KR20040066432A - 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성지원 방법 - Google Patents

이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성지원 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, IPv4와 IPv6 망이 혼재되어 있는 네트워크의 경우에 단말의 이동성을 지원 할 수 있는 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 상기 단말이 제 1 망에서 제 2 망으로 이동하여 상기 제 2 망에 해당되는 COA(Care of Address)를 할당받는 제 1 단계; 상기 단말이 상기 제 1 단계에서 할당받은 COA를 상기 제 1 망의 HA(Home Agent)에 등록하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 망 혹은 제 2 망 중 어느 한 망의 CN(Correspond Node)과 상기 단말이 통신하는 제 3 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이동통신 시스템 등에 이용됨.

Description

이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법{Method for Mobility Support using Mobile IP In Networks}
본 발명은 아이피 버전 4(이하, "IPv4"라 함)와 아이피 버전 6(이하, "IPv6"라 함)의 프로토콜이 혼재되어 있는 혼합 망 구조에서 기존의 이동 아이피(이하, "Mobile IP"라 함)를 사용하여 단말의 이동성 지원을 위한 방법을 제안하며, 이때 발생하는 문제점을 해결하고 효율적인 동작을 위한 방안을 마련하기 위한 이동통신 망에서의 Mobile IP를 이용한 단말의 이동성 지원 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서 단말의 이동성을 효과적으로 지원하기 위한 방안 중의 하나로 Mobile IP를 꼽을 수 있다.
상기 Mobile IP 표준은 아이피(IP)의 버전에 따라 IPv4의 Mobile IP와 IPv6의 Mobile IP에 대해서 정의하고 있으며, 그 동작을 동일한 아이피(IP) 버전 내에서만 고려하고 있다. 따라서, IPv4 망에서는 이동 아이피 버전 4(Mobile IPversion 4 : 이하, "MIPv4"라 함)를 사용하고, IPv6 망에서는 이동 아이피 버전 6(Mobile IP version 6 : 이하, "MIPv6"라 함)을 사용하여 각 단말의 이동성을 지원한다.
한편, 단말의 이동성을 지원하기 위한 기존 기술인 MIPv4 프로토콜, MIPv6 프로토콜, 단말의 듀얼 스택(Dual Stack) 방안, NAT-PT(Network Address Translation - Protocol Translation)와 같은 기술들에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이동 아이피 버전 4 프로토콜(Mobile IPv4 Protocol : MIPv4)에 대하여 설명하면 다음과 같다.
MIPv4 프로토콜은 IETF(Internet Engineering Task Force)의 이동 아이피 워킹 그룹(Mobile IP Working Group)에서 제안한 표준으로 "RFC 2002"에 기술되어 있다.
Mobile IP는 이동성을 지원하기 위해서 기존의 아이피(IP)를 수정하여 무선 또는 유선 단말이 다른 네트워크로 이동하는 경우에 기존의 인터넷 접속을 계속해서 사용할 수 있도록 해준다. 유선 터미널의 경우에는 이동이 빈번하지 않을 것이므로 반드시 Mobile IP를 지원해야 할 필요는 없지만, 잦은 터미널의 이동이 필요한 여러 무선 환경에서는 효과적으로 사용될 수 있다. 따라서, 무선 터미널의 경우에는 무선 랜 환경이나 제 3 세대, 제 4 세대 무선 이동 통신 환경에서 네트워크를 이동할 경우에도 인터넷 서비스를 아무런 제약 없이 사용할 수 있게 해 준다.
이러한 Mobile IP는 유/무선망에서 유/무선 접속자를 위한 것으로, 코드분할다중접속(CDMA) 이동통신 시스템에서 VLR(Visitor Location Register), HLR(Home Location Register) 등이 제공하는 기능과 유사한 기능을 수행하는 것이라고 할 수 있다.
도 1 은 기존의 MIPv4의 전체적인 동작 과정을 나타낸 일실시예 설명도이다.
먼저, 이동 노드(Mobile Node : 이하, "MN"라 함)는 인터넷에서 현재 위치에 상관없이 항상 자신의 홈 주소(Home Address)로 식별된다. 홈 네트워크(Home Network : 이하, "HN"라 함)과 떨어져 있을 경우, 즉 외부 네트워크(Foreign Network : 이하, "FN"라 함)에 있을 경우, MN에게 현재 인터넷에서의 위치를 나타낼 수 있는 정보로 COA(Care Of Address : 이하, "COA"라 함)가 부여된다. 이렇게 MN에 부여된 COA를 홈 에이전트(Home Agent : 이하, "HA"라 함)에 등록(Registration)하고, 이후 MN에 보내지는 데이터그램(Datagram)은 HA를 통해 COA로 터널링(tunneling)된다. COA로 터널링된 데이터그램은 MN으로 디터널링(De-tunneling)되어 전송된다.
