KR20090060926A

KR20090060926A - 2계층 및 3계층 주소를 이용한 노드의 이동성 지원 방법 및장치

Info

Publication number: KR20090060926A
Application number: KR1020080024909A
Authority: KR
Inventors: 엄태원; 원 류; 이경희; 이은준; 최성곤
Original assignee: 한국전자통신연구원; 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2009-06-15
Also published as: KR100976603B1

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 주소 정보를 획득하는 주소 정보 획득 단계; 상기 획득된 이동 노드의 주소 정보 및 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하여 상기 액세스 네트워크들을 관리하는 관리 장치로 전송하여 상기 이동 노드의 위치를 등록시키는 위치 등록 단계; 상기 이동 노드로 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 전송하여 상기 이동 노드로 하여금 상기 에이전트로 데이터 패킷 송신을 할 수 있도록 하는 에이전트 주소 정보 전송 단계; 및 상기 이동 노드의 주소 정보 및 상기 관리 장치에 등록된 정보를 고려하여 상기 이동 노드와 대응 노드 간에 데이터 패킷 송수신을 처리하는 패킷 송수신 처리 단계;를 포함한다. 이에 의해 이동 노드에게 고속의 이동성을 제공하는 효과를 가진다.

Description

2계층 및 3계층 주소를 이용한 노드의 이동성 지원 방법 및 장치{Method and apparatus for supporting the mobility of node using by layer 2/layer 3 addresses}

본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 기반 네트워크에 관한 것으로, 특히 이동 노드(Mobile Node, MN)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 이동 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.

본 발명은 이러한 배경에서 도출된 것으로, 이동 노드의 이동성 처리에 대한 지연을 최소화함을 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 주소 정보를 획득하는 주소 정보 획득 단계; 상기 획득된 이동 노드의 주소 정보 및 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하여 상기 액세스 네트워크들을 관리하는 관리 장치로 전송하여 상기 이동 노드의 위치를 등록시키는 위치 등록 단계; 상기 이동 노드로 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 전송하여 상기 이동 노드로 하여금 상기 에이전트로 데이터 패킷 송신을 할 수 있도록 하는 에이전트 주소 정보 전송 단계; 및 상기 이동 노드의 주소 정보 및 상기 관리 장치에 등록된 정보를 고려하여 상기 이동 노드와 대응 노드 간에 데이터 패킷 송수신을 처리하는 패킷 송수신 처리 단계;를 포함한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하며 액세스 포인트에 무선 접속되는 노드를 관리하는 액세스 네트워크별 에이전트와 통신 가능한 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이 동성 지원 방법은, 액세스 네트워크별 에이전트로부터 상기 액세스 포인트에 접속된 노드의 2계층 주소 정보 및 영구 주소 정보와 그 에이전트의 3계층 주소 정보를 획득하는 정보 획득 단계; 상기 획득된 주소 정보들을 매핑 관리하는 관리 단계; 대응 노드로 데이터 패킷을 송신하려고 하는 송신측 에이전트로부터 상기 대응 노드를 관리하는 수신측 에이전트의 3계층 주소 정보를 요청하는 요청 메시지를 수신하는 메시지 수신 단계; 상기 메시지 수신에 따라 상기 매핑 관리되는 정보들로부터 상기 수신측 에이전트의 3계층 주소 정보를 검색하는 검색 단계; 및 상기 검색된 수신측 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 송신측 에이전트로 송신하는 송신 단계;를 포함한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 액세스 네트워크와 인터넷 프로토콜 코어 네트워크를 연결하는 에이전트와 통신하는 액세스 포인트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법은, 이동 노드와 무선 채널을 형성하는 단계; 상기 무선 채널 형성 과정에서 상기 이동 노드의 2계층 주소 정보를 확보하는 단계; 및 상기 이동 노드 대신 상기 이동 노드의 위치 등록을 대행할 상기 에이전트로 상기 확보된 이동 노드의 2계층 주소 정보를 송신하는 단계;를 포함한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 액세스 네트워크들과 상기 액세스 네트워크들을 통합하는 인터넷 프로토콜 코어 네트워크를 연결하는 액세스 네트워크별 이동 노드에 대한 이동성 지원 장치는, 액세스 포인트에 접속된 이동 노드와 관련된 정보를 관리하며, 타 액세스 네트워크의 액세스 포인트 에 접속된 대응 노드와 관련되 정보를 관리하는 관리부; 및 상기 관리부에 의해 관리되는 정보를 가지고 이동 노드와 대응 노드 간에 데이터 패킷 송수신을 처리하는 송수신 처리부;를 포함한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른, 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하며, 액세스 포인트에 무선 접속되는 노드를 관리하는 액세스 네트워크별 에이전트와 통신 가능한 관리 장치는, 액세스 포인트에 접속된 노드들의 영구 주소 정보 및 그 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 관리하며, 노드들 간의 통신 연결 상태를 관리하는 중앙 관리부; 및 대응 노드와 통신을 시도하는 이동 노드를 관리하는 에이전트의 요청에 따라 상기 중앙 관리부에 의해 관리되는 해당 대응 노드의 영구 주소 정보 및 그 대응 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 회신하고, 상기 중앙 관리부에 의해 관리되는 상기 이동 노드의 영구 주소 정보 및 그 이동 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 대응 노드로 회신하는 정보 제공부;를 포함한다.

