KR20050098556A - 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법에 관한 것이다. 본 발명은, MAP의 하위에 있는 라우터에 등록되어있는 이동 노드의 수가 임계수치를 초과하는지 여부를 판단하여, 임계수치를 초과한다면, MAP이 하위 라우터에게 MAP의 기능을 부여한다. 또한 일정시간 이후에 라우터가 관리하던 이동 노드의 수가 임계수치 이하인지 여부를 판단하여 임계수치 이하라면, 하위 라우터가 MAP으로 동작하지 않도록 제어한다. 또한 본 발명은, MAP의 하위에 있는 라우터에 등록되어있는 이동 노드의 수가 임계수치를 초과하는지 여부를 판단하여 임계수치를 초과한다면, 하위 라우터가 스스로 MAP으로부터 MAP으로 동작한다. 또한 일정시간 이후에 라우터가 관리하던 이동 노드의 수가 임계수치 이하인지 여부를 판단하여 임계수치 이하라면, 하위 라우터가 스스로 MAP으로 동작하지 않는다. 본 발명은 실시간 서비스의 확대와 노드의 이동성 증가에 따라 Mobile Anchor Point(MAP)의 부하가 늘어날 경우에 MAP에서 발생할 수 있는 부하를 하위에 있는 라우터에게 분산시켜 줌으로써, MAP에서 발생할 수 있는 부하를 줄이는 효과를 가진다.

Description

계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법 {Method for setting MAP in HMIPv6}
본 발명은 계층적 Mobile IPv6에서 맵 설정 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하위 라우터에게 MAP의 동작을 할 수 있도록 할당하여, MAP에 과부하가 발생되지 않도록 하위 라우터에게 부하를 분산시키는 계층적 Mobile IPv6(HMIPv6; Hierarchical Mobile IPv6)에서의 동적 맵 설정 방법에 관한 것이다.
IP 기술의 활성화에 따라 차세대 통신망은 IP 기반의 핵심망을 기반으로 하여 다양한 종류의 액세스 망을 수용하는 형태로 발전하고 있다. 뿐만 아니라 액세스 망도 기존의 무선 LAN을 포함하여 IP기술을 기반으로 하는 액세스 망들이 점차 주류로 등장하고 있다. 이러한 차세대 망 구조에서 효율적인 이동성 지원을 위해서는 IP 기술에 기반한 이동성 지원 기술이 필수적이다. 현재 대표적인 IP 이동성 프로토콜로는 Mobile IPv4/v6를 들 수 있다. Mobile IPv4는 이미 표준화가 대부분 완료되었으며, Mobile IPv6는 현재 표준화가 막바지에 이르고 있다.
도 1은 종래의 계층적 Mobile IPv6의 동작 과정을 보여주는 도면이다.
Mobile IPv6는 이동 노드가 홈 망에서 사용하는 홈 주소 외에 이동 노드의 현 위치를 알려주는 CoA(Care of Address)를 가지며 이는 서브넷을 이동함으로써 위치를 변경할 때매다 홈 에이젼트 또는 상대 노드에 등록(바인딩 업데이트; binding update)를 함으로써 상대노드(CN; Correspondent Node)나 홈 에이젼트(HA; Home Agent)에 대한 연결성을 유지한다.
이동노드가 상대 노드에 대한 바인딩 업데이트를 인증하기 위하여 사용되는 RR(Return Routability)의 경우 HA에 대한 바인딩 업데이트와 동시에 수행되는 경우에도 최소 1.5라운드 트립 지연이 필요하다. 따라서 이러한 라운드 트립 지연으로 인하여 핸드오버 시에 서비스의 단절이 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한 백본 망에서의 시그널링 트래픽 증가와 상대 노드(CN; Correspondent Node) 및 홈 에이전트(HA; Home Agent)에서의 무선 구간에서의 시그널링 증가를 가져온다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 지역적 이동성을 관리하는 지역 앵커(MAP; Mobile Anchor Point)를 도입하여 계층적으로 이동 노드(MN; Mobile Node)의 이동성을 관리하는 방법이 제안되었다.
