KR20070088617A - 무선 네트워크의 상이한 유형들의 노드들 사이에서데이터를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 네트워크의 상이한 유형들의 노드들 사이에서데이터를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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아비나쉬 조쉬
찰스 알. 주니어. 바커
케이쓰 제이. 골드버그
윌리암 반 주니어. 하스티
로빈 유. 로버츠
수롱 젱
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메시네트웍스, 인코포레이티드
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Abstract

노드들(106, 402, 404, 406, 408)이 다른 노드들(106, 402, 404, 406, 408)로부터 수신되는 패킷들을 라우팅하기 위한 라우터로서 동작할 수 없는 경우라 하더라도, 모든 노드들이 서로에 이르는 경로들을 찾아낼 수 있게 하는, 무선 네트워크(400)에서 데이터를 라우팅하기 위한 방법 및 시스템이다. 패킷 라우팅을 수행할 수 있는 메시형 노드들(106, 402)은 그들의 연관된 비-메시형 노드들(STA 13 - STA 15)에 대한 프럭시 노드들로서 동작하여 그들의 연관된 비-메시형 노드들(STA 13 - STA 15)로부터의 패킷들을 목적지 노드들로 라우팅한다. 메시형 노드들 중 일부는 또한 IAP들(intelligent access points;106)로서 동작하여, 비-메시형 노드들 및 다른 메시형 노드들에 인터넷(402)과 같은 또다른 네트워크들로의 액세스를 제공한다.
무선 네트워크, 패킷 라우팅, 메시형 노드, 비-메시형 노드, IAP, 목적지 노드, 프럭시

Description

무선 네트워크의 상이한 유형들의 노드들 사이에서 데이터를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR ROUTING DATA BETWEEN DIFFERENT TYPES OF NODES IN A WIRELESS NETWORK}
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 무선 네트워크에서 데이터를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이 출원은 2004년 9월 7일에 출원된 미국 가출원 제60/607,729호 및 2004년 9월 22일에 출원된 미국 가출원 제60/611,845호에 대한 우선권을 주장하며, 양자의 내용 전체가 여기에 참고 문헌으로써 포함되어 있다.
관련 출원의 상호 참조
"System and Method for Associating Different Types of Nodes with Access Point Nodes in a Wireless Network to Route Data in the Wireless Network"(Atty. Docket No. P2239/0184 Mesh-063)라는 명칭으로 이 출원과 동일자로 출원된 Avinash Joshi 등의 공동계류 중인 미국 특허출원에 관련 주제가 개시되어 있으며, 전체 내용이 여기에 참고 문헌으로써 포함되어 있다.
배경
최근에, "애드호크(ad-hoc)" 네트워크로서 공지된 일 유형의 이동 통신 네트워크가 개발되고 있다. 이 유형의 네트워크에서는, 이동 노드 각각이 나머지 이동 노드들을 위한 기지국 또는 라우터(router)로서 동작할 수 있으므로, 기지국들의 고정 인프라스트럭처에 대한 수요를 제거한다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 네트워크 노드들은, TDMA(time-division multiple access) 포맷, CDMA(code-division multiple access) 포맷, 또는 FDMA(frequency-division multiple access) 포맷과 같은, 다중화된 포맷으로 데이터 패킷 통신을 송수신한다.
전통적인 애드호크 네트워크에서와 같이 이동 노드들이 서로 통신하는 것을 가능하게 하는 이외에, 또한 이동 노드들이 고정 네트워크에 액세스함으로써, PSTN(public switched telephone network)상의 이동 노드들 및 인터넷과 같은 다른 네트워크들상의 이동 노드들과 같은, 다른 이동 노드들과 통신하는 것을 가능하게 하는 좀더 복잡한 애드호크 네트워크들도 개발되고 있다. 이들 향상된 유형들의 애드호크 네트워크들에 대한 세부 사항들은, 2001년 6월 29일에 "Ad Hoc Peer-to-Peer Mobile Radio Access System Interfaced to the PSTN and Cellular Networks"라는 명칭으로 출원된 미국 특허출원 제09/897,790호, 2001년 3월 22일에 "Time Division Protocol for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer Radio Network Having Coordinating Channel Access to Shared Parallel Data Channels with Separate Reservation Channel"이라는 명칭으로 출원된 미국 특허출원 제09/815,157호(현재는 미국특허 제6,807,165호), 및 2001년 3월 22일에 "Prioritized-Routing for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer, Mobile Radio Access System"이라는 명칭으로 출원된 미국 특허출원 제09/815,164호(현재는 미국특허 제6,873,839호)에 설명되어 있으며, 각각의 전체 내용이 여기에 참고 문헌으로써 포함되어 있다.
오늘날의 대다수 무선 표준들은, 액세스 포인트(또는 마스터 노드)라고 하는 단일 노드가 통상적으로 국들(stations;또는 슬레이브 노드들)이라고 하는 다른 노드들에 통신을 제공하는 것을 담당하는 스타 토폴로지(star topology)의 네트워크를 상술한다. 국들은 통상적으로 액세스 포인트와 "연관되는" 것으로 설명된다. 통상적으로, 액세스 포인트들 또는 마스터 노드들은 다른 액세스 포인트들이나 마스터 노드들 및 인터넷의 나머지에 접속된다.
도면의 간단한 설명
유사한 참조 번호들이 각각의 도면들 전체에 걸쳐 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 지시하며 다음의 상세한 설명과 함께 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들은, 다양한 실시예들을 추가적으로 예시하고 본 발명에 따른 다양한 원리들과 이점들 모두를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 및 방법을 이용중인 복수의 노드들을 포함하는 일례의 애드호크 무선 통신 네트워크의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 네트워크에서 이용된 이동 노드의 일례를 예시하는 블록도.
도 3은 IEEE(International Electrical and Electronic Engineers) 802.11 표준에 따라 동작하는 통상적인 네트워크의 접속의 일례를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 구성된 도 1에 도시된 무선 네트워크의 블록도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 도 4에 도시된 무선 네트워크에서 노드들의 바인딩 및 연관 테이블들을 업데이트하기 위한 동작들의 일례들을 예시하는 흐름도들이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 도 4에 도시된 네트워크의 노드들 사이에서 패킷을 송신하기 위해 수행되는 동작들의 일례를 예시하는 흐름도.
당업자들이라면, 도면들의 요소들이 간략하고 명료하게 예시된다는 것과 반드시 비율대로 그려질 필요는 없다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 대한 이해를 돕기 위해, 도면들의 요소들 중 일부의 치수들이 다른 요소들에 비해 강조될 수도 있다.
상세한 설명
본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명하기 전에, 실시예들은 주로, 무선 네트워크에서 데이터를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법에 관한 방법 단계들과 장치 컴포넌트들의 조합들에 관한 것이라는 것에 주목해야 한다. 따라서, 여기에서의 설명에 대한 혜택을 가진 당업자들이라면 명백하게 알 수 있을 세부 사항들로써 설명서를 불명료하게 하지 않기 위해, 본 발명의 실시예들을 이해하는데 관련된 구체적 세부 사항들만을 나타내는 장치 컴포넌트들과 방법 단계들이 도면들에 전통적인 심볼들에 의해 적당하게 표현되었다.
이 문서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등과 같은 관계 용어들은 단지 일 엔티티 또는 액션을 다른 엔티티 또는 액션과 구분하는데 사용될 수 있을 뿐이고, 그러한 엔티티들 또는 액션들 사이에서 그러한 관계 또는 순서를 요구하거나 함축할 필요는 전혀 없다. "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", 또는 그것에 관한 임의의 다른 변형 용어들은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이므로, 요소들의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 품목, 또는 장치는 그 요소들만을 포함하는 것이 아니라 명시적으로 열거되지 않았거나 그러한 프로세스, 방법, 품목, 또는 장치에 고유한 다른 요소들도 포함할 수 있다. "...를 포함하다"가 선행되는 요소는, 추가적인 제약없이, 그 요소를 포함하는 프로세스, 방법, 품목, 또는 장치에서의 동일한 추가 요소들의 존재를 배제하지 않는다.
