KR20090079504A

KR20090079504A - 아이피 기반 저전력 무선 네트워크에서 이동성 지원 방법및 이를 위한 시스템

Info

Publication number: KR20090079504A
Application number: KR1020080005530A
Authority: KR
Inventors: 최효현; 김선기; 손태식; 김진호; 홍충선
Original assignee: 삼성전자주식회사; 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-07-22
Also published as: US8797944B2; US20090185538A1; KR101448099B1

Abstract

본 발명은 저전력 무선 네트워크에서의 이동성 지원에 관한 것으로, 특히 인터넷 프로토콜 버전6 기반의 저전력 무선 개인 영역 네트워크에서 이동성을 지원하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 기반의 무선 개인 영역 네트워크(PAN)에서 이동성 지원은 이동 라우터의 이동이 있으면 상기 이동 라우터에서 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동인지 다른 PAN으로의 이동인지 확인한 후, 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동이면, 상기 이동 라우터에서 이웃 탐색을 요청하는 메시지를 생성하여 상기 이동된 PAN의 게이트웨이로 상기 요청 메시지를 전송하고, 이를 수신한 게이트웨이는 이동 라우터가 이동된 PAN에서 사용할 임시 주소를 생성하여 임시 주소를 포함하여 응답 메시지를 이동 라우터에 전송한다. 또한, 상기 이동이 다른 PAN으로의 이동이면, 상기 응답 메시지를 수신한 후 상기 임시 주소를 소스 주소로 하는 바인딩 업데이트 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하여 상기 바인딩 업데이트 메시지의 소스 주소가 게이트웨이의 주소로 변경된 후 홈 에이전트로 전송된다. 이렇게 함으로써 게이트웨이와 홈 에이전트 간에 양방향 터널이 설정된다.

6LoWPAN(IPv6 Low power Wireless PAN), NEMO(NEtwork MObility), 이동성, PAN 코디네이터(Coordinator), CoA(Care-of-Address), 양방향 터널

Description

아이피 기반 저전력 무선 네트워크에서 이동성 지원 방법 및 이를 위한 시스템{Method for supporting mobility in a low power wireless network based on an Internet protocol and system therefor}

본 발명은 저전력 무선 네트워크에서의 이동성 지원에 관한 것으로, 특히 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 'IP'라 칭함) 버전6(IP version 6, 이하 'IPv6'라 칭함) 기반의 저전력 무선 개인 영역 네트워크(Low power Wireless Personal Area Network, 이하 'LoWPAN'이라 칭함)에서 이동성을 지원하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

저전력 무선 개인 영역 네트워크는 근거리 통신망이나 원거리 통신망과 달리 개인 각각이 고유한 네트워크를 가지는 개인 영역 네트워크(Personal Area Network이하 'PAN'이라 칭함) 환경에 한정된 전력과 적은 처리량이 요구되는 어플리케이션(Application)을 적용시켜 간단하고 저가인 통신을 가능하게 하는 네트워크이다. 저전력 무선 개인 영역 네트워크에 게이트웨이(Gateway)를 통한 IP망과 연동성을 추가한 네트워크가 6LoWPAN(IPv6 over LoWPAN)이다. 이러한 6LoWPAN에서 패킷 전송 즉, IPv6를 적용한 패킷 전송 등에 대한 연구 및 표준화가 진행되어 왔다.

한편, 하나의 네트워크 또는 라우터에 고정적으로 연결되어 통신을 수행할 뿐만 아니라 네트워크들간 혹은 라우터들간에 이동하면서 통신을 수행하는 경우들이 많아지고 있다. 특히, 6LoWPAN의 네트워크 단위로 이동하는 이동 라우터(Mobile Router)가 상기 6LoWPAN 내의 노드들에게 네트워크 단위의 이동성(NEtwork MObility, 이하 'NEMO'라 칭함)을 제공하는 기술에 대한 연구가 한창이다. NEMO를 제공하기 위하여 이동 라우터는 다른 네트워크, 예를 들어 국제표준(IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11)에 의한 무선랜(Wireless Access Network)에 접속하여 인터넷과 연동될 수 있다. 상기 무선랜에 접속되어 인터넷과 연동되는 네트워크 환경의 예를 도시하면 도 1과 같다.

도 1은 6LoWPAN의 이동 라우터가 무선랜에 접속되어 인터넷에 연결되는 네트워크 구조의 예이다.

도 1을 참조하면, 6LoWPAN(101, 103)내에 존재하는 노드들은 이동 라우터(110, 112)를 통해 IPv6 인터넷에 연결될 수 있다. 6LoWPAN의 이동 라우터들(110, 112)은 도시된 바와 같이 무선랜(WLAN) 모드(Mode)에 의해 액세스 포인트(Access Point: AP)에 접속되어 액세스 라우터(Access Router: AR)(130)를 통해 인터넷에 연결되거나 애드 혹(Ad-hoc) 모드에 의해 이동 애드 혹 네트워크(Mobile Ad hoc NETowrk, 이하 'MANET'라 칭함)(104)의 이동 라우터들(141, 142)에 접속되어 게이트웨이(140) 및 액세스 라우터(132)를 통해 인터넷에 연결될 수 있다. 무선 랜 모드 또는 애드 혹 모드에 의한 외부 네트워크 접속은 6LoWPAN(101, 103)의 이동 라우터(110, 112)의 외부(Egress) 인터페이스(Interface)에 따라 달라질 수 있다. 즉, 이동 라우터의 외부 인터페이스가 국제표준(IEEE 802.11) 무선랜 모드로 설정된 경우 이동 라우터(110)와 같이 액세스 포인트와의 접속을 통해 액세스 라우터(130)에 연결된다. 그리고 이동 라우터의 외부 인터페이스가 국제표준(IEEE 802.11) 애드 혹 모드로 설정된 경우 이동 라우터(112)와 같이 인접한 이동 라우터들의 외부 인터페이스에 연결되어 게이트웨이(140)를 통해 액세스 라우터(132)에 연결된다. 여기에서 MANET은 라우팅 기능을 가지는 노드들인 이동 라우터들이 액세스 라우터에 직접 접속하지 않고 인접한 이동 라우터들에 연결될 수 있으며, MANET 게이트웨이를 통해 액세스 라우터에 연결되는 네트워크이다. 따라서, MANET의 이동 라우터들은 액세스 포인터와의 연결 없이도 이동 라우터들 각각이 연결될 수 있고 게이트웨이를 통해서 액세스 라우터와 연결될 수 있다.

상술한 6LoWPAN이 외부 네트워크인 무선랜을 통해 인터넷에 연결되는 경우 외에 또 다른 6LoWPAN에 연결되는 경우가 있을 수 있다. 그러나 또 다른 6LoWPAN에 연결되는 경우 이동성 프로토콜을 수용하기에 부적합한 노드에 대한 과대한 오버헤드, 전송되는 패킷의 크기 제약 등으로 인해 많은 문제점들을 초래한다. 따라서, 이러한 문제점들을 해소할 수 있는 방안이 요구된다.

