KR20040074135A

KR20040074135A - 통신 시스템, 통신 수행 방법, 소프트웨어 제품,클라이언트 장치 및 서버

Info

Publication number: KR20040074135A
Application number: KR10-2004-7011617A
Authority: KR
Inventors: 시오르파에스데이비드; 갈로프란세스코; 멜피그나노디에고
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-21
Also published as: WO2003065682A1; CN100571254C; JP2005516546A; US7489659B2; EP1472850A1; TW200306724A; US20050080884A1; CN1623309A; EP1472850B1; JP4310193B2

Abstract

WPAN 및 WLAN 인프라 구조(infrastrutures), 또는 GPRS 등과 같은 소정의 셀룰러 시스템(cellular systems)을 이용하여 인터넷 또는 다른 IP 기반 네트워크에 이동 클라이언트 장치(MT)를 접속시키기 위한 장치가 개시되어 있다. 이는 이용 가능한 인프라 구조, 예를 들면 GPRS, IEEE802.11b 또는 블루투쓰(Bluetooth) 무선 표준에 따라서 복수의 통신 표준을 이용하여 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 클라이언트 장치를 애플리케이션 서버(10)에 접속시킬 수 있는 라우팅 메커니즘(routing mechanism)(IP-IP 터널(14))을 제공함으로써 실질적으로 끊김없이(seamlessly) 이루어질 수 있다. 제안된 장치는 일반적인 용도에 적합한 계층 2 기법(Layer 2 technique)으로서 이동 클라이언트 장치(MT)와 서버(10)는 네트워크 계층에서 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 통신하는 방식으로 이용되도록 구성되고, 이동 클라이언트(MT)의 인터넷 프로토콜 어드레스는 통신 표준 중 제 1 통신 표준으로부터 제 2 통신 표준으로의 핸드오버(handover) 동안에 동일하게 유지된다.

Description

통신 시스템, 통신 수행 방법, 소프트웨어 제품, 클라이언트 장치 및 서버{A METHOD AND SYSTEM FOR CONNECTING MOBILE CLIENT DEVICES TO THE INTERNET}

인터넷 또는 다른 IP 기반 네트워크에 대한 접속은 WLAN(Wireless Local Area Network), WPAN(Wireless Personal Area Network) 또는 GPRS(Generalized Packet Radio System) 등의 셀룰러 시스템과 같은 여러 액세스 네트워크를 사용하는 PDA(Personal Digital Assistant), 랩탑(laptops) 및 이동 전화기 등과 같은 클라이언트 장치에 의해 이루어질 수 있다.

무선 액세스 기술(IEEE802.11, 블루투쓰™(Bluetooth™) 및 GPRS)의 급속한 확산으로, 사무실 내에서나 이동 중에 PDA 등과 같은 휴대형/이동 클라이언트 장치를 가지고 인터넷 상의 서비스에 접속할 수 있게 되었다. WLAN/GPRS 카드 등과 같은 복합 제품이 출시되고 있지만, 서로 다른 기술 분야에 걸친 끊김 없는 로밍(seamless roaming)의 실현은 여전히 보편적이지 않다.

그러나, 몇몇 장치는 이미 하나 이상의 무선 통신 표준 또는 네트워크를 이용하여 인터넷으로의 액세스를 획득하는 기능을 보유하고 있다. 그 일례로는 블루투쓰(Bluetooth)에 의한 지원이 가능한 GPRS 전화기가 있는데, 건물 내에서 이 장치를 사용할 때에는. 블루투쓰 네트워크 액세스 포인트가 이동 전화기와 인터넷 사이에서 트래픽(traffic)을 전달할 수 있지만, 실외에서 GPRS 표준은 더 낮은 속도로 동일한 기능을 제공한다. 더 많은 무선 표준이 다양화된 특성과 비용을 제공할 수 있게 되는 것에 따라서 이러한 경향은 지속될 것으로 예측된다. 따라서, 접속되어야 하고 도달 가능해야 하는 다양한 무선 장치에 의해 인터넷 또는 다른 IP 기반 네트워크를 액세스할 수 있게 될 것이다.

IETF(Internet Engineering Task force)는 다음 사이트에서 입수 가능한 문헌에서 논의되는 바와 같이 인터넷 호스트의 이동성을 위한 프로토콜을 개발하고 있다.

(1) IETF Mobile IP WG,

http://www.ietf.org/html.charters/mobileip-charter.html

(2) K. El Malki 등에 의한, "Low Latency Handoffs in Mobile IPv4",

http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-lowlatency-handoffs-v4-03.txt(현재 작업 중임)

(3) G. Dommeti 등에 의한, "Fast Handovers for Mobile IPv6",

http://www.ief.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-03.txt(현재 작업 중임)

이들 제안서는 본 명세서의 작성 시기에 아직 완성되지 않았다. 또한, 위의 프로토콜들(이동 IP(Mobile IP) 및 그의 개선)은 더 낮은 계층 성능에 의존해야 할 것이며, 이는 또한 표준화되지 않았다. 이동 IP(1)는 네트워크 이동성을 지원하는 프로토콜이다. 그의 주요 특징은 다음과 같다.

1) 상위 계층에 대한 투명성(Transparency)

2) IPv4와의 상호 운용성(Interoperability) : 하나의 애플리케이션은 오직 IPv4 어드레스만을 이용하여 다른 하나의 애플리케이션에 데이터를 전송할 수 있다.

3) 크기 조절성(Scalability) : 이동 IP는 소형 LAN 또는 대형 WAN에서 작동될 수 있다.

4) 보안(Security) : 이 프로토콜은 메시지를 인증하고 네트워크 상에서 데이터를 보호하기 위한 소정의 기구를 제공한다.

5) 미세 이동성(Micro-mobility) : 이는 이동 단말기의 이동이 빈번하지 않을 때 작동되는데, 예를 들어, 이 특성에 의하면 매 3분마다(GSM 시스템에서의 전형적인 값임) 자신의 액세스 포인트가 변하는 이동 단말기를 효과적으로 지원할 수 없다.

이동 IP는 대규모의 이동성을 위해 설계되었고, 그에 따라 몇몇 수직 시장(vertical markets)의 요구, 예를 들면 애플리케이션 제공자가 클라이언트에 대한인증 및 허가를 포함하여 자신의 서비스로의 액세스를 제어하는 경우에 그 요구를 만족시키는 것은 너무 복잡하다.

일반적으로, 이동성은 무선 액세스 및 인터넷 아키텍처 내에서 이미 본질적으로 존재하고 있었던 보안 위험성(security risks)을 더욱 증가시킨다. 이상적으로, 단말기는 서비스 거부 공격뿐만 아니라 서버로의 허가받지 않은 액세스를 방지해야 한다. MIPv4는 위치 바인딩 업데이트(location binding updates)를 위조하여 다른 클라이언트에게 트래픽이 부적절하게 리디렉트(redirected)되게 하는 것이 비교적 용이하기 때문에 안전한 해결책으로 간주되지 않는다. 링크(link)로부터 애플리케이션 계층까지의 시스템 아키텍처, 전체적 성능 및 복잡성에 대한 여러 관련성을 이용하여 여러 계층에서의 보안 성능을 강화할 수 있다.

본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol : IP) 기반의 통신 장치에 관한 것으로, 특히, 인터넷 프로토콜 호환 가능 네트워크를 복수의 통신 표준을 이용하여 실질적으로 끊김없이(seamlessly) 액세스할 수 있는 인터넷 프로토콜 기반의 통신 장치에 관한 것이며, 이것으로 한정되지는 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템에 대한 개략도,

도 2는 도 1에 도시된 시스템에 대한 블록도,

도 3은 본 발명의 일실시예 내에서 사용된 인터넷 프로토콜 터널링 기법(IP-IP Tunnel)에 대한 개략도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 내의 주요 기능 블록에 대한 클래스 다이어그램(class diagram),

도 5는 클라이언트 장치에 의해 도 1에 도시된 시스템의 서버에 대한 초기 액세스를 나타내는 순차도(sequence diagram),

도 6은 도 1에 도시된 시스템에서 사용되는 통신 표준들간의 수직 핸드오버에 대한 순차도.