도 2 는 기존의 MIPv4 메시지 전달 절차를 나타낸 일실시예 설명도로서, MN, FA, HA, CN(Correspond Node)사이의 메시지 전달과정을 나타낸다.
MA(FA와 HA)는 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지를 통해 자신의 존재를 방송한다. MN는 선택적으로 에이전트 권유(Agent Solicitation) 메시지를 통해 지역적으로 연결된 MA에게 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지를 요구할 수 있다.
MN는 이러한 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지를 수신하여 자신이연결되어 있는 네트워크가 HN인지 FN인지 결정한다.
MN가 자신이 HN에 위치하고 있다는 것을 알았을 때, 이동 서비스의 지원 없이 동작한다. 만약, FN에서 HN으로 되돌아왔다면 등록 요구(Registration Request) 메시지와 등록 응답(Registration Reply) 메시지를 주고받았음에도 불구하고 HA에 등록을 취소한다.
MN가 자신이 FN으로 이동했다는 것을 알았을 때, FN으로부터 COA를 부여받는다. COA는 FA의 광고(Advertisement)로부터 결정되거나 외부 에이전트 케어 어브 어드레스(Foreign agent care-of address), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)와 같은 어떤 외부 할당 메커니즘에 의해 결정(co-located care-of address)된다.
HN에서 벗어난 MN는 FN으로부터 부여받은 COA를 등록 요구(Registration Request) 메시지와 등록 응답(Registration Reply) 메시지를 통해 HA에 등록한다. 그리고, FA를 통해서 등록이 이루어질 수도 있다.
MN의 홈 주소로 송신된 데이터그램은 MN의 HA가 가로채서 MN의 COA로 터널링 한다. 터널링된 데이터는 FA 또는 MN이 수신하여 디터널링 된다. FA에 수신된 경우 다시 MN로 송신된다.
MN에서 송신되는 데이터그램은 일반적으로 HA를 거치지 않고 표준 IP 방식에 따라 목적지에 전송된다.
다음으로, 이동 아이피 버전 6 프로토콜(Mobile IPv6 Protocol : 이하, "MIPv6"라 함)에 대하여 도 5 내지 도 7을 이용하여 살펴보면 다음과 같다.
MIPv6은 IPv6 환경에서의 단말의 이동성을 부여하기 위한 것으로 이동 호스트(Mobile Host)가 외부 네트워크(Foreign Network)에 있을 경우 홈 어드레스(Home Address)와 새롭게 할당된 COA(care-of address)를 갖게 한다. 이로 인해 MN은 아이피 주소(IP address)의 변경없이 외부 네트워크(Foreign Network)로 이동이 가능하며, 이를 이용하면 매크로/마이크로(Macro/Micro) 이동성 관리(Mobility Management) 문제의 해결이 가능하다. 또한, MIPv6은 외부 네트워크(Foreign Network)에 있는 동안 MN에서 보내거나 받는 패킷(Packet)의 계층에 투명한 라우팅을 지원한다.
MN은 현재 자신의 홈 링크(Home Link)에 있든지 홈(Home)으로부터 멀리 있든지 간에 자신의 홈 어드레스(Home Address)로 항상 어드레스 할 수 있다. MN이 홈(Home)에 있는 동안 홈 어드레스(Home Address)로 어드레스된 패킷은 마치 노드(Node)가 움직이지 않은 것처럼 원래의 인터넷 라우팅 방법을 이용하여 라우팅 된다. MN 홈 어드레스(Home Address)의 서브넷 프리픽스(Subnet Prefix)가 MN 홈 링크(home link)의 서브 프리픽스(subnet prefix)이므로, 홈 어드레스(home address)로 어드레스된 패킷들은 홈 링크(home link)로 라우팅 된다.
도 3 은 기존의 MIPv6의 동작 과정을 나타낸 일실시예 설명도이다.
