KR20090082435A - 통신 네트워크에서의 이동 ｉｐ 솔루션을 위한 방법, 장치, 컴퓨터 판독가능 매체 및 시스템 - Google Patents

통신 네트워크에서의 이동 ｉｐ 솔루션을 위한 방법, 장치, 컴퓨터 판독가능 매체 및 시스템 Download PDF

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Abstract

이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점(an endpoint)으로서 동작하도록 구성된 기능에서 다수의 IP 어드레스를 지원하는 단계와, 상기 이동 노드에서의 사용을 위해 상기 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하는 단계를 포함하는 방법이 개시된다. 또한 이에 대응하는 장치, 컴퓨터 프로그램 및 시스템도 개시된다.

Description

통신 네트워크에서의 이동 ＩＰ 솔루션을 위한 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 시스템{MOBILE IP SOLUTION FOR COMMUNICATION NETWORKS}
본 발명은 전반적으로 통신 네트워크에서의 이동 IP에 관한 것이다.
이동 IPv4(Internet Protocol version 4)는 일반적으로 이동 디바이스 사용자가 그들의 영구 IP 어드레스를 유지하면서 하나의 네트워크로부터 다른 네트워크로 이동하게 하도록 설계된 프로토콜 개선(a protocol enhancement)이다. 즉, 이동 IP는 인터넷에서 IP 데이터그램(datagram)의 이동 노드(MN)로의 투명 라우팅(transparent routing)을 허용한다. 각각의 이동 노드는 항상 인터넷에 대한 그것의 현재 연결 지점과는 무관하게 그것의 홈 어드레스에 의해 식별된다. 그것의 홈으로부터 떨어져 놓이면, 이동 노드는 인터넷에 대한 그것의 현재 연결 지점에 관한 정보를 제공하는 보조 주소(care-of-address:CoA)와도 연관된다.
이동 IP에는 다음과 같은 2종류의 네트워크 개체가 있다.
- 홈 에이전트(home agent: HA)는 홈 에이전트의 네트워크에 영구 어드레스를 갖는 이동 노드에 관한 정보를 저장한다.
- 외부 에이전트(foreign agent: FA)는 그것의 네트워크를 방문하는 이동 노드에 관한 정보를 저장한다. FA는 또한 이동 IP에 의해 사용되는 CoA를 공지한다.
데이터 패킷은 이동 노드의 홈 어드레스를 사용하여 이동 노드에 전송된다. 이동 노드가 외부 네트워크(a foreign network)에 위치하는 경우, 이들 패킷은 새로운 IP 헤더를 갖는 이동 노드의 CoA에 패킷을 터널링하여 오리지널 IP 헤더를 보존하는 홈 에이전트에 의해 인터셉트된다. 그러면, 외부 네트워크 내의 외부 에이전트는 터널의 종단에서 패킷을 디캡슐화(decapsulate)하여, 추가 IP 헤더를 제거하고 오리지널 패킷을 이동 노드로 전달한다.
다시 말해, 모든 사용자 트래픽은 외부 에이전트 및 홈 에이전트를 통과해야 한다. 광대역 통신 네트워크에서, 그러한 트래픽의 양은 상당할 수 있으며, 1 Gbps를 초과할 수도 있다. 그러나, (잠재적으로 다수의 홉(hop)을 이용한) 외부 에이전트와 홈 에이전트 사이의 가장 대중적인 물리적 접속은 GE(Gigabit Ethernet)이다. 즉, 사용자 트래픽의 양은 외부 에이전트와 홈 에이전트 사이의 단일 링크 물리적 접속의 용량을 초과할 수도 있다.
이것은 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이에서 멀티기가비트 트래픽(multigigabit traffic)을 충분히 구성할 수도 있는 사용자 트래픽을 물리적 접속에 접합하게 하는 방법에 대한 문제를 야기한다.
용량을 증가시키기 위해, 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이에는 다수의 병렬 GE 링크가 존재할 수 있다. 일반적으로는, 다수의 물리적 링크 사이에서 로드를 분할하거나 균형화하는 방식(모두 유사함)이 몇 가지 있다. 그러한 방식 중 한 가지 실례로는 IP 레벨 상의 ECMP(Equal Cost MultiPath)가 있고, 다른 실례로는 대응하는 LACP(Link Aggregation Control Protocol)에 의한 ELA(Ethernet Link Aggregation)(802.3ad)가 있다. 임의의 그러한 로드 균형화 방식은 동일한 사용자 흐름에 대한 패킷 순서의 예약이 필요 조건이며, 이것은 (통상, 5-튜플(tuple) ─ 계층 3 IP 소스 및 목적지 어드레스, 계층 4 프로토콜, 계층 4 소스 및 목적지 포트 ─ 에 의해 정의되는) 동일한 사용자 "대화"에 대한 모든 패킷이 동일한 물리적 링크를 통해 진행해야 한다는 것을 의미한다. 이러한 방식은 로드 균형화가 계층 2(MAC 어드레스)나 계층 3(소스/목적지 IP), 도는 심지어 계층 4(UDP/TCP 포트) 중 어느 하나를 기초로 할 수 있기 때문에 터널링되지 않은 트래픽(non-tunneled traffic)에서 충분히 작용한다.
