KR20090030644A

KR20090030644A - 망 분석 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090030644A
Application number: KR1020070096071A
Authority: KR
Inventors: 정재돈; 김낙포
Original assignee: 주식회사 케이티프리텔
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-03-25
Also published as: KR100936521B1

Abstract

이동 통신 망의 상태를 분석함으로써, 데이터 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 망 분석 장치 및 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 망 분석 장치는, 무선 망 및 외부 망을 통해 단말기로 데이터 서비스를 제공하는 서비스 서버와 상기 단말기 간의 TCP 연결을 위한 TCP 패킷을 수집하는 수집부; 및 상기 TCP 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 상기 TCP 패킷이 전송되는 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 분석부를 포함한다.

데이터 서비스, 패킷, 지연, 분석

Description

망 분석 장치 및 방법{Network-condition-analysis apparatus and method}

본 발명은 망 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이동 통신 망의 상태를 분석함으로써, 데이터 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 망 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.

IMT-2000의 표준을 진행하는 유럽 주도의 3GPP(3^rd Group Partnership Project)와 북미 주도의 3GPP2에서는 이동 통신망의 인프라를 IP(Internet Protocol)로 대체하는 ALL-IP 망을 제시하였다. ALL-IP 망은 증가하는 인터넷 사용자들의 다양한 서비스 요구를 무선 접속 서비스로 충족시키기 위해 제안된 것이다. ALL-IP 망은 이동 통신망 구조와 프로토콜을 IP 기반으로 사용하여, 데이터와 시그널을 IP 기반으로 전송하고, 전송(bearer), 제어(control), 및 서비스(service) 기능을 분리하며, 멀티미디어 통신을 실시간으로 제공한다.

이러한 ALL-IP 망은 IP를 사용함으로써 기존의 유선 전화, 이동 전화, 케이블, LAN(Local Area Network) 등의 액세스 방법과 무관하게 인터넷 망과 연동하여 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 음성, 데이터, 실시간 영상 서비스를 동시에 포 함하는 통합 멀티미디어 서비스에 적합한 솔루션(solution)을 제공하며, 패킷 전송을 통한 비용 절감 효과를 얻을 수 있다. 즉, ALL-IP 망은 유/무선 음성 서비스와, 유/무선 인터넷 서비스 및 유/무선 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한 IP 기반의 통합 네트워크라고 할 수 있다.

이러한 All-IP 기반 통신 환경에서 새로운 서비스를 제공하기 위한 핵심 기술로서, ALL-IP 망을 기반으로 하여 가입자들에게 다양한 서비스를 제공하기 위하여 정의된 IP 멀티미디어 서브시스템(IP Multimedia Subsystem; 이하, IMS라 함)이 주목 받고 있다. IMS 망은 ALL-IP 참조 모델을 표준화하면서 다양한 인터페이스 방안으로 다양한 게이트웨이 기능을 수용하였으며, 이들과 관련된 다른 기능 요소들과의 인터페이스 방안과 프로토콜을 IETF와 연계하여 표준화하고 있다.

IMS 망은 패킷 서비스 도메인을 기반으로 세션 제어(Session Control) 기능을 제공하는 제어 계층, 트래픽 전달을 목적으로 하는 사용자 계층, 서비스 기능을 제공하는 응용 계층으로 나뉘어 질 수 있다.

IMS 망은 IETF의 표준인 세션 개시 프로토콜(Session Initiation Protocol; SIP)을 이용한 등록 및 멀티미디어 호 처리 기능을 담당하는 CSCF(Call State Control Function), 기존 이동망(legacy mobile network)의 HLR 기능에 IP 멀티미디어 사용자의 이동성 관리 및 인증을 위한 기능이 통합된 HSS로 구성될 수 있다.

전술한 바와 같은 이동 통신 망에서 데이터 서비스의 품질을 향상시키기 위해서는 이동 통신 망의 상태를 분석할 필요가 있다. 예를 들어, 영상 통화와 같은 데이터 서비스를 제공할 때, 영상의 화질을 향상시키거나, 실시간 영상 통화를 가 능하게 하기 위해서는 패킷 전송이 지연되는 구간에 대하여 즉각적인 조치를 취할 필요가 있다. 이러한 조치를 취하기 위해서는 이동 통신 망 내의 어느 구간에서 패킷 전송이 지연되는지를 분석하는 작업이 선행되어야 한다.