MN이 홈(home)에서 멀리 있는 어떤 외부 링크(foreign link)로 옮겨가면 자신의 홈 어드레스(home address) 이외에도 1개 이상의 COA를 할당받고, MN이 특정한 외부 링크(foreign link)를 방문하는 동안 COA는 MN과 결합된다. 이때, MN의 COA가 가진 서브넷 프리픽스(subnet prefix)는 MN이 방문중인 외부 링크(foreignlink)의 서브넷 프리픽스(subnet prefix)가 된다. MN이 COA를 사용하고 있는 동안 이 COA로 어드레스된 패킷은 홈(home)으로부터 떨어진 위치의 MN으로 라우팅 된다.
MN의 홈 어드레스(home address)와 COA간의 결합을 MN의 바인딩(binding)이라 하는데, MN은 스테이트플/스테이트리스 어드레스 오토컨피그레이션(stateful/stateless address autoconfiguration)을 통해 COA를 획득하게 된다.
홈(Home)에서 떨어져 있는 동안, MN은 라우터에게 MN의 홈 에이전트(home agent)의 기능을 하도록 요구하면서 자신의 COA중 하나를 홈 링크(home link)에 있는 라우터에게 등록하며 MN이 홈 에이전트(home agent)에게 바인딩 업데이트 목적지 옵션(Binding Update destination option)이 포함된 패킷을 보냄으로써 바인딩 등록(binding registration)을 수행한다. MN의 여러 COA들 중에서 홈 에이전트(home agent)에 등록된 것을 MN의 주 COA(primary COA)라 하며, MN의 홈 에이전트(home agent)는 프록시 네이버 디스커브리(proxy Neighbor Discovery)를 사용하여 MN의 홈 어드레스(home address)로 어드레스된 IPv6 패킷을 가로채서 MN의 주 COA(primary COA)로 터널링(tunneling)하여 전달한다. 각각의 가로챈 패킷을 터널링하기 위하여 홈 에이전트(home agent)는 IPv6 요약화(encapsulation)를 사용하여 패킷을 요약화(encapsulation)한다. 바인딩 업데이트 / 바인딩 응답 / 바인딩 요구(Binding Update / Binding Acknowledgement / Binding Request)는 IPv6 목적지 옵션(destination option)에 표시되며, IPv6 패킷에 포함되어 전달되거나, 개별적인 패킷으로 전달된다.
MN은 어떤 IPv6 목적지(destination)로 패킷을 보낼 때 목적지(destination)에 캐쉬드 바인딩(cached binding)이 있는지 체크(check)한다. 이때, 캐쉬드 바인딩(cached binding)이 있으면 IPv6 요약화(encapsulation) 대신 헤더 라우팅(header routing)을 이용하고, 캐쉬드 바인딩(cached binding)이 없으면 패킷 가로채기/터널링(packet interception/tunneling)을 이용하게 된다. MN이 홈(home)으로부터 떨어져 패킷을 보낼 때 패킷의 IPv6 헤더의 소스 어드레스(source address)는 자신의 현재 COA중 하나로 정하고 패킷에는 홈 어드레스 목적지 옵셥(home address destination option)을 포함하게 된다. 또한, IPv6 헤더 소스 어드레스(header source address)로서 COA를 사용함으로써, 패킷은 라우터들을 통해 전달된다.
다음으로, 단말의 듀얼 스택(Dual Stack) 방안에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 4 는 기존의 듀얼 스택을 나타낸 일실시예 설명도이다.
듀얼 스택(Dual stack)은 도 4와 같이 한 호스트가 IPv4와 IPv6을 모두 가지고 있어 양쪽망의 노드와 직접 데이터를 주고 받을 수 있는 형태를 말한다. 이 경우 패킷을 보내고자 하는 상대 호스트의 주소정보를 DNS(domain name service) 서버로부터 받을 때 IPv4의 "A" 레코드(record)로 응답이 오면 IPv4 패킷을 형성해서 보내고, IPv6의 "AAAA/A6" 레코드(record)로 응답이 오면 IPv6 패킷을 형성해서 보낸다.
듀얼 스택(Dual stack)을 사용하면 별도의 변환과정이 필요 없어 편리하나,이 경우 모든 듀얼 스택(dual stack) 호스트가 IPv4 어드레스(address)도 보유해야 하므로 IPv4 어드레스(address)의 부족 문제가 발생하고, IPv4 어드레스(address)를 동적으로 할당하기 위하여 "DHCPv6"이 함께 사용되어야 한다. 만약 DNS 서버를 거치지 않고 직접 아이피 어드레스(IP address)를 통해 패킷을 보내고자 하는 경우에는 랜(RAN)의 노드들이 IPv4를 사용하는지, IPv6를 사용하는지에 대한 정보를 사전에 알고 있어야 한다.