그러나, 이동 IP에서, 모든 사용자 패킷이 FA와 HA 사이에서 터널(예를 들어, IP-in-IP 터널) 내부로 캡슐화된다. 이것은, FA와 HA 사이의 네트워크 디바이스의 관점에서 볼 때, (모든 이동 가입자에 대해) 전체 사용자 트래픽이 단일 IP 흐름 또는 FA IP 어드레스와 HA IP 어드레스 사이의 대화라는 것을 의미한다. 따라서, 모든 계층(L2, L3, L4)이 항상 터널 내부의 모든 패킷마다 동일하기 때문에, 로드 균형화 방식 중 어느 것도 사용될 수 없다. 이로 인해, 네트워크는 강제로 멀티기가비트 이동 IP 트래픽을 단일 GE 링크 내부에 일치시킬 수 있는데, 이는 명백히 처리량 문제를 가져올 수 있다.
1 기가비트 링크보다 더 높은 속도의 링크가 사용될 수 있지만(예를 들어, 10 기가비트 링크가 가능할 수 있지만), 그러한 링크는 고가이고, 광학적 인프라구 조를 필요로 하여 항상 사용될 수 있는 것이 아니라는 점에 유의한다.
따라서, 현재 솔루션과 연관된 문제를 회피 및/또는 경감시킬 새로운 방안이 필요하다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점(an endpoint)으로서 동작하도록 구성된 기능에서 다수의 IP 어드레스를 지원하는 단계와, 이동 노드에서의 사용을 위해 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 명세서에서 다수의 IP 어드레스라는 문구는 2개 이상의 IP 어드레스, 다시 말해 하나보다 더 많은 IP 어드레스를 지칭한다. 임의의 적합한 수의 IP 어드레스가 사용될 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 다수의 IP 어드레스의 동적 할당은 동일한 IP 어드레스가 모든 이동 노드에 할당되는 것은 아니라는 것을 나타낸다. 대신, 예를 들어, IP 어드레스 중 하나는 몇몇 이동 노드에 할당되고, 다른 IP 어드레스는 다른 몇몇 이동 노드에 할당된다. 하나의 IP 어드레스는 오직 하나의 이동 노드에만 할당될 수도 있고 또는 다수의 이동 노드에 할당될 수도 있다.
제 1 양상에서 지칭되는 기능은 외부 에이전트 기능이라 호칭될 수 있다. 상기 기능은 이동 IP의 외부 에이전트 요소에 포함될 수도 있고 또는 이동 IP에 따른 각각의 공존 기능(respective co-located function)과 관계될 수도 있다.
동적으로 할당된 IP 어드레스는 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 상기 터널을 세팅하기 위해 이동 노드가 홈 에이전트와 같은 다른 네트워크 개체와 협력하게 할 수 있다.
이동 노드의 홈 네트워크는 이동 노드의 영구 IP 어드레스가 속하는 네트워크이다. 제 1 양상에서 지칭된 기능은 전형적으로 이동 노드의 홈 네트워크가 아닌 네트워크로서 정의될 수 있는 방문 네트워크(a visited network)에서 사용된다. 또한, 상기 기능은 이동 노드의 홈 네트워크에서도 전개될 수 있다. 예를 들어, 홈 네트워크에 의해 커버되는 IP 어드레스 공간은 이동 노드가 전체 홈 네트워크 이내에서 동작하게 하는 데에 상기 기능을 필요로 할 정도로 넓을 수 있다. 홈 네트워크가 다수의 서브네트워크를 포함할 수 있으며, 하나의 서브네트워크로부터 획득된 IP 어드레스를 다른 서브네트워크 내에서 사용하게 되면 상기 기능이 사용되어야 한다. 홈 네트워크에서 사용되는 상기 기능은, 예를 들어 별도의 외부 에이전트 요소에 의해 또는 대응하는 공존 기능에 의해 제공될 수 있다. 따라서, 외부 네트워크가 홈 네트워크인지 방문 네트워크인지와는 상관없이 그 외부 네트워크를 상기 기능 하의 네트워크로서 정의할 수 있다.
외부 에이전트 기능(또는 제 1 양상에서 지칭된 몇몇 다른 기능)에서 다수의 IP 어드레스를 지원함으로써, 홈 에이전트 기능(또는 홈 네트워크의 몇몇 다른 대응 기능)이 단일 위주 에이전트 기능을 다수의 외부 에이전트 기능으로 간주할 수 있음이 달성된다. 이것은 하나의 홈 에이전트와 하나의 외부 에이전트 사이에 다중 터널을 갖게 할 수 있다. 그 때문에, 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 상이한 물리적 접속에 대해 상이한 터널의 균형을 맞추는 것이 가능하고, 그에 따라 보다 높은 용량의 물리 계층을 사용할 필요 없이 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 용량이 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, IP 어드레스의 동적 할당은 다수의 IP 어드레스 중 하나를 동적으로 선택하고, 동적으로 선택된 IP 어드레스를 포함하는 공지 메시지(an advertisement message)를 전송하는 것에 의해 이행된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 동적으로 선택된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지는 할당된 IP 어드레스를 갖지 않는 이동 노드에만 전송된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 대응하는 할당된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지는 할당된 IP 어드레스를 이미 갖고 있는 이동 노드에 전송된다.