여기에서 설명된 발명의 실시예들은 적어도 하나의 전통적인 프로세서들 및, 적어도 하나의 프로세서들을 제어하여, 소정 비-프로세서 회로들과 함께, 여기에서 설명된 무선 네트워크에서 데이터를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법의 기능들 중 일부, 대다수, 또는 전부를 구현하는 고유한 저장 프로그램 명령들로 이루어진다는 것을 알 수 있을 것이다. 비-프로세서 회로들은 라디오 수신기, 라디오 송신기, 신호 드라이버들, 클록 회로들, 전원 회로들, 및 사용자 입력 장치들을 포함할 수 있지만, 그것들로 한정되는 것은 아니다. 그에 따라, 이 기능들은 무선 네트워크에서 데이터 라우팅을 수행하기 위한 방법의 단계들로서 해석될 수도 있다. 다른 방법으로, 일부 또는 모든 기능들은 프로그램 명령들이 저장되어 있지 않은 상태 머신(state machine)으로써 구현될 수 있거나, 각각의 기능 또는 특정 기능들의 소 정 조합들이 맞춤형 로직으로서 구현되는 적어도 하나의 ASIC들(application specific integrated circuits)로 구현될 수 있다. 물론, 2가지 접근 방법들의 조합이 사용될 수도 있다. 이런 식으로, 이 기능들을 위한 방법들 및 수단이 여기에 설명되어 있다. 더 나아가, 당업자라면, 예를 들어, 이용 가능한 시간, 현재 기술, 및 경제적 고려들에 의해 유발되는 상당할 수 있는 노력 및 다수의 설계 선택들에도 불구하고, 여기에 개시된 개념들 및 원리들에 의해 안내될 경우, 최소의 실험으로써 그러한 소프트웨어 명령들 및 프로그램들과 IC들을 용이하게 발생시킬 수 있을 것이 예상된다.
다음에서 논의되는 바와 같이, 본 발명은 무선 네트워크, 특히, 애드호크 멀티-호핑(multi-hopping) 무선 네트워크의 모든 노드들이 패킷들의 라우팅에 참여하지 않는 경우라 하더라도, 그 노드들이 서로에 이르는 경로들을 찾아내는 것을 가능하게 하는 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예를 이용중인 애드호크 패킷-교환 무선 통신 네트워크(100)의 일례를 예시하는 블록도이다. 구체적으로, 네트워크(100)는 (일반적으로 노드들(102) 또는 이동 노드들(102)이라고 하는) 복수의 이동 무선 사용자 단말들(102-1 내지 102-n)을 포함하고, 노드들(102)에 고정 네트워크(104)로의 액세스를 제공하기 위해, (일반적으로 노드들(106) 또는 IAP들(intelligent access points;106)이라고 하는) 복수의 IAP들(106-1, 106-2, ...106-n)을 갖는 고정 네트워크(104)를 포함할 수 있지만, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 고정 네트워크(104)는 네트워크 노드들에, 다른 애드호크 네트워크들, PSTN, 및 인터넷과 같 은, 다른 네트워크들로의 액세스를 제공하기 위해, 예를 들어, 코어 LAN(local access network) 및 복수의 서버들과 게이트웨이 라우터들을 포함할 수 있다. 네트워크(100)는 다른 노드들(102, 106, 또는 107) 사이에서 데이터 패킷들을 라우팅하기 위한 (일반적으로 노드들(107) 또는 고정 라우터들(107)이라고 하는) 복수의 고정 라우터들(107-1 내지 107-n)을 더 포함할 수 있다. 이 논의의 목적들을 위해, 앞서 논의된 노드들을 집합적으로 "노드들(102, 106 및 107)" 또는 단순히 "노드들"이라고 할 수 있다는 것에 주의한다.
당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 노드들(102, 106 및 107)은, Mayor에게 부여된 미국특허 제5,943,322호에서 그리고 앞서 참조된 미국 특허출원 제09/897,790호 및 미국특허 제6,807,165호와 제6,873,839호에서 설명된 바와 같이, 직접적으로 또는 노드들 사이에서 송신되는 패킷들을 위해 라우터 또는 라우터들로서 동작중인 적어도 하나의 다른 노드들(102, 106 또는 107)을 통해 서로 통신할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 노드(102, 106 및 107)는, 안테나(110)에 커플링되어 컨트롤러(112)의 제어하에서, 노드(102, 106 또는 107)로 그리고 노드(102, 106 또는 107)로부터, 패킷화된 신호들과 같은, 신호들을 송수신할 수 있는 송수신기 또는 모뎀(108)을 포함한다. 패킷화된 데이터 신호들은, 예를 들어, 음성, 데이터 또는 멀티미디어 정보 및, 노드 업데이트 정보를 포함하는, 패킷화된 제어 신호들을 포함할 수 있다.
각각의 노드(102, 106 및 107)는, 다른 것들 중에서도, 자체 및 네트워크의 다른 노드들에 관한 라우팅 정보를 저장할 수 있는, RAM(random access memory)과 같은, 메모리(114)를 더 포함한다. 도 2에 추가적으로 도시된 바와 같이, 소정 노드들, 특히 이동 노드들(102)은, 노트북 컴퓨터 단말, 이동 전화 유닛, 이동 데이터 유닛, 또는 임의의 적합한 다른 장치와 같은, 임의 갯수의 장치들로 이루어질 수 있는 호스트(116)를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 노드(102, 106 및 107)는 IP(Internet Protocol) 및 ARP(Address Resolution Protocol)를 수행하기 위한 적합한 하드웨어 및 소프트웨어도 포함하는데, 당업자라면, 그것의 목적들을 쉽게 알 수 있다. TCP(transmission control protocol) 및 UDP(user datagram protocol)를 수행하기에 적합한 하드웨어 및 소프트웨어도 포함될 수 있다.
도 3은, 버전 IEEE Std. 802.11-1997과 같은, IEEE(International Electrical and Electronic Engineers) 802.11 표준에 따라 동작중인 통상적인 네트워크(300)를 예시하는데, 이를 "802.11 네트워크"라고 할 수도 있다. 네트워크는, 각각, 제1 및 제2 액세스 포인트들(302;AP 1 및 AP 2)을 포함한다. AP 1 및 AP 2는 유선 이더넷(304)을 통해 서로 접속되어 있다. 무선국들(306;STA 1, STA 2, 및 STA 3)은 AP 1과 연관되어 있는 한편, STA 4, STA 5, 및 STA 6으로서 식별되는 무선국들(306)은 AP 2와 연관되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 국들(306;STA 1 내지 STA 6)은 그들의 연관된 AP들을 통해 인터넷(308)에 액세스한다. 전통적으로, 이 AP들은, 유선 이더넷과 같은, 백홀 인프라스트럭처(backhaul infrastructure)를 통해 인터넷에 접속된다.
본 발명의 실시예는 네트워크(100)의 유선 부분(예를 들어, 고정 네트워크(104))에 접속되어 있는 (도 1에서 도시된) IAP들(106)의 사용을 통해 백홀 인프 라스트럭처를 위한 수요를 방지한다. IAP(106)는 그러한 IAP(106)와 연관된 장치들에 인터넷 접속을 제공하는 것을 담당한다. 장치들은 후술되는 바인딩 프로토콜(binding protocol)을 사용해 IAP(106)와 연관된다.
본 발명의 다양한 실시예들을 설명하는 것을 돕기 위해, 다음의 정의들이 제공된다:
메시형 장치 - IEEE 802.11 또는 IEEE 802.15와 같은 표준 무선 프로토콜을 따를 수도 있는, 발명의 실시예에 따라 동작하는 장치. 이 장치들은 그들과 연관되어 있는 프럭시 장치들로/프럭시 장치들로부터 패킷들을 포워딩하는 것을 담당한다.
