KR20090060925A - 노드에 대한 네트워크 기반 이동성 지원 방법 및 장치 - Google Patents

노드에 대한 네트워크 기반 이동성 지원 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이동성 지원 기능을 갖지 않는 노드에 대한 네트워크 기반의 이동성 지원 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액세스 네트워크들과 상기 액세스 네트워크들을 통합하는 인터넷 프로토콜 코어 네트워크를 연결하는 액세스 네트워크별 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법은, 액세스 포인트로부터 상기 액세스 포인트에 접속된 이동 노드의 2계층 주소 정보를 포함한 주소 정보를 수신하는 단계; 상기 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하여 상기 액세스 네트워크들을 관리하는 관리 장치로 상기 획득된 이동 노드의 주소 정보 및 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 송신하여 상기 이동 노드의 위치를 등록하는 단계; 상기 액세스 포인트에 접속된 상기 이동 노드에서 송신되는 데이터 패킷을 수신하는 단계; 상기 데이터 패킷의 목적지 주소에 매칭된 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 가지고 있지 않으면, 상기 목적지 주소를 가지고 상기 관리 장치로 상기 목적지 주소를 갖는 대응 노드를 관리하는 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 요청하여 수신하는 단계; 상기 수신된 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 이용하여 상기 타 에이전트로 상기 수신된 데이터 패킷을 송신하는 단계; 및 상기 타 에이전트로부터 송신된 데이터 패킷을 수신하여 상기 이동 노드로 전달하는 단계;를 포함한다. 이에 의해 이동성 지원 기능이 없는 노드에게 네트워크 기반으로 고속의 이동성을 제공하는 효과를 가진다.

Description

노드에 대한 네트워크 기반 이동성 지원 방법 및 장치{Method and apparatus for providing network-based mobility}
본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 기반 네트워크에 관한 것으로, 특히 이동성 지원 기능을 갖지 않는 노드(node)에 대한 이동성 지원 기술에 관한 것이다.
본 연구는 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호: 2006-S-058-02, All-IP 기반 통합 네트워크/서비스 제어 기술개발]
일반적인 IP 기반 네트워크에서의 이동 노드(Mobile Node, MN)에 대한 이동성 지원 기술로는 IETF(Internet Engineering Task Force)의 Mobile IP가 있다. 이 외에도 IP 기반 이동성 지원 기술이 존재하지만, 이들 기술들은 3계층(Layer 3, L3)에서 동작을 수행한다. 이러한 L3 이동성 기술들은 2계층(Layer 2, L2)에서의 이동 노드에 대한 이동에 따른 처리과정이 완료된 시점에서 그 동작을 수행하며, 원거리의 주소 또는 위치 관리자로의 등록과정을 거치게 되고, 이 과정에서의 L3 라우팅을 통한 메시지 전송 과정을 거치게 된다. 이러한 과정에서의 지연 동안 이 동 노드는 통신을 수행할 수 없으며, 이 지연이 길어질 경우 이동 노드가 유지하고 있던 통신연결이 끊어질 수 있다. 이 때문에 빠른 이동성 처리는 이동성 기술에 대한 중요 기술 요소가 되고 있으며, 이를 실현하기 위해 기존 L3 이동성 기술의 한계로 새로운 접근 및 환경에 대한 개선이 요구되고 있다.
최근 들어, Mobile IP(MIP) 기술을 기반으로 이동성 지원 기능이 없는 노드에게도 이동성을 지원하는 Proxy MIP 기술이 제안되었다. 그러나 Proxy MIP는 기본적으로 기존의 MIP와 동일한 L3 이동성 기술을 사용함으로 인해, 앞서 언급한 MIP의 문제점을 그대로 내포하고 있다.