본 발명은 IP 네트워크 환경에서의 이동 노드에 대한 고속의 이동성 서비스를 제공한다. 따라서 본 발명은 L2 트리거 기능과 미리 설정된 제어 채널을 통한 고속의 이동성 시그널링을 통해 이동성 처리 지연 문제를 개선하는 효과를 창출한다. 특히 이러한 동작 특징으로 인해 노드의 이동에 대하여 L2 트리거를 통한 빠른 이동성 처리시작과 각 HCA와 MICS 간의 미리 설정된 제어 채널을 통한 빠른 메시지 전송 및 각 HCA가 지원하는 터널링을 통한 이동 노드 또는 대응 노드로의 별 도의 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 장치로써, 이하에서는 HCA(Handover Control Agent)(300)라 칭하기로 한다. AP(200)는 노드와의 2계층(Layer 2, L2) 접속 과정을 통해서 노드에 대한 L2 주소를 추출하여 로컬 영역의 HCA(300)로 전송하는 기능을 수행한다.

IP 코어 네트워크의 에지 부분에 위치하는 HCA(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, LA 및 노드가 위치한 AP로의 인터페이스 등의 정보를 유지 및 관리하며, 이 정보들은 도 7에 도시된 지역 노드 주소 관리 테이블(Local Node Address Management Table, LNAT)로 관리된다. 또한 HCA(300)는 자신에게 접속된 액세스 네트워크 내에 위치한 노드들 이 통신하고자 하는 대응 노드들의 영구 주소와 대응 노드가 위치한 HCA의 L3 주소, 그리고 대응 노드가 위치한 HCA로의 터널 인터페이스 주소를 관리하며, 이 정보들은 도 8에 도시된 대응 노드 주소 관리 테이블(Correspondent Node Address Management Table, CNAT)로 관리된다. 또한 HCA(300)는 데이터 패킷에 대한 인캡슐레이션 및 디캡슐레이션 기능을 수행한다. 예를 들어, HCA#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.

한편, IP 코어 네트워크에 위치하는 관리 장치(Mobility Information Control Server, MICS)(400)는 노드들의 위치 관리를 담당하는 기능을 수행하며, IP 코에 네트워크에 있는 고성능 서버, 라우터 또는 스위치에 탑재될 수 있다. 본 발명에 따른 MICS(400)는 HCA(300)들로부터 노드에 대한 L2 주소, LA 및 그 HCA의 L3 주소 정보를 수신하여 유지 및 관리하며, 이 정보들은 도 9에 도시된 전역 위치 관리 테이블(Global Location Management Table, GLMT)로 관리된다. 또한 MICS(400)는 노드들 간의 통신 연결에 대한 정보를 유지 및 관리하며, 이 정보들은 도 10에 도시된 통신 노드 매핑 테이블(Communicating Node Mapping Table, CNMT)로 관리된다. 이 같은 GLMT 및 CNMT를 관리하는 MICS(400)는 HCA(300)들로 이들 정보를 제공한다.

