KR20060128638A - ＩＰｖ６ 기반 모바일 시스템에서 빠른 리액티브핸드오버를 수행하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접속 포인트 장치가 모바일 유닛과 새로운 연결을 설정하면, 상기 접속 포인트 장치로부터 새 연결 통지 메시지(new connection notification message)를 수신하는 메시지 수신부, 및 상기 새 연결 통지 메시지의 수신에 응답하여, 상기 모바일 유닛에 라우터 어드버타이즈 메시지(RA: Router Advertisement message)를 송신하는 메시지 송신부를 포함하는 액세스 라우터를 제공한다.
모바일 컴퓨팅(mobile computing), IPv6, Mobile IPv6, 끊김 없는 핸드오버(seamless handover)

Description

ＩＰｖ６ 기반 모바일 시스템에서 빠른 리액티브 핸드오버를 수행하는 장치{Apparatus for Fast Reactive Handover in IPv6-based Mobile System}
도 1은 종래기술에 따른 MIPv6의 네트워크를 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 따라 HMIPv6 네트워크에서 핸드오버를 처리하는 절차를 도시한 타이밍 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따라 모바일 유닛이 도메인 내 이동을 하는 경우의 핸드오버 처리를 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따라 모바일 노드가 도메인 간 이동을 하는 경우의 핸드오버 처리를 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따라 핸드오버를 처리하는 절차를 도시한 타이밍 다이어그램이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
331, 431, 432: 모바일 앵커 포인트(MAP: mobile anchor point)
341, 342, 441, 442, 443, 444: 액세스 라우터(AR: access router)
351, 352, 353, 451, 452: 접속 포인트 장치(PoA: Point of Attachment)
361, 362, 461, 462: 모바일 유닛(MU: mobile unit)
371, 472, 474: 주소 풀(address pool)
372: 네이버 캐시(neighbor cache)
373, 471, 474: 바인딩 캐시(binding cache)
본 발명은 IPv6 기반 모바일 시스템(IPv6-based mobile system)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IPv6 기반 모바일 시스템에서 빠른 리액티브 핸드오버를 수행하는 장치에 관한 것이다.
MIPv6(Mobile IPv6)는 IPv6 인터넷 상의 다양한 응용들 및 장치들을 위한 호스트 이동성 관리를 제공하는, IETF(Internet Engineering Task Force)의 세계적 IPv6의 이동 솔루션(global IPv6 mobility solution)이다. MIPv6는 액세스 네트워크 유형에 독립적이고, 모든 전송 방법들이나 응용들에 투명하다.
도 1은 MIPv6의 네트워크를 도시한 도면이다.
홈 네트워크(home network)(120)는 모바일 유닛(161, 162, 163)이 자신의 고정 IP 주소(permanent IP address)를 가지는 네트워크이다. 외부 도메인 네트워크(foreign domain network)(130)는 캠퍼스 네트워크, 회사 네트워크, 또는 공용망(public access network)일 수 있다.
MIPv6에 따르면, 각각의 모바일 호스트(mobile host)(161)는 자신이 현재 어떤 접속 포인트 장치(point of attachment)(151, 152, 153, 154, 155)를 통해 인터넷(110)에 접속해 있는지에 상관 없이, 각각의 모바일 호스트(161, 163)는 자신의 정적 홈 주소(static home address, static HoA)에 의하여 식별된다. 모바일 호스트(161, 163)가 홈 네트워크(120)로부터 떨어져 있는 동안, 모바일 호스트(161, 163)는 현재의 위치에 관한 정보를 홈 에이전트(HA: home agent)(121)에게 송신한다. 홈 에이전트(121)는 상기 모바일 호스트(161, 163)를 목적지로 하는 패킷들을 가로채고, 상기 패킷들을 상기 모바일 호스트(161, 163)의 현재 위치로 터널링한다. 모바일 호스트(161, 163)는 또한 움직일 때마다 현재의 임시 위치를 상대방 노드(CN: correspondent node)(도시되지 않음)에게 등록한다. 상기 모바일 호스트(161, 163)의 위치 정보를 수신한 후에는, 상대방 노드는 상기 모바일 호스트(161)의 홈 에이전트(121)의 도움 없이도 상기 모바일 호스트(161, 163)에게 직접 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
최근에, 개인 영역 네트워크(PAN: personal area network)와 기차, 자동차, 및 배와 같은 이동 수단에서의 네트워크는 하나의 리프 네트워크(leaf-network)의 이동성을 핸들링할 필요성을 가져다 주었다. 즉, 하나 또는 여러 개의 모바일 라우터(162)와 이에 접속된 네트워크 노드들(163)로 이루어진 모바일 네트워크(160)가 하나의 유닛으로 이동할 때, 이러한 네트워크 이동성을 지원할 필요성이 있다.
IETF의 네트워크 이동 프로토콜(NeMo protocol: Network Mobility protocol)은 이러한 네트워크 이동성 솔루션을 지원한다. NeMO의 최종 목적은 모바일 네트워크에 있는 모든 노드들이 그들의 고정 IPv6 주소(permanent IPv6 address)를 통하여 도달 가능하도록 하고, 또한 모바일 라우터(162)가 IPv6 인터넷 내에서 접속 포인트 장치(PoA)(151, 152, 153, 154, 155)를 바꾸더라도 현재 진행중인 세션을 유지할 수 있도록 하는 것이다.
수용 가능한 임계 시간 내에 시간에 맞추어 패킷이 도달하여야 하는 VoIP 및 오디오/비디오 스트리밍 응용은, 핸드오버를 수행하는 동안 모바일 호스트(161) 또는 모바일 네트워크(160)가 연결(connectivity)을 잃는 시간의 길이에 민감하다. MIPv6 자체는 끊김 없는 핸드오버(seamless handover)를 지원할 수 없는 것으로 알려져 있기 때문에, MIPv6 프로토콜에 부가적인 최적화 및/또는 변경이 필요하다. 이러한 이유로 현재 MIPv6를 위한 최적화된 이동성 프로토콜(mobility protocol)이 요구되고 있다. NeMo의 핸드오버 절차는 MIPv6의 핸드오버 절차와 다르지 않다. 따라서, MIPv6 핸드오버 최적화는 MIPv6 뿐 아니라 NeMo에도 도움이 되고 필요하다.
모바일 라우터(162) 또는 모바일 호스트(161, 163)는 모바일 유닛(MU: mobile unit) 또는 모바일 노드(MN: mobile node)로 참조된다. 모바일 호스트(161, 163)는 핸드폰, 노트북, PDA 등 모바일 통신기능을 가진 단말 장치를 포함하고, 모바일 라우터(162)는 이동하는 네트워크를 책임지는 라우터이다.
몇몇의 링크 기술들은 노드(161, 162, 163)가 이동해가려고 하는 네트워크에 관한 정보를 미리 제공할 수 있다. 모바일 유닛(161, 162, 163)이 자신의 새로운 네트워크의 IP 주소 또는 새로운 접속 포인트 장치(PoA)의 링크 계층 주소를 아는 경우, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 프로액티브 핸드오버 기술(proactive handover techniques)을 사용할 수 있다. 이 경우, 현재의 네트워크 연결이 끊어지기 전에 이동이 검출되거나 예측되기 때문에, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 이 동이 되기 전에 현재의 액세스 라우터(AR: access router)(141, 142)와 이동과 관련된 신호들(signals)을 교환하여, 이후의 트래픽을 리다이렉트(redirect)하도록 할 수 있다.