본 발명의 실시예에서, 공지 메시지는 상기 다수의 지원되는 IP 어드레스 중 2개 이상의 IP 어드레스로 이루어진 리스트를 포함하며, 이 때 선택된 IP 어드레스는 리스트 내의 제 1의 IP 어드레스이다.
다수의 IP 어드레스의 동적 할당은 랜덤 선택, 라운드 로빈 알고리즘(round robin algorithm) 및 가중된(weighted) 라운드 로빈 알고리즘 중 하나를 기초로 할 수 있다. 가중된 라운드 로빈 알고리즘은, 외부 에이전트 기능과 연관된 접속의 물리적 링크 용량, 상기 다수의 IP 어드레스와 연관된 현재 터널 로드 및 이동 노드 프로파일 중 하나를 기초로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 물리적 링크 용량과 관련하여 실제의 최대 물리적 링크 용량보다 낮은 임계치가 고려된다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 물리적 링크 용량과 관련하여 실제의 최대 물리적 링크 용량보다 높은 임계치가 고려된다.
본 발명의 실시예에서, 본 발명의 방법은 다수의 IP 어드레스 중 하나의 IP 어드레스와 연관된 터널에서 오버로드 위험(an overload risk)을 검출하는 단계와, 다수의 IP 어드레스 중 그 하나의 IP 어드레스가 할당되는 하나 이상의 이동 노드에 새로운 IP 어드레스를 할당하여 상기 하나 이상의 이동 노드를 재배치하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제 2 양상에 따르면, 메모리와, 상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하는 장치로서, 프로세서는 이동 노드에서의 사용을 위해 IP 어드레스를 할당하여 장치가 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점으로서 동작하도록 제어하고, 다수의 IP 어드레스를 지원하며, 이동 노드에서의 사용을 위해 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하도록 구성된 장치가 제공된다.
제 2 양상의 장치는 외부 에이전트 요소일 수도 있고 또는 공존 외부 에이전트 기능을 포함하는 장치일 수도 있다.
본 발명의 제 3 양상에 따르면, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 장치가 본 발명의 제 1 양상을 구현하게 하도록 채택된 컴퓨터 실행가능 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
제 3 양상의 컴퓨터 실행가능 프로그램 코드는, 다목적 프로세서, 마이크로프로세서, ASIC(application specific integrated circuit), 디지털 신호 프로세서 및 마스터 제어 프로세서 중 어느 하나에 의해 실행될 수 있는 프로그램 코드로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 4 양상에 따르면, 다수의 IP 어드레스를 지원하는 수단과, 이동 노드에서의 사용을 위해 상기 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하는 수단을 포함하되, 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점으로서 동작하는 장치가 제공된다.
본 발명의 제 4 양상에 따르면, 제 1 개체와, 제 2 개체를 포함하되, 제 1 개체는 메모리와, 이 메모리에 연결된 프로세서를 포함하며, 이 프로세서는 이동 노드로 예정된 데이터를 인터셉트하고, 상기 데이터를 이 제 2 개체에 터널링하도록 구성되며, 이 제 2 개체는 메모리와, 이 메모리에 연결된 프로세서를 포함하고, 이 프로세서는 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점으로서 동작하도록 제 2 개체를 제어하며, 다수의 IP 어드레스를 지원하고, 이동 노드에서의 사용을 위해 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하도록 구성되는 시스템이 제공된다.
제 5 양상의 시스템은 하나 이상의 이동 노드도 포함할 수 있다. 제 1 개체는, 예를 들어 홈 에이전트일 수 있고, 제 2 개체는, 외부 에이전트일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 단지 본 발명의 특정 양상을 참조하여 예시되고 있다. 대응하는 실시예는 다른 양상에도 마찬가지로 적용될 수 있음이 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 단지 실례로서 첨부한 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 이동 IP 시스템의 실례를 도시한 도면,
도 2a는 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 터널링된 이동 IP 트래픽을 예시한 도면,
도 2b는 외부 에이전트의 다수의 IP 어드레스와 홈 에이전트 사이의 터널링된 이동 IP 트래픽을 예시한 도면,
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 흐름도,
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흐름도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흐름도,
도 5는 본 발명의 다양한 실시예를 실행하는 데 적합한 장치의 블록도이다.
다음에 있어서, 유사한 참조 기호는 동일한 요소를 지칭하는 데 사용된다.
도 1은 이동 IP 시스템의 실례를 도시한다. 시스템은 홈 네트워크(101)와 2개의 외부 네트워크(103, 107)를 포함한다. 홈 에이전트(102)는 홈 네트워크(101) 내에 위치하고 2개의 외부 에이전트(104, 108)는 제각각 외부 네트워크(103, 107)에 위치한다. 이동 노드(106)는 외부 네트워크(103)의 송수신 기지국(a base transceiver station)(105)에 의해 제공되는 무선 링크에 의해 외부 네트워크(103)에 접속되고, 이동 노드(110)는 외부 네트워크(107)의 송수신 기지국(109)에 의해 제공되는 무선 링크에 의해 외부 네트워크(107)에 접속된다. 명백히, 시스템은 다른 요소도 포함할 수 있지만, 그들은 명료성을 위해 도시되지 않는다.
