KR20030086807A - ＩＰｖ４ 주소체계 확장방법 및 확장된 ＩＰｖ４주소체계를 이용하여 계층적으로 레이블을 스위칭하는방법 및 그 기록매체 - Google Patents

ＩＰｖ４ 주소체계 확장방법 및 확장된 ＩＰｖ４주소체계를 이용하여 계층적으로 레이블을 스위칭하는방법 및 그 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IPv4 주소체계를 확장하는 방법 및 확장된 IPv4 주소체계를 이용하여 레이블을 스위칭하는 방법 및 상기 확장된 인터넷 주소체계 구조를 기록한 기록매체에 관한 것이다.
상기 본 발명에 따른 IPv4 주소체계를 확장하는 방법은, IPv4 주소에 ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자를 부가하는 단계와, 상기 ISP계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 국내의 지역을 식별하는 국내지역계층 레이블 식별자를 부가하는 단계와, 상기 ISP계층 레이블 식별자 및 상기 국내지역계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자를 부가하는 단계를 포함한다. 이와 같은 본 발명의 IPv4 주소체계 확장방법에 의하면, 종래의 IPv4를 사용하는 노드상의 모든 응용프로그램에 대한 변경없이 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하고, IPv4 주소체계 처리 계층에서는 종래의 IPv4 주소 체계 전체를 그대로 사용하여 망을 설계할 수 있어서 망의 구성이 용이하다.

Description

ＩＰｖ４ 주소체계 확장방법 및 확장된 ＩＰｖ４ 주소체계를 이용하여 계층적으로 레이블을 스위칭하는 방법 및 그 기록매체{A method for extending an IPv4 address architecture, a label switching method using the extended IPv4 architecture, and recording medium therefor}
본 발명은 기존의 IPv4 주소체계를 확장하는 방법 및 확장된 IPv4 주소체계를 이용하여 레이블을 스위칭하는 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는, 인터넷 망에서 기존의 IPv4 주소체계에 계층적으로 고정된 레이블 식별자를 부가하여 IPv4 주소체계를 확장하는 방법, 확장된 IPv4 주소체계를 이용하여 레이블을 스위칭하는 방법 및 확장된 IPv4 인터넷 주소 체계 구조를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
현재 IPv4 주소체계는 전세계 인터넷에 적용되어 사용되고 있고, 한국의 국내 인터넷에도 이 주소체계가 수용되어 서비스되고 있다. 그리고, 인터넷에 연결된 컴퓨터나 관련 장치를 구별할 목적으로 공식 IPv4 주소를 세계적으로 유일하게 사용한다. 그러나, 인터넷 이용자의 폭발적인 증가로 32비트로 표현되는 공식IPv4 주소는 고갈 위기에 처해있다. 이를 해결하기 위해 128비트의 IPv6 주소체계가 만들어져 배포되고 있으나, IPv6를 사용하기 위해서는 네트워크 관련 소프트웨어와 응용 프로그램을 변경해야 한다.
IPv4 주소체계는 총 32비트로 구성되어 있으며, 이를 할당받은 기업이나 기관 또는 인터넷 사업자(Internet Service Provider: 이하 ISP라 칭함)가 네트워크 주소 식별자와 노드 주소 식별자로 구분하여 사용하도록 하고 있으며, IPv6 주소체계는 총 128비트 중 일부를 최상위계층식별자(Top Level Aggregator Identifier: 이하 TLA ID라 칭함)로 사용하고, 나머지 비트는 IPv6주소를 할당 받은 ISP가 주소 할당 계획을 수립하여 사용하도록 하고 있다.
멀티프로토콜 레이블 스위칭(Multiprotocol Label Switching: 이하 MPLS라 칭함)에서는 레이블 에지 라우터(Label Eadge Router: 이하 LER이라 칭함)와 레이블 스위칭 라우터(Label switching Router: 이하 LSR이라 칭함)가 IP 패킷의 플로우 단위로 동적으로 레이블을 할당하며, 사용후 레이블 자원을 반납한다.
