KR20040092889A - 모바일 ＩＰｖ６에서 빠른 핸드오버를 위한 신규ＣｏＡ예약방법 - Google Patents

모바일 ＩＰｖ６에서 빠른 핸드오버를 위한 신규ＣｏＡ예약방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 모바일 통신 환경하에서 이동노드, 이동노드와 링크되어 현재CoA를 이용해 통신하는 라우터, 및 라우터에 지리적으로 인접한 복수의 인접라우터를 포함하는 네트워크에서 이동노드를 위한 신규CoA(Care-of Address)를 인접라우터에 미리 예약하는 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법은, 이동노드로부터 라우터로 이동노드의 링크계층주소를 포함하는 CoA예약요청 메시지를 전송하는 단계; 라우터로부터 이동노드의 현재CoA, 및 링크계층주소를 포함하는 CoA예약요구 메시지를 인접라우터로 전송하는 단계; 인접라우터에서 신규CoA를 생성하고, 신규CoA에 대한 중복주소체크를 수행하여 신규CoA를 확정하는 단계; 및 확정된 신규CoA를 인접라우터가 관리하는 프록시테이블에 저장하고 프록시하는 단계;를 포함한다. 따라서, 링크 변경후 신규CoA 생성에 필요한 시간, 특히 DAD 수행 시간을 줄일 수 있어서, 신속한 핸드오프가 가능하고, 이에 따른 패킷 손실을 막을 수 있다.

Description

모바일 ＩＰｖ６에서 빠른 핸드오버를 위한 신규ＣｏＡ 예약방법{Method for reserving new ＣｏＡ in advance to achieve fast handover at mobile ＩＰｖ６ environment}
본 발명은 모바일IPv6(Internet Protocol version 6) 환경하에서 빠른 핸드오프(Hand-off)를 위한 신규CoA(New Care-of Address, 이하 "NCoA"라 함) 예약방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 외부네트워크에 링크된 이동노드가 타 네트워크로 이동하기 이전에, 이동할 네트워크에서의 신규CoA를 미리 예약하여, CoA 생성에 필요한 시간을 감소시키고 신속하게 핸드오프를 수행하는 신규CoA 예약방법에 관한 것이다.
최근 인터넷의 급속한 보급, 무선 통신기술의 발달, 그리고 휴대형 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assisant) 등의 이동 단말의 성능 향상으로 무선 인터넷 사용자가 증가하고 있다. 무선 인터넷환경하에서 이동 단말은 수시로 그 위치를 이동하여 자신의 네트워크 접속위치를 바꾼다. 이러한 이동 단말을 이동노드(Mobile Node)라 한다.
이동노드의 무선 인터넷통신이 가능하려면, 이동노드가 자신의 홈네트워크(Home Network)를 벗어나 외부네트워크(Foreign Network)로 이동하는 경우에도 홈네트워크에서와 동일한 고품질의 인터넷 서비스가 보장되어야 한다. 이동노드가 네트워크 접속위치를 바꾸는 경우에도 안정적인 무선 인터넷 서비스를 제공하기 위해 다양한 기술이 제시되어 왔다. 특히, IETF(Internet Engineering Task Force)의 모바일IP워킹그룹(Mobile IP Working Group)에서는 네트워크 접속위치에 관계없이 모든 이동 단말기가 IP주소라는 특정 식별자를 계속적으로 사용하는 방법을 제시하여, 모바일IP를 위한 프로토콜을 규정하고 단점을 보완하는 작업을 계속하고 있다. 또한, 기존 IPv4 주소체계에 의해서는 증가하는 주소요구량을 수용하기가 부족하게 되는 등의 문제점을 해결하기 위해, IPv6를 이용하여 무선 인터넷 서비스를 제공하려는 모바일IPv6 기술 도입이 진행중이다.
모바일IPv6 기술에 따르면, 이동노드는 외부네트워크로 이동한 경우에도 자신의 등록정보를 갖고 있는 라우터인 홈에이전트(Home Agent)를 통해, 자신의 홈주소(HA:Home Address)를 이용하여 통신대상노드(CN:Correspondent Node)와 통신한다. 이동노드가 외부네트워크에 링크되면, 이동노드는 외부네트워크의 라우터(Access Router)로부터 임시주소인 CoA(Care of Address)를 할당받아, 할당된 CoA를 바인딩, 즉 홈주소와 함께 홈에이전트에 등록한다.