이동 노드(106, 110)는 외부 네트워크에 위치할 때조차도 홈 네트워크와 연관된 그들의 영구 IP 어드레스를 보존한다. 외부 네트워크에 있을 때 이동 노드는 외부 에이전트로부터 CoA를 추가로 획득하고 그 CoA를 그들의 홈 에이전트에 등록한다. 그러면 이동 노드의 영구 IP 어드레스로 예정된 데이터 패킷은, 예를 들어 새로운 IP 헤더를 갖는 이동 노드의 CoA에 그 패킷을 터널링하여 오리지널 IP 헤더를 보존하는 각각의 홈 에이전트에 의해 인터셉트된다. 그 후, 외부 네트워크 내의 외부 에이전트는 터널의 종단에서 패킷을 디캡슐화하여, 추가 IP 헤더를 제거하고 오리지널 패킷을 이동 노드로 전달한다.
외부 에이전트 기능은 또한 이동 노드(도면에는 도시하지 않음)에 포함되는 공존 기능(a co-located functionality)일 수 있다.
도 2a는 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 터널링된 이동 IP 트래픽을 예시한다. 통상적으로, 특정 외부 에이전트와 연관된 모든 이동 노드에 예정된 데이터그램은 홈 에이전트에서 도 2의 화살표(201)로 예시한 단일 IP-in-IP 터널 내로 캡슐화되어 있다. 따라서, 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 데이터가 통과하는 네트워크 요소(202, 203)는 다수의 이동 노드의 이동 IP 트래픽을 단일 접속(201)으로 간주하고 있다. 이러한 이유로, 이동 IP 트래픽은, 종래기술과 관련하여 전술한 바와 같이 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 경로에서 사용될 수 있는 다수의 병렬 물리적 링크(204)가 있다 하더라도, 상이한 물리적 접속 간에 분 배되는 데에는 적합하지 않다.
도 2b는 외부 에이전트의 다수의 IP 어드레스와 홈 에이전트 사이의 터널링된 이동 IP 트래픽을 예시한다. 이제, 외부 에이전트는 다수의 IP 어드레스 IP_FA1, IP_FA2, ..., IP_FAn을 지원한다. 홈 에이전트의 관점으로 볼 때, 다수의 IP 어드레스를 갖는 그러한 외부 에이전트는 다수의 외부 에이전트로 보일 수 있으며, 그에 따라 별도의 IP-in-IP 터널이 각각의 외부 에이전트 IP 어드레스마다 설립된다. 즉, 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 이동 IP 트래픽은 병렬 터널(205-207)로 분할된다. 명백히, 이제, 개별적인 터널이 존재하므로, 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 데이터가 통과하는 네트워크 요소(202, 203)는 3개의 상이한 접속부를 알게 되고, 그에 따라 다수의 병렬 물리적 링크(204) 사이의 로드의 균형을 맞출 수 있다.
요약하자면, 외부 에이전트 기능에서 다수의 IP 어드레스를 지원함으로써, 홈 에이전트와 외부 에이전트 사이의 상이한 IP-in-IP 터널 내에 강제로 이동 IP 트래픽을 유지시키는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예에서, 나아가, 각 터널의 로드는 상이한 이동 노드에서의 사용을 위해 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하는 것에 의해 로드가 단일 물리적 링크(예를 들어, GE 링크)의 실제 용량보다는 많지 않도록 제어된다.
본 발명의 실시예에 따른 구현을 더 설명하기 위해, 이동 IP의 외부 에이전트 복구 메커니즘(foreign agent discovery mechanism)을 참조할 수 있다. 그것은 이동 노드가 외부 네트워크에 처음 나타날 때 전송되는 에이전트 공지 메시지로 시 작한다. 메시지는 (알려져 있고 이동 노드가 IP 어드레스를 갖는 경우) 특정 이동 노드로의 유니캐스트 메시지 전송될 수도 있고, 또는 (IP 어드레스 224.0.0.1로의) 멀티캐스트 메시지로서 전송될 수도 있으며, 또는 (어드레스 255.255.255.255로의) 브로드캐스트 메시지로서 전송될 수도 있다. 에이전트 공지 메시지는 외부 에이전트의 IP 어드레스를 포함한다. 본 발명의 다양한 실시예의 정황에서, 공지 메시지는 외부 에이전트에 의해 지원되는 다수의 IP 어드레스 중 하나를 포함할 수도 있고, 또는 다수의 IP 어드레스 모두를 포함할 수도 있으며, 또는 다수의 IP 어드레스 모두는 아니지만 하나보다 많은 IP 어드레스를 포함할 수도 있다. 이들 옵션은 이후에 논의된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 특정 실시예에 따른 흐름도를 도시한다. 이 방법은, 이동 노드가 외부 네트워크에 위치할 때, 그 이동 노드에서의 사용을 위해 IP 어드레스를 제공하여 외부 에이전트 기능이 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점으로서 동작하게 하는 외부 에이전트 기능에 사용된다.
도 3a의 단계(301)에서, 다수의 IP 어드레스는 외부 에이전트 기능에서 지원된다. 그 후, 단계(303)에서, 다수의 IP 어드레스 중 하나가 선택되고, 단계(305)에서는 그 선택된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지가 전송된다.