본 발명은 이러한 배경에서 도출된 것으로, 이동성 지원 기능을 갖지 않는 노드에게 고속의 이동 서비스를 제공함을 목적으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 액세스 네트워크들과 상기 액세스 네트워크들을 통합하는 인터넷 프로토콜 코어 네트워크를 연결하는 액세스 네트워크별 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법은, 액세스 포인트로부터 상기 액세스 포인트에 접속된 이동 노드의 2계층 주소 정보를 포함한 주소 정보를 수신하는 단계; 상기 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하여 상기 액세스 네트워크들을 관리하는 관리 장치로 상기 획득된 이동 노드의 주소 정보 및 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 송신하여 상기 이동 노드의 위치를 등록하는 단계; 상기 액세스 포인트에 접속된 상기 이동 노드에서 송신되는 데이터 패킷을 수신하는 단계; 상기 데이터 패킷의 목적지 주소에 매칭된 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 가지고 있지 않으면, 상기 목적지 주소를 가지고 상기 관리 장치로 상기 목적지 주소를 갖는 대응 노드를 관리하는 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 요청하여 수신하는 단계; 상기 수신된 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 이용하여 상기 타 에이전트로 상기 수신된 데이터 패킷을 송신하는 단계; 및 상기 타 에이전트로부터 송신된 데이터 패킷을 수신하여 상기 이동 노드로 전달하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 이동성 지원 기능이 없는 노드가 새로운 액세스 네트워크 영역 및 새로운 액세스 포인트 영역에 진입하면서 수행하는 무선채널설정(L2 핸드오프) 과정에서 추출할 수 있는 노드에 대한 L2 정보를 L3 핸드오버에 대한 힌트로 이용하고, 네트워크에서 노드에 대해 등록을 대행하는 기술적 방안을 제시한다. 따라서 본 발명은 IP 망 환경에서의 L2 트리거 기능을 이용하여 이동성 지원 기능이 없는 노드에게 네트워크 기반으로 고속의 이동성 서비스를 제공하는 효과를 창출한다. 이러한 동작 특징으로 인해 노드의 이동에 대하여 L2 트리거를 통한 빠른 이동성 처리시작과 각 이동성 지원 장치가 지원하는 터널링을 통한 노드 또는 대응 노드로의 별도의 정보 전달 과정이 제거된 고속의 이동성 지원 서비스가 가능하게 된다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 환경의 전체 구성 예시도이다.
무선 액세스 장치인 액세스 포인트(Access Point, 이하 ‘AP’라 함)(200)는 액세스 네트워크(access network)와 인터넷 프로토콜 코어 네트워크(IP core network)를 연결하는 네트워크 접속 장비와 통신 가능하다. 본 명세서에서 네트워크 접속 장비는 노드에 대한 이동성 지원 기능을 갖는 이동성 지원 장치로써, 이하 에서는 PMSA(Proxy Mobility Support Agent)(300)라 칭하기로 한다. AP(200)는 이동성 지원 기능이 없는 노드와의 2계층(Layer 2, L2) 접속 과정을 통해서 노드에 대한 L2 주소를 추출하여 로컬 영역의 PMSA(300)로 전송하는 기능을 수행한다.
IP 코어 네트워크의 에지 부분에 위치하는 PMSA(300)는 AP(200)로부터 노드에 대한 L2 주소를 받아 유지 및 관리하고, 노드의 L2 주소와 자신의 3계층(Layer 3, L3) 주소 정보를 관리 장치(400)로 전송한다. 그리고 PMSA(300)는 하위 관리영역에 속한 노드들에 대한 영구 주소(Permanent Address, PA)(노드가 다른 액세스 네트워크 영역으로 핸드오버시에도 바뀌지 않는 IP address를 말함), L2 주소 및 노드가 위치한 AP로의 인터페이스 등의 정보를 유지 및 관리하며, 이 정보들은 도 5에 도시된 지역 노드 주소 관리 테이블(Local Node Address Management Table, LNAT)로 관리된다. 또한 PMSA(300)는 자신에게 접속된 액세스 네트워크 내에 위치한 노드들이 통신하고자 하는 대응 노드들의 영구 주소와 대응 노드가 위치한 PMSA의 L3 주소, 그리고 대응 노드가 위치한 PMSA로의 터널 인터페이스 주소를 관리하며, 이 정보들은 도 6에 도시된 대응 노드 주소 관리 테이블(Correspondent Node Address Management Table, CNAT)로 관리된다. 또한 PMSA(300)는 데이터 패킷에 대한 인캡슐레이션 및 디캡슐레이션 기능을 수행한다. 예를 들어, PMSA#1(300-1)은 이동 노드(100)로부터 송신된 데이터 패킷을 인캡슐레이션하여 대응 노드(500)로 송신하고, 대응 노드(500)로부터 송신된 데이터 패킷을 디캡슐레이션하여 이동 노드(100)로 송신한다.
이 같은 기능을 수행하는 모든 PMSA(300)들은 노드들의 디폴트 게이트웨이 주소와 동일한 더미(dummy) 인터페이스 주소를 갖는다. 바람직하게 본 발명에 따른 네트워크에 존재하는 PMSA들은 모두 동일한 디폴트 게이트웨이 주소를 추가(dummy)로 갖는다. 따라서 이동 노드(100)가 액세스 네트워크#1에서 액세스 네트워크#2로 이동한 경우에도 디폴트 게이트웨이 주소의 변경 없이 PMSA#2(300-2)로 패킷을 전송할 수 있다.