따라서, 통신대상노드에서 이동노드로 보내는 패킷은 홈에이전트가 가로채서, 이동노드의 현재 CoA를 이용해 외부네트워크에 위치한 이동노드로 포워딩한다.
CoA를 할당 받기 위해서, 이동노드는 외부네트워크와 링크계층 연결이 이루어지고나서, 라우터광고(RA: Router Advertisement) 메시지를 네트워크의 임의의 라우터로부터 수신한다. 이를 위해 이동노드는 라우터요청(Router Solicitation) 메시지를 네트워크 전체에 멀티캐스팅할 수 있다.
라우터광고 메시지는 네트워크의 프리픽스(Prefix) 정보를 제공한다. 따라서, 이동노드는 네트워크의 프리픽스 정보 및 자신의 링크계층주소(LLA: Link-Layer Address)를 이용하여 신규CoA를 생성한다. 이동노드는 생성된 CoA를 임시주소로 설정한다.
생성된 CoA가 이동노드의 네트워크 이동에 따라 생성된 것인지, 아니면 이동노드의 네트워크 인터페이스 재설정에 따른 것인지를 판단할 수 없을 때에는 0에서 1초 사이의 임의의 시간동안 딜레이를 수행하여야 한다.
이어서, 이동노드는 자신의 링크계층주소를 포함하는 이웃노드요청(Neighbor Solicitaion) 메시지를 새로 링크된 네트워크에 멀티캐스팅하여 중복주소검출(Duplicate Address Detection, 이하 "DAD"라 함)을 시작한다.
소정의 제한시간(RetransTimer) 안에 주소중복을 알리는 이웃노드광고(Neighbor Advertisement)를 받지 못하면 해당 CoA는 유일한 CoA로 인정되고 이동노드는 이를 이용해 통신을 수행하게 된다. 상기 소정의 제한시간은 디폴트에 의하면 1000ms이다.
그러나, 해당 CoA를 이미 사용하고 있는 노드가 있으면, 그 노드는 이웃노드요청 메시지에 대한 응답으로 자신의 링크계층주소를 포함하는 이웃노드광고(Neighbor Advertisement)를 이동노드에 보낸다. 이에 따라, 이동노드는 해당 인터페이스에 대한 ID를 랜덤하게 다시 생성하여, 신규CoA를 다시 생성하고 생성된 CoA에 대해 다시 DAD를 수행한다. 만약 5번을 연속으로 DAD를 수행한 이후에도, 유일한 CoA를 확정할 수 없는 경우에는 이동노드는 해당 외부네트워크에서의 통신을 포기하고 링크가 변경될 때까지 기다린다.
상기한 바와 같이, 종래의 모바일IPv6 프로토콜에 따르면, DAD가 성공하는 경우에도 최소한 제한시간(RetransTimer) 만큼의 시간이 소요되고, 실패하는 경우에는 그 몇 배의 시간이 소요되게 된다. 따라서, 이 시간동안 이동노드는 임시주소로 설정된 CoA를 사용하지 못하게 되어, 바인딩도 할 수 없어 핸드오프시 상당한패킷손실이 발생한다.