비-메시형 장치 - IEEE 802.11 또는 IEEE 802.15와 같은 표준 무선 프로토콜을 따르지만 어떤 종류의 라우팅에도 참여하지 않는 장치. 이 장치들은 그들을 위해 경로들을 확립하는 메시형 장치들에 의해 "프럭시"된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 도 1에 도시된 네트워크의 사용을 예시하는데, 여기에서, 유사한 컴포넌트들에는 동일한 식별 번호가 부여된다. 이 일례에 도시된(그리고 네트워크(400)로서 식별되는) 네트워크(100)는 (고정 네트워크(104)와 같은) 유선 접속을 통해 인터넷(402)으로 통신 링크되는, IAP 1으로서 식별되는, 적어도 하나의 IAP(106)를 포함한다. 네트워크(400)는 AP 1, AP 2, AP 3, AP 4, 및 AP 5로서 식별되는 액세스 포인트들(402)을 더 포함한다. 네트워크(400)는 메시형 장치지만 다른 어떤 장치도 프럭시하지 않는 (Node 1으로서 식별되는) 적어도 하나의 노드(404)도 포함한다. 네트워크(400)의 모든 노드들(404)은 IAP 1와 연관된다. 네트워크(400)는, 가장 가까운 액세스 포인트(402;예를 들어, AP 1 내지 AP 5)와 각각 연관되어 있는 무선국들(406;STA 1 - STA 18)을 더 포함한다. 예를 들어, STA 13, STA 14, 및 STA 15는 액세스 포인트 AP 5와 각각 연관되어 있다. 일부 국들(406)은 도 1과 관련하여 앞서 논의된 이동 노드들(102;또는 라우터들(107))이다. 이 일례에서, STA 13, STA 14, 및 STA 15로서 식별되는 무선국들(406)은 비-메시형 장치들이고, 직접적으로 라우팅에 참여하지 않는다. 또한, 네트워크(400)는, 액세스 포인트 AP 5와 연관되고 이더넷(410)을 통해 AP 5에 접속되는, 장치 1으로서 식별되는 장치(408)도 포함한다.
도 4에 도시된 실시예에 따르면, AP 1 내지 AP 5와 IAP 1은 액세스 포인트들을 위한 IEEE 802.11 표준에 따라 동작하지만, 발명을 위해 여기에서 설명되는 추가 기능도 가진다. 더 나아가, 도 4에 예시된 실시예에 따르면, 국들(406;STA 1 - STA 18)은 IEEE 802.11 표준에 따라 동작한다. 따라서, 국들(406;STA 1 - STA 18)은 표준 연관 모델을 사용해 그들 부근의 AP들과 연관짓는다. AP들은 무선 링크를 사용해 다른 AP들과 통신한다. AP들은 그들이 STA들로 통신하는데 사용하는 것과 동일한 무선 링크를 사용할 수 있거나 다른 AP들과 통신하기 위한 다른 링크를 사용할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 네트워크는 IEEE 802.11-1997 표준에서 설명된 무선 분배 시스템과 함께 사용될 수도 있다.
도 4에 도시된 예시적 네트워크(400)에서, STA 13이 STA 16과 통신해야 하는 경우, 이 일례에서 통신을 위한 (최소 홉들과 관련하여) 가장 효율적인 경로는 AP 3를 통하는 것일 것이다. STA들이 표준 IEEE 802.11 프로토콜을 따르는 경우, STA 들은 그들의 연관된 AP와 "연관 모드(Associated Mode)"에서만 통신할 수 있다는 것에 주의해야 한다. 그러나, 발명의 실시예에 따른 가장 "효율적인" 경로를 판정하기 위해, AP들은 라우팅 프로토콜을 이용하고 테이블들을 참조한다. 이하에서는, 테이블들이 설명될 것이다.
다시 도 4를 참조하면, 각각의 AP는 AP와 연관된 각각의 장치(즉, AP에 의해 프럭시되고 있는 각각의 장치)를 위한 엔트리를 포함하는 "연관 테이블" 또는 "프럭시 테이블"을 보유한다. 또한, AP는 유선 이더넷 포트를 통해 또는 당업자라면 알 수 있는 IEEE 802.15, 토큰 링 등과 같은 소정의 다른 유선/무선 프로토콜을 통해 그것과 연관되어 있는 노드들 또는 장치들도 가질 수 있다(예를 들어, AP 5는 그것과 연관되어 있는 장치 1을 가진다). AP의 연관 테이블은, 다른 AP들과 연관되어 있지만 그 AP를 네트워크(400)의 다른 장치들과 통신하기 위한 중간 노드로서 사용하는 비-메시형 장치들을 위한 엔트리들도 포함할 수 있다. 연관 테이블의 엔트리 각각은 정보의 다음 부분들 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다:
ㆍ (MAC(media access control) 어드레싱 방식이 사용된다면) 장치 MAC 어드레스
ㆍ (IP 어드레싱 방식이 사용된다면) 장치 IP 어드레스
ㆍ (IP 또는 MAC 이외의 어드레싱 방식이 사용된다면) 장치 ID
ㆍ 정적 또는 동적 엔트리(즉, 엔트리가 정적인지 아니면 동적인지의 여 부)
ㆍ 연관된 AP 어드레스(어드레스는, 어떤 어드레싱 방식이 사용되는지에 따라, MAC 어드레스, IP 어드레스 또는 다른 장치 ID일 수 있다 -- 노 드가 다른 AP와 연관된 비-메시형 노드들을 위한 연관 정보를 포함하 고 있다면, 이 엔트리가 사용된다. 네트워크에서 4 어드레싱 방식이 사용되는 경우, 이것이 유용하다.)
ㆍ 엔트리의 만료 시점
각각의 IAP(106)는 "바인딩 테이블"도 포함한다. 바인딩 테이블은 (여기에서 IAP로 "바운딩된"이라고도 하는) IAP와 연관된 AP 각각을 위한 엔트리(즉, IAP(106)로 바운딩된 각각의 메시형 장치)를 포함한다. 바인딩 테이블의 엔트리 각각은 정보의 다음 부분들 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다:
ㆍ (MAC 어드레싱 방식이 사용된다면) 메시형 장치(예를 들어, AP)의 MAC 어드레스
ㆍ (IP 어드레싱 방식이 사용된다면) 메시형 장치(예를 들어, AP)의 IP 어드레스
ㆍ (IP 또는 MAC 이외의 어드레싱 방식이 사용된다면) 장치 ID
ㆍ 각 장치의 만료 시점과 함께 메시형 장치(예를 들어, AP)와 연관된 장 치들의 리스트
ㆍ 메시형 장치(예를 들어, AP) 엔트리의 만료 시점
이하에서는, 도 5 내지 도 7에 도시된 흐름도들과 관련하여, 바인딩 테이블 및 연관 테이블의 생성 및 업데이팅의 프로세스가 설명될 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 비-메시형 장치(예를 들어, STA 13)가 단계 1000에서 메시형 장치(예를 들어, AP 5)와 연관될 때, 메시형 장치(예를 들어, AP 5)는 단계 1010에서 이러한 비-메시형 장치를 위한 그것의 연관 테이블 또는 프럭시 테이블에 엔트리를 추가한다. 동시에 또는 소정 시간내에, 메시형 장치(AP 5)는 단계 1020에서 그것의 바운딩된 IAP(106;IAP 1)로 BREQ(Binding Request)를 송신하여 새로운 업데이트들을 보고한다. BREQ의 수신시에, IAP 1은, 단계 1030에서, 새롭게 연관된 비-메시형 장치를 위한 엔트리를 그것의 바인딩 테이블에 추가한다.
BREQ는 다음의 정보를 포함하지만, 그것으로 제한되지 않는다:
ㆍ 바운딩된 IAP의 어드레스(어떤 어드레싱 방식이 사용되는지에 따라, 어드레스는 MAC 어드레스, IP 어드레스 또는 다른 장치 ID일 수 있음)
ㆍ 발신자(메시형 장치, 예를 들어, AP)의 MAC 어드레스(어떤 어드레싱 방식이 사용되는지에 따라, 어드레스는 MAC 어드레스, IP 어드레스 또 는 다른 장치 ID일 수 있음)
ㆍ 발신자 메시형 장치와 연관된 장치들의 리스트
ㆍ 바운딩된 구 IAP(old bound IAP)의 MAC 어드레스(어떤 어드레싱 방 식이 사용되는지에 따라, 어드레스는 MAC 어드레스, IP 어드레스 또는 다른 장치 ID일 수 있음)
도 6의 흐름도에 도시된 바와 같이, 메시형 장치 AP(예를 들어, AP 5)가, 단계 1100에서, IAP(예를 들어, IAP 1)로부터 (도시되지 않은) 다른 IAP로 핸드오프할 때, 단계 1110에서는 BREQ의 "강제(force)" 비트 "F"가 설정될 것이다. 강제 비트가 설정된 BREQ의 수신시에, 메시형 장치와 연관되는 IAP는, 단계 1120에서, 유선 백본(wired backbone;예를 들어, 고정 네트워크(104))으로 BANN(Bind Announcement) 메시지를 발생시켜, 네트워크에서 메시형 장치가 바운딩되었다는 것을 구 IAP에 통지한다.