도 1에 현재 사용중인 IPv4의 인터넷 주소체계의 구조도(100)가 도시되어 있다. 이 구조는 총 32비트로 주소를 구성하며, IPv4의 표기 방법은 네트워크 주소(110)와 노드 주소(120)로 구성되고, 네트워크 주소 범위는 네트워크 마스크 값에 따라 가변적이다. 그리고, 최상위비트인 프리픽스 값에 따라 A, B, C, D, E 5개의 주소 클래스로 구분하고, 이 클래스를 포함하여 바이트 단위로 십진수와 일대일로 대응하여 표기한다.
도 2는 일반적인 IPv6의 주소 체계 구조도(200)를 나타낸다. 이 구조는 총128비트로 주소를 구성하는데, 주소체계의 일부는 TLA ID(210)로 사용되고, 나머지 비트는 주소를 할당 받은 ISP가 주소 할당 계획을 설정하여 사용할 수 있는데, NLA ID(220), SLA ID(230), 인터페이스 ID(240)를 포함한다. 인터페이스 ID(240)에 IPv4 주소 체계를(100)를 사용할 수 있다.
도 3은 MPLS에서 사용하는 MPLS 레이블 정보의 헤더의 구조(300)를 나타낸다. 이 구조는 코어망에서 고속의 패킷 스위칭을 목적으로 사용하는 레이블정보 비트(310)와 익스프리멘탈 비트(320), 레이블 저장 정보를 나타내는 스택킹 비트(330), 패킷의 라이프 시간 정보를 나타내는 TTL(Time To Live)비트(340)로 구성된다.
이와 같이 인터넷에서는 IPv4 및 IPv6 주소와 MPLS의 레이블 정보를 사용한다. 주소 표현에 있어서 IPv4는 정수로 표현하고, IPv6 는 핵사로 표현하며, MPLS 망에서는 레이블 정보를 바이너리로 표현한다.
기존의 IPv4 주소체계를 확장하기 위한 방법으로 시도되는 IPv6 주소체계는 종래의 응용프로그램을 변경해야 하고, 또한 기존의 IPv4 주소체계를 이용한 레이블 스위칭 방법은 레이블-라우터에서 유지해야 하는 레이블 정보의 양이 많고 따라서 패킷 전송시간이 지연된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하여 종래의 IPv4를 사용하는 노드상의 모든 응용프로그램에 대한 변경없이 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위한 IPv4 주소체계 확장방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 레이블 스위칭 망에서 사용되는 레이블 정보 테이블의 크기를 줄일 수 있고, 패킷 전송 시간을 줄일 수 있는 확장된 IPv4 주소체계를 이용한 레이블 스위칭 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 확장된 IPv4 인터넷 주소체계 구조를 기록한 기록매체 및 상기 확장된 IPv4 주소 체계에 이용되는 인터넷 메시지 헤드 체계 구조를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.
도 1은 기존의 IPv4의 주소체계 구조도,
도 2는 기존의 IPv6의 주소체계 구조도,
도 3은 기존의 MPLS 메시지의 헤더 체계 구조도,
도 4는 본 발명에 따라 계층적으로 고정된 레이블코드 식별자를 IPv4 주소 체계에 프리픽스로 적용한 인터넷 주소체계 구조도,
도 5는 본 발명에 따라 계층적으로 고정된 레이블코드 식별자를 IPv4 메시지 헤더의 옵션필드에 적용한 IPv4 헤더 주소체계 구조도,
도 6은 본 발명에 따라 계층적으로 고정된 레이블코드 식별자를 IPv4 메시지 헤더에 프리픽스(Prefix)로 적용한 IPv4 헤더 주소체계 구조도,
도 7은 본 발명에 따른 DNS의 자원레코드 엔트리에 포함되는 확장된 IPv4 주소필드 구조도,
도 8은 본 발명에 따른 프리픽스 HIPv4 주소체계와 포스트픽스 HIPv4 주소체계가 이용되는 네트워크 계층을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따라 구현된 계층적으로 고정된 레이블 식별자가 IPv4주소체계에 적용된 주소체계에서 패킷 라우팅을 수행할 경우 계층적인 레이블 스위칭 방법을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *
410 : 최상위계층 레이블코드 식별자 420 : 국가계층 레이블코드 식별자
430 : 국내지역계층 레이블코드 식별자 440 : ISP 계층 레이블코드 식별자
450 : IPv4 주소
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징은, IPv4 주소체계를 확장하는 방법에 있어서, IPv4 주소에 ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자를 부가하는 단계와, 상기 ISP계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 국내의 지역을 식별하는 국내지역계층 레이블 식별자를 부가하는 단계와, 상기 ISP계층 레이블 식별자 및 상기 국내지역계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자를 부가하는 단계를 포함하는 것이다.