그러나, 이러한 프로액티브 접근은 다음과 같은 제한이 있다. (1) 예측 정보(prediction information)이 신뢰할 수 없는 경우가 있다. 이 문제는 "잘못된 이동(erroneous movement)"으로 불린다. 즉, 모바일 유닛(161, 162, 163)이 핸드오버 전에 새로운 접속 포인트 장치(151, 152, 153, 154, 155)로 이동한다는 예측 정보를 수신했는데, 실제로는 다른 접속 포인트 장치(151, 152, 153, 154, 155)로 이동하거나 또는 아예 이동을 하지 않는 경우이다. "잘못된 이동"은 일반적으로 패킷 손실을 야기한다. (2) 예측 정보를 제공하기 위해서, 어떤 링크 기술(예를 들어, IEEE 802.11)은 모바일 유닛(161, 162, 163)이 어떤 접속 포인트 장치(PoA)( 151, 152, 153, 154, 155)가 사용가능한지 스캔(scan)할 것을 필요로 한다. 상기 스캔을 위한 동작이 데이터 트래픽 교환을 위한 채널과 동일한 채널을 사용하여야 한다면, 상기 스캔은 서비스 중지(service interruption)을 초래하게 된다. (3) 프로액티브 핸드오버는 모바일 유닛(161, 162, 163)이 얼마나 빨리 이동할 수 있는지에 대해서 제한을 가지고 있다. 핸드오버가 임박할 때까지 일부 시그널링 교환이 지체된 경우, 구 접속 포인트 장치(old PoA)에 대한 연결이 빠르게 끊어지는 무선 환경(radio environment)에서는 특히 상기 신호 교환이 핸드오버 전에 완료될 것이라고 보장할 수 없다. (4) 마지막으로, 프로액티브 핸드오버는 높은 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 가진다. IPv6 모바일 시스템에서 노드들의 수는 매우 많은 것으로 예상되고, 따라서 상기 시그널링 오버헤드는 더욱 클 것이다. 더욱이, 많은 수의 모바일 유닛들이 이동을 하기 때문에, 이러한 시그널링 오버헤드는 매우 커지게 된다.
프로액티브 핸드오버와 대조적으로 리액티브 핸드오버(reactive handover)는 링크 계층의 핸드오버의 종료에 응답하여 네트워크 계층의 핸드오버가 시작되도록 한다. 모바일 유닛 또는 상기 모바일 유닛의 구 접속 포인트 장치, 구 액세스 라우터는 상기 모바일 유닛이 이동해 갈 새 접속 포인트 장치 및/또는 새 액세스 라우터에 관한 정보를 미리 알 필요가 없다. 리액티브 핸드오버는 링크 계층의 핸드오버 후 네트워크 계층의 핸드오버가 시작되므로, 패킷 손실이 많아지는 문제점이 있다. 따라서, HAWAII와 같은 리액티브 핸드오버 방법은, 모바일 유닛이 자신의 범위를 벗어나면, 구 PoA (또는 구 AR)는 패킷 버퍼링(packet buffering)을 이용하여 수신된 패킷을 버퍼링해 둔다. IDMP, Cellular IP, 및 M&M과 같은 리액티브 핸드오버 방법은 바이캐스팅(bi-casting)을 사용한다. 그러나, 버퍼링이나 바이캐스팅은 네트워크 장비 및 유무선 네트워크에 너무나 많은 부담을 지운다. HAWAII, Cellular IP, 및 M&M은 핸드오버 중에 모바일 유닛이 신 PoA 및 구 PoA 모두로부터 패킷을 동시에 수신하도록 하는 소프트 핸드오버(soft handover)를 지원한다. 그러나, 모든 무선 기술들이 동시 연결 기능을 지원하는 것은 아니므로, 소프트 핸드오버를 무선망에 적용하는 것은 어렵다.
도 2는 종래기술에 따라 HMIPv6 네트워크에서 핸드오버를 처리하는 절차를 도시한 타이밍 다이어그램이다.
계층적 MIPv6 (HMIPv6)는 핸드오버와 관련하여 마이크로 이동성 관리(micro mobility management) 및 매크로 이동성 관리(macro mobility management)가 있다. 마이크로 이동성 관리는 동일한 도메인 내에서 서브넷이 변경되는 경우를 관리하는 것이고, 매크로 이동성 관리는 도메인이 변경되는 경우를 관리하는 것이다. 하나의 도메인은 모바일 앵커 포인트(mobile anchor point: MAP)에 의하여 관리되고, 하나의 서브넷은 액세스 라우터(access router: AR)에 의하여 관리된다. 하나의 도메인은 적어도 하나 이상의 서브넷을 포함한다.
액세스 라우터(141, 142)는 주기적으로 요청되지 않은 라우터 어드버타이즈 메시지(unsolicited router advertisement (RA) message)를 자신이 속한 서브넷(subnet)의 모든 모바일 유닛(mobile unit)(161, 162, 163)에 송신한다. 요청되지 않은 라우터 어드버타이즈 메시지(unsolicited router advertisement (RA) message)는 액세스 라우터(141, 142)가 요청 받지 않아도 송신하는 RA 메시지이다. 따라서, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 일정한 주기로 RA 메시지를 수신한다. 모바일 유닛(161, 162, 163)이 일정 기간 RA 메시지를 수신하지 못하면, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 모든 액세스 라우터(141, 142)에 대한 멀티캐스트 주소(multicast address)로 라우터 요청 메시지(router solicitations (RS) message)를 송신한다(201).
RS 메시지를 수신한 액세스 라우터(141, 142)는 RA 메시지를 모든 노드들에 대한 멀티캐스트 주소로 송신한다(202). RA 메시지에는 상기 RA 메시지를 송신한 액세스 라우터(141, 142)의 네트워크 프리픽스(network prefix)가 포함되어 있다. 따라서, RA 메시지를 수신한 모바일 유닛(161, 162, 163)은 자신의 LCoA(on-Link Care of Address)의 네트워크 프리픽스와 상기 RA 메시지에 포함된 네트워크 프리픽스를 비교하여 도메인 내 이동(intra-domain movement)가 있었는지를 판단한다. 또한, RA 메시지는 MAP 옵션(MAP option)을 포함하고 있는데, 상기 MAP 옵션으로부터, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 도메인 간 이동(inter-domain movement)가 있었는지를 판단할 수 있다. MAP 옵션에는 MAP의 네트워크 프리픽스가 포함되는데, 이것과 모바일 유닛(161, 162, 163)의 RCoA(regional Care of Address)를 비교함으로써, 도메인간 이동이 있었는지를 판단할 수 있다. 이와 같이 모바일 유닛이 이동했는지 여부를 판단하는 것을 이동 검출(movement detection: MD)이라고 한다.
모바일 유닛(161, 162, 163)이 액세스 라우터(141, 142)로부터 RA 메시지를 수신하면, 이동(movement)를 확인(confirm)하게 된다. 그런데, 모바일 유닛(161, 162, 163)의 RS 메시지에 대하여 복수 개의 액세스 라우터들(141, 142)이 동시에 RA 메시지를 송신하면 충돌(collision)이 발생하므로, 액세스 라우터(141, 142)는 0부터 MAX_RA_DELAY_TIME 사이의 무작위(random) 시간만큼 기다린(delay) 후, RA 메시지를 송신한다.
따라서, HMIPv6 네트워크에서 종래에 제안된 방법에 따르면, 이동 검출까지 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다. 이와 같이 이동 검출에 걸리는 시간이 길면, 그만큼 핸드오버 처리에 걸리는 시간도 길어지게 되므로, 특히, VoIP 등과 같은 실시간 응용에 많은 문제점을 야기한다.