BANN은 다음의 정보를 포함하지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다:
ㆍ IAP의 어드레스(메시형 장치가 바운딩된 새로운 IAP; 어떤 어드레싱 방식이 사용되는지에 따라, 어드레스는 MAC 어드레스, IP 어드레스 또 는 다른 장치 ID일 수 있음)
ㆍ 발신자의 어드레스(그것은 메시형 장치의 어드레스여야 함; 어떤 어드 레싱 방식이 사용되는지에 따라, 어드레스는 MAC 어드레스, IP 어드레 스 또는 다른 장치 ID일 수 있음)
ㆍ 구 IAP(메시형 장치가 바운딩되는 구 IAP)의 어드레스(어떤 어드 레싱 방식이 사용되는지에 따라, 어드레스는 MAC 어드레스, IP 어드레 스 또는 다른 장치 ID일 수 있음)
BANN 메시지의 구 IAP의 어드레스가 수신 IAP의 어드레스이면, 구 IAP(IAP 1)는, 단계 1130에서, 발신자 노드(방금 핸드오프된 메시형 장치, 이 일례에서는, AP 5) 및 그것의 모든 프럭시들을 IAP 1의 바인딩 테이블로부터 제거한다. 또한, IAP 1은, 단계 1140에서, BRED(Bind Removed) 메시지를 발신자 노드(AP 5)로 송신하여 액션을 긍정 확인한다. 또한, 새로운 IAP는 WAN상의 최근에 바운딩되었던 장치 각각을 위한 하나의 L2(Layer 2) 업데이트 패킷도 송신하여 브릿지/스위치의 엔트리들을 업데이트할 것이다.
WAN상의 다른 IAP들이 이들 L2 업데이트 패킷들을 취할 때, 그들은 L2 업데이트 패킷의 소스 어드레스가 그들의 바인딩 테이블에 존재하는지의 여부를 점검한다. 그것이 존재하고 소스가 IAP에 의해 직접적으로 프럭시되지 않으면, IAP는 PREM(Proxy Remove) 메시지를 발생시킬 것이고 그것을 L2 소스 노드가 연관된 메시형 노드로 유니캐스트(unicast)할 것이다.
비-메시형 장치가 하나의 메시형 장치로부터 동일하거나 상이한 IAP로 바운딩될 수 있는 다른 메시형 장치로 핸드오프할 때, BREQ, L2 업데이트, 및 PREM같은 메시지들의 조합이 발생되어 다음에서 부연되는 바와 같이 프럭시/연관 테이블을 신속하게 업데이트한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 비-메시형 장치(예를 들어, STA 13)가, 단계 1200에서, 일 AP(예를 들어, AP 5)로부터 이동하여 다른 AP(예를 들어, AP 1)와 연관될 때, 그 연관은, 단계 1210에서, AP 1을 트리거하여 새로운 비-메시형 노드(STA 13)가 그것과 연관되었음을 지시하는 새로운 BREQ 메시지를 IAP로 송신한다. IAP 1가 BREQ를 수신할 때, IAP 1은 먼저, 단계 1220에서, 그것의 바인딩 테이블을 점검하여, 그것이 STA 13을 위한 엔트리를 가지고 있는지를 확인한다. 엔트리가 발견되지 않으면, IAP는 장치가 새로운 것이라 가정하여, 단계 1230에서, WAN을 통해 L2 업데이트 패킷을 발생시킬 것이고, 그렇지 않으면, 그것은 기존 엔트리를 업데이트하여 새로운 연관을 반영하겠지만 어떤 L2 업데이트 패킷도 송신하지 않을 것이다. 이 일례에서, 국은 동일한 IAP에 바운딩된 AP들 사이에서 이동되었으므로, IAP는 이미 STA 13을 위한 일 엔트리를 가지고 있고, 따라서, 단계 1240에서, 엔트리를 단지 업데이트할 뿐 L2 업데이트를 송신하지는 않을 것이다. 관련 엔트리를 업데이트하는 동안, IAP는, 단계 1240에서, PREM을 발생시키고 PREM을 비-메시형 노드(STA 13)와 연관된 메시형 장치(AP 5)로 유니캐스트한다.
PREM은 다음의 정보를 포함하지만, 그것으로 한정되는 것은 아니다:
ㆍ IAP의 어드레스(어떤 어드레싱 방식이 사용되는지에 따라, 어드레스는 MAC 어드레스, IP 어드레스 또는 다른 장치 ID일 수 있음)
ㆍ 의도된 메시형 장치의 어드레스(그것의 프럭시를 제거해야 하는 메시 형 장치의 어드레스)
ㆍ 제거되어야 하는 프럭시 장치들의 리스트(제거되어야 하는 의도된 메 시형 장치에 의해 프럭시되는/제거되어야 하는 의도된 메시형 장치와 연관된 노드들의 리스트)
PREM 메시지의 수신시에, 메시형 장치(AP 5)는, 단계 1250에서, PREM 메시지의 프럭시 장치들의 리스트에 따라 그것의 프럭시/연관 테이블로부터 엔트리들을 제거한다.
앞서 지적된 바와 같이, 도 4의 아키텍처를 효율적으로 사용하기 위해, AP들은 라우팅 프로토콜을 사용해 목적지에 이르는 최적 경로들을 판정한다. 이하에서는, 사용될 수 있는 라우팅 프로토콜들의 다양한 유형들이 설명될 것이다. 이 프로토콜들은 일반적으로 (a) 테이블-유도형(또는 프로액티브) 라우팅 프로토콜들; 또는 (b) 온디맨드(또는 리액티브) 라우팅 프로토콜들의 어느 하나로 분류될 수 있다.
테이블-유도형 라우팅 프로토콜들에서, 각각의 노드(예를 들어, AP들, IAP, STA들)는 네트워크(400)의 다른 모든 노드로의 라우팅 정보를 포함하는 적어도 하나의 테이블들을 보유한다. 모든 노드들은 이 테이블들을 업데이트하여 네트워크의 모순되지 않는 최신 뷰를 유지한다. 네트워크 토폴로지가 변경될 때, 노드들은, 전체 네트워크에 관한 모순되지 않는 최신 라우팅 정보를 유지하기 위해, 네트워크 전체에 걸쳐 업데이트 메시지들을 전파한다. 이들 라우팅 프로토콜들은, 토폴로지가 네트워크를 통해 분배되는 정보를 변경하는 방법 및 필요한 라우팅-관련 테이블들의 수에 따라 달라진다.
사용될 수 있는 일 테이블-유도형 프로토콜은 거리 벡터 라우팅(또는 DSDV(destination sequenced distance vector) 라우팅과 같은 이동 애드호크 네트워크들(MANETs)을 위한 그것의 임의 변형)이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 거리 벡터 라우팅은 다음과 같이 변경된다. 다른 AP들에 이르는 경로들을 광고하는 대신, AP들은 각각의 AP들과 연관된 장치들에 관한 정보도 포함한다.
사용될 수 있는 또 다른 테이블-유도형 프로토콜은 링크 상태 라우팅(또는 OLSR(optimized state link routing)같은 그것의 임의 변형)이다. 발명의 실시예에 따르면, 링크 상태 라우팅은 다음과 같이 변경된다. 이웃 AP들에 관한 링크 업데이트들을 송신하는 대신, 모든 AP들은 이웃 AP들과 연관된 장치들에 관한 정보도 포함한다. 따라서, 라우팅이 수렴한 후, 모든 AP들은 다른 모든 AP들에 이르는 경로들에 관해 인식하고 그 AP들과 연관된 장치들에 관해서도 인식한다.
온디맨드(on demand) 라우팅 프로토콜들은, 소스 노드에 의해 요구될 경우에 만 경로들을 생성한다. 노드가 목적지에 이르는 경로를 요구할 때, 그 노드는 네트워크(400)내에서 경로 발견 프로세스(route discovery process)를 개시한다. 이 프로세스는, 일단 경로가 발견되거나 가능한 모든 경로 조합들이 조사되고 나면 완결된다. 일단 경로가 확립되고 나면, 목적지가 소스로부터의 모든 경로를 따라 액세스 불가능해지거나 경로를 더 이상 요구되지 않을 때까지, 경로는 경로 유지 절차(route maintenance procedure)의 소정 형태에 의해 유지된다.