바람직하게는, 상기 방법은, 상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위계층 레이블 식별자를 부가하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자는 각각 16비트일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자는 각각 2바이트씩 점-16진법(dotted Hexa)으로 표기된다.
또한, 바람직하게는, 상기 방법은, DNS의 A 타입 자원 레코드 엔트리에서 호스트이름에 대한 IPv4 주소앞에 상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자를 부가하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징은, IPv4 주소 체계를 확장하는 방법에 있어서, IPv4 데이터그램 헤더의 서비스의 타입(TOS) 필드를 이용하여 기존의 IPv4 주소체계와 확장된 IPv4 주소체계를 식별하는 단계와, IPv4 데이터그램의 헤더 뒤에 착신지를 계층적으로 식별하는 계층적 착신지 레이블 식별자와 발신지를 계층적으로 식별하는 계층적 발신지 레이블 식별자를 부가하는 단계를 포함하는 것이다.
바람직하게는, 상기 IPv4 주소체계 확장방법에 의해 확장된 IPv4 주소체계는 IPv4 처리계층과 레이블처리 계층에서 이용된다.
바람직하게는, 상기 기존의 IPv4 주소체계와 확장된 IPv4 주소체계를 식별하는 단계는, 상기 서비스의 타입 필드의 최상위 3비트인 프레시던스(precedence) 비트를 이용한다.
또한, 바람직하게는, 상기 계층적 착신지 레이블 식별자와 상기 계층적 발신지 레이블 식별자는 IPv4 데이터그램의 옵션 필드에 부가된다.
또한, 바람직하게는, 상기 계층적 발신지 레이블 식별자와 상기 계층적 착신지 레이블 식별자는 각각 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위계층 레이블 식별자, 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자, 국내의지역을 식별하는 국내지역계층 레이블 식별자, ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자를 포함한다.
또한, 바람직하게는, 상기 방법은, IPv4 데이터그램의 헤더 앞에 상기 계층적 착신지 레이블 식별자와 상기 계층적 발신지 레이블 식별자를 부가하는 단계를 더 포함한다. 이와 같이 IPv4 주소체계 확장방법에 의해 확장된 IPv4 주소체계는 IPv4 처리계층과 레이블처리 계층에서 이용된다.