한편, IP 코어 네트워크에 위치하는 관리 장치(400)(Mobility Control System, MCS)는 노드들의 위치 관리를 담당하는 기능을 수행하며, IP 코에 네트워크에 있는 고성능 서버, 라우터 또는 스위치에 탑재될 수 있다. 본 발명에 따른 MCS(400)는 PMSA(300)들로부터 노드에 대한 L2 주소 및 그 PMSA의 L3 주소 정보를 수신하여 유지 및 관리하며, 이 정보들은 도 7에 도시된 전역 위치 관리 테이블(Global Location Management Table, GLMT)로 관리된다. 또한 MCS(400)는 노드들 간의 통신 연결에 대한 정보를 유지 및 관리하며, 이 정보들은 도 8에 도시된 통신 노드 매핑 테이블(Communicating Node Mapping Table, CNMT)로 관리된다. 이 같은 GLMT 및 CNMT를 관리하는 MCS(400)는 PMSA(300)들의 요청에 따라 이들 정보를 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 기반의 노드의 위치 및 주소 등록과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2를 참조하여 이동 노드(100)가 처음으로 IP 코어 네트워크와 연결된 액세스 네트워크로 연결된 경우의 초기 위치 및 주소 등록 절차를 살펴보기로 한다. 이러한 절차는 이동 노드(100)가 장시간 동안 통신을 위한 액세스 네트워크로의 연결이 없어, 이동 노드(100)와 관련된 정보들의 유실에 따른 초 기설정과정을 나타낸다.
이동 노드(100)가 액세스 네트워크#1 영역으로 진입하면, AP#1(200-1)과의 무선채널설정을 위한 L2 핸드오프가 수행된다. 이 L2 핸드오프 과정에서 이동 노드(100)로부터 L2 결합(Association) 요청을 받은 AP#1(200-1)은 이동 노드(100)의 L2 주소를 L2 트리거 기능을 통해 확보하면서, 결합 응답을 이동 노드(100)로 보낸다(단계 S205)(단계 S210). 그와 동시에 AP#1(200-1)은 위치보고 메시지를 이용하여 이동 노드(100)의 L2 주소를 AP#1(200-1)이 속한 PMSA#1(300-1)으로 전송한다(단계 S215). L2 주소로는 ‘Ethernet 48-bit MAC 주소’, ‘3GPP2 International Mobile Station Identity and Connection ID’, ‘3GPP International Mobile Subscriber Identity’, 또는 ‘64-bit Global ID, EUI-64’등이 사용될 수 있다. 그리고 L2 결합이란 노드와 AP 간에 2계층(Layer 2) 프로토콜, 즉 IEEE 802.11과 같은 무선 MAC 프로토콜 등을 이용하여 무선 채널이 형성되는 것을 의미한다. 노드와 AP 간에 무선 MAC 프로토콜 등을 교환하는 과정에서, 본 발명에 따른 AP는 노드의 MAC과 같은 L2 주소를 확보하게 된다.
PMSA#1(300-1)은 AP#1(200-1)으로부터 송신된 위치보고 메시지를 수신하고, 이에 대한 위치보고 응답 메시지를 AP#1(200-1)로 전송한다(단계 S220). 그리고 위치보고 메시지에 포함된 이동 노드(100)의 L2 주소를 도 5에 도시된 LNAT에 기록한다. 또한 PMSA#1(300-1)은 위치등록 메시지를 이용하여 MCS(400)에게 이동 노드(100)의 L2 주소 및 PMSA#1(300-1)의 위치 정보인 L3 주소 등을 알린다(단계 S225). 여기서 PMSA의 L3 주소로는 IPv4 또는 IPv6 주소가 사용될 수 있다. MCS(400)는 PMSA#1(300-1)로부터 송신된 위치등록 메시지를 수신한다. MCS(400)는 GLMT에 이동 노드(100)에 대한 레코드를 생성하고, 위치등록 메시지에 포함된 이동 노드(100)의 L2 주소 및 PMSA#1(300-1)의 L3 주소 등을 생성된 레코드에 기록한다. 그 다음 MCS(400)는 PMSA#1(300-1)으로 위치등록 응답 메시지를 전송한다(단계 S230).
