KR20050039302A - Ａｐ 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템 및 무선 ｉｐ단말의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 AP(Access Point)와 에지 라우터(Edge Router) 사이에 L2(Layer- 2) 스위치를 구비함으로써 동일한 서브 네트워크 영역에 보다 많은 AP가 수용되도록 하고, 무선 IP(Internet Protocol) 단말이 이동에 따라 자동으로 네트워크 접속 동작을 수행하는 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템 및 무선 IP 단말의 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템은, 무선 IP 단말을 수용하여 무선 IP 단말이 네트워크에 접속 가능하게 하는 복수 개의 액세스 포인트; 네트워크의 서브 네트워크를 설정하고 무선 IP 단말의 요청에 따라 무선 IP 단말에세 IP 주소를 부여하는 에지 라우터; 및 복수 개의 액세스 포인트와 에지 라우터 사이에 구비되어 복수 개의 액세스 포인트를 일정 단위로 수용하고, 무선 IP 단말의 MAC 주소와 무선 IP 단말을 수용하는 액세스 포인트와의 물리적인 연결 포트의 매핑 정보를 보유하여, MAC 계층에서 무선 IP 단말의 MAC 주소를 이용하여 패킷을 처리하는 복수 개의 제 1 레이어-2 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＡＰ 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템 및 무선 ＩＰ 단말의 동작 방법{System for providing wireless local area network access environment based on access point and operating method of wireless internet protocol terminal}
본 발명은 AP(Access Point) 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템 및 무선 IP(Internet Protocol) 단말의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 AP와 에지 라우터(Edge Router) 사이에 L2(Layer-2) 스위치를 구비함으로써 동일한 서브 네트워크 영역에 보다 많은 AP가 수용되도록 하고, 무선 IP 단말이 이동에 따라 자동으로 네트워크 접속 동작을 수행하는 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템 및 무선 IP 단말의 동작 방법에 관한 것이다.
인터넷의 이용이 활성화 되면서 다양한 형태의 인터넷 접속 기술이 개발되고 있으며, 종래에는 단순한 Dial-up 모뎀을 통한 접속으로 저속의 인터넷 이용이 가능했고, ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)과 Cabel Modem 등의 초고속 접속 방식이 현실화되면서 인터넷은 생활 필수품이 되고 있으며, 더 나아가 VDSL(Very high data rate Digital Subscriber Line)이나 LAN(Local Area Network) 접속 방식까지 대중화 되어 적용되고 있다.
하지만 이러한 인터넷 접속 기술은 비록 고속이기는 하나 유선 케이블에 의해 접속되어야 하므로 단말을 고정시키고 인터넷에 접속해야 하는 한계를 가지고 있다. 이러한 점을 고려하여 최근에는 AP를 기반으로 하는 무선랜 접속 서비스가 점차 증가하고 있으며, 이러한 환경에서는 일정 범위 내에서 단말을 이동시키면서 인터넷을 접속할 수 있다.
그러나 무선랜 접속 서비스도 다음과 같이 이동성에 한계를 가진다. AP와 무선 단말이 무선랜 방식으로 통신하기 위한 영역(이하, AP 셀(Cell)이라 함)은 제한되어 있는데, 무선 단말이 이러한 AP 셀을 벗어나면 더 이상 인터넷을 이용할 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1과 같이 여러 개의 AP 셀을 중첩하여 설치함으로써 무선 단말은 더 넓은 영역을 이동하면서 인터넷을 이용할 수 있다. 그러나 종래의 AP 및 무선 단말을 이용하는 무선랜 접속 서비스는 도 1과 같이 여러 AP 셀을 중첩한 다해도 AP 셀 사이를 이동하면 인터넷이 끊어지게 된다. 그것은 현재의 네트워크 구조에서 각각의 AP가 하나의 서브 네트워크를 이루고 있기 때문이다. 즉, AP1과 AP2의 네트워크 영역이 서로 다르다는 것이다. 