MICS(400)와 HCS(300) 간엔 동적 또는 미리 설정된 하나 이상의 제어 채널이 존재한다. 이 제어 채널은 본 발명에 따른 노드의 이동성 처리를 위한 트래픽들을 위해 사용되는 것이 바람직하다. 만약 IP 코어 네트워크에 다중 프로토콜 라벨 스위칭(Multiprotocol Label Switching, MPLS) 기술이 적용된다면, MICS(400)와 HCS(300)들간에 LSP(Label Switched Path)를 설정하여 이동성 시그널링들을 송수신하기 위한 제어 채널로 이용할 수 있다.

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 초기설정과정을 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)에 대한 위치 정보인 L2 주소를 L2 트리거 기능을 통해 확보하면서, 결합 응답을 이동 노드(100)로 보낸다(단계 S210)(단계 S220). 그와 동시에 AP#1(200-1)은 위치보고 메시지를 이용하여 이동 노드(100)의 L2 주소를 AP#1(200-1)이 속한 HCA#1(300-1)으로 전송한다(단계 S230). 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) 프로토 콜, 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.

HCA#1(300-1)은 위치보고 메시지에 포함된 이동 노드(100)의 L2 주소를 도 7에 도시된 LNAT에 기록한다. 그리고 경우에 따라 HCA#1(300-1)은 자신의 관리 영역에서 유효한 LA(L3 주소)를 생성하여 이동 노드(100)의 L2 주소에 매핑시켜 LNAT에 기록한다. 또한 HCA#1(300-1)은 이동 노드(100)의 L2 주소, LA 및 HCA#1(300-1)의 L3로 전송한다(단계 S240). 여기서 HCA의 L3 주소로는 IPv4 또는 IPv6 주소가 사용될 수 있다. MICS(400)는 HCA#1(300-1)로부터 송신된 위치등록 메시지를 수신하고, GLMT에 이동 노드(100)에 대한 레코드를 생성한 후, 위치등록 메시지에 포함된 이동 노드(100)의 L2 주소, LA 및 HCA#1(300-1)의 L3 주소를 해당 레코드에 기록한다.

한편, HCA#1(300-1)는 주소정보 메시지를 이용하여 이동 노드(100)로 HCA#1(300-1)의 L3 주소를 전송하며, 경우에 따라 이동 노드(100)가 사용할 LA를 함께 전송한다(단계 S250). 여기서 LA는 이동 노드(100)가 액세스 네트워크#1 영역에서 사용할 수 있는 임시적인 L3 주소(예를 들어, IP 주소)를 말한다. HCA#1(300-1) 입장에서 관리 대상 노드들이 많아서 접속되는 노드의 경로 확인이 어려운 경우에는 이동 노드(100)가 액세스 네트워크#1 영역에서 사용할 LA를 생성하여 할당함으로써, HCA#1(300-1)은 접속되는 노드들을 용이하게 관리할 수 있다. 따라서 이러한 관리가 필요한 네트워크 환경의 경우에는 HCA#1(300-1)에서 LA를 생 성하고 할당하는 프로세스가 구현됨이 바람직하다.

이동 노드(100)는 주소정보 메시지를 수신하고, 그 메시지에 포함된 HCA#1(300-1)의 L3 주소로 자신의 디폴트 게이트웨이(default gateway) 주소를 변경한다. 이에 따라 이동 노드(100)는 디폴트 게이트웨이 주소를 이용하여 데이터 패킷을 전송할 수 있게 된다. 그리고 이동 노드(100)는 주소정보 메시지 수신에 따라 주소정보 응답 메시지를 HCA#1(300-1)로 전송하여 응답 사실을 알리되, 그 주소정보 응답 메시지에 이동 노드(100)의 PA 정보를 포함시켜 자신의 PA를 HCA#1(300-1)에 알린다(단계 S260). HCA#1(300-1)는 이동 노드(100)로부터 전송된 주소정보 응답 메시지를 수신하고, 그 메시지에 포함된 이동 노드(100)의 PA를 추출하여 LNAT의 해당 레코드에 기록한다. 그리고 주소 업데이트 메시지를 통하여 MICS(400)로 이동 노드(100)의 PA를 알린다(단계 S270). MICS(400)는 HCA#1(300-1)로부터 전송된 주소 업데이트 메시지를 수신하고, 그 메시지에 포함된 이동 노드(100)의 PA를 추출하여 GLMT의 해당 레코드에 기록한다. 이러한 과정을 통해 이동 노드(100)의 기본적인 위치 및 주소 등록이 수행된다.