이동 IP에서, 이동 노드는 에이전트 공지 메시지를 기초로 로밍 시나리오 및/또는 네트워크 변경에 관하여 결정한다. 외부 에이전트에 의해 공지된 IP 어드레스가 변경되면, 이동 노드는 네트워크가 변경될 것으로 생각하고 새로운 등록(registration)을 발행할 것이다. 따라서, 불필요한 재등록을 회피하기 위해서, 동일한 외부 에이전트 IP 어드레스가 특정 이동 노드에 대해 유지되어야 하는데, 다시 말하자면, 공지 메시지는 동일한 이동 노드에 대해서 일치해야 한다.
도 3a의 방법에서 이동 노드에 대해 동일한 공지된 IP 어드레스를 유지하고 싶다면, 선택된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지는 단계(305)에서 이미 할당된 IP 어드레스 없는 이동 노드에만 전송되어야 한다. 이것은 외부 에이전트(또는 대응하는 공존 기능)가 이동 노드로의 포인트-투-포인트 접속(WiMAX의 경우에는 GRE(Generic Routing Encapsulation), 터널 및 GRE 키)을 가지며 그에 의해 공지 메시지가 전송되는 이동 노드 및 전송되지 않는 이동 노드를 외부 에이전트가 선택할 수 있기 때문에, 대부분의 광대역 셀룰러 네트워크(예를 들어, WiMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access))에서 구현하는 것이 가능하다. 또한, 이동 IP는, 어떤 IP 어드레스가 어떤 이동 노드에 할당되는지에 대한 지식이 있으며 그에 의해 그 선택된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지가 전송되어서는 안 되는 이동 노드를 선택하기 위한 필수 정보를 그 외부 에이전트가 갖고 있음을 용이하게 제공한다. 할당된 IP 어드레스를 갖는 이동 노드의 경우, 외부 에이전트는 대응하는 할당된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지를 전송할 수 있다.
도 3a에서와 같이, 도 3b에서도, 단계(301)에서 다수의 IP 어드레스가 외부 에이전트 기능에서 지원되며, 다수의 IP 어드레스 중 하나는 단계(303)에서 선택된다. 그 후, 상기 다수의 지원된 IP 어드레스 중 2개 이상의 지원된 IP 어드레스를 포함하는 공지 메시지가 단계(309)에서 전송된다. 선택된 IP 어드레스는 리스트에서 제 1의 IP 어드레스인 것으로 설정된다. 단계(309)의 공지 메시지는 외부 에이 전트 기능에 의해 지원되는 모든 IP 어드레스를 포함할 수도 있고 또는 IP 어드레스 중 일부만을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 대안으로 또는 추가로, 공지 메시지에 포함되는 전체 리스트의 IP 어드레스에 대해 바람직한 순서가 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 IP 어드레스를 리스트 내의 제 1의 IP 어드레스로 설정하는 것을 제외하면 리스트의 나머지 IP 어드레스의 순서를 정하는 것은 강제적인 사항이 아니라는 점에 유의해야 한다. 또한, 이동 IP 명세(mobile IP specifications)가 공지 메시지 내에 다수의 외부 에이전트 IP 어드레스를 포함하는 것을 허용하는 것이 용이하다는 것이 인지될 것이다.
이제, 소정 이동 노드에 대해 동일한 공지된 IP 어드레스를 유지하는 것은 원리적으로 도 3b의 방법에서 자동으로 제공된다. 이동 IP에 따르면, 이동 노드가 현재 그것에 할당된 외부 에이전트 IP 어드레스(이동 노드가 그것의 홈 에이전트에 등록한 어드레스)를 포함하는 공지 메시지를 수신하는 경우, 공지 메시지 내에 포함될 가능성이 있는 다른 IP 어드레스와는 무관하게 어떠한 변경도 이루어지지 않을 것이다. 한편, 이동 노드가 할당된 IP 어드레스를 아직 갖고 있지 않은 경우, 이동 노드는 이동 IP에 따라 공지 메시지 내에 리스트된 제 1의 IP 어드레스를 선택해야 한다. 따라서, 공지 메시지를 모든 이동 노드에 전송하는 것이 이미 할당된 IP 어드레스를 갖는 이동 노드를 교란시키는 것은 아니며, 적절한 IP 어드레스는 새로운 이동 노드에 할당될 IP 어드레스가 공지 메시지 내에 리스트된 제 1의 IP 어드레스가 되도록 다수의 IP 어드레스의 순서를 정함으로써 새로운 이동 노드에 할당될 수 있다. 다시 말해, 이 옵션에서, 외부 에이전트는 공지 메시지의 IP 어드레스 리스트에서 제 1의 IP 어드레스를 변화시킴으로써 상이한 터널 상의 로드를 제어할 수 있다. 이 옵션은 어떤 유형의 네트워크 및 외부 에이전트와 이동 노드 사이의 접속에도 적용될 수 있다.
단계(303)에서 다수의 IP 어드레스 중 하나의 선택은, 예를 들어 랜덤 선택, 라운드 로빈 알고리즘 또는 가중된 라운드 로빈 알고리즘을 기초로 할 수 있다. 또한, 임의의 다른 적합한 선택 방법이 본 발명의 범주 내에서 사용될 수 있다.