본 발명의 목적은 향상된 인터넷 프로토콜 기반 통신 장치를 제공하는 것이며, 특히, 이용 가능한 네트워크 인프라 구조(infrastructure)(무선형 또는 유선형)에 따라서 하나의 네트워크 액세스 표준으로부터 다른 하나의 네트워크 액세스 표준으로 이동 장치를 스위칭하기 위한 효과적인 구성을 제공하는 것으로서, 이것으로 한정되지는 않는다. 따라서, 본 발명은 다음을 포함하는 통신 시스템을 제공한다.

a) 인터넷 프로토콜 호환 가능 통신 네트워크.

b) 복수의 통신 표준 중 어느 하나의 통신 표준에 따라서 상기 네트워크에접속되고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 통신 표준들 사이에서 변경되기 위한 용도로 구성되는 클라이언트 장치.

c) 상기 클라이언트 장치와 통신하기 위해서 상기 네트워크에 접속하기 위한 용도로 구성되는 서버.

여기에서, 상기 클라이언트 장치 및 상기 서버는 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 네트워크 계층에서 통신하기 위한 용도로 구성되고, 상기 클라이언트 장치의 인터넷 프로토콜 어드레스는 상기 통신 표준 중 제 1 통신 표준으로부터 제 2 통신 표준으로의 핸드오버(handover) 동안에 동일하게 유지된다. 상기 통신 표준은 무선 표준 또는 유선 표준일 수 있고, 상기 클라이언트 장치는 이동형 또는 휴대형 장치를 포함할 수 있다.

상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법은 상기 클라이언트 장치를 서브넷(subnet)에 접속하는 데 사용되는 인터넷 프로토콜 어드레스와 상기 클라이언트 장치를 상기 서버에 접속하는 데 사용되는 인터넷 프로토콜 어드레스 사이를 차별화할 수 있다.

상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법은 하나의 인터넷 프로토콜 데이터그램(internet protocol datagram)을 다른 하나의 인터넷 프로토콜 데이터그램 내에 인캡슐레이트(encapsulate)할 수 있다.

상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법에서의 서버 엔드 포인트(server endpoint)는 실질적으로 고정될 수 있고, 클라이언트 장치 엔드 포인트는 로밍에 의한 결과로 변동될 수 있다. 상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법은 애플리케이션에 대한 하나의 인터넷 프로토콜 어드레스를 유지할 수 있고, 트래픽의 전달을 위해 동적으로 할당되는 인터넷 프로토콜 어드레스에 의존할 수 있다.

적어도 2개의 상기 통신 표준에서 베어러(bearers)의 네트워크 구조는 일반적으로 연결되지 않을 수 있다.

상기 표준들 간의 상기 변경을 개시하는 상기 사전 결정된 환경은 이용 비용, 대역폭 이용 가능성, 수신된 신호 강도, 링크 품질, 링크 이용 가능성, 신호 대 노이즈 비(signal-to-noise ratio), 전력 소모 또는 명백한 사용자 개입(intervention) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

네트워크 계층의 재구성을 이용하여 2개의 상기 통신 표준들 간의 전이를 수행할 수 있다.

상기 클라이언트 장치와 액세스 포인트 등과 같은 네트워크 유닛 사이에서, 2개의 상기 통신 표준 각각에 대한 링크 계층 핸드오버는 드라이버 레벨에서 연결되지 않을 수 있고, 상기 링크 계층 핸드오버는 각각의 상기 표준에 대해 독립적으로 수행될 수 있다.

상기 클라이언트 장치는 2개의 상기 통신 표준들 간의 수직 핸드오버(vertical handover), 예를 들면 인터-서브넷 로밍(inter-subnet roaming) 동안에 새로운 인터넷 프로토콜 어드레스에 자동적으로 할당될 수 있다.

바람직하게는, 각각의 네트워크 액세스 포인트가 동일한 인터넷 프로토콜 서브넷에 속하는 2개의 상기 통신 표준들간의 상기 수직 핸드오버 이전 및 이후에 상기 클라이언트 장치에 의해 사용되는 경우에는, 새로운 인터넷 프로토콜 어드레스가 상기 클라이언트 장치에 할당되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 인트라-서브넷 로밍(intra-subnet roaming)의 경우 또는 WPAN(Wireless Personal Area Network) 및 WLAN(Wireless Local Area Network) 사이에서 스위칭되는 경우에 그러하다. 액세스 포인트가 동일한 LAN 세그먼트(segment)에 속하면, 해당 장치의 IP 어드레스는 변경되지 않은채로 유지되는 것이 바람직하다.

상기 시스템은 상기 통신 표준 중 어느 것(들)을 사용할 수 있는지 모니터링하고, 상기 모니터링에 기반하여 사용되는 통신 표준들 사이의 스위칭에 대한 결정을 내리는데 적합한 라우팅 관리자(routing manager)를 더 포함할 수 있다.

상기 라우팅 관리자는 하위 계층(lower layer)으로부터의 입력, 상기 클라이언트 장치의 위치 또는 사용자 요구 사항 중 적어도 하나를 기초로 하여 상기 결정을 내릴 수 있다. 각각의 상기 통신 표준은 개개의 인터페이스를 통해 상기 네트워크에 액세스할 수 있고, 상기 라우팅 관리자는 예를 들면 전력 절감을 달성하기 위해서 사전 결정된 조건 하에서 적어도 일시적으로 하나 이상의 상기 인터페이스를 비활성화시킬 수 있다.

상기 시스템은 허가된 클라이언트 장치만이 상기 네트워크에 액세스하도록 허용하는 보안 장치를 더 포함하는데, 상기 보안 장치는 다음 사항 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

a) SSL(Secure Socket Layer) 등과 같은 보안 데이터 전송에 기반하는 애플리케이션.

b) HTTPS(HyperText Transfer Protocol messages)에 적용된 SSL(SecureSocket Layer) 등과 같은 보안 데이터 전송을 이용하는 위치 업데이트 보호.

c) 예를 들면 사용자 인증 및/또는 검증을 포함하여 네트워크로의 액세스의 제어. 그 예로는 RADIUS 서버에 접속된 액세스 포인트 및 GPRS SIM 카드 기반의 보안이 있음.

d) 인터넷 또는 다른 인터넷 프로토콜 기반 네트워크에 접속되어야 하는 상기 통신 표준이 네트워크에 액세스할 때마다 사용되는 방화벽(firewalls).

상기 통신 표준은 무선 액세스 프로토콜을 정의할 수 있다. 무선 액세스 프로토콜은 임의의 적절한 무선 액세스 시스템, 예를 들면 FDMA(Frequency Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), TDD(Time Division Duplex), OFDMA(Orthogonal Frequency Multiple Access) 또는 이들의 조합인 CDMA/FDMA, CDMA/FDMA/TDMA, FDMA/TDMA 등에 기반을 둘 수 있다. 특정한 예로서, IEEE 802.11b, 블루투쓰 및 GPRS 중의 하나를 선택할 수 있다.