그러나 종래에는 이동 통신 망의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이동 통신 망의 구간 별로 상태를 분석함으로써, 데이터 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 망 분석 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 망 분석 장치는, 무선 망 및 외부 망을 통해 단말기로 데이터 서비스를 제공하는 서비스 서버와 상기 단말기 간의 TCP 연결을 위한 TCP 패킷을 수집하는 수집부; 및 상기 TCP 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 상기 TCP 패킷이 전송되는 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 분석부를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 망 분석 방법은, 무선 망 및 외부 망을 통해 단말기로 데이터 서비스를 제공하는 서비스 서버와 상기 단말기 간의 TCP 연결을 위한 TCP 패킷을 수집하는 단계; 및 상기 TCP 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 상기 TCP 패킷이 전송되는 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명이 다른 실시예에 따른 망 분석 장치는, 무선 망 및 외부 망을 통해 단말기로 데이터 서비스를 제공하는 서비스 서버와 상기 단말기 간의 TCP 연결을 위한 TCP 패킷을 생성하는 생성부; 및 사전 지정된 구간으로부터 상기 TCP 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 상기 TCP 패킷이 전송되는 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 분석부를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 이상 존재한다.

이동 통신 망의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석할 수 있으므로, 패킷 전송이 지연되는 구간에 대한 처리가 신속히 이루어질 수 있으며, 이로써 데이터 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다.

이동 통신 망의 각 구간에서 데이터 패킷을 수집할 때, 데이터 패킷이 수집된 GPS 시간값을 기록하고, 이를 이용하여 각 구간 별 패킷 전송 지연 시간을 계산하므로, 분석 결과에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 망 분석 시스템(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명이 실시예에 따른 망 분석 시스템(10)은 ALL-IP 기반의 이동 통신 망, 및 상기 이동 통신 망의 상태를 분석하는 망 분석 장치(200)를 포함할 수 있다.

ALL-IP 망의 논리적인 구조는 크게 무선망 도메인(radio network domain), GPRS(General Packet Radio Service) 기반의 패킷 교환 서비스 도메인(GPRS packet switched service domain), IP 멀티미디어 서비스 도메인(IP multimedia service domain)으로 구분될 수 있다.

먼저, 무선망 도메인은 단말기(100), 노드-B, 및 무선망 제어기(Radio Network Controller; RNC) 등의 노드를 포함할 수 있다. 여기서, 단말기(100)는 이동 단말기(100)로서, 휴대 전화, 노트북 등을 예로 들 수 있다. 노드-B은 무선 구간을 통하여 단말기(100)가 일차적으로 접속되는 지점으로서, 단말기(100)와 각 종 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. RNC는 노드-B를 제어하여 무선 자원을 관리할 수 있다.

다음으로, GPRS기반의 패킷 교환 서비스 도메인은 서빙 GPRS 지원 노드(Serving GPRS Supporting Node; SGSN), 및 게이트웨이 GPRS 지원 노드(Gateway GPRS Supporting Node; GGSN)를 포함할 수 있다. SGSN 및 GGSN은 무선 액세스 망 도메인과 외부망, 또는 무선 액세스 망과 IM서비스 도메인 간에 사용자 패킷 데이터 전달을 담당할 수 있으며, 단말기(100)의 이동성 관리 및 PDP 컨텍스트 활성화 서비스를 제공할 수 있다.

한편, IP 멀티미디어 서비스 도메인은 IETF(Internet Engineering Steering Group)에서 개발된 SIP(Session Initiation Protocol)를 이용한 등록 및 멀티미디어 호 처리 기능을 담당하는 CSCF(Call State Control Function), 기존 이동 망의 홈 위치 등록기(Home Location Register; HLR) 기능에 IP 멀티미디어 사용자의 이동성 관리 및 인증을 위한 기능이 통합된 홈 가입자 서버(Home Subscriber Server; HSS)로 구성될 수 있다. 또한 기존의 PSTN망과의 시그널링 및 호 제어 연동을 위한 미디어 게이트웨이 제어 기능, 다중 멀티미디어 회의 서비스를 위한 GGSN과 베어러 제어를 위한 멀티미디어 자원 기능이 있고, 미디어 게이트웨이(Media Gateway; MGW)는 회선 베어러 및 패킷 미디어 스트림 채널을 담당하고 있다.

전술한 도메인에서 규정된 기능요소들은 다음과 같다.

먼저, 프락시 호 세션 제어 기능(Proxy-CSCF)은 사용자가 IM 멀티 미디어망에 접속하는 첫 포인트 지점이고, GGSN과 같은 도메인에 존재하고 있다. 주요 역 할은 프락시와 이용자 에이전트의 역할을 수행하면서 사용자로부터 수신한 SIP 등록 요구 메시지를 사용자의 홈 도메인을 참조하여 I-CSCF로 전달하게 된다. 또한 사용자로부터 수신한 SIP 메시지를 등록 절차를 통해 수신한 S-CSCF 주소를 이용하여 S-CSCF로 전달하는 한편, 사용자에게 SIP 메시지를 요구 또는 응답을 한다.