듀얼 스택(Dual stack)의 대표적인 방안들로는 DSTM(Dual Stack Transition Mechanism), Bump-In-the-Stack(BIS), Bump-In-the-API(BIA) 등이 현재 나와 있다.
다음으로, NAT-PT(Network Address Translation-Protocol Translation)에 대하여 하기 도 5 내지 도 7을 이용하여 살펴보면 다음과 같다.
NAT-PT와 같은 번역(translation) 방안은 IPv4 망과 IPv6 망이 따로 존재하는 경우 각각의 망에 속해있는 IPv4-only node와 IPv6-only node 사이에 게이트웨이(gateway) 역할을 하는 노드(node)를 두어서 노드(node) 상호 간에 통신을 가능하게 하는 방법이다. 이러한 방법을 쓰면 경우에 따라 IPv4-only node와 IPv6-only node에 변화를 주지 않고 게이트웨이(gateway)만을 설치함으로써 IPv4 노드(node)와 IPv6 노드(node)의 공존이 가능하게 될 수 있으나 기본적으로 IPv4 망에서 사용되는 프로토콜의 옵션들과 IPv6 망에서 사용되는 프로토콜의 옵션들이 일대일 매핑되지 않는 경우가 있으므로 완벽한 프로토콜 번역(translation)은 불가능하며 각 프로토콜의 체크섬(checksum) 재계산시 발생하는 오버헤드(overhead)가 존재한다.
또한, IPv4 망과 IPv6 망에서 서로 다른 크기의 최대 전송 단위(MTU)를 사용하는 경우 게이트웨이(gateway)에서 단편화(fragmentation)도 수행해야 하는 문제점이 있었다.
도 5 는 기존의 기본적인 NAT-PT의 동작을 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, IPv6 호스트(host)는 IPv4 호스트(host)의 IPv4 어드레스(address)를 알고 있으나 IPv6 망에서 사용하기 위해 IPv4 어드레스(address) 뒤에 특정한 도메인 프리픽스(domain prefix)를 붙여서 사용한다. 이때, 도메인 프리픽스(domain prefix)는 NAT-PT가 구현된 보더 라우터(border router)에서 방송한다.
도 6 은 기존의 DNS-ALG를 포함한 NAT-PT의 동작 과정을 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 6에는, IPv6 호스트(host)가 IPv4 호스트(host)의 아이피 어드레스(IP address)를 알지 못하는 경우에 IPv6 망에 존재하는 DNS 서버(server)가 IPv4 망에 존재하는 DNS 서버(server)로부터 IPv4 호스트(host)의 아이피 어드레스(IP address)를 획득하는 과정이 포함되어 있다. 이때, 보더 라우터(border router)에는 DNS-ALG(Application Layer Gateway)가 구현되어 있어야 하며 IPv6 DNS 서버(server)는 IPv4 DNS 서버(server)의 아이피 어드레스(IP address)를 알고 있다고 가정한다. 또한, 보더 라우터(border router)는 IPv6 DNS 서버(server)의 아이피 어드레스(IP address)와 자신이 할당한 IPv4 어드레스(address)와의 매핑 관계를 유지하고 있다고 가정한다.
도 6에서 DNS-ALG가 필요한 이유는 DNS 네임 분해(name resolving)에 관련된동작을 하는 과정에서 응용 계층(application layer)의 데이터에 포함된 아이피 어드레스(IP address)와 DNS 쿼리 타입(Query type) 등을 변환해야 하기 때문이다.
도 7 은 기존의 DNS-ALG를 포함한 NAT-PT의 동작 과정을 나타낸 다른 실시예 설명도이다.
도 7은 IPv4 호스트(host)가 IPv6 호스트(host)의 아이피 어드레스(IP address)를 알지 못하는 경우로써 IPv4 망에 존재하는 DNS 서버(server)가 IPv6 망에 존재하는 DNS 서버(server)에게서 IPv6 호스트(host)의 아이피 어드레스(IP address)를 획득하는 과정이 포함되어 있다. 도 7에서 IPv4 DNS 서버(server)는 어드레스 풀(address pool)로부터 IPv6 DNS 서버(server)에 할당된 IPv4 어드레스(address)를 알고 있으며 NAT-PT가 구현된 보더 라우터(border router)는 IPv6 DNS 서버(server)의 아이피 어드레스(IP address)와 IPv4 어드레스(address)사이의 매핑 관계를 유지하고 있다고 가정한다.