따라서 본 발명은 저전력 무선 개인영역 네트워크에서의 이동시 이동성을 지원하는 방법 및 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 IPv6 기반의 저전력 무선 개인영영 네트워크내의 이동 및 IPv6 기반의 저전력 무선 개인영역 네트워크들간의 이동시 네트워크 단위의 이동성을 지원하는 방법 및 시스템을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 일 견지에 따르면, 본 발명의 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 기반의 무선 개인 영역 네트워크(PAN)에서 이동성을 지원하는 방법은 이동 라우터의 이동이 있으면 상기 이동 라우터에서 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동인지 다른 PAN으로의 이동인지 확인하는 과정과, 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동이면, 상기 이동 라우터에서 이웃 탐색을 요청하는 메시지를 생성하여 상기 이동된 PAN의 게이트웨이로 상기 요청 메시지를 전송하는 과정과, 상기 이동 라우터에서 상기 이동된 PAN의 게이트웨이로부터 상기 이동된 PAN에서 사용할 임시 주소를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 과정을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 다른 견지에 따르면, 본 발명의 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 기반의 무선 개인 영역 네트워크(PAN)에서 이동성을 지원하는 방법은 상기 이동이 다른 PAN으로의 이동이면, 상기 이동 라우터에서 상기 응답 메시 지를 수신한 후 상기 임시 주소를 소스 주소로 하는 바인딩 업데이트 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하는 과정과, 상기 게이트웨이에서 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신하여 상기 바인딩 업데이트 메시지의 소스 주소를 상기 게이트웨이의 주소로 변경하는 과정과, 상기 게이트웨이에서 상기 변경된 바인딩 업데이트 메시지를 홈 에이전트로 전송하는 과정과, 상기 홈 에이전트에서 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 후 응답 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하는 과정과, 상기 게이트웨이에서 상기 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 이동 라우터로 전달하는 과정을 더 포함한다. 또한 상기 이동된 PAN 내에서 전송되는 패킷은 16비트의 임시 주소를 이용하여 전송되고, 상기 이동된 PAN의 외부 네트워크에서 전송되는 패킷은 IPv6 프로토콜(Protocol)에 의한 주소를 이용하여 전송된다.

본 발명의 바람직한 실시예의 또 다른 견지에 따르면, 본 발명의 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 기반의 무선 개인 영역 네트워크(PAN)에서 이동성을 지원하는 시스템은 이동성을 구비하고, 이동이 있으면 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동인지 다른 PAN으로의 이동인지 확인하고, 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동이면 이웃 탐색을 요청하는 메시지를 생성하여 상기 이동된 PAN의 게이트웨이로 상기 요청 메시지를 전송한 후 상기 이동된 PAN에서 사용할 임시 주소를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 이동 라우터와, 상기 PAN내에 존재하면서 라우팅 기능 및 전기능을 수행하며 PAN 식별자(PAN ID)를 가지는 상기 게이트웨이와, 상기 PAN 식별자를 가지지 않으면서 라우팅 기능 및 전기능을 수행하는 하나 이상의 전기능 노드 를 포함하고, 상기 이동 라우터는 연결된 전기능 노드로부터 상기 PAN ID 정보를 획득한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 또 다른 견지에 따르면, 본 발명의 인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 기반의 무선 개인 영역 네트워크(PAN)에서 이동성을 지원하는 시스템은 상기 이동 라우터의 홈 주소를 등록하는 홈 에이전트를 더 구비하고, 상기 이동이 다른 PAN으로의 이동이면, 상기 이동 라우터는 상기 응답 메시지를 수신한 후 상기 임시 주소를 소스 주소로 하는 바인딩 업데이트 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하고, 상기 게이트웨이는 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신하여 상기 바인딩 업데이트 메시지의 소스 주소를 상기 게이트웨이 주소로 변경한 후 상기 홈 에이전트로 전송하며, 상기 홈 에이전트는 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 후 상기 바인딩 업데이트 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 변경된 주소를 저장하고, 응답 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이를 거쳐 상기 이동 라우터로 전송한다.

전술한 바와 같은 내용들은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자가 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다. 이러한 특징들 및 장점들 이외에도 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 잘 이해될 것이다.

본 발명은 경량화된 NEMO 프로토콜을 이용함으로써 시그널링 오버헤드 및 바인딩 과정에서의 지연을 줄이면서 6LoWPAN에 네트워크 단위의 이동성을 제공할 수 있는 이점이 있다. 다시 말해서, 6LoWPAN들 간의 이동인 경우 이동 라우터와 6LoWPAN 게이트웨이 간에만 터널을 설정함으로써 6LoWPAN 네트워크 내의 패킷 터널링을 수행하지 않아도 되므로 시그널링 오버헤드를 감소시키고, 바인딩 과정의 수행으로 인한 지연 등의 문제점을 해소할 수 있다. 또한 동일한 6LoWPAN내에서의 이동인 경우 6LoWPAN 게이트웨이와 HA간에 바인딩 과정을 수행하지 않기 때문에 시그널링 오버헤드를 감소시킬 수 있고, 바인딩 수행으로 인한 문제를 초래하지 않는다. 따라서 종래의 NEMO 프로토콜보다 빠르고 경량화된 6LoWPAN의 네트워크 단위의 이동이 가능하다. 이동 라우터뿐만 아니라 주변 노드들도 이동에 따른 추가적인 전력을 소모하지 않기 때문에 6LoWPAN 환경에서 효율적으로 네트워크 단위의 이동성을 제공할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여 후술되는 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 변경 또는 변형되어 사용될 수도 있다는 사실을 잘 인식할 것이다. 또한 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 개시하는 개념 및 구조와 균등한 개념들 및 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 다는 사실을 잘 인식할 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

6LoWPAN에 존재하는 노드들은 전기능 기기(Full Function Device, 이하 'FFD'라 칭함) 또는 제한된 기능 기기(Reduced Function Device, 이하 'RFD'라 칭함)로 구분될 수 있다. FFD 노드는 PAN 코디네이터, 코디네이터 또는 디바이스(Device)의 역할을 할 수 있으며, 부가된 메모리 및 연산전력 등에 의해 라우팅 기능을 포함한 모든 기능들을 수행하는 노드를 의미한다. FFD 노드가 PAN 식별자(Identifier)를 가지며 PAN의 게이트웨이 역할을 한다면 PAN 코디네이터가 된다. RFD 노드는 제한적인 자원과 메모리 용량을 가지고 한번에 하나의 FFD에만 연결되어야 하는 노드를 의미한다. 이러한 제한적인 능력을 가지는 RFD 노드에 이동성을 지원하는 NEMO 프로토콜을 적용하는 것은 많은 오버헤드를 초래할 수 있다. 따라서, 이동성을 지원하는 프로토콜은 FFD 노드들에 적용하는 것이 바람직하다. 또한, FFD 노드들 중에서 자신만의 PAN ID를 가지며, NEMO 프로토콜이 적용된 라우터는 고정된 FFD나 RFD를 포함하는 6LoWPAN이나 이동이 가능한 FFD 노드들을 포함하는 6LoWPAN 각각에 속하는 노드들에 네트워크 단위의 이동성을 제공할 수 있다. 즉, 하나의 6LoWPAN에 속하면서 또 다른 6LoWPAN에 연결될 수 있는 인터페이스를 포함하고, 이동성 프로토콜로써 NEMO 프로토콜이 적용된 FFD 노드는 6LoWPAN에 이동성 을 제공하는 이동 라우터가 될 수 있다. 이러한 조건 하에 6LoWPAN의 이동 라우터가 된 FFD 노드가 또 다른 6LoWPAN에 접속되는 구조에 대해 도면을 통하여 자세하게 살펴본다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN들 간에 접속된 네트워크 구조를 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 6LoWPAN(201)(이하 '제1 6LoWPAN')에 속하는 이동 라우터(210)가 또 다른 6LoWPAN(202)(이하 '제2 6LoWPAN')에 연결되는 네트워크 구조에서 이동성을 지원하는 이동 라우터(210)는 두 개의 국제표준(IEEE 802.15.4) 인터페이스들을 포함할 수 있다. 즉, 이동 라우터(210)는 외부(Egress) 인터페이스 및 내부(Ingress) 인터페이스를 가질 수 있다. 이동 라우터(210)는 외부 인터페이스를 통해서 제2 6LoWPAN(202)에 접속하며, 내부 인터페이스를 통해 연결된 6LoWPAN 노드들(211 내지 215)에게 네트워크 단위의 이동성을 지원한다. 이때, 이동 라우터(210)는 외부 인터페이스를 통해 제2 6LoWPAN(202)의 FFD 노드(222, 224, 또는 226)에 접속되어 6LoWPAN 코디네이터(220)를 통해 액세스 라우터(230)에 연결될 수 있다. 이동 라우터(210)는 액세스 라우터(230)를 통해 인터넷에 접속될 수 있다.