간단한 라운드 로빈 알고리즘이 사용된다면, 연속 루프(a continuous loop) 내에서의 다음 IP 어드레스가 항상 선택되는데, 다시 말하자면, 연속 루프 내에서의 다음 IP 어드레스는 모든 다른 이동 노드에서의 사용을 위해 할당된다. 이러한 알고리즘은, 예를 들어 다수의 이동 노드 및/또는 대부분의 이동 노드에 대한 유사한 가입(subscription) 및 사용 패턴에 따라 잘 작용할 수 있다. 양호한 결과는 심지어 통계 분포 원리(statistical distribution principle)에도 기초하여 달성된다.
그러나, 엄격한 라운드 로빈 알고리즘이 사용되는 경우, 동일한 할당된 IP 어드레스를 갖는 이동 노드의 그룹이 동시에 더욱 활성 상태로 되고, 그에 의해 그 IP 어드레스와 연관된 터널은 단일 물리적 링크가 제공할 수 있는 것보다 많은 처리량을 필요로 할 수도 있다는 점에 유의한다.
가중된 라운드 로빈 알고리즘은 이동 노드의 가입 및 사용 시에 통계적 분포가 추정될 수 없는 상황에 보다 더 적합할 수 있다. 알고리즘은, 예를 들어 (통합된 가입 정보나 실시간 또는 계획된 트래픽 처리량을 기초로) 특정 IP 어드레스에 대해 사용될 수 있는 대역폭과, 가입 정보 또는 계획된 트래픽 처리량 또는 이동 노드에 대해 추가될 몇몇 다른 가용 프로파일 정보를 고려할 수 있다. 그러한 가입 정보 및/또는 몇몇 다른 프로파일 정보는 외부 에이전트 공지 이전에 이동 IP에서 발생하는 이동 노드의 액세스 인증 단계로부터 사용될 수 있다.
또한, 가중된 라운드 로빈 알고리즘에 따르면, 몇몇 시점에 IP 어드레스와 연관된 터널은 단일 물리적 링크가 제공할 수 있는 것보다 더 많은 처리량을 필요로 할 수 있다. 그 이유는, 예를 들어 실시간 또는 계획된 트래픽 파라미터가 알고리즘용 가중치로서 사용되고, 트래픽 패턴이 시간에 따라 변화하여 오리지널 가중 정의(the original weight definition)가 더 이상 유효하지 않게 되기 때문이다. 이러한 이유로, 본 발명의 실시예에서, 가중된 라운드 로빈 알고리즘은 최대의 물리적 링크 용량보다 낮은 임계치를 고려하여, 예를 들어 이동 노드의 트래픽 패턴의 변경에 의해 야기될 수 있는 트래픽 버스트(traffic bursts)를 고려한다.
한편, IP 어드레스와 연관된 터널은 가입 정보가 일반적으로 트래픽의 최대 레벨만을 제공하지만 이동 노드의 실제 트래픽은 평균적으로 훨씬 낮기 때문에 가입 정보가 알고리즘의 가중치로서 사용되는 경우에도 충분히 이용될 수 있다. 이러한 시나리오에서, IP 어드레스의 "신청초과(oversubscription)"는 잠재적으로 구성 가능한 신청초과 레벨과 함께 사용될 수 있다. 즉, 알고리즘을 기초로 하여 추천할만한 것으로 보이는 것보다 더 많은 이동 노드가 하나의 IP 어드레스에 대해 할당될 수 있고, 또는 그 알고리즘은 하나의 물리적 링크가 실제로 제공할 수 있는 것보다 더 높은 처리량을 고려하도록 구성된다. 그러나, 이러한 신청초과는 몇몇 경우에 오버로드도 야기할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 외부 에이전트 기능은, 소정 IP와 연관된 터널/IP 어드레스를 오버로드할 위험성을 검출하고(예를 들어, 하나의 터널에서의 로드가 구성 가능한 처리량 임계치를 초과하고), 하나 이상의 이동 노드(들)를 질문의 IP 어드레스로부터 새로운 IP 어드레스로 재배치하도록 구성된다. 이러한 방법은 도 4의 흐름도에 예시된다. 먼저, 단계(401)에서의 절차는 소정 기간 동안에 정지되는 것으로, 다시 말해 임의의 재배치가 필요한지의 여부를 검사하는 절차가 주기적으로 반복된다. 그 다음, 단계(403)에서 IP 어드레스와 연관된 소정 터널/IP 어드레스에 대한 오버로드의 위험성이 있는지가 검사된다. 어떠한 위험성도 검출되지 않으면, 절차는 단계(401)로 되돌아가서 반복된다. 위험성이 검출되면, 단계(405)에서 하나 이상의 이동 노드가 새로운 IP 어드레스로 재배치된다. 임의의 적합한 방법이 새로운 IP 어드레스를 선택하는 데 사용될 수 있다. 재배치는, 예를 들어 새로운 IP 어드레스를 갖는 에이전트 공지 메시지를 적절한 노드로 전송함으로써 실시될 수 있다. 재배치 목적에 사용되는 공지 메시지는 하나 이상의 IP 어드레스를 포함할 수 있지만, 재배치될 이동 노드로 이전에 할당되었던 IP 어드레스를 포함해서는 안 된다. 전술한 바와 마찬가지로, 이동 노드는 이전에 할당된 IP 어드레스를 포함하지 않는 공지 메시지에 대한 응답으로 재등록을 실행할 수 있다. 따라서, 이전에 할당된 어드레스를 공지 메시지로부터 배제하는 것은 이동 노드가 새로운 IP 어드레스를 사용 시에 효과적으로 고려하게 한다. 능동적으로 데이터를 전송/수신하지 않는 이동 노드가 먼저 재배치될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 다양한 실시예는 하드웨어나 특수 목적의 회로, 소프트웨어, 로직 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 양상이 하드웨어로 구현될 수 있고, 다른 양상이 제어기, 마이크로프로세서 또는 다른 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행될 수 있는 펌웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있지만, 본 발명은 이러한 것으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다양한 양상이 블록도, 흐름도로서 또는 몇몇 다른 도식 표현으로 예시되고 설명될 수 있지만, 본 명세서에서 설명된 이들 블록, 장치, 시스템, 기술 또는 방법은, 비제한적 실례로서, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적의 회로 또는 로직, 범용 하드웨어 또는 제어기 또는 다른 컴퓨팅 디바이스, 혹은 이들의 몇몇 조합으로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예를 실행하는 데 적합한 장치의 블록도를 도시한다. 