다음으로, 정보전송 호 세션 제어 기능(Interrogating-CSCF)은 사용자의 홈 네트워크에 접속하는 첫 포인트 지점이고 하나의 네트워크 도메인에 여러 개가 존재할 수 있다. S-CSCF를 사용자 SIP 예약에 할당하는 한편, 다른 네트워크에서 수신한 SIP 메시지를 S-CSCF로 라우팅하고 HSS로부터 S-CSCF의 주소를 획득하며 CDR을 발생시킨다.

서빙 호 세션 제어 기능(Serving-CSCF)은 주로 사용자의 세션을 제어하는 서버임을 HSS에 등록하고 이후 사용자의 가입자 정보를 다운로드하여 저장하며, 프락시 서버와 이용자 에이전트로서 그 역할을 담당한다. 또한 해당 서비스를 제공하기 위한 서비스 플랫폼과의 상호작용과 함께 사용자에게 서비스 자원과 관련한 정보를 제공한다.

HSS는 CS/PS 도메인 그리고 IM 핵심망 서브 시스템을 통한 가입자의 이동성 관리, 호와 세션 설정 지원, 가입자의 보안 정보 생성, 가입자의 인증, 메시지의 무결성 체크와 암호화를 위한 데이터 생성, 생성된 데이터 저장 서비스별 가입자 식별자 관계 처리 등을 담당한다.

정책결정 기능은 Session을 설정하기 위한 대역폭등의 QoS 자원을 허가하는 역할을 수행하며, 중간 과정의 호나 코덱이 변하여 새로운 QoS 허가가 필요한지를 결정하는 한편, Go 인터페이스를 통하여 GGSN과 인증 정보를 교환한다. 또한 세션이 해제되었을 때 QoS 자원을 폐기하는 기능과 함께, SIP 세션을 위해 인증 토큰을 생성시킨다.

브레이크아웃 게이트웨이 제어 기능(Breakout Gateway Control Function; BGCF)은 해당 PSTN/CS 도메인과 상호 간의 제어를 담당할 MGCF를 선택하거나 다른 BGCF로 전달하는 기능을 수행하는 동시에 CDR을 생성시킨다.

한편 미디어 게이트웨이 제어 기능(Media Gateway Control Function; MGCF)은 IMS 미디어 게이트웨이에서 미디어 채널 연결 제어와 관련한 호 상황을 제어하며 CSCF와 통신하는 동시에 들어오는 호를 위한 라우팅 수에 근거하여 CSCF 선택을 수행하고 ISUP와 IMS 호 제어 프로토콜간 프로토콜 변환을 제공한다.

IMS 미디어 게이트웨이(IMS Media Gateway; IMS MGW)는 미디어 변환, 베어러 제어, 페이로드 프로세싱(코덱, 에코 캔슬러, 컨퍼런스 브릿지등)을 수행하며 자원 제어를 위하여 MGCF와 상호 작용을 지원한다. 반면에 멀티미디어 자원 기능 제어는 멀티미디어 자원 기능 프로세스에서 해당 자원을 제어하는 역할을 수행한다.

한편, 망 분석 장치(200)는 전술한 이동 통신 망 내의 사전 지정된 구간에서 패킷을 수집하고, 이를 분석하여 패킷 전송이 지연되는 구간을 검출해 낼 수 있다. 여기서, 도 2를 참조하여 망 분석 장치(200)에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 망 분석 장치(200)의 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 망 분석 장치(200)는 생성부(210), 수집부(220), 분석 부(230), 및 저장부(240)를 포함할 수 있다.

생성부(210)는 단말기(100)를 통해 데이터 접속을 한 후, 서비스 서버(300)와 TCP 연결(TCP Connection)을 시도할 수 있다. 여기서, TCP(Transmission Control Protocol)는 대표적인 프로토콜(Protocol)로, 안정된 데이터의 전송을 목적으로 한다. 정보의 손실과 훼손 등을 방지하기 위하여 체크섬(Check Sum)과 승인을 사용하며, 패킷의 순서를 보장하기 위해서 순서번호를 사용한다. 그리고 다른 응용 프로그램이 TCP 서비스를 받게 하기 위하여 다중 채널을 지원한다. 이러한 TCP 연결은 3웨이 핸드셰이크(handshake)를 통해 이루어질 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명을 위해 도 3을 참조하기로 한다.

도 3은 생성부(210)가 단말기(100)를 통해 데이터 접속을 한 후 서비스 서버(300)와의 TCP 연결을 시도하는 경우 3웨이 핸드셰이크 과정을 도시한 도면이다.