이동 라우터(210)는 네트워크를 이동할 때마다 6LoWPAN 코디네이터(220)로부터 제2 6LoWPAN(202) 내에서 사용 가능한 고유한 16비트의 주소를 할당 받는다. 여기에서 6LoWPAN 코디네이터(220)는 6LoWPAN 노드 또는 라우터들에게 인터넷 게이트웨이 역할을 한다. 6LoWPAN의 이동 라우터는 외부 인터페이스를 통해서 메쉬형 토폴로지(Mesh Topology)를 형성하면서 다른 이동 라우터에 연결되어 직접 통신을 할 수 있다. 다시 말해서 스타 토폴로지(Star Topology) 형태의 6LoWPAN에 연결되는 경우 이동 라우터는 이동 후 6LoWPAN 코디네이터에 직접 연결되고, 메쉬 토폴로지 형태의 6LoWPAN에 연결되는 경우 이동 라우터는 이동 후 고정된 6LoWPAN 코디네이터에 직접 연결될 필요없이 상기 이동 라우터에 인접한 6LoWPAN FFD 노드에 연결되고, 상기 인접 6LoWPAN FFD 노드가 6LoWPAN 코디네이터에 연결된다. 또한 이때 상기 인접 6LoWPAN FFD 노드가 6LoWPAN 코디네이터에 바로 연결되지 않고, 또 다른 인접 6LoWPAN FFD 노드를 거쳐서 최종적으로 6LoWPAN에 연결될 수 있다. 여기에서 메쉬 토폴로지 형태의 네트워크는 네트워크 내의 노드들이 다수의 노드들끼리 연결되어 형성된 그룹들끼리 다시 연결된 형태의 네트워크를 의미한다. 스타 토폴로지 형태의 네트워크는 네트워크 내의 노드들 모두가 어느 하나의 노드에 직접 연결된 형태의 네트워크를 의미한다. 예를 들어, 도 2의 제2 6LoWPAN(202)는 메쉬 토폴로지 형태의 네트워크(202)이므로 이동 라우터(210)가 이동하여 제2 6LoWPAN(202)의 고정된 FFD 노드들(222, 224, 226) 중에서 가장 인접한 노드에 접속한다. 예를 들어, 이동 라우터(210)가 FFD 노드(222) 주변으로 이동하는 경우 이동 라우터(210)가 FFD 노드(222)에 접속하고, 이동 라우터(210)가 FFD 노드(224) 주변으로 이동하는 경우 FFD 노드(224)에 접속하고, 또는 이동 라우터(210)가 FFD 노드(226) 주변으로 이동하는 경우 FFD 노드(226)에 접속한다. 이렇게 인접한 FFD 노드(222, 224, 또는 226)에 접속하면 이동 라우터(210)는 게이트웨이인 6LoWPAN 코디네이터(220)를 통해 액세스 라우터(230)에 연결될 수 있다. 제2 6LoWPAN(202)에 존재하는 노드들(221, 223, 225, 227)은 엔드 디바이스(End device)들로써 RFD 노드들이다.

이동 라우터(210)가 이동 후 새로운 FFD 노드(222, 224, 또는 226)에 접속하면 현재 속한 네트워크 내의 게이트웨이 탐색을 위해 이웃 탐색 과정을 수행하는데 6LoWPAN 네트워크 환경에서의 이웃 탐색 프로토콜은 제한적으로 적용된다. 예를 들면, FFD 노드인 라우터로부터 주기적으로 보내지는 라우터 광고(Router Advertisement, 이하 'RA'라 칭함) 메시지의 주기를 초(second) 단위에서 분(minute) 단위로 늘리거나 주기적인 RA 메시지를 적용하지 않을 수도 있다. 이러한 제한적인 이웃 탐색 프로토콜의 적용으로 인해 6LoWPAN 네트워크로 이동한 이동 노드 또는 이동 라우터는 주기적인 RA 메시지만으로 이동 감지를 판단하기 힘들다. 따라서 이동 노드 또는 이동 라우터가 RS 메시지를 송신함으로써 RA를 직접 요청하여 이웃 탐색 과정을 수행한다. 이를 도면을 통하여 살펴본다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 6LoWPAN에서의 이웃 탐색 과정을 도시하는 도면이다. 도 3은 제1 6LoWPAN(201)에 네트워크 단위의 이동성을 제공하는 이동 라우터(210)가 이동하여 제2 6LoWPAN(202)의 인접한 FFD 노드(301)에 접속한 경우에 이웃 탐색을 수행하는 과정을 도시한다. 이하 설명의 편의상 이동 라우터(210)가 6LoWPAN에 네트워크 단위의 이동성을 제공하는 라우터(이하, '6LoWPAN을 수반하는 라우터'라 칭함)라고 가정하여 설명하지만, 이동 라우터(210)는 6LoWPAN을 수반하는 라우터일 뿐만 아니라 6LoWPAN을 수반하지 않는 이동 노드일 수 있음에 유의한다.

도 3을 참조하면, 6LoWPAN 게이트웨이인 PAN 코디네이터(220)는 PAN 영역의 유일한 PAN 코디네이터가 되며, 고유의 PAN ID를 가진다. 이동 라우터(210)는 외부 인터페이스를 통해 연결된 제2 6LoWPAN(202)의 FFD 노드(301)로부터 미디어 접속 제어(Media Access Control, 이하 'MAC'이라 칭함) 계층을 통해 PAN ID를 포함하여 현재 속해 있는 PAN 정보를 획득한다. 이동 라우터(210)가 다른 링크로의 이동시 수행되는 핸드오프(Handoff)는 링크 계층(Link Layer)에서 수행되며, 다른 링크로의 이동을 감지하면 이동 라우터(210)는 외부 인터페이스를 통해 현재 접속된 6LoWPAN 즉, 제2 6LoWPAN(202)의 PAN ID를 알아낸다. 이러한 PAN ID는 FFD 노드가 주기적으로 MAC 계층을 통해 전송하는 비콘(Beacon) 메시지에 의해 획득될 수 있다.