도 3은 본 발명에 따른 두 노드 간의 데이터 패킷 전달시 이동성 지원을 위해 처리되어야 할 과정을 도시한 것이다.

이동 노드(100)는 도 2의 과정을 통해 설정된 디폴트 게이트웨이 주소를 이용하여, 대응 노드(Correspondent Node, CN)(500)와의 통신을 위해 일반적인 패킷 네트워크에서처럼 데이터 패킷을 보낸다(단계 S310). 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 영역의 디폴트 게이트웨이 역할을 수행하는 HCA#1(300-1)로 라우팅된다. HCA#1(300-1)은 자신에게 라우팅된 패킷의 목적지 주소인 대응 노드(500)의 PA를 가지고 매핑된 HCA#3(300-3)의 L3 주소를 CNAT에서 찾는다. 만약 HCA#3(300-3)의 L3 주소가 CNAT에 없다면, HCA#1(300-1)는 대응 노드(500)의 PA와 이동 노드(100)의 PA를 담은 위치정보요청 메시지를 MICS(400)로 송신한다(단계 S320). 그리고 바람직하게 이동 노드(100)로부터의 데이터 패킷은 버퍼링한다(단계 S330).

HCA#1(300-1)로부터 위치정보요청 메시지를 수신한 MICS(400)는 내부의 GLMT에서 대응 노드(500)의 PA 정보를 가지고 HCA#3(300-3)의 L3 주소를 검색하고, 대응 노드(500)의 PA 정보와 검색된 HCA#3(300-3)의 L3 주소를 담은 위치정보 응답 메시지를 HCA#1(300-1)로 전송한다(단계 S340). 그리고 MICS(400)는 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 MICS(400)는 이동 노드(100)의 PA 정보를 가지고 HCA#1(300-1)의 L3 주소를 검색하고, 이동 노드(100)의 PA 정보와 검색된 HCA#1(300-1)의 L3 주소를 담은 위치정보 전달 메시지를 HCA#3(300-3)으로 전송한다(단계 S350).

이들 메시지를 받은 HCA#1(300-1)과 HCA#3(300-3)은 각각의 내부 CNAT에 수신된 메시지에 포함된 PA와 상대편 HCA의 L3 주소 정보를 추가한다. 이러한 과정을 통해 이동 노드(100)와 대응 노드(500)의 상호 통신을 위해 필요한 서로의 PA와 HCA의 L3 주소 정보가 각각의 HCA#1(300-1)의 CNAT와 HCA#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 HCA#1(300-1)은 버퍼링하고 있던 이동 노드(100)로부터의 데이터 패킷을 터널링하여 HCA#1(300-1)로 전송한다. 이때 HCA#1(300-1)과 HCA#3(300-3)가 IP 코어 네트워크에 접속되어 있는 경우에, 목적지 주소가 대응 노드(500)가 위치한 HCA#3(300-3)이며 발신지 주소가 이동 노드(100)가 위치한 HCA#1(300-1)인 패킷 헤더로 인캡슐레이션 및 터널링하여 HCA#3(300-3)으로 전송한다(단계 S360). 이 데이터 패킷을 수신한 HCA#3(300-3)은 디캡슐레이션을 수행한 이후에(단계 S370), LNAT를 검색하여 대응 노드(500)가 위치한 AP#3(200-3)이 접속되어 있는 인터페이스를 찾아서 대응 노드(500)로 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, HCA#3(300-3)에서 목적지 주소가 이동 노드(100)가 위치한 HCA#1(300-1)이고 발신지 주소가 HCA#3(300-3)인 패킷 헤더로 인캡슐레이션하여 HCA#1(300-1)로 전달하게 된다(단계 S380). 이 데이터 패킷을 수신한 HCA#1(300-1)은 디캡슐레이션을 수행한 이후에(단계 S390), LNAT를 검색하여 이동 노드(100)가 위치한 AP#1(200-1)이 접속되어 있는 인터페이스를 찾아서 이동 노드(100)에게 데이터 패킷을 전달한다.