만약 위의 단계 S205와 단계 S210에 따른 결합요청 및 결합응답 과정에서 AP#1(200-1)이 이동 노드(100)의 PA를 획득할 수 있다면, AP#1(200-1)는 위치보고 메시지에 이동 노드(100)의 L2 주소와 더불어서 PA를 포함시켜 PMSA#1(300-1)에게 전달한다. PMSA#1(300-1)는 도 5에 도시된 LNAT에 이동 노드(100)의 L2 주소와 PA 주소를 매핑시켜 기록하며, 위치등록 메시지를 이용하여 MCS(400)에게 이동 노드(100)의 L2 주소, PA, 및 PMSA#1(300-1)의 L3 주소 등을 알린다. 이에 따라 도 7에 도시된 GLMT에는 이동 노드(100)의 L2 주소 및 PMSA#1(300-1)의 L3 주소뿐만 아니라, 이동 노드(100)의 PA도 함께 기록되게 된다. 여기서 노드의 PA 주소로는 IPv4 또는 IPv6 주소가 사용될 수 있다.
만약 위의 단계 S205와 단계 S210에 따른 결합요청 및 결합응답 과정에서 AP#1(200-1)이 이동 노드(100)의 PA를 획득할 수 없다면, 이동 노드(100)의 L2 주소 정보만 이용하여 PMSA#1(300-1)에서 MCS(400)로의 초기 위치 등록이 수행된다. 따라서 MCS(400)에서 PMSA#1(300-1)로의 초기 위치등록 응답이 완료된 이후에도, PMSA#1(300-1)의 LNAT와 MCS(400)의 GLMT에 이동 노드(100)의 PA 주소 부분이 비워져 있게 된다. 이와 같이 이동 노드(100)의 PA가 초기 위치등록 이후에도 LNAT와 GLMT에 존재하지 않는 경우의 동작은 다음과 같다.
초기 위치 등록 과정이 완료되면 이동 노드(100)는 AP#1(200-1)과의 L2 연결이 설정된 상태이므로, 이동 노드(100)는 디폴트 게이트웨이 주소를 이용하여 PMSA#1(300-1)으로 데이터 전송을 시도할 것이다. 이때 만약 디폴트 게이트웨이 주소에 대한 L2 주소(예를 들어, MAC 주소)가 이동 노드(100)의 캐쉬 테이블 내에 존재하지 않으면, 이동 노드(100)는 PMSA#1(300-1)로 디폴트 게이트웨이 주소에 대한 L2 주소를 요청하기 위한 요청 메시지를 전송한다(단계 S235). 일 실시예에 있어서, 이동 노드(100)는 번지 해결 규약(Address Resolution Protocol, ARP)에 따른 요청 메시지를 AP#1(200-1)을 통하여 전달한다. PMSA#1(300-1)은 이동 노드(100)의 디폴트 게이트웨이 주소와 동일한 더미 IP 인터페이스 주소를 가지며, 이동 노드(100)로부터 더미 IP 인터페이스에 대한 ARP 요청 메시지를 수신하면 ARP 응답 메시지를 이용하여 더미 IP 인터페이스에 대한 MAC 주소를 이동 노드(100)에게 전달한다. 이에 이동 노드(100)는 3계층 IP 주소에 대한 2계층 주소를 내부 캐쉬 테이블 내에 저장하여 동일한 3계층 주소에 대한 패킷 전송이 수행될 때, 추가적인 ARP 과정 없이 캐쉬에 저장된 2계층 주소를 이용하여 패킷을 전송하게 된다.
한편, PMSA#1(300-1)은 수신된 ARP 요청 메시지로부터 이동 노드(100)의 소스 IP 주소를 추출한다(단계 S240). 그리고 추출된 소스 IP 주소를 이용하여 LNAT 상에 이동 노드(100)의 PA가 존재하는지 확인한다. 즉, 이동 노드(100)의 소스 IP 주소와 일치하는 PA가 LNAT 상에 기록되어 있는지를 확인하는 것이다. 만약 이동 노드(100)의 PA 주소가 LNAT 상에 존재하지 않으면, 최초 등록으로 판단하여 ARP 요청 메시지의 소스 IP 주소인 이동 노드(100)의 PA를 LNAT에 기록한다. 그리고 주소 업데이트 메시지를 통하여 MCS(400)로 이동 노드(100)의 PA 정보를 알린다(단계 S245). MCS(400)는 PMSA#1(300-1)로부터 송신된 주소 업데이트 메시지를 수신하고, 내부의 GLMT에 이동 노드(100)에 대한 레코드에 PA를 추가하여 업데이트한다. 업데이트한 후, MCS(400)는 PMSA#1(300-1)로 주소 업데이트 응답 메시지를 전송한다(단계 S250).