이렇게 획득된 PAN ID 정보를 이용하여 새로운 PAN으로의 이동을 감지하면 이동 라우터(210)는 게이트웨이 탐색을 위해 이웃 라우터 요청(Router Solicitation, 이하 'RS'라 칭함) 메시지를 게이트웨이로 송신한다. 즉, 이동 라우터(210)는 코디네이터를 목적지 주소로 설정하여 유니캐스트(Unicast)로 RS 메시지를 송신한다. 상기 RS 메시지는 소스 주소(Source Address: SRC)로 이동 라우터(210)의 주소가 설정되며, 목적지 주소(Destination Address: DST)로 6LoWPAN 게이트웨이의 주소(220)가 설정되어 전송된다. 이동 라우터(210)로부터 송신된 RS 메시지는 인접한 FFD 노드(301) 및 FFD 노드(302)를 통하여 최종적으로 6LoWPAN 게이트웨이(220)로 전달된다. 이와 같은 방식으로, 상기 RS 메시지에 대한 응답인 RA 메시지는 6LoWPAN 게이트웨이(220)로부터 송신되어 FFD 노드들(302, 301)을 통하여 이동 라우터(210)로 전달된다. 이동 라우터(210)로부터 송신된 RS 메시지를 수신한 6LoWPAN 게이트웨이(220)는 이동 라우터(210)가 6LoWPAN 게이트웨이(220)가 속하는 제2 6LoWPAN(202)에 진입한 것을 알 수 있으며, RA 메시지를 송신함으로써 수신된 RS 메시지에 대해 응답한다. 본 발명의 RA 메시지는 현재 6LoWPAN 게이트웨이의 글로벌(Global) IPv6 프리픽스 주소 및 16비트의 임시 주소(CoA) 옵션을 포함하는 확장된 RA 메시지이다. 상기 RA 메시지는 소스 주소(SRC)로 6LoWPAN 게이트웨이 주소(220)가 설정되고, 목적지 주소(DST)로 이동 라우터(210)의 주소가 설정되어 전송된다. 6LoWPAN 게이트웨이의 글로벌 IPv6 프리픽스 주소는 6LoWPAN를 식별할 수 있는 주소를 의미한다. 임시 주소(Care-of-Address, 이하, 'CoA'라 칭함)는 6LoWPAN 게이트웨이(220)가 이동 라우터(210)를 네트워크에 참여시키기 위해서 할당하는 이동 라우터(210)가 이동된 네트워크에서 임시로 사용하는 주소로써 16비트로 구성될 수 있다. RS 메시지 및 RA 메시지의 송수신 과정이 완료되면 6LoWPAN 게이트웨이(220)는 이동 라우터(210)가 PAN 영역에 접속되었음을 알 수 있다. 6LoWPAN 게이트웨이(220)로부터 할당받은 16비트의 임시 주소는 이동 라우터(210)가 이동된 제2 6LoWPAN(202)에서 사용할 수 있는 주소로써 하기 <표 1>과 같은 포맷으로 RA 메시지에 포함될 수 있다.

<표 1>

Type(8bit)

Length(8bit)

Care-of-Address(16 bit)

상기 <표 1>과 같은 CoA 옵션은 8비트의 타입(Type) 필드, 8비트의 길이(Length) 필드, 및 16비트의 CoA 필드로 구성될 수 있다. 타입 필드는 CoA의 타입 정보를 포함하고, 길이 필드는 CoA의 길이 정보를 포함하며, CoA 필드는 16비트 의 임시 주소 정보를 포함한다. CoA가 할당되면 이동 라우터(210)의 이전 주소를 목적지로 하는 패킷은 6LoWPAN 게이트웨이(220)에 의해 할당된 CoA로 전달되므로 제2 6LoWPAN(202)로 이동 후에도 이동 라우터(210)는 이전 주소를 목적지로 하는 패킷을 성공적으로 수신할 수 있다. 즉, 이동 라우터(210)에 이동성이 지원된다. 또한 제1 6LoWPAN(201)을 수반하는 이동 라우터(210)는 수신된 패킷 중에서 제1 6LoWPAN(201)내의 노드들(211 내지 215)을 목적지로 하는 패킷이 있는 경우 해당하는 노드(211 내지 215)에게 패킷을 전달한다. 즉, 이동 라우터(210)가 수반하는 제1 6LoWPAN(201) 내에 존재하는 노드들(211 내지 215)에게 이동성이 지원된다. 따라서, 동일한 6LoWPAN내에서의 이동인 경우 즉, 6LoWPAN은 변경되지 않고 연결된 FFD 노드와의 링크(Link)만이 변경된 경우, 본 발명은 이동성 지원을 위해 IPv6기반의 주소 체계를 사용하는 홈 에이전트(Home Agent, 이하 'HA'라 칭함)에 이동된 주소를 등록하는 홈 등록 과정 등 HA와의 바인딩(Binding) 과정을 수행하지 않아도 이동성을 지원할 수 있다. 또한 IPv6 주소를 포함하는 바인딩 업데이트 메시지 및 그에 대한 응답 메시지를 송수신함으로 인한 시그널링 오버헤드(Signaling overhead) 등 여러 가지 문제점들을 초래하지 않는다. 이해를 돕기 위하여 6LoWPAN내 이동에 대하여 도 4 및 도 5를 통해 자세하게 살펴본다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 6LoWPAN내 이동의 경우 이동성 지원 과정을 도시하는 도면이다. 도 4는 6LoWPAN(402)에 이동성을 지원하는 이동 라우터(411)가 다른 6LoWPAN(401)의 FFD 노드인 라우터(426)에 접속되어 있다가 이동하여 6LoWPAN(403)의 이동 라우터(412)의 위치로 이동하여 6LoWPAN(401)의 FFD 노드 인 라우터(422)에 접속하는 경우를 예로 들어 도시한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 6LoWPAN내에서의 이동시 이동성을 지원하기 위한 메시지 전송 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 6LoWPAN(403)의 위치로 이동한 이동 라우터(412)는 510 단계에서 라우터(422)로부터 비콘 메시지를 수신한다. 즉, 이동 라우터(412)는 라우터(422)와의 MAC 계층 통신을 통해 PAN ID 정보를 획득한다. 이동 라우터(412)는 이전에 획득되어 저장된 PAN ID와 510 단계에서 획득된 PAN ID를 비교하여 저장된 PAN ID와 새로이 획득된 PAN ID가 일치하면 동일한 PAN으로 판단하고, 일치하지 않으면 다른 PAN으로의 이동으로 판단한다. 이런 식으로 획득된 정보를 이용하여 이동 라우터(412)가 동일한 6LoWPAN내에서의 이동이라 판단하면 이웃 탐색 과정을 수행한다. 즉, 이동 라우터(412)는 520 단계에서 라우터들(422, 424)을 거쳐 6LoWPAN 게이트웨이(420)로 RS 메시지를 유니캐스트한다. 이때 전송되는 RS 메시지는 도 3에서 설명한 바와 같다. RS 메시지를 수신한 6LoWPAN 게이트웨이(420)는 응답으로 530 단계에서 RA 메시지를 라우터들(424, 422)을 거쳐 이동 라우터(412)로 유니캐스트한다. 이때 전송되는 RA 메시지는 CoA 옵션을 포함하는 확장된 RA 메시지이며 도 3에서 설명한 바와 같다. 이런 과정을 통해 이동 라우터(412)가 CoA를 할당받으면 이후 이동 라우터(412)의 이전 주소로 전송되는 패킷은 CoA로 전달된다. 예를 들어, 이동 라우터(411)가 이동 라우터(412)의 위치로 이동한 후 외부 네트워크의 상대노드(도시하지 않음)가 이동 라우터(411)를 향한 패킷을 송신하면 HA(440)는 자신에게 등록된 이동 라우터(411)의 게이트웨이(420)로 액세스 라우터(430)를 거쳐 전달한다. 이동 라우터(411)로 향하는 패킷을 수신한 6LoWPAN(401)의 게이트웨이(420)는 이동 라우터(411)가 이동 라우터(412)로 이동한 것을 알아채고 할당된 CoA를 이용하여 상기 패킷을 이동 라우터(412)로 전달한다.