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 HCA#2(300-2)의 L3 주소를 MICS(400)에 등록하고, HCA#2(300-2)와 HCA#3(300-3) 간에 통신하는 과정을 보여준다. 또한 경우에 따라 이동 노드에게 LA 주소가 필요할 경우, 새로운 LA 주소를 부여하는 과정을 함께 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 HCA#2(300-2)로 전송한다(단계 S415). HCA#2(300-2)는 수신된 이동 노드(100)의 L2 주소를 LNAT에 기록한다. 그리고 경우에 따라 이동 노드(100)에게 임시로 부여할 LA를 생성하여 함께 LNAT에 기록한다. HCA#2(300-2)는 LA 및 HCA#2(300-2)의 L3 주소 정보를 포함한 주소 정보 메시지를 이동 노드(100)로 전송함과 동시에, 미리 설정된 제어 채널을 통하여 MICS(400)로 이동 노드(100)의 L2 주소, LA 및 HCA#2(300-2)의 L3 주소 정보가 포함된 위치등록 메시지를 전송한다(단계 S420)(단계 S425). 주소 정보 메시지를 수신한 이동 노드(100)는 그에 대한 응답 메시지를 HCA#2(300-2)로 전송한다(단계 S440).

한편, MICS(400)는 HCA#2(300-2)로부터 받은 위치등록 메시지를 가지고 GLMT에 존재하는 이동 노드(100)의 L2 주소, LA 및 HCA#2(300-2)의 L3 주소 정보를 갱신한다. 이때 CNMT에 이동 노드(100)에 대한 레코드가 존재한다면, 이동 노드(100)가 통신중인 모든 ‘대응 노드의 PA 및 대응 노드가 위치하고 있는 영역의 HCA의 L3 주소’리스트를 포함한 위치 정보 전달 메시지를 HCA#2(300-2)로 전송한다(단계 S430). 또한 MICS(400)는 이동 노드(100)와 통신중인 모든 대응 노드들이 위치한 영역의 HCA들로 이동 노드(100)의 PA 및 HCA#2(300-2)의 L3 주소를 담은 위치정보전달 메시지를 전송한다(단계 S435). MICS(400)로부터 위치 정보 전달 메시지를 수신한 HCA들은 각각의 CNAT를 갱신한다. 이후 HCA#2(300-2) 및 HCA#3(300-3)는 데이터 패킷의 전달시 갱신된 CNAT 정보를 바탕으로 터널링을 수행한다(단계 S445)(단계 S450)(단계 S455)(단계 S460).

도 5는 본 발명에 따른 HCA의 블록도이다.

도시된 바와 같이, HCA#1(300-1)는 관리부(310) 및 송수신 처리부(320)를 포함한다. 관리부(310)는 액세스 네트워크의 AP#1(200-1)에 접속된 이동 노드(100)와 관련된 정보를 관리하며, 타 액세스 네트워크의 AP#2(200-2)에 접속된 대응 노드(500)와 관련된 정보를 관리한다. 구체적으로 관리부(310)는 이동 노드(100)의 L2 주소, PA, LA 및 그 이동 노드와 접속된 AP로의 인터페이스 정보를 LNAT에 유지 및 관리한다. 그리고 대응 노드의 PA, 대응 노드가 위치한 영역의 HCA#3(300-3)의 L3 주소 및 대응 노드(100)가 위치한 영역의 HCA#3(300-3)로의 터널 인터페이스 정보를 CNAT에 유지 및 관리한다. LNAT 및 CNAT에 관리되는 정보들 중 적어도 일부 는 외부로부터 획득되는 것이며, 이는 상술한 바와 같다.

송수신 처리부(320)는 이동 노드(100)로부터 대응 노드(500)로 송신하고자 하는 데이터 패킷을 수신한다. 그리고 그 데이터 패킷에 포함된 대응 노드(500)의 목적지 주소를 가지고 CNAT로부터 일치하는 PA를 검색한다. 그 다음 검색된 PA에 매핑된 HCA#2(300-2)의 L3 주소 정보 및 대응 노드(500)가 위치한 HCA#3(300-3)로의 터널 인터페이스 정보를 가지고 인캡슐레이션 및 터널링을 통해 HCA#3(300-3)로 데이터 패킷을 전송한다. 또한 송수신 처리부(320)는 대응 노드(500)로부터 AP#3(200-3) 및 HCA#3(300-3)를 통하여 전송된 데이터 패킷을 수신하여 디캡슐레이션 처리한다. 그리고 수신된 데이터 패킷의 목적지 주소를 가지고 LNAT로부터 일치하는 PA를 검색한다. 그 다음 검색된 PA에 매핑된 AP#1(200-1)로의 인터페이스 정보를 추출하고, 추출된 인터페이스 정보를 이용하여 AP#1(200-1)로 데이터 패킷을 전달한다.