본 발명의 또 다른 특징은, 확장된 IPv4 주소체계를 이용하여 계층적으로 레이블을 스위칭하는 방법에 있어서, IPv4 주소에 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자, 국내의 지역을 식별하는 국내지역계층 레이블 식별자, ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자가 부가된 확장된 IPv4 주소를 제공하는 단계와, 국가계층 레이블을 처리하는 국가계층 라우터는 상기 국가계층 레이블 식별자와 국내지역계층 레이블 식별자를 검색하여 일치되는 목적지로 전송하는 단계와, 국내지역계층 레이블을 처리하는 국내지역계층 라우터는 상기 국가계층 레이블 식별자와, 상기 국내지역계층 레이블 식별자와, ISP계층 레이블 식별자를 검색하여 일치되는 목적지로 전송하는 단계와, ISP계층 레이블을 처리하는 ISP계층 라우터는 상기 국내지역계층 레이블 식별자와, 상기 ISP계층 레이블 식별자와, 상기 IPv4 주소를 검색하여 일치되는 목적지로 전송하는 단계와, IPv4 주소 처리 계층의 라우터는 기존의 IPv4 주소와 확장된 IPv4주소를 구분하여 상기 기존의 IPv4 주소와 상기 확장된 IPv4 주소를 검색하여 일치되는 목적지로 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명의 또다른 특징은, 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위 계층 레이블 식별자와, 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자와, 국내지역을 식별하는 국내지역 계층 레이블 식별자와, ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자와, IPv4주소를 식별하는 IPv4 주소 식별자를 포함하는 인터넷 주소 체계 구조를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 특징은, 확장된 IPv4 주소 체계에 이용되는 인터넷 메시지 헤드 체계 구조를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서, 기존의 IPv4 주소체계와 확장된 IPv4 주소체계를 식별하는 IPv4 데이터그램 헤더의 서비스의 타입(TOS) 식별자를 포함하는 IPv4 메시지 헤드와, 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위 계층 레이블 식별자와, 착신지 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자와, 착신지 국내지역을 식별하는 국내지역 계층 레이블 식별자와, 착신지 ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자와, 발신지 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자와, 발신지 국내지역을 식별하는 국내지역 계층 레이블 식별자와, 발신지 ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자를 포함하는 것이다.
이하에서는, 첨부된 도 4 내지 9를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 IPv4(HIPv4) 주소체계의 구조도(400)로서, 총 5개 필드를 포함하며 96비트로 구성된다. 상기 주소 체계는 최상위계층 레이블코드식별자(Top Level Aggregator Label Identifier: 이하 TLA LID라 칭함)(410), 국가계층 레이블코드 식별자(420), 국내지역계층 레이블코드 식별자(430), ISP계층 레이블코드 식별자(440), IPv4 주소(450)를 포함한다.
상기 하이브리드 IPv4 주소 체계는 12바이트로 2진수로 구성되어 통신에 적용된다.
TLA LID(410)는 일반적인 주소 표기에는 사용하지 않지만, 인터넷에서 사용하는 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷 및 멀티캐스트 패킷을 구분할 목적으로 사용할 수 있다.
하이브리드 IPv4의 주소 표기는 TLA LID(410)를 제외한 10바이트로 구성한다. 레이블 필드와 IPv4 주소 필드는 문자 ":"로 구분하고, 레이블 필드는 계층별로 2 바이트씩 점-16진(dotted Hexa)으로 표기하며, IPv4 주소는 기존과 동일하게 1 바이트씩 점-10진(dotted decimal)으로 표기한다. 예를 들어, 하이브리드 IPv4 주소는 "0001.0002.0003:129.254.9.3"과 같이 표기한다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 IPv4 주소 체계 구조에서 패킷을 전달할 때 계층적 레이블코드 식별자를 검색하여 그 값에 따라 계층적으로 레이블 스위칭 하도록 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, IPv4 처리계층 이하(820)에서는 종래의 IPv4 메시지 헤더의 옵션 필드에 계층적 레이블 식별자 코드를 적용한 포스트픽스 HIPv4(postfixed HIPv4) 메시지 헤더 체계(500)를 사용하고, IPv4 처리 계층 이상 즉, 레이블 코드 식별자 처리 계층(810)에서는 상기 포스트픽스 HIPv4 메시지 헤더 체계 앞에 계층적 레이블 식별자 코드를 추가한 프리픽스 HIPv4(prefixed HIPv4) 헤더체계(600)를 사용한다.
도 5는 IPv4 처리계층 이하에서 통신을 목적으로 종래의 IPv4 메시지 헤더의 옵션 필드에 계층적 레이블 식별자 코드를 적용한 포스트픽스 HIPv4(postfixed HIPv4) 메시지 헤더 체계(500)를 나타낸다.