상술한 바와 같이 6LoWPAN 내에서의 이동인 경우 이동 라우터(210)는 510 단계에서 획득된 정보 즉, PAN ID의 변경 여부에 의해 6LoWPAN이 변경되지 않았음을 감지하고 이웃 탐색을 위한 메시지들(RS 메시지 및 RA 메시지)만을 송수신하고 추가적인 바인딩 과정을 수행하지 않는다. 동일 6LoWPAN 내에서의 이동인 경우 HA에 바인딩 업데이트 과정을 수행하지 않고도 게이트웨이인 PAN 코디네이터에 의해 이동 라우터의 이동된 주소로 패킷이 수신된다. 또한, 이때 사용되는 주소는 6LoWPAN 내에서 사용되는 16비트의 주소이므로 IPv6 프로토콜의 128비트 주소를 포함하는 메시지 크기에 비해 훨씬 작은 크기의 메시지로 구현될 수 있다. 일반적으로 이동 라우터가 원래 연결되어 있던 홈 링크(Home Link)를 떠나 다른 링크로 이동한 경우 이동 라우터와 HA간에 양방향 터널을 형성하기 위해 바인딩 업데이트 메시지와 바인딩 승인 메시지를 송수신하는 바인딩 과정을 수행한다. 바인딩 과정 수행 후 형성된 터널을 통해 전달되는 모든 패킷은 원래의 주소 정보를 포함하는 IP 헤더(Header)에 HA의 주소 및 이동 라우터의 주소 정보를 포함하는 IP 헤더가 추가된다. HA 및 이동 라우터의 주소들까지 추가되면 128비트인 IPv6 주소가 최소 4개이므로, IP 헤더의 주소 길이는 최소 64바이트(Byte)가 된다. 주소 길이가 최소 64바이트인 IP 헤더는 전송되는 패킷 크기가 한정되는 6LoWPAN에 적용하는데 있어서 여 러 가지 문제점을 초래할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 동일한 6LoWPAN 내 이동인 경우 IPv6 주소를 이용하지 않고 16비트인 6LoWPAN 주소만을 이용하도록 함으로써 상기 문제점을 해소할 수 있다.

이상에서 이동 라우터가 동일한 6LoWPAN 내에서 이동한 경우를 살펴보았는데 이동 라우터가 동일한 6LoWPAN이 아닌 다른 6LoWPAN으로 이동하는 경우도 있을 수 있다. 따라서 이하에서는 이동 라우터가 다른 6LoWPAN으로 이동하는 경우를 도면을 통하여 살펴본다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 6LoWPAN 간 이동의 경우 이동성 지원 과정을 도시하는 도면이다. 도 6에서 네트워크들(601, 602, 611, 및 612)은 모두 6LoWPAN이라 가정하고, 라우터들(620, 및 621)은 6LoWPAN들(611, 및 612)에 각각 네트워크 단위의 이동성을 제공하는 이동 라우터들이라고 가정한다. 또한 도 6은 이동 라우터(620)가 6LoWPAN(601)의 인접 라우터에 접속되어 있다가 이동하여 6LoWPAN(602)의 인접 라우터(633)에 접속하는 경우를 예로 들어 도시한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 6LoWPAN 간 이동시 이동성을 지원하기 위한 메시지 전송 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 이동 후 6LoWPAN(602)의 라우터(FFD 노드)(633)에 접속한 이동 라우터(MR)(621)는 710 단계에서 라우터(633)로부터 비콘 메시지를 수신한다. 비콘 메시지는 6LoWPAN(602)의 PAN ID 정보를 포함한다. 이동 라우터(621)는 이전에 획득되어 저장된 PAN ID와 710 단계에서 획득된 PAN ID를 비교하여 저장된 PAN ID와 새로이 획득된 PAN ID가 일치하면 동일한 PAN으로 판단하고, 일치하지 않으면 다른 PAN으로의 이동으로 판단한다. 이런 식으로 획득된 정보를 이용하여 이동 라우터(621)가 다른 6LoWPAN으로의 이동이라고 판단하면 이웃 탐색 과정뿐만 아니라 바인딩 과정을 수행한다. 720 단계에서 이동 라우터(621)는 연결된 라우터들(633, 634)을 거쳐서 6LoWPAN 게이트웨이(631)로 RS 메시지를 유니캐스트한다. 이때 전송되는 RS 메시지는 도 3에서 설명한 바와 같다. RS 메시지를 수신한 6LoWPAN 게이트웨이(631)는 응답으로 730 단계에서 RA 메시지를 라우터들(634, 633)을 거쳐 이동 라우터(621)로 유니캐스트한다. 이때 전송되는 RA 메시지는 이동 라우터(621)에 할당된 CoA 주소를 포함하며 도 3에서 설명한 바와 같다. 이동 라우터(621)는 6LoWPAN들간의 이동을 감지하였으므로 바인딩 과정을 위한 바인딩 업데이트 메시지를 생성한다. 이때 바인딩 업데이트 메시지는 소스 주소로 이동 라우터(621)의 CoA 주소 정보를, 목적지 주소로 HA(635)의 주소 정보를 포함한다. 이러한 정보를 포함하는 바인딩 업데이트 메시지가 이동 라우터(621)로부터 송신되어 6LoWPAN 게이트웨이(631)에 수신되면, 6LoWPAN 게이트웨이(631)는 상기 바인딩 업데이트 메시지를 HA(635)로 전달하기 전에 소스 주소를 6LoWPAN 게이트웨이(631)의 주소로 재설정한다. 소스 주소가 6LoWPAN(631)의 주소로 재설정되고, 목적지 주소는 HA(635)의 주소로 설정된 바인딩 업데이트 메시지를 6LoWPAN(631)은 HA(635)로 송신한다.

