KR20050002547A

KR20050002547A - 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 ｉｐ망 간피어투피어 통신 방법

Info

Publication number: KR20050002547A
Application number: KR1020030043928A
Authority: KR
Inventors: 박준우
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-07
Also published as: KR100941296B1

Abstract

본 발명은 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법에 관한 것으로, 접속 시도하는 발신 단말에게 착신 단말로의 라우팅 정보를 제공하며, 상기 라우팅 정보에 따라 전송된 데이터 패킷을 수신한 제1 장치가 상기 데이터 패킷의 목적지 주소를 상기 L4(Layer 4) 포트번호에 따라 해당 사설 IP 주소로 변환시켜 상기 착신 단말로 상기 발신 단말의 상기 데이터 패킷이 도착되게 하며, 상기 착신 단말로의 라우팅 정보는 상기 착신 단말이 연결된 상기 제1 장치의 공인 IP 주소와 상기 착신 단말의 상기 L4 포트번호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 통신 사업자는 저렴한 망비용으로 공중망에 연결된 서로 다른 사설 IP망 가입자들 간에 통신을 가능하도록 망을 구축할 수 있다.

Description

포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 ＩＰ 망 간 피어투피어 통신 방법{The method of peer-to-peer IP communication between clients in the private IP networks with Layer 4 port number control}

본 발명은 사설 IP 망간의 통신에 관한 것으로, 특히, 서로 다른 사설 IP 망간에 통신에 있어서 OSI 7계층 중 계층4의(이하 'L4'라 한다) 포트번호를 이용하여 착신될 사설 IP 망으로의 라우팅 정보를 파악하여 서로 다른 사설 IP 망의 단말간에 피어투피어(peer-to-peer) 통신을 가능하게 하는 통신 방법에 관한 것이다.

인터넷이 보편화되면서 각 가정에는 초고속 인터넷을 수용하기 위한 적어도 1대의 PC를 구비하고 있는 실정이며, 점차적으로 초고속 인터넷을 이용한 VOD(vidio on demand) 서비스를 위하여 셋탑 박스(settop box) 및 VoIP용의 전화기 등의 다양한 단말들을 구비한 가정이 늘어나고 있다.

인터넷 서비스 및 VOD 서비스를 위해서는 댁내 설치되는 단말들 각각에 IP 주소가 할당되어 있어야 한다. 그러므로, 1대의 PC만으로 인터넷을 이용하던 초기에 비해 VOD 서비스 등을 위해 다양한 단말의 구비를 요하는 현재에는 IP 주소가 많이 소모되므로 IP 주소 부족 문제가 대두되고 있다.

더욱이, VOD 셋탑 박스 또는 PC는 사용할때마다 IP 주소를 할당받아도 되지만 VoIP 전화단말 같은 경우에는 항상 착/발신이 가능하도록 하기 위해 항상 IP 주소를 보유해야 하므로 IP 주소 부족의 우려가 커지게 된다. 이러한 이유로 댁내 단말의 경우 사설 IP 주소의 도입이 검토되고 있다.

사설 IP 주소를 쓸 경우, 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 또는 공인 IP 주소를 사설 IP 주소로 변경시키는 NAPT(Network Address Port Translation) 기능을 NAPT 서버가 필요하며, 상기 NAPT 서버는 망구조상 댁내장비인 홈 게이트웨이(home gateway) 위치에서 NAPT 기능을 수행한다. 따라서, 사설 IP망에 가입된 사용자는 NAT(Network Address Translation) 또는 NAPT 기능을 이용하면 공중망에 위치한 공인 IP 주소를 가진 웹 서버 등에 정상으로 접속/통신을 할 수 있다.

그러나, 사설 IP망에 가입된 사용자는 공유망의 서버에 용이하게 접속할 수 있지만, 공유망에 연결된 다른 사설 IP망의 단말에 접속할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 사설 IP 망의 가입자가 상대방의 IP 주소(또는 전화번호)를 알더라도 다른 사설 IP망으로의 라우팅 정보를 ISP 사업자가 용이하게 지원하지 못하고 있기 때문이다.

