KR20070059489A - 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법 - Google Patents

동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 중첩된 네트워크 이동성 지원 프로토콜하에서 동일한 중첩된 이동 네트워크(Intra-NEMO)내에 있는 사용자 단말끼리 서로 통신할 때, 패킷의 이동 경로 최적화를 통해 각 사용자 단말이 빠르고 효율적인 방식으로 통신할 수 있도록 하기 위한, 통신 경로 최적화 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법에 있어서, 중첩된 이동 네트워크상의 각각의 이동 라우터(MR)가 자신의 내부 인터페이스의 네트워크 프리픽스를 포함한 경로 최적화 메시지를 상호 전달하는 단계; 중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터가 전달받은 경로 최적화 메시지를 기반으로 포워딩 테이블을 생성ㆍ갱신하는 단계; 및 일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전달할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 상기 포워딩 테이블의 정보에 따라 해당 패킷을 해당 인터페이스로 포워 딩하는 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 중첩된 이동 네트워크 등에 이용됨.
경로 최적화, 이동 라우터, 포워딩 테이블, 포워딩 테이블 엔트리, 이동 네트워크, 네트워크 프리픽스

Description

동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법{Routing optimization method in the same nested NEMO}
도 1 은 본 발명에 따른 통신 경로 최적화를 위한 경로 최적화 메시지 전송 과정을 나타낸 일실시예 설명도,
도 2 는 본 발명에 따른 통신 경로 최적화를 위한 최적화된 경로의 데이터 패킷 전송 과정을 나타낸 일실시예 설명도,
도 3 은 본 발명에 이용되는 경로 최적화 메시지를 나타낸 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 이용되는 경로 최적화 메시지의 포워딩 테이블 엔트리의 포맷을 나타낸 일실시예 설명도,
도 5 는 본 발명에 이용되는 이동 라우터의 포워딩 테이블 자료 구조를 나타낸 일실시예 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
11,12 : 이동 네트워크 노드(MN) 21~24 : 이동 라우터(MR)
31 : 엑세스 라우터(AR)
본 발명은 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인터넷의 이동성을 지원하기 위해 고안된 네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜(NEMO(Network Mobility) basic support protocol)을 확장한, 중첩된 네트워크 이동성 지원 프로토콜(nested network mobility protocol)하에서 동일한 중첩된 이동 네트워크(Intra-NEMO)내에 있는 사용자 단말끼리 서로 통신할 때, 패킷(Packet)의 이동 경로 최적화(routing optimization)를 통해 각 사용자 단말이 빠르고 효율적인 방식으로 통신할 수 있도록 하는, 통신 경로 최적화 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
먼저, 본 발명에서 사용되는 용어를 정의하면 다음과 같다.
홈주소(HoA : Home Address)는 이동 인터넷 프로토콜(Mobile IP)에서 각 이동 단말(MN)을 고유하게 구별하기 위해서 쓰이는 주소이다.
임시주소(CoA : Care of Address)는 이동 인터넷 프로토콜(Mobile IP)에서 이동 단말(MN)의 위치정보를 담고 있는 주소이다.
프리픽스(Prefix)는 이동 네트워크 프리픽스(Mobile Network Prefix)이다.
이동중인 사용자 단말에서 끊김없는 통신을 지원하기 위해서 기본적으로 네 트워크 이동성 지원 프로토콜 및 이에 따른 홈에이전트(HA : Home Agent)와 이동 라우터(MR : Mobile Router)가 설정되어야 하며, 이 중 중첩된 이동 네트워크하에서 사용자 단말간의 효율적인 통신을 위해서는 프로토콜의 확장이 필요하다. 이에, 본 발명에서는 중첩된 이동 네트워크하의 사용자 단말이 최적의 경로로 서로간에 통신을 하기 위한 일련의 프로토콜을 정의한다.
현재, 우리가 사용하고 있는 인터넷은 전송제어프로토콜/인터넷프로토콜(TCP/IP)을 활용하여, 고정된 장소에서의 이용을 기반으로 고안되었다.