바인딩 업데이트 메시지를 수신하면, HA(635)는 이동 라우터의 홈 주소와 이동 네트워크 프리픽스 정보(ingress prefix)를 바인딩 캐쉬 리스트(Binding Cache List)에 저장한다. 다시 말해서, HA(635)는 재설정된 6LoWPAN 게이트웨이(631)의 주소(CoA) 및 이동 라우터의 6LoWPAN 프리픽스 정보를 바인딩 캐쉬 리스트에 저장한다. 그런 다음 HA(635)는 수신된 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답으로 바인딩 승인 메시지(Binding Acknowledge Message)를 생성하여 소스 주소로 설정된 6LoWPAN 게이트웨이(631)로 송신한다. 이를 수신한 6LoWPAN 게이트웨이(631)는 라우터(634, 633)를 거쳐 이동 라우터(621)로 전달한다. 상기 과정들의 수행이 완료되면 760 단계에서 HA(635)와 6LoWPAN 게이트웨이 간에 양방향 터널(Bi-directional Tunnel)이 형성된다. 이렇게 함으로써 6LoWPAN들간 이동의 경우 이동 라우터(621)에 대해 HA(635)에 홈 등록되는 과정이 완료된다. 여기에서 HA(635)에 등록된 이동 라우터(621)의 CoA는 6LoWPAN 게이트웨이(631)의 주소가 되므로 이동 라우터(621)와 통신을 원하는 대응 노드(Correspondent Node)로부터 이동 라우터(621)로 향하는 패킷은 HA(635)와 6LoWPAN(631)간에 형성된 터널을 통해 6LoWPAN(631)로 전달된다. 6LoWPAN(631)에 전달된 패킷은 6LoWPAN(631)에 의해 이동 라우터(621)로 최종적으로 전달된다. 상술한 바와 같이 양방향 터널은 HA와 6LoWPAN 게이트웨이 간에만 형성되기 때문에 6LoWPAN 내부에서 전송되는 패킷은 터널링이 되지 않은 형태로 즉, 16비트의 주소를 이용하여 전달된다. 따라서 터널링으로 인한 시그널링 오버헤드를 줄이는 경량화된(Lightened) NEMO 프로토콜이 이동 라우터에 적용될 수 있다.

6LoWPAN내에서 이동하거나 6LoWPAN들 간에 이동하는 경우 이동성 지원을 위해 이동 라우터, 6LoWPAN 게이트웨이, 및 HA의 동작들을 도면들을 통하여 살펴본다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN내 이동 또는 6LoWPAN들간 이동 후 이동 라우터에서 이동성 지원을 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 805 단계에서 도 5 또는 도 7의 이동 라우터(412 또는 621)의 제어부(도시되지 않음)는 외부 인터페이스를 통해 연결된 FFD 노드로부터 PAN ID 정보를 획득한다. 여기에서 이동 라우터(412 또는 621)의 제어부는 이동 라우터의 전반적인 동작을 제어한다. 810 단계에서 제어부는 획득된 PAN ID가 이전에 획득되어 저장된 PAN ID와 일치하는지 확인한다. 제어부는 일치하면 815 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 850 단계로 진행한다. 여기에서 획득된 PAN ID가 저장된 PAN ID와 일치하는 것은 이동 라우터의 이동이 동일한 6LoWPAN내의 이동임을 의미하고, 일치하지 않는 것은 이동 라우터의 이동이 6LoWPAN들간의 이동을 의미한다. 다시 말해서, 이동 라우터가 연결되어 있던 FFD 노드와 동일한 6LoWPAN내의 다른 FFD노드에 연결되는 경우가 있을 수 있고, 연결되어 있던 FFD 노드가 속하는 6LoWPAN이 아닌 다른 6LoWPAN에 속하는 FFD 노드에 연결되는 경우가 있을 수 있다. 여기에서 전자의 경우가 동일한 6LoWPAN내의 이동이고, 후자의 경우가 6LoWPAN들간의 이동이 된다. 815 단계에서 제어부는 이웃 탐색 수행을 위해 RS 메시지를 생성한다. 이때 생성되는 RS 메시지에서 소스 주소는 이동 라우터의 주소가 되며, 목적지 주소는 현재 이동 라우터가 접속된 6LoWPAN의 게이트웨이의 주소가 된다. 820 단계에서 제어부는 생성된 RS 메시지를 6LoWPAN 게이트웨이로 유니캐스트로 전송한다. 825 단계에서 제어부는 상기 송신된 RS 메시지에 대한 응답으로 RA 메시지의 수신여부를 확인한다. 이동 라우터에 할당된 CoA 정보를 포함하는 RA 메시지를 수 신하면 830 단계로 진행하고, 정해진 시간동안 RA 메시지를 수신하지 않으면 820 단계로 되돌아가서 6LoWPAN 게이트웨이로 RS 메시지를 다시 전송한다.

830 단계에서 제어부는 수신된 RA 메시지에 포함된 임시 주소(CoA) 정보를 추출하여 저장한다. 상기 임시 주소는 이후 송수신되는 패킷의 주소로 이용된다. 또한 제어부는 변경된 임시 주소로 이웃 노드들간의 라우팅 정보를 업데이트할 수 있다. 835 단계에서 제어부는 도 7의 HA(635)와의 바인딩 과정 수행을 위해 바인딩 업데이트 메시지를 생성한다. 이때 전송되는 바인딩 업데이트 메시지는 소스 주소로 이동 라우터(621)의 CoA 주소가 설정되고, 목적지 주소로 HA(635)의 주소가 설정된다. 840 단계에서 제어부는 생성된 바인딩 업데이트 메시지를 6LoWPAN 게이트웨이로 전송한다. 845 단계에서 제어부는 송신된 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답인 바인딩 승인 메시지의 수신 여부를 확인한다. 제어부는 바인딩 승인 메시지를 수신하면 종료하고, 정해진 시간 동안 수신하지 않으면 835 단계로 되돌아가서 바인딩 업데이트 메시지를 재전송한다.

810 단계에서 획득된 PAN ID가 저장된 PAN ID와 일치하지 않으면, 850 단계로 진행하여 이웃 탐색을 위해 RS 메시지를 생성한다. 이때 생성되는 RS 메시지에서 소스 주소는 이동 라우터의 주소로 설정되고, 목적지 주소는 현재 이동 라우터가 접속된 6LoWPAN의 게이트웨이의 주소로 설정된다. 855 단계에서 제어부는 생성된 RS 메시지를 6LoWPAN 게이트웨이로 유니캐스트한다. 860 단계에서 제어부는 상기 송신된 RS 메시지에 대한 응답으로 RA 메시지의 수신여부를 확인한다. 이때 수신되는 RA 메시지는 이동 라우터에 할당된 CoA 정보를 포함하는 확장된 RA 메시지 이다. 제어부는 상기 RA 메시지를 수신하면 865 단계로 진행하고, 정해진 시간 동안 RA 메시지를 수신하지 않으면 855 단계로 되돌아가서 6LoWPAN 게이트웨이로 RS 메시지를 다시 전송한다. 865 단계에서 제어부는 수신된 RA 메시지에 포함된 임시 주소(CoA) 정보를 추출하여 저장한다. 상기 임시 주소는 이후 송수신되는 패킷의 주소로 이용된다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN내 또는 6LoWPAN들간에 이동한 이동 라우터에 이동성 지원하기 위해 6LoWPAN 게이트웨이에서의 처리과정을 나타내는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 905 단계에서 도 5 또는 도 7의 6LoWPAN 게이트웨이(420 또는 631)의 처리부(도시되지 않음)는 이동 라우터(412 또는 621)로부터 바인딩 업데이트 메시지가 수신되는지 확인한다. 바인딩 업데이트 메시지가 수신되면 처리부는 910 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 950 단계로 진행한다. 여기에서 6LoWPAN 게이트웨이(420 또는 631)의 처리부는 6LoWPAN 게이트웨이(420 또는 631)의 전반적인 동작을 제어하며 처리한다. 910 단계에서 처리부는 바인딩 업데이트 메시지의 소스 주소를 6LoWPAN 게이트웨이(631) 자신의 주소로 변경한다. 소스 주소가 6LoWPAN 게이트웨이 주소로 변경되더라도 이동 라우터의 홈 주소는 바인딩 업데이트 메시지의 홈 주소(Home Address) 옵션(Option) 필드에 포함되어 있다. 915 단계에서 처리부는 소스 주소가 변경된 바인딩 업데이트 메시지를 HA(635)로 송신한다. 920 단계에서 처리부는 송신된 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답인 바인딩 승인 메시지가 HA(635)로부터 수신되는지 확인한다. 처리부는 바인딩 승인 메시지를 수 신하면 925 단계로 진행하고, 정해진 시간 동안 바인딩 승인 메시지를 수신하지 않으면 915 단계로 되돌아가서 다시 전송한다. 925 단계에서 처리부는 HA(635)와의 사이에 양방향 터널을 설정한다. 930 단계에서 처리부는 수신된 바인딩 승인 메시지를 이동 라우터(621)로 전달한다.