이상에서는 기존의 기술에 대하여 상세히 알아 보았다. 그러나, 상기한 바와 같은 기존의 Mobile IP는 IPv4와 IPv6 단독 망에서의 이동성을 고려하고 있다. 따라서 다른 두 버전의 망이 공존하는 경우에는 두 망 사이에서 단말의 이동성을 지원할 수 없다. 즉, 현재의 아이피(IP)망인 IPv4 망에서 Mobile IP를 사용하고 있는 경우에 망이 IPv6 망으로 진화하게 된다면, 이동 단말이 같은 망 내에서만 이동할 경우 각 버전의 Mobile IP를 사용하여 이동성 지원이 가능하지만 서로 다른 버전의 망 사이에서 이동할 경우에는 호환이되지 않기 때문에 Mobile IP를 사용하여 이동성 지원이 불가능하게 된다.
따라서, 단말의 이동 영역이 같은 버전의 망 내로 한정되고, 전체적인 단말의 이동성 지원이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, IPv4와 IPv6 망이 혼재되어 있는 네트워크의 경우에 단말의 이동성을 지원 할 수 있는 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 기존의 MIPv4의 전체적인 동작 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
도 2 는 기존의 MIPv4 메시지 전달 절차를 나타낸 일실시예 설명도.
도 3 은 기존의 MIPv6의 동작 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
도 4 는 기존의 듀얼 스택을 나타낸 일실시예 설명도.
도 5 는 기존의 기본적인 NAT-PT의 동작을 나타낸 일실시예 설명도.
도 6 은 기존의 DNS-ALG를 포함한 NAT-PT의 동작 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
도 7 은 기존의 DNS-ALG를 포함한 NAT-PT의 동작 과정을 나타낸 다른 실시예 설명도.
도 8 은 본 발명이 적용되는 이동통신 네트워크 구성을 나타낸 일실시예 설명도.
도 9a 및 9b 는 본 발명에 따른 MN이 COA를 획득하는 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
도 10a 및 10b 는 본 발명에 따른 MN이 HA에 COA를 등록하는 과정을 나타낸일실시예 설명도.
도 11a 내지 11h 는 본 발명에 따른 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법에 대한 일실시예 설명도.
도 12 는 본 발명에 따른 IPv6 망의 CN과 IPv6 망에서 IPv4 망으로 이동한 MN의 패킷 송수신 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법에 있어서, 상기 단말이 제 1 망에서 제 2 망으로 이동하여 상기 제 2 망에 해당되는 COA(Care of Address)를 할당받는 제 1 단계; 상기 단말이 상기 제 1 단계에서 할당받은 COA를 상기 제 1 망의 HA(Home Agent)에 등록하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 망 혹은 제 2 망 중 어느 한 망의 CN(Correspond Node)과 상기 단말이 통신하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 단말의 이동성 지원을 위해, 대용량 프로세서를 구비한 이동통신 시스템에, 상기 단말이 제 1 망에서 제 2 망으로 이동하여 상기 제 2 망에해당되는 COA(Care of Address)를 할당받는 제 1 기능; 상기 단말이 상기 제 1 기능에서 할당받은 COA를 상기 제 1 망의 HA(Home Agent)에 등록하는 제 2 기능; 및 상기 상기 제 1 망 혹은 제 2 망 중 어느 한 망의 CN(Correspond Node)과 상기 단말이 통신하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 8 은 본 발명이 적용되는 이동통신 네트워크 구성을 나타낸 일실시예 설명도이다.
MN(Mobile Node), HA(Home Agent), CN(Correspond Node)이 IPv4와 IPv6 망에 존재하게 될 때 발생하는 경우의 수는 총 8가지가 된다. 이 8가지 경우에 따라 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다. 이때, 모든 이동 단말은 듀얼 스택(Dual Stack)으로 동작 하므로 IPv4, IPv6 패킷 모두 처리 가능하며, 각 단말은 자신의 HA의 도메인 네임(Domain Name)을 알고 있다고 가정한다. 설명 과정에서 사용하는 각 노드의 주소는 이름 뒤에 "v4", "v6"를 붙여서, 사용되는 주소의 버전(Version)을 표시한다.
먼저, MN, HA, CN이 IPv4와 IPv6 망에 존재하게 될 때 발생하는 경우의 수를 설명하기 전에 다음 과정을 먼저 설명하도록 한다.