도 6은 본 발명에 따른 MICS의 블록도이다.

도시된 바와 같이, MICS(400)는 중앙 관리부(410) 및 정보 제공부(420)를 포함한다. 중앙 관리부(410)는 노드들에 대한 위치 및 통신 상태 정보를 관리한다. 구체적으로 중앙 관리부(410)는 노드의 L2 주소, PA, LA 및 노드가 위치한 영역의 HCA의 L3 주소 정보를 매핑시켜 GLMT에 유지 및 관리한다. 그리고 전술한 바와 같이, 이 주소 정보들은 HCA들로부터 제공된다. 정보 제공부(420)는 대응 노드(500)와 통신하고자 하는 이동 노드(100)가 위치한 영역의 HCA#1(300-1)로부터의 요청에 따라 GLMT를 검색하여 대응 노드(500)가 위치한 영역의 HCA#3(300-3)의 L3 주소 정 보를 HCA#1(300-1)로 제공하며, HCA#1에 연결된 이동 노드(100)의 PA 및 HCA#1(300-1)의 L3 주소 정보를 HCA#3(300-3)에 제공한다. 그리고 중앙 관리부(410)는 이들 두 노드의 통신 연결을 CNMT에 기록한다.

이후 이동 노드(100)가 통신중인 상태에서 다른 액세스 네트워크 영역으로 위치 이동하면, 새로운 영역의 HCA#2(300-2)는 이동 노드(100)의 L2 주소, LA 및 HCA#2(300-2)의 L3 주소 정보를 MICS(400)로 전송한다. MICS(400)의 중앙 관리부(410)는 이동 노드(100)의 L2 주소, LA 및 HCA#2(300-2)의 L3 주소 정보를 수신하여 GLMT를 갱신한다. 그리고 정보 제공부(420)는 CNMT를 검색하여 이동 노드(100)와 통신중인 대응 노드(500)를 확인하고, 대응 노드(500)로 이동 노드(100)의 PA 주소 및 HCA#2(300-2)의 L3 주소 정보를 송신한다. 또한 정보 제공부(420)는 대응 노드(500)의 PA 및 대응 노드가 위치한 영역의 HCA#3(300-3)의 L3 주소 정보를 HCA#2(300-2)로 송신한다.

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 이동 노드의 위치 및 주소 등록과정을 설명하기 위한 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 두 노드 간의 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 지원 장치의 블록도.

도 6은 본 발명에 따른 관리 장치의 블록도.

도 7은 본 발명에 따른 이동성 관리 장치에서 관리되는 테이블 예시도.

도 8은 본 발명에 따른 이동성 관리 장치에서 관리되는 또다른 테이블 예시도.

도 9는 본 발명에 따른 관리 장치에서 관리되는 테이블 예시도.

도 10은 본 발명에 따른 관리 장치에서 관리되는 또다른 테이블 예시도.

Claims

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 주소 정보를 획득하는 주소 정보 획득 단계;

상기 획득된 이동 노드의 주소 정보 및 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하여 상기 액세스 네트워크들을 관리하는 관리 장치로 전송하여 상기 이동 노드의 위치를 등록시키는 위치 등록 단계;

상기 이동 노드로 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 전송하여 상기 이동 노드로 하여금 상기 에이전트로 데이터 패킷 송신을 할 수 있도록 하는 에이전트 주소 정보 전송 단계; 및

상기 이동 노드의 주소 정보 및 상기 관리 장치에 등록된 정보를 고려하여 상기 이동 노드와 대응 노드 간에 데이터 패킷 송수신을 처리하는 패킷 송수신 처리 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제1항에 있어서, 상기 주소 정보 획득 단계는 :