MD 절차가 종료된 후, 이동이 검출된 모바일 유닛(161, 162, 163)은 액세스 라우터(141, 142)로부터 수신한 RA 메시지에 포함된 네트워크 프리픽스를 이용하여 자신의 LCoA를 생성한다. 그리고 모바일 유닛(161, 162, 163)은 생성된 자신의 LCoA를 포함하는 네이버 요청 메시지(neighbor solicitation (NS) message)를 송신한다. 만약 상기 LCoA를 사용하는 모바일 유닛이 이미 존재하면, 해당 노드는 네이버 어드버타이즈 메시지(neighbor advertisement (NA) message)를 송신한다(203). 모바일 유닛(161, 162, 163)은 NS 메시지를 송신한 후, RT 시간 동안 기다린다. 이것을 DTimes 만큼 반복한다. 그래도 아무런 NA 메시지를 수신하지 않으면, 중복 주소(duplicate address)가 없는 것이므로, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 상기 LCoA를 자신의 주소로 사용한다. 이를 중복 주소 검출(duplicate address detection: DAD)라고 한다. 마찬가지로 이러한 DAD 절차는 많은 시간을 소요하므로, 그만큼 핸드오버 처리에 걸리는 시간도 길어지게 되므로, 특히, VoIP 등과 같은 실시간 응용에 많은 문제점을 야기한다.
DAD가 종료되었으면, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 모바일 앵커 포인트(MAP)(131, 132)에게 자신의 LCoA 및 RCoA를 포함하는 로컬 바인딩 업데이트 메시지(local binding update (LBU) message)를 송신한다. LBU 메시지는 RCoA와 LCoA를 바인딩한다. LBU 메시지를 수신한 모바일 앵커 포인트(131, 132)는, 도메인 내 이동이었으면, 바인딩 응답 메시지(binding acknowledgement (BAck) message)를 모바일 유닛(161, 162, 163)에게 송신한다(205). 만일 도메인 간 이동이었으면, 모바일 앵커 포인트(131, 132)는 새로운 RCoA에 대한 DAD 절차를 수행하고(206), 모바일 유닛(161, 162, 163)에게 바인딩 응답 메시지(binding acknowledgement (BAck) message)를 송신한다(207).
모바일 앵커 포인트(131, 132)로부터 BAck 메시지를 수신한 후, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 홈 에이전트(home agent: HA)(121) 및 상대방 노드(correspondent node: CN)에게 바인딩 업데이트 메시지(binding update (BU) message)를 송신한다(208). 바인딩 업데이트 메시지는 HoA 및 RCoA를 바인딩한다. HoA(Home Address)는 각각의 모바일 유닛(161, 162, 163)에게 할당된 정적 주소(static address)이다. 외부의 다른 노드들은 HoA를 이용하면 상기 HoA의 모바일 유닛과 통신할 수 있다. 동일한 도메인 내에서 MU가 이동하는 경우에는 RCoA는 변경되지 않는다. 따라서, 모바일 유닛(161, 162, 163)은 MAP 도메인이 변경되는 경우에만, 홈 에이전트(121) 및 상대방 노드(CN)에게 BU 메시지를 송신한다.
이와 같이 현재 제시되고 있는 MD 및 DAD 절차는 많은 시간을 소요하고, 그만큼 핸드오버 처리에 걸리는 시간도 길어서, VoIP 등과 같은 실시간 응용에 적용하기에는 많은 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 본 발명의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 버퍼링, 바이캐스팅, 및 소프트 핸드오버를 사용하지 않고서도 끊김 없는 리액티브 핸드오버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은 예측 정보, 버퍼링, 바이캐스팅, 및 소프트 핸드오버에 의지하지 않고 간단하면서 믿을 수 있는 끊김 없는 핸드오버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 이동 네트워크에서의 시그널링 부하를 획기적으로 감소시키 고, 핸드오버 지연(handover latency)을 감소시켜 실시간 응용을 지원할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, MD 및 DAD 절차에 소요되는 시간을 절감함으로써, 전체 핸드오버에 소요되는 시간을 절감하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 가능한 한 핸드오버 스킴에 대해 엔드투엔드 정책(end-to-end policy)을 유지하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액세스 라우터는 접속 포인트 장치가 모바일 유닛과 새로운 연결을 설정하면, 상기 접속 포인트 장치로부터 새 연결 통지 메시지(new connection notification message)를 수신하는 메시지 수신부, 및 상기 새 연결 통지 메시지의 수신에 응답하여, 상기 모바일 유닛에 라우터 어드버타이즈 메시지(RA: Router Advertisement message)를 송신하는 메시지 송신부를 포함한다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 새 연결 통지 메시지는 상기 모바일 유닛의 링크 계층 주소(link layer address)를 포함한다. 또한, 상기 메시지 송신부는 상기 모바일 유닛의 링크 계층 주소를 이용하여 상기 모바일 유닛에 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)를 송신한다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)는 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)의 유니크 주소 옵션(unique address option)에 상기 모바일 유닛에 할당된(assigned) 새 LCoA(new LCoA)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 액세스 라우터로부터 모바일 유닛에 할당된 새 LCoA를 포함하는 로컬 바인드 업데이트 메시지(local bind update message)를 수신하는 메시지 수신부, 및 상기 로컬 바인드 업데이트 메시지에 응답하여, 상기 모바일 유닛에 바인딩 응답 메시지(Binding Acknowledge message)를 송신하는 메시지 송신부를 포함하는 모바일 앵커 포인트(MAP: mobility anchor point)가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 상기 모바일 앵커 포인트의 상기 메시지 송신부는 상기 로컬 바인드 업데이트 메시지가 상기 모바일 유닛에 도메인 간 핸드오버(inter-domain handover)가 있었음을 가리키는 지시자(indicator)를 포함하고 있으면, 상기 바인딩 응답 메시지에 상기 모바일 유닛에 할당된(assigned) 새 RCoA(new RCoA)를 포함하여 상기 모바일 유닛에 송신한다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 상기 모바일 앵커 포인트의 상기 메시지 송신부는 상기 로컬 바인드 업데이트 메시지가 상기 모바일 유닛에 도메인 간 핸드오버(inter-domain handover)가 있었음을 가리키는 지시자(indicator)를 포함하고 있지 않으면, 상기 바인딩 응답 메시지 및 데이터 패킷을 상기 모바일 유닛에 송신한다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 상기 접속 포인트 장치와 연결된 액세스 라우터(AR: Access Router)의 주소를 저장하는 주소 저장부, 및 모바일 유닛과 연결을 설정하면 상기 액세스 라우터에게 새 연결 통지 메시지를 송신하는 제어부를 포함하는 접속 포인트 장치(POA: Point of Attachment)를 포함한다. 상기 제어부는 상기 모바일 유닛과 링크 계층 연결이 설정된 후 즉시 상기 액세스 라우터에게 상기 새 연결 통지 메시지를 송신할 수 있다. 이때 상기 새 연결 통지 메시지는 상기 모바일 유닛의 링크 계층 주소(link layer address)를 포함할 수 있다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명에서는 2가지 형태의 핸드오버가 고려된다. 도메인 간 핸드오버(inter-domain handover) 및 도메인 내 핸드오버(intra-domain handover)이다. 도메인 내 핸드오버는 모바일 유닛(MU)이 하나의 도메인 내에서 새로운 액세스 라우터(AR)의 서브넷(subnet)으로 이동할 때 발생한다. 즉, 도메인의 변화는 없고, 서브넷의 변화만 있는 것이다. 다시 말하면, 모바일 유닛(MU)이 속하는 모바일 앵커 포인트(MAP)는 변화가 없고, 모바일 유닛(MU)이 속하는 액세스 라우터(AR)만 바뀐 경우이다. 모바일 유신(MU)이 새로운 MAP 도메인으로 이동하면, 이는 도메인 간 핸드오버를 야기한다. 즉, 모바일 유닛(MU)이 속하는 모바일 앵커 포인트(MAP)가 바뀐 것이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따라 모바일 유닛이 도메인 내 이동을 하는 경우의 핸드오버 처리를 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
모바일 유닛(MU)(361, 362)이 새로운 링크 계층 연결을 설정한 경우, 서브넷 변경이 발생되었을 수도 있다. 실제로, 이 경우 모바일 유닛(MU)(361, 362)은 자신의 현재의 IP 구성이 여전히 인터넷 연결을 위하여 유효한지 여부를 알 수 없다. 모바일 유닛(MU)(361, 362)은 자신의 현재의 디폴트 라우터가 이 링크 상에 있는지 또는 네이버 캐시 엔트리(neighbor cache entry)가 유효한지 여부도 알 수 없다. 이를 분명하게 결정하기 위해서는, 모바일 유닛(MU)(361, 362)은 빠르게 서브넷 변경 여부를 체크하여야 한다.