이 구조는 총 228비트로 IPv4헤더중 96비트(510), IPv4 발신지 주소(520), IPv4 착신지 주소(530), 계층적 착신지 레이블 식별자(540), 계층적 발신지 레이블 식별자(550)를 포함한다.
IPv4 주소처리 계층에서는 상기 IPv4 헤더의 처음 96비트중 TOS(Type of service) 필드(511)의 상위 3비트(프레시던스 비트:512)를 이용하여 IPv4 메시지와 포스트픽스 HIPv4 메시지를 구분한다. 즉, 상기 프레시던스 비트(Precedence bit:512) 값이 "100"이면 포스트픽스 HIPv4헤더인 것으로 식별하고, 그렇지 않으면 일반적인 IPv4 헤더인 것으로 식별한다.
IPv4 주소 처리 계층의 라우터는 라우팅 엔트리의 플래그 비트를 인덱스로 이용하여 IPv4와 HIPv4 노드를 구분하고 패킷을 전송한다. 즉, IPv4 주소 처리 계층의 라우터가 HIPv4 노드에 대해서는 라우팅 엔트리의 플래그를 셋팅하고, IPv4 노느는 기존과 동일하게 사용하여 패킷의 목적지 구분 정보로 사용한다.
계층적 착,발신지 레이블 식별자(540,550)는 각각 도 4에 도시된 최상위계층 레이블코드 식별자(410), 국가계층 레이블코드 식별자(420), 국내지역계층 레이블코드 식별자(430), ISP지역계층 레이블코드 식별자(440)로 구성되며, IPv4 옵션 필드를 이용한다.
도 6은 레이블 코드 식별자 처리 계층 즉, 레이블 스위칭 코어망에서 레이블 스위칭 라우터(LSR)과 레이블 에지 라우터(LER)가 처리하는 프리픽스 HIPv4(prefixed HIPv4) 헤더체계 구조도(600)를 나타낸다.
이 구조는 도 5에 도시된 포스트픽스 HIPv4 메시지 헤더 체계(500)의 앞에계층적 착신지 레이블 식별자(540)와 계층적 발신지 레이블 식별자(550)를 더 부가한 형태로서 총 416 비트로 전체적으로는 3개의 필드로 이루어진다.
계층적인 착,발신지 레이블 식별자(540,550)는 도 4에 도시된 최상위계층 레이블코드 식별자(410), 국가계층 레이블코드 식별자(420), 국내지역계층 레이블코드 식별자(430), ISP지역계층 레이블코드 식별자(440)로 구성된다.
포스트픽스 HIPv4 헤더 체계와 별도로 프리픽스 HIPv4 헤더체계를 두는 이유는 레이블 스위칭망내의 각 라우터들이 레이블 스위칭시 도 5에 도시된 바와 같은 포스트픽스 HIPv4 헤더체계를 이용하면 계층적 착신지 레이블 식별자를 검색하기 위해 앞의 IPv4헤더부터 읽어야 하기 때문에 지연시간이 소요되기 때문이다. 도 6에 도시된 바와 같이 레이블 스위칭 망에서 계층적 착신지 레이블 식별자를 헤더체계의 맨 앞에 위치시키면 도 5에 도시된 바와 같은 헤더구조에서 발생할 수 있는 지연시간을 줄일 수 있다.
또한, HIPv4 주소 체계를 제공하는 DNS는 기존의 DNS 기능을 확장하여 HIPv4 주소 체계를 제공하도록 한다.
DNS 분산 데이터베이스를 구현하는 도메인 네임 서버들은 호스트 이름을 IP 주소로 매핑하기 위한 자원 레코드(resource record)를 저장하고 있다. 각 DNS는 하나 이상의 자원 레코드를 가진 메시지로 응답을 한다. 자원 레코드는 (이름(name), 값(value), 타입(type), 자원레코드의 생존기간(TTL))로 이루어진다. 타입에는 A, NS, CNAME, MX 등이 있는데, 타입 A 인 경우에 이름은 호스트이름이고, 값은 호스트 이름에 대한 IP 주소를 나타낸다.