무선 단말이 AP1에서 IP 주소를 할당받고, AP2의 영역으로 이동하면 AP2의 영역에서는 AP1의 네트워크 주소를 처리하지 않기 때문에 인터넷에 접속되지 않는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 에지 라우터와 AP 사이에 L2 스위치를 구비하여 무선 IP 단말의 이동성을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선랜 접속 환경에서 이동에 따라 무선 IP 단말이 자동으로 네트워크의 접속을 유지하는데 있다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템은, 무선 IP 단말을 수용하여 무선 IP 단말이 네트워크에 접속 가능하게 하는 복수 개의 액세스 포인트; 네트워크의 서브 네트워크를 설정하고 무선 IP 단말의 요청에 따라 무선 IP 단말에세 IP 주소를 부여하는 에지 라우터; 및 복수 개의 액세스 포인트와 에지 라우터 사이에 구비되어 복수 개의 액세스 포인트를 일정 단위로 수용하고, 무선 IP 단말의 MAC 주소와 무선 IP 단말을 수용하는 액세스 포인트와의 물리적인 연결 포트의 매핑 정보를 보유하여, MAC 계층에서 무선 IP 단말의 MAC 주소를 이용하여 패킷을 처리하는 복수 개의 제 1 레이어-2 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 무선 IP 단말의 동작 방법은, 액세스 포인트 기반의 무선랜 접속 환경에서의 무선 IP 단말의 동작 방법에 있어서, 액세스 포인트를 검색하여 액세스 포인트 리스트를 구성하고, 액세스 포인트 리스트에 포함되는 액세스 포인트 중 파워 레벨이 가장 높은 액세스 포인트와 제 1 채널을 구성하는 제 1 과정; 제 1 채널이 구성된 액세스 포인트의 인증 정보를 이용하여 해당 액세스 포인트를 수용하는 에지 라우터를 통해 자동으로 인증을 수행하고 및 IP 주소를 부여 받는 제 2 과정; 제 1 채널이 구성된 액세스 포인트의 파워 레벨을 감시하여 파워 레벨을 기준 파워 레벨과 비교 검사하는 제 3 과정; 파워 레벨이 기준 파워 레벨 이하이면, 제 1 채널을 해제하고 제 1 과정의 수행으로 새로운 제 2 채널을 구성하는 제 4 과정; 제 2 채널을 통하여 에지 라우터로 ICMP 패킷을 전송하고 응답을 수신하는 제 5 과정; 및 응답이 수신되면 제 3 과정으로 되돌아가고, 응답이 수신되지 않으면 제 2 과정으로 되돌아가는 제 6 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선랜 접속 환경 제공 시스템의 구성도이다.
에지 라우터는 예를 들어, 캠퍼스나 지역 등의 넓은 영역의 무선 IP 단말을 처리하는 레이어-3(Layer-3) 라우터로서, 서브 네트워크를 설정하고 무선 IP 단말에 IP 주소를 부여한다. 이에 각각의 에지 라우터가 담당하는 영역 내의 무선 IP 단말은 동일한 서브 네트워크 영역에 속하게 된다. 즉, 도면에서 AP 1 내지 AP 4는 에지 라우터 1의 서브 네트워크 영역에 속하고, AP 5와 AP 6은 에지 라우터 2의 서브 네트워크 영역에 속한다.
그리고 에지 라우터는 각각 여러 개의 L2(Layer-2) 스위치를 수용한다. L2 스위치는 에지 라우터보다 좁은 영역의 무선 IP 단말을 처리하며, 패킷을 전달하는 역할을 수행하고, MAC(Media Access Control) 계층에서 무선 IP 단말의 MAC 주소를 이용하여 패킷을 해당 단말로 전달한다. 그리고 L2 스위치는 무선 IP 단말의 MAC 주소와 해당 단말을 수용하는 AP와의 물리적 연결 포트의 매핑 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 STP(Spanning Tree Protocol)에 의해 자동으로 생성되고, L2 스위치는 이러한 매핑 정보를 이용하여 패킷을 해당 단말로 전달하는 것이다. 도면에서 L2 스위치 1은 AP 1과 AP 2를 담당하고, L2 스위치 3은 AP 3과 AP 4를 담당하며, L2 스위치 4는 AP 5와 AP 6을 담당한다. L2 스위치 2는 L2 스위치 1과 L2 스위치 3을 수용하여 AP 1 내지 AP 4의 패킷을 전달한다.
이러한 각각의 L2 스위치에는 여러 개의 AP가 연결되며 AP 셀이 중첩되도록 설계함으로써 무선 IP 단말이 이동해도 계속해서 AP 셀 영역에 존재할 수 있도록 한다.
다시 말하면, 본 발명은 에지 라우터와 AP 사이에 여러 개의 L2 스위치를 구비함으로써, 하나의 에지 라우터에 수용되는 AP의 수를 늘려 동일한 서브 네트워크에 수용되는 AP의 수를 늘리고, 이로 인해 무선 IP 단말이 AP 셀 간을 이동하더라도 동일한 에지 라우터에 수용되는 AP 셀 간에는 부여 받은 IP 주소가 계속 유효하므로 네트워크 접속이 끊어지지 않고 계속 이용할 수 있는 것이 특징이다.