당업자라면 알 수 있는 바와 같이, AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector) 및 DSR(dynamic source routing)은 신속한 수렴 및 낮은 오버헤드를 제공하며, 중간 노드들이 유효한 경로를 가지고 있다면, 중간 노드들이 목적지에 응답하게 하는 온디맨드 라우팅 프로토콜들이다. 그러나, 도 4에 도시된 네트워크(400)에서는, 메시형 장치들만이 이 일례의 라우팅에 참여하고, 실제 소스 및 목적지는 AODV에 의해 요구되는 어떤 시퀀스 번호도 보유하고 있지 않은 비-메시형 장치일 수 있다. STA 15가 장치 1과 통신하고자 했다면, 일례가 될 수 있을 것이다. 시퀀스 번호(Sequence Number)의 비보유는, 목적지 노드가 메시형 장치가 아니라면, 목적지 노드가 연관된 장치만이 응답할 수 있으므로, DSR의 표준 구현을 사용하는 비효율적인 라우팅을 초래할 수 있고, 특히, AODV에 대해 그러하다.
발명의 실시예에서, AODV 및 DSR과 같은 표준 온디맨드 라우팅 프로토콜들은, 모든 메시형 장치들이 그들과 연관된 장치들의 리스트를 IAP로 송신하도록, 변경된다. 이 리스트는 주기적으로 또는 이벤트에 응답하여 송신될 수 있다. 예를 들어, 각각의 AP는, 새로운 노드가 그것과 연관될 때마다 리스트를 송신하도록 구 성될 수 있다. IAP는 이 정보를 그것의 바인딩 테이블에 저장한다. 또한, 각각의 메시형 장치는, 각각의 메시형 장치가 자신의 연관 테이블에 장치를 추가하거나 자신의 연관 테이블로부터 장치를 제거할 때도 IAP에 통지한다.
다음에서는, 본 발명의 실시예에서, 국(406;STA 1 - STA 18)이 다른 국(406;STA 1 - STA 19)으로 패킷을 송신하는 방식의 일례가 도 8의 흐름도를 참조하여 설명될 것이다. 이 일례에서 "소스 노드"로서 언급될 수도 있는 송신국(406;예를 들어 STA 13)은 먼저, 단계 1300에서, 목적지 노드(예를 들어, 이 일례의 STA 16)로 어드레싱된 패킷을 IEEE 802.11 표준에 따라 STA 13의 연관된 AP(AP 5)로 송신한다. 이 시점에서의 패킷은 소스 및 목적지 어드레스를 포함한다. 패킷의 수신시에, AP 5는 다음에서 설명된 그리고 그 전체가 여기에 참고 문헌으로 포함되어 있는, 2004년 6월 7일에 출원된, 미국 특허출원 제10/863,710호에서 설명된 방법들 중 하나를 사용한다.
예를 들어, AP 5는 먼저, 단계 1310에서, 그것의 라우팅 테이블을 참조하여 그것이 목적지에 이르는 유효한 경로를 가지고 있는지의 여부를 판정한다. AP 5가 그것의 라우팅 테이블에 유효한 경로를 가지고 있다면, AP 5는, 단계 1320에서, 목적지를 향한 후속 홉으로 패킷을 포워딩한다. AP 5가 그것의 라우팅 테이블에 목적지에 이르는 유효한 경로가 존재하지 않는다고 판정하면, AP 5는, 단계 1330에서, 그것이 바운딩되는 IAP 1으로 패킷을 포워딩하고, 단계 1340에서, 상태 요청(Status Request)이라고 하는 특수 메시지를 IAP 1으로 송신한다. 상태 요청 메시지의 내용들은 다음과 같은 것들을 포함할 수 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다:
1. 발신자 장치의 어드레스(이 일례에서는, AP의 어드레스)
2. 목적지 노드의 어드레스
3. (후술되는) Find 비트
그 다음, AP 5는 단계 1350에서 IAP 1에 이르는 경로를 판정한다. AP 5는 다양한 방법들로 이 태스크를 실현할 수 있는데, 그들 중 일부는, 그 전체가 여기에 참고 문헌으로써 포함되어 있는, 2004년 1월 13일에 출원된, 미국 특허출원 제10/755,346호에 설명되어 있다.
이러한 상태 요청의 수신시에, IAP 1은, 단계 1360에서, 그것의 바인딩 테이블을 조사해 목적지 노드(예를 들어, 이 일례에서는 STA 16)가 테이블에 존재하며 만료되지 않았는지를 확인한다. 바인딩 테이블에 포함된 모든 정보가 라우팅 테이블의 정보와 조합될 수 있다는 것에 주의해야 한다. 조합된 데이터 구조는 라우팅 테이블로도 바이딩 테이블로도 사용될 수 있다. 바인딩 테이블을 점검한 후, IAP 1은 상태 응답(Status Reply)이라고 하는 메시지를 AP 5로 역 송신한다. 상태 응답 메시지의 내용들은 다음과 같은 것들을 포함할 수 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다:
1. 발신자 장치의 어드레스(이 일례에서는, IAP의 어드레스)
2. 목적지 장치의 어드레스
3. 성공 비트(success bit)
4. 목적지의 유형(메시형 또는 비-메시형 장치)
5. (목적지 장치가 비-메시형이라면) 목적지 장치를 프럭시중인 메 시형 장치의 어드레스
6. (후술되는) Found 비트
단계 1360에서, IAP 1이 그것의 바인딩 테이블에서 유효한 엔트리를 발견하면, 그것은, 단계 1370에서, 성공 비트가 설정된 상태 응답 메시지를 AP로 역 송신한다. IAP 1이 그것의 바인딩 테이블에서 유효한 엔트리를 발견하지 못하면, 그것은, 단계 1380에서, 성공 비트가 설정되지 않은 상태 응답 메시지를 AP 5로 역 송신한다. 상태 응답 메시지는 목적지 장치의 유형, 즉, 메시형 또는 비-메시형도 포함한다. 목적지 장치가 비-메시형이면, IAP 1은 목적지 장치를 프럭시중인 메시형 장치의 어드레스도 포함한다.
성공 비트가 설정된 상태 응답의 수신시에, AP 5는, 단계 1390에서, 예를 들어, AODV에 따라, 확장 링 검색(expanding ring search)을 개시한다. 이 검색을 개시하면서, AP 5는 단계 1400에서 RREQ(Route Request) 패킷을 송신한다. 최대 TTL(time-to-live)은 IAP 1까지의 홉들의 수와 동일할 수 있다. 이 일례에서, 최대 TTL은 IAP 1에 이르는 홉들 수의 함수일 수 있거나, 당업자라면 이해할 수 있는 어떤 다른 팩터의 함수일 수 있다. RREQ 패킷의 "목적지 어드레스(Destination Address)" 필드는, 유형(Type) 필드가, 목적지가 메시형 장치인 것을 지시한다면, 목적지 자체의 어드레스를 포함한다. 그렇지 않고, 유형 필드가, 목적지 장치가 비-메시형 장치인 것을 지시한다면, "목적지 어드레스" 필드는, IAP 1에 의해 보고되는, 목적지 장치를 프럭시중인 메시형 장치의 어드레스를 포함한다. 이 시점에 서, RREQ 패킷은 "목적지 어드레스" 필드에 메시형 장치의 어드레스를 포함하므로, "목적지 어드레스"에 이르는 유효한 경로를 가진 임의 노드가 응답할 수 있다. 이와 같이, RREQ 패킷이 항상 목표(목적지)에 도달해야 할 필요는 없다. 경로는, 소정 메시형 장치가 RREQ 패킷을 수신하고, 그것의 라우팅 테이블에서 적합한 경로를 발견하며, 단계 1410에서, RREP(Route Reply)를 RREQ의 발신지로 역 유니캐스트(AP 5로 역 유니캐스트)할 때, 이용 가능해진다.
메시형 소스 장치와 메시형 목적지 장치 사이의 경로에 대한 경로 엔트리들을 설정 및/또는 업데이트하기 위한 2가지 변형들이 사용될 수 있다. 일 변형은, 메시형 중간 장치만이 메시형 목적지 장치 및 메시형 소스 장치에 이르는 경로들을 보유하는 것이다. 이 변형에서, 다음의 데이터 패킷 각각은 6개 어드레스들: 개시자 어드레스, 종결자(terminator) 어드레스, 메시형 소스 장치 어드레스, 메시형 목적지 장치 어드레스, 현재 홉 장치 어드레스, 후속 홉 장치 어드레스를 전달해야 한다. 실제 소스 및 실제 목적지가 메시형 장치들이 아니라면, 개시자 어드레스 및 종결자 어드레스는, 각각, 실제 비-메시형 소스 장치 및 실제 비-메시형 목적지 장치일 것이고, 각각, 메시형 소스 장치는 비-메시형 소스 장치를 위해 프럭시중인 장치이며, 메시형 목적지 장치는 비-메시형 목적지 장치를 위해 프럭시중인 장치이다. 실제 소스 및 실제 목적지가 메시형 장치들이라면, 개시자 어드레스는 메시형 소스 장치 어드레스와 동일하고, 종결자 어드레스는 메시형 목적지 장치 어드레스와 동일하다.