상기 액세스 포인트로부터 전송되는 상기 이동 노드의 2계층 주소 정보를 수신하는 단계; 및

상기 이동 노드로 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 전송함에 따라 상기 이동 노드로부터 회신되는 상기 이동 노드의 영구 주소 정보를 수신하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제2항에 있어서, 상기 위치 등록 단계는 :

상기 수신된 상기 이동 노드의 2계층 주소 정보 및 상기 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 관리 장치로 전송하는 단계; 및

상기 수신된 상기 이동 노드의 영구 주소 정보를 상기 관리 장치로 전송하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제2항에 있어서,

상기 위치 등록 단계 및 상기 주소 정보 전송 단계는, 상기 에이전트가 관리하는 액세스 네트워크 영역에서 유효하며 상기 이동 노드에게 임시로 부여되는 3계층 주소 정보를 더 전송하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제1항에 있어서, 상기 송수신 처리 단계는 :

상기 이동 노드에서 송신되는 데이터 패킷을 수신하는 단계;

상기 수신된 데이터 패킷의 목적지 주소를 갖는 대응 노드를 관리하는 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 획득하는 단계;

상기 획득된 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 이용하여 상기 타 에이전트로 상기 수신된 데이터 패킷을 송신하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제5항에 있어서, 상기 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 획득하는 단계는 :

상기 수신된 데이터 패킷의 목적지 주소 정보를 가지고 상기 관리 장치로 상기 데이터 패킷을 수신할 상기 타 에이전트의 3계층 주소 정보를 요청하는 단계; 및

상기 요청에 따라 상기 관리 장치로부터 상기 타 에이전트의 주소 정보를 수신하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제6항에 있어서, 상기 송수신 처리 단계는 :

상기 수신된 데이터 패킷을 상기 타 에이전트로 송신하기 전까지 버퍼링하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제5항에 있어서, 상기 송수신 처리 단계는 :

상기 이동 노드로부터 송신되는 데이터 패킷을 수신하여 인캡슐레이션한 후 상기 타 에이전트로 송신하며, 상기 타 에이전트로부터 송신되는 데이터 패킷을 수신하여 디캡슐레이션한 후 상기 이동 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제1항에 있어서,

상기 에이전트는 상기 관리 장치와 기 설정된 적어도 하나의 제어 채널을 통해 통신하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제9항에 있어서,

상기 인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 다중 프로토콜 라벨 스위칭이 구현되어 있으면, 상기 에이전트는 적어도 하나의 라벨 스위치 패스를 제어 채널로 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 에이전트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하며, 액세스 포인트에 무선 접속되는 노드를 관리하는 액세스 네트워크별 에이전트와 통신 가능한 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이동성 지원 방법에 있어서,

액세스 네트워크별 에이전트로부터 상기 액세스 포인트에 접속된 노드의 2계층 주소 정보 및 영구 주소 정보와 그 에이전트의 3계층 주소 정보를 획득하는 정보 획득 단계;

상기 획득된 주소 정보들을 매핑 관리하는 관리 단계;

대응 노드로 데이터 패킷을 송신하려고 하는 송신측 에이전트로부터 상기 대응 노드를 관리하는 수신측 에이전트의 3계층 주소 정보를 요청하는 요청 메시지를 수신하는 메시지 수신 단계;

상기 메시지 수신에 따라 상기 매핑 관리되는 정보들로부터 상기 수신측 에이전트의 3계층 주소 정보를 검색하는 검색 단계; 및

상기 검색된 수신측 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 송신측 에이전트로 송신하는 송신 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제11항에 있어서,

상기 요청 메시지는, 상기 데이터 패킷의 발신지 주소 및 목적지 주소 정보를 포함하며,

상기 검색 단계는 :

상기 목적지 주소와 일치하는 영구 주소 정보를 검색하는 단계; 및 상기 검색된 영구 주소에 매핑된 에이전트의 3계층 주소 정보를 검색하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제12항에 있어서,

상기 요청 메시지 수신에 따라 상기 매핑 관리되는 정보들로부터 상기 발신지 주소와 일치하는 영구 주소 정보 및 그에 매핑된 에이전트의 위치 정보를 검색하는 단계; 및