본 발명은 또한 인터넷 프로토콜 호환 가능 네트워크 내에서 통신을 수행하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 다음 단계를 포함한다.

a) 복수의 통신 표준 중 어느 하나에 따라서 클라이언트 장치를 상기 네트워크에 접속시키고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 통신 표준들 사이에서 변경시키는 단계.

b) 상기 클라이언트 장치와 통신하기 위해 서버를 상기 네트워크에 접속시키는 단계.

c) 네트워크 계층에서 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 상기 클라이언트 장치와 상기 서버 사이에서 통신을 실행하면서, 상기 통신 표준들 중 제 1 통신 표준으로부터 제 2 통신 표준으로 핸드오버하는 동안에 상기 클라이언트 장치의 인터넷 프로토콜 어드레스를 동일하게 유지하는 단계. 상기 통신 표준은 무선 또는 유선 표준을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 방법 내에서 상술된 단계를 포함하는 방법을 구현할 수 있는 실행 가능한 프로그램이 인코딩되어 있는 소프트웨어 제품을 제공한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 시스템 또는 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 클라이언트 장치를 제공하는데, 상기 클라이언트 장치는 복수의 통신 표준들 중 어느 하나에 따라서 상기 서버와 통신하고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 표준들간에 변경될 수 있으며, 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 상기 통신을 수행할 수 있고, 상기 클라이언트 장치는 PDA, 랩탑 컴퓨터 또는 이동 전화기 등과 같은 이동 단말기를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 시스템 또는 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 서버를 제공하는데, 상기 서버는 복수의 통신 표준들 중 어느 하나에 따라 하나 이상의 상기 클라이언트 장치와 통신하고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 표준들간의 변경을 제어하도록 적응되며, 상기 통신은 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 수행된다.

본 발명은 소정의 실시예를 참조하고 상술된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 이러한 설명은 단지 예로서 제시된 것일 뿐이며, 본 발명은 그것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 청구항에 언급된 "포함한다"라는 단어는, 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하는 것이 아니고, 단수로 표현된 대상은 특별히 언급되지 않는 한 복수의 해당 대상의 존재를 배제하지 않는다. 예를 들면 채널 디코더(channel decoder), 채널 등화기(channel equalizer) 등과 같은 수 개의 개별적인 항목 또는 예를 들면 채널 디코딩 수단, 채널 등화 수단 등과 같이 개별 기능이 주어진 항목에 있어서, 본 발명은 복수의 이러한 항목을 예를 들면, 해당 기능을 수행하기 위한 관련 소프트웨어 애플리케이션 프로그램을 구비하는 프로세서 등과 같은 단일 항목 내에 구현하는 것도 본 발명의 범주 내에 포함한다.

본 발명 내에서는, 복수의 통신 표준들 중 어느 하나에 따라 네트워크에 접속되도록 구성되는 클라이언트 장치를 참조한다. 클라이언트 장치에 관련될 때 "복수의 통신 표준"이라는 용어는 당업자에게 있어서 다중 모드 단말기(multi-mode terminal)를 의미한다. 이러한 다중 모드 단말기는 소위 조합 칩셋(combination chipset) 또는 "콤보(combo)" 카드를 구비하는 PDA일 수 있는데, "콤보" 카드는 블루투쓰, IEEE802.11b 및 GSNI/GPRS 송수신기(transceivers)로 이루어진 장치에 기능성을 제공하는 카드이다. 통신 장치 내에서 사용되는 "표준"은, 예를 들면 정부 기관이거나 IETF, ETSI, ITU 또는 IEEE 등(이것으로 한정되지 않음)과 같은 비영리 기관을 포함하는 인증된 기관에 의해서 작성된 기술 지침서를 포함할 수 있다. 이러한 기관에 의해서 발행되거나 권고된 표준은 예를 들면 기존의 방법, 접근법 및 기술 경향과 기술 개발에 대한 강도 높은 연구에 뒤따라 협력 그룹 또는 위원회에 의해 초안이 작성된 명세서를 기초로 하는 공식적인 과정의 결과물일 수 있다. 제안된 표준은 해당 표준에 부합되는 제품이 시장에서 우세하게 됨에 따라 추후에 공인된 기관에 의해 인가를 받거나 승인되고, 시간이 지나서 합의에 의해 채택될 수도 있다. 이러한 보다 덜 공식적인 "표준"의 확립은 단일 회사 또는 일군의 회사에 의해 개발된 제품 또는 원리의 구현에 의해 생성된 기술 지침서를 더 포함할 수 있다. 이는 특히 성과 또는 모방을 통해서, 이러한 지침서가 너무나 광범위하게사용되어, 그 기준에서 벗어나면 호환성 문제를 유발하거나 시장성(marketability)을 제한하게 되는 경우에 해당될 것이다. 하드웨어 부품이 수용된 표준에 부합되는 정도는, 그 원리를 기초로 하거나 그에 대해 설계된 표준에 대해 하드웨어가 모든 측면에서 유사하게 작동되는 정도에 의해서 고려될 것이다. 소프트웨어에 있어서, 그 호환성(compatibility)은 컴퓨터 소자와 프로그램 사이의 작업 지향 레벨에서 달성되는 조화로서 고려될 수 있을 것이다. 그러므로, 표준에 대한 소프트웨어 호환성은 또한 프로그램이 공동으로 작동될 수 있고 데이터를 공유할 수 있는 정도를 가지고 고려될 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 사용자 장치는 이동성을 제공받고, 즉, 이동 단말기(mobile terminal : MT)로 대표될 수 있는 이 장치는, 소정의 수직 시장 환경(예를 들면, 재무 협회)에서 확인되는 바와 같은 다수의 통신 표준을 이용하여 고지되고 적절하게 구성된 서버(10)에 접속될 수 있다. 무선 액세스 프로토콜은 소정의 적합한 무선 액세스 시스템, 예를 들면, FDMA(Frequency Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), TDD(Time Division Duplex), OFDMA(Orthogonal Frequency Multiple Access), COFDMA(Coded Orthogonal Frequency Multiple Access) 또는 이들의 조합인 CDMA/FDMA, CDMA/FDMA/TDMA, FDMA/TDMA 시스템 등을 기반으로 할 수 있다. 특히 유용한 예로서, IEEE 802.11b, 블루투쓰 및 GPRS 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 그러나, 다른 무선 또는 유선 표준(이더넷(Ethernet), 토큰 링(Token Ring))도 사용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 무선 프로토콜에 대한 일반적인 정보는 Richard van Nee와 Ramjee Prasad에 의한 "OFDM for wireless multimedia communications"라는 제목의 문헌(Artech House, 2000)과, Tero Ojanperk와 Ramjee Prasad에 의한 "Wideband CDMA for third generation mobile communications"라는 제목의 문헌(Artech House, 1998)과, John Phillips와 Gerard Mac Namee에 의한 "Personal mobile communications with DECT and PWT"라는 제목의 문헌(Artech House, 1998)과, Ramjee Prasad에 의한 "CDMA for mobile personal communications"라는 제목의 문헌(Artech House, 1996)과, Walter Tuttlebeee에 의한 "Cordless telecommunications Worldwide"라는 제목의 문헌(Springer, 1997)과, 유사한 표준 문서에서 확인할 수 있다.

본 발명은 클라이언트 장치(MT) 상의 서로 다른 인터페이스 사이에서 끊김 없는 표준 규격의 스위칭을 위한 라우팅 솔루션(routing solution)을 제공한다. 이에 대한 문제는 3개의 OSI 계층(PHY, 링크 계층 및 네트워크)을 포함한다. 본 명세서에서 논의되는 실시예는 클라이언트 장치(MT)가 3개의 상술된 표준을 갖추는 것 외에, 데이터 컨텐츠를 검색하거나 프록시 기법(proxy techniques)을 구현할 수 있는 엔드 서버(end server)(10)까지 서비스 제공자에 의한 제어가 도달한다는 제한된 시나리오 내에서의 이동성 지원에 대해 중점적으로 다룰 것이다. 이것으로 이 서버(10)는 증서 발급, 통계 수집, 방화벽 및 인증과 함께 인터넷 또는 다른 IP 기반 네트워크에 대한 완전한 액세스를 제공할 수 있다.