그러나, 점차적인 모바일 기술의 발달로 인터넷 이용자들은 고정된 곳에서만 인터넷을 사용할 수 있는 것이 아니라, 자유롭게 이동 중에서 현재와 같은 서비스를 제공받기를 원하였다. 그리하여, 이러한 사용자의 요구를 충족시키기 위해 IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 이동 아이피(Mobile IP)에 대한 워킹그룹을 만들어 이에 대한 표준화 제정 노력을 하였고, 그 결과 IPv4, IPv6에서의 이동 아이피(Mobile IP) 표준안이 사실상 확정되었다.
그러나, 이동 아이피(Mobile IP)는 개별 사용자 단말의 이동시에는 잘 동작하지만, 여러 대의 사용자 단말을 포함한 서브넷이 한꺼번에 이동할 시에는 여러 가지 문제점을 지니고 있다. 즉, 휴대 인터넷을 사용할 때 사용자들은 주로 버스나 지하철, 자가용과 같은 교통수단을 타고 이동하면서 무선 인터넷에 접속하기를 원할 것으로 예상된다. 이러한 상황에서 각 사용자들이 이동 아이피(Mobile IP)를 이용하여 통신을 할 경우에 다수의 사용자들이 탑승한 지하철과 같은 교통수단이 한 셀(cell)에서 다른 셀(cell)로 이동할 경우에 각각의 사용자들이 모두 위치 정보를 등록해야 한다는 문제점이 생긴다.
그리하여, IPv6 버전의 이동 아이피(Mobile IP)를 기반으로 서브넷 단위의 이동을 지원하는 '네트워크 이동성(NEMO : Network Mobility)'에 대한 논의가 진행되었으며, 그 결과 IETF에서 워킹그룹이 결성되었고, 이에 대한 표준이 제정되고 있다. 하지만, 중첩된 이동 네트워크 내의 사용자 단말간에 효율적인 통신을 위한 경로 최적화는 아직까지 연구중이며, 표준안이 정해지지 않은 상태이다.
IETF에서 제안한 네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜(NEMO basic support protocol)은 이동 라우터(MR : Mobile Router)라는 이동이 가능한 라우터 개념을 도입하여 이 라우터를 교통수단에 설치해서 교통수단이 이동하는 경우에 전체 네트워크가 이동하는 것으로 보고, 이동 라우터(MR)만 해당하는 홈에이전트(HA)에 위치정보를 갱신한다.
그러나, 네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜(NEMO basic support protocol)에 따르면, 동일한 중첩된 이동 네트워크에 속하는 두 사용자 단말이 통신하는 경우, 각 사용자 단말의 홈에이전트(HA)와 중첩된 구조에 따른 이동 라우터(MR)들의 홈에이전트(HA)를 거쳐야만 통신을 할 수 있다. 이때, 각 사용자 단말의 홈에이전트(HA)와 중첩된 구조에 따른 이동 라우터(MR)의 홈에이전트(HA)는 중첩된 이동 네트워크 외부에 위치하므로 통신시 커다란 지연이 발생하게 된다. 특히, 사용자 단말이나 이동 라우터(MR)가 자신의 홈링크(Home Link)에서 멀리 떨어져 있는 경우, 이러한 지연은 심각한 문제로 대두된다. 그러므로, 동일한 중첩된 이동 네트워크에 속하는 단말간의 통신시 보다 효율적인 라우팅(Routing) 방법이 모색되어야 한다.