이동 노드가 새로운 MAP 도메인으로 움직이면(단계 103), MAP의 정보를 가지고 있는 RA(Router Advertisement)를 AR(Access Router)로부터 받는다. 이동 모든 바인딩 업데이트 메시지를 AR로 전송한다(단계 106). 메시지를 수신한 AR은 MAP으로 바인딩 업데이트를 전송하고 바인딩 캐쉬에 이동 노드를 등록한다(단계 103, 단계 109). MAP은 바인딩 업데이트에 대한 응답메시지로 BU ACK(Binding Update Acknowledgement)를 전송한다(단계 115). AR은 이동 모드에게 BU ACK 메시지를 보낸다(단계 121). 이동 노드는 수신한 MAP과 AR의 서브넷 프리픽스를 이용해서 RCoA(Regional Care-of Address)와 LCoA(On-Link CoA)를 생성하고 이것을 MAP에 등록한 후 MAP가 홈 에이전트와 상대노드에도 등록한다. 이와 같은 동작 방법으로 바인딩 업데이트에 필요한 핸드오버 지연을 줄일 뿐 아니라 이러한 이동성 시그널링 트래픽 양을 줄일 수 있게 되었다.
하지만 이러한 계층적인 Mobile IPv6 구조에서는 실시간 서비스의 확대와 노드의 이동성 증가에 따라 Mobile Anchor Point(MAP)의 부하가 늘어나는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 계층적 모바일 IP환경에서 MAP에 과부하가 발생하였을 경우에 도메인 내에 있는 하위 라우터가 MAP으로 동작하여 부하를 분산시킬 수 있는 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예는, 계층적 Mobile IPv6망에 있어서, MAP의 하위에 있는 이동 노드의 수가 상위 임계수치를 초과하는지 여부를 판단하는 제 1단계; 상위 임계수치를 초과한다면, MAP이 하위에 있는 특정 라우터에게 특정 변수를 1로 세트한 광고 메시지를 전송하여 하위 라우터에게 MAP의 기능을 부여하는 제 2단계; MAP가 관리하던 이동 노드의 수가 하위 임계수치 이하인지 여부를 판단하는 제 3단계; 하위 임계수치 이하라면, 특정 변수를 0으로 세트하여 하위 라우터가 MAP으로 동작하지 않도록 제어하는 제 4단계를 포함한다.
MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정된 하위 라우터는 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드 만을 관리하도록 할 수도 있고, MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정될 때 자신의 하위에 있던 이동노드와 그후 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드를 관리하도록 할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예는, MAP의 하위에 있는 라우터가 자신의 하위에 등록되어있는 이동 노드의 수가 상위 임계수치를 초과하는지 여부를 판단하는 제 1단계; 상위 임계수치를 초과한다면, 하위 라우터가 스스로 MAP으로부터 수신한 광고메시지의 특정 변수를 1로 세트하여 MAP으로 동작하는 제 2단계; 라우터가 관리하던 이동 노드의 수가 하위 임계수치 이하인지 여부를 판단하는 제 3단계; 하위 임계수치 이하라면, 하위 라우터가 스스로 특정 변수를 0으로 세트하여 MAP으로 동작하지 않는 제 4단계를 포함한다.
MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정된 하위 라우터는 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드 만을 관리하도록 할 수도 있고, MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정될 때 자신의 하위에 있던 이동노드와 그후 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드를 관리하도록 할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
HMIPv6에서 이동 단말은 3가지 주소를 가지게 된다. 즉, 홈망에서 구성한 고유한 홈주소(HoA), 액세스 망에서 구성한 CoA(LCoA) 그리고 MAP을 기반으로 구성한 CoA(RCoA)를 가진다. 상대 노드와 홈 에이전트는 이동 단말의 위치를 RCoA로 인식하여 이 주소로 데이터를 전송한다. MAP은 RCoA와 LCoA간의 바인딩 정보를 이용하여 데이터를 최종적으로 이동단말에게 포워딩 시켜준다. HMIPv6는 MAP이라는 새로운 엔터티를 도입하나 이동 단말에 대해서는 최소한의 확장만이 필요하고 상대 노드와 홈 에이전트에 대해서는 변경을 필요하지 않는다.
도 2는 본 발명의 계층적 모바일 IP망에서의 메시지 전달 흐름을 나타낸 도면이다.