우선, 생성부(210)는 TCP 연결을 요청하는 패킷인 동기화 패킷 (synchronization packet; 이하 'SYN 패킷'이라 한다)을 생성하여, 단말기(100)를 통해 서비스 서버(300)로 송신한다. 서비스 서버(300)로 SYN 패킷이 수신되면, 서비스 서버(300)는 수신된 SYN 패킷에 대한 응답으로서, TCP 연결 요청을 수락하는 동기화 확인 패킷(synchronization acknowledgement packet; 이하, 'SYN-ACK 패킷'이라 한다)을 생성부(210)로 송신한다. 이 후, 생성부(210)로 SYN-ACK 패킷이 수신되면, 생성부(210)는 서비스 서버(300)로 확인 패킷(acknowledgement packet; 이하, 'ACK 패킷'이라 한다)을 송신함으로써, 서비스 서버(300)와 TCP 연결을 성공적으로 마칠 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 수집부(220)는 단말기(100)와 서비스 서버(300) 간에 교환되는 패킷 중 TCP 연결에 사용되는 패킷들을 수집할 수 있다. 구체적으로, 수집부(220)는 단말기(100)의 IP 주소에 해당하는 SYN 패킷, SYN-ACK 패킷, 및 ACK 패킷 등을 수집할 수 있다. 이 때, 수집부(220)는 이동 통신 망 내의 구간 중 사전 지정된 구간 별로 패킷들을 수집할 수 있다. 예를 들면, SGSN과 GGSN 사이인 Gn 구간, GGSN과 서비스 서버(300) 사이인 Gi 구간에서 패킷들을 수집할 수 있다. 이외에도, 수집부(220)는 생성부(210)로부터 패킷을 수집할 수도 있다. 이처럼 패킷을 수집할 때, 수집부(220)는 패킷이 수집된 시간을 기록할 수 있다. 이 때, 패킷 수집 시간은 예를 들어, GPS(Global Positioning System)에 의한 시간인 것이 바람직하다. 생성부(210) 및 사전 지정된 구간에서 수집된 패킷과, 해당 패킷이 수집된 시간 정보를 후술될 분석부(230)로 제공될 수 있다.

분석부(230)는 특정 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 업 방향 및 다운 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석할 수 있다. 여기서, 업 방향이란, 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)로 전송되는 과정을 의미하며, 다운 방향이란 패킷이 서비스 서버(300)에서 단말기(100)로 전송되는 과정을 의미한다. 이 때, 업 방향의 구간 별 패킷 전송 상태에 대한 분석은, TCP 연결에 사용되는 패킷들 중 SYN 패킷이 수집된 시간 및/또는 ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 이루어질 수 있다. 그리고, 다운 방향의 구간 별 패킷 전송 상태에 대한 분석은 TCP 연결에 사용되는 패킷들 중 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 이루어질 수 있다. 이하의 설명에서는 SYN 패킷이 수집된 시간에 근거하여 업 방향의 구간 별 패킷 전송 상태를 분석하는 방법, SYN-ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 다운 방향의 구간 별 패킷 전송 상태를 분석하는 방법, ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 업 방향의 구간 별 패킷 전송 상태를 분석하는 방법에 대해서 차례로 설명하기로 한다.

먼저, SYN 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 업 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

분석부(230)는 생성부(210)에서 SYN 패킷이 수집된 시간과 Gn 구간에서 SYN 패킷이 수집된 시간의 차(이하, '제1 결과값'이라 한다)를 계산할 수 있다. 이 때, 제1 결과값은 SYN 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 무선 자원 할당 및 터널링(Tunneling)에 의해 소요된 시간(도 3의 도면부호 310 참조)에 해당할 수 있다.

또한, 분석부(230)는 Gn구간에서 SYN 패킷이 수집된 시간과 Gi 구간에서 SYN 패킷이 수집된 시간의 차(이하, '제2 결과값'이라 한다)를 계산할 수 있다. 이 때, 제2 결과값은 SYN 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 유선 망에 의해 소요된 시간(도 3의 도면부호 320 참조)에 해당할 수 있다.

또한, 분석부(230)는 Gi 구간에서 SYN 패킷이 수집된 시간과 생성부(210)에서 SYN 패킷이 수집된 시간의 차(이하, '제3 결과값'이라 한다)를 산출함으로써, SYN 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간을 계산할 수 있다.

다음으로, SYN-ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 다운 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

SYN 패킷이 서비스 서버(300)로 수신되면, 서비스 서버(300)는 수신된 SYN 패킷에 대한 응답으로서, TCP 연결 요청을 수락하는 SYN-ACK 패킷을 생성하여 전송할 수 있다. 이 후, Gi 구간에서 SYN-ACK 패킷이 수집되면, 분석부(230)는 Gi 구간에서 SYN 패킷이 수집된 시간과 Gi 구간에서 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간과의 차(이하, '제4 결과값'이라 한다)를 산출할 수 있다. 이 때, 제4 결과값은 서비스 서버(300)가 SYN 패킷을 처리하는데 소요된 시간(도 3의 도면부호 330 참조)에 해당할 수 있다.