현재, 공중망에 접속된 서로 다른 사설 IP망 가입자끼리의 통신을 할 수 있는 유일한 방법은 VPN(Virtual Private Network) 기술의 응용인 IP 터널링(tunneling)인데, 상기 IP 터널링 방식은 해당 장비에서 패킷 처리 오버헤드가 커지고 고성능/고가격 장비가 필요하여 성능 및 경제적으로 보급이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적은 망 구성 비용과 종래의 망 구성 장비의 채택으로도 공중망에 연결된 서로 다른 사설 IP망 간에 통신을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 망을 간략화한 일 예시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망간 피어투피어 통신 방법을 보인 데이터 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발신 단말에게 착신 단말의 라우팅 정보를 제공하는 과정을 보인 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발신 단말에서 전송한 패킷을 다른 사설 IP망에 전달하는 과정을 보인 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 NAPT 서버에서 착신 단말로 패킷을 전달하는 과정을 보인 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 착신 단말에서 다른 사설 IP망으로 응답 패킷을 전송하는 과정을 보인 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1 NAPT 서버에서 착신 단말로 패킷을 전달하는 과정을 보인 도면이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 공인 IP 주소를 사용하는 공중망에 연결된 NAPT 기능을 가진 복수의 제1 장치와 상기 복수의 제1 장치에 연결된 통신 단말을 가지는 서로 다른 사설 IP망간의 피어투피어 통신 방법에 있어서, 접속 시도하는 발신 단말에게 착신 단말로의 라우팅 정보를 제공하며, 상기 라우팅 정보에 따라 전송된 데이터 패킷을 수신한 제1 장치가 상기 데이터 패킷의 목적지 주소를 상기 L4(Layer 4) 포트번호에 따라 해당 사설 IP 주소로 변환시켜 상기 착신 단말로 상기 발신 단말의 상기 데이터 패킷이 도착되게 하며, 상기 착신 단말로의 라우팅 정보는 상기 착신 단말이 연결된 상기 제1 장치의 공인 IP 주소와 상기 착신 단말의 상기 L4 포트번호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 망을 간략화한 일 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 최소 구성의 망은 공인 IP 주소를 사용하는 공중망(N1)과, 공중망(N1)에 연결된 제1 사설 IP망(N2)과, 공중망(N1)에 연결된 제2 사설 IP망(N3)으로 구성된다. 그리고, 제1 및 제2 사설 IP망(N2, N3)에는 복수의 가입자가 가입되어 있으며, 복수의 가입자 댁내에는 하나의 NAPT 서버가 구비되어 있는데, 여기서 각 사설 IP망(N2, N3)에 각각 1명의 가입자가 가입되어 있고, 각 가입자의 댁내에 제1 및 제2 NAPT 서버(110, 120)가 각각 구비되어 있다고 한다. 한편, 공중망(N1)에 주소관리서버(200)가 연결되어 있다.

상기 주소관리서버(200)는 사설 IP망 간에 통신이 가능하도록 하는 장치로서, 각 사설 IP망(N2, N3)에 있는 모든 단말들의 전호번호와 OSI 7 계층(layer) 모델의 4 계층 정보인 TCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol) 포트번호, NAPT 서버의 IP 주소 등의 정보를 저장하고 있다.

상기에서, 제1 사설망(N2)에 위치한 NAPT 서버(110)의 IP 주소는 1.1.1.1이고, 2개의 단말(AA, AB)이 NAPT(110)에 연결되어 있다. 단말(AA)은 전화번호가 050-111-1001이고 IP 주소가 10.1.1.1이며 포트번호가 9001이다, 제2 단말(AB)은 전화번호가 050-111-1002이고 IP 주소가 10.1.1.2이며 포트번호가 9002이다.