앞서의 경우에서 만약 디폴트 게이트웨이 주소에 대한 L2 주소가 이동 노드(100)의 캐쉬테이블 내에 존재하면, 이동 노드(100)는 해당 L2 주소를 이용하여 PMSA#1(300-1)로 데이터 패킷을 전송한다(단계 S235). 이동 노드(100)로부터 전송된 데이터 패킷을 수신한 PMSA#1(300-1)은 데이터 패킷의 소스 IP 주소를 추출한다(단계 S240). 그리고 추출된 소스 IP 주소와 LNAT를 비교하여 이동 노드(100)의 PA가 LNAT에 존재하는지를 판단한다. 존재하지 않으면, PMSA#1(300-1)은 최초 등록으로 판단하여 LNAT에 이동 노드(100)에 대한 PA 정보를 갱신하고 주소 업데이트 메시지를 통하여 MCS(400)로 이동 노드(100)의 PA 정보를 알린다(단계 S245). MCS(400)는 PMSA#1(300-1)로부터 송신된 주소 업데이트 메시지를 수신하고, 내부의 GLMT에 이동 노드(100)에 대한 레코드에 PA를 추가하여 업데이트한다. 업데이트한 후, MCS(400)는 PMSA#1(300-1)로 주소 업데이트 응답 메시지를 전송한다(단계 S250). 한편, 위의 결합요청 및 결합응답 과정에서 AP#1(200-1)이 이동 노드(100)의 PA를 획득할 수 있는 경우와 없는 경우는, 노드와 AP간에 무선 채널 형성을 위해 사용되는 IEEE 802.11, IEEE 802.16, CDMA와 같은 2계층 프로토콜에서 노드의 PA를 획득할 수 있는지 혹은 없는지에 따라서 나뉠 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 두 노드간의 데이터 송신 및 수신을 위한 연결 등록과정 및 터널링 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이동 노드(100)는 대응 노드(Correspondent Node, CN)(500)와의 통신을 위해 일반적인 패킷 네트워크에서처럼 데이터 패킷을 보낸다(단계 S305). 이때, 이 패킷 헤더의 목적지 주소는 대응 노드(500)의 PA로 설정되며, 발신지 주소는 이동 노드(100)의 PA로 설정된다. 이동 노드(100)로부터 통신을 위해 처음으로 보내진 데이터 패킷은 이동 노드(100)가 위치한 액세스 네트워크 영역의 PMSA#1(300-1)로 전달된다. PMSA#1(300-1)은 이 패킷의 목적지 주소인 대응 노드(500)의 PA를 이용하여 대응 노드(500)가 위치한 PMSA#3(300-3)의 L3 주소를 CNAT에서 찾는다.
만약 PMSA#1(300-1)의 CNAT에 대응 노드(500)에 대한 PMSA#3(300-3)의 L3 주소가 없다면, PMSA#1(300-1)는 대응 노드(500)의 PA와 이동 노드(100)의 PA를 담은 위치정보요청 메시지를 MCS(400)로 송신한다(단계 S315). 그리고 바람직하게 이동 노드(100)로부터의 데이터 패킷은 버퍼링한다(단계 S310). 이때 버퍼링되는 패킷의 양이 사전에 정해진 임계치를 넘게 되면, PMSA#1(300-1)은 패킷을 전송하는 이동 노드(100)에게 패킷 전송량을 줄일 것을 요청할 수 있다. 일 실시예에 있어서, PMSA#1(300-1)은 인터넷 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protocol, ICMP)의 ‘Source Quench Message’를 전송하여 패킷 전송량을 줄일 것을 요청할 수 있다.