접속 포인트 장치(351, 352, 353)는 자신과 연결되는 액세스 라우터의 주소를 저장하는 주소 저장부를 포함한다. 도 3에서 접속 포인트 장치(351, 352)는 액세스 라우터(341)의 주소를 저장하고, 접속 포인트 장치(353)은 액세스 라우터(342)의 주소를 저장한다.
모바일 유닛(361, 362)이 접속 포인트 장치(351, 352, 353)와 새로운 연결을 설정하면, 모바일 유닛(361, 362)은 새 접속 포인트 장치(351, 352, 353)와의 연결 재설정(connection re-establishment)에 사용되는 링크 계층 관리 프레임(link layer management frame)에 자신의 도메인 네트워크 프리픽스(domain network prefix)를 포함시켜 새 접속 포인트 장치(351, 352, 353)의 메시지 수신부에 전달한다.
상기 도메인 네트워크 프리픽스는 도메인 네트워크를 식별하는 네트워크 프리픽스로 64비트로 구성된다. 하나의 도메인은 모바일 앵커 포인트(mobile anchor point: MAP)에 의하여 관리된다. 도 3에서 액세스 라우터(341, 342), 접속 포인트 장치(351, 352, 353), 및 모바일 유닛(361, 362)은 동일한 도메인에 속하고, 상기 도메인은 모바일 앵커 포인트(331)에 의하여 관리된다. 하나의 도메인에는 단 하나의 모바일 앵커 포인트가 위치된다. 모바일 유닛(361, 362)은 RCoA(Regional Care of Address) 및 LCoA(on-Link Care of Address)의 2개의 주소를 가지고 있는데, RCoA는 도메인 레벨 주소이고, LCoA는 서브넷 레벨 주소이다. 따라서, 상기 RCoA의 네트워크 프리픽스가 해당 모바일 유닛의 도메인 네트워크 프리픽스가 된다. 모바일 유닛(361, 362)은 자신의 RCoA로부터 자신의 도메인 네트워크 프리픽스를 추출하여 접속 포인트 장치(351, 352, 353)에 송신하거나, 자신의 RCoA를 접속 포인트 장치(351, 352, 353)에 송신할 수 있다. 하나의 도메인에 속하는 장치들의 RCoA의 주소 관리는 상기 도메인의 모바일 앵커 포인트(331)가 책임진다.
모바일 유닛(361, 362)이 접속 포인트 장치(351, 352, 353)와 새로운 연결을 설정하면, 접속 포인트 장치(351, 352, 353)의 제어부는 자신과 연결된 액세스 라우터(341, 342)에게 새 연결 통지 메시지(new connection notification message)를 송신한다. 예를 들어, 모바일 유닛(362)이 접속 포인트 장치(353)와 새로운 연결을 설정하면, 접속 포인트 장치(353)는 액세스 라우터(342)에게 새 연결 통지 메시지를 송신한다. 모바일 유닛(361, 362)이 접속 포인트 장치(351, 352, 353)와 새로운 연결을 설정하면, 접속 포인트 장치(351, 352, 353)의 링크 계층은 이를 즉시 감지하게 된다. 따라서, 모바일 유닛(361, 362)과 접속 포인트 장치(351, 352, 353)의 링크 계층 연결이 설정된 후 즉시 접속 포인트 장치(351, 352, 353)는 자신과 연결된 액세스 라우터(341, 342)에게 새 연결 통지 메시지를 송신함으로써, MD 절차를 빠르게 시작할 수 있다. 종래기술에서는 MD 절차의 시작을 위하여, 수 차 례 RA 메시지를 송신해야 했지만, 본 발명에서는 링크 계층 통지(link-layer notification)의 이점을 이용함으로써, MD 절차를 빠르게 시작하고, 결과적으로 핸드오버에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 접속 포인트 장치(353)는 자신과 연결된 액세스 라우터(342)의 주소를 주소 저장부에 저장하고 있기 때문에, 액세스 라우터(342)에게 바로 새 연결 통지 메시지를 송신할 수 있다.
상기 새 연결 통지 메시지는 접속 포인트 장치(351, 352, 353)와 새로운 연결을 설정한 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소(link layer address) 및 상기 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA를 포함한다. 접속 포인트 장치(351, 352, 353)는 모바일 유닛(361, 362)과 링크 계층 연결을 설정하였기 때문에, 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소를 안다. 예를 들어, 모바일 유닛(362)이 접속 포인트 장치(353)와 새로운 연결을 설정하면, 접속 포인트 장치(353)는 모바일 유닛(362)의 링크 계층 주소 및 모바일 유닛(362)의 RCoA를 새 연결 통지 메시지에 포함하여 액세스 라우터(342)에게 송신한다.
이렇게 접속 포인트 장치(351, 352, 353)가 모바일 유닛(361, 362)과 새로운 연결을 설정하면, 액세스 라우터(341, 342)의 메시지 수신부는 접속 포인트 장치(351, 352, 353)로부터 새 연결 통지 메시지를 수신하게 된다. 상기 새 연결 통지 메시지는 접속 포인트 장치(351, 352, 353)와 새로운 연결을 설정한 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소(link layer address) 및 상기 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA를 포함하고 있다.
액세스 라우터(341, 342)는 복수 개의 후보 LCoA(candidate LCoA)를 저장하 는 주소 풀(address pool)(371)을 포함한다. LCoA(on-Link Care of Address)는 서브넷 레벨 주소(subnet level address)이다. 하나의 서브넷에는 단 하나의 액세스 라우터가 위치된다. 하나의 서브넷에 속하는 장치들의 LCoA의 주소 관리는 상기 서브넷의 액세스 라우터가 책임진다. 도 3에서 접속 포인트 장치(351, 352) 및 모바일 유닛(361)은 동일한 서브넷에 속하고, 상기 서브넷은 액세스 라우터(341)에 의하여 관리된다. 또한 상기 서브넷과 별도로 접속 포인트 장치(353) 및 모바일 유닛(362)은 다른 서브넷을 구성하고, 이 서브넷은 액세스 라우터(342)에 의하여 관리된다.