그리고, 제2 사설망(N3)에 위치한 NAPT 서버(120)의 IP 주소는 2.1.1.1 이고, 2개의 단말(BA, BB)이 NAPT(120)에 연결되어 있다. 단말(BA)은 전화번호가 050-111-1002이고 IP 주소가 10.1.1.1이며 포트번호가 9001이다. 단말(BB)은 전화번호가 050-222-1002이고 IP 주소가 10.1.1.2이며 포트번호가 9002이다.

이하, 도 2를 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법을 설명한다.

대표적인 피어투피어 서비스가 VoIP이므로, 이하에서는 VoIP를 기준으로 하는 피어투피어 서비스를 본 발명의 실시예로 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망간 피어투피어 통신 방법을 보인 데이터 흐름도로서, 제1 사설 IP망(N3)에 위치한 제1 단말(AA)과 제2 사설 IP망(N3)에 위치한 제2 단말(BB) 간에 데이터 통신을 수행하는 과정을 보이고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단말(AA)은 제2 단말(BB)로의 VoIP 세션(session) 연결을 위해 제2 단말(BB)로의 라우팅 경로를 주소관리서버(200)에 문의한다.

즉, 제1 단말(AA)은 도 3에 도시된 바와 같이 제2 단말(BB)의 전화번호에 대응하는 라우팅 정보를 묻는 주소질의 패킷(P1)을 생성하여 주소관리서버(200)측으로 전송한다(S201).

주소관리서버(200)로 전송되는 주소질의 패킷(P1)은 제1 NAPT 서버(110)에 의해 소스 주소인 사설 IP 주소가 공인 IP 주소로 변환되어(S202), 공중망(N1)을 통해 주소관리서버(200)에 도착된다(S203).

주소관리서버(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 각 사설 IP 망(N2, N3)의 댁내에 설치된 각 단말(AA, AB, BA, BB)의 라우팅 정보를 맵핑 테이블(mapping table)로 관리하고 있다. 상기 맵핑 테이블은 각 단말의 전화번호가 저장번지별로 저장되어 있고, 상기 전화번호에 매치되게 단말이 연결된 NAPT 서버의 IP 주소와 각 단말의 L4 포트번호로 이루어져 있다. 상기 라우팅 정보는 NAPT 서버의 IP 주소와 단말의 L4 포트번호이다.

따라서, 주소관리서버(200)는 단말(AA)로부터 수신된 주소질의 패킷에 포함된 전화번호에 대응하는 NAPT 서버의 IP 주소인 2.1.1.1과 L4 포트번호인 9001을 검색하고(S204), 검색한 라우팅 정보를 포함하는 응답 패킷(P2)을 생성하여 제1 단말(AA)측으로 전송한다(S205).

이에, 주소관리서버(200)에서 전송하는 응답 패킷은 제1 NAPT 서버(110)에의해 목적지 주소가 사설 IP 주소로 변환되어(S206), 제1 단말(AA)에 전달된다(S207).

제1 단말(AA)은 주소관리서버(200)로부터 제2 단말(BB)의 라우팅 정보를 제공받으면, 도 4에 도시된 바와 같이 목적지 주소를 2.1.1.1로 하고 소스 주소를 10.1.1.1로 하며, 목적지 L4 포트번호를 9002로 하고, 소스 L4 포트번호를 9001로 하는 VoIP 패킷(P3)을 생성하여(S208), 제1 NAPT 서버(110)로 전송한다(S209).

이에 제1 NAPT 서버(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 단말(AA)로부터 VoIP 패킷(P3)을 수신하면 소스 주소인 10.1.1.1을 공인 IP 주소로 바꾼 후 목적지 주소에 따라 제2 NAPT 서버(120)로 VoIP 패킷(P4)을 전송한다(S210).