PMSA#1(300-1)로부터 위치정보요청 메시지를 수신한 MCS(400)는 내부의 GLMT 에서 대응 노드(500)의 PA 정보를 가지고 PMSA#3(300-3)의 L3 주소를 검색하고, 이동 노드(100) 및 대응 노드(500)에 대한 통신 여부를 기록하기 위한 CNMT에 이동 노드(100)의 PA와 대응 노드(500)의 PA를 매핑하여 기록한다. 또한 MCS(400)는 검색된 PMSA#3(300-3)의 L3 주소를 담은 위치정보응답 메시지를 PMSA#1(300-1)로 보낸다(단계 S320). 그와 동시에 이동 노드(100)의 PA와 이동 노드(100)가 위치한 PMSA#1(300-1)의 L3 주소를 담은 위치정보전달 메시지를 PMSA#3(300-3)로 보낸다(단계 S325). 이들 메시지를 받은 PMSA#1(300-1)과 PMSA#3(300-3)은 각각의 내부 CNAT에 수신된 메시지에 포함된 PA와 상대편 PMSA의 L3 주소 정보를 추가한다. 그리고 위치정보전달 메시지를 수신한 PMSA#3(300-3)는 MCS(400)로 위치정보전달응답 메시지를 송신한다(단계 S330). 이러한 과정을 통해 이동 노드(100)와 대응 노드(500)의 상호 통신을 위해 필요한 서로의 PA와 PMSA의 L3 주소 정보가 각각의 PMSA#1(300-1)의 CNAT와 PMSA#3(300-3)의 CNAT에 등록된다. 이러한 등록과정에서 개발 환경에 따라 LNAT, CNAT, GLMT, CNMT의 구성 테이블에 추가적인 정보공간을 할당하여 부가적인 기능을 추가할 수 있다.
상술한 과정까지 마친 PMSA#1(300-1)은 버퍼링하고 있던 이동 노드(100)로부터의 데이터 패킷을 터널링하여 PMSA#3(300-3)으로 전송한다. 이때 PMSA#1(300-1)과 PMSA#3(300-3)이 IP 코어 네트워크에 접속되어 있는 경우에, 목적지 주소가 대응 노드(500)가 위치한 PMSA#3(300-3)이며 발신지 주소가 이동 노드(100)가 위치한 PMSA#1(300-1)인 IP 헤더로 인캡슐레이션 및 터널링하여 PMSA#3(300-3)으로 전송한다(단계 S335). 이때 인캡슐레이션 및 터널링은 IP-in-IP 또는 Generic Routing Encapsulation 방식이 이용될 수 있다. 이 데이터 패킷을 수신한 PMSA#3(300-3)은 디캡슐레이션을 수행한 이후에(단계 S340), LNAT를 검색하여 대응 노드(500)가 위치한 AP#3(200-3)이 접속되어 있는 인터페이스를 찾아서 대응 노드(500)에게 데이터 패킷을 전달한다.
또한 대응 노드(500)가 이동 노드(100)로 데이터 패킷을 전송할 경우, 목적지 주소를 이동 노드(100)의 PA로 설정하고 발신지 주소를 대응 노드(500)의 PA로 설정한 패킷을 보내면, PMSA#3(300-3)에서 목적지 주소가 이동 노드(100)가 위치한 PMSA#1(300-1)이고 발신지 주소가 PMSA#3(300-3)인 IP 헤더로 인캡슐레이션하여 PMSA#1(300-1)로 전달하게 된다(단계 S345). 이 데이터 패킷을 수신한 PMSA#1(300-1)은 디캡슐레이션을 수행한 이후에(단계 S350), LNAT를 검색하여 이동 노드(100)가 위치한 AP#1(200-1)이 접속되어 있는 인터페이스를 찾아서 이동 노드(100)에게 데이터 패킷을 전달한다.
만약 PMSA#1(300-1)과 PMSA#3(300-3)이 다중 프로토콜 라벨 스위칭(Multi Protocol Label Switching) 망에 접속되어 Label Edge Router(LER) 기능을 수행할 수 있는 경우에는 이동 노드(100)에서 대응 노드(500)로의 패킷 전송시에 PMSA#1(300-1)에서 수신한 이동 노드(100)의 패킷에 라벨(label)을 부착한 이후에, PMSA#1(300-1)에서 PMSA#3(300-3)으로 수동적으로 구성된 LSP(Label Switched Path)를 이용하여 패킷을 전달할 수 있다. 아니면 Label Distribution Protocol(LDP), Constraint-based LDP(CR-LDP) 또는 Resource Reservation Protocol with Traffic Engineering Extensions(RSVP-TE)와 같은 MPLS 시그널링 프 로토콜을 이용하여 동적으로 구성된 LSP를 통해서 패킷을 전달할 수 있다. LSP를 통해서 이동 노드(100)에 대한 패킷을 수신한 PMSA#3(300-3)는 CNAT를 검색한 후에 대응 노드(500)가 위치한 AP#3(200-3)가 접속되어 있는 인터페이스를 통해서 패킷을 전달한다. 대응 노드(500)에서 이동 노드(100)로의 패킷 전송도 마찬가지 방법으로, PMSA#3(300-3)에서 PMSA#1(300-1)로 설정된 LSP를 통해서 터널링하여 이동 노드(100)로 패킷을 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 노드의 새로운 액세스 네트워크 영역으로의 이동에 따른 핸드오버 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4는 도 3의 과정과 같은 데이터 통신을 수행중인 이동 노드(100)가 새로운 액세스 네트워크 영역으로 이동하였을 경우에, 빠른 핸드오버 처리와 함께 대응 노드(500)와의 원활한 통신을 위해 이동 노드(100)가 새로이 위치한 영역의 PMSA#2(300-2)의 L3 주소를 MCS(400)에 등록하고, PMSA#2(300-2)와 PMSA#3(300-3) 간에 통신하는 과정을 보여준다.