본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 중첩된 네트워크 이동성 지원 프로토콜하에서 동일한 중첩된 이동 네트워크(Intra-NEMO)내에 있는 사용자 단말끼리 서로 통신할 때, 패킷의 이동 경로 최적화를 통해 각 사용자 단말이 빠르고 효율적인 방식으로 통신할 수 있도록 하기 위한, 통신 경로 최적화 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법에 있어서, 중첩된 이동 네트워크상의 각각의 이동 라우터(MR)가 자신의 내부 인터페이스의 네트워크 프리픽스를 포함한 경로 최적화 메시지를 상호 전달하는 단계; 중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터가 전달받은 경로 최적화 메시지를 기반으로 포워딩 테이블을 생성ㆍ갱신하는 단계; 및 일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전달할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 상기 포워딩 테이블의 정보에 따라 해당 패킷을 해당 인터페이스로 포워딩하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전송할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 엔트리가 없는 경우 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널을 통해 해당 패킷을 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화를 위하여, 프로세서를 구비한 이동 네트워크 시스템에, 중첩된 이동 네트워크상의 각각의 이동 라우터(MR)가 자신의 내부 인터페이스의 네트워크 프리픽스를 포함한 경로 최적화 메시지를 상호 전달하는 기능; 중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터가 전달받은 경로 최적화 메시지를 기반으로 포워딩 테이블을 생성ㆍ갱신하는 기능; 및 일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전달할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 상기 포워딩 테이블의 정보에 따라 해당 패킷을 해당 인터페이스로 포워딩하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전송할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 엔트리가 없는 경우 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널을 통해 해당 패킷을 전송하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에서는 중첩된 이동 네트워크하의 사용자 단말간에 효율적 통신을 위해 통신 경로 최적화 방법을 제안한다.
통신 경로 최적화를 위해, 이동 라우터와 사용자 단말은 메시지의 교환과 라우팅 테이블(Routing Table)을 활용한다. 이는 기존의 고정된 환경에서 인터넷을 사용하거나 네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜(NEMO basic support protocol)을 사용할 때는 필요치 않던 부가적인 것이다. 그러므로, 이러한 메시지 교환 및 라우팅 테이블의 크기를 최소화해야 한다. 이는 빠르게 메시지를 교환하여 최적화된 통신경로를 찾는데에도 필수불가결한 요소이다.
그러므로, 본 발명에서는 중첩된 이동 네트워크하에서 각 사용자 단말이 통신할 때 최적의 경로를 설정하고, 이에 대한 부가 비용을 최소화하는데 주안점을 둔다. 또한, 안정성의 확보를 위해 분산형 구조를 제안한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 여러 개의 이동 네트워크를 포함한 중첩된 이동 네트워크가 한 단위를 이룰 때 이를 지원하기 위한 중첩된 네트워크 이동성 지원 프로토콜하에서 각 사용자 단말이 동일한 중첩된 이동 네트워크상에 있는 다른 사용자 단말과 통신할 때 최적의 통신 경로를 설정하는 방법에 대하여 제시한다.
전술한 바와 같이, 중첩된 이동 네트워크안에 있는 사용자 단말간에 통신할 경우, 네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜(NEMO basic support protocol)을 활용하게 되면 매우 큰 지연이 발생하게 된다. 그러므로, 동일한 중첩된 이동 네트워크내의 사용자 단말간에 통신을 할 경우, 경로 최적화가 필요하게 된다.
이를 위해, 본 발명에서는 각각의 이동 라우터(MR)가 자신의 내부 인터페이스(Interface)의 네트워크 프리픽스(Network Prefix)를 포함한 라우팅 메시지를 상호 전달하고, 중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터(MR)는 전달받은 라우팅 메시지를 기반으로 포워딩 테이블을 생성한다. 이후, 이동 라우터는 자신에게 전달된 패킷을 전달할 때, 자신의 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널(bi-directional tunnel)을 통해 패킷을 전달하기에 앞서, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 포워딩 테이블의 엔트리와 일치하면 포워딩 테이블의 정보에 따라 패킷을 해당 인터페이스로 포워딩하고, 그렇지 않은 경우 네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜의 정의와 같이 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널(bi-directional tunnel)을 통해 패킷을 전송한다.
본 발명에 따르면, 상태 정보가 필요없는 분산구조(stateless distributed structure)로 되어 있기 때문에 경로 최적화에 필요한 추가적인 에이전트가 필요 없다. 또한, 동일한 중첩된 이동 네트워크에 속하는 사용자 단말들이 서로간에 최적의 경로로 통신할 수 있기 때문에 통신지연을 최소화할 수 있으므로, 이를 활용하여 동일한 자동차나 기차와 같은 하나의 이동 네트워크안에 있는 사용자 단말간에 실시간 게임, 실시간 대화, 워키토키 서비스, 데이터 전송 등을 보다 효율적으로 할 수 있다.