제2 변형은, 메시형 중간 장치가 메시형 소스 장치 및 메시형 목적지 장치에 이르는 경로들 뿐만 아니라 메시형 소스 및 목적지 장치들에 의해 프럭시되는 비-메시형 장치들에 대한 프럭시/연관 정보도 보유하는 것이다. RREP가 메시형 목적지 장치로부터 메시형 소스 장치로 역 송신될 때, 메시형 목적지 장치를 위한 경로 엔트리를 생성/업데이트하는 이외에, 실제 소스 및/또는 실제 목적지가 메시형 장치들이 아니라면, 각각의 메시형 중간 장치는 그것의 프럭시/연관 테이블도 업데이트한다. 중간 노드는 비-메시형 장치를 위한 엔트리를 생성하고 RREP의 어드레스 정보에 따라 비-메시형 장치가 어떤 메시형 장치와 연관되는지를 기록한다. 이 변형에서는, 다음의 데이터 패킷들을 위해 4개의 어드레스들만이 필요하다. 그것들은 개시자 어드레스, 종결자 어드레스, 현재 홉 장치 어드레스, 및 후속 홉 장치 어드레스이다. 메시형 중간 노드가 비-메시형 소스 장치로부터 유래하고 비-메시형 목적지 장치에서 종결하는 데이터 패킷을 포워딩할 때, 중간 노드는 먼저, 비-메시형 목적지 장치를 위한 그것의 프럭시/연관 테이블을 조사하여 비-메시형 목적지 장치를 위해 프럭시중인 메시형 목적지 장치를 취한다. 다음으로, 중간 노드는 메시형 목적지 장치를 위한 경로 엔트리를 점검하여 후속 홉 장치 어드레스를 취한다.
단계 1410에서의 RREP 수신시에, AP 5는, 단계 1420에서, 그것의 라우팅 테이블을 업데이트하고 새롭게 발견된 경로를 사용하기 시작한다. 이와 같이, RREQ 패킷들의 흐름은, 중간 노드가 목적지에 이르는 또는 목적지를 프럭시중인 메시형 장치에 이르는 유효한 경로를 가진 레벨에서 중단되는데, RREQ 패킷들이 줄곧(all the way) 목적지로 이동할 필요는 없기 때문이다. 이로 인해 오버헤드가 상당히 감소되고, 그에 따라, 네트워크들은 넓은 면적들을 망라할 수 있다. 또한, 이것은, 특히, AP가 네트워크에 존재하지도 않는 목적지 노드를 검색 중일 때, 상당한 오버헤드를 소비할 수 있는, 네트워크-범위의 경로 발견을 수행중인 AP의 가능성도 제거한다.
AP 5는 상태 응답 또는 상태 오류 메시지를 대기하면서, 계속해서 패킷들을 IAP 1으로 송신한다. 이와 같이, AP 5에 패킷들이 버퍼링될 필요는 없다. 상태 응답이, 단계 1380에서, 성공 비트가 설정되지 않은 상태로 도달하는 경우, IAP 1이 상태 오류라는 특수 메시지를 수신하지 않는다면, AP는 계속해서 IAP 1으로 패킷들을 송신한다. 다음에서는, 상태 오류 메시지를 발생시킬 수 있는 이벤트들의 시퀀스 일례가 설명된다.
IAP 1은 상태 요청 메시지의 수신시에, 앞서 논의된 바와 같이, 단계 1360에서, 바인딩 테이블을 조사하여 그것이 상태 요청에서 언급된 목적지를 위한 임의 엔트리를 가지고 있는지를 확인한다. 조사에 실패하면, IAP 1은 단계 1430에서 목적지가 바운딩되는 IAP의 위치를 찾으려 한다. 이것은 IAP 호스트의 라우팅 테이블에서의 경로 룩업 또는 ARP 캐시 룩업일 수 있거나, 소정의 적합한 다른 방법을 이용할 수 있다. IAP 1이, 단계 1440에서, 목적지가 바운딩되는 IAP를 발견할 수 없고 따라서 패킷을 포워딩할 수 없다고 판정하면, IAP 1은, 단계 1450에서, 소스 노드(예를 들어, STA 13)로 상태 오류 메시지를 발생시킨다.
상태 오류 메시지의 가능한 내용들은 다음을 포함할 수 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다:
1. 오류 메시지를 송신중인 IAP의 어드레스
2. 상태 요청을 발생시킨 소스 노드의 어드레스
3. 소스 노드에 의해 언급된 목적지 노드의 어드레스
동일한 정보가, 장치들 사이에서 이동 중인 임의의 다른 메시지들을 통해 전달될 수도 있다. 그러나, 단계 1440에서, 목적지가 바운딩되는 IAP가 판정될 수 있다면, IAP의 이 부분에 대해서는, 단계 1460에서와 같이, 추가적인 액션이 취해지지 않는다.
메시형 장치(404;예를 들어, 도 4의 Node 1)는, Node 1이 임의의 다른 장치를 "프럭시"하지 않는다는 것을 제외하면, AP 5가 상기 일례에서 수행했던 모든 단계들을 수행할 수도 있다는 것에 주의해야 한다. 따라서, 상기 일례에서, 진정한 "소스 노드"는 AP 5와 연관된 장치(예를 들어, STA 13)였지만, 네트워크(400)의 나머지에 관련해서는, AP 5 자체가 소스 노드였다. Node 1이 네트워크(400)의 국(406)과 통신하고자 한다면, Node 1은 진정한 "소스 노드"일 뿐만 아니라 네트워크에 의해 인식되는 소스 노드일 것이다.
상술된 절차에 대한 몇가지 변형들이 존재할 수 있다. 이 변형들은 다음 문단들에서 설명될 것이다. 이하에서는 "소스 노드"라는 일반적인 용어가 사용되겠지만, 소스 노드는 임의의 다른 노드(예를 들어, 노드 7)를 위한 AP로서 동작하지 않는 AP들 중 하나 또는 메시형 장치일 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제1 변형에서는, 상태 요청 메시지와 데이터 패킷을 IAP로 동시에 송신하는 대신, 소스 노드(예를 들어, AP 5) 또한, 상태 응답 또는 상태 오류를 대기하면서 패킷들을 버퍼링할 수 있다. 이것은, 소스 노드와 목적지 사이에 직접적인 하나의 최적 경로가 존재하여 IAP 1을 통해 패킷들을 송신하는 것이 비효율적인 경우에 유용하다. 그러나, 이러한 버퍼링은 패킷들의 송신을 지연시킬 수 있고, 추가적인 버퍼 공간을 요구할 수 있다.
제2 변형에서는, 소스 노드가, 패킷들을 IAP 1으로 송신하기 전이나 임의의 상태 요청 메시지를 송신하기 전에, 먼저 목적지를 위한 국지적 경로 발견(local Route Discovery)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 소스 노드는 IAP 1에 이르는 홉들의 수와 동일한 최대 TTL로써 확장 링 검색을 수행할 수 있다. 최대 TTL은 IAP 1에 이르는 홉들 수의 함수 또는 다른 어떤 것의 함수일 수도 있다. 이 경우, 소스 노드는 목적지의 유형(메시형 또는 비-메시형)을 알지 못한다. 소스 노드는 단지 RREQ 메시지의 "목적지 어드레스" 필드에 실제 목적지 어드레스를 배치할 뿐이다. 이 프로세스에 관련된 오버헤드는 목적지 장치의 유형에 의존한다. 목적지 장치가 메시형 장치라면, 앞서와 같이, 그것에 이르는 유효한 경로를 가진 임의 노드가 응답할 수 있다. 목적지 노드가 비-메시형 장치라면, RREQ 패킷에 응답하는 것은 목적지(예를 들어, 연관된 AP)를 프럭시중인 메시형 장치가 담당한다. 이와 같이, RREQ 메시지가 수신될 때, 각각의 노드는 그것의 연관 테이블을 점검하여 목적지가 그것과 연관된 노드들 중 하나인지를 응답해야 한다. 이 경우, 응답으로 2개 어드레스들을 전달해야 할 수도 있기 때문에, RREP 패킷 또한 변경되어야 한다. 실제 목적지가 비-메시형 장치라면, RREP 메시지는 목적지를 프럭시중인 장치의 어드레스 및 목적지 자체의 어드레스를 포함해야 한다. 소스 노드가 RREP 메시지를 수신하면, 소스 노드는 패킷들을 목적지로 송신하기 시작할 것이다. 한번 이상의 시도들 이후에 응답이 수신되지 않으면, 소스 노드는 안전하게, 그것이 사용한 최대 TTL에 의해 판정되는 그것의 부근에 목적지 노드가 존재하지 않는다고 판정할 수 있다. 이 시점에서, 소스 노드는 통상적으로, IAP 1을 사용해 패킷들을 목적지로 송신해야 한다. 이것은 다음의 2가지 기술들 중 하나를 통해 실현될 수 있다.