이동 노드(100)가 도 1에 도시된 바와 같이 새로운 액세스 네트워크 영역으로 이동(movement)하면, AP#2(200-2)와 무선채널설정을 위하여 결합요청과 그 응답을 통한 L2 핸드오프 과정을 수행한다(단계 S405)(단계 S410). 이 과정에서 AP#2(200-2)는 이동 노드(100)에 대한 L2 주소를 L2 트리거 기능을 통해 확보하고, 확보된 이동 노드(100)의 L2 주소를 위치보고 메시지를 이용하여 PMSA#2(300-2)로 전송한다(단계 S415). 이 메시지를 수신한 PMSA#2(300-2)는 위치보고응답 메시지를 생성하여 AP#2(200-2)로 응답하고(단계 S420), 이동 노드(100)의 L2 주소를 LNAT에 기록하며, 이동 노드(100)의 L2 주소와 PMSA#2(300-2)의 L3 주소를 포함한 위치등록 메시지를 MCS(400)로 전달한다(단계 S425). MCS(400)는 PMSA#2(300-2)로부터 받은 위치등록 메시지를 가지고 GLMT에 존재하는 이동 노드(100)의 L2 주소와 PMSA#2(300-2)의 L3 주소 정보를 갱신한다. 그리고 PMSA#2(300-2)로 대응 노드(500)의 PA를 포함한 위치등록 응답 메시지를 전송한다(단계 S430). 위치등록 응답 메시지를 수신한 PMSA#2(300-2)는 위치등록 응답 메시지를 통해 전달받은 이동 노드(100)의 PA를 내부의 LNAT에 기록한다.
일반적으로 PMSA 하위에는 수백, 수천 개의 노드들이 존재할 수 있다. 그리고 이러한 노드들이 이동하면서 동시 다발적으로 위치등록 메시지와 위치등록응답 메시지가 PMSA와 MCS 간에 교환됨으로 인해, PMSA는 MCS로부터 받은 위치등록 응답 메시지가 어떠한 노드에 대한 것인지 확인할 수 있어야 한다. 따라서 위치등록 요청을 처리한 MCS는 위치등록응답 메시지에 해당 노드에 대한 PA를 포함시켜, PMSA로 하여금 어떠한 위치등록 요청에 대한 위치등록 응답 메시지인지를 확인할 수 있게 한다.
한편, MCS(400)는 CNMT를 검색하여 이동 노드(100)에 대한 레코드가 존재한다면, 이동 노드(100)와 통신중인 모든 대응 노드들이 위치한 영역의 PMSA들로 이동 노드(100)의 PA와 PMSA#2(300-2)의 L3 주소를 담은 위치정보전달 메시지를 전송한다(단계 S435). 또한 MCS(400)는 이동 노드(100)가 위치한 영역의 PMSA#2(300-2)로 이동 노드(100)가 통신중인 모든 “대응 노드들에 대한 PA와 대응 노드들이 위치하고 있는 영역의 PMSA의 L3 주소”리스트를 단계 S430에 따른 위치등록 응답 메시지를 통하여 PMSA#2(300-2)로 전송한다. 이에 따라 위치등록 응답 메시지를 수신한 PMSA#2(300-2)는 CNAT를 갱신할 수 있다.