전형적인 실시예에서, 법인 사무실 내에 있는 동안에는 무선 LAN 인프라 구조 또는 블루투쓰 액세스 포인트를 이용하고, 이동 중에는 GPRS 등의 셀룰러 액세스 또는 UMTS를 이용하여 서버에 도달할 수 있다. 클라이언트 장치는 PDA(Personal Digital Assistant) 또는 PocketPC(TM)의 형태를 갖는 이동 단말기일 수 있는데, 이 경우에 블루투쓰 액세스는 전력 소모 문제 때문에 WLAN인 것이 바람직하지만, GPRS는 다른 액세스 포인트가 무선 범위(radio coverage)를 제공하지 않는 경우에도 언제나 백본(backbone)으로서 이용 가능하다. 통합 시나리오 내의 액세스 포인트를 접속하는 네트워크는 라우터에 의해서(선택적으로는 공용 인터넷 상의 VPN(Virtual private Network)에 의해서) 함께 접속되는 수 개의 IP 서브넷을 포함할 수 있다. 통합 네트워크를 인터넷에 접속시키는 포인트(진입 라우터(ingress router))는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 방화벽에 의해 항상 보호되는 것이 바람직하고, 이동 단말기는 방화벽 구성에 대한 특수한 방식을 요구하지 않으면서 그에 따른 제한을 고려하는 것이 바람직하다. 통합 인프라 구조에서는, RADIUS 서버를 이용하여 이동 단말기의 액세스를 제어할 수 있다. 또한, DHCP 인프라 구조를 전개하여, 이동 단말기를 임대된(leased) IP 어드레스에 할당할 수 있다. 사용자의 단말기에서, 다른 무선 액세스 기술 대신에 소정의 무선 액세스를 선택하는 데 사용되는 기준은 사용 시나리오에 의존할 수 있다. 예를 들면 사용자는 전용 구성 도구를 이용하여 자신의 기호를 이동 단말기 내에 설정할 수 있다.

다음으로 특히 도 1을 참조하면, 이동하는 최종 사용자의 제어 하에 있는 클라이언트 장치는 다중 모드 사용자 장치인 3개의 서로 다른 무선 기법, 즉 IEEE802.11b, 블루투쓰 및 GPRS을 다수 장착하고 있다. 클라이언트 장치는 이동성을 갖고, 사용자가 휴대할 수 있는 것이 바람직하며, 편의 상 이동 단말기(mobile terminal : MT)로서 지칭될 것이다. 당업자라면 이동성, 휴대성은 필수적 조건이 아님을 인식할 것이다. 이동 단말기(MT)에서, 웹 브라우저(web browsers) 등과 같은 애플리케이션은 특히 계층1 또는 계층l/계층2 프로토콜 등의 통신 프로토콜(예를 들면, 표준 TCP/IP 프로토콜 등)을 통해서, 서비스 제공자에 의한 관리상 제어 하에 있는 고정된 서버(10)에 접속된다. 위치, 대역폭 조건 및 전력 소모를 포함할 수 있는 사전 결정된 조건에 따라서, 이동 단말기(MT)는 이러한 복수의 서로 다른 무선 인터페이스들, 또는 이 실시예에서 사용되는 서로 다른 무선 또는 유선 표준에 적합한 인터페이스들 사이에서 스위칭될 필요가 있을 것이다.

저 전력 조건이 주된 제한이고, 이동 영역이 예를 들면 사무실 환경으로 제한되는 경우에 블루투쓰™가 제안된다. 블루투쓰™ 통신에 관한 유용한 논의는 Jennifer Bray와 Charles F. Sturman에 의한 "Bluetooth™, Connect Without Wires"라는 제목의 서적(ISBN 0-13-089840-6 하에 Prentice Hall PTR에서 출판됨)에서 확인할 수 있다.

IEEE802.11b는 사무실 또는 건물 인근에서 더 넓은 액세스가 필요하고 더 높은 대역폭이 요구되는 경우에 보다 더 적합하다. 무선 LAN 프로토콜 및 시스템에 관한 일반적인 정보는 Jim Geier에 의한 "Wireless LANs"라는 제목의 문헌(Macmillan Technical press, 1999)에서 확인할 수 있다. 무선 LAN 리소스를 사용할 수 없다면(예를 들어, 블루투쓰™와 IEEE802.11b를 모두 사용할 수 없다면), GPRS 접속을 이용해야 한다.

본 발명은 상위 계층(upper layer) 재구성을 필요로 하지 않고, 바람직하게는 성능에 큰 영향을 주지 않으면서 이들 무선 기법들 사이에서의 끊김 없는 전이를 가능하게 한다. 이는 다음 사항이 구현되는 것이 바람직하다는 것을 의미한다.

(i) 수직 핸드오버 지원(링크 계층 이동성)

(ii) IP 이동성 지원(네트워크 이동성)

IP 이동성 지원은 현재 강도 높은 연구 대상이 되고 있으며, 표준화 그룹 내에서 여러 제안이 논의되고 있다. 그러나, 지금까지 그 중 어느 것도 광범위하게 용인되지 못했고, 그 중 어느 것도 현재까지 널리 이용되지 않고 있다. 그 때문에, 이동 단말기(MT) 및 서버(10)만을 포함하는 해결책을 제공하도록 제안된 바 있다. 중간 네트워크(intermediate network)는 GPRS를 위한 DHCP 및 PPP 동적 어드레스 구성(dynamic address configuration) 등과 같은 통상의 자동 네트워크 구성 프로토콜을 제외하고는 본 발명을 구현하는 데 있어서 특수한 피처 또는 추가적인 피처를 필요로 하지 않는다.

다음으로 도 2를 참조하면, WPAN, WLAN 및 셀룰러 시스템의 범위 내에 속하는 영역 내에서 이동하는 동안에, 이동 단말기(MT)는 인터넷 또는 다른 IP 기반 네트워크에 접속할 필요가 있다. "LAN"이라는 용어에 있어서, 당업자라면 공유형 리소스 네트워크의 LAN(Local Area Network), MAN(Municipal Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), CAN(Controller Area Network)를 가지고 본 발명의 모든 실시예를 구현할 수 있다는 것을 인식할 것이며, 앞서 열거된 내용은 모두 예시이며 본 발명의 범주 내에 포함된다. 이동 단말기(MT)가 네트워크 내의 서버와의 진행 중인 세션(session)이 존재한다면, 이동 단말기(MT)가 하나의 액세스 시스템으로부터 다른 하나의 액세스 시스템으로 스위칭될 때 이 세션은 중단되지 않아야 한다. 기존의 TCP/IP 세션은 지연(stalling), 예를 들면 정지되는 것을 방지되어야 하기 때문에 사용자 개입이 재개되어야 할 필요가 있다. 수직 핸드오버가 실행될 때, 액세스 포인트(AP)가 동일한 IP 서브넷에 속하는 WPAN/WLAN간의 스위칭과 같은 특수한 경우를 제외하고는 이동 단말기(MT)에는 새로운 IP 어드레스가 할당될 가능성이 높다. 본 명세서에는 공통 어드레스 구성 요소를 공유하는 네트워크의 일부분은 서브넷 등과 같이 지칭될 수 있다는 것이 언급되어 있다. TCP/IP 네트워크에서, 서브넷은 장치의 IP 어드레스가 동일한 프리픽스(prefix)를 갖는 모든 장치로 정의된다.

그러므로, 본 발명에 의해 해결되어야 할 문제는 이하의 요점으로 요약될 수 있다.

1. 서로 다른 무선 네트워크 인프라 구조의 존재를 감지하는 것.

2. 수직 핸드오버를 실행할 시기를 결정하는 것.

3. 새로운 무선 인프라 구조가 사용될 수 있도록 무선 하드웨어를 재구성하는 것.

4. 새로운 네트워크(AAA 포함)에 등록하는 것.

5. 필요한 경우, 새로운 IP 어드레스를 획득하는 것.

6. 네트워크 계층에서의 적절한 신호 전송을 이용하여 새로운 액세스 네트워크 및 액세스 포인트(AP)를 통과하는 IP 패킷(packets)의 라우팅을 처리하는 것.

7. 인터넷에 접속하기 위해 새로운 표준을 사용하고, 새로운 IP 어드레스를 사용할 수 있도록 무선 네트워크 인터페이스를 재구성하는 것.

8. 보안 보호가 오직 허가된 장치만이 서비스를 이용할 수 있도록 보장하고, 또한 서비스 거부 공격을 방지하게 하는 것. 오직 허가된 클라이언트만이 서비스에 액세스하도록 허용되어야 하고, 접속되면, 이 클라이언트는 도청(eavesdropping), 트래픽의 리디렉션(redirection), 중간자(man-in-the-middle) 공격 및 가능한 한 여러 종류의 보안 공격으로부터 보호되어야 한다.