주소 풀(371)에 저장되는 복수 개의 후보 LCoA는 다음과 같은 절차를 통하여 생성될 수 있다. 먼저, 액세스 라우터(341, 342)는 자신이 속한 서브넷의 서브넷 네트워크 프리픽스를 포함하는 복수 개의 LCoA를 생성한다. 그 다음, 액세스 라우터(341, 342)는 상기 생성된 복수 개의 LCoA에 대하여 중복 주소 검사(DAD: duplicate address detection)를 수행한다. 중복 주소 검사는 현재 액세스 라우터(341, 342)가 속하는 서브넷 내의 장치들 및 상기 생성된 복수 개의 LCoA 중 중복되는 주소가 있는지를 판단함으로써 수행된다. 이렇게 중복 주소 검사를 통과한 LCoA들을 후보 LCoA로 주소 풀(371)에 저장한다.
액세스 라우터(341, 342)는 새 연결 통지 메시지의 수신에 응답하여, 접속 포인트 장치(351, 352, 353)와 새로운 연결을 설정한 모바일 유닛(361, 362)에게 새 LCoA(new LCoA)를 할당(assign)한다. 액세스 라우터(341, 342)는 주소 풀(371)에 저장된 복수 개의 후보 LCoA 중 하나를 선택하여 모바일 유닛(361, 362)에 할당 할 새 LCoA를 결정한다. 그리고, 액세스 라우터(341, 342)는 모바일 유닛(361, 362)에 할당한 새 LCoA를 주소 풀(371)에서 삭제한다.
종래기술에 따르면, 모바일 유닛(361, 362)이 LCoA를 생성하고, 이렇게 생성된 LCoA가 유일(unique)한 것인지 여부를 액세스 라우터 및 다른 모바일 유닛들과의 통신을 통하여 판단하였으나, 본 발명에서는 주소 풀에서 선택하여 LCoA를 모바일 유닛(361, 362)에 할당함으로써, DAD 절차에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
액세스 라우터(341, 342)의 제어부는 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소 및 모바일 유닛(361, 362)에 할당된 새 LCoA를 네이버 캐시(neighbor cache)(372)에 저장한다. 후에 액세스 라우터(341, 342)는, 네이버 캐시(372)를 참조하여, LCoA를 목적지로 하는 메시지를 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소로 보낼 수 있다.
액세스 라우터(341, 342)의 메시지 송신부는 새 연결 통지 메시지의 수신에 응답하여, 모바일 유닛(361, 362)에 라우터 어드버타이즈 메시지(router advertisement (RA) message)를 송신한다. 모바일 유닛(361, 362)에 할당된 새 LCoA가 상기 RA 메시지의 유니크 주소 옵션(unique address option)에 포함된다. 상기 메시지 송신부는 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소를 이용하여 모바일 유닛(361, 362)에 직접 RA 메시지를 송신한다. 즉, 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소를 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)의 링크 계층 목적지 주소(link layer destination address)로 하고, 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)의 네트워크 계층 목적지 주소는(network layer destination address)는 전체 노드 멀티캐스트 주소(all node multicast address)로 하여 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)를 송신한다. 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소는 새 연결 통지 메시지에 포함되어 액세스 라우터(341, 342)에게 전달되었다.
본 발명에서 액세스 라우터(341, 342)는 모바일 유닛(361, 362)의 링크 계층 주소를 RA 메시지의 링크 계층 목적지 주소로 하여 RA 메시지를 유니캐스트(unicast) 방식으로 송신한다. 현재 일부 무선 링크 계층 기술(wireless link layer technology)은 멀티캐스트 주소를 인식하지 못하는데, 본 발명은 RA 메시지를 유니캐스트로 모바일 유닛(361, 362)에 송신함으로써, 멀티캐스트 주소를 인식하지 못하는 무선 링크 계층 기술에서도 동작될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 더 신뢰성 있는 통신이 가능해진다.
액세스 라우터(341, 342)로부터 RA 메시지를 수신한 모바일 유닛(361, 362)은, RA 메시지에 포함된 새 LCoA의 네트워크 프리픽스로부터 도메인 내 이동(intra-domain movement)가 있었는지를 판단한다. 즉, 모바일 유닛(361, 362)은 자신의 LCoA와 새 LCoA의 네트워크 프리픽스를 비교한다. 자신의 LCoA와 새 LCoA의 네트워크 프리픽스가 동일하면 서브넷 변경(subnet change)은 없었던 것이다. 즉, 새로운 접속 포인트 장치(PoA)와 새로운 연결을 설정하였지만, 여전히 동일한 서브넷 내인 것이다. 만일 자신의 LCoA와 새 LCoA의 네트워크 프리픽스가 동일하지 않으면, 모바일 유닛(361, 362)은 도메인 내 이동을 한 것이다. 즉, 다른 액세스 라우터(341, 342)에 속하는 서브넷으로 모바일 유닛(361, 362)이 이동한 것이다. 이 경우, 모바일 유닛(361, 362)은 새 LCoA를 자신의 LCoA로 할당(assign)한 다.
액세스 라우터(341, 342)가 모바일 유닛(361, 362)에 RA 메시지를 송신함과 동시에, 액세스 라우터(341, 342)의 제어부는 모바일 유닛(361, 362)의 도메인 네트워크 프리픽스(domain network prefix) 및 상기 액세스 라우터(341, 342)에 할당된(assigned) 도메인 네트워크 프리픽스를 비교한다. 액세스 라우터(341, 342)가 접속 포인트 장치(351, 352, 353)로부터 수신한 새 연결 통지 메시지는 상기 접속 포인트 장치(351, 352, 353)가 새로 연결을 설정한 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA를 포함하고 있다. 따라서, 액세스 라우터(341, 342)는 상기 새 연결 통지 메시지에 포함된 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA로부터 모바일 유닛(361, 362)의 도메인 네트워크 프리픽스를 추출할 수 있다.
액세스 라우터(341, 342)는, 모바일 유닛(361, 362)의 도메인 네트워크 프리픽스 및 상기 액세스 라우터(341, 342)에 할당된(assigned) 도메인 네트워크 프리픽스를 비교함으로써, 모바일 유닛(361, 362)이 도메인 간 이동(inter-domain movement)을 했는지를 판단한다.
모바일 유닛(361, 362)의 도메인 네트워크 프리픽스와 액세스 라우터(341, 342)에 할당된 도메인 네트워크 프리픽스가 일치하면, 도메인 간 이동은 없고, 도메인 내 이동을 한 경우이다. 이 경우, 액세스 라우터(341, 342)의 메시지 송신부는 LBU 메시지(Local Bind Update message)를 모바일 앵커 포인트(MAP: mobility anchor point)(331)에게 송신한다. 모바일 앵커 포인트(331)는 인터넷(310)과 연결된다. 상기 LBU 메시지는 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA 및 모바일 유닛(361, 362)에 할당된(assigned) 새 LCoA(new LCoA)를 포함한다.
