 MAC 계층(H1)에서 무선 MAC 프레임 데이터를 수신한 도 3의 컴퓨터장치(100)의 브리징 처리블록(111)은 도 7의 제1 데이터링크 계층(S1)에서 수신된 무선 MAC 프레임 데이터를 캡슐해제(Decapsulation)하여 통신접속된 모든 이용자컴퓨터(10)의 출발지/목적지 MAC 어드레스 정보를 소정 주기 마다 수집함은 물론 출발지/목적지의 통신포트 동작상태를 소정 주기 마다 확인하여 수집된 모든 노드의 MAC 어드레스 정보와 해당 통신포트의 포트상태정보를 도 3의 필터링정보 저장부(130)에 갱신저장하게 된다.(ST804 단계)
이때 도 3의 컴퓨터장치(100)내 논리링크 제어블록(113)은 도 7의 제2 데이터링크 계층(S2)에서 다수의 이용자컴퓨터(10)로부터 전송되는 무선 MAC 프레임 데이터의 전송오류를 체크하고, 그 흐름제어를 수행하게 된다.(ST805 단계)
그리고 도 7의 제1 데이터링크 계층(S1)에서 도 3의 브리징 처리블록(111)은 상기 STA 처리를 실행하여 프레임 데이터의 전송시 루프가 생기지 않는 하나의 전송경로정보를 설정하게 되고, 설정된 소정 전송경로정보를 도 3의 필터링정보저장부(130)에 저장하게 된다. 상기 전송경로정보는 인터넷(1)을 통해 데이터를 송/수신하는 다수의 이용자컴퓨터(10)에 대해 각각 설정되게 된다.(ST806 단계)
이후 도 7의 제1 데이터링크 계층(S1)에서 도 3의 브리징 처리블록(111)은 무선망으로부터 전송된 무선 MAC 프레임 데이터의 무선 MAC 헤더필드(도 5)를 유선 MAC 헤더필드(도 4)로 변환하게 된다.(ST807 단계)
그리고 도 7의 제1 데이터링크 계층(S1)에서 도 3의 브리징 처리블록(111)은 MAC 헤더필드가 변환된 프레임 데이터를 유선 MAC 프레임 데이터로 캡슐화(Encapsulation)하여 필터링정보저장부(130)에 저장된 목적지 MAC 어드레스와 포트상태정보 및 STA 처리에 따른 소정 전송경로정보를 근거로 목적지 MAC 어드레스로 포워딩하게 된다.(ST808 단계)
그리고 도 7의 제2 데이터링크 계층(S2)에서 도 3의 논리링크 제어블록(113)은 유선망의 목적지 MAC 어드레스로 전송되는 유선 MAC 프레임 데이터의 전송오류를 체크하고, 그 흐름제어를 수행하게 된다.(ST809 단계)
상기 ST801 단계 내지 ST809 단계의 동작은 무선망에서 유선망으로의 프레임데이터 전송과정을 나타낸 것으로서, 유선망에서 무선망으로의 프레임 데이터 전송과정은 역방향으로 수행되는 바, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편 도 3의 논리링크 제어블록(113)은 통신접속된 다수의 이용자컴퓨터(10)로부터 전송되는 프레임 데이터의 전송오류 빈도를 체크하여 데이터 전송오류 횟수가 소정 기준치를 넘어선 경우 그 무선전력을 높여주고, 데이터 전송오류 횟수가 기준치 보다 낮은 경우 그 무선전력을 낮춰주는 방식으로 각 이용자컴퓨터(10)에 대한 무선전력 송출을 제어하게 된다.
그리고 도 9는 본 발명에 따른 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트의 로밍 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 9에서 도시된 것처럼 컴퓨터장치(100A)가 형성하는 셀(CA)에 위치한 이용자컴퓨터(10)가 다른 컴퓨터장치(100B)가 형성하는 셀(CB)로 이동하는 경우 다른 컴퓨터장치(100B)는 일단 이용자컴퓨터(10)가 전송하는 무선 MAC 프레임 데이터를 수신하고, 그 프레임 데이터에 포함된 네트워크 인증정보를 확인하게 된다.