MN은 듀얼 스택(Dual Stack)을 사용하므로 IPv4 망에서 IPv6 망으로, 또는IPv6 망에서 IPv4 망으로 이동이 가능하다. 이때, 새로운 버전의 망으로 이동하였을 때 그 망에서 에이전트(Agent)를 찾아 새로운 COA를 할당 받아야 되는데, 그 과정이 하기 도 9a 및 9b에 나와 있다.
도 9a 및 9b 는 본 발명에 따른 MN이 COA를 획득하는 과정을 나타낸 일실시예 설명도로서, 도 9a는 IPv4 망으로 이동하였을 때 COAv4를 획득하는 과정이고, 도 9b는 IPv6 망으로 이동하였을 때 COAv6를 획득하는 과정을 나타낸다.
도면에서 각 시그널링 이름 아래에 표시된 메시지는 프로토콜 이름과 버전, 소스(source) 주소와 목적지(destination) 주소를 나타낸다. 즉 "IPv4 : MNv4 -> broadcast or multicast"는 IPv4 프로토콜을 사용하며, MNv4 소스 주소에서 브로드캐스트(Broadcast) 주소로 패킷을 전송한다는 의미이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, IPv4 망으로 이동하였을 때 COAv4를 획득하는 과정은, 먼저 MN이 FA로 에이전트 요청(Agent Solicitation) 메시지를 보내면, FA는 다시 MN으로 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지를 전송함으로써 COAv4를 MN이 획득하게 된다.
도 9b에 도시된 바와 같이, IPv6 망으로 이동하였을 때 COAv6을 획득하는 과정은, 먼저 MN이 FA로 라우터 요청(Router Solicitation) 메시지를 보내고, FA는 MN으로 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지를 보냄으로써 COAv6을 MN이 획득하게 된다.
한편, 새로운 네트워크에서 COA를 할당 받으면 이를 MN의 HA에게 등록을 해야 한다. 이 과정은 도 10a 및 10b에 나와 있다.
도 10a 및 10b 는 본 발명에 따른 MN이 HA에 COA를 등록하는 과정을 나타낸 일실시예 설명도로서, 도 10a는 IPv4 망으로 이동한 MN이 IPv6의 HA에 등록(registration)하는 과정이고, 도 10b는 IPv6 망으로 이동한 MN이 IPv4의 HA에 registration 하는 과정이다.
상기 등록 과정에서, NAT-PT는 MN과 터널링을 이루게 되어 프로토콜 버전을 변경해주는 역할을 한다. 또한, DNS-ALG 역할과 새롭게 추가된 MIP-ALG 역할도 수행하게 된다. 이와같은 과정을 거쳐 이동한 단말은 원래 자신의 HA에 등록 과정을 이룰 수 있게 된다.
한편, 상기에서 언급한 8가지 경우에 있어서 동작 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.
도 11a 내지 11h 는 본 발명에 따른 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
첫번째, 도 11a는 IPv4 망의 MN이 다른 IPv4 망으로 이동한 경우, IPv4 망의 CN과 송수신 과정을 나타낸 것으로, 이 경우는 도 11a와 같이 각 노드가 배치된 경우이다. 이때의 동작은 같은 IPv4 망 내에서만 동작하기 때문에 기존의 MIPv4 프로토콜의 동작 과정(도1 및 도 2)과 동일하다.
두번째, 도 11b는 IPv6 망의 MN이 IPv4 망으로 이동한 경우, IPv4 망의 CN과 송수신 과정을 나타낸 것으로, 이 경우는 도 11b와 같이 각 노드가 배치된 경우이다. 그리고, 단말의 이동성 지원을 위한 동작 과정은 다음과 같다.
먼저, MN이 IPv6 망에서 IPv4 망으로 이동한다. 그리고, 도 9a와 같은 과정을 거쳐 이동한 IPv4 망의 FA로부터 COAv4를 할당 받는다.
다음으로, 도 10a와 같은 과정을 거쳐 IPv4망으로 이동한 MN이 IPv6의 HA에 COA를 등록한다. 그리고, IPv4망에 있는 CN은 도 11b의 경로에 따라 MN과 통신을 하게 된다. 즉, MIPv4의 동작 방식과 같이 MN에게 송신되는 패킷은 HA가 수신하여 MN에게 전달하게 된다.