LBU 메시지를 수신한 모바일 앵커 포인트(331)는, 자신이 유지하고 있는 모바일 유닛(361, 362)의 바인딩 캐시(binding cache)(373)를 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA 및 모바일 유닛(361, 362)에 할당된(assigned) 새 LCoA로 갱신한다. 모바일 앵커 포인트(331)는 상기 새 LCoA를 이용하여 모바일 유닛(361, 362)에게 바인딩 응답 메시지(binding acknowledgement (BAck) message) 및/또는 데이터 패킷(data packet)을 송신한다. 모바일 앵커 포인트(331)의 제어부는 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA 및 새 LCoA를 바인딩 캐시(binding cache)(471, 473)에 저장한다. 상기 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA는 모바일 앵커 포인트(331)가 수신한 LBU 메시지에 포함되어 있다. 이로써 핸드오버(handover)가 종료된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 모바일 유닛(361, 362)이 유니크 주소 옵션(unique address option)을 포함한 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)를 수신한 후 일정한 시간이 경과하여도 데이터 패킷을 수신하지 않은 경우, 모바일 유닛(361, 362)이 모바일 앵커 포인트(331)에 직접 LBU메시지를 송신한다. 이렇게 함으로써, 네트워크의 이상 등으로 데이터 패킷이 모바일 유닛(361, 362)에 전달되지 않은 경우에도 회복(recovery)이 가능하다.
이하에서는 모바일 유닛(361)이 액세스 라우터(341)의 서브넷으로부터 액세스 라우터(342)의 서브넷으로 도메인 내 이동을 하는 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저, 모바일 유닛(362)이 이동하면, 모바일 유닛(362)은 접속 포인트 장치(353)와 새로운 연결을 설정하게 된다. 그러면, 접속 포인트 장치(353)는 액세 스 라우터(342)에게 모바일 유닛(362)의 링크 계층 주소 및 RCoA를 포함하는 새 연결 통지 메시지를 송신한다.
액세스 라우터(342)는 새 연결 통지 메시지를 수신하면, 새 LCoA를 주소 풀(371)로부터 선택하여 모바일 유닛(362)에게 할당한다. 그리고, 모바일 유닛(362)의 새 LCoA 및 링크 계층 주소를 네이버 캐시(372)에 저장한다. 액세스 라우터(342)는 모바일 유닛(362)에게 상기 새 LCoA를 포함한 RA 메시지를 송신한다. 액세스 라우터(342)는 접속 포인트 장치(353)로부터 수신한 모바일 유닛(362)의 RCoA로부터 모바일 유닛(362)의 도메인 네트워크 프리픽스를 추출한다. 액세스 라우터(342)는 모바일 유닛(362)의 도메인 네트워크 프리픽스와 액세스 라우터(342)에 할당된 도메인 네트워크 프리픽스를 비교함으로써, 도메인 내 이동인지 도메인 간 이동인지를 판단한다.
판단 결과, 도메인 내 이동이면, 액세스 라우터(342)는 LBU 메시지(Local Bind Update message)를 모바일 앵커 포인트(MAP: mobility anchor point)(331)에게 송신한다. 상기 LBU 메시지는 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA 및 모바일 유닛(361, 362)에 할당된(assigned) 새 LCoA(new LCoA)를 포함한다. LBU 메시지를 수신한 모바일 앵커 포인트(331)는, 자신이 유지하고 있는 모바일 유닛(361, 362)의 바인딩 캐시(binding cache)(373)를 모바일 유닛(361, 362)의 RCoA 및 모바일 유닛(361, 362)에 할당된(assigned) 새 LCoA로 갱신한다. LBU 메시지에 도메인 간 핸드오버가 있었음을 가리키는 지시자(indicator)가 포함되어 있지 않으면, 도메인 내 핸드오버가 발생한 경우이므로, 모바일 앵커 포인트(331)는 상기 새 LCoA를 이 용하여 모바일 유닛(361, 362)에게 바인딩 응답 메시지(binding acknowledgement (BAck) message) 및/또는 데이터 패킷(data packet)을 송신한다. 이로써 핸드오버(handover)가 종료된다.
도 4는 본 발명의 일례에 따라 모바일 유닛이 도메인 간 이동을 하는 경우의 핸드오버 처리를 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
액세스 라우터(441, 442, 443, 444)는 모바일 유닛(461, 462)의 도메인 네트워크 프리픽스와 액세스 라우터(441, 442, 443, 444)에 할당된 도메인 네트워크 프리픽스를 비교함으로써, 도메인 내 이동인지 도메인 간 이동인지를 판단한다. 모바일 유닛(461, 462)의 도메인 네트워크 프리픽스와 액세스 라우터(441, 442, 443, 444)에 할당된 도메인 네트워크 프리픽스가 일치하지 않으면, 도메인 간 이동이 발생한 것이다.
도메인 간 이동이 발생한 경우, 액세스 라우터(441, 442, 443, 444)의 메시지 송신부는, LBU 메시지(Local Bind Update message)를 모바일 앵커 포인트(431, 432)에게 송신한다. 상기 LBU 메시지는 도메인 간 핸드오버(inter-domain handover)가 있었음을 가리키는 지시자(indicator) 및 모바일 유닛(461, 462)에 할당된(assigned) 새 LCoA(new LCoA)를 포함한다.
모바일 앵커 포인트(431, 432)의 메시지 수신부가 액세스 라우터(441, 442, 443, 444)로부터 LBU 메시지를 수신하면, 모바일 앵커 포인트(431, 432)의 메시지 송신부는, 모바일 유닛(461, 462)에 바인딩 응답 메시지(binding acknowledgement (BAck) message)를 송신한다. 모바일 앵커 포인트(431, 432)가 수신한 LBU 메시지 에는 모바일 유닛(461, 462)에 할당된 새 LCoA가 포함되어 있으므로, 모바일 앵커 포인트(431, 432)는 이를 이용하여 바인딩 응답 메시지를 모바일 유닛(461, 462)에게 송신할 수 있다.
모바일 앵커 포인트(431, 432)가 수신한 LBU 메시지에 도메인 간 핸드오버가 있었음을 가리키는 지시자(indicator)가 포함되어 있으면, 모바일 앵커 포인트(431, 432)는 모바일 유닛(461, 462)이 도메인 간 이동을 했다고 판단한다. 이 경우, 모바일 앵커 포인트(431, 432)의 메시지 송신부는 상기 바인딩 응답 메시지에 모바일 유닛(461, 462)에 할당된(assigned) 새 RCoA(new RCoA)를 포함하여 상기 모바일 유닛(461, 462)에 송신한다. 새 RCoA를 수신한 모바일 유닛(461, 462)은, 새 RCoA를 자신의 인터페이스에 할당(assign)한다.
모바일 앵커 포인트(431, 432)는 복수 개의 후보 RCoA(candidate RCoA)를 저장하는 주소 풀(address pool)(472, 474)을 포함한다. RCoA(on-Link Care of Address)는 도메인 레벨 주소(domain level address)이다. 하나의 도메인에는 단 하나의 모바일 앵커 포인트가 위치된다. 하나의 도메인에 속하는 장치들의 RCoA의 주소 관리는 상기 도메인의 모바일 앵커 포인트가 책임진다. 도 4에서 액세스 라우터(441, 442), 접속 포인트 장치(451) 및 모바일 유닛(461)은 동일한 도메인에 속하고, 상기 도메인은 모바일 앵커 포인트(431)에 의하여 관리된다. 또한 상기 도메인과 별도로 액세스 라우터(443, 444), 접속 포인트 장치(452) 및 모바일 유닛(462)은 다른 도메인을 구성하고, 이 도메인은 모바일 앵커 포인트(432)에 의하여 관리된다.