이때 확인된 정보가 컴퓨터장치(100B)에 기등록된 네트워크 인증정보와 동일한 것으로 판정된 경우 컴퓨터장치(100B)는 해당 이용자컴퓨터(10)의 인터넷(1) 접속을 위한 IP를 재할당하게 되는 바, 이용자컴퓨터(10)는 서로 다른 셀 간의 이동시에도 연속된 데이터 통신을 수행할 수 있게 된다.
그리고 도 9에 도시된 것처럼 셀(CA, CB)을 형성하는 컴퓨터장치(100A)와 컴퓨터장치(100B)는 허브/이더넷스위치를 통해 서로 통신접속되며, 허브/이더넷스위치는 도시되지 않은 라우터를 통해 인터넷(1)에 접속되게 된다.
한편 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.
예컨대 본 실시예의 경우 IEEE 802.11b의 무선랜 규격에 따라 제안된 것이나, 도 3의 무선랜 카드(140)를 IEEE 802.11a/802.11g 규격에 따른 랜카드로 교체함으로써 해당 규격의 무선랜 시스템을 구축하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 별도의 하드웨어 구성을 요하지 않고도 범용 컴퓨터를 이용하여 종래 억세스 포인트의 동작을 그대로 수행할 수 있도록 된 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 및 그 구현 방법을 제공할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 억세스 포인트 구현시 무선랜 칩셋과 ASIC 콘트롤러가 요구되지 않는 바, 그 제작단가를 대폭 절감함은 물론 억세스 포인트 프로그램의 수정을 통해 억세스 포인트의 기능확장을 용이하게 할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 억세스 포인트로 동작하는 컴퓨터장치내 무선랜 카드를 원하는 무선랜 표준에 맞추어 교체하는 방식으로 다양한 규격의 무선랜 시스템을 용이하게 구축하는 것이 가능하다.

Claims (5)

  1. 다수의 이용자컴퓨터와 무선으로 통신접속되어 상기 이용자컴퓨터의 유선망 접속을 위한 브리징 동작을 수행하는 컴퓨터장치에 있어서,
    상기 컴퓨터장치는 상기 이용자컴퓨터와 무선으로 통신접속하도록 무선 MAC이 구비된 무선랜 카드와,
    유선망에 통신접속하도록 유선 MAC이 구비된 유선랜 카드,
    상기 이용자컴퓨터를 유선망에 통신접속시키도록 상기 이용자컴퓨터의 접속인증, 무선망과 유선망 간의 브리징, 무선랜 통신을 위한 셀 형성, 셀 간의 로밍 기능 등을 수행하도록 소정 억세스 포인트 프로그램이 구비된 프로그램부,
    상기 이용자컴퓨터의 인터넷 접속을 위한 IP, 게이트웨이, DNS 정보 등 소정 인터넷 접속정보를 설정하고 상기 프로그램부의 동작에 따라 접속인증된 상기 이용자컴퓨터에 IP를 할당하도록 DHCP 및 NAT 기능을 수행하도록 된 네트워크 접속부,
    상기 프로그램부의 접속인증 루틴에 따라 상기 이용자컴퓨터의 접속인증시 이용되는 소정 SSID, WEP 키 정보가 저장된 네트워크 인증정보 저장부,
    상기 프로그램부의 브리징 루틴에 따라 수집된 각 노드의 MAC 어드레스 정보와 해당 통신포트의 소정 포트상태정보 및 STA 처리에 따른 유/무선 MAC 프레임 데이터의 소정 전송경로정보가 저장되는 필터링정보 저장부 및,
    상기 인터넷 접속정보가 저장된 인터넷 접속정보 저장부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그램부는 무선망과 유선망 간의 IEEE 802.1d 표준에 따른 브리징, 상기 이용자컴퓨터의 무선망 접속과 관련된 보안/인증 처리를 제어하기 위한 브리징 처리블록,
    상기 이용자컴퓨터의 무선망 접속을 위한 셀 형성, 상기 이용자컴퓨터의 이동에 따른 셀 간 로밍, 상기 이용자컴퓨터의 무선전력 송출 동작을 제어함과 아울러 유/무선 MAC 프레임 데이터의 전송오류 체크 및 흐름제어를 수행하기 위한 논리링크 제어블록 및,
    무선랜의 애드훅/인프라스트럭쳐 모드 등의 통신모드 설정과, 통신채널 설정 및 상기 SSID, WEP 등의 네트워크 인증정보 설정을 위한 화면 인터페이스를 제공하고 그 설정동작을 전반적으로 제어하기 위한 억세스 포인트 관리블록을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그램부는 상기 이용자컴퓨터로부터 전송되는 무선 MAC 프레임 데이터의 전송오류 빈도를 체크하여 데이터 전송오류 횟수가 소정 기준치를 넘어선 경우 그 무선전력을 높여주고, 데이터 전송오류 횟수가 기준치 보다 낮은 경우 그 무선전력을 낮춰주는 방식으로 각 이용자컴퓨터에 대한 무선전력 송출을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트.