본 발명의 목적은 모바일IPv6 환경하에서 외부네트워크에 링크된 이동노드가 타 네트워크로 이동하기 이전에, 이동할 네트워크에서의 신규CoA를 미리 예약하여, 이동후 신규CoA 생성에 필요한 시간을 감소시켜 신속한 핸드오프 수행이 가능한 신규CoA 예약방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 신규CoA(Care-of Address) 예약방법이 적용되는 무선통신 환경을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법이 적용되는 무선통신 환경을 도시한 또다른 도면,
도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법이 적용되는 무선통신 환경을 도시한 또다른 도면,
도 4는 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법을 나타내는 흐름도, 그리고
도 5는 이동노드가 인접라우터로 이동후 예약된 신규CoA를 획득하여 통신을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
*도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명*
100: 이동노드 110: 현재 라우터
120, 130: 인접라우터
상기한 목적을 달성하기 위해 안출된, 모바일 통신 환경하에서 이동노드, 상기 이동노드와 링크되어 현재CoA를 이용해 통신하는 라우터, 및 상기 라우터에 지리적으로 인접한 복수의 인접라우터를 포함하는 네트워크에서 상기 이동노드를 위한 신규CoA(Care-of Address)를 상기 인접라우터에 미리 예약하는 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법은, 상기 이동노드로부터 상기 라우터로 상기 이동노드의 링크계층주소를 포함하는 CoA예약요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 라우터로부터 상기 이동노드의 상기 현재CoA, 및 상기 링크계층주소를 포함하는 CoA예약요구 메시지를 상기 인접라우터로 전송하는 단계; 상기 인접라우터에서 신규CoA를 생성하고, 상기 신규CoA에 대한 중복주소체크를 수행하여 상기 신규CoA를 확정하는 단계; 및 상기 확정된 신규CoA를 상기 인접라우터가 관리하는 프록시테이블에 저장하고 프록시하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 신규CoA 예약방법은, 상기 이동노드가 상기 복수의 인접라우터 중 하나의 인접라우터에 새로 링크되는 경우에, 예약된CoA요구 메시지를 상기링크된 하나의 인접라우터에 전송하는 단계; 상기 링크된 하나의 인접라우터가 관리하는 프록시테이블에서 상기 신규CoA를 검색하는 단계; 상기 검색된 신규CoA를 상기 프록시테이블에서 삭제하고 프록시를 중지하는 단계; 상기 검색된 신규CoA를 상기 이동노드에 전송하는 단계; 및 상기 이동노드가 상기 전송된 신규CoA를 이용해 통신을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 프록시테이블은 상기 이동노드의 상기 현재CoA, 상기 이동노드의 링크계층주소, 상기 신규CoA 및 생명주기를 포함하는 목록을 하나 이상 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 신규CoA 검색단계는, 상기 프록시테이블에 있는 각 목록의 현재CoA를 상기 예약된CoA요구 메시지에 포함된 상기 현재CoA와 대조하여, 동일한 현재CoA가 존재하는 목록에 포함된 신규CoA를 검색하는 것이 바람직하다.
상기 예약된CoA요구 메시지는 라우터요청 메시지에 포함하여 전송되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 신규CoA는 라우터광고 메시지에 포함하여 전송되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 모바일 통신 환경은 모바일 IPv6이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법이 적용되는 무선통신 환경을 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 이동노드(100)는 현재 링크된 네트워크에서 라우터(110)와 링크되어 있다. 인접라우터(120, 130)는 현재 링크된 라우터(110)에지역적으로 인접한 라우터(GAAR:Geographically Adjacent Access Router)이다. 현재의 라우터(110)에 지역적으로 인접한 라우터는 2이상의 복수개일 수 있으나, 여기서는 예로서 2개만을 표시한다.
이동노드(100)는 외부네트워크에 링크되면 CoA예약요청(CR-Sol:CoA Reservation Solicitation) 메시지를 현재 링크된 라우터(110)에 보낸다. CoA예약요청(CR-Sol) 메시지는 이동노드(100)의 링크계층주소와 CoA예약에 대한 제한시간인 생명주기(Lifetime)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법이 적용되는 무선통신 환경을 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 현재 링크된 라우터(110)는 이동노드(100)의 CoA예약요청 메시지에 포함된 이동노드(100)의 링크계층주소, 이동노드의 현재CoA, 생명주기를 포함하는 CoA예약요구(CR_Req: CoA Reservation Request) 메시지를 구성하여 인접라우터(120, 130)에 보낸다. 여기서, 이동노드의 현재CoA는 이동 이후에 링크될 네트워크에서는 이전CoA(Previous CoA, 이하 "PCoA"라 함)가 된다.
인접라우터(120, 130)는 CoA예약요구(CR_Req) 메시지에 포함된 이동노드(100)의 링크계층주소를 사용하여 각각 신규CoA를 생성하고 해당 네트워크에서 각각 DAD를 수행한다.
DAD 수행에 의해 유일한 NCoA를 구성한 경우에, 인접라우터(120, 130)는 자신이 관리하는 프록시테이블에 이동노드(100)의 PCoA, 링크계층주소, NCoA 및 생명주기를 하나의 목록으로 저장하고, 해당 NCoA에 대해 프록시를 시작한다. 여기서, PCoA는 상기한 바와같이 이동노드의 현재 CoA이다. 인접라우터(120, 130)는 DAD 수행으로 유일한 NCoA를 구성하지 못한 경우에는 프록시테이블에 목록을 저장하지 않고, 따라서 프록시도 수행하지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법이 적용되는 무선통신 환경을 도시한 도면이다.