MAP은 이동 노드에 주기적으로 광고 메시지를 전송함으로써 자신의 존재를 이동 노드에게 알린다(단계 203). 이동 노드들은 이 메시지를 받아봄으로써 자신이 접속하게 될 네트워크의 위치를 인지하게 되고 외부 네트워크에 있으면 외부 네트워크의 COA(Care of Address)를 얻게된다. AR(Access Router)를 통하여 광고 메시지를 받은 이동 노드는 바인딩 업데이트(BU; Binding Update)를 MAP에 보낸다(단계 206). MAP은 홈 에이전트나 상대노드에게 바인딩 업데이트를 보낸다(단계 209). M홈 에이전트나 상대노드는 바인딩 확인 메시지를 MAP에게 전송하여(단계 212) 이동노드로 메시지를 전송한다(단계 215).
여기서 MAP에서 관리하는 이동 노드의 수가 상위 임계 수치(high threshold)를 초과하면 MAP에서 이벤트가 발생(단계 218)하여 MAP의 옵션을 포함하는 광고 메시지를 하위 라우터에게 전송한다(단계 221). 이때 광고메시지에는 MAP이 하위 라우터에게 MAP의 기능을 할 수 있는 권한을 주기 위하여 광고 메시지에 포함된 MAP옵션에 특정 변수를 사용하는 것이 바람직하다. 즉 MAP이 부하가 상위 임계수치를 초과하였을 경우에 하위 라우터에게 MAP으로 동작할 것을 요구할 경우에는 특정 변수를 '1'로, MAP의 부하가 하위 임계수치(low threshold) 이하로 떨어졌을 경우에 하위 라우터가 MAP으로 동작하지 않도록 특정 변수를 '0'으로 설정하여 메시지를 전송하는 것이 바람직하다.
즉 특정 변수를 '1'로 설정한 광고 메시지를 받은 하위 라우터는 MAP의 기능을 가지고 MAP의 역할을 하게 된다(단계 224). MAP의 역할을 하게 된 하위 라우터는 광고 메시지를 도메인 내에 새로 들어온 이동 노드에게 전송한다(단계 227). 새로 MAP의 도메인에 들어온 이동노드는 바인딩 업데이트를 MAP으로 전송한다(단계 230). 새로 MAP으로 동작하는 라우터가 새로운 이동 노드에 바인딩 업데이트를 승인하는 메시지를 전송한다(단계 233).
도 3은 본 발명의 계층적 모바일 IP망에서의 MAP의 부하를 분산시키기 위한 수동적 부하 분산 과정을 나타낸 도면이다.
MAP(309)에서 관리하는 이동 노드의 수가 임계수치를 초과하면, MAP(309)은 하위 라우터(303, 306)에게 MAP(309)으로 동작할 수 있는 권한을 설정하게 된다. 즉 MAP(309)으로부터 권한을 얻은 라우터만 MAP의 기능을 가지고 MAP으로 동작할 수 있게 하는 것이다. 여기서 MAP의 권한 설정을 위하여 MAP(309)과 MAP(309)도메인 내의 라우터는 이동 노드를 관리할 수 있는 변수인 High-Threshold, Low-Threshold, MAP-OK라는 변수를 유지하는 것이 바람직하다.
MAP(309)에서 기존에 관리하고 있던 이동노드의 수가 High-Threshold에 도달하면 MAP(309)의 부하가 크다는 것으로 인식하고, MAP(309) 옵션에 새로 정의한 특정 변수를 1로 설정하여 하위에 있는 라우터에게 광고 메시지를 보낸다. 특정 변수가 1로 설정된 광고 메시지를 받은 하위 라우터는 MAP-OK변수를 1로 설정하고 MAP으로 동작한다. 반면에 High-Threshold에 도달한 MAP(309)이 서비스를 해주던 이동 노드가 다른 도메인으로 이동하여 Low-Threshold 이하로 떨어지게 된다면, 특정 변수를 0으로 설정하여 하위 라우터에게 광고 메시지를 전송한다. 특정 비트가 0으로 설정된 하위 라우터는 MAP-OK 변수를 0으로 설정하고 MAP(309)으로 동작하지 않는다.
이때 특정 변수를 1로 설정한 광고 메시지를 수신하여 MAP(309)의 기능을 하고 있는 하위 라우터가 도메인에 새로 들어온 이동 노드(315)에게 서비스를 제공하는지, 기존에 있던 이동 노드(318)에게 서비스를 제공하는지 여부에 따라 관리하는 방법을 두 가지로 나누는 것이 바람직하다.