또한, 분석부(230)는 Gn 구간에서 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간과 Gi 구간에서 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간의 차(이하, '제5 결과값'이라 한다)를 계산할 수 있다. 이 때, 제5 결과값은 SYN-ACK 패킷이 서비스 서버(300)에서 단말기(100)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 유선 망에 의해 소요된 시간(도 3의 도면부호 340 참조)에 해당할 수 있다.

또한, 분석부(230)는 생성부(210)로부터 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간과 Gn 구간에서 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간의 차(이하, '제6 결과값')를 계산할 수 있다. 이 때, 제6 결과값은 SYN-ACK 패킷이 서비스 서버(300)에서 단말기(100)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 무선 망 및 터널링에 의해 소요된 시간(도 3의 도면부호 350 참조)에 해당할 수 있다.

다음으로, ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 업 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

SYN-ACK 패킷이 생성부(210)로 수신되면, 생성부(210)는 수신된 SYN-ACK 패킷에 대한 응답으로서, 서비스 서버(300)와의 TCP 연결을 위한 ACK 패킷을 생성한 후, 단말기(100)를 통해 서비스 서버(300)로 전송할 수 있다. 이 후, 생성부(210)로부터 ACK 패킷이 수집되면, 분석부(230)는 생성부(210)에서 ACK 패킷이 수집된 시간과 생성부(210)에서 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간과의 차(이하, '제7 결과값'이라 한다)를 산출할 수 있다. 이 때, 제7 결과값은 생성부(210)가 SYN-ACK 패킷을 처리하는데 소요된 시간(도 3의 도면부호 360 참조)에 해당할 수 있다.

또한, Gn 구간에서 ACK 패킷이 수집되면, 분석부(230)는 Gn 구간에서 ACK 패킷이 수집된 시간과 생성부(210)에서 ACK 패킷이 수집된 시간과의 차(이하, '제8 결과값'이라 한다)를 산출할 수 있다. 이 때, 제8 결과값은 ACK 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 무선 망 및 터널링에 의해 소요된 시간(도 3의 도면부호 370 참조)에 해당할 수 있다.

그리고, 분석부(230)는 Gi 구간에서 ACK 패킷이 수집된 시간과 Gn 구간에서 ACK 패킷이 수집된 시간과의 차(이하, '제9 결과값'이라 한다)를 계산할 수 있다. 이 때, 제9 결과값은 ACK 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 유선 망에 의해 소요된 시간(도 3의 도면부호 380 참조)에 해당할 수 있다.

한편, 분석부(230)는 Gi 구간에서 ACK 패킷이 수집된 시간과 생성부(210)로부터 ACK 패킷이 수집된 시간과의 차(이하, '제10 결과값'이라 한다)를 계산할 수 있다. 이 때, 제10 결과값은 ACK 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간에 해당할 수 있다.

전술한 바와 같이, 업 방향 및 다운 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태에 대한 분석이 이루어지면, 분석부(230)는 분석 결과에 근거하여, 패킷 전송이 지연되는 구간을 검출할 수 있다. 일 예로, 소정 구간에서 패킷 전송에 소요된 시간이 사전 지정된 임계치 이상인 경우, 해당 구간에서 패킷 전송이 지연되는 것으로 판단할 수 있다. 다른 예로써, 특정 패킷의 구간 별 소요된 시간을 서로 비교하여, 나머지 구간들에 비하여 가장 많은 시간이 소요된 구간을 패킷 전송이 지연되는 구간으로 판단할 수 있다.

저장부(240)는 분석부(230)에 의한 구간 별 분석 결과 즉, 제1 내지 제10 결과값을 저장할 수 있다. 이외에도 저장부(240)는 망 분석에 필요한 알고리즘을 저장할 수도 있다. 이러한 저장부(240)는 캐쉬(Cache), 롬(Read Only Memory; ROM), 피롬(Programable ROM; PROM), 이피롬(Erasable Programmable ROM; EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable ROM; EEPROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자, 램(Random Access Memory; RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 및 하드디스크 드라이브(Hard disk drive)와 같은 저장매체로 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

출력부(250)는 분석부(230)에 의한 구간 별 분석 결과를 음성 및/또는 영상으로 출력할 수 있다. 이러한 출력부(250)는 스피커와 같은 음성 출력 수단 및 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display; LCD)와 같은 영상 표시 수단 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

다음으로, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 망 분석 방법을 도시한 흐름도이다.