이동노드(100)는 타 네트워크로 이동하여 인접라우터(120)에 링크된다. 이동노드(100)는 예약된CoA요구(RC-AReq:Reserved CoA Request) 메시지를 부가적으로 포함하는 라우터요청(RS:Router Solicitation) 메시지를 링크된 인접라우터(120)에 보낸다. 예약된CoA요구(RC-AReq) 메시지에는 바로 이전에 링크된 네트워크에서의 CoA인 PCoA, 이동노드(100)의 링크계층주소, 예약된CoA요구ID(RC-AReq ID)가 포함된다. 예약된CoA요구ID(RC-AReq ID)는 이동노드(100)가 보내는 예약된CoA요구(RC-AReq) 메시지를 식별하기 위한 것이다. 메시지를 수신한 현재 링크된 인접라우터(120)는 예약된CoA요구(RC-AReq) 메시지에 포함된 PCoA를 자신이 관리하는 프록시테이블에 있는 PCoA와 비교하여 일치하는 목록이 존재하면, 해당하는 목록의 NCoA에 대한 프록시 수행을 중지하고, 프록시테이블에서 해당 목록을 삭제한다.
현재 링크된 라우터(120)는 이어서, 예약된CoA알림(RC_ARes: Reserved CoA Response) 메시지를 구성하고, 이를 라우터광고(RA: Router Advertisement) 메시지에 부가적으로 포함시켜 이동노드(100)에 보낸다. 예약된CoA알림(RC_ARes) 메시지에는 NCoA와 예약된CoA알림ID(RC_ARes ID)가 포함된다. 예약된CoA알림ID(RC-ARes ID)는 이동노드(100)가 보낸 예약된CoA요구(RC-AReq) 메시지에 대한예약된CoA알림(RC_ARes) 메시지를 식별하기 위한 것이다. 따라서, 이동노드(100)는 예약된CoA알림 메시지에 포함된 NCoA를 자신의 새로운 CoA로서 바로 사용하여 통신을 수행할 수 있다.
한편, 이동노드(100)가 타 네트워크로 이동하여 인접라우터(120)에 링크되기 이전에, 인접라우터(120)에서의 DAD 수행이 실패하여 프록시테이블이 구성되지 못한 경우에는 네트워크 이동이후에 종래 기술에 따라 신규CoA를 생성하고 DAD를 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 신규CoA 예약방법을 나타내는 흐름도이다. 도면을 참조하여 본 발명에 따른 신규CoA 예약 과정을 간략히 설명한다.
이동노드(100)는 외부네트워크에 링크되면 이동노드(100)의 링크계층주소를 포함하는 CoA예약요청(CR-Sol) 메시지를 현재 링크된 라우터(110)에 전송한다(S200). 현재 링크된 라우터(110)는 이동노드(100)의 링크계층주소, 이동노드의 현재CoA를 포함하는 CoA예약요구(CR-Req) 메시지를 인접라우터(120, 130)에 전송한다(S205).
인접라우터(120, 130)는 이동노드(100)의 링크계층주소를 사용하여 각각 신규CoA를 생성하고 해당 네트워크에서 각각 DAD를 수행한다(S210). DAD 수행에 의해 유일한 신규CoA를 구성한 경우(S215의 "예")에는, 인접라우터(120, 130)는 자신이 관리하는 프록시테이블에 이동노드(100)의 PCoA, NCoA 등을 하나의 목록으로 저장하고, 해당 NCoA에 대해 프록시를 시작한다(S220).
도 5는 이동노드가 인접라우터로 이동후 예약된 신규CoA를 획득하여 통신을수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도면을 참조하여 이동노드가 본 발명에 따른 신규CoA를 획득하여 통신을 수행하는 과정을 간략히 설명한다.
이동노드(100)는 타 네트워크로 이동하여 인접라우터(120)에 링크된다(S300). 이동노드(100)는 예약된CoA요구(RC-AReq) 메시지를 부가적으로 포함하는 라우터요청(RS) 메시지를 링크된 인접라우터(120)에 보낸다(S305).
링크된 인접라우터(120)는 예약된CoA요구(RC-AReq) 메시지에 포함된 PCoA를 자신이 관리하는 프록시테이블에 있는 PCoA와 비교하고(S310), 일치하는 목록이 존재하면(S315의 "예"), 해당하는 목록의 NCoA에 대한 프록시 수행을 중지하고, 프록시테이블에서 해당 목록을 삭제한다(S320). 이어서, 링크된 인접라우터(120)는 예약된CoA알림(RC_ARes) 메시지를 포함하는 라우터광고(RA) 메시지를 이동노드(100)에 전송한다(S325). 이동노드(100)는 예약된CoA알림(RC_ARes) 메시지에 포함된 NCoA를 자신의 새로운 CoA로 사용하여 통신을 수행한다(S330).