장치(500)는 가능한 한 분산된 기능을 갖는 범용 컴퓨터 또는 서버와 같은 전형적인 컴퓨터일 수 있으며, 컴퓨터를 제어하는 CPU(501), 컴퓨터 프로그램 코드 또는 소프트웨어(503)를 포함하는 메모리(502)를 포함한다. 운영 체제 및 상이한 컴퓨터 애플리케이션과 같은 소프트웨어(503)는 CPU(501)가 장치(500)를 제어하게 하는 인스트럭션을 포함한다. 소프트웨어(503)는 장치가 본 발명의 기능을 제공하도록 제어하는 인스트럭션을 포함할 수 있다. 장치(500)는 LAN 또는 WLAN 수신기/송신기와 같은 I/O(입력/출력) 유닛(504)을 더 포함한다. I/O 유닛은 상이한 IP 어드레스를 갖는 다수의 IP 인터페이스(505-507)를 포함한다. 장치(500)는 또한 사용자 인터페이스(도시하지 않음)도 포함할 수 있지만, 사용자 인터페이스는 I/O 유닛을 통한 원격 접속에 의해서도 구현될 수 있고 또는 존재하지 않을 수도 있다.
이 문헌에서, "포함한다"라는 용어는 "배제"의 의도가 없는 개방된 표현으로서 사용된다. "외부 에이전트" 및 "외부 에이전트 기능"이라는 용어는 상호교환 가능하게 사용되며, 별도의 외부 에이전트 요소 및 대응하는 공존 기능을 모두 지칭할 수도 있다.
전술한 설명은 본 발명의 특정 구현 및 실시예의 비제한적 실례에 의해 본 발명을 실행하기 위해 발명자에 의해 현재 심사숙고된 최상의 방법 및 장치에 대한 전반적이고 유익한 설명을 제공하고 있다. 그러나, 당업자에게는, 본 발명이 전술한 실시예의 세부사항으로 제한되는 것이 아니라 본 발명의 특성으로부터 벗어나지 않는 등가의 수단을 사용하여 다른 실시예에서 구현될 수 있음이 명백하다.
또한, 본 발명의 전술한 실시예의 특징 중 몇몇은 다른 특징의 대응하는 사용 없이 유리하게 사용될 수 있다. 이와 같이, 전술한 설명은 본 발명의 제한이 아니라 본 발명의 원리를 단지 예시하는 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 오로지 첨부한 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (26)

  1. 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점(an endpoint)으로서 동작하도록 구성된 기능에서 다수의 IP 어드레스를 지원하는 단계와,
    상기 이동 노드에서의 사용을 위해 상기 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동적 할당 단계는
    상기 다수의 IP 어드레스 중 하나를 동적으로 선택하는 단계와,
    상기 동적으로 선택된 IP 어드레스를 포함하는 공지 메시지(an advertisement message)를 전송하는 단계에 의해 이행되는
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 동적으로 선택된 IP 어드레스를 갖는 상기 공지 메시지를 할당된 IP 어드레스를 갖지 않은 이동 노드에만 전송하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    대응하는 할당된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지를 할당된 IP 어드레스를 갖는 이동 노드에 전송하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 공지 메시지는 상기 다수의 지원되는 IP 어드레스 중 2개 이상의 지원되는 IP 어드레스로 구성되는 리스트를 포함하되, 상기 선택된 IP 어드레스는 상기 리스트 내에서 제 1의 IP 어드레스인
    방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 IP 어드레스의 동적 할당 단계는 랜덤 선택, 라운드 로빈 알고리즘 및 가중된 라운드 로빈 알고리즘(weighted round robin algorithm) 중 하나를 기초로 하는
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가중된 라운드 로빈 알고리즘은 외부 에이전트 기능(foreign agent functionality)과 연관된 접속의 물리적 링크 용량(physical link capacity), 상기 다수의 IP 어드레스와 연관된 현재 터널 로드(current tunnel load), 및 이동 노드 프로파일 중 하나를 기초로 하는
    방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 물리적 링크 용량과 관련하여 실제의 최대 물리적 링크 용량보다 낮은 임계치가 고려되는
    방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 물리적 링크 용량과 관련하여 실제의 최대 물리적 링크 용량보다 높은 임계치가 고려되는
    방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 IP 어드레스 중 하나의 IP 어드레스와 연관된 터널에서의 오버로드 위험성(an overload risk)을 검출하는 단계와,
    새로운 IP 어드레스를 상기 다수의 IP 어드레스 중 상기 하나의 IP 어드레스가 할당되는 하나 이상의 이동 노드에 할당하는 것에 의해 상기 하나 이상의 이동 노드를 재배치하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능이 외부 에이전트 요소 또는 공존 기능(a co-located function)에 포함되는
    방법.