먼저, 단말기(100)를 통해 데이터 접속을 한 후, 단말기(100)와 서비스 서버(300)와의 TCP 연결을 수행할 수 있다(S410). 서버와의 TCP 연결을 수행하는 단계(S410)는 서비스 서버(300)와의 TCP 연결을 요청하는 SYN 패킷을 생성하여 서비스 서버(300)로 전송하는 단계와, 전송된 SYN 패킷에 대한 응답으로서, 서비스 서버(300)와의 TCP 연결 요청을 수락하는 SYN-ACK 패킷을 서비스 서버(300)로부터 수신하는 단계와, 수신한 SYN-ACK 패킷에 대한 응답으로서, 서비스 서버(300)와의 TCP 연결을 위한 ACK 패킷을 생성하여 서비스 서버(300)로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같은, 서비스 서버(300)와의 TCP 연결을 수행하는 단계는 예를 들어, 전술한 생성부(210)에 의해 수행될 수 있다.

서비스 서버(300)와의 TCP 연결이 수행되면, 이동 통신 망 내의 사전 지정된 구간으로부터 단말기(100)의 IP 주소에 해당하는 TCP 패킷들(즉, SYN 패킷, SYN-ACK 패킷, ACK 패킷)을 수집할 수 있다(S420). 이 때, 단말기(100)의 IP 주소에 해당하는 TCP 패킷들은, 망 분석 장치(200)의 생성부(210), 이동 통신 망에서 SGSN과 GGSN을 연결하는 구간인 Gn 구간, GGSN과 서비스 서버(300)를 연결하는 구간인 Gi 구간에서 수집될 수 있다. 생성부(210) 및 각 구간에서 수집된 패킷에는 해당 패킷이 수집된 시간이 기록될 수 있다. 이 때, 수집된 패킷에 기록되는 시간은 GPS를 이용한 시간인 것이 바람직하다. 이처럼, 단말기(100)의 IP 주소에 해당하는 TCP 패킷들을 수집하는 단계는 예를 들어, 전술한 수집부(220)에 의해 수행될 수 있다.

이처럼 생성부(210) 및 각 구간으로부터 단말기(100)의 IP 주소에 해당하는 TCP 패킷들이 수집되면, 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 업 방향 및 다운 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석할 수 있다(S430). 상기 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 단계(S430)는, 생성부(210) 및 각 구간에서 SYN 패킷이 수집된 시간에 근거하여 업 방향의 구간 별 패킷 전송 상태를 분석하는 단계와, 생성부(210) 및 각 구간에서 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 다운 방향의 구간 별 패킷 전송 상태를 분석하는 단계와, 생성부(210) 및 각 구간에서 ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 업 방향의 구간 별 패킷 전송 상태를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.

생성부(210) 및 각 구간에서 SYN 패킷이 수집된 시간에 근거하여 업 방향의 구간 별 패킷 전송 상태를 분석하는 단계는, SYN 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 무선자원 할당 및 터널링에 의해 소요된 시간(310)인 제1 결과값을 계산하는 단계와, SYN 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 유선 망에 의해 소요된 시간(320)인 제2 결과값을 계산하는 단계와, SYN 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간인 제3 결과값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

생성부(210) 및 각 구간에서 SYN-ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 다운 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 단계는, 서비스 서버(300)가 단말 기(100)로부터 수신한 SYN 패킷을 처리하는데 소요된 시간(330)인 제4 결과값을 계산하는 단계와, SYN-ACK 패킷이 서비스 서버(300)에서 단말기(100)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 유선 망에 의해 소요된 시간(340)인 제5 결과값을 계산하는 단계와, SYN-ACK 패킷이 서비스 서버(300)에서 단말기(100)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 무선 망 및 터널링에 의해 소요된 시간인 제6 결과값(350)을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

생성부(210) 및 각 구간에서 ACK 패킷이 수집된 시간에 근거하여 업 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 단계는, 생성부(210)가 서버로부터 수신한 SIN-ACK 패킷을 처리하는데 소요된 시간(360)인 제7 결과값을 계산하는 단계와, SIN-ACK 패킷에 대한 응답인 ACK 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 무선 망 및 터널링에 의해 소요된 시간(370)인 제8 결과값을 계산하는 단계와, ACK 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간 중 유선 망에 의해 소요된 시간(380)인 제9 결과값을 계산하는 단계와, ACK 패킷이 단말기(100)에서 서비스 서버(300)까지 전송되는데 소요된 총 소요시간인 제10 결과값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 업 방향 및 다운 방향의 구간 별로 패킷 전송 상태에 대한 분석이 이루어지면, 분석 결과에 근거하여 패킷 전송이 지연되는 구간을 검출할 수 있다. 여기서, 패킷 전송 지연 여부는 계산된 결과값이 사전 지정된 임계값 이상인지를 판단한 결과에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 결과값이 사전 지정된 임계값 이상인 경우, 유선 망 구간에서 패킷 전송이 지연되는 것으로 판단할 수 있다. 이처럼 임계값을 기준으로 패킷 전송 지연 여부를 판단할 때, 상기 임계값은 무선 망 및 유선 망에 대하여 별도로 설정되거나, 동일하게 설정될 수도 있다. 다른 실시예로써, 특정 패킷에 대한 결과값들을 서로 비교하여, 상대적을 큰 결과값을 갖는 구간을 패킷 전송이 지연되는 구간으로 판별할 수도 있다. 구체적으로, SYN 패킷에 대한 결과값인 제1, 제2 결과값을 비교한 결과, 제2 결과값이 제1 결과값에 비하여 일정 기준 이상의 값을 갖는 경우, 유선 망 구간에서 패킷 전송이 지연되는 것으로 판단할 수 있다.