주소 풀(472, 474)에 저장되는 복수 개의 후보 RCoA는 다음과 같은 절차를 통하여 생성될 수 있다. 먼저, 모바일 앵커 포인트(431, 432)는 자신이 속한 도메인의 도메인 네트워크 프리픽스를 포함하는 복수 개의 RCoA를 생성한다. 그 다음, 모바일 앵커 포인트(431, 432)는 상기 생성된 복수 개의 RCoA에 대하여 중복 주소 검사(DAD: duplicate address detection)를 수행한다. 중복 주소 검사는 현재 모바일 앵커 포인트(431, 432)가 속하는 도메인 내의 장치들 및 상기 생성된 복수 개의 RCoA 중 중복되는 주소가 있는지를 판단함으로써 수행된다. 이렇게 중복 주소 검사를 통과한 RCoA들을 후보 RCoA로 주소 풀(472, 474)에 저장한다.
모바일 앵커 포인트(431, 432)는 도메인 간 핸드오버가 있었음을 가리키는 지시자(indicator)를 포함한 LBU 메시지의 수신에 응답하여, 접속 포인트 장치(451, 452)와 새로운 연결을 설정한 모바일 유닛(461, 462)에게 새 RCoA(new RCoA)를 할당(assign)한다. 모바일 앵커 포인트(431, 432)는 주소 풀(472, 474)에 저장된 복수 개의 후보 RCoA 중 하나를 선택하여 모바일 유닛(461, 462)에 할당할 새 RCoA를 결정한다. 그리고, 모바일 앵커 포인트(431, 432)는 모바일 유닛(461, 462)에 할당한 새 RCoA를 주소 풀(472, 474)에서 삭제한다. 모바일 앵커 포인트(431, 432)의 제어부는 모바일 유닛(461, 462)의 새 RCoA 및 새 LCoA를 바인딩 캐시(binding cache)(471, 473)에 저장한다.
새 RCoA를 자신의 인터페이스에 할당(assign)한 후, 모바일 유닛(461, 462)은 자신의 홈 에이전트(home agent)에게 바인딩 업데이트 메시지(binding update (BU) message)를 송신한다. BU 메시지를 수신한 홈 에이전트는 자신의 바인딩 캐 시(binding cache)에 모바일 유닛(461, 462)의 홈 주소(HoA: home address) 및 새 RCoA로 갱신한다. 마찬가지로 모바일 유닛(461, 462)은 상대방 노드(CN: correspondent node)에도 BU 메시지를 송신한다.
이하에서는 모바일 유닛(461)이 모바일 앵커 포인트(431)의 도메인으로부터 모바일 앵커 포인트(432)의 도메인으로 도메인 간 이동을 하는 경우를 예로 들어 설명한다.
모바일 유닛(462)이 모바일 앵커 포인트(431)의 도메인으로부터 모바일 앵커 포인트(432)의 도메인으로 도메인 간 이동을 하는 경우, 모바일 유닛(462)의 도메인 네트워크 프리픽스는 아직 모바일 앵커 포인트(431)의 도메인의 도메인 네트워크 프리픽스이다. 따라서, 액세스 라우터(443)는 모바일 유닛(462)의 도메인 네트워크 프리픽스와 액세스 라우터(443)에 할당된 도메인 네트워크 프리픽스를 비교하면, 이 둘은 일치하지 않는다. 따라서, 액세스 라우터(443)는 모바일 유닛(462)이 도메인 간 이동을 했다고 판단한다. 액세스 라우터(443)는 도메인 간 핸드오버가 있었음을 가리키는 지시자 LBU 메시지를 모바일 앵커 포인트(432)에게 송신한다. 모바일 앵커 포인트(432)는 모바일 유닛(462)에게 새 RCoA를 할당하고, 이를 포함하는 바인딩 응답 메시지(BAck message)를 모바일 유닛(462)에게 송신한다.
도 5는 본 발명에 따라 핸드오버를 처리하는 절차를 도시한 타이밍 다이어그램이다.
모바일 유닛이 접속 포인트 장치와 새로운 연결을 설정하면, 접속 포인트 장치는 자신과 연결된 액세스 라우터에게 새 연결 통지 메시지를 송신한다(501). 새 연결 통지 메시지를 수신한 액세스 라우터는 상기 모바일 유닛에 할당된 LCoA를 포함하는 RA 메시지를 모바일 유닛에게 송신한다(502). 이와 동시에 액세스 라우터는 모바일 앵커 포인트에게 LBU 메시지를 송신한다(503). LBU 메시지를 수신한 모바일 앵커 포인트는 도메인 내 이동이면, 모바일 유닛에게 바인딩 응답 메시지 및 데이터 패킷을 송신한다(504). 만약 도메인 간 이동이면, 모바일 앵커 포인트는 모바일 유닛에게 바인딩 응답 메시지를 송신한다(504). 이후의 단계들은 종래기술인 HMIPv6에서와 동일한 방법으로 처리될 수 있다.
도 5에서 보는 바와 같이 본 발명은 MD 및 DAD 절차를 동시에 진행함으로써, MD를 종료한 후 DAD 절차를 수행하는 종래기술에 비하여 핸드오버에 걸리는 시간을 절감할 수 있다.
특히 VoIP 응용에서, 실제로, 프레임당 20ms 이하의 G.729부호화에서 60ms 정도의 패킷 손실은 숨길 수 있는 은폐 기술(concealment techniques)이 사용될 수 있다고 알려져 있다. 즉, 어느 정도의 패킷 손실은 통신 품질에 영향을 주지 않는 것이다. 본 발명에 따르면, 핸드오버에 소요되는 시간을 60ms 이하로 할 수 있기 때문에, VoIP와 같은 실시간 응용의 경우에도 리액티브 핸드오버를 사용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 예를 들어, 본 발명은 계층적 구조의 모바일 시스템에 기반하여 설명되었으나, 본 발명은 다른 무선 기술을 가진 어떠한 모바일 시스템에도 적용될 수 있다.
본 발명의 방법 및 장치에 따르면, 버퍼링, 바이캐스팅, 및 소프트 핸드오버를 사용하지 않고서도 끊김 없는 리액티브 핸드오버가 제공된다. 즉, 본 발명에 따르면, 예측 정보, 버퍼링, 바이캐스팅, 및 소프트 핸드오버에 의지하지 않고 간단하면서도 믿을 수 있는 끊김 없는 핸드오버가 가능하다.
또한 본 발명에 따르면, 이동 네트워크에서의 시그널링 부하를 획기적으로 감소시키고, 핸드오버 지연(handover latency)을 감소시켜 실시간 응용을 지원할 수 있다. 특히 본 발명에 따르면, 핸드오버에 소요되는 시간을 60ms 이하로 할 수 있기 때문에, VoIP와 같은 실시간 응용의 경우에도 리액티브 핸드오버를 사용할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 주소 풀을 이용하여 새 LCoA 및 새 RCoA를 모바일 유닛에 할당하기 때문에, DAD 절차에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 링크 계층 통지(link-layer notification)의 이점을 이용함으로써, MD 절차를 빠르게 시작하고, 결과적으로 핸드오버에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.
현재 일부 무선 링크 계층 기술(wireless link layer technology)은 멀티캐스트 주소를 인식하지 못하는데, 본 발명에 따르면, RA 메시지를 유니캐스트로 모 바일 유닛에 송신하기 때문에, 멀티캐스트 주소를 인식하지 못하는 무선 링크 계층 기술에서도 핸드오버를 수행할 수 있고, 따라서, 본 발명에 따르면 더 신뢰성 있는 통신이 가능해진다.
또한 본 발명에 따르면, MD 및 DAD 절차를 동시에 진행함으로써, MD를 종료한 후 DAD 절차를 수행하는 종래기술에 비하여 핸드오버에 걸리는 시간을 절감할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 가능한 한 핸드오버 스킴에 대해 엔드투엔드 정책(end-to-end policy)을 유지할 수 있다.