한편, 본 발명에서 무선 IP 단말의 이동은 크게 두가지로 구분된다.
첫번째는 동일한 에지 라우터의 네트워크 영역 내의 AP 셀 간 이동이다. 즉, 도 2에서 무선 IP 단말이 AP 1의 셀에서 AP 3의 셀로 이동한 경우에는, 비록 AP를 담당하는 L2 스위치는 L2 스위치 1에서 L2 스위치 3으로 변경되었지만, L2 스위치 3은 L2 스위치 1과 마찬가지로 에지 라우터 1에 수용된 L2 스위치이므로, L2 스위치 3은 L2 스위치의 STA(Spanning Tree Algorithm)에 의해 무선 IP 단말의 MAC 주소를 알아내고, 루트(Route)를 새로 결정한다. 이에 무선 IP 단말은 계속해서 인터넷을 사용할 수 있다.
두번째는 서로 다른 에지 라우터의 네트워크 영역 내에 수용된 AP 셀 간 이동이다. 즉, 도 2에서 무선 IP 단말이 AP 3의 셀에서 AP 5의 셀로 이동한 경우에는, 이전에 에지 라우터 1로부터 부여받은 IP 주소가 에지 라우터 2의 네트워크 영역 내에 수용된 AP 5의 셀에서는 유효하지 못하므로, 이러한 경우에는 이동된 AP 5의 셀에서 새로운 IP 주소를 부여 받아야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 무선랜 접속 환경 제공 시스템에서 이동에 따른 무선 IP 단말의 동작 흐름도이다.
먼저 무선 IP 단말은 전원이 켜지면, 자신이 위치한 영역의 AP를 검색하고 AP의 리스트를 테이블로 구성한다(S2). AP 리스트 테이블은 AP의 ID(Identification)와 패스워드 및 AP의 파워 레벨(Power Level)(dBm) 정보를 포함한다.
무선 IP 단말은 이러한 AP 리스트에서 파워 레벨이 가장 높은 AP와 채널을 구성하고(S4), 채널이 구성된 AP의 인증 정보(ID와 패스워드)를 이용하여 해당 AP를 수용하는 에지 라우터를 통해 인증을 수행하고 IP 주소를 할당 받는다(S6). 이때 IP를 정상적으로 할당 받으면 인터넷에 접속된 것이다.
그리고 인터넷에 접속한 후에는 현재 연결된 AP의 채널 파워 레벨(Pc)이 기준 파워 레벨(Threshold Power Level : Pt)의 이하로 내려가는지의 여부를 주기적으로 검사한다(S8). 검사 결과, 현재 연결된 AP의 채널 파워 레벨(Pc)이 기준 파워 레벨(Pt)의 이하로 내려가면, 새로이 자신이 위치한 영역의 AP를 검색하고 AP의 리스트를 구성하며, 기존의 AP와의 연결 채널은 해제한다(S10).
이때 무선 IP 단말은 AP 리스트에 어떠한 AP도 존재하지 않으면 주기적으로 AP를 검색하여 AP 리스트를 재작성한다(S12, S10). 그리고 AP 리스트에 AP가 존재하면 파워 레벨이 가장 높은 AP와 채널을 구성하고 에지 라우터로 ICMP(Internet Control Message Protocol) 패킷(Ping 패킷)을 전송한다(S12, S14). ICMP 패킷을 전송하는 것은 서로 다른 에지 라우터에 수용된 AP 셀 간 이동이 이루어졌는지를 확인하는 것으로, 만일 Ping에 대한 응답이 없으면 처음 IP 주소를 부여받은 에지 라우터가 아닌 다른 에지 라우터에 속한 AP와 채널을 연결한 것이다.
이에 무선 IP 단말은 ICMP 패킷에 응답이 있으면 상술된 S8 과정에 의해 파워 레벨을 검사하는 등의 기존의 작업을 계속 수행하고, 응답이 없으면 새로운 에지 라우터의 영역에 진입한 것이므로 상술된 S6 과정에 의해 인증을 수행하고 IP 주소를 새로이 할당 받는다.