이하, 중첩된 이동 네트워크의 구조에서 하나의 중첩된 이동 네트워크상의 사용자 단말들의 통신 경로를 최적화하는 방안을 살펴보기로 한다.
우선, 본 발명에 따른 통신 경로 최적화 방법을 요약해 보면, 각각의 이동 라우터(MR)(21~24)가 자신의 내부 인터페이스(Interface)의 네트워크 프리픽스(Network Prefix)를 포함한 라우팅 메시지를 상호 전달하고(도 1 참조), 중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터(MR)(21~24)는 전달받은 라우팅 메시지를 기반으로 포워딩 테이블을 생성한다(도 1 참조). 이후, 이동 라우터(MR)(21~24)는 자신에게 전달된 패킷을 전달할 때(도 2 참조), 자신의 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널(bi-directional tunnel)을 통해 패킷을 전달하기에 앞서, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 포워딩 테이블의 엔트리와 일치하면 포워딩 테이블의 정보에 따라 패킷을 해당 인터페이스로 포워딩하고, 그렇지 않은 경우 네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜(NEMO basic support protocol)의 정의와 같이 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널(bi-directional tunnel)을 통해 패킷을 전송한다.
먼저, 경로 최적화 메시지 전송 과정을 살펴보면 다음과 같다.
네트워크 이동성 지원 기본 프로토콜(NEMO basic support protocol)을 따르는 이동 라우터(MR)는 중첩된 이동 네트워크의 구조상에서 다른 이동 라우터들(MR)의 내부 인터페이스의 네트워크 프리픽스, 또는 이동 네트워크 노드들(MN : Mobile Node)의 정보를 알 수 없기 때문에 기본적으로 이동 라우터의 홈에이전트(HA)를 향해 모든 패킷을 전송한다.
이에 반해, 본 발명에서는 중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터 (MR)(21~24)가 다른 이동 라우터(MR)(21~24)의 내부 인터페이스의 네트워크 프리픽스의 정보를 경로 최적화 메시지(하기의 도 3 참조)를 통해 알 수 있게 한다. 이때, 경로 최적화 메시지에 포함되는 내용의 요지는 자신에게 해당 패킷을 전송하면 메시지에 포함된 목적지로 몇 홉(hop)만에 패킷을 전송할 수 있다는 것이다.
즉, 이동 라우터(MR)(21~24)는 자신의 포워딩 테이블(하기의 도 5 참조)이 현재 비어 있으면, 자신의 내부 인터페이스의 주소 영역으로 패킷을 전송할 수 있다는 내용을 가진, 즉 하나의 포워딩 테이블 엔트리(하기의 도 4 참조)만을 가진 경로 최적화 메시지를 자신의 모든 인터페이스를 통해 전송한다. 이때, 만약 현재 자신의 포워딩 테이블에 2개의 포워딩 테이블 엔트리가 있다면, 이동 라우터(MR)(21~24)는 자신의 내부 인터페이스의 주소 영역에 대한 포워딩 테이블 엔트리와 기존에 포워딩 테이블에 있던 두 개의 포워딩 테이블 엔트리를 포함하여 경로 최적화 메시지를 모든 인터페이스를 통해 전송한다.
이때, 경로 최적화 메시지는 IPv6 링크 로컬 멀티캐스트(link local multicast)를 이용하여 해당 인터페이스의 모든 노드, 즉 이동 라우터들(MR)(21~24)이 경로 최적화 메시지를 받을 수 있게 한다.
상기 경로 최적화 메시지는, 기본적으로 특정 주기마다 모든 포워딩 테이블의 포워딩 테이블 엔트리를 포함하여 모든 인터페이스로 전송되고, 포워딩 테이블의 특정 엔트리의 매트릭(metric) 정보가 갱신되는 경우, 즉시 갱신된 내용의 포워딩 테이블 엔트리만을 포함한 경로 최적화 메시지가 전송된다.