첫 번째 방법은 MAP의 도메인에 이동 노드가 새로 들어오면, 이미 도메인에 들어와 있던 이동 노드는 본래의 MAP이 관리하고 새로 들어온 이동 노드는 MAP의 기능을 가지고 있는 하위 라우터가 관리함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, MAP의 기능을 가지고 있는 하위 라우터는 새롭게 들어온 이동노드만을 관리하게 된다. 예를 들어, MAP(309)의 High-Threshold를 7로 가정하고, MAP이 관리하는 노드가 7을 초과하게 되면 MAP(309)은 예약 비트를 1로 설정한 광고 메시지를 하위 라우터로 전송한다. 광고 메시지를 수신한 하위 라우터 1(303)과 하위 라우터 2(306)는 맵의 기능을 가지고 MAP으로 동작하게 된다. 이때 새로운 이동 노드 8(315)이 들어오게 되면 라우터 1이 새로운 이동 노드 8의 MAP이 되어 관리하고 이미 도메인에 들어와 있던 기존의 이동노드 1부터 이동노드 7은 기존의 MAP(309)이 관리하게 된다.
두 번째 방법은 MAP(309)의 도메인에 이동 노드가 새로 들어오면, MAP의 기능을 가지고 있는 하위 라우터가 기존에 관리하던 이동노드와 새롭게 들어온 이동노드를 관리하고 나머지 기존의 이동노드는 본래의 MAP(309)이 관리함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 하위 라우터의 하위 노드만와 새롭게 들어온 이동노드만을 MAP의 기능을 가진 하위 라우터가 제어하게 된다. 예를 들어, 새롭게 MAP의 기능을 하게 되는 하위 라우터 1(303)이 MAP으로 동작하여 이동노드 1, 이동노드 2, 이동노드 4, 이동노드 7, 새로 들어온 이동노드 8을 관리하게 되고 하위 라우터 2가 이동노드 3, 이동노드 5, 이동노드 6의 MAP으로 동작하여 이동 노드를 관리한다.
도 4는 본 발명의 계층적 모바일 IP망에서의 MAP의 부하를 분산시키기 위한 능동적 부하 분산 과정을 나타낸 도면이다.
MAP(415)에서 관리하는 이동 노드의 수가 임계 수치를 초과하면, MAP(415)은 하위 라우터에게 MAP으로 동작할 수 있는 권한을 설정하게 된다. 즉 MAP(415)으로부터 권한을 얻은 라우터만 MAP의 기능을 가지고 MAP으로 동작할 수 있게 하는 것이다. 여기서 MAP의 권한 설정을 위하여 MAP(415)과 MAP(415)도메인 내의 라우터는 이동 노드를 관리할 수 있는 변수인 High-Threshold, Low-Threshold, MAP-OK라는 변수를 유지하는 것이 바람직하다.
MAP(415)에서 기존에 관리하고 있던 이동노드의 수가 High-Threshold에 도달하면 MAP(415)의 부하가 크다는 것으로 인식하고, 하위 라우터가 스스로 MAP-OK라는 변수를 1로 설정하고, MAP으로 동작하고 있는 라우터에게 특정 변수를 1로 설정한 광고 메시지를 전송한다. 일정한 시간이 흐른 후에 라우터가 관리하던 이동노드가 다른 곳으로 이동하여 Low-Threshold의 수치에 도달하면 MAP-OK라는 변수를 자동으로 0으로 설정하고 MAP으로 동작하지 않는다.
이때 특정 변수를 1로 설정한 광고 메시지를 수신하여 MAP의 기능을 하고 있는 하위 라우터가 도메인에 새로 들어온 이동 노드(412)에게 서비스를 제공하는지, 기존에 있던 이동 노드(109)에게 서비스를 제공하는지 여부에 따라 관리하는 방법을 두 가지로 나누는 것이 바람직하다.