상술된 일련의 동작들은 모두 무선 IP 단말에서 자동으로 수행되며, 상술된 동작에 의해 이용자는 무선 IP 단말이 AP 셀을 이동하더라도 네트워크의 접속이 끊어지지 않고 계속 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 L2 스위치를 이용하여 동일한 에지 라우터에 수용되는 AP의 수를 증가시킴으로써, 무선 IP 단말이 이동을 하더라도 네트워크의 접속이 끊어지지 않고 네트워크에 계속 접속할 수 있는 효과가 있다.
그리고 무선랜 접속의 이동성 문제를 해결함으로써 무선랜 서비스를 더욱 활성화 시킬 수 있다.
도 1은 AP 셀의 중첩도.
도 2는 본 발명에 따른 무선랜 접속 환경 제공 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 무선랜 접속 환경 제공 시스템에서 이동에 따른 무선 IP 단말의 동작 흐름도.

Claims (6)

  1. 무선 IP 단말을 수용하여 상기 무선 IP 단말이 네트워크에 접속 가능하게 하는 복수 개의 액세스 포인트;
    상기 네트워크의 서브 네트워크를 설정하고 상기 무선 IP 단말의 요청에 따라 상기 무선 IP 단말에게 IP 주소를 부여하는 에지 라우터; 및
    상기 복수 개의 액세스 포인트와 상기 에지 라우터 사이에 구비되어 상기 복수 개의 액세스 포인트를 일정 단위로 수용하고, 상기 무선 IP 단말의 MAC 주소와 상기 무선 IP 단말을 수용하는 상기 액세스 포인트와의 물리적인 연결 포트의 매핑 정보를 보유하여, MAC 계층에서 상기 무선 IP 단말의 MAC 주소를 이용하여 패킷을 처리하는 복수 개의 제 1 레이어-2 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 제 1 레이어-2 스위치와 상기 에지 라우터 사이에 구비되어 상기 복수 개의 제 1 레이어-2 스위치를 일정 단위로 수용하고 상기 패킷을 처리하는 제 2 레이어-2 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 무선 IP 단말은,
    상기 복수 개의 액세스 포인트를 검색하여 액세스 포인트 리스트를 구성하고, 상기 액세스 포인트 리스트에 포함되는 액세스 포인트 중 파워 레벨이 가장 높은 액세스 포인트와 채널을 구성하고, 상기 채널을 통하여 자동으로 인증 및 상기 IP 주소를 부여 받고, 상기 채널이 연결된 액세스 포인트의 파워 레벨을 주기적으로 검사하여 기준 파워 레벨 이하이면 새로운 액세스 포인트를 검색하여 채널을 구성하고, ICMP 패킷으로 상기 에지 라우터의 변경 여부를 검색하여 변경된 경우에는 새로이 인증 및 상기 IP 주소를 부여 받는 것을 특징으로 하는 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 액세스 포인트 리스트는, 상기 검색된 액세스 포인트의 ID와 패스워드 및 상기 파워 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 AP 기반의 무선랜 접속 환경 제공 시스템.
  5. 액세스 포인트 기반의 무선랜 접속 환경에서의 무선 IP 단말의 동작 방법에 있어서,
    상기 액세스 포인트를 검색하여 액세스 포인트 리스트를 구성하고, 상기 액세스 포인트 리스트에 포함되는 액세스 포인트 중 파워 레벨이 가장 높은 액세스 포인트와 제 1 채널을 구성하는 제 1 과정;
    상기 제 1 채널이 구성된 액세스 포인트의 인증 정보를 이용하여 해당 액세스 포인트를 수용하는 에지 라우터를 통해 자동으로 인증을 수행하고 및 IP 주소를 부여 받는 제 2 과정;
    상기 제 1 채널이 구성된 액세스 포인트의 파워 레벨을 감시하여 상기 파워 레벨을 기준 파워 레벨과 비교 검사하는 제 3 과정;
    상기 파워 레벨이 상기 기준 파워 레벨 이하이면, 상기 제 1 채널을 해제하고 상기 제 1 과정의 수행으로 새로운 제 2 채널을 구성하는 제 4 과정;
    상기 제 2 채널을 통하여 에지 라우터로 ICMP 패킷을 전송하고 응답을 수신하는 제 5 과정; 및
    상기 응답이 수신되면 상기 제 3 과정으로 되돌아가고, 상기 응답이 수신되지 않으면 상기 제 2 과정으로 되돌아가는 제 6 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 IP 단말의 동작 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 액세스 포인트 리스트는, 상기 검색된 액세스 포인트의 ID와 패스워드 및 상기 파워 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 IP 단말의 동작 방법.
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