도 7에 DNS의 A 타입 어드레스 자원 레코드 엔트리에 HIPv4 주소 체계를 적용하는 주소체계(700)를 도시한다. 상기 주소 체계(700)는 총 4개 필드 80 비트로 구성되는 주소체계로서 국가계층 레이블 식별자(420), 국내지역계층 레이블 식별자(430), ISP계층 레이블 식별자(440), IPv4 주소(450)로 구성된다. HIPv4 주소 체계를 제공하는 DNS는 기존의 IPv4 DNS의 어드레스 자원 레코드 기능을 확장하여 HIPv4 주소 체계를 제공하도록 한다. 즉, IPv4 주소 앞에 계층적 고정 레이블 식별자를 추가한다. 즉, 발신지 호스트로부터 착신지 호스트에 대한 호스트 이름 에 대한 질의 메시지를 수신하면 DNS는 도 7에 도시된 바와 같이 IPv4주소에 계층적 고정 레이블 식별자가 추가된 IP 주소를 응답하는 메시지를 보낼 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 HIPv4 주소체계에서 패킷을 전달할 때 계층적으로 고정된 레이블 코드 식별자에 따른 계층적인 레이블 스위칭 방법과 ISP 하부 계층의 IPv4 주소를 처리하는 흐름을 나타낸다.
먼저, 발신지 호스트는 라우터(910)에 연결된 IPv4 주소가 100.10.10.3인 호스트이고, 착신지 호스트는 라우터(980)에 연결된 IPv4 주소가 100.10.10.3인 호스트이다. 따라서, 발신지 호스트의 주소는 국가계층레이블 식별자가 FFFF, 국내지역계층 레이블 식별자가 FFFF, ISP 계층 레이블 식별자가 0002, IPv4 주소가 100.10.10.3 이므로, 본 발명에 따른 HIPv4 주소 체계는 "FFFF.FFFF.0002:100.10.10.3"으로 표시될 수 있을 것이다. 또한, 착신지 호스트의 주소는 국가계층레이블 식별자가 0001, 국내지역계층 레이블 식별자가 0001, ISP계층 레이블 식별자가 0002, IPv4 주소가 100.10.10.3 이므로, 본 발명에 따른HIPv4 주소체계는 "0001.0001.0002:100.10.10.3"으로 표시될 수 있을 것이다. 도 9에는 착신지 호스트의 HIPv4 주소체계만이 표시되어 있다.
먼저, 발신지 호스트에서 착신지 호스트로 패킷을 전송하기 위해 발신지 호스트는 본 발명에 따라 HIPv4 주소체계를 제공하는 확장된 DNS를 이용하여 착신지 호스트에 대한 HIPv4 주소(421,431,441,451)를 얻는다. 착신지 호스트 주소의 국가계층 레이블 식별자(421)가 "0001" 이므로, 국가계층 레이블 식별자가 "FFFF"인 호스트와 라우터는 메시지를 국가계층 LSR(940)까지 전달한다. 그러면, 국가계층 LSR(940)은 메시지를 국가계층 레이블 식별자가 "0001"인 국가계층 LSR(950)로 전달한다.