제1 기술에서는, 일단 소스 노드가 국지적 경로 발견이 실패했다고 판정하고 나면, 소스 노드는 패킷들을 IAP 1으로 송신하는 것을 시작할 수 있다. IAP 1으로부터, 목적지가 현재적으로 네트워크에 존재하지 않는다고 지시하는 상태 오류 메시지가 수신되면, 소스 노드는 중단할 것이다.
제2 기술에서, 소스 노드는 특수 메시지를 IAP 1으로 송신하거나 Find 비트가 설정된 상태 요청 메시지를 송신하여 네트워크에 목적지 노드가 존재하는지를 판정할 수 있다. IAP 1은, 메시지 수신시에, 그것의 호스트 라우팅 테이블 또는 ARP 캐시를 쿼리하거나 소정의 적당한 다른 방법을 이용해, 목적지 노드가 바운딩되는 IAP 1을 찾아낸다. IAP 1이 목적지 노드가 바운딩되는 IAP 1 및 그에 따른 목적지 노드 자체를 찾아내는데 성공하면, IAP 1은 Found 비트가 설정된 상태 응답 메시지를 소스 노드로 송신하는 것에 의해 이것을 지시한다. 그렇지 않으면, IAP 1은 소스 노드로 상태 오류 메시지를 송신한다.
Found 비트가 설정된 상태 응답 메시지가 소스 노드에 의해 수신되면, 소스 노드는, IAP 1이 목적지 노드가 바운딩되는 적합한 IAP 1으로 포워딩하기 위한 패킷들을 IAP 1으로 송신하기 시작한다. 상태 오류 메시지가 수신되면, 소스 노드는 당분간 도달 불가능하여 나중에 다시 시도할 목적지를 선언할 수 있다. 이 변형에서, 지연(latency)은 경로를 발견하는 것과 관련이 있고, 패킷들은 버퍼링되어야 할 수 있다.
제3 변형에서는, 상태 요청, 상태 응답, 및 상태 오류와 같은 특수 메시지들을 사용하는 대신에, 노드들은 다른 메시지들을 사용해 동일한 정보를 전달할 수 있다. 예를 들어, 소스 노드는 일반적으로, IP 어드레스, MAC 어드레스 등을 판정하기 위해, DNS 및/또는 ARP 쿼리들을 그것이 바운딩되는 IAP 1으로 송신해야 한다. IAP 1은, 그러한 메시지들의 수신시에, 목적지 노드가 그러한 IAP과 바운딩되는지의 여부 또는 목적지 노드가 네트워크에 존재하는지의 여부를 지시하는 특수한 종류의 메시지를 송신할 수 있다. DNS 응답들의 ARP도 이 정보를 포함하도록 변경될 수 있다. 심지어, 데이터 패킷 자체가 상태 요청을 대체할 수도 있다. 예를 들어, IAP 1에서 수신되는 특정 목적지로의 제1 데이터 패킷이 상태 요청 메시지처럼 취급될 수도 있다. 이 변형에서, 특수한 상태 메시지들은 불필요할 것이다. 앞서 지적된 바와 같이, 그러한 정보를 발견하기 위한 몇가지 방법들이 존재할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, IAP 1은 ARP, DNS DHCP 등과 같은 서버 중심 서비스들에 응답들을 제공할 목적으로 강화될 수도 있다.
상기 명세서에서는, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었다. 그러나, 당업자라면, 다음의 청구항들에서 기술되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 변경들 및 변화들이 이루어질 수 있다는 알 수 있을 것이다. 따라서, 명세서 및 도면들은 한정적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 그러한 변경들 모두는 본 발명의 범위내에 포함되어야 한다. 이점들, 장점들, 문제들에 대한 해결책들, 및 임의의 이점, 장점, 또는 해결책을 발생시키거나 좀더 명백하게 할 수 있는 임의 요소(들)가 청구항들 중 어느 하나 또는 모든 청구항들의 필요 불가결하거나, 요구되거나, 본질적인 사양들 또는 요소들인 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명은, 이 출원의 계류 동안 이루어진 임의 보정들 및 발행된 청구항들의 모든 등가물들을 포함하여, 첨부된 청구항들에 의해서만 정의된다.

Claims (22)

  1. 무선 통신 네트워크에서 패킷들을 통신하기 위한 방법으로서,
    상기 네트워크에서 패킷들을 통신하도록 구성된 복수의 비-메시형 노드들(non-meshed nodes)을 제공하는 단계;
    적어도 하나의 메시형 노드를 제공하는 단계; 및
    상기 메시형 노드를 작동함으로써, 상기 네트워크에서 패킷들을 통신하고, 그것과 연관된 상기 비-메시형 노드들의 패킷들에 대해 프럭시(proxy)로서 기능하여, 상기 연관된 비-메시형 노드들로부터의 패킷들을 상기 네트워크 내의 다른 비-메시형 노드들 및 다른 메시형 노드들로 라우팅하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메시형 노드를 제공하는 단계는 복수의 상기 메시형 노드들 중 적어도 하나가 IAP(intelligent access point)이도록 상기 복수의 메시형 노드들을 제공하고,
    상기 방법은,
    상기 IAP를 작동하여 그것과 연관된 다른 메시형 노드들 및 비-메시형 노드들에 또다른 네트워크로의 액세스를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    비-메시형 노드가 목적지 노드로 패킷을 송신하기 위한 소스 노드로서 동작할 때, 상기 메시형 노드를 비-메시형 노드에 대한 프럭시로서 작동하여, 상기 목적지 노드의 위치를 알아내기 위해 상기 비-메시형 노드와 연관된 상기 IAP로 프로브 메시지(probe message)를 송신하는 단계; 및
    메시형 노드가 목적지 노드로 패킷을 송신하기 위한 소스 노드로서 동작할 때, 상기 소스 노드를 작동하여 상기 목적지 노드의 위치를 알아내기 위해 상기 소스 노드와 연관된 상기 IAP로 상기 프로브 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소스가 비-메시형 노드이고 상기 IAP가 상기 프로브 메시지를 수신할 때, 상기 IAP를 작동함으로써, 상기 목적지 노드의 위치를 알아내고, 상기 소스 노드에 대한 프럭시로서 동작하는 상기 메시형 노드에 프로브 응답 메시지를 송신하여, 상기 IAP가 상기 네트워크에서 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었는지의 여부를 상기 프럭시 메시형 노드에 통지하는 단계; 및
    상기 소스 노드가 메시형 노드이고 상기 IAP가 상기 프로브 메시지를 수신할 때, 상기 IAP를 작동함으로써, 목적지 노드의 위치를 알아내고, 상기 프로브 응답 메시지를 상기 소스 노드에 송신하여, 상기 IAP가 상기 네트워크에서 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었는지의 여부를 상기 소스 노드에 통지하는 단계를 더 포함 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 IAP를 작동하여 상기 프로브 응답 메시지에 상기 목적지 노드가 메시형 노드인지 또는 비-메시형 노드인지를 지시하는 정보를 포함하고, 상기 목적지 노드가 비-메시형 노드라면, 상기 정보가 상기 목적지 노드를 프럭시 중인 상기 메시형 노드의 어드레스를 포함하게 되는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소스 노드가 비-메시형 노드이고, 상기 프로브 응답 메시지의 상기 정보가 상기 목적지 노드는 메시형 노드라고 지시할 때, 상기 IAP가 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 IAP로부터의 상기 프로브 응답 메시지에 응답해, 상기 소스 노드와 연관된 상기 프럭시 메시형 노드를 작동하여, 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내는 단계; 및
    상기 소스 노드가 비-메시형 노드이고, 상기 프로브 응답 메시지의 상기 정보가 상기 목적지 노드는 비-메시형 노드라고 지시할 때, 상기 IAP가 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 IAP로부터의 상기 프로브 응답 메시지에 응답해, 상기 소스 노드와 연관된 상기 프럭시 메시형 노드를 작동하여, 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 대한 프럭시로서 동작 중인 상기 메시형 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 소스 노드가 메시형 노드이고, 상기 프로브 응답 메시지의 정보가 상기 목적지 노드는 메시형 노드라고 지시할 때, 상기 IAP가 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 IAP로부터의 상기 프로브 응답 메시지에 응답해, 상기 소스를 작동하여, 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내는 단계; 및