본 발명은 기본적으로 OSI 프로토콜 스택(protocol stack)의 네트워크 계층에서의 클라이언트/이동 장치의 라우팅 문제와 보안(요점 3, 요점 4, 요점 5 및 요점 8)에 초점을 맞춘다. 하위 계층, 즉, 무선 네트워크 인터페이스는 나머지 요점들을 지원하는 것으로 가정하였다.

일반적으로, 인터넷 프로토콜을 활용하는 장치를 위한 핸드오버 기법은 링크 및 네트워크 OSI 레벨과 연관된다. 이 기법은 이하에 별도로 다뤄지는 2개의 서로 다른 이동성 문제를 유발한다. 본 발명의 일실시예에 따른 방법에서, 이동 단말기(MT)는 복수의 무선 기법을 이용하여 인터넷 또는 다른 IP 기반 네트워크 내에 위치된 서버(10)에 접속될 수 있는데, 이 실시예에서 이러한 복수의 무선 기법은 예를 들면 블루투쓰™, IEEE802.11b 및 GPRS 등이다. 3개의 베어러로 이루어지는 네트워크 구조는 일반적으로 연결되지 않는다. GPRS에서는 이 사실이 옳지만, 블루투쓰™ 및 IEEE802.11b는 동일한 코어 네트워크(core network) 상에 공존할 수 있다.

링크 계층 이동성(Link Layer Mobility)

링크 계층 이동성에 있어서, 동일한 무선 기법으로 구성되는 유닛들(MT, AP) 사이의 링크 계층 핸드오버는 기반이 되는 기법에 의해 이미 구현된 것으로 보인다. 보다 구체적으로는 다음과 같다.

(1) 블루투쓰™: 블루투쓰 액세스 포인트들간의 블루투쓰 링크 레벨 이동성은 표준화되어 있고, PAN 프로파일의 미래 버전의 일부가 될 것이다.

(2) IEEE 802.11 : IEEE 표준에는 링크 계층에서 로밍을 지원하기 위한 기본 메시지 포맷이 지정되어 있으나, 그 외의 모든 사항은 네트워크 벤더(network vendors)에게 달려 있다.

(3) GPRS : GSM 셀 내에서의 로밍은 서비스 베어러에 의해서 전체적으로 관리되며, 이동 단말기(MT)는 "언제나 온(ON) 상태"인 것으로 간주된다.

이러한 3개의 핸드오버 해결책은 드라이버 레벨에서 서로에 대해 완전히 단절되어 있지 않으며, 독립적으로 작동될 수 있다. 비용, 대역폭 또는 전력 조건에 있어서 보다 편지한 기법을 제공하는 영역 내에 이동 단말기(MT)가 들어가는 경우 또는 더 이상 이용할 수 없는(예를 들면, 신호 범위 초과(out of range) 등) 경우에는 서로 다른 기법들간의 스위칭(수직 핸드오버)이 필요하다. 그러므로, 이러한 2개의 항목이 정의되어야 한다.

- 링크 이용 가능성 테스트 절차

- 기법 스위칭 대책

첫 번째 항목을 고려하면, 액세스 포인트 검출을 가능하게 하는 기법이 제시되어 있다. 몇몇 에이전트(agent)는 지속적으로 서로 다른 기법의 이용 가능성을 모니터링하고 전개되어야 하는 적절한 소프트웨어 모듈에 정보를 제공할 수 있다. 포함된 기법은 매우 상이하고, 그에 따라 링크 이용 가능성 테스트 절차의 문제는 완전히 상이한 방식으로 처리되어야 한다.

두 번째 항목을 고려하면, 기법 스위칭은 전력 소모 제한 등과 같은 다른 파라미터와 함께 링크 품질 및 이용 가능성에 의존하여 수행된다. 각각의 무선 인터페이스는 2개의 상태 즉, 온(ON) 상태 또는 오프(OFF) 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있고, 무선 링크 품질에 관해 질의하며, 수신된 신호 강도 또는 신호 대 노이즈 비 등과 같은 파라미터 또는 다른 표시자를 검색할 수 있다. 드라이버 바로 위의 전용 에이전트(라우팅 관리자(Routing Manager : RM))는 하위 계층으로부터의 입력, 장치의 위치 및/또는 사용자 요구 사항을 기반으로 하여 어느 기법을 사용해야 하는지를 결정한다. 또한, 라우팅 관리자(RM)는 전력의 절약을 위해서 몇몇 무선 인터페이스를 일시적으로 비활성화시킬 수 있다. 본 발명은 3개의 무선 장치 각각에 대해 별도의 인터페이스를 할당하도록 제안한다. 이하에서 확인되는 바와 같이, 이 해결책은 네트워크 이동성을 취급할 때 대두되는 문제점의 일부를 단순화한다.

가장 단순한 시나리오에 있어서, 동일한 무선 기법의 액세스 포인트(AP)는 동일한 서브넷 상에 위치된다. 결과적으로, 블루투쓰와 802.11의 액세스 포인트(AP)는 동일한 LAN을 공유한다. 다수의 서브넷을 포함하는 보다 더 복잡한 환경은더 높은 네트워크 이동성 프로토콜을 필요로 하기 때문에 관리하기가 훨씬 더 까다롭고, 이는 이하의 하부 섹션에서 설명될 것이다.

네트워크 이동성

다수의 이용 가능한 무선 기법과의 로밍을 포함하는 시나리오에 있어서, 다음 4개의 시나리오를 확인할 수 있다.

1. 인트라-서브넷 동종 로밍(Intra-Subnet homogeneous roaming).

2. 인터-서브넷 동종 로밍(Inter-Subnet homogeneous roaming).

3. 인트라-서브넷 이종 로밍(Intra-Subnet heterogeneous roaming)

4. 인터-서브넷 이종 로밍(Inter-Subnet heterogeneous roaming).

이동 단말기(MT)가 동일한 IP 서브넷, 즉 액세스 포인트(AP) 내에 고정된 채로 유지되고, 액세스 포인트(AP)들 사이의 이동 단말기(MT) 로밍이 동일 IP 서브넷에 속하고 브리지(bridges)와 유사하게 작동하는 경우에 인트라-서브넷 로밍이 존재한다. 이 경우에, 이동 단말기(MT)는 자신의 네트워크 접속 포인트가 변경될 때 새로운 IP 어드레스로 할당되지 않는다. 인터-서브넷 로밍이 존재하는 경우는 인트라-서브넷 로밍이 존재하는 경우와는 반대이다.

동종 로밍은 기법 스위칭이 포함되지 않는 것, 즉 베어러가 핸드오버 동안에 변경되지 않는 것을 의미한다. 이종 로밍은 핸드오버 동안에 무선 기법 스위칭을 필요로 한다.

각 경우에 이동 단말기(MT)에 의해 수행되어야 하는 동작과 함께 서로 다른로밍 카테고리를 이하의 표에 요약하였다.

표 1 핸드오버 카테고리

하위 계층 베어러가 링크 계층에서의 핸드오프를 해결하기 때문에 인프라-서브넷 동종 핸드오버는 네트워크 프로토콜의 재구성을 필요로 하지 않는다.

인터-서브넷 동종 로밍은 다소 더 복잡한데, 이전과 동일하게 베어러에 의해 레벨 2 로밍을 다시 실행하지만, 이 때, 새로운 서브넷 내에서 통신하기 위해서는 클라이언트의 IP 어드레스를 재구성할 필요가 있다. 그러므로, 새로운 IP 어드레스가 자동적으로 이동 단말기(MT)에 할당되어야 한다. 새로운 IP 어드레스는 새로운 서브넷에 대한 통신을 허용하지만, 애플리케이션은 이동 장치 측에서도, 서버 측에서도 이동 장치의 IP 어드레스 변경에 관한 정보를 가질 수 없기 때문에, 이동 단말기(MT)와 서버(10) 사이의 단 대 단(end-to-end) IP 통신은 심각한 영향을 받는다. 이 경우에 IP 접속은 끊어지고, 실행 중인 애플리케이션은 새로운 IP 어드레스와 통신하기 위해서 재시동되어야 한다. 인터-서브넷 로밍을 수행할 때에도동일한 이동 단말기 IP 어드레스를 유지할 수 있게 하는 해결책을 발견하는 것이 바람직하다.