MCS(400)로부터 위치정보전달 메시지를 수신한 PMSA들은 도 3의 설명에서와 같이 각각의 CNAT에 이동 노드(100)의 PA에 매핑된 PMSA의 L3 주소 정보를 갱신한다. 그리고 위치정보전달 응답 메시지를 생성하여 MCS(400)로 전달한다(단계 S440). 이후 PMSA#2(300-2) 및 PMSA#3(300-3)는 갱신된 CNAT 정보를 바탕으로 데이터 패킷의 전달시 터널링을 수행한다(단계 S445)(단계 S450)(단계 S455)(단계 S460). PMSA들 간의 인캡슐레이션 및 터널링은 상술한 바와 마찬가지로 IP-in-IP, MPLS LSP 또는 GRE 방식이 이용될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 환경의 전체 구성 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 네트워크 기반의 노드의 위치 및 주소 등록과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 두 노드간의 데이터 송신 및 수신을 위한 연결 등록과정 및 터널링 과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 노드의 새로운 액세스 네트워크 영역으로의 이동에 따른 핸드오버 과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 이동성 관리 장치에서 관리되는 테이블 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 이동성 관리 장치에서 관리되는 또다른 테이블 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 관리 장치에서 관리되는 테이블 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 관리 장치에서 관리되는 또다른 테이블 예시도.

Claims (10)

  1. 액세스 네트워크들과 상기 액세스 네트워크들을 통합하는 인터넷 프로토콜 코어 네트워크를 연결하는 액세스 네트워크별 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법에 있어서,
    액세스 포인트로부터 상기 액세스 포인트에 접속된 이동 노드의 2계층 주소 정보를 포함한 주소 정보를 수신하는 단계;
    상기 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하여 상기 액세스 네트워크들을 관리하는 관리 장치로 상기 획득된 이동 노드의 주소 정보 및 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 송신하여 상기 이동 노드의 위치를 등록하는 단계;
    상기 액세스 포인트에 접속된 상기 이동 노드에서 송신되는 데이터 패킷을 수신하는 단계;
    상기 데이터 패킷의 목적지 주소에 매칭된 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 가지고 있지 않으면, 상기 목적지 주소를 가지고 상기 관리 장치로 상기 목적지 주소를 갖는 대응 노드를 관리하는 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 요청하여 수신하는 단계;
    상기 수신된 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 이용하여 상기 타 에이전트로 상기 수신된 데이터 패킷을 송신하는 단계; 및
    상기 타 에이전트로부터 송신된 데이터 패킷을 수신하여 상기 이동 노드로 전달하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 패킷을 수신하는 단계는 :
    상기 이동 노드로부터의 요청에 따라 상기 에이전트의 2계층 주소 정보를 상기 이동 노드로 전달하는 단계; 및
    상기 이동 노드로부터 상기 에이전트의 2계층 주소 정보를 이용하여 송신된 데이터 패킷을 수신하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에이전트는, 상기 이동 노드의 디폴트 게이트웨이 주소와 동일한 더미 인터페이스 주소를 가지며,
    상기 응답 단계는, 상기 이동 노드로부터 상기 에이전트의 더미 인터페이스 주소를 이용하여 송신된 요청 메시지에 따라 상기 더미 인터페이스 주소에 대한 2계층 주소 정보를 상기 이동 노드로 응답하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 요청 메시지는 번지 해결 규약(Address Solution Protocol)에 따른 메시지인 것을 특징으로 하는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수신된 이동 노드의 주소 정보에 상기 이동 노드의 영구 주소 정보가 포함되어 있지 않으면, 상기 요청 메시지에 포함된 상기 이동 노드의 영구 주소인 소스 인터넷 프로토콜 주소 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 소스 인터넷 프로토콜 주소 정보를 상기 이동 노드의 주소 정보로써 상기 관리 장치로 등록하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 이동 노드의 주소 정보에 상기 이동 노드의 영구 주소 정보가 포함되어 있지 않으면, 상기 수신된 데이터 패킷으로부터 상기 이동 노드의 영구 주소인 소스 인터넷 프로토콜 주소 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 소스 인터넷 프로토콜 주소 정보를 상기 이동 노드의 주소 정보로써 상기 관리 장치로 등록하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 데이터 패킷을 상기 타 에이전트로 송신하기 전까지 버퍼링하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 버퍼링되는 패킷의 양이 기준치를 초과하면, 상기 이동 노드로 패킷 전송량을 감축할 것을 요청하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 패킷을 송신하는 단계는, 데이터 패킷을 인캡슐레이션한 후 상기 타 에이전트로 송신하며,
    상기 데이터 패킷을 이동 노드로 전달하는 단계는, 데이터 패킷을 디캡슐레이션한 후 상기 이동 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인캡슐레이션 및 디캡슐레이션은 아이피-인-아이피(IP-in-IP), 다중 프로토콜 라벨 스위칭(Multi Protocol Label Switching), 일반 라우팅 캡슐 화(Generic Routing Encapsulation) 중 어느 하나의 방식에 의한 것임을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
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