이처럼 이동 통신 망에 대한 분석은 예를 들어, 앞서 설명한 분석부(230)에 의해 수행될 수 있다.

이동 통신 망에 대한 분석 결과는 예를 들어, 출력부(250)를 통해 출력될 수 있다(S440).

이상에서 설명한 실시예들에 더하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 흐름도에서 각 블록 또는 두 개 이상의 블록들의 조합은 컴퓨터로 판독 가능한 코드/명령들로 이루어질 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령은 예를 들어, 범용 컴퓨터를 위한 프로세서, 특수 목적용 컴퓨터를 위한 프로세서, 또는 프로그래머블 데이터 처리 디바이스(programmable data precessing device) 등을 통해 제공될 수 있으며, 흐름도의 블록 또는 블록들의 특정 단계에 대한 메커니즘(mechanism)을 생성할 수 있다.

또한, 분석 장치를 구성하는 구성요소는 일종의 모듈로 구현될 수 있다. 여기서, '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문 형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다.

모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 게다가, 상기 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내에서 하나 또는 그 이상의 CPU를 실행할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들에 더하여, 본 발명의 실시예들은 전술한 실시예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.

상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, 마그네틱 저장 매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학 기록 매체(예를 들면, CD-ROM 또는 DVD)와 같은 기록 매체, 반송파(carrier wave)와 같은 전송매체를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라 상기 매체는 합성 신호 또는 비트스트림(bitstream)과 같은 신호일 수도 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 망 분석 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 망 분석 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 3웨이 핸드셰이크를 통한 TCP 연결 과정을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 망 분석 방법을 도시한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10: 망 분석 시스템 100: 단말기

200: 망 분석 장치 210: 생성부

220: 수집부 230: 분석부

240: 저장부 250: 출력부

300: 서비스 서버

Claims

무선 망 및 외부 망을 통해 단말기로 데이터 서비스를 제공하는 서비스 서버와 상기 단말기 간의 TCP 연결을 위한 TCP 패킷을 수집하는 수집부; 및

상기 TCP 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 상기 TCP 패킷이 전송되는 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 분석부를 포함하는, 망 분석 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 TCP 패킷을 생성하는 생성부를 더 포함하는, 망 분석 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 TCP 패킷은,

상기 서비스 서버와의 TCP 연결을 요청하는 동기화(synchronization) 패킷, 상기 요청을 허용하는 동기화 확인(synchronization acknowledgement) 패킷, 및 상기 서비스 서버와의 TCP 연결을 위한 확인(acknowledgement) 패킷 중 적어도 하나인, 망 분석 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 수집부는,

사전 지정된 구간으로부터 상기 동기화 패킷, 상기 동기화 확인 패킷, 및 상 기 확인 패킷 중 적어도 하나가 수집된 시간을 기록하되,

상기 시간은 GPS(Global Positioning System)에 의한 시간인, 망 분석 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 구간은,

상기 TCP 패킷을 생성하는 생성부, 상기 무선 망을 통해 제공된 상기 TCP 패킷을 GGSN으로 터널링하는 SGSN과 상기 GGSN을 연결하는 제1 구간, 및 상기 GGSN과 상기 서비스 서버를 연결하는 상기 외부 망에 대응하는 제2 구간 중 적어도 하나를 포함하는, 망 분석 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 분석부는,

상기 생성부에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간과 상기 제1 구간에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간의 차인 제1 결과값과, 상기 제1 구간에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간과 상기 제2 구간에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간의 차인 제2 결과값에 근거하여, 상기 동기화 패킷이 상기 단말기에서 상기 서비스 서버로 전송되는 동안의 패킷 전송 상태를 구간 별로 분석하는, 망 분석 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 분석부는,