상기 검색된 발신지 주소와 일치하는 영구 주소 정보 및 그에 매핑된 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 수신측 에이전트로 송신하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이동성 지원 방법.
인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하며, 액세스 포인트에 무선 접속되는 노드를 관리하는 액세스 네트워크별 에이전트와 통신 가능한 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이동성 지원 방법에 있어서,

상기 에이전트로부터 상기 액세스 포인트에 접속된 노드의 위치 등록을 위한 2계층 주소 정보 및 그 에이전트의 3계층 주소 정보를 수신하는 정보 수신 단계;

상기 수신된 정보로, 노드들의 2계층 주소와 영구 주소 및 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보가 매핑 저장된 테이블을 갱신하는 단계; 및

이동 노드와 통신 중인 모든 대응 노드들의 영구 주소 및 그에 매핑된 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 이동 노드로 송신하는 정보 송신 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이동성 지원 방법.
제14항에 있어서,

상기 이동 노드와 통신 중인 모든 대응 노드들로 상기 이동 노드의 영구 주소 및 그에 매핑된 에이전트의 3계층 주소 정보를 송신하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치에서 수행되는 노드에 대한 이동성 지원 방법.
액세스 네트워크와 인터넷 프로토콜 코어 네트워크를 연결하는 에이전트와 통신하는 액세스 포인트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법에 있어서,

이동 노드와 무선 채널을 형성하는 단계;

상기 무선 채널 형성 과정에서 상기 이동 노드의 2계층 주소 정보를 확보하는 단계; 및

상기 이동 노드 대신 상기 이동 노드의 위치 등록을 대행할 상기 에이전트로 상기 확보된 이동 노드의 2계층 주소 정보를 송신하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트에서 수행되는 이동 노드에 대한 이동성 지원 방법.
액세스 네트워크들과 상기 액세스 네트워크들을 통합하는 인터넷 프로토콜 코어 네트워크를 연결하는 액세스 네트워크별 이동 노드에 대한 이동성 지원 장치에 있어서,

액세스 포인트에 접속된 이동 노드와 관련된 정보를 관리하며, 타 액세스 네트워크의 액세스 포인트에 접속된 대응 노드와 관련되 정보를 관리하는 관리부; 및

상기 관리부에 의해 관리되는 정보를 가지고 이동 노드와 대응 노드 간에 데이터 패킷 송수신을 처리하는 송수신 처리부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 지원 장치.
제17항에 있어서,

상기 관리부는, 상기 이동 노드의 2계층 주소 정보, 영구 주소 정보 및 그 이동 노드와 접속된 액세스 포인트로의 인터페이스 정보를 매핑 관리하며, 상기 대응 노드의 영구 주소 정보 및 그 대응 노드를 관리하는 이동성 지원 장치의 3계층 주소 정보를 매핑 관리하는 것을 특징으로 하는 이동성 지원 장치.
인터넷 프로토콜 코어 네트워크에 위치하며, 액세스 포인트에 무선 접속되는 노드를 관리하는 액세스 네트워크별 에이전트와 통신 가능한 관리 장치에 있어서,

액세스 포인트에 접속된 노드들의 영구 주소 정보 및 그 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 관리하며, 노드들 간의 통신 연결 상태를 관리하는 중앙 관리부; 및

대응 노드와 통신을 시도하는 이동 노드를 관리하는 에이전트의 요청에 따라 상기 중앙 관리부에 의해 관리되는 해당 대응 노드의 영구 주소 정보 및 그 대응 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 회신하고, 상기 중앙 관리부에 의해 관리되는 상기 이동 노드의 영구 주소 정보 및 그 이동 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 상기 대응 노드로 회신하는 정보 제공부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 장치.
제19항에 있어서,

상기 정보 제공부는, 상기 이동 노드의 핸드오버에 의해 상기 이동 노드를 새로이 관리하는 에이전트의 요청에 따라 상기 중앙 관리부에 의해 관리되는 상기 이동 노드와의 통신 연결 상태로 지정된 적어도 하나의 대응 노드의 영구 주소 정보 및 그 대응 노드를 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 회신하며, 상기 적어도 하나의 대응 노드로 상기 이동 노드의 영구 주소 정보 및 그 이동 노드를 새로이 관리하는 에이전트의 3계층 주소 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 관리 장치.