제2 NAPT 서버(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 VoIP 패킷(P4)을 수신하면 VoIP 패킷에 포함된 목적지 L4 포트번호를 확인한 후, 자신에게 저장된 L4 포트번호와 비교하고, 일치하는 것이 있으면 VoIP 패킷의 목적지 주소를 일치한 L4 포트번호에 대응하는 단말의 사설 IP 주소로 변환시킨다(S211). 그리고, 제2 NAPT 서버(120)는 변환한 VoIP 패킷(P5)을 목적지 주소인 사설 IP 주소에 따라 제2 단말(BB)로 전달한다(S212).

제2 단말(BB)은 수신한 VoIP 패킷(P5)에 대한 응답으로 도 6에 도시된 바와 같이, 목적지 주소를 1.1.1.1하고 소스 주소를 10.1.1.2로 하며 목적지 L4 포트번호를 9001로 하고 소스 L4 포트번호를 9002로 하는 VoIP 패킷(P6)을 생성한 후 제2 NAPT 서버(120)로 전송한다(S213).

제2 NAPT 서버(120)는 VoIP 패킷(P6)을 수신하면, VoIP 패킷의 소스 주소인사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환시킨 후 도 6에 도시된 바와 같이 VoIP 패킷(P7)을 목적지 주소인 제1 NAPT 서버(110)로 전송한다(S214).

제1 NAPT 서버(110)는 제2 NAPT 서버(120)로부터 VoIP 패킷(P7)을 수신하면 도 7에 도시된 바와 같이 VoIP 패킷(P7)의 목적지 주소를 목적지 L4 포트번호에 일치하는 사설 IP 주소로 변환시킨 후(S215), 변환한 VoIP 패킷(P8)을 제1 단말(AA)에 전달한다(S216).

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

본 발명은 통신 사업자에게 저렴한 망비용으로 공중망에 연결된 서로 다른 사설 IP망 가입자들 간에 통신을 가능하도록 망을 구축할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

공인 IP 주소를 사용하는 공중망에 연결된 NAPT 서버와 상기 NAPT 서버에 연결된 적어도 하나 이상의 통신 단말을 포함하여 구성된 서로 다른 사설 IP망 간의 피어투피어 통신 방법에 있어서,

다른 사설 IP 망의 착신 단말로 접속을 시도하는 발신 단말에게 상기 착신 단말로의 라우팅 정보를 제공하여 상기 발신 단말이 상기 라우팅 정보에 따라 데이터 패킷을 전송하게 하며, 수신되는 데이터 패킷을 상기 공중망으로 라우팅 하는 경우에 상기 NAPT 서버가 상기 데이터 패킷의 소스 주소를 공인 IP로 변환시켜 전송하고, 수신되는 데이터 패킷을 자신에게 연결된 통신 단말로 하는 경우에 상기 NAPT 서버가 상기 데이터 패킷에 포함된 목적지 L4 포트번호에 대응하는 사설 IP 주소로 변환시켜 전송하며,

상기 착신 단말에게 제공되는 라우팅 정보는 상기 착신 단말이 연결된 NAPT 서버의 공인 IP 주소와 상기 착신 단말의 상기 L4 포트번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 발신 단말에게 제공되는 상기 착신 단말로의 라우팅 정보는

상기 발신 단말이 상기 착신 단말의 식별 정보를 제공하여 상기 착신 단말의라우팅 정보를 요구할 때 제공되는 것을 특징으로 하는 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 발신 단말에게 제공되는 상기 착신 단말로의 라우팅 정보는

모든 사설 IP 망에 위치한 각 NAPT 서버의 공인 IP 주소와 각 NAPT 서버별로 연결된 통신 단말의 L4 포트번호 및 식별정보를 저장하고 있으며 상기 공중망에 위치한 주소관리장치에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법.
청구항 3에 있어서,

상기 NAPT 서버는 자신에게 연결된 통신 단말의 L4 포트번호와 사설 IP 주소를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법.
청구항 3에 있어서,

상기 착신 단말은 상기 주소관리서버로부터 라우팅 정보를 제공받지 않고 상기 발신 단말로 응답 데이터 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 포트번호제어를 통한 공중망과 연결된 사설 IP 망 간 피어투피어 통신 방법.