인트라-서브넷 이종 로밍은 액세스 포인트(AP)가 브리지로서 구성되기 때문에 IP 재구성을 필요로 하지 않지만, 기법의 스위칭은 이동 단말기(MT) 내에서 사용되는 무선 카드의 MAC 어드레스의 변경을 유발한다. 이는 제 1 홉 라우터(first hop router)(ARP) 테이블 상에서 이동 단말기의 ARP 엔트리(entry)를 리프레시(refreshing)할 필요가 있을 것이다. 또한, 링크 MTU(Maximum Transmission Unit)도 변경될 수 있다.

인터-서브넷 이종 로밍은 기반이 되는 기법이 변경된다는 것을 제외하고는 제 2 시나리오와 동일하다. 그러나 네트워크 계층의 관점에서의 문제는 동일하다.

(본 발명의 실시예)

이동 단말기(MT)가 동일 서브넷 내에서만 이동한다면, 그 IP 어드레스는 변경될 필요가 없고, 서버(10)와의 단 대 단 통신도 언제나 가능하기 때문에 아무런 문제가 발생되지 않는다. 2개의 기법간의 스위칭이 있으면, 네트워크 인터페이스의 MAC 어드레스는 변경된다.

동일 기법(동종)을 유지하거나, 2개의 서로 다른 기법(이종) 사이에서 스위칭되는 것에 의해 이동 단말기(MT)가 서로 다른 서브넷을 가로질러서 통과할 경우에, 네트워크 계층 로밍은 어려워진다. 사실상, 이동 단말기(MT)가 2개의 서로 다른 IP 서브넷을 제공하는 액세스 포인트(AP)들 사이에서 이동할 때, 이하에 제시된 2개의 강제적 조건이 서로 충돌된다.

1. 새로운 서브넷에 참여하기 위해서 이동 단말기(MT)는 새로운 IP 어드레스를 획득해야 한다.

2. 서버(10)와의 접속을 유지하기 위해서 이동 단말기(MT)는 동일한 IP 어드레스를 유지해야 한다(애플리케이션의 관점에서).

서브넷에 접속하기 위해 사용되는 IP 어드레스와 서버(10)에 접속하기 위해 사용되는 IP 어드레스를 차별화하고, 소위 "IP 인 IP 터널링(IP in IP tunneling)"을 이용함으로써 상술된 문제를 해결할 수 있다. 이 기법은 하나의 IP 데이터그램을 다른 IP 데이터그램 내에 인캡슐레이트(encapsulating)하는 것을 포함한다. 그 해결책을 설명하기 전에, IP 어드레스에 대한 이하의 용어를 제시해야 한다.

- IP_BEARER : 무선 접속 베어러가 자동적으로 이동 단말기(MT)에 할당하는 IP 어드레스이다.

- IP_CLIENT : 이동 단말기(MT)에 속한다. 애플리케이션은 이 IP 어드레스를 가지고 통신한다. 이는 서버(10)에 의해서 할당되고, 로밍 또는 스위칭 동안에 절대로 변경되지 않는다.

- IP_SERVER : 서버에 속한다. 애플리케이션은 클라이언트(MT)와 통신하기 위해 이 어드레스를 사용한다.

- IP_TEP : 서버에 속한다. 인터넷 또는 경우에 따라서는, 다른 IP 네트워크 상에서 서버가 발견되는 유효 IP 어드레스이다.

IP-IP 터널 내에서의 이들의 역할을 도 3에 도시하였다. 이러한 개념은 절대로 변경되지 않는 IP_CLIENT 및 IP_SERVER를 이용하여 애플리케이션 접속을 유지한다는 것이다. 특수한 프로토콜을 사용하는 서버(10)는 이동 장치에 IP_CLIENT를 할당한다. 이들 2개의 어드레스 사이의 트래픽은 터널 엔드 포인트들(tunnel end points) 사이의 IP 통신 내에 전달(또는 "인캡슐레이트")된다. 서버 엔드 포인트(IP_TEP)는 고정되는 반면, 클라이언트(MT) 엔드 포인트는 인터-서브넷 로밍에 의한 결과로 변경될 수 있다. 이 접근법을 사용하면, 애플리케이션에 대해 동일한 IP 어드레스를 유지할 수 있고, 트래픽 전달을 위해 동적으로 할당된 IP 어드레스에 의존할 수 있다.

도 4에서, 대상 시스템의 주요 기능 블록에 대한 클래스 다이어그램을 표준 UML(Unified Modeling Language) 표기법을 사용하여 나타내었다. 주요 클래스, 그 방법 및 클래스간의 관계에 대해 나타내었다. 이 다이어그램은 클라이언트-서버 시스템의 주요 클래스를 나타내고, 본 발명의 일실시예에 따른 설계의 주요 기능성 블록을 나타내기 위한 단 하나의 목적을 위한 것이다. 도면의 좌측에는 주요 클라이언트 클래스인 이동 노드(Mobile Node)가 있는데, 이는 애플리케이션과 클라이언트 라우팅 클래스를 나타내며, 네트워크 및 DLC 계층 문제를 처리하는 모든 기능, 예를 들면, IP-IP 터널링 및 이용 가능한 무선 인프라 구조의 검출 및 관리 기능 등을 내장한다. 사실상, 이 클래스는 무선 네트워크로의 액세스를 요청하고, 핸드오버가 요구되는 시기를 검출하며, 서버(10)로부터 정보를 수신하여 IP-IP 터널을 형성하며, 실제적으로 터널링을 형성하는 방법을 출력(export)한다.

도 4의 우측에는, 서버 측 클래스가 도시되어 있는데, 특히, 애플리케이션서버, 터널 엔드 포인트 및 AAA서버가 도시되어 있다. 제 1 클래스는 일반적으로 웹 서버인데, 이 웹 서버는 또한 스크립트(script)를 실행하고 다이나믹 웹 페이지(dynamic Web pages)를 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 이메일(E-mail) 교환 서버 또는 데이터베이스 액세스 등과 같은 피처를 포함할 수도 있다. AAA 서버 클래스가 이동 클라이언트에 대한 인증(Authentication), 허가(Authorization) 및 평가(Accounting)를 수행하는 동안에, 터널 엔드 포인트 클래스를 사용하여 이동 클라이언트(MT)와의 IP 터널을 형성한다. 또한, 애플리케이션 서버는 세션 전체에 걸쳐 클라이언트에 의해 사용될 수 있는 IP 어드레스를 할당한다. 본 실시예에서는, 특정한 클라이언트에 대한 터널 엔드 포인트의 활성화 및 구성을 제어하는 단순한 웹 기반 AAA 서버를 사용하도록 제안되었다. 그 외의 클래스는 무선 액세스 네트워크들(예를 들면, 블루투쓰, IEEE 802.11 및 GPRS 등)을 나타내는데, 이들은 모두 베어러 인터페이스를 실행한다. 마지막으로 인터넷 클래스도 또한 도시되어 있다.

클래스들 사이의 관계를 (좌측에서 우측으로) 다음과 같이 해석할 수 있다. 이동 노드 클래스는 클라이언트 라우팅을 사용하여 베어러에 액세스한다. 베어러는 터널 엔드 포인트에 접속하기 위해 인터넷을 사용하는데, 이 인터넷은 애플리케이션 서버에 의해 사용된다. AAA서버는 터널 엔드 포인트와 연결된다.