상기 제2 구간에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간과 상기 제1 구간에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제1 결과값과, 상기 제1 구간에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간과 상기 생성부에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제2 결과값에 근거하여, 상기 동기화 확인 패킷이 상기 서비스 서버에서 상기 단말기로 전송되는 동안의 패킷 전송 상태를 구간 별로 분석하는, 망 분석 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 분석부는,

상기 생성부에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간과 상기 제1 구간에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제1 결과값과, 상기 제1 구간에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간고 상기 제2 구간에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제2 결과값에 근거하여, 상기 확인 패킷이 상기 단말기에서 상기 서비스 서버로 전송되는 동안의 패킷 전송 상태를 구간 별로 분석하는, 망 분석 장치.
무선 망 및 외부 망을 통해 단말기로 데이터 서비스를 제공하는 서비스 서버와 상기 단말기 간의 TCP 연결을 위한 TCP 패킷을 수집하는 단계; 및

상기 TCP 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 상기 TCP 패킷이 전송되는 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 단계를 포함하는, 망 분석 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 TCP 패킷을 생성하는 단계를 더 포함하는, 망 분석 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 TCP 패킷은,

상기 서비스 서버와의 TCP 연결을 요청하는 SYN(synchronization) 패킷, 상기 요청을 허용하는 SYN-ACK(synchronization acknowledgement) 패킷, 및 상기 서비스 서버와의 TCP 연결을 위한 ACK(acknowledgement) 패킷 중 적어도 하나인, 망 분석 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 수집하는 단계는,

사전 지정된 구간으로부터 상기 동기화 패킷, 상기 동기화 확인 패킷, 및 상기 확인 패킷 중 적어도 하나가 수집된 시간을 기록하는 단계를 포함하되,

상기 시간은 GPS(Global Positioning System)에 의한 시간인, 망 분석 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 구간은,

상기 TCP 패킷을 생성하는 생성부, 상기 무선 망을 통해 제공된 상기 TCP 패킷을 GGSN으로 터널링하는 SGSN과 상기 GGSN을 연결하는 제1 구간, 및 상기 GGSN과 상기 서비스 서버를 연결하는 상기 외부 망에 대응하는 제2 구간 중 적어도 하나를 포함하는, 망 분석 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 분석하는 단계는,

상기 생성부에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간과 상기 제1 구간에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간의 차인 제1 결과값과, 상기 제1 구간에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간과 상기 제2 구간에서 상기 동기화 패킷이 수집된 시간의 차인 제2 결과값에 근거하여, 상기 동기화 패킷이 상기 단말기에서 상기 서비스 서버로 전송되는 동안의 패킷 전송 상태를 구간 별로 분석하는 단계를 포함하는, 망 분석 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 분석부하는 단계는,

상기 제2 구간에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간과 상기 제1 구간에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제1 결과값과, 상기 제1 구간에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간과 상기 생성부에서 상기 동기화 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제2 결과값에 근거하여, 상기 동기화 확인 패킷이 상기 서비스 서버에서 상기 단말기로 전송되는 동안의 패킷 전송 상태를 구간 별로 분석하는 단계를 포함하는, 망 분석 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 분석부하는 단계는,

상기 생성부에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간과 상기 제1 구간에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제1 결과값과, 상기 제1 구간에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간고 상기 제2 구간에서 상기 확인 패킷이 수집된 시간의 차인 제2 결과값에 근거하여, 상기 확인 패킷이 상기 단말기에서 상기 서비스 서버로 전송되는 동안의 패킷 전송 상태를 구간 별로 분석하는 단계를 포함하는, 망 분석 방법.
무선 망 및 외부 망을 통해 단말기로 데이터 서비스를 제공하는 서비스 서버와 상기 단말기 간의 TCP 연결을 위한 TCP 패킷을 생성하는 생성부; 및

사전 지정된 구간으로부터 상기 TCP 패킷이 수집된 시간에 근거하여, 상기 TCP 패킷이 전송되는 구간 별로 패킷 전송 상태를 분석하는 분석부를 더 포함하는, 망 분석 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 지정된 구간으로부터 상기 TCP 패킷을 수집하는 수집부를 더 포함하되

상기 지정된 구간은, 상기 생성부, 상기 무선 망을 통해 제공된 상기 TCP 패킷을 GGSN으로 터널링하는 SGSN과 상기 GGSN을 연결하는 제1 구간, 및 상기 GGSN과 상기 서비스 서버를 연결하는 상기 외부 망에 대응하는 제2 구간 중 적어도 하나를 포함하며,

상기 TCP 패킷은, 상기 서비스 서버와의 TCP 연결을 요청하는 동기화(synchronization) 패킷, 상기 요청을 허용하는 동기화 확인(synchronization acknowledgement) 패킷, 및 상기 서비스 서버와의 TCP 연결을 위한 확인(acknowledgement) 패킷 중 적어도 하나인, 망 분석 장치.