인접라우터(120)의 예약된CoA요구(RC-AReq) 메시지에 포함된 PCoA와 일치하는 PCoA가 프록시테이블에 없는 경우(S315의 "아니오")에는, 네트워크 이동이후에 종래 기술에 따라 신규CoA를 생성하고 DAD를 수행한다(S340). 따라서, 상기한 바와 같이 DAD 성공시(S345의 "예")에는 이동노드(100)는 신규CoA를 이용하여 통신을 수행하나, 실패시(S345의 "아니오")에는 링크내에서 통신 할 수 없다.
본 발명에 따르면 이동노드가 타 네트워크로 이동하기 이전에, 현재 링크된 네트워크에 인접하는 네트워크의 라우터, 즉 인접라우터에 각각 신규CoA를 미리 예약하고 DAD를 수행하도록 하여, 생성된 신규CoA를 각각의 프록시테이블에 타 정보와 함께 목록화하여 저장하고, 신규CoA를 프록시하도록 한다. 이동노드는 인접하는 네트워크로 이동후 링크된 인접라우터로부터 미리 예약된 신규CoA를 획득하여, 이를 이용하여 즉시 통신을 수행한다. 따라서, 링크 변경후 신규CoA 생성에 필요한 시간, 특히 DAD 수행 시간을 줄일 수 있어서, 신속한 핸드오프가 가능하고, 이에 따른 패킷 손실을 막을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (7)

  1. 모바일 통신 환경하에서 이동노드, 상기 이동노드와 링크되어 현재CoA를 이용해 통신하는 라우터, 및 상기 라우터에 지리적으로 인접한 복수의 인접라우터를 포함하는 네트워크에서 상기 이동노드를 위한 신규CoA(Care-of Address)를 상기 인접라우터에 미리 예약하는 방법에 있어서,
    상기 이동노드로부터 상기 라우터로 상기 이동노드의 링크계층주소를 포함하는 CoA예약요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 라우터로부터 상기 이동노드의 상기 현재CoA, 및 상기 링크계층주소를포함하는 CoA예약요구 메시지를 상기 인접라우터로 전송하는 단계;
    상기 인접라우터에서 신규CoA를 생성하고, 상기 신규CoA에 대한 중복주소체크를 수행하여 상기 신규CoA를 확정하는 단계; 및
    상기 확정된 신규CoA를 상기 인접라우터가 관리하는 프록시테이블에 저장하고 프록시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신규CoA 예약방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동노드가 상기 복수의 인접라우터 중 하나의 인접라우터에 새로 링크되는 경우에, 예약된CoA요구 메시지를 상기 링크된 하나의 인접라우터에 전송하는 단계;
    상기 링크된 하나의 인접라우터가 관리하는 프록시테이블에서 상기 신규CoA를 검색하는 단계;
    상기 검색된 신규CoA를 상기 프록시테이블에서 삭제하고 프록시를 중지하는 단계;
    상기 검색된 신규CoA를 상기 이동노드에 전송하는 단계; 및
    상기 이동노드가 상기 전송된 신규CoA를 이용해 통신을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신규CoA 예약방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 프록시테이블은 상기 이동노드의 상기 현재CoA, 상기 이동노드의 링크계층주소, 상기 신규CoA 및 생명주기를 포함하는 목록을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 신규CoA 예약방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 신규CoA 검색단계는, 상기 프록시테이블에 있는 각 목록의 현재CoA를 상기 예약된CoA요구 메시지에 포함된 상기 현재CoA와 대조하여, 동일한 현재CoA가 존재하는 목록에 포함된 신규CoA를 검색하는 것을 특징으로 하는 신규CoA 예약방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 예약된CoA요구 메시지는 라우터요청 메시지에 포함하여 전송되는 것을 특징으로 하는 신규CoA 예약방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 신규CoA는 라우터광고 메시지에 포함하여 전송되는 것을 특징으로 하는 신규CoA 예약방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 모바일 통신 환경은 모바일 IPv6인 것을 특징으로 하는 신규CoA 예약방법.
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