이후, 경로 최적화 메시지를 받은 이동 라우터(MR)(21~24)는 전송받은 포워 딩 테이블 엔트리가 자신의 포워딩 테이블에 없으면, 해당 포워딩 테이블 엔트리를 포워딩 테이블에 추가한다(포워딩 테이블 갱신 과정). 그러나, 만약 전송받은 포워딩 테이블 엔트리와 같은 주소영역의 엔트리가 포워딩 테이블에 존재하면, 각각의 포워딩 테이블 엔트리의 매트릭을 비교해 새로 받은 포워딩 테이블 엔트리가 기존의 포워딩 테이블 엔트리의 매트릭 보다 작으면 새로운 포워딩 테이블 엔트리로 교체하고, 그렇지 않으면 새로 받은 포워딩 테이블 엔트리를 무시한다(포워딩 테이블 갱신 과정).
상기 경로 최적화 메시지 전송 및 포워딩 테이블 갱신 과정을 도 1을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 1에서는 경로 최적화 메시지(101~103)가 전송되어 각 이동 라우터(MR)(21~24)가 포워딩 테이블(201~203)을 생성하는 절차를 보여준다.
모든 이동 라우터(MR)(21~24)의 정보를 표현하면 복잡하므로, 이해를 돕기 위해 B::1을 홈어드레스(HoA)로 갖는 이동 라우터(MR)(21)를 기준으로 설명한다.
먼저, 홈어드레스(HoA) 'B::1'의 이동 라우터(MR)(21)는 자신의 내부 인터페이스의 이동 네트워크 프리픽스(mobile network prefix) 'B::'에 해당하는 이동 네트워크 노드(MN)(11)에게 한 홉(hop)을 거쳐 패킷을 전송할 수 있으므로, 경로 최적화 메시지(101)를 홈어드레스(HoA) 'A::1'인 이동 라우터(MR)(22)에게 전송한다. 이때, 해당 인터페이스에서 식별 가능한 'B::1'의 IP 주소는 'A::2', 즉 임시주소(CoA)이므로 경로 최적화 메시지의 소스 주소는 'A::2'가 된다.
이후, 경로 최적화 메시지(101)를 받은 홈어드레스(HoA) 'A::1' 이동 라우터 (MR)(22)는 새로운 경로 최적화 메시지(101)를 받았으므로, 해당 정보를 포워딩 테이블(201)에 추가한다. 이때, 자신(22)과 'B::1' 이동 라우터(MR)(21)와의 홉 수를 더해 메트릭의 값이 2가 된다. 그리고, 'A::1' 이동 라우터(MR)(22)는 포워딩 테이블(201)을 갱신하였으므로, 모든 인터페이스를 통해 경로 최적화 메시지(102)를 전송한다.
다음으로, 경로 최적화 메시지(102)를 받은 홈어드레스(HoA) 'C::1' 이동 라우터(MR)(23)는 새로운 경로 최적화 메시지(102)를 받았으므로, 해당 정보를 포워딩 테이블(202)에 추가한다. 이때, 자신(23)과 'A::1' 이동 라우터(MR)(22)와의 홉 수를 더해 메트릭의 값이 3이 된다. 그리고, 'C::1' 이동 라우터(MR)(23)는 포워딩 테이블(202)을 갱신하였으므로, 모든 인터페이스를 통해 경로 최적화 메시지(103)를 전송한다.
그리고, 경로 최적화 메시지(103)를 받은 홈어드레스(HoA) 'D::1' 이동 라우터(MR)(24)는 새로운 경로 최적화 메시지(103)를 받았으므로, 해당 정보를 포워딩 테이블(203)에 추가한다. 이때, 자신(24)과 'C::1' 이동 라우터(MR)(23)와의 홉 수를 더해 메트릭의 값이 4가 된다.
이와 같은 방식으로 중첩 이동 네트워크의 모든 이동 라우터(MR)(21~24)가 'B::' 프리픽스를 갖는 노드(MN)(11)에게 패킷을 전송하기 위해서, 패킷을 전송해야 할 다음 이동 라우터(MR)(21~24)가 결정되게 된다.
그럼, 최적화된 경로로 패킷을 전송하는 과정을 살펴보기로 한다.
이동 라우터(MR)(21~24)는 이동 네트워크 노드(MN)(11,12) 또는 다른 이동 라우터(MR)(21~24)로부터 패킷을 전송받으면, 먼저 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 일치하는 포워딩 테이블 엔트리가 있는지를 포워딩 테이블에서 검색한다.