Claims (28)

  1. 액세스 라우터(AR: Access Router)에 있어서,
    접속 포인트 장치가 모바일 유닛과 새로운 연결을 설정하면, 상기 접속 포인트 장치로부터 새 연결 통지 메시지(new connection notification message)를 수신하는 메시지 수신부; 및
    상기 새 연결 통지 메시지의 수신에 응답하여, 상기 모바일 유닛에 라우터 어드버타이즈 메시지(RA: Router Advertisement message)를 송신하는 메시지 송신부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 새 연결 통지 메시지는,
    상기 모바일 유닛의 링크 계층 주소(link layer address)를 포함하고,
    상기 메시지 송신부는,
    상기 모바일 유닛의 링크 계층 주소를 이용하여 상기 모바일 유닛에 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)를 송신하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 메시지 송신부는,
    상기 모바일 유닛의 링크 계층 주소를 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)의 링크 계층 목적지 주소(link layer destination address)로 하고, 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)의 네트워크 계층 목적지 주소는(network layer destination address)는 전체 노드 멀티캐스트 주소(all node multicast address)로 하여 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)를 송신하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)는,
    상기 모바일 유닛에 할당된(assigned) 새 LCoA(new LCoA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 새 LCoA는,
    상기 라우터 어드버타이즈 메시지(RA message)의 유니크 주소 옵션(unique address option)에 포함되는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  6. 제4항에 있어서,
    복수 개의 후보 LCoA(on-Link Care of Address)를 저장하는 주소 풀(address pool)
    을 더 포함하고,
    상기 새 LCoA는 상기 복수 개의 후보 LCoA 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수 개의 후보 LCoA(candidate LCoAs)는,
    복수 개의 LCoA가 생성된 후, 상기 생성된 복수 개의 LCoA에 대하여 중복 주소 검사(DAD: duplicate address detection)를 수행하여 통과된 LCoA인 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 새 LCoA는 상기 주소 풀로부터 삭제되는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 모바일 유닛의 상기 링크 계층 주소(link layer address) 및 상기 모바일 유닛에 할당된(assigned) 상기 새 LCoA(new LCoA)를 네이버 캐시(neighbor cache)에 저장하는 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  10. 제2항에 있어서, 상기 새 연결 통지 메시지는,
    상기 모바일 유닛의 RCoA(Reigional Care of Address)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모바일 유닛의 도메인 네트워크 프리픽스(domain network prefix) 및 상기 액세스 라우터에 할당된(assigned) 도메인 네트워크 프리픽스를 비교하는 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 모바일 유닛의 도메인 네트워크 프리픽스는,
    상기 모바일 유닛의 RCoA(Reigional Care of Address)로부터 추출되는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  13. 제11항에 있어서, 상기 메시지 송신부는,
    상기 모바일 유닛의 도메인 네트워크 프리픽스와 상기 액세스 라우터에 할당된 도메인 네트워크 프리픽스가 일치하면, 상기 모바일 유닛의 RCoA 및 상기 모바일 유닛에 할당된(assigned) 새 LCoA(new LCoA)를 포함하는 LBU 메시지(Local Bind Update message)를 모바일 앵커 포인트(MAP: mobility anchor point)에게 송신하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  14. 제11항에 있어서, 상기 메시지 송신부는,
    상기 모바일 유닛의 도메인 네트워크 프리픽스와 상기 액세스 라우터에 할당된 도메인 네트워크 프리픽스가 일치하지 않으면, 도메인 간 핸드오버(inter- domain handover)가 있었음을 가리키는 지시자(indicator) 및 상기 모바일 유닛에 할당된(assigned) 새 LCoA(new LCoA)를 포함하는 LBU 메시지(Local Bind Update message)를 모바일 앵커 포인트(MAP: mobility anchor point)에게 송신하는 것을 특징으로 하는 액세스 라우터.
  15. 모바일 앵커 포인트(MAP: mobility anchor point)에 있어서,
    액세스 라우터로부터 모바일 유닛에 할당된 새 LCoA를 포함하는 로컬 바인드 업데이트 메시지(local bind update message)를 수신하는 메시지 수신부; 및
    상기 로컬 바인드 업데이트 메시지에 응답하여, 상기 모바일 유닛에 바인딩 응답 메시지(binding acknowledgement message)를 송신하는 메시지 송신부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  16. 제15항에 있어서, 상기 메시지 송신부는,
    상기 새 LCoA를 이용하여 상기 바인딩 응답 메시지를 상기 모바일 유닛에 송신하는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  17. 제15항에 있어서, 상기 메시지 송신부는,
    상기 로컬 바인드 업데이트 메시지가 상기 모바일 유닛에 도메인 간 핸드오버(inter-domain handover)가 있었음을 가리키는 지시자(indicator)를 포함하고 있으면, 상기 바인딩 응답 메시지에 상기 모바일 유닛에 할당된(assigned) 새 RCoA(new RCoA)를 포함하여 상기 모바일 유닛에 송신하는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  18. 제17항에 있어서,
    복수 개의 후보 RCoA(Regional Care of Address)를 저장하는 주소 풀(address pool)
    을 더 포함하고,
    상기 새 RCoA는 상기 복수 개의 후보 RCoA 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  19. 제18항에 있어서, 상기 복수 개의 후보 RCoA(candidate RCoAs)는,
    복수 개의 RCoA가 생성된 후, 상기 생성된 복수 개의 RCoA에 대하여 중복 주소 검사(DAD: duplicate address detection)를 수행하여 통과된 RCoA인 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 새 RCoA는 상기 주소 풀로부터 삭제되는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 모바일 유닛의 상기 새 RCoA 및 상기 모바일 유닛의 상기 새 LCoA를 바인딩 캐시(binding cache)에 저장하는 제어부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  22. 제15항에 있어서, 상기 메시지 송신부는,
    상기 로컬 바인드 업데이트 메시지가 상기 모바일 유닛에 도메인 간 핸드오버(inter-domain handover)가 있었음을 가리키는 지시자(indicator)를 포함하고 있지 않으면, 상기 바인딩 응답 메시지 및 데이터 패킷을 상기 모바일 유닛에 송신하는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 모바일 유닛의 RCoA 및 상기 모바일 유닛의 상기 새 LCoA를 바인딩 캐시(binding cache)에 저장하는 제어부
    를 더 포함하고,
    상기 모바일 유닛의 RCoA는 상기 로컬 바인드 업데이트 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 모바일 앵커 포인트.
  24. 접속 포인트 장치(PoA: Point of Attachment)에 있어서,
    상기 접속 포인트 장치와 연결된 액세스 라우터(AR: Access Router)의 주소를 저장하는 주소 저장부; 및
    모바일 유닛과 연결을 설정하면 상기 액세스 라우터에게 새 연결 통지 메시지를 송신하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 포인트 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 모바일 유닛과 링크 계층 연결이 설정된 후 즉시 상기 액세스 라우터에게 상기 새 연결 통지 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 접속 포인트 장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 새 연결 통지 메시지는 상기 모바일 유닛의 링크 계층 주소(link layer address)를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 포인트 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 새 연결 통지 메시지는 상기 모바일 유닛의 RCoA를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 포인트 장치.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 모바일 유닛과 연결을 설정할 때, 상기 모바일 유닛으로부터 도메인 네트워크 프리픽스(domain network prefix)를 포함하는 링크 계층 관리 프레임(link layer management frame)을 수신하는 메시지 수신부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 포인트 장치.
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