최상위 계층인 국가계층 레이블코드 처리계층의 LSR/LER(950)은 국가계층의 레이블 코드 식별자(0001)와 국내지역계층의 레이블 코드 식별자(0001)를 검색하여 일치되는 목적지(960)로 전송하고(L0), 국내지역계층 레이블코드 처리계층의 LSR/LER(960)은 국가계층 레이블코드 식별자(0001)와 국내지역계층의 레이블코드 식별자(0001), 그리고 ISP계층의 레이블코드 식별자(0002)를 검색하여 일치되는 목적지(970)로 전송하고(L1), ISP계층 레이블코드 처리계층의 LSR/LER(970)은 국내지역계층의 레이블코드 식별자(0001)와 ISP계층의 레이블코드 식별자(0002), 그리고 IPv4 패킷내의 주소(100.10.10.3)를 검색하여 일치되는 목적지(980)로 전송한다(L2). 또한, IPv4 처리 계층 LER 또는 라우터(980)는 HIPv4에 포함된 상위 계층의 레이블 코드 식별자와 IPv4 주소(100.10.10.3)를 검색하여, 일치되는 착신지 호스트로 패킷을 전송한다(L3). 한편, L0, L1, L2, L3 각 계층의 LSR에서 착신지 주소를 알 수 없는 패킷은 상위계층 LSR로 전송한다.
또한, 이때 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 L0, L1, L2 레이블 식별자 처리 계층에서는 프리픽스 HIPv4 헤더 주소 체계를 사용하고, L3 IPv4 처리 계층에서는 포스트픽스 HIPv4 헤더 주소 체계를 사용한다.
본 발명에 의한 상기 인터넷 주소 체계 구조는 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있을 수 있지만, 본 발명에 의한 인터넷 주소 체계 구조는 특히, 캐리어 웨이브, 예를 들어 인터넷을 통한 전송의 형태로 구현될 수 있을 것이다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 계층적으로 고정된 레이블 식별자를 이용하는 확장된 IPv4 주소체계에 의하면 종래의 IPv4를 사용하는 노드상의 모든 응용프로그램에 대한 변경없이 또한 별도의 주소변환장치가 요구됨 없이 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하고, IPv4 주소체계 처리 계층에서는 종래의 독자적인 42억개의 IPv4 주소 체계 전체를 사용하여 망을 설계할 수 있어서 망의 구성이 용이하다.
또한, 본 발명의 확장된 IPv4 주소체계를 이용한 레이블 스위칭 방법에 의하면, 각 계층의 LSR/LER은 레이블 정보 테이블의 크기를 줄일 수 있고, 국가, 지역, ISP 계층의 레이블 정보만으로 전 목적지에 대한 구분이 가능해 스위칭 성능을 개선할 수 있으며, 라인속도(wire speed)로 패킷을 전송할 수 있다.
아울러, 상기 본 발명의 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능함을 이해할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (15)

  1. IPv4 주소체계를 확장하는 방법에 있어서,
    IPv4 주소에 ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자를 부가하는 단계와,
    상기 ISP계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 국내의 지역을 식별하는 국내지역계층 레이블 식별자를 부가하는 단계와,
    상기 ISP계층 레이블 식별자 및 상기 국내지역계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자를 부가하는 단계를 포함하는 IPv4 주소체계 확장방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자가 부가된 IPv4주소에 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위계층 레이블 식별자를 부가하는 단계를 더 포함하는 IPv4 주소체계 확장방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자는 각각 16비트인, IPv4 주소체계 확장방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자는 각각 2바이트씩 점-16진법(dotted Hexa)으로 표기되는, IPv4 주소체계 확장방법.
  5. 제1항에 있어서,
    DNS의 A 타입 자원 레코드 엔트리에서 호스트이름에 대한 IPv4 주소앞에 상기 ISP계층 레이블 식별자, 상기 국내지역계층 레이블 식별자, 상기 국가계층 레이블 식별자를 부가하는 단계를 더 포함하는 IPv4 주소체계 확장방법.