검색 결과, 해당 패킷의 목적지 IP 주소가 포워딩 테이블의 특정 엔트리와 일치하면, 이동 라우터(MR)(21~24)는 포워딩 테이블의 next hop 정보에 따라 해당 패킷을 전송한다.
그러나, 포워딩 테이블의 검색 결과, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 일치하는 포워딩 테이블 엔트리가 없으면, 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널(bi-directional tunnel)을 통해 패킷을 전송한다.
이를 도 2를 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, IP 주소 'D::10'을 갖는 노드(MN)(12)이 IP 주소 'B::10'을 갖는 노드(MN)(11)에게 데이터 패킷(301)을 전송하는 경우, 출발 주소는 'D::10', 목적지 주소는 'B::10'이다.
이 데이터 패킷(301)은 먼저 홈어드레스(HoA) 'D::1' 이동 라우터(MR)(24)에게 전송되며, 'D::1' 이동 라우터(MR)(24)는 자신의 포워딩 테이블(203) 검색을 통해 'B::'의 프리픽스 목적지 주소를 갖는 패킷을 홈어드레스(HoA) 'C::1' 이동 라우터(MR)(23)에게 전송하면 4홉 만에 전송 가능하다는 것을 알 수 있고, 따라서 'C::1' 이동 라우터(MR)(23)에게 해당 패킷(301)을 전송한다.
이후, 'C::1' 이동 라우터(MR)(23)는 자신의 포워딩 테이블(202) 검색을 통해 'B::'의 프리픽스 목적지 주소를 갖는 패킷을 홈어드레스(HoA) 'A::1' 이동 라우터(MR)(22)에게 전송하면 3홉 만에 전송 가능하다는 것을 알 수 있고, 따라서 'A::1' 이동 라우터(MR)(22)에게 해당 패킷(301)을 전송한다.
동일한 방식으로, 해당 패킷(301)은 홈어드레스(HoA) 'A::1' 이동 라우터(MR)(22), 홈어드레스(HoA) 'B::1' 이동 라우터(MR)(21)를 거쳐 노드(MN)(11)에게 전송되게 된다.
이제, 도 3을 참조하여 상기 경로 최적화 메시지에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
경로 최적화 메시지의 커멘드(command)는 "request", "response", "default"로 나뉜다.
"Request"는 중첩된 이동 네트워크에 새로운 이동 라우터(MR)가 참여하게 되는 경우, 경로 최적화 메시지가 전송되는 주기를 기다리지 않고, 보다 빠른 경로 최적화를 위해 주변의 이동 라우터(MR)에게 경로 최적화 메시지를 요구하는 커멘드이다.
"Request" 메시지에 대한 응답으로, 경로 최적화 메시지를 요구한 이동 라우터(MR)에게 전송하는 경로 최적화 메시지가 "Response" 메시지이다.
그리고, 설정된 특정 주기마다 기본적으로 전송하는 경로 최적화 메시지의 경우 "Default" 커멘드를 가진다.
상기 경로 최적화 메시지는 여러 개의 포워딩 테이블 엔트리(forwarding table entry)(20bytes)를 포함한다.
각각의 포워딩 테이블 엔트리(forwarding table entry)(20bytes)는 도 4에 도시된 바와 같이, 16 바이트의 IPv6 프리픽스를 위한 필드를 포함하며, 1 바이트의 네트워크 프리픽스 길이(prefix length)와 1 바이트의 경로 매트릭(metric) 정 보를 갖는다.
한편, 이동 라우터(MR)에 구비되는 포워딩 테이블의 구조는 도 5와 같다.
포워딩 테이블은 IPv6 프리픽스(prefix), 매트릭(metric), 넥스트 홉(next hop), 라스트 타임(last time) 필드를 갖는다.
"IPv6 프리픽스(prefix)" 필드는 경로 최적화를 위한 목적지 주소의 IPv6 주소 영역 프리픽스를 나타낸다.
"매트릭(metric)" 필드는 해당 목적지 IP 주소로 전송에 소요되는 네트워크 경로의 매트릭을 나타낸다.