첫 번째는 MAP(415)의 도메인에 이동 노드가 새로 들어오면, 이미 도메인에 들어와 있던 이동 노드는 본래의 MAP이 관리하고 새로 들어온 이동 노드는 MAP의 기능을 가지고 있는 하위 라우터(403)가 관리함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 즉 새로 들어온 이동노드만을 하위 라우터가 관리하는 것이다. 예를 들면 라우터의 High-Threshold가 5라고 가정을 하고, 새로운 이동노드인 이동노드 8(412)이 MAP의 도메인에 들어오면 라우터 1의 High-Threshold가 5에 도달하게 되어 라우터 1은 스스로 MAP의 기능을 가지고 MAP으로 동작하게 된다. 이때 라우터 1은 새로 도메인에 들어온 이동노드 8에 대해서만 MAP으로 동작하여 관리하고, 나머지 이동노드 1에서부터 7까지는 기존의 MAP이 서비스를 제공한다.
두 번째는 MAP의 도메인에 이동 노드가 새로 들어오면, MAP의 기능을 가지고 있는 하위 라우터가 기존에 관리하던 이동노드와 새롭게 들어온 이동노드를 관리하고 나머지 기존에 있던 이동노드는 본래의 MAP이 관리함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, MAP의 도메인에 이동 노드가 새로 들어오면, 자신의 하위에 있는 노드와 새롭게 들어온 이동노드만을 관리하게 된다. 예를 들어, 라우터 1(403)이 기존에 관리하던 이동노드 1, 이동노드 2, 이동노드 4, 이동노드 7과 새롭게 들어온 이동노드 8(412)을 관리하고, 나머지 이동노드 3, 이동노드 5, 이동노드 6은 기존의 MAP이 서비스를 제공한다.
이상, 본 발명을 몇 가지 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상 설명한 것처럼 본 발명은, 계층적 모바일 IP환경에서 MAP에 과부하가 발생하였을 경우에 도메인 내에 있는 하위 라우터가 능동적 또는 수동적으로 MAP의 기능을 가지고 동작하게 하여 이동 노드를 관리함으로써 MAP에서의 발생될 수 있는 과부하를 분산시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 계층적 Mobile IPv6의 동작 과정을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 계층적 모바일 IP망에서의 메시지 전달 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 계층적 모바일 IP망에서의 MAP의 부하를 분산시키기 위한 수동적 부하 분산 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 계층적 모바일 IP망에서의 MAP의 부하를 분산시키기 위한 능동적 부하 분산 과정을 나타낸 도면이다.

Claims (6)

  1. 계층적 Mobile IPv6망에 있어서,
    MAP의 하위에 있는 이동 노드의 수가 상위 임계수치를 초과하는지 여부를 판단하는 제 1단계;
    상위 임계수치를 초과한다면, MAP이 하위에 있는 특정 라우터에게 특정 변수를 1로 세트한 광고 메시지를 전송하여 하위 라우터에게 MAP의 기능을 부여하는 제 2단계;
    MAP가 관리하던 이동 노드의 수가 하위 임계수치 이하인지 여부를 판단하는 제 3단계;
    하위 임계수치 이하라면, 특정 변수를 0으로 세트하여 하위 라우터가 MAP으로 동작하지 않도록 제어하는 제 4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정된 하위 라우터는 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드 만을 관리하는 것을 특징으로 하는 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법.
  3. 제 1항에 있어서
    MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정된 하위 라우터는 MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정될 때 자신의 하위에 있던 이동노드와 그후 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드를 관리하는 것을 특징으로 하는 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법.
  4. 계층적 Mobile IPv6망에 있어서,
    MAP의 하위에 있는 라우터가 자신의 하위에 등록되어있는 이동 노드의 수가 상위 임계수치를 초과하는지 여부를 판단하는 제 1단계;
    상위 임계수치를 초과한다면, 하위 라우터가 스스로 MAP으로부터 수신한 광고메시지의 특정 변수를 1로 세트하여 MAP으로 동작하는 제 2단계;
    라우터가 관리하던 이동 노드의 수가 하위 임계수치 이하인지 여부를 판단하는 제 3단계;
    하위 임계수치 이하라면, 하위 라우터가 스스로 특정 변수를 0으로 세트하여 MAP으로 동작하지 않는 제 4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법.
  5. 제 4항에 있어서
    MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정된 하위 라우터는 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드 만을 관리하는 것을 특징으로 하는 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법.
  6. 제 4항에 있어서
    MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정된 하위 라우터는 MAP의 기능으로 동작할 수 있게 설정될 때 자신의 하위에 있던 이동노드와 그후 자신의 하위에 새로 들어온 이동노드를 관리하는 것을 특징으로 하는 계층적 모바일 아이피 식스망에서의 맵 설정 방법.
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