  6. IPv4 주소 체계를 확장하는 방법에 있어서,
    IPv4 데이터그램 헤더의 서비스의 타입(TOS) 필드를 이용하여 기존의 IPv4 주소체계와 확장된 IPv4 주소체계를 식별하는 단계와,
    IPv4 데이터그램의 헤더 뒤에 착신지를 계층적으로 식별하는 계층적 착신지 레이블 식별자와 발신지를 계층적으로 식별하는 계층적 발신지 레이블 식별자를 부가하는 단계를 포함하는, IPv4 주소체계 확장방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기존의 IPv4 주소체계와 확장된 IPv4 주소체계를 식별하는 단계는,
    상기 서비스의 타입 필드의 최상위 3비트인 프레시던스(precedence) 비트를 이용하는 IPv4 주소체계 확장방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 계층적 착신지 레이블 식별자와 상기 계층적 발신지 레이블 식별자는 IPv4 데이터그램의 옵션 필드에 부가되는 IPv4 주소체계 확장방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 계층적 발신지 레이블 식별자와 상기 계층적 착신지 레이블 식별자는 각각 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위계층 레이블 식별자, 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자, 국내의 지역을 식별하는 국내지역계층 레이블 식별자, ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자를 포함하는 IPv4 주소체계 확장방법.
  10. 제6항에 기재된 IPv4 주소체계 확장방법에 의해 확장된 IPv4 주소체계는 IPv4 처리계층에서 이용되는 IPv4 주소체계 확장방법.
  11. 제6항에 있어서,
    IPv4 데이터그램의 헤더 앞에 상기 계층적 착신지 레이블 식별자와 상기 계층적 발신지 레이블 식별자를 부가하는 단계를 더 포함하는, IPv4 주소체계 확장방법.
  12. 제11항에 기재된 IPv4 주소체계 확장방법에 의해 확장된 IPv4 주소체계는 IPv4 처리계층에서 이용되는 IPv4 주소체계 확장방법.
  13. 확장된 IPv4 주소체계를 이용하여 계층적으로 레이블을 스위칭하는 방법에 있어서,
    IPv4 주소에 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자, 국내의 지역을 식별하는 국내지역계층 레이블 식별자, ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자가 부가된 확장된 IPv4 주소를 제공하는 단계와,
    국가계층 레이블을 처리하는 국가계층 라우터는 상기 국가계층 레이블 식별자와 국내지역계층 레이블 식별자를 검색하여 일치되는 목적지로 전송하는 단계와,
    국내지역계층 레이블을 처리하는 국내지역계층 라우터는 상기 국가계층 레이블 식별자와, 상기 국내지역계층 레이블 식별자와, ISP계층 레이블 식별자를 검색하여 일치되는 목적지로 전송하는 단계와,
    ISP계층 레이블을 처리하는 ISP계층 라우터는 상기 국내지역계층 레이블 식별자와, 상기 ISP계층 레이블 식별자와, 상기 IPv4 주소를 검색하여 일치되는 목적지로 전송하는 단계와,
    IPv4 주소 처리 계층의 라우터는 기존의 IPv4 주소와 확장된 IPv4주소를 구분하여 상기 기존의 IPv4 주소와 상기 확장된 IPv4 주소를 검색하여 일치되는 목적지로 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 계층적 레이블 스위칭 방법.
  14. 일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위 계층 레이블 식별자와,
    국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자와,
    국내지역을 식별하는 국내지역 계층 레이블 식별자와,
    ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자와,
    IPv4주소를 식별하는 IPv4 주소 식별자를 포함하는 확장된 IPv4 인터넷 주소 체계 구조를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  15. 확장된 IPv4 주소 체계에 이용되는 인터넷 메시지 헤드 체계 구조를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,
    기존의 IPv4 주소체계와 확장된 IPv4 주소체계를 식별하는 IPv4 데이터그램 헤더의 서비스의 타입(TOS) 식별자를 포함하는 IPv4 메시지 헤드와,
    일반용 패킷, 애니캐스트 패킷, 멀티캐스트 패킷을 식별하는 최상위 계층 레이블 식별자와,
    착신지 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자와,
    착신지 국내지역을 식별하는 국내지역 계층 레이블 식별자와,
    착신지 ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자와,
    발신지 국가를 식별하는 국가계층 레이블 식별자와,
    발신지 국내지역을 식별하는 국내지역 계층 레이블 식별자와,
    발신지 ISP를 식별하는 ISP계층 레이블 식별자를 포함하는 인터넷 메시지 헤드 체계 구조를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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