세번째, IPv6 망의 MN이 다른 IPv6 망으로 이동한 경우, IPv4 망의 CN과 송수신 과정이다. 이 경우는 도 11c와 같이 각 노드가 배치된 경우이며, 동작 과정은 다음과 같다.
먼저, MN이 IPv6 망에서 다른 IPv6 망으로 이동한다. 그리고, 이동한 단말은 같은 망내에서 이동한 것이므로 MIPv6의 방식대로 새로운 FA로부터 COAv6를 획득한다. 그리고, 단말은 이전의 HA에게 새로운 COA를 등록한다. 즉, 도 3과 같은 방식으로 동작하게 된다.
IPv4망의 CN은 도 11c의 경로와 같이 MN과 통신을 하게 된다. 통신 과정에서 NAT-PT를 거치므로 버전의 변경이 이루어진다.
네번째, IPv4 망의 MN이 IPv6 망으로 이동한 경우, IPv4 망의 CN과 송수신 과정이다. 이 경우는 도 11d와 같이 각 노드가 배치된 경우이며, 동작 과정은 다음과 같다.
먼저, MN이 IPv4 망에서 IPv6 망으로 이동한다. 그리고, MN이 IPv6 망으로 이동하였으므로, 도 9b와 같은 과정을 거쳐 이동한 IPv6 망의 FA로부터 COAv6를 할당 받는다.
다음으로, 도 10b와 같은 과정을 거쳐 IPv6망으로 이동한 MN이 IPv4의 HA에 새로운 COA를 등록한다.
IPv4망의 CN은 도 11d의 경로와 같이 MN과 통신을 하게 된다.
다섯번째, IPv6 망의 MN이 다른 IPv6 망으로 이동한 경우, IPv6 망의 CN과 송수신 과정이다. 이와 같은 경우는 도 11e와 같이 각 노드가 배치된 경우이다. 이 경우는 모든 노드가 같은 IPv6 망 내에서만 동작하기 때문에 기존의 MIPv6의 동작과 동일하다.
여섯번째, IPv4 망의 MN이 IPv6 망으로 이동한 경우, IPv6 망의 CN과 송수신 과정이다. 이 경우는 도 11f와 같이 각 노드가 배치된 경우이며, 동작 과정은 다음과 같다.
먼저, MN이 IPv4 망에서 IPv6 망으로 이동한다. 그리고, MN이 IPv6 망으로 이동하였으므로, 도 9b와 같은 과정을 거쳐 이동한 IPv6 망의 FA로부터 COAv6를 할당 받는다.
도 10b와 같은 과정을 거쳐 IPv6망으로 이동한 MN이 IPv4의 HA에 새로운 COA를 등록한다.
IPv6망의 CN은 도 11f의 경로와 같이 MN과 통신을 하게 된다. 처음 CN이 송신한 패킷은 HA를 거쳐 MN에게 전달된다. 하지만, 이후의 패킷에 대해서는 MN과 CN이 모두 IPv6 망에 있으므로 MIPv6의 바인딩(Binding) 기능 옵션을 사용하여, 두 단말이 바인딩(Binding)을 이루어 직접 통신을 하게 된다.
일곱번째, IPv4 망의 MN이 다른 IPv4 망으로 이동한 경우, IPv6 망의 CN과송수신하는 과정이다. 이 경우는 도 11g와 같이 각 노드가 배치된 경우이며, 동작 과정은 다음과 같다.
먼저, MN이 IPv4 망에서 다른 IPv4 망으로 이동한다. 그리고, 이동한 단말은 같은 망내에서 이동한 것이므로 MIPv4의 방식대로 새로운 FA로부터 COAv4를 획득한다. 이것은 도 2와 같은 방식으로 동작한다.
단말은 이전의 HA에게 새로운 COA를 등록한다. 이것 또한 도 2와 같은 방식으로 동작한다.
IPv6망의 CN은 도 11g의 경로와 같이 MN과 통신을 하게 된다. CN이 처음 패킷을 송신할 때는 HA를 거쳐 MN에게 전달되지만 이후 패킷에 대해서는 NAT-PT가 IPv6의 CN과 바인딩(Binding)을 이루기 때문에 직접 통신이 가능하게 된다. NAT-PT는 IPv6의 노드와 바인딩(Binding) 옵션을 사용할 수 있는 기능이 추가된다.
여덟번째, IPv6 망의 MN이 IPv4 망으로 이동한 경우, IPv6 망의 CN과 송수신 과정이다. 이 경우는 도 11h와 같이 각 노드가 배치된 경우이며, 동작 과정은 다음과 같다.