  12. 메모리와,
    상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하는 장치로서,
    상기 프로세서는
    상기 장치가 이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점으로서 동작하도록 제어하고,
    다수의 IP 어드레스를 지원하며,
    상기 이동 노드에서의 사용을 위해 상기 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하도록 구성되는
    장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 다수의 IP 어드레스 중 하나를 동적으로 선택하고,
    상기 동적으로 선택된 IP 어드레스를 포함하는 공지 메시지를 전송하는 것에 의해
    상기 동적 할당을 이행하도록 구성되는
    장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한 상기 동적으로 선택된 IP 어드레스를 갖는 상기 공지 메시지를 할당된 IP 어드레스를 갖지 않는 이동 노드에만 전송하도록 구성된
    장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한 대응하는 할당된 IP 어드레스를 갖는 공지 메시지를 할당된 IP 어드레스를 갖는 이동 노드에 전송하도록 구성된
    장치.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 다수의 지원되는 IP 어드레스 중 2개 이상의 지원되는 IP 어드레스로 구성되는 리스트를 포함하되, 상기 선택된 IP 어드레스가 상기 리스트 내에서 제 1의 IP 어드레스가 되는 상기 공지 메시지를 제어하도록 구성되는
    장치.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 IP 어드레스의 동적 할당은 랜덤 선택, 라운드 로빈 알고리즘 및 가중된 라운드 로빈 알고리즘 중 하나를 기초로 하는
    장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가중된 라운드 로빈 알고리즘은 외부 에이전트 기능과 연관된 접속의 물리적 링크 용량, 상기 다수의 IP 어드레스와 연관된 현재 터널 로드, 및 이동 노드 프로파일 중 하나를 기초로 하는
    장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 물리적 링크 용량과 관련하여 실제의 최대 물리적 링크 용량보다 낮은 임계치를 고려하도록 구성되는
    장치.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 물리적 링크 용량과 관련하여 실제의 최대 물리적 링크 용량보다 높은 임계치를 고려하도록 구성되는
    장치.
  21. 제 12 항 내지 제 20 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서가 또한
    상기 다수의 IP 어드레스 중 하나의 IP 어드레스와 연관된 터널에서의 오버로드 위험성(an overload risk)을 검출하고,
    새로운 IP 어드레스를 상기 다수의 IP 어드레스 중 상기 하나의 IP 어드레스가 할당되는 하나 이상의 이동 노드에 할당하는 것에 의해 상기 하나 이상의 이동 노드를 재배치하도록 구성되는
    장치.
  22. 제 12 항 내지 제 21 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 외부 에이전트 요소이거나 공존 외부 에이전트 기능을 포함하는 장치인
    장치.
  23. 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 장치가 제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하도록 채택된 컴퓨터 실행가능 프로그램 코드를 포함하는
    컴퓨터 프로그램.
  24. 다수의 IP 어드레스를 지원하는 수단과,
    이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점으로서 동작하는 수단과,
    이동 노드에서의 사용을 위해 상기 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하는 수단을 포함하는
    장치.
  25. 제 1 개체와,
    제 2 개체를 포함하되,
    상기 제 1 개체는
    메모리와,
    상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는
    이동 노드로 예정된 데이터를 인터셉트하고,
    상기 데이터를 상기 제 2 개체에 터널링하도록 구성되며,
    상기 제 2 개체는
    메모리와,
    상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    이동 노드로 예정된 데이터를 전달하는 터널의 종단점으로서 동작하도록 상기 제 2 개체를 제어하며,
    다수의 IP 어드레스를 지원하고,
    상기 이동 노드에서의 사용을 위해 상기 다수의 IP 어드레스를 동적으로 할당하도록 구성되는
    시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    이동 노드를 더 포함하되,
    상기 이동 노드는
    메모리와,
    상기 메모리에 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는
    상기 제 2 개체에 의해 할당된 IP 어드레스를 획득하고,
    상기 제 2 개체에 의해 할당된 상기 IP 어드레스를 상기 제 1 개체에 등록하도록 구성되며,
    상기 제 1 개체의 프로세서는 또한 상기 이동 노드로 예정된 데이터를 터널링하기 위해 상기 이동 노드에 의해 등록된 상기 IP 어드레스를 사용하도록 구성된
    시스템.
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