  4. 무선망과 유선망 사이에 접속되어 각 망의 규격을 따르는 제1 및 제2 프레임 데이터의 송/수신과 관련된 브리징 동작을 수행하는 컴퓨터장치를 이용한 억세스 포인트 구현 방법에 있어서,
    상기 제1 프레임 데이터의 출발지 및 목적지 MAC 어드레스와, 출발지 및 목적지의 통신포트 동작상태를 확인하여 상기 컴퓨터장치에 무선/유선으로 연결된 모든 노드의 MAC 어드레스와 포트상태정보를 데이터베이스화하는 학습처리 단계,
    STA 처리결과에 따라 상기 제1 프레임 데이터의 전송시 루프가 생기지 않도록 된 소정 전송경로정보를 데이터베이스화하는 필터링처리 단계,
    MAC 헤더필드의 수정을 통해 상기 제1 프레임 데이터의 데이터 포맷을 상기 제2 프레임 데이터로 변환하는 데이터 변환처리 단계 및,
    상기 학습처리 단계에 따라 수집된 노드별 MAC 어드레스와 포트상태정보 정보 및 상기 필터링처리 단계에 따라 설정된 상기 전송경로정보를 근거로 하여 포워딩 포트를 결정하고 상기 제2 프레임 데이터를 해당 목적지의 MAC 어드레스로 전송하는 포워딩처리 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 범용 컴퓨터장치를 이용한 무선랜 억세스 포인트 구현방법.
  5. 무선망과 유선망 사이에 접속되어 브리징 동작을 수행하도록 된 컴퓨터장치를 이용한 억세스 포인트 구현 방법에 있어서,
    상기 컴퓨터장치에 무선으로 통신접속되는 다수의 이용자컴퓨터에 SSID, WEP키 정보를 포함하는 소정 네트워크 인증정보를 설정하는 단계,
    상기 컴퓨터장치가 셀을 형성하고 상기 이용자컴퓨터에 설정된 상기 네트워크 인증정보를 확인하여 무선망으로의 통신접속을 허가/거부하는 단계,
    상기 이용자컴퓨터의 통신접속이 허가된 경우 상기 컴퓨터장치가 상기 이용자컴퓨터의 인터넷 접속을 위한 IP를 할당하는 단계,
    상기 컴퓨터장치가 모든 노드의 MAC 어드레스 정보를 수집하고 해당 통신포트의 포트상태정보를 수집하여 저장하는 단계,
    상기 컴퓨터장치가 상기 이용자컴퓨터/유선망으로부터 전송되는 무선/유선 MAC 프레임 데이터의 전송오류를 체크하고 흐름제어를 수행하는 단계,
    상기 컴퓨터장치가 수신된 무선/유선 MAC 프레임 데이터에 대해 STA 처리를 수행하여 루프가 생기지 않는 소정 전송경로정보를 설정하는 단계,
    상기 컴퓨터장치가 수신된 무선/유선 MAC 프레임 데이터의 헤더필드를 변환하여 전송대상 망의 프레임 데이터로 데이터 포맷을 변환하는 단계,
    상기 컴퓨터장치가 전송대상 망의 데이터 포맷으로 변환된 프레임 데이터를 목적지 MAC 어드레스로 포워딩 처리하는 단계 및,
    상기 컴퓨터장치가 포워딩되는 프레임 데이터의 전송오류 체크와 흐름제어를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 범용 컴퓨터장치를 이용한 억세스 포인트 구현 방법.
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