먼저, MN이 IPv6 망에서 IPv4 망으로 이동한다. 그리고, 도 9a와 같은 과정을 거쳐 이동한 IPv4 망의 FA로부터 COAv4를 할당 받는다.
도 10a와 같은 과정을 거쳐 IPv4망으로 이동한 MN이 IPv6의 HA에 COA를 등록한다.
IPv6 망에 있는 CN은 도 11h의 경로에 따라 MN과 통신을 하게 된다. 이때에도 마찬가지로 처음 패킷에 대해서는 HA를 거쳐 MN에게 전달되지만 다음 패킷에 대해서는 NAT-PT가 IPv6의 CN과 바인딩(Binding)을 이루기 때문에 HA를 거치지 않고 직접 통신을 하게 된다. 이러한 동작 과정이 하기 도 21에 나와 있다.
도 12 는 본 발명에 따른 IPv6 망의 CN과 IPv6 망에서 IPv4 망으로 이동한 MN의 패킷 송수신 과정을 나타낸 일실시예 설명도이다.
즉, 본 발명은, 두 망의 패킷을 버전(Version)에 맞게 변환시켜주는 역할을 하는 NAT-PT에 각 망의 Mobile IP 메시지들의 변환을 해주는 기능인 "MIP-ALG"를 추가하여 기존의 Mobile IP와 같이 동작하도록 한다. 또한 이때, Mobile IPv4의 삼각 문제(Triangular problem)을 최소화하기 위해 NAT-PT에 바인딩(Binding) 기능을 함께 구현하여 보다 효율적으로 단말의 이동성을 지원한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 서로 다른 두 망간에 단말이 이동할 경우에도 기존의 Mobile IP를 사용 할 수 있으며, 단말의 이동성을 보장할 수 있게 된다. 또한, NAT-PT IPv6의 CN과 바인딩(Binding)을 이룰 수 있도록하여 IPv6의 CN과 MN은 HA를 거치지 않고 직접 통신을 할 수 있으며, 이로 인하여 패킷전달 과정의 지연과 패킷 손실률을 줄일 수 있게 되어 단말의 이동성을 효과적으로 지원 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 이동통신 망에서의 이동 아이피를 이용한 단말의 이동성 지원 방법에 있어서,
    상기 단말이 제 1 망에서 제 2 망으로 이동하여 상기 제 2 망에 해당되는 COA(Care of Address)를 할당받는 제 1 단계;
    상기 단말이 상기 제 1 단계에서 할당받은 COA를 상기 제 1 망의 HA(Home Agent)에 등록하는 제 2 단계; 및
    상기 제 1 망 혹은 제 2 망 중 어느 한 망의 CN(Correspond Node)과 상기 단말이 통신하는 제 3 단계
    를 포함하는 단말의 이동성 지원 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 단말이 제 2 망의 FA로 Agent/Router 요청 메시지를 전송하는 제 4 단계; 및
    상기 제 2 망의 FA로부터 Agent/Router 광고(Advertisement) 메시지를 전송받아 COA(Care of Address)를 획득하는 제 5 단계
    를 포함하는 단말의 이동성 지원 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    처음 상기 CN이 송신한 패킷은 상기 HA를 거쳐 상기 단말로 전달되고, 이후의 패킷에 대해서는 상기 단말과 상기 CN이 모두 같은 망에 있으므로 바인딩(Binding) 기능 옵션을 사용하여, 두 단말이 바인딩(Binding)을 이루어 직접 통신을 하는 것을 특징으로 하는 단말의 이동성 지원 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단말은,
    듀얼 스택(Dual Stack)으로 동작하여 IPv4, IPv6 패킷 모두 처리 가능하며, 상기 단말은 자신의 HA의 도메인 네임(Domain Name)을 알고 있는 것을 특징으로 하는 단말의 이동성 지원 방법.
  5. 단말의 이동성 지원을 위해, 대용량 프로세서를 구비한 이동통신 시스템에,
    상기 단말이 제 1 망에서 제 2 망으로 이동하여 상기 제 2 망에 해당되는 COA(Care of Address)를 할당받는 제 1 기능;
    상기 단말이 상기 제 1 기능에서 할당받은 COA를 상기 제 1 망의 HA(HomeAgent)에 등록하는 제 2 기능; 및
    상기 제 1 망 혹은 제 2 망 중 어느 한 망의 CN(Correspond Node)과 상기 단말이 통신하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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