950 단계에서 처리부는 이동 라우터(412 또는 621)로부터 RS 메시지가 수신되는지 확인한다. RS 메시지가 수신되면 처리부는 955 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 905 단계로 되돌아간다. 955 단계에서 처리부는 RS 메시지를 송신한 이동 라우터(412 또는 621)에게 할당할 CoA를 생성하고 이를 저장부(도시되지 않음)에 저장한다. 저장된 CoA 정보를 이용하여 처리부는 이후 이동 라우터(412 또는 621)의 이전 주소를 향하는 패킷을 수신하면 상기 패킷을 이전 주소가 아닌 CoA로 전송한다. 960 단계에서 처리부는 RS 메시지에 대한 응답으로 CoA 옵션을 포함하는 확장된 RA 메시지를 생성한다. 965 단계에서 처리부는 생성된 RA 메시지를 이동 라우터(412 또는 621)로 전송한다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN내 또는 6LoWPAN들간에 이동한 이동 라우터에 이동성 지원하기 위해 홈 에이전트(HA)에서의 처리과정을 나타내는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 1005 단계에서 도 5 또는 도 7의 HA(440 또는 635)의 프로세서(도시되지 않음)는 바인딩 업데이트 메시지를 수신하는지 확인한다. 바인딩 업데이트 메시지가 수신되면 프로세서는 1010 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 1005 단계로 되돌아간다. 여기에서 HA(440 또는 635)의 프로세서는 HA(440 또는 635)의 전반적인 동작을 제어하며 처리한다. 1010 단계에서 프로세서는 수신된 바인딩 업데이트 메시지에 포함된 정보를 이용하여 바인딩 캐쉬 리스트를 갱신(Update)한다. HA(440 또는 635)의 바인딩 캐쉬 리스트에는 CoA 주소(6LoWPAN 게이트웨이 주소)와 이동 라우터의 홈 주소와 이동 네트워크 프리픽스 정보가 저장되어 있는데, 수신된 바인딩 업데이트 메시지에 따라 상기 바인딩 캐쉬 리스트에 있는 이동 라우터의 정보가 갱신된다. 1015 단계에서 프로세서는 수신된 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답으로 바인딩 승인 메시지를 생성한다. 1020 단계에서 프로세서는 생성된 메시지를 6LoWPAN 게이트웨이(631)로 전송한다. 1025 단계에서 프로세서는 상기 6LoWPAN 게이트웨이(631)과의 사이에 양방향 터널을 설정한다. 본 발명은 HA와의 양방향 터널을 이동 라우터와 HA간에 설정하지 않고 6LoWPAN과 HA간에 설정한다. 이렇게 함으로써 터널링을 위한 IPv6 주소를 추가해야하는 패킷은 6LoWPAN 외부에서 전송되고, 6LoWPAN 내부에서는 16비트 주소를 포함하는 패킷이 전송된다.

상술한 바와 같이 이동 라우터, 6LoWPAN 게이트웨이, 및 HA에서의 동작들이 수행됨으로써 경량화된 NEMO 프로토콜이 6LoWPAN에 적용될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 6LoWPAN의 이동 라우터가 무선랜에 접속되어 인터넷에 연결되는 네트워크 구조의 예시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN들 간에 접속된 네트워크 구조를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 6LoWPAN에서의 이웃 탐색 과정을 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 6LoWPAN내 이동의 경우 이동성 지원 과정을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 6LoWPAN내에서의 이동시 이동성을 지원하기 위한 메시지 전송 과정을 도시하는 흐름도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 6LoWPAN 간 이동의 경우 이동성 지원 과정을 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 6LoWPAN 간 이동시 이동성을 지원하기 위한 메시지 전송 과정을 도시하는 흐름도.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN내 이동 또는 6LoWPAN들간 이동 후 이동 라우터에서 이동성 지원을 처리하는 과정을 나타내는 흐름도.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN내 또는 6LoWPAN들간에 이동한 이동 라우터에 이동성 지원하기 위해 6LoWPAN 게이트웨이에서의 처리과정을 나타내는 흐름도.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 6LoWPAN내 또는 6LoWPAN들간에 이동한 이동 라우터에 이동성 지원하기 위해 홈 에이전트(HA)에서의 처리과정을 나타내는 흐름도.

Claims

인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 기반의 무선 개인 영역 네트워크(PAN)에서 이동성을 지원하는 방법에 있어서,

이동 라우터의 이동이 있으면 상기 이동 라우터에서 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동인지 다른 PAN으로의 이동인지 확인하는 과정과,

상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동이면, 상기 이동 라우터에서 이웃 탐색을 요청하는 메시지를 생성하여 상기 이동된 PAN의 게이트웨이로 상기 요청 메시지를 전송하는 과정과,

상기 이동 라우터에서 상기 이동된 PAN의 게이트웨이로부터 상기 이동된 PAN에서 사용할 임시 주소를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 1항에 있어서, 상기 IPv6 기반의 PAN은 IPv6 기반의 저전력 무선 개인 영역 네트워크(6LoWPAN)임을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 2항에 있어서, 상기 이동 라우터는 이동성을 구비하며, 네트워크 단위의 이동성을 지원하는(NEMO) 프로토콜이 적용된 라우터이고, 상기 이동 라우터가 존재 하는 6LoWPAN 내의 노드(Node)들에게 이동성을 제공함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 1항에 있어서, 상기 동일한 PAN 내에서의 이동은 동일한 PAN내에 존재하는 라우팅(Routing) 기능을 구비하는 노드들간의 이동이며, 상기 다른 PAN으로의 이동은 연결되어 있던 PAN과 다른 PAN에 존재하는 라우팅 기능을 구비하는 노드로의 이동임을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 4항에 있어서,