"넥스트 홉(next hop)" 필드는 경로 최적화를 통해 패킷을 전송할 경우, 이동 라우터(MR)가 전송해야 할 다음 이동 라우터(MR)를 나타낸다.
"라스트 타임(last time)" 필드는 각 포워딩 테이블 엔트리의 최근 전송 시간을 나타낸다. 이동 라우터(MR)는 중첩된 이동 네트워크에서 명시적인 메시지 전달없이 중첩된 이동 네트워크로부터 떠날 수 있기 때문에 특정 시간이 지나게 되면 해당 포워딩 테이블 엔트리는 삭제되어야 한다. 이때, "last time" 필드를 참조하여 일정 시간 동안 포워딩 테이블 엔트리가 갱신되지 않으면, 해당 포워딩 테이블 엔트리를 삭제한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기 로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 중첩된 이동 네트워크상의 이동 네트워크 노드들간의 통신에 있어서, 중첩된 구조에 따른 이동 라우터, 그리고 각 이동 라우터의 홈에이전트를 거치지 않고, 최적화된 네트워크 경로를 통해 패킷을 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고정된 사용자 단말(LFN : Local Fixed Node) 사이의 통신 뿐만 아니라, 외부 네트워크에 방문한 사용자 단말(VMN : Visiting Mobile Node)과 VMN, 또는 VMN과 LFN의 통신 또한 최적화된 경로의 통신을 보장받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 Mobile IPv6 프로토콜을 따르는 이동 노드가 중첩된 이동 네트워크상에 위치할 경우 이들 간의 경로 최적화도 고려하였기 때문에, VMN이 Mobile IPv6 프로토콜에서 제안된 경로 최적화 기법을 사용하는 경우, LFN과 마찬가지로 최적화된 경로를 보장받을 수 있는 효과가 있다.
또한, 이동 네트워크는 이동성을 고려한 프로토콜 구조이다. 이동 네트워크 상의 이동 네트워크 노드들은 전체 이동 네트워크가 네트워크상의 위치를 변경할 경우, 이를 인지하지 못하며, 이 때문에 자신의 위치 정보를 새로이 갱신하는 시그널을 발생시키지 않게 된다. 이러한 특성은 이동성에 대한 투명성으로 칭하며, 이동 네트워크 프로토콜의 대표적인 이점이 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 중첩된 이동 네트워크 전체가 이동하는 경우, 이동성에 대한 투명성을 보장할 수 있는 효과가 있다. 즉, 최적화된 경로를 보장함과 동시에 네트워크 이동성에 따른 추가적인 위치 정보의 갱신에 따른 시그널은 발생시키지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면, 이동 네트워크 프로토콜을 인터넷 접속 및 개인 휴대 단말에 적용할 경우, 특정 지역내의 고객들간의 통화나 상호 작용 어플리케이션, 또는 각 차량들 사이의 교통 통제 및 기타 어플리케이션을 위한 교통 제어 시스템의 시나리오에서 고객들에게는 보다 품질 좋은 통화 또는 서비스가 가능하며, 서비스 제공자는 보다 효율적으로 네트워크 자원을 사용할 수 있는 기회가 제공된다.