    상기 소스 노드가 메시형 노드이고, 상기 프로브 응답 메시지의 정보가 상기 목적지 노드는 비-메시형 노드라고 지시할 때, 상기 IAP가 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 IAP로부터의 상기 프로브 응답 메시지에 응답해, 상기 소스 노드를 작동하여, 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 대한 프럭시로서 동작 중인 상기 메시형 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 IAP는, 상기 목적지 노드가 그것과 연관되어 있지 않다고 판정할 때, 상기 IAP를 작동하여, 상기 목적지 노드가 다른 IAP와 연관되어 있는지의 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 메시형 노드들 각각을 작동하여, 그것과 연관된 상기 비-메시형 노드들을 식별하는 각각의 연관 테이블을 생성하는 단계; 및
    상기 IAP를 작동하여, 바인딩된 메시형 노드들에 의해 프럭시되고 있는 상기 비-메시형 노드들과 함께, 그것에 바인딩된 상기 메시형 노드들을 식별하는 바인딩 테이블을 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메시형 노드들 각각을 작동하여, 라우팅 메시지들로부터 획득되는 다른 메시형 노드들 및 그들의 각각의 연관된 비-메시형 노드들에 관한 정보를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 메시형 노드가 거리 벡터 라우팅(distance vector routing)을 수행하도록 구성될 때, 상기 메시형 노드를 작동하여, 그것과 연관된 임의의 비-메시형 노드들을 식별하는 정보를 경로 요청(route request)에 포함시키는 단계; 및
    상기 메시형 노드가 링크 상태 라우팅(link state routing)을 수행하도록 구성될 때, 상기 메시형 노드를 작동하여, 그것과 연관된 임의의 비-메시형 노드들 및 상기 메시형 노드의 이웃인 임의의 다른 메시형 노드와 연관된 비-메시형 노드들을 식별하는 정보를 경로 요청에 포함시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 무선 통신 네트워크로서,
    상기 네트워크에서 패킷들을 통신하도록 구성된 복수의 비-메시형 노드들; 및
    상기 네트워크에서 패킷들을 통신하고, 그것과 연관된 상기 비-메시형 노드들의 패킷들에 대해 프럭시로서 동작하여, 상기 연관된 비-메시형 노드들로부터의 패킷들을 상기 네트워크의 다른 비-메시형 노드들 및 다른 메시형 노드들로 라우팅하도록 구성된 적어도 하나의 메시형 노드
    를 포함하는 무선 통신 네트워크.
  13. 제12항에 있어서,
    복수의 상기 메시형 노드들을 더 포함하며, 상기 복수의 메시형 노드들 중 적어도 하나는 그것과 연관된 다른 메시형-노드들 및 비-메시형 노드들에 또다른 네트워크로의 액세스를 제공하도록 구성된 IAP인 무선 통신 네트워크.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메시형 노드는 목적지 노드로 패킷을 송신하도록 동작 중인 비-메시형 노드에 대한 프럭시로서 동작하도록 구성됨으로써, 상기 메시형 노드가 상기 목적지 노드의 위치를 알아내기 위해 상기 비-메시형 노드와 연관된 상기 IAP로 프로브 메시지를 송신하도록 구성되고,
    목적지 노드로 패킷을 송신하도록 동작 중인 메시형 노드는 상기 메시형 노 드와 연관된 상기 IAP로 상기 프로브 메시지를 송신하여 상기 목적지 노드의 위치를 알아내도록 구성되는 무선 통신 네트워크.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 IAP는, 비-메시형 소스 노드로부터 수신되는 상기 프로브 메시지에 응답해, 상기 목적지 노드의 위치를 찾아내고, 상기 비-메시형 소스 노드에 대한 프럭시로서 동작 중인 상기 메시형 노드로 프로브 응답 메시지를 송신하여, 상기 IAP가 상기 네트워크에서 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었는지의 여부를 상기 프럭시 메시형 노드에 통지하도록 구성되고,
    상기 IAP는, 메시형 소스 노드로부터 수신되는 상기 프로브 메시지에 응답해, 상기 목적지 노드의 위치를 찾아내고, 상기 프로브 응답 메시지를 상기 메시형 소스 노드로 송신하여, 상기 IAP가 상기 네트워크에서 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었는지의 여부를 상기 메시형 소스 노드에 통지하도록 구성되는 무선 통신 네트워크.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 IAP는, 상기 목적지 노드가 메시형 노드인지 또는 비-메시형 노드인지를 지시하는 정보를 상기 프로브 응답 메시지에 포함시키도록 구성되고, 상기 목적지 노드가 비-메시형 노드이면, 상기 정보는 상기 목적지 노드를 프럭시 중인 상기 메시형 노드의 어드레스를 포함하게 되는 무선 통신 네트워크.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 IAP가 메시형 노드인 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 프로브 응답 메시지 내의 정보에 응답해, 상기 비-메시형 소스 노드와 연관된 상기 프럭시 메시형 노드는, 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내도록 구성되고,
    상기 IAP가 비-메시형 노드인 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 프로브 응답 메시지에 응답해, 상기 메시형 소스 노드와 연관된 상기 프럭시 메시형 노드는, 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 대한 프럭시로서 동작 중인 상기 메시형 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내도록 구성되는 무선 통신 네트워크.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 IAP가 메시형 노드인 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 프로브 응답 메시지에 응답해, 상기 메시형 소스 노드는 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내도록 구성되고,
    상기 IAP가 비-메시형 노드인 상기 목적지 노드의 위치를 알아내었음을 지시하는 상기 IAP로부터의 상기 프로브 응답 메시지에 응답해, 상기 메시형 소스 노드는 그 자체로부터 상기 목적지 노드에 대한 프럭시로서 동작 중인 상기 메시형 노드에 이르는 경로의 위치를 찾아내도록 구성되는 무선 통신 네트워크.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 목적지 노드가 그것과 연관되어 있지 않다고 상기 IAP가 판정할 때, 상기 IAP는 상기 목적지 노드가 또다른 IAP와 연관되어 있는지를 판정하도록 더 구성되는 무선 통신 네트워크.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 메시형 노드들은 각각 그것과 연관된 상기 비-메시형 노드들을 식별하는 각각의 연관 테이블을 생성하도록 더 구성되고, 상기 IAP는 바운딩된 메시형 노드들에 의해 프럭시되고 있는 상기 비-메시형 노드들과 함께 그것에 바운딩된 상기 메시형 노드들을 식별하는 바인딩 테이블을 유지하도록 더 구성되는 무선 통신 네트워크.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 메시형 노드들은 각각 라우팅 메시지들로부터 획득되는 다른 메시형 노드들 및 그들 각각의 연관된 비-메시형 노드들에 관한 정보를 유지하도록 더 구성되는 무선 통신 네트워크.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 메시형 노드는 상기 메시형 노드가 그것과 연관된 임의의 비-메시형 노 드들 및 링크 상태 라우팅을 식별하는 정보를 경로 요청에 포함시키도록 구성되는 거리 벡터 라우팅, 및 상기 메시형 노드가 그것과 연관된 임의의 비-메시형 노드들 및 상기 메시형 노드의 이웃인 임의의 다른 메시형 노드와 연관된 비-메시형 노드들을 식별하는 정보를 경로 요청에 포함시키도록 구성되는 링크 상태 라우팅 중 적어도 하나를 수행하도록 더 구성되는 무선 통신 네트워크.
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