상기 이동 라우터에서 상기 이동된 노드로부터 네트워크 식별자(PAN ID) 정보를 획득하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 5항에 있어서, 상기 이동 라우터는 상기 네트워크 식별자에 의해 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동인지 다른 PAN으로의 이동인지 확인함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 1항에 있어서, 상기 이웃 탐색을 요청하는 메시지는 상기 이동 라우터의 주소를 소스 주소로 하고, 상기 이동된 PAN의 게이트웨이의 주소를 목적지 주소로 하는 라우터 요청(Router Solicitation)메시지임을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 7항에 있어서, 상기 응답 메시지는 상기 임시 주소인 케어-오브-주소(Care-of-Address) 옵션 및 글로벌 네트워크 프리픽스 정보를 포함하며, 상기 게이트웨이 주소를 소스 주소로 하고 상기 이동 라우터의 주소를 목적지 주소로하여 유니캐스트되는 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지임을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 8항에 있어서, 상기 케어-오브-주소 옵션은 8비트의 타입(Type) 필드, 8비트의 길이(Length) 필드, 및 16비트의 주소 필드로 구성되며, 상기 타입 필드는 상기 케어-오브-주소 옵션의 종류에 대한 정보를 포함하고 상기 길이 필드는 상기 주소의 길이 정보를 포함하며 상기 주소 필드는 상기 16비트의 주소 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 1항에 있어서,

상기 이동이 다른 PAN으로의 이동이면, 상기 이동 라우터에서 상기 응답 메시지를 수신한 후 상기 임시 주소를 소스 주소로 하는 바인딩 업데이트 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하는 과정과,

상기 게이트웨이에서 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신하여 상기 바인딩 업데이트 메시지의 소스 주소를 상기 게이트웨이의 주소로 변경하는 과정과,

상기 게이트웨이에서 상기 변경된 바인딩 업데이트 메시지를 홈 에이전트로 전송하는 과정과,

상기 홈 에이전트에서 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 후 응답 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하는 과정과,

상기 게이트웨이에서 상기 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 이동 라우터로 전달하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 10항에 있어서, 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 후,

상기 홈 에이전트에서 상기 바인딩 업데이트 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 변경된 주소를 저장하는 홈 등록 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 10항에 있어서, 상기 홈 에이전트로부터 전송된 응답 메시지가 상기 게이트웨이에서 수신되면, 상기 홈 에이전트와 상기 게이트웨이간에 양방향 터널이 설정됨을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
제 10항에 있어서, 상기 이동된 PAN 내에서 전송되는 패킷은 16비트의 임시 주소를 이용하여 전송되고, 상기 이동된 PAN의 외부 네트워크에서 전송되는 패킷은 IPv6 프로토콜(Protocol)에 의한 주소를 이용하여 전송됨을 특징으로 하는 이동성 지원 방법.
인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 기반의 무선 개인 영역 네트워크(PAN)에서 이동성을 지원하는 시스템에 있어서,

이동성을 구비하고, 이동이 있으면 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동인지 다른 PAN으로의 이동인지 확인하고, 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동이면 이웃 탐색을 요청하는 메시지를 생성하여 상기 이동된 PAN의 게이트웨이로 상기 요청 메시지를 전송한 후 상기 이동된 PAN에서 사용할 임시 주소를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 이동 라우터와,

상기 PAN내에 존재하면서 라우팅 기능 및 전기능을 수행하며 PAN 식별자(PAN ID)를 가지고, 상기 이동 라우터가 상기 이동된 PAN에서 사용할 임시 주소를 포함 하는 응답 메시지를 생성하는 상기 게이트웨이를 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 14항에 있어서, 상기 IPv6 기반의 PAN은 IPv6 기반의 저전력 무선 개인 영역 네트워크(6LoWPAN)이고, 상기 이동 라우터는 네트워크 단위의 이동성을 지원하는(NEMO) 프로토콜이 적용된 라우터이며, 상기 이동 라우터가 존재하는 6LoWPAN 내의 노드(Node)들에게 이동성을 제공함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 14항에 있어서, 상기 PAN 식별자를 가지지 않으면서 라우팅 기능 및 전기능을 수행하는 하나 이상의 전기능 노드를 더 포함하고,

상기 이동 라우터는 연결된 전기능 노드로부터 상기 PAN ID 정보를 획득함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 16항에 있어서, 상기 동일한 PAN 내에서의 이동은 동일한 PAN내에 존재하는 상기 전기능 노드들간의 이동이며, 상기 다른 PAN으로의 이동은 연결되어 있던 PAN과 다른 PAN에 존재하는 전기능 노드로의 이동임을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 17항에 있어서, 상기 이동 라우터는 상기 PAN ID의 변경 여부에 의해 상기 이동이 동일한 PAN 내에서의 이동인지 다른 PAN으로의 이동인지 확인함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 14항에 있어서, 상기 이웃 탐색을 요청하는 메시지는 상기 이동 라우터의 주소를 소스 주소로 하고, 상기 이동된 PAN의 게이트웨이의 주소를 목적지 주소로 하는 라우터 요청(Router Solicitation)메시지임을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 19항에 있어서, 상기 응답 메시지는 상기 임시 주소인 케어-오브-주소(Care-of-Address) 옵션 및 글로벌 네트워크 프리픽스 정보를 포함하며, 상기 게이트웨이의 주소를 소스 주소로 하고 상기 이동 라우터의 주소를 목적지 주소로하여 유니캐스트되는 라우터 광고(Router Advertisement) 메시지임을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 20항에 있어서, 상기 케어-오브-주소 옵션은 8비트의 타입(Type) 필드, 8비트의 길이(Length) 필드, 및 16비트의 주소 필드로 구성되며, 상기 타입 필드는 상기 케어-오브-주소 옵션의 종류에 대한 정보를 포함하고 상기 길이 필드는 상기 주소의 길이 정보를 포함하며 상기 주소 필드는 상기 16비트의 주소 정보를 포함함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 14항에 있어서,

상기 이동 라우터의 홈 주소를 등록하는 홈 에이전트를 더 포함하고,

상기 이동이 다른 PAN으로의 이동이면, 상기 이동 라우터는 상기 응답 메시지를 수신한 후 상기 임시 주소를 소스 주소로 하는 바인딩 업데이트 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이로 전송하고,

상기 게이트웨이는 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신하면 상기 바인딩 업데이트 메시지의 소스 주소를 상기 게이트웨이의 주소로 변경한 후 상기 홈 에이전트로 전송하며,

상기 홈 에이전트는 상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신한 후 응답 메시지를 생성하여 상기 게이트웨이를 거쳐 상기 이동 라우터로 전송함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 22항에 있어서, 상기 홈 에이전트는,

상기 바인딩 업데이트 메시지를 수신하면 상기 바인딩 업데이트 메시지에 포함된 정보를 이용하여 상기 변경된 주소를 저장함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 22항에 있어서, 상기 게이트웨이는,

상기 홈 에이전트로부터 전송된 응답 메시지를 수신하면 상기 홈 에이전트와의 사이에 양방향 터널을 설정함을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.
제 22항에 있어서, 상기 이동된 PAN 내에서 전송되는 패킷은 16비트의 임시 주소를 이용하여 전송되고, 상기 이동된 PAN의 외부 네트워크에서 전송되는 패킷은 IPv6 프로토콜(Protocol)에 의한 주소를 이용하여 전송됨을 특징으로 하는 이동성 지원 시스템.