시스템에 액세스될 필요가 있는 이동 단말기는 특정한 다이나믹 웹 페이지를 요청함으로써 AAA서버에 접속되는데, 이 요청은 SSL에 의해 보호된다. 다음에 액세스 스크립트를 실행하여 클라이언트 액세스 권한을 제어한다. 이 단계는 특정 데이터베이스에 접속된 인증 서버를 포함할 수 있다. 클라이언트 인증이 성공적이면, AAA 서버는 전용 프로토콜을 이용하여 터널 엔드 포인트에 접속하고, 인증된 클라이언트를 위한 터널을 형성한다. 마지막으로, AAA 서버는 클라이언트로의 웹 페이지로 복귀하여 해당 과정이 성공적으로 완료되었음을 표시한다. 이 웹 페이지에서, 애플리케이션 IP 어드레스도 또한 복귀되며, 클라이언트 라우팅 클래스는 이 어드레스를 획득하여 이동 단말기에 대한 터널을 형성할 수 있다.

이들 클래스를 실행하는 객체의 동적인 성향은 2가지 경우에 대한 순차적인 도면을 이용하여 이하에서 상세하게 설명할 것이다.

1. 서비스에 대한 이동 노드의 초기 액세스.

2. 이동 노드가 인터넷을 통해 서버에 액세스하기 위해 사용하는 무선 액세스 네트워크의 변경(즉, 수직 핸드오버 자체).

서버로의 초기 액세스

서버로의 초기 액세스는 도 5에 도시된 시간 순차도에 도시되어 있고, 아래에 개략적으로 설명된 단계를 포함한다.

1. 이동 단말기 링크 계층은 무선 인프라 구조(예를 들면, 블루투쓰, IEEE802.11 또는 GPRS 등)의 이용 가능성을 검출한다. 예에서는 블루투쓰를 사용한다.

2. 이동 단말기(MT)는 DHCP 프로토콜, 또는 GPRS의 경우에는 PPP를 이용하여 IP_BEARER 어드레스를 요청한다.

3. 베어러의 무선 인프라 구조는 요청을 검토하고, 이동 단말기(MT)에 호스트 구성 정보를 제공한다.

4. 이동 단말기(MT)는 무선 인프라 구조에 의해 제공된 데이터를 가지고 자신의 무선 인터페이스를 구성한다. 이 때, 이동 단말기(MT)는 자신의 새롭게 할당된 IP_BEARER 어드레스를 가지고 서버와의 직접 통신을 설정한다.

5. 이동 단말기(MT)는 자신의 새로운 IP_BEARER를 이용하여 잘 알려진 AAA 서버의 웹 서버 어드레스에 HTTP 요청(request)을 전송한다.

6. AAA 서버는 해당 요청을 분석하고, 인증 프로토콜을 이용하여 이동 단말기(MT)를 식별한다.

7. 인증이 성공적이면, IP-클라이언트 어드레스가 계산되고 이동 클라이언트에 할당된다.

8. 서버 터널이 형성된다.

9. 단 대 단 터널 구성을 RM에 전송한다.

10. 이동 단말기의 터널이 형성된다.

11. 서버의 터널이 설정된다.

터널이 성공적으로 형성된 후, 고정된 IP_CLIENT와 IP_SERVER 사이에서 이동 단말기(MT)와 서버(10) 사이의 통신이 발생된다. 다음에 서브넷 스위칭이 수행되는 경우, IP_CLIENT 어드레스는 일정하게 유지되는 반면 클라이언트(MT) 및 서버(TEP)의 터널 엔드 포인트는 재구성된다.

수직 핸드오버의 실행

수직 핸드오버가 실행되어야 할 때, 도 6에 도시된 순차적인 동작이 수행된다. 사용된 예는 블루투쓰™를 이용하는 이동 단말기(MT)에 관한 것으로, 이 블루투쓰는 건물 외부에 존재하고, GPRS 네트워크 인프라 구조를 검출한다.

1. 라우팅 관리자 객체(RM)는 새로운 무선 인프라 구조(GPRS)를 이용할 수 있는지, 또한 하부 드라이버(DLC)가 링크 계층 접속을 가능하게 하는지 검출한다.

2. 새롭게 검출된 인프라 구조(GPRS 네트워크)에 대해 IP_BEARER_2 어드레스를 요청한다.

3. GPRS 베어러는 인증을 수행하고, IP_BEARER_2 어드레스를 이동 단말기(MT)에 할당할 것인지 결정한다.

4. GPRS 인터페이스는 PPP 수단을 이용하여 자동적으로 구성된다.

5. 핸드오버가 요구되는 경우,

6. 터널은 이전의 IP_BEARER 어드레스(IP_BEARER_BT)를 새로운 IP_BEARER 어드레스(BT_BEARER_2)로 대체하도록 재구성된다.

7. 서버(10)로의 직접 접속을 이용하여(즉, 새로운 IP_BEARER_2 어드레스를 이용하여), 이동 단말기(MT)는 HTTPS 요청의 형태를 갖는 보안 바인딩 업데이트 메시지를 이용하여 자신의 터널의 재구성이 필요하다는 것을 웹 기반 인증 서버에게 통지한다.

8. 웹 기반 인증 서버는 스크립트를 실행하고, 이동 단말기(MT)에 대한 터널 엔드 포인트 구성을 업데이트한다.

9. 다음에 이동 클라이언트에게 성공적인 바인딩 업데이트를 다시 확인해준다.

10. 새로운 터널 구성을 이용하여 IP_CLIENT와 IP_SERVER 사이의 통신을 다시 이용 가능하게 한다.

터널 엔드 포인트는 클라이언트의 활동을 점검해야 하고, 소정 시간 동안 트래픽이 생성되지 않는 경우에, 터널은 소거되어야 하고, IP_CLIENT는 클라이언트 어드레스 풀(client addresses pool)로 복귀된다.

그러므로, 제안된 해결책은 이동 단말기(MT) 구성이 적절하게 구성된 중앙화 서버(10)에 위임된 환경 내에서, 서로 다른 무선 표준과 서로 다른 IP 서브넷 사이에 끊김 없는 로밍 수단을 제공한다. 무선 액세스 네트워크 자체에 대해서는 아무런 조건이 부과되지 않는다. 중앙화된 서버(10)의 용도는 IP 터널링의 적절한 구성을 이용하여 클라이언트(MT)의 이동성을 지원하고, 공통 웹 인터페이스를 이용하여 정보 복원(information retrieval)을 제공하기 위한 것이다.

인증 및 보안 메커니즘도 이러한 문맥에서 용이하게 취급될 수 있다. 이동 IP 프로토콜과 비교하면, 제안된 해결책은 리소스를 덜 소모하고 더 간단하게 구현될 수 있다.

보안

보안을 고려해야 하는 한, 다음의 메커니즘이 포함된다.

- 애플리케이션은 HTTPS(HyperText TransferProtocol messages)에 인가된 SSL(Secure Socket Layer) 등과 같은 보안 데이터 전송에 기초한다.

- 위치 업데이트도 또한 예를 들면 HTTPS 등의 동일한 보안 데이터 전송을이용하여 보호된다.

- 무선 네트워크로의 액세스는 표준 메커니즘(예를 들면, 액세스 포인트(AP)는 RADIUS 서버와 GPRS SIM 기반 보안에 접속됨)을 통해 제어될 수 있다.

- 액세스 네트워크가 인터넷, 또는 (경우에 따라) 다른 IP 기반 네트워크에 접속될 필요가 있을 때마다 소프트웨어 또는 하드웨어 방화벽을 사용한다.