Claims (12)

  1. 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법에 있어서,
    중첩된 이동 네트워크상의 각각의 이동 라우터(MR)가 자신의 내부 인터페이스의 네트워크 프리픽스를 포함한 경로 최적화 메시지를 상호 전달하는 단계;
    중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터가 전달받은 경로 최적화 메시지를 기반으로 포워딩 테이블을 생성ㆍ갱신하는 단계; 및
    일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전달할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 상기 포워딩 테이블의 정보에 따라 해당 패킷을 해당 인터페이스로 포워딩하는 단계
    를 포함하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전송할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 엔트리가 없는 경우 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널을 통해 해당 패킷을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 경로 최적화 메시지에는,
    자신에게 해당 패킷을 전송하면 메시지에 포함된 목적지로 몇 홉(hop)만에 패킷을 전송할 수 있음을 나타내는 정보가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 경로 최적화 메시지는,
    IPv6 링크 로컬 멀티캐스트를 이용하여 해당 인터페이스의 모든 노드, 즉 이동 라우터들에게 전송되는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이동 라우터(MR)는,
    상기 경로 최적화 메시지 전송시,
    자신의 포워딩 테이블이 현재 비어 있으면, 자신의 내부 인터페이스의 주소 영역으로 패킷을 전송할 수 있다는 내용을 가진, 즉 하나의 포워딩 엔트리만을 가진 경로 최적화 메시지를 자신의 모든 인터페이스를 통해 전송하고,
    자신의 포워딩 테이블에 포워딩 테이블 엔트리가 있으면, 자신의 내부 인터페이스의 주소 영역에 대한 포워딩 테이블 엔트리와 기존에 포워딩 테이블에 있는 포워딩 엔트리를 포함하여 경로 최적화 메시지를 모든 인터페이스를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동 라우터(MR)는,
    경로 최적화 메시지 수신시,
    전송받은 포워딩 테이블 엔트리가 자신의 포워딩 테이블에 없으면, 해당 포워딩 테이블 엔트리를 포워딩 테이블에 추가하고,
    전송받은 포워딩 테이블 엔트리와 같은 주소 영역의 엔트리가 자신의 포워딩 테이블에 존재하면, 각각의 포워딩 테이블 엔트리의 매트릭(metric)을 비교하여, 새로 받은 포워딩 테이블 엔트리가 기존의 포워딩 테이블 엔트리의 매트릭보다 작으면 새로운 포워딩 테이블 엔트리로 교체하고, 그렇지 않으면 새로 받은 포워딩 테이블 엔트리를 무시하는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동 라우터(MR)는,
    이동 네트워크 노드 혹은 타 이동 라우터로부터 패킷 수신시,
    해당 패킷의 목적지 IP 주소와 일치하는 포워딩 테이블 엔트리를 상기 포워딩 테이블에서 검색하여, 일치하면 포워딩 테이블의 넥스트 홉(next hop) 정보에 따라 해당 패킷을 전송하고, 일치하지 않으면 홈에이전트와의 양방향 터널을 통해 해당 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 경로 최적화 메시지는, 적어도 하나의 포워딩 테이블 엔트리를 포함하고,
    각각의 포워딩 테이블 엔트리는, IPv6 프리픽스 정보, 네트워크 프리픽스 길이 정보, 경로 매트릭 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 포워딩 테이블은,
    경로 최적화를 위한 목적지 주소의 IPv6 주소 영역 프리픽스 정보, 해당 목 적지 IP 주소로 전송에 소요되는 네트워크 경로의 매트릭 정보, 경로 최적화를 통해 패킷을 전송할 경우, 이동 라우터가 전송해야 할 다음 이동 라우터 정보, 각 포워딩 테이블 엔트리의 최근 전송 시간 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이동 라우터(MR)는,
    상기 최근 전송 시간 정보를 바탕으로 소정 시간 동안 포워딩 테이블 엔트리가 갱신되지 않으면 해당 포워딩 테이블 엔트리를 삭제하는 것을 특징으로 하는 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화 방법.
  11. 동일 중첩된 이동 네트워크에서 통신 경로 최적화를 위하여, 프로세서를 구비한 이동 네트워크 시스템에,
    중첩된 이동 네트워크상의 각각의 이동 라우터(MR)가 자신의 내부 인터페이스의 네트워크 프리픽스를 포함한 경로 최적화 메시지를 상호 전달하는 기능;
    중첩된 이동 네트워크상의 모든 이동 라우터가 전달받은 경로 최적화 메시지를 기반으로 포워딩 테이블을 생성ㆍ갱신하는 기능; 및
    일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전달할 때, 해당 패킷의 목적 지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 상기 포워딩 테이블의 정보에 따라 해당 패킷을 해당 인터페이스로 포워딩하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    일 이동 라우터(MR)가 자신에게 전달된 패킷을 전송할 때, 해당 패킷의 목적지 IP 주소와 상기 포워딩 테이블의 엔트리를 비교하여, 엔트리가 없는 경우 홈에이전트(HA)와의 양방향 터널을 통해 해당 패킷을 전송하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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