본 발명은 특히 바람직한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었으나, 당업자라면 본 발명의 범주 및 정신을 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에 관한 변경을 수행할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

(용어 정리)

Claims

통신 시스템으로서,

a) 인터넷 프로토콜(Internet Protocol : IP) 호환 가능 통신 네트워크와,

b) 복수의 통신 표준들 중 하나의 통신 표준에 따라서 상기 네트워크에 접속하고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 통신 표준들 사이에서 변경되는 방식으로 사용되도록 구성되는 클라이언트 장치와,

c) 상기 클라이언트 장치와 통신하기 위해 상기 네트워크에 접속되는 방식으로 사용되도록 구성되는 서버

를 포함하되,

상기 클라이언트 장치 및 상기 서버는 인터넷 프로토콜 터널링 기법(Internet Protocol tunneling technique)을 이용하여 상기 네트워크 계층에서 통신하는 방식으로 이용되도록 구성되고,

상기 클라이언트 장치의 인터넷 프로토콜 어드레스는 상기 통신 표준 중 제 1 통신 표준으로부터 제 2 통신 표준으로의 핸드오버(handover) 동안에 동일하게 유지되는

통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법은 상기 클라이언트 장치를 서브넷(subnet)에 접속시키기 위해 사용되는 인터넷 프로토콜 어드레스와 상기 클라이언트 장치를 상기 서버(10)에 접속하기 위해 사용되는 인터넷 프로토콜 어드레스를 차별화하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법은 하나의 인터넷 프로토콜 데이터그램(internet protocol datagram)을 다른 하나의 인터넷 프로토콜 데이터그램 내에 인캡슐레이트(encapsulate)하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법의 서버 엔드 포인트(server endpoint)는 실질적으로 고정되고, 클라이언트 장치 엔드 포인트는 로밍(roaming)의 결과로 변경될 수 있는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인터넷 프로토콜 터널링 기법은 애플리케이션에 대한 하나의 인터넷 프로토콜 어드레스를 유지하고, 트래픽 전달을 위해 동적으로 할당되는 인터넷 프로토콜 어드레스에 의존하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

적어도 2개의 상기 통신 표준에서 베어러(bearers)의 네트워크 구조는 일반적으로 연결되지 않는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 표준들 사이의 변경을 개시하는 상기 사전 결정된 환경은, 사용 비용, 대역폭 이용 가능성, 수신된 신호 강도, 링크(link) 품질, 링크 이용 가능성, 신호 대 노이즈 비(signal-to-noise ratio), 전력 소모 또는 사용자 개입 중 적어도 하나를 포함하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

2개의 상기 통신 표준 사이의 전이는 상기 네트워크 계층의 재구성에 의해 실행되는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 클라이언트 장치와, 액세스 포인트 등과 같은 네트워크 유닛 사이에서, 2개의 상기 통신 표준 각각에 대한 링크 계층 핸드오버(link layer handover)는 상기 드라이버 레벨에서 연결되지 않고, 상기 링크 계층 핸드오버는 각각의 상기 표준에 대해 독립적으로 수행되는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 클라이언트 장치는 2개의 상기 통신 표준 사이의 수직 핸드오버(vertical handover), 예를 들면 인터-서브넷 로밍(inter-subnet roaming) 동안에 새로운 인터넷 프로토콜 어드레스를 자동적으로 할당받는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

예를 들면 인트라-서브넷 로밍(intra-subnet roaming)이 발생되는 경우 또는 WPAN(Wireless Personal Area Network)과 WLAN(Wireless Local Area Network) 사이에서 스위칭이 발생되는 경우 등과 같이, 2개의 상기 통신 표준 사이의 상기 수직 핸드오버 이전 및 이후에 상기 클라이언트 장치에 의해 사용되는 각각의 네트워크 액세스 포인트가 동일한 인터넷 프로토콜 서브넷에 속하는 경우에는, 상기 클라이언트 장치에 새로운 인터넷 프로토콜 어드레스를 할당하지 않는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 통신 표준 중 어느 것(들)을 사용할 수 있는지 모니터링하고, 상기 모니터링에 기초하여 사용되는 통신 표준들 간의 스위칭에 대한 결정을 내리도록 적응되는 라우팅 관리자(routing manager)를 더 포함하는 통신 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 라우팅 관리자는 하위 계층(lower layer)으로부터의 입력, 상기 클라이언트 장치의 위치 또는 사용자 요구 사항 중 적어도 하나를 기반으로 하여 상기 결정을 내리는 통신 시스템.
제 12 항에 있어서,

각각의 상기 통신 표준은 개별 인터페이스를 통해서 상기 네트워크에 액세스하고, 상기 라우팅 관리자는 예를 들면 전력 절약을 위해서 사전 결정된 조건 하에서 하나 이상의 상기 인터페이스를 적어도 일시적으로 비활성화하도록 적응되는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

오직 허가를 받은 클라이언트 장치만을 상기 네트워크에 액세스시키는 보안 장치를 더 포함하되,

상기 보안 장치는,

a) SSL(Security Socket Layer) 등과 같은 보안 데이터 전송에 기반하는 애플리케이션과,

b) HTTP 메시지(HTTPS)에 인가된 SSL(Security Socket Layer) 등과 같은 보안 데이터 전송을 이용하여 보호되는 위치 업데이트와,

c) 예를 들면, RADIUS 서버 및 GPRS SlM 카드 기반 보안에 접속된 액세스 포인트 등의 상기 네트워크로의 액세스 제어와,

d) 상기 인터넷, 또는 다른 인터넷 프로토콜 기반 네트워크에 접속되어야 하는 상기 통신 표준이 네트워크에 액세스할 때마다 사용되는 방화벽(firewalls)

중 하나 이상을 포함하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 통신 표준은 IEEE 802.11b, 블루투쓰™(Bluetooth™) 및 GPRS 중에서 하나를 포함하는 통신 시스템.
인터넷 프로토콜 호환 가능 네트워크 내에서 통신을 수행하는 방법으로서,

a) 복수의 통신 표준들 중 하나의 통신 표준에 따라서 클라이언트 장치를 상기 네트워크에 접속시키고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 통신 표준들 사이에서 변경시키는 단계와,

b) 상기 클라이언트 장치와 통신하기 위해서 서버를 상기 네트워크에 접속시키는 단계와,

c) 상기 네트워크 계층에서 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 상기 클라이언트 장치와 상기 서버 사이에서 통신을 실행하면서, 상기 통신 표준들 중 제 1 통신 표준으로부터 제 2 통신 표준으로 핸드오버하는 동안에 상기 클라이언트 장치의 인터넷 프로토콜 어드레스를 동일하게 유지하는 단계

를 포함하는 통신 수행 방법.
실행 가능한 프로그램이 인코딩되어 있는 소프트웨어 제품으로서,

a) 복수의 통신 표준들 중 하나의 통신 표준에 따라서 클라이언트 장치를 네트워크에 접속시키고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 통신 표준들 사이에서 변경시키는 단계와,

b) 상기 클라이언트 장치와 통신하기 위해서 서버를 상기 네트워크에 접속시키는 단계와,

c) 상기 네트워크 계층에서 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 상기 클라이언트 장치와 상기 서버 사이에서 통신을 실행하면서, 상기 통신 표준들 중 제 1 통신 표준으로부터 제 2 통신 표준으로 핸드오버하는 동안에 상기 클라이언트 장치의 인터넷 프로토콜 어드레스를 동일하게 유지하는 단계

를 실행할 수 있도록 적응된 소프트웨어 제품.
청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 시스템 또는 청구항 17에 기재된 방법에서 사용되는 클라이언트 장치로서,

상기 클라이언트 장치는 복수의 통신 표준들 중 하나의 통신 표준에 따라서 상기 서버와 통신하고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 표준들 사이에서 변경시키도록 적응되며,

상기 통신은 인터넷 프로토콜 터널링 기법을 이용하여 수행되고,

상기 클라이언트 장치는 PDA(Personal Digital Assistant), 랩탑 컴퓨터(lap-top computer) 또는 이동 전화기와 같은 이동 단말기를 포함하는

클라이언트 장치.
청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 시스템 또는 청구항 17에 기재된 방법에서 사용되는 서버로서,

복수의 통신 표준들 중 하나의 통신 표준에 따라서 하나 이상의 상기 클라이언트 장치와 통신하고, 사전 결정된 환경 하에서 상기 표준들 사이에서의 변경을 제어하도록 적응되며,

상기 통신은 인터넷 프로토콜 터널링 기법에 의해서 수행되는

서버.